變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中的應(yīng)用

周艷

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及社會生產(chǎn)形態(tài)的轉(zhuǎn)變，工業(yè)電氣自動化逐漸成為我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要構(gòu)成部分與核心基礎(chǔ)，大幅提高了工業(yè)領(lǐng)域的社會生產(chǎn)效率與產(chǎn)品制造精度。而在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中，變頻調(diào)速是一項極為常見的核心技術(shù)，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出顯著的應(yīng)用效果，實現(xiàn)了對電氣自動化設(shè)備的自動化控制與電機調(diào)速，并降低了工業(yè)電氣自動化設(shè)備的運行能耗與經(jīng)濟成本。本文對變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用情況進行分析。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù);工業(yè)電氣;自動化控制

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

（一）變頻調(diào)速技術(shù)原理

變頻調(diào)速技術(shù)主要應(yīng)用是根據(jù)工業(yè)電氣設(shè)備的電機轉(zhuǎn)速、工作電源頻率之間所形成的正比關(guān)系，從而通過對工業(yè)電氣設(shè)備電源輸入頻率的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電氣設(shè)備電機轉(zhuǎn)速、運行負(fù)荷、運行模式的控制目的，并提高電氣自動化設(shè)備的智能化程度及控制力度。

（二）變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用必要性

（1）推動行業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)電氣設(shè)備自動化程度。近年來我國工業(yè)領(lǐng)域得到長足發(fā)展，社會總體生產(chǎn)力逐年穩(wěn)步提升，其主要影響因素為，工業(yè)電氣設(shè)備的自動化程度不斷提升，替代人力開展二十四小時全天候的高強度、高精度、高效率生產(chǎn)作業(yè)。在一定意義上來講，電氣設(shè)備自動化程度的高低代表著我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展情況、發(fā)展?jié)摿?。而對變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，則通過調(diào)節(jié)設(shè)備電源接入頻率來控制電機轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)電氣設(shè)備的運行模式與效率，大幅提高了設(shè)備的自動化程度，推動了我國工業(yè)領(lǐng)域的進一步發(fā)展，以及社會總體生產(chǎn)力的持續(xù)提高。

（2）積累應(yīng)用經(jīng)驗、優(yōu)化技術(shù)總體體系。在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過程中，也在不斷積累技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，并對技術(shù)的應(yīng)用模式進行分類總結(jié)、完善技術(shù)功能模塊。從長遠(yuǎn)角度來看，隨著技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗的不斷積累，以及技術(shù)應(yīng)用模式、功能模塊的不斷調(diào)節(jié)補充，都實現(xiàn)了對技術(shù)總體理論體系的優(yōu)化完善，提高技術(shù)應(yīng)用價值。

（3）實時監(jiān)測設(shè)備，降低能耗。在工業(yè)電氣設(shè)備運行中，如若無法根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的實時運行情況加以自動化調(diào)節(jié)電氣設(shè)備運行效率，企業(yè)則需要將各類電氣設(shè)備的運行負(fù)荷調(diào)至較高區(qū)間范圍內(nèi)。這雖然保障了整體系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性、企業(yè)生產(chǎn)效率，但也消耗了大量額外電能、提高生產(chǎn)成本。而對變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，則從根本上解決這一問題。在充分保障生產(chǎn)效率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的同時，最大程度降低設(shè)備運行能耗。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用特征

（1）經(jīng)濟適用性特征。在我國工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域發(fā)展中，隨著對變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用力度、研發(fā)力度的不斷提升，在充分積累技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗的同時，技術(shù)總體理論體系不斷優(yōu)化完善，并降低了變頻調(diào)速器裝置的造價成本。相較于其他電氣自動化控制技術(shù)而言，變頻調(diào)速技術(shù)具有經(jīng)濟適用性特征，大幅降低了設(shè)備運行成本。

（2）通用性特征。相較于其他電氣自動化控制技術(shù)而言，變頻調(diào)速技術(shù)與設(shè)備的功能模塊配置較為全面、通用性能好，常規(guī)型號的變頻調(diào)速設(shè)備可適用于絕大多數(shù)工業(yè)電氣系統(tǒng)中。

（3）優(yōu)化性特征。目前來看，變頻調(diào)速技術(shù)的總體理論體系與設(shè)備性能仍處于不斷優(yōu)化完善的發(fā)展階段中，設(shè)備運行穩(wěn)定性、便捷性有顯著提升，并逐漸實現(xiàn)了設(shè)備整流、逆變單元的一體化發(fā)展。

