电力电子技术在变频器中的应用

电力电子技术在变频器中的应用

发表时间：2018-08-14T11:46:32.820Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：李猛崔哲刘见娜

[导读] 电力电子技术的应用是变频器应用的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。

山东省产品质量检验研究院山东济南 250102

摘要：电力电子技术的应用是变频器应用的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了变频器中PLC自动控制技术的应用策略，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就变频器常见故障解决措施展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：电力电子技术；变频器；应用；策略

1前言

电力电子技术的应用是一项实践性较强的综合性工作，其在变频器应用中的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电力电子技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化变频器工作的最终整体效果。

2 PLC自动控制技术概述

2.1基本结构

PLC是一种可编程逻辑控制器，是采用数字运算进行操作的电子系统，主要是为了工业生产而专门设计的系统。在PLC中使用可编程的存储器，当运行存储命令时，可以同时执行逻辑运算、顺序控制、计数等多项命令，能够通过多种方式进行控制从而完成整个生产过程。PLC在一定意义上说是一种计算机，因为其结构与计算机类似，同是由电源、CPU、存储器以及功能模块等组成，如图1为PLC的内部结构。CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每个PLC至少有一个CPU。

2.2工作原理

PLC的主要功能是能够实现顺序编程，采用的是循环扫描工作方式，整个工作流程可以分为三个阶段：第一步，输入采样，PLC可以通过扫描将输入端通断状态进行读取，并传输到存储器（输入映像）中；第二步，执行程序，PLC会按照顺序程序逐条执行指令，从存储器中读取有关元件的通断状态，然后按照用户编辑的程序命令进行逻辑运算，再将运输结果存入到存储器（输入映像）中；第三步，输入刷新，PLC将存储器中的运算结果以控制信号的方式向外输出，驱动输出设备执行结果。

3变频器简介

变频器是一種专门把50Hz至60Hz的工频电源，转化成不同频率的交流电源，使电动机能够进行变速的设备。变频器是运动控制系统中的功率变换器，能够为机电提供可控的高性能变压变频的交流电源，而得到迅猛发展。变频器的大量推广使用，在节能、省力化、自动化及提高生产率、提高质量、减少维修和提高舒适性等多方面都取得了不错的应用效果。变频器主要由整流电路、直流中间电路、逆变电路以及其它周边电路组成。整流电路主要是对电网交流电源进行整流，直流中间电路会对整流电路的输出进行平滑滤波，而逆变电路发挥的作用最大，负责将直流中间电路输出的直流电压（电流）转换为具有所需频率的交流电压（电流）。变频器主控制电路中心有一个高性能的微处理器，通过接口电路收集各种检测信号和参数设定值，对输入的信号进行处理，同时具备加减速速率调节功能和运算处理能力。 4变频器中PLC自动控制技术的应用策略

4.1PLC模块的选择

变频器中运用PLC自动控制技术，首先面临着选择PLC模块的问题。近年来，市场上出现的变频器种类较多，同时所设置的PLC控制系统也不同。工业生产企业在选择变频器时需要重点了解其PLC模块功能，确保变频器运行的可靠性和稳定性。在工业生产领域使用的变频器需要详细分析PLC模块的工艺特点和控制要求，其中的PLC控制系统一般要考虑机型、I/O模块输入输出点数、存储器容量、电源、通信联网功能、编程功能以及其它特殊控制功能。此外，还需要观测PLC的输入信号类型、电压等级以及接线连接方式，确保选择的PLC模块能够有效的与变频器契合，从而满足工业生产需要。

4.2通信协议的实现

当PLC自动控制技术在变频器中应用的过程中，最关键应用的就是通信协议，就通信协议自身来说，可以根据差异性的特点将其划分为MOD-BUS通信协议和自由口通信协议两种形式。一般在变频器中，多是采用专用通信协议，指的是变频器与PLC两者之间签订的专用协议，通过有效的应用PLC自动控制技术，就能够实现变频器与PLC自动控制系统中的自动控制，就能够有效的运用变频器。除此之外，人们在分析通信协议的过程中，还应该注重调试通讯效果，通过提高技术方法的合理性和科学性，来增强变频器在应用过程中的稳定性、安全性和可靠性，这样PLC自动控制技术的价值也能够得到更加充分的体现。在一般情况下，生产企业会根据自身生产经营的特点来选择最合适的通信协议，这样变频器在运行的过程中能够保证该技术的控制效率，对企业自身的经济发展具有积极的促进意义。

4.3自动化控制的实现

变频器自动化控制也是PLC自动控制系统在变频器中的一个重要应用。在实际运用过程中，PLC自动控制技术主要是通过I/O端子来实现自动化控制的效果。PLC自动控制技术主要有两方面的内容，其一是PLC控制系统，其二是I/O端子，这两个角度分别为模拟量端子和PLC连接、数字输入端和PLC连接，其中，模拟量端子和PLC连接的自身并没有端子，它的自动化控制是通过将PLC的扩展模块同变频器模拟量端子相连接而实施的。而数字输入端同PLC连接，则本身带有I/O端子，将PLC同变频器的输入端连接起来，就可以有效实施对变频器的自动化控制了。在实际的工业生产过程中，企业在采取合理的连接方式时，首先需充分考虑PLC系统与变频器的自身特点，通过结合企业生产的需求来对变频器预先设定的频率进行一定的调节，从而可以有效地满足企业生产的各项需求。

5变频器常见故障解决措施

5.1加减速的过电流故障处理

第一，在处理加速过电流故障问题的过程中，需要延长加速工作时间，科学调整V/F曲线，利用手动转矩调整方式，正确设置相关参数，保证其运行正常性。对于瞬时发生的过电流故障问题而言，需要科学设置跟踪启动系统。如果由于电网电压过低发生过电流问题，就

要对变频器的输入电源进行检查，采取有效措施提高输入电源的可靠性。

第二，在处理减速过电流问题的过程中，需要延长减速工作时间，对负载惯性进行分析，合理设置外加能耗组件结构。在变频器功率较小的时候，需要科学选择功率较大的设备，创新工作形式。

5.2电动机过载故障问题解决措施

在解决变频器电动机过载故障问题的时候，需要科学设置V/F曲线与转矩的提升量，保证过载保护参数的准确性符合相关要求，做好安装检查工作，明确额定功率、电压、电流的参数。同时，需要对长期低速负载运行情况进行分析，对其损耗系统与散热系统进行改革，保证可以提高变频器的运行效果。在电源电压过低的情况下，需要对电源进行检查。

5.3噪音与振动问题

需要科学解决噪音与振动问题，在变频器设备的输出侧中，科学设置交流电抗器设备，一旦转矩中有余量，就要降低V/F的参数值，利用特殊电动机对其进行处理，做好噪音管理与控制工作。

5.4失效故障控制措施

在变频器机械失效故障处理过程中，相关人员需要对单辊与热筛等设备进行处理，减少单辊联锁问题，提高其应用质量，规避机械尾部於料等事故问题。同时，需要对变频器的应用手册进行仔细翻阅，按照相关要求设置异常警报信号装置，及时发现变频器保护系统中出现的问题，采取有效措施解决问题，避免出现停机现象。

6结束语

综上所述，加强对电力电子技术在变频器中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力电子技术应用工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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[3]郭传奇.PLC自动控制技术在变频器中的应用研究[J].数字技术与应用，2014，（05）：10.