高倩，杨晓峰，孟凡文
（济宁职业技术学院，山东济宁，272000）
0 引言
在人们生活水平日益改善的今日，对当前社会的生产力也产生了更高的需求，变频调速技术已在多个领域取得较好效果，为实现电气自动化控制，电气企业也将该技术运用到电气领域中，以增进电气企业的可持续发展。
1 变频调速技术在电气自动化控制中的工作原理
在科学开展电气自动化控制的过程中，技术人员可巧妙使用变频调速技术，其运用的主要原理为软启动器的节能、功率因数的补偿与变频调速的节能等。
一方面，依照变频调速技术的主要原理，工作电源的输入频率与其电机转速成正比，其等式为n=60f（1-s）/p，其分别为转速、输入频率、电机转差率与电机磁极对数等，通过电机工作电源频率来改变其电机转速。若电机整体的工作效率固定，当其控制流量逐渐缩小时，其转速也会下降，继而引发功率的减小。
另一方面，当电气设备处在低功率状态下时，其设备会呈现发热状态，不同程度的增加了线路损耗，降低其内部的有效电能，缩减该设备的运用效果、使用寿命，也造成了极大的资源浪费，额外增加成本的同时会改变其运行效率。在使用变频调速技术后可切实补偿设备中的功率因数，继而减少电能损耗。
此外，一般来讲，电气设备的启动方法多为Y/D 启动或直接启动，在进行启动的一瞬间，其电流会快速超出额定电流，甚至会达到其数值的五倍以上，降低其使用寿命。若技术人员运用了变频调速技术可提升启动电流的稳定性，降低其给电网带去的冲击，继而保障此类设备的自动化控制水准[1]。
图1 电机的工作原理
2 变频调速技术在电气自动化控制中的应用实例
■2.1 确认应用方案
变频调速技术在使用期间存有诸多优势，其可运用在保护装置、等速段与减速段的电气自动化控制中。为检验该技术的应用效果，研究人员挑选一项电气工程实例，以数控机床的节能改造为例。
具体来说，该数控机床的整体速度为1600r/min、主驱动的功率在50kW 左右，由于此类装置对电能的消耗较大，为增强企业效益，降低其内部能耗，使用了工频运行法，该方式虽然获得了一定效果，但不足之处过多，技术人员运用了变频调速技术来改进该数控机床的运行态势。
在确认改造方案时，技术人员选用了30 多段的齿轮变速主轴，如图2 所示，要对其恒线速度实行精细化控制，针对其可能形成的故障隐患开展定期维修。
图2 变频调速装置
■2.2 不同环节的应用优势
2.2.1 优化保护装置
电气设备内部的重要构成带有保护装置，其可运用在数控机床中，其能保证电气设备的稳定运行，若其出现故障，部分保护装置将难以维持其原有效果，在失效后检测不到危险信号，严重影响设备运行。为保障保护类装置的正常运行，技术人员可更换保护方法，让该器具始终处在稳定、安全的状态中。具体来说，在使用变频调速技术时，可有效记录与收集电气设备内的脉冲信号，若数据信号没有产生变化时，可了解到其出现问题，针对其异常状况开展设备检测，在解除异常后，重新让保护装置回到最初状态。
2.2.2 控制等速区间
在正常的电气企业中，电机设备的应用较为广泛，此类设备运行的主要位置为等速区间，在使用变频调速技术的过程中，借助相应的信息技术平台可有效控制该设备的运行状况，在电机拉动设备时，当其超速或过载运行时会发出相应的预警信号，从而对该区域起到切实的保护作用。通常来讲，针对拉动设备的电机来说，其合理的工作速度需为此前设定的15%，若速率超出该标准数值，该系统的运行速度会减慢，会隔开设备内部的安全回路，利用紧急制动装置来缓解其运行速度，继而保障该区间的安全性[2]。相关设备在正常运行时，保护装置需进行科学设置，如控制设备运行速度，其速度要在10%内、密切关注运行期间的系统参数，确保该数值可维持设备的正常运行。
2.2.3 应用在减速区域
在电气设备的减速区段中也可使用变频调速技术，有效提升该区域的安全性、稳定性。具体来说，技术人员在使用新型调频技术时，可精准发现设备内部的各项标准值，借助正确的使用方法降低其危险系数。在运用变频设备与PLC系统的过程中，可适时观察该区间中各项速度的改变，透过其变化特征来监督电气设备的运行。若某些时段没能达到减速要求，技术人员可进行快速分析，在掌握了相应原因后，设定出适宜的解决方案。为保障该区段的运行态势，还应科学分析数据值与安全值，适时监控各项数值的整体运行，当其速度与此前设定的数值不一致时，要借助监控系统进行安全警报，立即调整该系统的运行速度，使其与规定值保持一致。
■2.3 采用变频调速技术
2.3.1 发现问题
在了解到变频调速技术在电气设备中的应用优势后，设计人员要将该技术运用到此项工程中。电气设备内部的负载数与变频调速的关联性较大，在数控系统中变频调速技术可保护着多项电气装置。
针对数控机床的改造，在改造过程中其保护装置失去效果，该器械无法检测电气设备的内部参数，影响了设备的正常运行，技术人员也难以了解当前该设备的运行状态。同时，等速区间与减速区段也出现了不同程度的问题，电力拉动设备的速率正急速升高，减速区域也存有较多不符合要求的区段，在发现相关问题后，技术人员需采用合适的技术手段来加强电气设备的稳定性。
2.3.2 使用变频调速技术
试验人员为保障电气设备的运行安全，将变频调速技术放置到该装置的改造中，对保护装置设置了不同程度的保护，还依照专业技术要求适时调整了减速区段与等速区间，通过一段时间的观察后，保护装置已重新回归到正常状态。
针对等速区间的保护，技术人员科学测量该电气设备的运行速度，并设定标准的额定值，通过手动与机械相结合的方式调整该等速段的速度，使其实际速度在额定速度的15%以内，若安全回路的整体速度超出继电器动作，则该装置会自动断开安全回路，继而实施紧急制动方案。在保护等速度期间，技术人员利用变频调速技术将其分成两个阶段，其一，若运行速度在额定速度的10%，该装置会立即发出以声光为主的警报信号；其二，若速度处在正常状态时系统在恢复正常工作的同时还会及时解除警报信号，此方式可最大化降低设备紧急制动时带来的伤害。
在保护减速区段期间，由于该区域属电气设备的关键位置，若减速点内速度的设计不合理，将影响电气设备的整体运行。技术人员利用PLC 系统来采样电气设备中的运行速度，将其与此前规定的速度开展详细比对，若其速度大于规定速度，可在PLC 系统内设置对应性警报，借助装置保护来改进减速区段的运行水平。
2.3.3 试验结果
在完成变频调速技术在电气自动化控制中的运用试验后，技术人员发现该数控机床中的各项设备带有多种保护装置，无论是保护装置、减速区段还是等速区间皆能够重新运行。多项设备在运行期间企业管理人员要派遣专业的监管人员进行现场督查，通过科学监测可以发现此类保护装置的作用与价值。在开展现场督查期间，相关人员需适时监察其各项环节，保障每个数字的标准性、科学性。当电气设备内部运行速度与标准速度不符时，保护装置则会发挥效用，自动调整其内部速度，使其始终保持在正常的运行范围中，保障电气设备的运行效率。
3 总结
综上所述，随着电气自动化的广泛应用，其能改进生产效率，降低生产成本，在采用变频调速技术的过程中，可有效增强电气内部各项系统的稳定，在保证产品质量的同时，促进企业的社会效益、经济效益。
