劉宗佩 金海濤 劉望樹(shù) 金洋

（蕪湖真空科技有限公司 蕪湖 241009）

變頻器在鍍膜線(xiàn)中的應(yīng)用及安全運(yùn)行

劉宗佩 金海濤 劉望樹(shù) 金洋

（蕪湖真空科技有限公司 蕪湖 241009）

采用變頻啟動(dòng)及調(diào)速，降低電機(jī)輸出功率，不僅可以滿(mǎn)足工作需求，提高電機(jī)效率，也可獲得提高線(xiàn)路可靠性、節(jié)能的效果。

電機(jī)；真空泵；變頻器；鍍膜線(xiàn)；應(yīng)用；安全

1 引言

自從19世紀(jì)后期電機(jī)誕生以來(lái)，各類(lèi)電機(jī)已經(jīng)成為人類(lèi)生產(chǎn)、生活中最重要的動(dòng)力機(jī)械，其地位與作用已經(jīng)遠(yuǎn)超其他動(dòng)力機(jī)械。而其中三相交流異步電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，迅速地在電力拖動(dòng)領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，在冶金、建材、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。另一方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)工業(yè)電機(jī)負(fù)荷率通常僅為50～60%左右，因電機(jī)功率選擇需要考慮最大負(fù)載、電網(wǎng)波動(dòng)、安全系數(shù)等因素，造成電機(jī)負(fù)荷率較低。如果采用變頻啟動(dòng)及調(diào)速，降低電機(jī)輸出功率，不僅可以滿(mǎn)足工作需求，提高生產(chǎn)效率，也可獲得提高線(xiàn)路可靠性、節(jié)能的效果。

2 變頻器在鍍膜線(xiàn)中的應(yīng)用

由于鍍膜線(xiàn)對(duì)于真空度的要求很高，為了保證鍍膜線(xiàn)中部工藝腔室的真空度達(dá)到工藝需求，我司在鍍膜線(xiàn)倆端各設(shè)置了三個(gè)腔室用于緩沖和過(guò)渡，其中上片口和下片口的腔室（鎖室），抽氣量大、真空度要求較低，每個(gè)腔室各選用倆臺(tái)真空泵抽取來(lái)達(dá)到低真空狀態(tài)。

式中：S——真空泵有效抽率

Q1——真空系統(tǒng)漏氣率（托·L/s）

P1——需要達(dá)到的預(yù)真空度（托）

由真空泵的抽率公式（1）可以得出，當(dāng)真空系統(tǒng)的漏氣率Q1為恒定值時(shí)，S與P1成反比例關(guān)系，即需到達(dá)到的真空度P1越小，需要的真空泵的有效抽率越大；若真空度測(cè)量值小于實(shí)際需要值，則就說(shuō)明真空泵的有效抽率的過(guò)大。同時(shí)，當(dāng)鍍膜線(xiàn)進(jìn)片和出片時(shí)，Q1的值也會(huì)是一個(gè)變量，即真空泵的有效抽率受漏氣率Q1和需要達(dá)到的預(yù)真空P1兩個(gè)條件影響。依據(jù)公式（2），可用PLC計(jì)算出生產(chǎn)需要的真空度P1與實(shí)際檢測(cè)真空度P2之間的差值，來(lái)作為調(diào)節(jié)真空泵有效抽率的調(diào)節(jié)值；依據(jù)調(diào)節(jié)值的大小，再通過(guò)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)真空泵的有效抽率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

圖1

3 變頻器安全使用

3.1 安裝環(huán)境

（1）工作溫度：變頻器對(duì)工作溫度一般要求為0～55℃，因?yàn)樽冾l器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響；但設(shè)計(jì)時(shí)為了保證工作安全、可靠，一般需控制在40℃以下。

（2）環(huán)境溫度：電氣柜環(huán)境溫度應(yīng)通過(guò)空調(diào)、水冷等散熱裝置控制在40℃以下，若溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。

（3）腐蝕性氣體：應(yīng)避免使用環(huán)境中有腐蝕性氣體，否則會(huì)腐蝕元器件的引線(xiàn)、印刷電路板等，降低其絕緣性能。

（4）電磁干擾：應(yīng)注意變頻器在工作中由于整流和變頻產(chǎn)生的電磁干擾。

3.2 電纜及布線(xiàn)

（1）變頻器和真空泵之間的距離應(yīng)該盡量的短，以減小電纜的對(duì)地電容。

（2）控制電纜應(yīng)選用屏蔽電纜。

（3）電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線(xiàn)。

3.3 回路

（1）主回路：應(yīng)根據(jù)變頻器的功率大小來(lái)決定是否需要加電抗器，防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波影響到電網(wǎng)，從而干擾其他的用電設(shè)備。

（2）控制回路：有工頻變頻的手動(dòng)切換功能，以便在變頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動(dòng)切換成工頻。

3.4 接地

正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要方式。變頻器的接地電阻應(yīng)越小越好，接地導(dǎo)線(xiàn)的截面不小于4mm2。且變頻器接地點(diǎn)應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開(kāi)。

4 變頻器運(yùn)行

變頻器的的正常運(yùn)行，首先需要依據(jù)工況及電機(jī)參數(shù)來(lái)對(duì)變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，否則變頻器可能無(wú)法正常運(yùn)行。

4.1 最高頻率

最高頻率是變頻器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率一般較高，當(dāng)電動(dòng)機(jī)容許的最高頻率較低時(shí)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載的要求進(jìn)行設(shè)定。

4.2 基本頻率

基本頻率是變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線(xiàn)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電壓設(shè)定。

4.3 轉(zhuǎn)矩類(lèi)型

轉(zhuǎn)矩類(lèi)型依據(jù)負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載設(shè)定。

4.4 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

變頻器啟動(dòng)時(shí)性能不足時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。一般情況下，我們所使用的變頻器，轉(zhuǎn)矩提升量設(shè)定為1～5%之間比較合適。

4.5 加、減速時(shí)間

若加、減速時(shí)間設(shè)定不合理，變頻器按預(yù)設(shè)的頻率變化率升速或減速時(shí)，會(huì)出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電機(jī)失速，即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，造成過(guò)電流或過(guò)電壓。

目前，一般按經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定加、減速時(shí)間，比如：若在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間；若在制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則可適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間；但是加、減速時(shí)間也不宜設(shè)定太長(zhǎng)，否則會(huì)將影響生產(chǎn)效率，尤其是頻繁啟、制動(dòng)時(shí)。

4.6 頻率跨跳

在某些頻率段，電機(jī)有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法運(yùn)行。用戶(hù)可以在V/f曲線(xiàn)上設(shè)置跨跳點(diǎn)及跨跳點(diǎn)寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.7 電機(jī)參數(shù)

電機(jī)的功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、極數(shù)等基本參數(shù)設(shè)定。這些參數(shù)非常重要，將直接影響變頻器中一些保護(hù)功能的運(yùn)行。

4.8 過(guò)負(fù)載率

此參數(shù)用于變頻器和電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)載保護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

日益成熟的變頻技術(shù)廣泛得到應(yīng)用，獲得了提高自動(dòng)化水平、機(jī)械性能、生產(chǎn)效率、節(jié)約能源的綜合效益。同時(shí)，在使用變頻器生產(chǎn)過(guò)程中，安全規(guī)范的運(yùn)行操作也非常重要。

[1]姚錫祿.變頻器技術(shù)應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]胡國(guó)樹(shù).變頻器安全維護(hù)與運(yùn)行[J].煉油與化工，2010（5）.

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2016-3-1