变频器在电力拖动与自动控制中的应用

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摘要：在社会经济不断发展下，我国的高科技产业也在大力发展，可以明显
提升产业效益和效率。

当前的交流变频技术可以与直流技术进行抗衡，。

变频调
速技术由于其速度快、节能效果好等特点而被广泛采用。

该系统在效率、范围、
精度等方面均有较大的优越性。

在实际应用中，它是最常用的调频方法。

近年来，逆变器的控制技术发展很快，尤其是采用“矢量控制”技术和滑动补偿技术，极
大地改善了逆变系统的实际性能。

本文主要从作者实际工作经验入手，分析电力
拖动与自动化控制中的变频器应用，希望对有关从业人员带来帮助。

关键词：变频器；信息化；变频调速系统；自动控制
1 变频器的作用及工作原理
该变频调速器能够将工作频率转换成不同频率的交流电源，从而确保了变速
电动机的工作性能。

变频调速器的功能主要有两个，它的直接功能是调整电动机
的电压和频率，使得电动机的转速可以在一个特定的区间内任意调整。

间接效应
的主要表现为节电节流，提高了生产的自动化程度。

节能节电主要体现在采用变
频调速，对风机、水泵等装置的输入输出流量进行合理调整，既满足了电动机的
诸多基本需求，又可减少能耗。

变频器的工作原理是把调频调压后的功率经主回
路供给到各副电路。

主路电路有电压型和电流型，变压型是把直流电源转换成AC，而电流式是把直流电源转换成AC的频率转换。

该变频器主要包括三个部件：整
流器、平波回路、逆变器，该整流器将工作频率转换成DC，并将DC电压在变流
器和逆变器中所引起的电压变化称作平波回路，而逆变器则是把DC电源变成交
流电源的地方。

2 变频器功能现状
变频调速是异步电动机的简称，是指通过调节电动机的电压和频率来改变旋
转磁场的速度，从而改变电动机的转速。

因为变频器具有节能特性，如果要改变
电机的负载和压力，就会直接影响电机的转速，从而达到目的，但同时也会导致
输入电压、电流、转速的下降，因此，能量的累积效应是立方的。

因此，设备的
节电效果非常显著。

大型驱动设备和大型风机、泵变频调速，更有效地节约能源。

另外，采用变频技术可以使电机平稳启动，从而大大降低电机的启动电流，延长
电机及相关电气设备的使用寿命，并且可以使电机在启动时对电网造成损坏，因此，变频调速的优点是很多的。

随着现代科学技术的飞速发展，越来越多的品牌
产品出现过热、过流、短路、欠压、过压、主动负极保护等问题，而逆变器品牌
也开始采用多路模拟、数字输入、输出接口，并通过计算机接口和PID编程进行
控制。

在节能控制方面，变频调速系统的节能作用体现在风机、泵等设备上。

不
同的生产机械在运行时，总有一定的盈余，以保证其生产的可靠性。

当电动机满
载时，在保证基本功率的前提下，还会产生多余的转矩，从而增加了功率消耗，
造成电能的浪费。

传统的风机、水泵等调速装置都是通过调节挡板的进、出口和
阀门来完成的，但在使用挡板时，阀门的关闭会造成很大的能耗。

采用变频调速时，如需降低流量需求，可将泵、风机的转速降下来。

3 变频器在电力拖动与自动控制中的应用
3.1在注水机驱动中的应用
变频器在注水机的驱动中具有较高的应用价值，对设备具有较强的调速能力，有助于提高设备的整体运行效率和质量。

在驱动注水机的过程中，工作人员需要
控制阀门，以便有效地控制油流量，从而达到注水机调速的目的。

同时，还需要
利用电路板输出电流来有效控制阀门的大小，在实际操作阶段，工作人员还需要
做好电路板的谐波调节工作，合理调节集成电位器的波形，为电流输出的稳定提
供保护。

