引言

变频调速技术是一种利用电源输出频率与电机运行转速之间的关系，通过调整电机产生的电源频率，从而达到改变电机工作转速的技术形式。现如今，变频调速技术不仅被广泛运用到日常工作及生活中，且运用形式也多种多样[1]。而根据众多控制形式的具体操作又可将之划分为两大类，即非智能控制与智能控制。两类控制形式均在维护电力系统的运行稳定方面发挥着不可替代的重要作用。因此，相关部门也应对两类控制形式的具体运用给予高度重视，以此维护电力系统运行的安全及稳定。

1变频器的工作原理

变频器是将工频交流电通过整流变成直流电，再把直流电变成频率、电压均可控的交流电如图一。根据三相异步电动机转速公式n=60f(1-s)/p可知，改变频率即可改变电机转速。根据电机频率和电压特性，转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和。因此频率和电压要成比例的改变，即改变频率的同时控制输出电压的，避免弱磁和磁饱的现象产生。为减少谐波对变频器的影响，可以在变频器加装电抗器。变频器主要是由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

2变频调速技术优势

就此前的电机拖动而言，通常选用的电机模式为自流驱动。此类驱动模式在煤矿生产中尤为常见。然而，自流驱动的电机虽在牵引性方面有着较为良好的表现，但仍有诸多不足困扰着实际运行过程，具体表现在以下几方面：一是运行过程会导致电机负载转矩不断增加，而要避免负载超出负荷的情况发生，便只能将转速调低。而在运用变频调速技术前，关于电机转速的调节，工作人员通常会采取以下两种方式：将电阻串联到主回路上、使用直流斩波器。上述方式虽能起到调节作用，但具体运用过程也伴随着诸多问题，如在主回路中串联电阻，虽操作过程较为简便，但也会因能耗的增加而产生更高的成本；而运用直流斩波器虽能降低能源上的消耗，但其本身的缺陷却无法得到改善。以上问题在全面运用了变频调速技术后均得到了有效改善。不仅如此，运用变频调速技术还具有以下优势：维护工作方便快捷，无需花费过多时间，同时延长维修的间隔频率；启动转矩较大，调速性能优良；具有良好的节能功效，可节省运行成本；改变转速的过程十分平稳，不会对电网产生较大冲击。

3变频器调速的关键技术

3.1死区补偿技术

在相关领域采用电压脉冲变频器时，存在死区时间，主要包含人为控制死区的时间、关断死区的时间，不论在实际的工作中遇到了哪种死区时间，都会使指令电压与实际输出电压之间产生或大或小的差值。因此，为减小死区时间所造成的损失，避免死区时间对通用变压器运行的干扰，可结合具体情况采用电压反馈型补偿技术。从根本上来看，电压反馈型补偿是通过构建封闭环控制系统来实时监测实际输出电压、指令电压数值、对比二者差异的，在此基础上，在指令电压中添加差值，形成全新的指令电压。电压反馈补偿方式的实际操作要求较高，也有较高的技术标准，只有当时间不滞后时，这一技术才能达到预期的补偿目标。正是由于电压反馈型补偿方法的特殊性，在变频器调速系统中并未得到大范围的推广。

3.2负载标准

现如今，绝大多数的电力系统的电机设备中均安装了大量的半导体器件，虽半导体器件可起到控制、接收、放大信号与能量转换的作用，但因其本身容易发热且会在短时间内出现热负荷超载的现象，继而严重影响到电机拖动的安全性。因此，针对变频调速技术的具体应用，工作人员不仅要对负载标准予以合理控制，也要合理规划负载的标准类型，这样才能最大限度避免热负荷超载问题的发生，继而维护电机拖动的安全及稳定。

3.3脉冲优化管理技术

变频器工作状态下，信号脉冲与功率脉冲存在相互作用，而二者之间的作用关系会自动分析驱动、主电路脉冲序列、脉冲产生的瞬间现象。参考变频系统中的动态换流过程及原理，对脉宽最小单位进行单管，再融入交换电流思想，就可自动确定脉冲管理方法。脉冲优化管理技术的工作原理特殊，就是以频率、电压调制比差异为参考，按照不同的区域调制将电流区域划分为对应的环形区间。由于在每个区域内的脉冲调制情况各有特点，就需要采用恰当的技术方法来延长脉宽影响作用时间，最大程度上降低脉宽造成的负面影响。

4电气自动化控制中变频调速技术的运用

4.1变频器在电气自动化控制内的应用

在电气自动化控制领域内，运用变频器可以替代电网控制柜、空气开关等诸多模块，进而精简系统的运行流程，降低成本费用，节省能源资源，全面提升生产效率。可以采用变频器调节控制电气设备的功率。电气自动化控制时间实践中，设备功率过高时会运用高压供电，运行安全性明显降低，在这种工况下配合运用变频器能快速地把很多大功率电气设备的供电电压调节成低电压，进而提高电气设备现场使用的安全性，有益于延长设备的使用寿命。

4.2变频调速技术在电机拖动中的应用

鉴于电力系统中的电力拖动通常包含多个项目，因此，在电力系统运行阶段，电机拖动也会利用自身电压来对输出的电流电压数值加以控制，确保输出电流电压符合电力系统的整体运行要求，为电力系统的安全运行提供保障。此外，电机拖动过程合理运用变频调速技术，还能对电机拖动的运行方式做出有利改变，一方面可让电磁兼容条件变得更加有效，另一方面能使电机拖动电压按照控制速度进行调整。不仅如此，运用变频调速技术本身亦具有独特的优势，如优化电机拖动性能、完善电机拖动功能等。

4.3在自适应电机模型单元中的运用

电气自动化控制中也经常涉及自适应电机模型单元，这一单元在电气控制中的作用突出，其功能主要为：实时检验电动机的输入电压参数，以通过分析和处理这些参数来判定电动机是否处于正常工作情况下；电动机模型与变频器之间可靠连接，从而将转矩保持在正常条件下；生产作业中的自适应电机模型单元能第一时间分析机电一体化系统的工作情形，从而综合各方面因素来确定闭环转速。变频调速技术应用于自适应电机模型单元后，可使该模型单元保持更为高效的控制水平。

结束语

变频器是工业自动化控制技术的重要构成部分，在现代工业生产领域占据着重要地位，结使用变频器有实用性强、可靠性高、抗干扰能力强等诸多优势，利用其能显著提升电气自动化控制水平，协助企业提升产品生产效率及过程安全性，进而创造出更加理想的社会经济效益。

参考文献

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[5]茆林艳.PLC和变频器实现电气自动化控制的分析[J].无线互联技,2020,17(24):2.