变频器在电气传动自动控制中的应用

王甫江  洪威  戴兵

江苏省苏州市张家港市永钢集团炼钢二厂 江苏省 苏州市 215628

摘要：随着自动化技术特别是电气传动领域的迅猛发展，我国的机械装备正在经历自动化水平的显著提高。在这个过程中，变频器作为电气传动自动控制的关键技术之一，其应用范围正日益拓宽，其在电气装备中的利用，已成为提升装备运行效率，降低故障发生频率，乃至实现节能减排操作的有效途径。因此，变频器在电气传动自动化控制系统中扮演着举足轻重的角色，对于提高生产效率及降低生产成本等具有深远的影响。本文旨在深入探讨变频器在电气传动与自动化控制中的应用，为业界人士提供参考和借鉴。

关键词：变频器；电气传动；自动控制；应用；

前言：变频器主要通过调节供给电机的电流频率，实现对电机运行速度的精准调控，以此来适应生产流水线的实际需求并优化整个生产过程。这项技术的运用不仅能提升设备的工作效率，使其更好地符合生产需求，还可以显著减少能源的消耗，达到节能和环保双赢的效果。通过变频器的应用，可以有效避免了电机在启动或停止时可能带来的冲击，这样不仅能减少设备的磨损程度，降低故障发生的概率，还能延长设备的使用周期。此外，变频技术通过更精确的控制手段，能够增强电气设备在进行复杂操作时的稳定性和安全性。

1. 变频器在电气传动自动控制中作用
   1. 增强稳定性

在采用电气驱动的自动化控制模式中，传动装置扮演着生产及加工过程不可或缺的角色。尽管这样，电气驱动的装置在运作过程中面临着众多的不确定性，这些不稳定因素极易导致危机和故障的发生，这对生产活动将造成不利影响。因此，确保电动传动装置运作的稳定性变得至关重要，这是保障工业生产顺利进行的前提。在这种情况下，当工业生产全面采纳电力驱动的自动化技术时，变频技术的重要性逐渐凸显。通过电气传动控制，可以实施对装置运行状况的即时跟踪，这样不仅能洞察设备的即时工作状态，而且基于监测数据，为后续变频器应用提供了确凿基础。变频器能够根据装置当前的实际工作状况来调整功率和运行模式，进而补偿功率，有效规避装置的过载或欠载问题。这不仅有助于防止设备运行中出现的故障，还能提高传动装置的工作效率，增加资源的使用率，对于维护传动装置及其电气驱动控制系统的稳定运行具有极其重要的作用[1]。

1.2提高节能性

目前，我国已经把节能与环保提升为核心的战略任务之一，特别在电力驱动系统的自动化领域，以及其对能源不断增长的需求中表现得尤其明显。针对电力行业面临的资源使用效率低下和资源浪费的严重问题，迫切需要引入和应用节能技术。在这种形势下，因其卓越的节能效果，变频器被认为是提升电气传动自动化控制效率的理想技术。通过引入变频技术到电力驱动控制系统中，不仅可以精细化控制流程，还能提升能源使用效率，从而有效减少资源的浪费。采取这类措施不仅减少了工业生产对能源的依赖，还增强了经济效益，完全符合我国推动节能减排和持续发展策略的要求。因此，在应用变频器技术到电气传动控制中时，应当最大限度地利用其节能潜力，从而推进电气传动自动控制技术的全面优化，满足当前的发展要求[2]。

2.变频器在电气传动自动控制中的应用

2.1在注水机驱动装置中的应用

激活注水机的动力系统后，通过调节阀门开关大小的变化，可以实现对油流的精确控制，从而精细地调节注水机的运转速度。这主要依靠调整集成电路板上电流输出的大小，以实现对阀门开度的精确操控。在操作过程中，操作员可以通过细微调整集成电路板生成的振荡信号的强度，以调节产生的电流波形，从而影响输出电流的量，实现速度的细节调节。但是，如果依赖人工方式来调整机器速度，可能因操作者的个人经验差异或外部环境因素的影响，导致无法迅速或准确地调整电流。这种不确定性不仅影响注水机动力系统的稳定性，也可能对其他设备的正常运行产生不良影响，甚至可能触发严重的安全事故。此外，在长时间运行中，集成电路的老化可能会加速，从而降低设备性能。如果不能及时维护或更换，电流传输效率的降低可能会阻碍注水泵动力系统的正常运作，这不仅提高了维护成本，也对系统的安全稳定性构成了威胁。

