李延安
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摘要：近年来，经济的发展，促进了我国科技水平的提升。如今，科学技术的进步，不断推动着电气工程的发展与进步，电气工程是现代科学技术发展的核心，因此掌握电气控制系统的安装与调试技术至关重要，其技术的发展与完善是电气工程发展的重要标志。本文就电气控制系统中的变频器应用展开探讨。
关键词：电气控制系统；变频器；应用
引言
在传统的直流传动中，由于直流电动机的一个致命弱点是机械式转向器，在对直流传动的具体应用中，为其带来了一定的限制。最近几年，变频技术在直接转矩控制技术以及矢量控制技术的应用中，技术越来越成熟，它的调速性可以和直流传动不相上下，在一定程度上也可以取而代之。
1变频器概述
变频器的主要作用是改变交流电机的供电频率和幅值，并改变运动磁场的周期，最终达到平滑地控制电动机转速的目的。变频器的出现对当前的电机而言，能够以更为简单的方式进行调速控制。变频器主要由整流器、逆变器和平波回路三个部分构成，整流器的作用是将工频电源变换成为直流功率，平波回路是对电压脉冲进行吸收，逆变器是将直流个功率转变为交流功率。变频器在本质上是应用变频技术与微电子技术，以改变电机工作电源频率的方式来实现对电机设备进行控制的目的，在具体构成上，除了整流器、逆变器和平波回路三个主要的部件之外，还具有制动单元、驱动单元、检测单元等，在实际的应用过程中，变频器能够电机提供其正常运转所需要的实际电源电压，从而可以有效地起到节能与调速的目的。随着当前电器自动化技术的发展，以及当前工业自动化需求的不断提高，因此变频器的应用也越来越广泛。
2变频器的组成
变频器有两种操作结构，分别为AC-AC和AC-DC-AC，两种变频器配置方式将产生不同的功率转换频率，其中，AC-AC代表直接变频器；AC-DC-AC代表间接变频器。变频器一般由中间电路、变频器、控制电路和整流器四部分组成，它们将交流电转换为直流电，并发送控制信号和直流储备。整流器由单相和三相交流电源连接，产生两种基本直流电压，既可控又不可控。该变频器具有三种主要功能，包括变频、电流和整流功能。整流后的直流电变更为交流电，从而达到电机的电压与频率要求。电机信号电路包括控制电路这一部分，用于监控电流和电压、保障电压计算和变频器；线路反馈可用于保护变频器和整流器，确保正常电压和频率，以维持电机运转。滤波电路利用整流器处理的直流电产生至少6倍于电源频率的脉冲电压，该脉冲电压对直流电压影响最大，可抑制电压波动，吸收过程纹波电压。虽然电感器和电容器用于电容目的，但如果器件允许，可以使用电感器，并且可以使用滤波电路来确保电路平稳运行。变频器总结构主要由四部分组成，包括整流器，中间电路，变频器和控制电路。其中，整流器可以将交流电转换为直流电；中间电路对应备用直流设备；变频器可以将直流电转换为交流电；控制电路主要是用于在链路传输信号。由变频器操作控制的转换过程是AC/AC，首先通过整流器将AC转换为DC；然后通过变频器，将从中间电路获得的DC电力转换为AC，并输出适当电压。
3变频器的设计与安装
在控制柜内安装变频器，怎样设计变频控制系统，设计和制造变频控制柜。在控制柜内部的中间部位最好安置变频器；电气工程师要对变频器实际应用的具体要求进行明确和了解，并对其进行垂直安装，并保证正上方和正下方安装后不能有阻挡排风和进风的大元件。变频器上、下部边缘距离控制柜顶部底，或者隔板，或者必须安装的大元件等的最小间距离，高于300mm。
特殊的用户在进行使用时，需要将键盘取下，在设计变频控制系统前，需要清除明确系统配置，并根据客户需要，控制方式以及工作方式、环境等对变频器面板的监控用胶带密封，或者用面板对其进行替换，避免大量的粉尘进入变频器内，具体的系统分为新的设计系统或旧的设备改造系统。对于旧设备改造，应了解以下技术参数和要求。需要对变频器进行定期维护，并对灰尘进行及时的清理。
4电气控制系统中的变频器应用
4.1变频器的应用
变频器在应用的时候会出现干扰，变频器控制回路分为主回路和控制回路，变频器的工作中就会产生谐波干扰源，会对电源和输出的设备产生影响，而变频器的干扰类型可以分为静电耦合、静电感应、接触不良、接地4种干扰，静电耦合干扰解决措施是加大电缆距离，感应干扰措施是将控制线缆与主回路线缆或其他动力电缆分离铺设，接触不良和接地干扰，这两种主要是接线的问题，措施就是排查。变频器在应用中可能会出现一些故障，主要如下：（1）过流故障：变频器在使用中变频时候加速的时间太短，电动机的负载发生突然变化，分配不均匀，会造成过流故障，这种情况下会损坏变频器，所以在调速时候时间要延长，外加能耗制动元件；（2）过载故障、这种故障主要是电动机的载荷过大，长时间负载工作，这种情况是电动机和变频器使用不对，需要更换大功率电动机和相应的变频器；（3）启动困难、这种情况是电动机驱动的设备转动惯量过大，这种情况可以提高启动转矩；（4）温升、噪声，原因是变频载波频率值与电动机及其负载形成共振引起的。
4.2变频器的应用注意事项
（1）对于变频器的温度进行计算，需要对工作运行的温度环境进行监控。变频器的运行频率的调整过程中，可能会产生大量的热能，这是一个需要注意的问题。温度超过承受范围，需要采取相应的措施加以应对。通过对变频器柜的温度的计算，针对变化采用相应的变频柜进行安装和运行。例如自然冷却的变频柜和风冷变频柜，根据相应的温度计算方法，均能计算出变频柜内部的总体消耗功率和变频柜内的空气流量等参数，从而对控制温度提供科学的依据。（2）进行变频器接地的过程中，为了保护人和设备的安全，要做好外界干扰的抑制工作。对于高泄露予以规定，使用保护性导线，进行电源部分交流电源的保护，在一定程度上几台变频器都需要进行接地保护。针对工作接地，为了满足变频器的系统的运行需要，需要控制回路，保证跳频的精确性。采用的抗干扰对策包括屏蔽干扰源，使用外部信号控制的方法，要求信号线不能超过20米，信号线采用双芯屏蔽的方法，与主电路线进行分离，不能放在同一个配管内，周围的电子敏感线路也要进行屏蔽。屏蔽罩要可靠接地。使用电抗器进行抗干扰，在变频器的输入电流达到较低的谐波分量的时候，可以帮助设备抵抗大量的无功功率。另外，还要定期检查与变频器安装在一个柜内的装置的质量属性，减少噪音的产生。采用电抗器装置，串联接入电路是有效方法。
结语
在电气工程、电子技术与电力工程有效融合的背景下，设备得到了整体的控制。为此，电动机的调速装置也广泛的引用在了该领域，因此电气工作者有必要对变频器的使用、维护和维护有一个全面的了解，并特性进行充分的考虑，在电气控制系统中才能够使变频器的作用充分发挥出来。变频器应用后，需要设置正确的参数，并进行规范性的操作和使用，从而在一定程度上降低对后期的改造和维修，使其能够更好地为人们提供最好的服务。
参考文献
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