虽然注水机通过有效的调速稳定运行，但设备的整个运行需要工作人员
使用传统的人工控制方式，极易受到环境因素和主观操作因素的影响，因此难以
稳定控制电流。

注水机驱动设备的连接可以保证调速的稳定性，优化驱动设备的
性能，保证其转速的合理性。

降低维护成本。

因此，变频器的应用有助于加强速
度控制能力，进而为设备及关联设备的安全稳定运行提供保护，很容易导致关联
设备的正常运行，严重的情况会造成安全事故。

另外，集成电路长期使用必然会
导致电气元件使用寿命缩短、老化问题，如果工作人员不进行定期的维护和维修
工作，很容易导致电流传递延迟，影响设备的稳定运行，不仅导致维护成本的增加，还会影响生产操作的安全。

变频器的应用可以有效的弥补传统人工操作的不足，驱动注水机和变频。

3.2在恒压供水系统中的应用
当用户用水处于高峰时段，将变频器应用于恒压供水系统，对于满足不同时
段用户用水需求具有积极作用。

恒压供水系统在实际运行过程中易受到外界因素
的影响，导致用户用水量处于不变的状态下，而系统需要结合具体情况，加强对
水量变化的调控，才能满足各时段用户的用水需求。

但是系统在实际供水阶段，
其恒定压力明显变化，如果未及时进行有效调整必然会影响到正常供水。

变频器
作为一种控制设备，将其应用于恒压供水系统中，使系统鞥能够结合用户用水量
变化情况对恒定压力进行调整，为系统的安全、稳定运行提供保障。

3.3在电梯中的应用
现如今，电梯已成为人们日常生活、生产中的一项重要公共基础设施。

在实
际运行过程中，随着人们乘坐时段与人数的变化，电梯的运行速率、承重也在不
断发生变化，因此，电梯运行过程中对电能的需求处于持续变化的状态。

为了能
够避免能耗问题，需要使用变频器对曳引电动机进行控制，在电梯启动的过程中，工作人员将运行信号传输至变频器，变频器收到信号指令后对驱动电梯终端稳定
运行。

另外，也可以将变频器作为中间关键设备使用，在电梯运行阶段进行上传
下达，同时结合实际运行情况，对电梯电能进行合理调控。

3.4在中央空调系统中的应用
变频器在中央空调系统中的应用可以使用两种控制方法，主要包括以压差为
主和以温差为主的控制方式，前者充分考虑负荷等因素，后者适用于空调的变频
改造，并不需要在支路增设电动与调节阀，为系统的安全运行提供保障，同时改
造成本较低，操作难度小，后期维护十分便利。

中央空调系统以温度控制模式为主，保留原有系统性能、功能，增加热泵机组等设备，建立全面的自动化控制体
系。

冷冻水泵的变频控制系统由温度传感器与变频器组成，实现对冷冻水出、回水温度的有效控制。

同时能够实现对温差的有效控制，如果温差较大，可以直接调整频率，确保供回水温度接近适宜值。

另外，通过对变频器工作频率的合理设置，能够有效节省无效能量，节能作用明显。

3.5在地铁系统中的应用
变频器在地铁系统中也具有极高的应用价值，对于提高地铁系统的运行质量和效率具有重要作用。

将变频器应用于地铁系统中，通过微型计算机进行有空控制，能够实现对负载的自动化调整，在环控系统中应用效果理想，同时可以有效增加电网功率因数，避免系统能源浪费问题。

在实际应用过程中，变频器在网络的支持下能够对系统的各类设备能源消耗情况进行动态、实时监控，结合设备类型对相关数据进行比对，合理调整与优化系统设备的控制程序与方式，还具备远程故障预警、故障检测等功能，有助于减少系统故障发生风险。

目前，变频器在地铁系统中应用广泛，常用的设备主要为空调机组、排风机等，通过变频器进行控制，能够有效提高设备运行效率。

结束语：
综上所述，在当前的科学技术水平不但提高，变频器的应用范围也在随之延伸，将其应用于电气传动自动控制中能够有效提高对相关设备的调控能力，进而有效提高企业的生产效率及综合效益。

变频器的应用也能够提高自动化控制技术的应用水平，对于推动行业发展具有重要意义。

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