摘要：随着科技的发展，自动化已经成为了各行各业发展的必然趋势，而自动变频控制系统的出现更是给工业生产带来了极大的便利，减轻了相关工作人员的工作负担，提高了电气系统工作的效率，创造了较大的经济效益。
关键词：变频电气控制柜；节能效果；技术发展
一、变频技术的原理及应用必要性
变频电气控制柜的运行原理为，市电经过整流器设备之后，转化为直流电，直流电流经逆变器设备之后，又转化为可变电压，和频率可变的交流电源。在该系统中，使用的是微处理机编程的正弦波控制方式，系统电流的输出波与正弦波类似。因此在对系统进行调速的时候可以使用交流电动机进行控制。通过这种无极调速的控制方式，能够对运行功率进行实时调整，这样一来可以有效规避电动机出现空转现象，对设备造成磨损。
例如在钢铁行业的生产活动中，因为此种类型的生产环境比较复杂，因此对于设备主机的功率需求不是很稳定，随时都会发生变化，为了满足生产中的各种需求，通常情况下主机都要一直处于高压的运行状态，不得停止工作，在这种情况下，系统中电缆的温度会升高，消耗大量的电能，同时还会加剧主机的磨损，缩短设备寿命。此时如果应用变频电气控制柜，不但可以避免来回关闭起动电动机设备，还能同时满足生产过程中对于主机的负荷量需求，并且降低设备的磨损程度，延长主机的使用时间，对于企业来说有益无害。此外，通过借助变频器实现电源的变频，可以有效保证主机运行的稳定性。因为设备主机必须处于长期运行的状态，因此保证其稳定性是非常必要的，而变频电气控制柜完全能够满足该项生产要求。
二、变频电气控制柜
如果想要准确而全面的了解变频电机控制柜的技术应用情况和其节能性能，首先需要对其基本的结构有一个透彻的了解。一般来说，变频电气控制柜主要有几部分组成，分别为变频器设备、可编程逻辑控制器以及PID。目前，在工业生产中使用的变频电气控制柜主要都被应用在水泵系统当中，其主要作用就是借助变频技术首先水泵系统的变频控制，从而提升水泵系统的工作效率。通常情况下，系统借助传感器装置来探查水泵系统管道中的压力以及流速，在获取了准确信息之后，传感器将信息输送至控制柜中的PID，然后对水泵系统启动控制程序。这样一来，能够对水泵系统中的管道流速和压力起到显著的管控作用，令其始终在标准范围内，且保持稳定，满足生产要求。在实际生产过程中，如果想要合理应用变频电气控制柜，首先要判断生产工作所处的具体环境、需求和生产条件，然后选择合适型号的变频电气控制柜。保证整个系统顺利运行的前提是主机设备的安全稳定，此外，变频电气控制柜必须满足主机设备的相关转速标准。
三、变频柜的节能效果分析
1、节能效果
目前，我国对于变频柜采用的节能措施主要有几种，分别为吸收电阻的方式、回馈制动的方式以及制动电阻的处理方式。从技术等级来看，吸收电阻和制动电阻的方式相对来说技术水平较为成熟，为回馈制动方式相对于其他两种技术类型比较超前，当前还未被大力推广，因此很多人并不知晓。这种技术的应用原理就是通过系统将信息回馈给电源装置，然后将设备中的能量通过回馈，输送到控制柜中，以实现科学的能量分配目标。充分提升能源的使用效率。一般来说，如果电动机设备在运行的时候能够无限接近于额定负载或者达到额定值，那么说明系统的工作效率已经达到生产要求。而在实际运行过程中，电动机往往都是小于额定值，因此会耗费大量电能，无形之中就加大了运营成本，通过使用变频柜，可以有效改善这种情况，实现企业节能目标。
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变频柜可以通过调整系统中的设备荷载情况和功能图，然后将相关数据传输至变频器，可以有效解决上下行不平衡的情况。并且在此过程中能够结合实际生产需求对其中参数进行调整。比如，在控制油田中的注水泵的时候，变频柜通过设备中的传感器装置搜集井下压力和注水量信息，然后对数据进行分析，以判断水泵的真实状态，到底是出于空载状态，还是正在超负荷运行。如果发现问题，可以马上通过变频柜进行调整。不但能有效提升注水量还能节约能耗。
