电气自动化控制中变频调速技术的应用与研究_郭宏宇.pdf

第 50 卷第 1 期农业工程与装备2023 年 2 月Vol.50No.1AGRICULTURAL ENGINEERINGAND EQUIPMENTFeb.2023电气自动化控制中变频调速技术的应用与研究郭宏宇(焦作技师学院，河南 焦作 454000)摘要：电气自动化控制是我国工业生产中的一项关键技术，深入研究该技术的应用，有利于提高我国工业生产设备的自动化控制水平。结合实际生产需求和应用场景，采用变频调速技术进行工业生产设备电气自动化控制系统的改造和升级，充分发挥其在降低设备生产成本、提高设备生产效率、提升设备工作性能、优化设备传动性能等方面的优势，有利于全面提升我国工业的综合竞争力，推动我国工业的自动化、智能化发展。关键词：工业；电气自动化控制；变频调速技术中图分类号：TM76文献标志码：A文章编号：20968736(2023)01002102Application and research of frequency conversion and speed regulationtechnology in electrical automation controlGUO Hongyu(Jiaozuo Technician College,Jiaozuo,Henan 454000,China)【Abstract】Electrical automation control technology plays an important role in Chinas industrial production.Theapplication of deeply studying is conducive to improving the automation control level of industrial production equipmentin China.Combining the actual production needs and the application scenarios,frequency conversion and speedregulation technology was adopted to transform and upgrade the electrical automation control system of industrialproduction equipment,which give full play to its advantages in reducing equipment production costs,improvingequipment production efficiency,improving equipment performance,optimizing equipment transmission performance,and other aspects.It is conducive to enhancing the comprehensive competitiveness of Chinas industry,and promoting theautomation and intelligent development of Chinas industry.【Keywords】industry;electrical automation control;frequency conversion and speed control technology近年来，随着科技的发展和进步，我国工业发展迎来了机遇，也面临着挑战。工业生产领域中自动化控制技术的应用是实现工业转型和升级的关键，尤其是变频调速技术在降低设备生产成本、提高设备生产效率、提升设备工作性能、优化设备传动性能等方面有着显著的优势。应用变频调速技术进行工业生产设备电气自动化控制系统的改造和升级，不但能够解决传统生产模式中存在的问题和弊端，还能有效提升企业生产效率和经济效益，在提升我国工业综合竞争力的同时，也符合我国工业绿色环保、节能高效发展的理念。作者简介：郭宏宇(1992)，男，河南焦作人，大学本科，助理讲师，主要研究方向为电工电子。1工作原理与技术优势1.1工作原理变频调速技术的工作原理是利用电机转速与电源频率之间的正比关系，通过电机控制与电源调控改变工作电源的频率，实现对电机转速的调节。电机在运行过程中受电源因素、输入频率、电机转差率等因素的影响，由公式：n=60f(1-s)/p可算计出电机转速，其中 n 为电机转度；f 为电源频率；s 为转差率；p 为磁极对数，变频调速技术的应用如图 1 所示1。22农业工程与装备2023 年 2 月图 1变频调速技术的应用1.2技术优势变频调速技术在工业电气自动化控制系统中的应用十分广泛，涉及机械、化工、电力、造纸、医药、矿产开发等领域，体现出以下优势。一是经济效益明显，应用该技术进行机械设备的改造和升级，能有效提升设备的综合性能。例如在机械加工领域、造纸领域，利用其完成电机的高速和多段速调节，可有效降低能耗，提高生产效率和生产质量。二是操作简便适用性强，随着工业电气自动化技术的普及，变频调速技术表现出很强的适应性，通过参数计算和模拟运行，可适用于各种类型电气系统和机械系统中的电机，操作十分简便。三是节能环保可延长设备使用寿命。例如电力行业中传统的直接启动法，启动的瞬时电流和电压很容易对电源动力系统造成损坏，影响电机的使用寿命。使用变频调速技术控制电机的输出频率，将直接启动优化为软启动，可有效保护设备，减少能源消耗，实现绿色生产、环保生产2。