随着自动化控制和变频技术在电气设备领域的应用日渐成熟，通过变频器对注水机动力系统的优化调节，可以期待实现对其转速的恒定控制。这样的优化不仅显著提升了调速过程的稳定性，同时还能有效减少维护和替换零件的费用。利用变频技术彻底改进注水机动力系统的调速控制，不仅极大提升了操作的稳定性，也提高了注水机及相关设备的整体运行效率。借助这种方法，不仅保障了设备运行的稳定性和可靠性，还实现了经济效益与安全性的双重优化。展望未来，这种技术的广泛部署将为工业生产带来更高的效率和安全保障。

2.2在电梯传动装置中的应用

在当代的日常生活与工业活动中，电梯成为了不可或缺的部分，起到了至关重要的作用。在此背景下，电梯变频器技术成为了保证电梯高效且安全运作的核心。面对电梯运行时变化多端的速度和负载需求，变频器的调节能力尤显重要。利用变频技术在电梯的驱动控制系统中的应用，可以通过传感器实时监测负载情况，据此对电梯动力进行实时调整。这一策略能够在满足实际使用需求的同时，为电梯运行提供最佳化的动力管理，保证即使在高速运行时也能够维持平稳与可靠的性能。变频器的引入同样有效减少了电梯运行中的能量损耗，通过提高运行效率来进一步加强安全保障。

在电梯自动控制系统的设计与应用方面，变频器作为一种先进的驱动控制解决方案，已被广泛采用。它不仅增强了电梯控制的灵活性，也极大地提高了安全水平。通过精确并实时地响应电梯的需求和状态，变频技术使得电梯运作更加平稳、效率更高。这种控制技术不但提升了电梯的操作性能，同时也实现了能源效率的优化和运维成本的减少。因而，变频器在电梯系统中的运用，有效地实现了对电梯运行模式的灵活适配，满足了多变的使用场景，确保了电梯的高效运行和高标准安全性[3]。

2.3在电机单元模型中的应用

在电机组件的设计与构造阶段引入变频器技术，可以使得对电机的电压和电流的测量变得更为精确，同时实现电气设备工作性能的实时监控，从而确保自动控制系统的稳定和安全运行。变频技术的加入促进了信息的实时交流和反馈，便于在电源系统建模时，对自动调速系统的工作状况有一个全面的掌握。基于此，可以根据设备的实际运行状态，选择最合适的工作动力。例如，当变频技术应用于电动负载系统，如风机或水泵等，它能够对这些设备的转速进行有效的控制和细致调整。结合逆变技术，变频技术不只能调整柴油机在各种工况下的输出功率，还能为确定最佳的风扇工作模式提供可靠的支持。进一步地，应用变频器于工业泵控制，不仅提高了泵驱动电机控制的灵活性，还能自动化地实现泵单元的缓启动等操作，极大地减少环境因素的影响，以及在启动或停止过程中的能源浪费。

结语：变频器技术在电气传动和自动化控制领域扮演了核心角色，尤其是在新时代对电气传动系统提出高标准的情况下，矢量控制方式的采用关键地提高了系统的效能。这项技术的发展使得对电气传动自动控制系统的优化可以更精确地依据电气设备特定的构造特点进行，从而有效地运用变频器技术，改善传动和电机系统的设计，最大限度地挖掘其内在潜能，这为高精度的电气传动频变控制的实现提供了坚固的基础。

参考文献：

[1]谢敏,谢鹏.基于PLC和S120电气传动系统的设计与研究[J].河北企业,2019,(01):159-160.

[2]席丹.浅谈变频器在电气传动自动控制中的应用[J].电子制作,2013,(09):216.

[3]张丽娟.关于电气传动设备手动控制增加自动模式方法[J].阴山学刊(自然科学),2013,27(01):81-83.