变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

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1、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用哈尔滨电工仪表研究所150028摘要：变频调速技术发展历史并不长，但是其发展速度非常快，当前已经广泛使用在中央空调系统、空气压缩机等大功率动力设备自动控制方面，并取得很好的变频节能效果。文章主要分析变频调速技术在工业中央空调系统自动化控制方面的应用，希望能为自动化控制发展提供一些参考。关键词：变频调速；工业自动化；中央空调系统0引言随着电力电子技术的不断发展，交流电动机调速性能愈发优越。近些年工业生产技术得到很大的发展，在工业中，中央空调系统在洁净厂房中广泛使用，极大地满足了生产要求和生产质量管理规范，但是中央空调系统耗

2、电量比较大,在技术设计中采用变频调速技术，能够保证电机的输出功率随着负载的改变而变化，达到节能目的。木文先简单分析变频调速技术，进而分析变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用。1变频调速技术概述在工业牛.产中采用先进的技术能够提高工作效率，降低能源消耗，变频调速技术是20世纪70年代提出的一种矢量控制理论，为实现电动机调速节能而出现的技术，当前己经广泛使用在中央空调系统、空气压缩机等大功率动力设备自动控制方面，并取得很好的变频节能效果。该技术起源比较晚，但是发展比较迅速，从20世纪80年代至今，其应用领域越来越广，范围越来越大，再加之，该技术自身也在不断地进

3、行优化，所以其性能也越来越好，为了能够该技术更好的发挥其性能，相关研宄人员根据现实生产需要对其进行了更加深入的研究，目前也取得一定成绩。使用该技术需要几大部件，这几个部件的功能不同，侃是相互结合，所以每一个部件的作用都不能忽视。其主要部件如下：第一，自适应电动机模型单元。这是变频调速技术中最重要的部件，苏主要功能就是査看电动机中的电压以及电流等参数是否正常，进而全面掌握电动机的所有参数，为后续工作提供参数依据。这个部件的作用十分重要，它能够直接进行转矩控制，如果转速精度超出规定的范围，它会反馈给相关人员，从而提高其应用效果。第二，转矩和磁通比较器(这两类比较器

4、的作用是将反馈值与参考值分别进行对比，并每20ms比较一次(比较完成后，通过滞环调节器输出转矩或者磁场状态，从而能够及时掌握转矩状态和磁场状态，为采取相应的措施提供依据。第三，脉冲优化选择器(具体应用吋可选用CyclonellEP2C5Q208C8芯片处理信息，选择完成之后，设计OFDM调制方式的信号源，并编写5个模块组成的电路，分别实现不同的功能，主要包括星座映射*FFT*插入循环前缀*缓冲模块*D/A功能。2变频调速技术在工t电气自动化技术中的应用变频器可以分为交-交变频器和交-直-交变频器，其中交直交电压型变频器是使用比较广泛的变频器，主要包括整流器、中

5、间直流环节、逆变器、控制电路等。变频调速技术应用到工业生产领域中能够满足生产需求，0前变频调速器中使用的〔¥60^-11器件一般采用的是300口01的晶圆，制造速度比较快速，这项技术在使用中采用最小化硅区，所需花费与专用的集成电路成本相差不大。高性能的变频调速器主要是满足不同工程的需求，硬件结构包括带能量冋馈单元变频器、独立式变频器等，其中独立式变频器使用比较广泛，本文主要分析变频调速技术在中央空调系统中的应用。2.1变频调速原理异步电动机转速公式为n=60f(1-s)/p=no(1-s),式中：n为电动机转速，r/min；f为供电频率，Hz;s为旋转磁场的同

6、步转速，r/mino从这个公式中可以看到，在s变化不大的影响下，n与f呈现正比例关系，改变电源频率f就能达到调节电动机转速的效果。在分析异步电动机调速中，希望磁通量Φm保持不变，若是磁通量太弱，电子力矩不够强，影响转速快速改变，若是磁通量过大，容易东芝励磁电流非常大，很容易烧坏电机。钉子每相电动势的有效值Eg=4.44flNlKNlΦm,fl、Nl、KN1、Φm分别代表定子频率、串联匝数、绕组系数、磁通量等。从公式中可以看到，只要Eg和定子频率得到控制，就控制了磁通量。2.2中央空调系统存在问题分析在工业实际生产中，发现中央空调系统耗费

7、大量的功率，存在很多的问题。从设计角度出发，冷却水泵电机功率依照最大换热量计算，但是在很多情况下，开机数0严重不足，实际负荷远远小于电机容量。在冷冻水系统方面，冷冻水泵的作用是将冷冻水送往各组合式空调器的表冷申元热交换后送至各送风U,达到降温目的，也是根据最大制冷量来设计的，0前冷冻水泵做了很多的无用功，除了这些之外，水泵在使用中存在频繁开启的问题。2.3中央空调变流量节能原理分析针对以上中央空调系统在实际使用中存在的问题，拟采用变频调速技术改进中央空调系统达到变频节能目的。当前企业所采用的电力为三相交流电，输送的水量和风量恒定，难以实现变频节能B的，在很多场

8、合下，要求具有不冋的物体流量，要满足这