二、變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中的應(yīng)用

（一）變頻調(diào)速技術(shù)為深度指示器設(shè)備提供失效保護預(yù)防措施

在工業(yè)電氣設(shè)備及整體生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程中，會采取多種包裝措施，預(yù)防各類工業(yè)電氣設(shè)備出現(xiàn)運行故障等問題，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。而在整體工業(yè)電氣生產(chǎn)系統(tǒng)中，深度保護器裝置的地位尤為重要。在深度指示器裝置出現(xiàn)運行故障時，會造成大范圍的設(shè)備連鎖反應(yīng)，以及嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，變頻調(diào)速技術(shù)也主要被應(yīng)用于為深度指示器裝置提供失效保護預(yù)防措施。在裝置運行過程中，會定期對裝置在一定時間階段內(nèi)所重復(fù)疊加的脈沖數(shù)信號進行獨臂處理，在處理過程中深度指示器裝置與數(shù)據(jù)信號沒有出現(xiàn)變化、且裝置存在運行狀態(tài)異常問題時，則表明裝置出現(xiàn)運行故障，及時采取相應(yīng)故障預(yù)防措施、切斷裝置與其他工業(yè)電氣設(shè)備之間的聯(lián)系，并進行裝置故障預(yù)警。

（二）變頻調(diào)速技術(shù)在適應(yīng)設(shè)備電機模型單元方向中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)在適應(yīng)設(shè)備電機模型單元方向中的主要應(yīng)用原理為：對工業(yè)電氣設(shè)備的電流輸入頻率開展持續(xù)性、實時性監(jiān)測，并在監(jiān)測結(jié)果基礎(chǔ)上，對工業(yè)電氣設(shè)備的運行參數(shù)、狀態(tài)進行分析、確定。此外在工業(yè)電氣設(shè)備轉(zhuǎn)矩控制層面上，對設(shè)備運行參數(shù)及狀態(tài)的實時監(jiān)測，也為其提供了準(zhǔn)確的信息參考，進行轉(zhuǎn)矩控制。而這也是實現(xiàn)工業(yè)電氣設(shè)備閉環(huán)運轉(zhuǎn)的主要途徑之一。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)在設(shè)備安全保障方向中的應(yīng)用

在變頻調(diào)速裝置運行過程中，時常受到外界因素的干擾影響而出現(xiàn)各類運行故障問題。針對這類問題，普遍采取了相應(yīng)的設(shè)備安全保障措施，這些保障措施也是變頻調(diào)速技術(shù)的主要構(gòu)成部分之一。配線、主線隔離運行措施。將二者進行隔離、獨立運行，從而降低電磁感應(yīng)對變頻調(diào)速器裝置所造成的影響系數(shù);遮光措施。在變頻調(diào)速器裝置周邊區(qū)域中搭建遮光棚，降低日照強度、光亮度對設(shè)備的影響;設(shè)備底座加墊橡膠墊措施。在變頻調(diào)速設(shè)備底座區(qū)域中加墊橡膠墊等減震材料，避免復(fù)雜作業(yè)環(huán)境對變頻調(diào)速器的運行精度、穩(wěn)定性造成影響。

（四）變頻調(diào)速技術(shù)在電氣設(shè)備節(jié)能降耗方向中的應(yīng)用

在工業(yè)電氣設(shè)備運行過程中，受管理水平因素限制，普遍存在著部分電氣設(shè)備高負(fù)荷、高能耗運行，低產(chǎn)出、生產(chǎn)效率的問題。這不但提高了產(chǎn)品生產(chǎn)成本，還對生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞。因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，要結(jié)合實際生產(chǎn)情況與設(shè)備運行參數(shù)，以調(diào)節(jié)電機輸入電源頻率的方式控制工業(yè)電氣設(shè)備的運行負(fù)荷、狀態(tài)。簡而言之，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，在保障工業(yè)電氣設(shè)備正常運行的基礎(chǔ)上，保障工業(yè)電氣設(shè)備實際運行負(fù)荷與預(yù)期運行負(fù)荷之間的一致性。

三、結(jié)語

對變頻調(diào)速技術(shù)的合理應(yīng)用，不但是提高工業(yè)電氣設(shè)備自動化程度、生產(chǎn)效率、設(shè)備運行穩(wěn)定性的主要途徑，也是推動我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域整體發(fā)展、打造低碳經(jīng)濟社會的必由之路。因此必須提高對變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)，降低電氣設(shè)備能耗，優(yōu)化生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的市場核心競爭力。

參考文獻：

[1]巫加大.工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的實踐運用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（11）.