2、变频电气控制柜节能优化措施
在实际生产中，对于变频电气控制柜的使用其实本质上是一个动态化的控制过程，在对变频柜进行安装之前，需要先观察周围的环境，检查设备接地的条件，符合标准之后再开始安装。再设置变频柜的接地装置时，技术人员要使用短且粗的接地线与接地点进行连接，对于要求较为严苛的生产环境，必须使用金属网材料设置接地装置，与此同时，技术人员在连接熔断器和低压电源以及继电器装置的时候需要格外谨慎。如果电缆较长，会造成不必要的电能损耗，因此再安装变频柜的时候，要尽量控制电缆线路的长度，此外，为了保证变频柜在安全稳定的状态下运行，必须要为变频柜提供专门的独立电源装置，这样一来，不但可以有效规避线路之间产生的电磁波干扰，还能保证系统的正常运行。
为了保证变频电气控制柜在运行过程中能够保持良好的散热状态，在安装过程中技术人员通常会将变频器装置安装在控制柜的中间位置，在安装变频器的时候要注意安装角度，垂直安放为最佳，这样一来，各变频器之间可以留有充足的空间用来消散热量。一般来说，变频柜在工作过程中会持续发热，因此相关技术人员必须采取有效的散热措施来保证设备的运行。在运行过程中，首先要保证变频器装置中冷却水的供应量。此外，在变频柜运行的过程中可能会受到多种因素的干扰，比如运行环境、温度、空气中的粉尘含量、振动因素等等。这些因素都有可能会使得控制柜的运行或者元件出现故障。为了维护控制柜的稳定运行，必须保证其处于一个良好的环境当中，如果变频电气控制柜由于某种特殊需求经过了较长时间的运输，那么在到达目的地之后技术人员首先要对其进行一个全面检测，判断其元件是否受损，运行状态是否正常，检查无误之后才能投入使用。
四、变频电气控制技术的发展分析
随着计算机技术的发展，变频电气控制柜也开始朝着网络化、智能化、自动化、绿色化的方向快速发展。变频电气控制柜的网络化能够帮助相关工作人员实现远程实时控制，提高了管理的效率。而变频电气控制柜的智能化则可以面对各种复杂的系统进行高效控制，在出现问题时能够迅速进行反应，真正实现了机械的24小时无人操作，有利于提高工作的效率，也可以降低人力成本的支出。自动化变频电机控制柜的出现意味着企业可以付出更低的人力成本就能完成原有的工作量，同时操作也更加精确，有良好的容错能力。当前可持续发展是社会发展的主流价值观，以绿色、节能、高效，可再生资源开发等低碳经济为代表的深刻变革已成为我国的重大战略产业，电气技术同样应该抓住这种机遇，在发展的过程中时刻以绿色化为指导方针，探究更低能耗的控制方式，推动我国的自动化产业不断向前发展。
结语
在工业生产中，电动机是最为重要也是应用最广的设备。而变频技术则是精细控制电动机的技术措施，变频柜则是其中一项较为重要的技术措施。其也成了工业生产控制技术的重要发展方向。变频柜的发展将向着多技术门类结合的方向迈进，将信息、数字、模糊控制、模块控制、计算机技术、调频技术、传感器技术等融合在一个控制设备中，形成灵活的变频柜功能，使之可以满足多种领域的需求。
参考文献：
[1]刘英凡.变频电气控制柜的节能原理与效益[J].现代企业教育，2016（15）.
[2]施邦元.浅谈人货两用施工升降机电气控制系统的改进设计[J].中国机械，2015（1）.
[3]施耐德电气标准柜式变频器优化成本取得新成果[J].现代建筑电气，2016（5）.
论文作者:徐玉民,李红星,宋建新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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