变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用李娜

变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用李娜

李娜申卫国

景津环保股份有限公司山东省德州市253000

摘要：由于科技的不断创新，在我国的工业生产中，需要应用新兴节能的技术，来降低我国环境污染、能源紧缺的问题，当前节能减耗已经成为了我国各个行业高度重视的问题，而在工业中融入自动化设备，可以切实增加工业生产效率。变频技术具有较强的调频性，并且节能效果比较好等优势，此技术的合理利用可以使工业电气自动化的需求得以全面满足，通过实践证明，此技术的应用取得较佳的应用效果，为工业生产节省了大量能源，还保障工业生产质量与效率。

关键词：变频调速技术；工业电气自动化控制；应用

1阐述变频调速技术

变频调控技术的应用原理是通过电源的输入频率与电机转速之间的正比实现的。在对电机控制时，若想改变电机的转速，通过改变电源的输出频率即可。变频器主要是基于上述原理展开设计的，此技术最早出现在20世纪末，外国学者所提出的控制理论，利用此理论切实解决了交流电机的耦合问题，另外，依据直流条件下的调速原理来完成矢量变换，使得交流调速能力有了显著提升。当此理论提出之后，有关学者对其展开了优化，一个国外学者在对电压逆变器展开研究时，对定子磁力链与转子磁力链展开了角度控制，能够有效的控制两链间的夹角，进而实现对电动机转矩的直接控制。当前，对变频调速技术的研究现状，此技术的控制效果要高于直流调速，它的可靠性也在逐步增长，在诸多领域都在应用此种技术，比如工业系统与计算机控制等，且还具有较强的实用性，所以，很多领域的直流调速技术慢慢的被变频调速取替掉，对变频调速技术的深入研究，可以使变频调速技术在实际应用上更加安全有效，已然成为了未来电气自动化发展的主要趋势。变频调速技术不仅造价低廉，且生产效率较高。因为一直以来的优化与创新，使得当前的变频调速器的构件皆是通过高效率的施工工艺制造出的，在其中融入新兴技术，会使诸多工业领域的需求得以满足，由于变频调速器的产生，使其在生产制造中实现通用性优势，规避不同领域、地区等利用不同变频设备的繁杂问题，同时使变频调速技术的推广性有所提高。当前，市场中最为常见的变频调速器依然在不断创新与优化。基于独立式为例，它能够切实实现逆变单元与整理单元的一体化安置，使得设备应用的便利性得以提升，因此它在电气自动化控制上实现大范围应用。

2变频调速技术概述

2.1变频调速技术的产生及发展

对于变频调速技术来说，最早是出现在二十世纪的八十年代。自变频调速技术出现，就一直受到了工业领域的高度重视，并且，随着该项技术的不断发展以及完善，如今，该项技术的应用范围不断扩大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在实际的工业行业领域内，变频调速技术已经占据了不可取代的重要地位。

2.2变频调速技术的主要组成部件

对于变频调速技术来说，其多个组成部件，正因为每个不同的小部件发挥着其最大的效用，因此，才能够促使工业生产持续稳定的发展。其中，变频调速技术主要具有以下主要组成部件。第一，自适应电动机模型单元。在变频调速技术中，自适应电动机模型单元是不可忽视的重要组成部件，该单元部件的主要作用，简单来说，就是在实际的工业生产过程中，就是对其输入电动机的电压以及电流做好及时的检测，从而促使电动机的基本参数能够被掌握识别。自适应电动机模型单元是能够直接进行转矩控制的重要单元。将变频调速技术更好的应用在工业领域内，一般情况下，当转速控制在大于0.5%时，可运用闭环转速进行反馈，从而达到更好的应用效果。第二，转矩和磁通比较器。这两种比较器，其作用简单来说，就是将两者出现的反馈值与参考值，这两种数值分别进行比对，之后在每隔20ms的时间范围内在进行比对。同一系列的比对事项完成后，将转矩和磁场情况借助滞环调节器有效的将其输出，从而促使工作人员能够及时的掌握转矩情况以及磁场状态，一旦出现生产过程中出现问题，也能够及时的做出相应的解决措施。