2变频调速技术的应用2.1深度指示器深度指示器是矿井提升设备中的重要部件，通过调整电机频率控制提升设备位置、发出减速信号、实现过卷保护、进行限速保护。目前国内的深度指示器有牌坊式和圆盘式两种类型，均是从主轴获取信号后推测提升装置的位置，存在数据不够精确、功能比较单一、占用空间大、可靠性不高、缺少自检功能等问题。在深度指示器中应用变频调速技术，可以实现对矿井提升装置电机工作状态的实时监测与调节3。应用变频调速技术进行电气自动化控制系统自动监测和报警功能的升级，使系统能够通过编码器完成电机运行数据的记录，并根据记录实现对前后脉冲数据的对比和分析。2.2农田灌溉系统在农田灌溉系统中应用变频调速技术，可以优化灌溉系统中电机的工作效率，根据应用场景对电机的负载能力进行调整，结合渠道情况、前池水位、管道流速的情况控制抽水量，实现电机的平滑式启动，使系统轻载运行时可以低输出、重载运行时候可以科学调频，避免设备之间发生共振，减少设备运行发出的噪音，达到节能减耗的目的。2.3电力系统近年来，电力行业的发展呈现出节能化、高效化趋势，改造高能耗设备和升级电力系统，已成为技术改革的首要目标。电力行业的机组大部分都是由定速电动机拖动，可调节性较差，随着电子元器件的大规模普及，尤其是电力半导体的应用，传统的电力系统已无法满足现阶段的供电需求。应用变频调速技术进行电力系统的升级，桥式整流电路是首选，因为该电路结构无需装配无功补偿装置，可有效简化主电路和控制电路的结构，减小装置的体积，只需将输出模块串联即可降低高次谐波的影响，大幅度提升整个系统的动态特性，保持电机频率和电压之间的匹配，降低事故发生的概率，使系统始终处于稳定运行的状态4。2.4自适应控制系统自适应是指生物通过改变自身习性以适应新环境的一种行为，自适应控制系统就是模拟生物的这种特性，实现对被控对象影响因素的控制，使其（下转第 25 页）第 50 卷第 1 期胡文泉钳工技术在机械装配作业中的应用与分析253.4严格遵守作业标准操作人员在进行装配作业时，首先要做好前期的准备工作，包括对设计图纸和装配要点的了解，对设备结构、部件功能、零部件等关键参数的记录，工艺的选择，作业难点与要点的分析；其次要严格遵守作业标准，重视装配流程的安全性，在作业过程中要及时清理组装台面，以免灰尘和废料影响作业精度；最后要根据设计图纸，对装配结果进行检验，以确保装配作业的质量。4结语机械装配是机械生产加工的关键环节，钳工是机械装配过程中不可或缺的工种，随着机械设备的发展和其应用模式的多元化，钳工技术的发展和应用也必须与时俱进。在机械装配过程中，操作人员要熟练掌握常用的钳工技术，了解机械设备维修的相关理论知识，科学规划机械装配流程，合理进行锉削作业，遵循拆卸基本原则，严格遵守作业标准，以保证装配精度，提高作业效率。参考文献1闵宇锋.浅析提高钳工实训教学质量的有效策略J.内燃机与配件,2021(5):248-249.2张彩玮.机械装配中钳工的操作技能分析J.农机使用与维修,2021(2):90-91.3董文龙,周大勇.浅析钳工实习操作技能的培养策略J.科学咨询(科技管理),2019(10):107.4毕静波.浅谈装配钳工职业技能鉴定考前辅导J.山西青年,2019(16):171.5许廷忠.分段式教学法用于钳工实训教学中的有效途径J.山东工业技术,2019(3):230.6李文明,刘洋,李光辉.浅析提高维修钳工操作技能的方法J.石化技术,2019,26(1):148-149.7饶国华.钳工技能训练课四阶段教学法J.青年与社会,2019(2):83.责任编辑：张亦弛英文编辑：吴志立（上接第 22 页）始终处于良好的工作状态。在电机自适应控制系统改造中，结合变频调速技术与现代自动控制技术的优势，可构建极具集成优势的电机自适应模型，完成对电机的电压电流实时测量，根据运行参数自动调节电机矩阵，使电机具备自动变速的功能，一方面提高了电机变频调速的效率，还能够直接改善调速的精确程度5。2.5发电系统现阶段生产企业仅依靠外接电源难以满足生产需求，因此大多企业都有自己独立的发电控制系统，但在实际应用过程中普遍存在电流、电压不稳定，容易发生短路等问题，影响着系统运行的稳定性和企业的经济效益。应用变频调速技术进行发电系统的改造和升级，能有效解决上述问题，全面提高电力系统的稳定性和安全系数，对电力资源进行合理分配，在扩大电力使用覆盖面积的前提下达到节约能源的目标，提高企业的经济效益6。3结语结合实际生产需求和应用场景，采用变频调速技术进行工业生产设备电气自动化控制系统的改造和升级，充分发掘其在不同生产领域的应用价值，发挥其在降低设备生产成本、提高设备生产效率、提升设备工作性能、优化设备传动性能等方面的优势，能有效提升企业的生产效率，减少资源浪费，提高企业的经济效益，全面提升我国工业的综合竞争力。参考文献1何亚福,郝祥山,苏彪.变频调速技术在电气自动化控制中的运用分析J.锻压装备与制造技术,2021,56(4):75-77.2赵刚.电气自动化控制技术中变频调速技术的运用J.设备管理与维修,2021(12):108-109.3李春.工业电气自动化控制中变频调速技术的应用J.住宅与房地产,2021(15):255-256.4魏鑫.变频调速技术在电气自动化控制中的运用J.电子技术与软件工程,2021(8):142-143.5李志春.工业电气自动化控制中变频调速技术J.电子技术与软件工程,2021(7):101-102.6高倩,杨晓峰,孟凡文.变频调速技术在电气自动化控制中的应用探究J.电子制作,2021(6):93-94.责任编辑：阳湘晖英文编辑：吴志立