黄长祥，段裘佳

（广州鸿海海洋专用设备有限公司，广东 广州 511400）

0 引 言

在工业电气自动化控制方面，电力传动体系特别复杂。在工业电气自动化体系的实际运行中，电机通常需要在正向和反向之间频繁切换，长期处于负荷状态。因此，电机的调速控制工作难度相当大。为了确保工业电气自动化控制体系的可持续和稳定运行，需要将变频调速技术应用于工业电气自动化控制系统，并重点讨论变频调速技术在实际中的应用情况。

1 变频调速技术应用价值的分析和探讨

随着科学技术水平的不断提高和工业电气自动化水平的不断进步，工业生产中变频调速技术受到了越来越多的专业人士的关注。现阶段，电气自动化控制在工业电气设备的能耗方面具有重大作用。电气自动化控制可以通过提高频率来控制电机，调节运转的速度，以节约能耗，进而改变电动机运转状态，并通过变频调速技术使工业电气自动化生产朝着节能环保的方向发展，最终节约大量的人力、物力以及财力[1]。

工业自动化技术的实际应用过程中，变频调速技术可以有效改善工业电气自动化的整体状况。同时，变频调速技术在实际应用过程中已经积累了大量的实践经验，保持着不断改进和优化的状态，为产业升级和实现现代化建设提供了保障。变频调速技术可以在实际的工业生产应用过程中加快工业生产速度和效率，保证工业产能。该技术在节能和环保方面的优势，推动着工业生产朝着节能环保的方向发展。

工业生产建设主要是针对电动机的建设。在实际的工业生产中，需及时检测电动机实际运作状态、能源消耗以及产品的生产质量等[2]。这些问题都直接影响着工业生产的建设。工业电气自动化控制系统中，为了提高变速控制技术的效果，不断提高工业生产和建设的水平，应结合电动机本身的工作情况，不断优化和改进变频调速技术。完善变频调速技术的过程中应逐渐提高工业生产水平，在真正意义上落实工业电气生产的建设维护工作。

2 变频调速技术概述

2.1 变频调速技术的产生及发展

变频调速技术20世纪90年代首次出现，并逐渐应用于工业生产[3]。变频调速控制技术问世以来，在工业领域一直受到了广泛关注。随着该项技术的不断发展和完善，现如今变频调速技术的实际应用范围不断扩大，主要性能也得到了显著提高。现代化工业建设中，变频调速技术具有不可动摇的重要地位。

2.2 变频调速技术的主要组成部件

变频调速技术由许多个小部件组成。这些小部件发挥着重要作用，为促进工业生产的可持续发展做出了巨大贡献。变频调速技术主要由以下两部分组成。第一，自适应电动机模型单元。自适应电动机模型单元作为变频调速技术重要的组成部分，主要作用是在工业电气生产过程中实时监测电动机输入的电压和电流，从而更好地掌握电动机的基本参数。自适应电动机模型单元可以直接进行转矩控制。为了保障变频调速技术更好地应用于工业生产，当电动机的转速超过0.5%时，电动机会自动进行闭环转速并及时进行反馈，最终达到良好的实际应用效果。第二，转矩和磁通两种比较器。转矩和磁通两种比较器的作用原理非常简单，两者会及时呈现反馈值和参考值，并对这两种数值以每20 ms的时间间隔进行对比。完成相同系列的事项后，两种比较会根据转矩和磁场的实际情况，借助“滞环调节器”进行输出，使得工作人员可以及时掌握电动机内部的转矩情况和磁场工作状态，并且在问题出现时及时发现问题并采取相应的解决措施[4]。

3 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

3.1 变频调速技术为深度指示器设备提供失效保护预防措施

在实际的工业电气设备和整个生产系统的操作过程中，一般采取各种包装来防止电气设备发生故障，以提高工业电气系统的稳定性。整个工业电气生产系统中，深度保护装置非常重要，一旦深度指示器装置出现故障，会对整个工业电气生产造成巨大的经济损失。因此，现代化工业电气自动化生产中都会采用变频调速技术对深度指示器装置提供有效的保护措施。设备运行期间，需要定期处理处理设备的脉冲数字信号。处理过程中发现深度指示器装置的数字信号没有出现变化且设备存在异常状况时，工作人员需立即采取相应措施，切断设备与工业电气设备之间的联系并进行故障处理。

3.2 变频调速技术在适应设备电机模型单元中的应用

变频调速设备不断适应电机模型单元的基本原理是连续实时监控工业电气设备的电流输入频率，科学合理地分析和确定工业电气设备的运行参数、状态以及实际工作状态。此外，在工业电气设备的扭矩控制上，实时监控操作设备的运行参数和工作状态可以为实际的工业生产提供准确的信息进行转矩控制，是目前实现工业电气设备封闭运行的重要方法之一。

