工业电气自动化控制中变频调速技术分析

陈 刚

江苏省水利机械制造有限公司 江苏 扬州 225006

正文：

前言：在工业生产中，若是可以在生产中引入一些先进技术，可以让能耗降低，同时让节能的效果更加显著。国内的工业电气化进入到高速发展的阶段，而不断有新技术在工业自动化领域实现应用，现阶段在工业电气化中广泛应用的技术中，变频调速是非常重要的一种。

一、变频调速技术概述

（一）变频调速技术产生与发展

在二十世纪的八十年代，变频调速技术开始出现。变频调速出现后直接受到了工业领域的认可和重视，后来变频调速不断完善并在工业中应用。现阶段变频调速在国内的工业领域不断扩大应用的范围，性能在不断提升，在工业行业变频调速已经是不可取代的一种技术手段，其发挥出的作用是不可忽视的。

（二）变频调速技术的组成

从组成上看，变频调速涉及到诸多的部件，每个部件都有不同的作用。在工业生产中变频调速因为这些不同部件，得到持续稳定发展[1]。

首先是电动机自适应模块，这个部分是非常重要的，主要的作用，是在工业生产中，检测输入电机的电压以及电流，同时可以促进电机的各方面参数得到及时控制，该部件可以实现转矩控制。通常将变频调速应用到工业生产中，若是转速超过0.5%。借助闭环转速实现反馈，从而取得不错的应用效果[2]。

其次是转矩以及磁通比较器。这两个部件，二者出现的数据反馈值以及参考值可以进行对比，然后在每20ms的时间内进行数据的比对，同系列的比对完成后，将转矩和磁场状态，通过调节器输出，让工作人员对转矩以及磁通技术掌握，从而若是工业生产中有问题出现，及时进行解决。

（三）变频调速技术的特征

变频调速被应用到工业生产中，迎合工业生产的各类需求。如今技术在不断更新，变频调速也是展现出自身的诸多优势，在变频调速的实际应用中，整个的工业领域受到非常大的影响。通常变频调速的器件应用300mm晶圆[3]。对变频调速展开应用，可以让企业节约诸多的成本，制造的效率也会有明显的提升，另外是变频调速在实际设计中，可以用最小化硅区，在一些复杂系统中，用一个芯片就会达到不错的效果，另外是投入成本，相当于一个专用集成电路非常低廉的成本。可以满足诸多的生产需求，让工业生产的实际成本得到有效控制[4]。

为了让各类项目的工业生产得到满足，随之出现了一些高性能变频调速器。一些包括独立变频器以及公共直流变频器等，对于工业生产都有一定的促进作用。

二、工业电气自动化控制中变频调速技术的应用

（一）自适应电动机模型单元

该部分的应用，对输入电动机的电压以及电流展开检测，从而对电动机的各类参数展开自动识别，从而可以对实现对转速的控制，现阶段来看在工业生产中，电动机的转速控制是非常重要的部分，在多数的生产场所，都是可以得到应用。

（二）等速区间超速控制保护

在工业生产中，电机拉动有着非常广泛的应用，在等速区间不断运行，可以用变频调速对其展开适当的保护。这样可以让设备的过载行为以及超速运行情况得到缓解，也是对设备进行监控的一种应用，让设备的运行得到有效控制。在正常的情况下，电机拉动设备的运行速率不会超过既定速率的15%，若是超过这个标准，那么变频调速系统的运行就会转变为缓慢的状态，从而实现对安全回路的隔离，可以采用紧急制动的方式，让设备的速度得到有效控制。这样可以实现对设备过载的有效控制，为了控制区间过载以及超速的行为，在设备的实际运行中，需要注意对速度大小展开合理控制，从而将控制保护分成两个主要的阶段，要求是速度控制低于10%，超过则是要进行预警，另外是在速度正常的情况下，系统可以保持稳定的运行。

（三）减速区段的低速保护

通常对减速区间进行控制，也是对变频调速的一种应用，可以让设备实现稳定控制，要注重对减速区间进行适当的调整，这也是在控制设备稳定中的重要环节。若是系统的减速达到了限定的位置，这个时候则是要展开控制保护，可以应用变频设备以及PLC设备，进行结合然后对速度进行取样和监控，将安全设定值以及数据值展开反复对比，明确在减速区间之内，系统不会有问题出现，若是有超速的情况出现，就会对系统进行警告，然后进行及时的控制，让系统可以实现稳定运行。

（四）数控机床节能改造中的应用

在某个工程案例中，数控机床的节能改造，在该工程中，机床驱动的功率是50kw，速度是16000r/min，在传统数据机床的项目中，电能的消耗是非常严重的，为了将能耗的问题解决，提升企业的实际效益，通常是采取工频运行，虽然在让能耗在很大程度上减少，在一定程度上降低成本，节约了资源，但其实还是有诸多的不足，在工程中采取变频调速，这样可以降低工程投入的成本，从而实现经济效益的提升。其次是确定传统数控机床的方案中，齿轮变速主轴速度中，三十多段是用来进行选择，横线速度难以实现准确控制，内部故障比较多，要对离合器展开必要的维修。最后是针对直流型主轴，可以无级调速，但检修过程是非常复杂的。

（五）工业电气自动化控制中变频调速技术的应用效果

通过对变频调速展开投影仪，可以让调速的范围以及准确性得到更好的保障，同时对机械结构进行简化，让能源得到有效节约，工程的机械化更加简单和便捷。数控机床的实际操作过程也是更加便捷，让企业在设备维修方面的成本得到降低，在数控机床中对变频调速展开应用，可以提升加工的精度，促进生产效率全面的提升，促进工业生产的稳定开展，并且让数控机床的性能实现全面的提升。

结论：总之，在现阶段的工业生产中，变频调速的应用非常广泛，从目前的趋势上看，变频调速在不断更新和发展，性能不断提升，这些对变频调速在工业电气化中的实际应用是有一定促进作用的，也有利于提升企业的效益。