劉宗佩 金海濤 劉望樹 金洋

（蕪湖真空科技有限公司 蕪湖 241009）

變頻器在鍍膜線中的應用及安全運行

劉宗佩 金海濤 劉望樹 金洋

（蕪湖真空科技有限公司 蕪湖 241009）

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

電機；真空泵；變頻器；鍍膜線；應用；安全

1 引言

自從19世紀后期電機誕生以來，各類電機已經(jīng)成為人類生產(chǎn)、生活中最重要的動力機械，其地位與作用已經(jīng)遠超其他動力機械。而其中三相交流異步電機，由于其結(jié)構(gòu)簡單堅固、運行可靠、價格低廉等特點，迅速地在電力拖動領(lǐng)域獨占鰲頭，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)計工業(yè)電機負荷率通常僅為50～60%左右，因電機功率選擇需要考慮最大負載、電網(wǎng)波動、安全系數(shù)等因素，造成電機負荷率較低。如果采用變頻啟動及調(diào)速，降低電機輸出功率，不僅可以滿足工作需求，提高生產(chǎn)效率，也可獲得提高線路可靠性、節(jié)能的效果。

2 變頻器在鍍膜線中的應用

由于鍍膜線對于真空度的要求很高，為了保證鍍膜線中部工藝腔室的真空度達到工藝需求，我司在鍍膜線倆端各設(shè)置了三個腔室用于緩沖和過渡，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，每個腔室各選用倆臺真空泵抽取來達到低真空狀態(tài)。

式中：S——真空泵有效抽率

Q1——真空系統(tǒng)漏氣率（托·L/s）

P1——需要達到的預真空度（托）

由真空泵的抽率公式（1）可以得出，當真空系統(tǒng)的漏氣率Q1為恒定值時，S與P1成反比例關(guān)系，即需到達到的真空度P1越小，需要的真空泵的有效抽率越大；若真空度測量值小于實際需要值，則就說明真空泵的有效抽率的過大。同時，當鍍膜線進片和出片時，Q1的值也會是一個變量，即真空泵的有效抽率受漏氣率Q1和需要達到的預真空P1兩個條件影響。依據(jù)公式（2），可用PLC計算出生產(chǎn)需要的真空度P1與實際檢測真空度P2之間的差值，來作為調(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，再通過變頻器來調(diào)節(jié)真空泵的有效抽率，達到節(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：變頻器對工作溫度一般要求為0～55℃，因為變頻器內(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)計時為了保證工作安全、可靠，一般需控制在40℃以下。

（2）環(huán)境溫度：電氣柜環(huán)境溫度應通過空調(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，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。

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

（4）電磁干擾：應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

（1）變頻器和真空泵之間的距離應該盡量的短，以減小電纜的對地電容。

（2）控制電纜應選用屏蔽電纜。

（3）電機電纜應獨立于其它電纜走線。

3.3 回路

（1）主回路：應根據(jù)變頻器的功率大小來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：有工頻變頻的手動切換功能，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切換成工頻。

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越小越好，接地導線的截面不小于4mm2。且變頻器接地點應和動力設(shè)備接地點分開。

4 變頻器運行

變頻器的的正常運行，首先需要依據(jù)工況及電機參數(shù)來對變頻器進行參數(shù)設(shè)定，否則變頻器可能無法正常運行。

4.1 最高頻率

最高頻率是變頻器-電動機系統(tǒng)可以運行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率一般較高，當電動機容許的最高頻率較低時，應按電動機及其負載的要求進行設(shè)定。

4.2 基本頻率

基本頻率是變頻器對電動機進行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線，應按電動機的額定電壓設(shè)定。

4.3 轉(zhuǎn)矩類型

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

4.4 啟動轉(zhuǎn)矩

變頻器啟動時性能不足時，可以通過調(diào)整啟動轉(zhuǎn)矩，使電機啟動時的輸出轉(zhuǎn)矩能滿足生產(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、減速時間

若加、減速時間設(shè)定不合理，變頻器按預設(shè)的頻率變化率升速或減速時，會出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電機失速，即電機轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，造成過電流或過電壓。

目前，一般按經(jīng)驗來設(shè)定加、減速時間，比如：若在啟動過程中出現(xiàn)過流，則可適當延長加速時間；若在制動過程中出現(xiàn)過流，則可適當延長減速時間；但是加、減速時間也不宜設(shè)定太長，否則會將影響生產(chǎn)效率，尤其是頻繁啟、制動時。

4.6 頻率跨跳

在某些頻率段，電機有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，嚴重時無法運行。用戶可以在V/f曲線上設(shè)置跨跳點及跨跳點寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運行。

4.7 電機參數(shù)

電機的功率、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功能的運行。

4.8 過負載率

此參數(shù)用于變頻器和電動機過負載保護。

5 結(jié)束語

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

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

[2]胡國樹.變頻器安全維護與運行[J].煉油與化工，2010（5）.

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2016-3-1