3.3 变频调速技术在设备安全保障中的应用

变频调速装置的实际工作过程中，各种外部因素常常会干扰设备出现各种各样的运行故障。针对这种类型的故障问题，通常会针对性地采用一些安全保护措施，如配线和遮光等，在变频调速技术的实际应用过程中至关重要。配线是将它们分开并相互独立运行，以减小电磁感应对变频调速装置控制系统造成影响。遮光是在变频调速器的周围放置一个遮阳篷，减少光照对设备的影响。设备的底部配有橡胶垫。将橡胶垫和缓冲材料插入到变频调速器的基座中，可避免一些复杂环境对设备的运行造成影响。

3.4 变频调速技术在电气设备节能降耗中的应用

工业电气设备操作运行期间，经常会出现电气设备的高负载、高能耗、低功率以及生产效率低等问题，不仅会增加工业生产成本，还会对生态环境造成破坏。因此，实际的工业生产中应用变速调速技术时，要结合实际生产情况和设备的运行参数，通过调节电动机输入电流的频率来控制工业电气设备的工作量和工作状态。应用变频调速技术时，需确保工业电气设备的正常运行，保证工业电气设备的实际工作量与预期工作量相匹配。

4 变频调速技术在工业电气自动化控制中的实际工程案例

下面结合实际工程案例来分析数控机床节能改造工业电气工程中变频技术的应用优势[5]。首先，数控机床改造项目的驱动功率为50 kW，速度在16 000 r/min。传统的数控机床项目最大的问题在于电能的消耗太大，造成工业生产成本较高。为了能够在一定程度上解决能耗问题并有效提高企业的生产经济效益，很多数控机床工程大都采用工频运行方式。虽然它解决了能耗问题和在一定程度上降低了生产成本，但是还存在诸多问题有待解决。因此，现代化的工业电气生产在数控机床节能项目中采用变频调速技术，可以不断降低项目的投资成本，并有效提高效率，达到低能耗的目标。其次，需要及时确定传统的数控机床工程的具体运行方案。齿轮变速式主轴速度的选择上有超过30多段可以选择，因此在实际生产中很难精准地控制横线速度，且在操作系统的内部也会出现各种各样的故障，需要有关人员定期维修和保养离合器。传统的数控机床工程项目若不应用变频调速技术，将会极大地降低生产效率，同时需要更多的投资成本。

5 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用效果

从上面的例子中可以看出，传统的节能型数控机床改造工程存在很多缺陷，可以通过应用变频调速技术进行解决。采用变频调速技术不仅可以提高调速范围、速度精度以及定位功能，还可以进一步简化设备结构，最大限度地降低能源消耗，使数控机床的操作流程变得简单，也可以帮助企业节省维修费用。另外，变频调速技术在数控机床领域的应用提高了工程项目的技术精准度，有效提高了工业电气生产的生产效率，保障了我国工业电气自动化生产的可持续稳定发展。

6 变频调速技术应用技术分析

6.1 负荷匹配技术

变频器调速控制器的型号、功率以及实际的负载都必须与电动机的功率相匹配，通常必须将逾量保持在10%以内，确保系统处于安全稳定的工作状态[6]。

6.2 变频调速系统的抗干扰处理技术

避免电磁干扰是变频调速装置设计和使用的重要环节。特定的工作流程中，通过隔离、屏蔽和接地技术来抗干扰。

6.2.1 隔离技术

在变频调速系统中，为了在传导过程中避免产生干扰，通常在电源和放大器之间连接电缆来使用隔离变压器，还可以使用声隔离变压器来控制电源隔离变压器。同时，增加设备与干扰源之间的距离也是一种不错的降低干扰的有效方法。很多时候还会受到场地空间位置的限制，需要工作人员结合实际情况进行调整。

6.2.2 屏蔽技术

电屏蔽技术是将适当的电路、组件和设备安装在铝、铜或者是具有磁性材料制成的屏蔽盒中，以确保电场和磁场不会穿过屏蔽盒进行干扰。但是，信号有时不仅会受到噪声的影响，还会受到周围强交变磁场的相互影响。尤其是在大型工业生产工厂环境下，不仅需要考虑对磁场的屏蔽，还需要屏蔽一些导磁能力较好的金属材料。

6.2.3 接地技术

（1）保护接地技术。保护性接地是将变频调速控制系统中不带电的金属部件与导体进行连接，进而有效保护设备和工作人员的安全。在此过程中，它可以有效防止静电的积聚，有效解决与信号干扰有关的问题。

（2）工作接地技术。工作接地是为了提高变频调速系统和一些测量设备的精密度，采用信号回路接地和屏蔽接地的方式进行处理。

7 结 论

综上所述，对变频技术的智能化应用不仅提高了工业电气设备自动化水平、生产效率和运行稳定性，还促进了工业生产的整体发展，是建设低碳经济社会发展的必经之路。因此，对变频调速技术进行改善和研发，有利于降低电气设备的功耗、优化工业生产的效率以及提高电气企业的市场核心竞争力。