2.3变频调速技术的特征

对于变频调速技术来说，该项新技术的出现，充分满足了工业生产过程中的各种需求。随着科技技术的不断发展，现如今的变频调速技术已经具有了自身应有的强大优势，对整个工业行业领域，将有着不可忽视的重要影响。目前情况下，变频调速器所有的器件运用的都是300mm晶圆，制造过程中应用的是TSMC90nm、低K工艺，对于这些方面的应用成效来说，不仅能够促使工业企业更好的节约生产成本，而且其制造速度极快，从而达到企业想要降低造价的最终目的。除此之外，变频调速技术在进行设计的过程中，还应用了最小化的硅区，因此，能够在复杂的数字系统中，只使用一个芯片也能达到很好的效果。同时其投入成本相当于应用了一个专用集成电路的低廉成本，在满足各种生产需求的同时，最终达到降低工业企业成本的效果。而为了满足不同工业项目生产的需要，随之又出现了具有极高性能特点的变频器，其中，该种变频器的主要硬件解结构重要包括独立变频器、公共直流母线变频器以及带能量回馈的单元变频器。其中的独立变频器，该种变频器的最大优势简单来说，就是在一个机壳内，有效的将整个单元或者是逆变单元统一放在里面。目前，在实际的工业生产过程中，独立变频器的应用的最为广泛，而且还表现出了众多的优势效果。

3在工业电气自动化控制中变频调速技术的应用研究

3.1应用自适应电机模型模块

自适应电动机模型在变频中占据的地位是十分重要的，此模块在工业生产中利用的比较广泛，其主要功能是对电机的输入电压与输入电流展开检测，确保电机参数能够符合电源输出的实质性需求。只有保障基本要求满足以后，才会使电机的控制效果真正的发挥出。另外，电机在转矩时，可以采用自适应电动机模型来对其展开直接控制，此模块在展开控制转矩工作的同时，需要实现对电动机调速功能的控制。常规情况下，在电气自动化控制系统内，在对转速进行控制时，需要将变频调速技术的精确度控制在0.5%以上，若是精度高出0.5%时，为了实现对电机转速的有效控制，应该利用闭环反馈的回路来实现对其展开的反馈控制，以此来保证电机的转速得以有效控制。

3.2应用脉冲优化选择器

在实际设计过程中，需要选用适合且最佳的控制芯片，当基本工作完成以后，需要对其布设对应的信号源，然后对电路模块展开编写工作，从而实现其性能的目的，主要包含了星座映射、缓冲模块、插入循环前缀、数模转换以及FFT功能。不同的模块自然是存在不同的性能，当信号源展开仿真试验时，务必要完成以上基础工作才能去完成信号源，在展开实际工作之前皆需要展开仿真试验工作，进行试验的主要目的是为了确保上述工作的稳固性与可靠性。因为整流电路在实际应用中时常会出现短路的问题，为了防范此现象频繁出现，需要采用对应的规避手段，来避免在电路中浪涌电流，当上述工作实现之后，便可以保障电路整体能够可靠运行，并且稳固且安全。

3.3加大对转矩与磁通比较器的研究力度

磁通比较器与转矩比较器存在的主要目的是将参考信号同反馈信号展开周期性比较，并且在此以后需要利用滞环调节器将磁场状态或是转矩状态输出，在输出的信号中能够切实探究出转矩的实际状态与磁场的实际状态，从而为后期利用哪种方式展开控制提供有效参考，进而为电气自动化控制奠定基础。

4结论

简单来说，因为变频调速技术具有节约能源、能够提高企业经济效益等诸多优势，完全满足了我国电气自动化控制的要求。因此，在今后的工业电气自动化控制行业领域内，该项新技术就应该大力的推广以及应用，从而促使企业发展更加稳定。

参考文献：

[1]王宝利.变频调速技术在电气自动化控制中的运用探究[J].科技创新导报,2017,14(27):3-4.

[2]关剑.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].智能建筑与智慧城市,2017(08):69-70.

[3]付连江.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].化工管理,2017(05):87.

[4]李仕菊.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].科技创新与应用,2017(04):144.