变频器在镀膜线中的应用及安全运行

刘宗佩 金海涛 刘望树 金洋

（芜湖真空科技有限公司 芜湖 241009）

变频器在镀膜线中的应用及安全运行

刘宗佩 金海涛 刘望树 金洋

（芜湖真空科技有限公司 芜湖 241009）

采用变频启动及调速，降低电机输出功率，不仅可以满足工作需求，提高电机效率，也可获得提高线路可靠性、节能的效果。

电机；真空泵；变频器；镀膜线；应用；安全

1 引言

自从19世纪后期电机诞生以来，各类电机已经成为人类生产、生活中最重要的动力机械，其地位与作用已经远超其他动力机械。而其中三相交流异步电机，由于其结构简单坚固、运行可靠、价格低廉等特点，迅速地在电力拖动领域独占鳌头，在冶金、建材、化工等领域发挥着巨大作用。另一方面，据统计工业电机负荷率通常仅为50～60%左右，因电机功率选择需要考虑最大负载、电网波动、安全系数等因素，造成电机负荷率较低。如果采用变频启动及调速，降低电机输出功率，不仅可以满足工作需求，提高生产效率，也可获得提高线路可靠性、节能的效果。

2 变频器在镀膜线中的应用

由于镀膜线对于真空度的要求很高，为了保证镀膜线中部工艺腔室的真空度达到工艺需求，我司在镀膜线俩端各设置了三个腔室用于缓冲和过渡，其中上片口和下片口的腔室（锁室），抽气量大、真空度要求较低，每个腔室各选用俩台真空泵抽取来达到低真空状态。

式中：S——真空泵有效抽率

Q1——真空系统漏气率（托·L/s）

P1——需要达到的预真空度（托）

由真空泵的抽率公式（1）可以得出，当真空系统的漏气率Q1为恒定值时，S与P1成反比例关系，即需到达到的真空度P1越小，需要的真空泵的有效抽率越大；若真空度测量值小于实际需要值，则就说明真空泵的有效抽率的过大。同时，当镀膜线进片和出片时，Q1的值也会是一个变量，即真空泵的有效抽率受漏气率Q1和需要达到的预真空P1两个条件影响。依据公式（2），可用PLC计算出生产需要的真空度P1与实际检测真空度P2之间的差值，来作为调节真空泵有效抽率的调节值；依据调节值的大小，再通过变频器来调节真空泵的有效抽率，达到节能降耗的目的。

图1

3 变频器安全使用

3.1 安装环境

（1）工作温度：变频器对工作温度一般要求为0～55℃，因为变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响；但设计时为了保证工作安全、可靠，一般需控制在40℃以下。

（2）环境温度：电气柜环境温度应通过空调、水冷等散热装置控制在40℃以下，若温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。

（3）腐蚀性气体：应避免使用环境中有腐蚀性气体，否则会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，降低其绝缘性能。

（4）电磁干扰：应注意变频器在工作中由于整流和变频产生的电磁干扰。

3.2 电缆及布线

（1）变频器和真空泵之间的距离应该尽量的短，以减小电缆的对地电容。

（2）控制电缆应选用屏蔽电缆。

（3）电机电缆应独立于其它电缆走线。

3.3 回路

（1）主回路：应根据变频器的功率大小来决定是否需要加电抗器，防止变频器产生的高次谐波影响到电网，从而干扰其他的用电设备。

（2）控制回路：有工频变频的手动切换功能，以便在变频出现故障时可以手动切换成工频。

3.4 接地

正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要方式。变频器的接地电阻应越小越好，接地导线的截面不小于4mm2。且变频器接地点应和动力设备接地点分开。

4 变频器运行

变频器的的正常运行，首先需要依据工况及电机参数来对变频器进行参数设定，否则变频器可能无法正常运行。

4.1 最高频率

最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率一般较高，当电动机容许的最高频率较低时，应按电动机及其负载的要求进行设定。

4.2 基本频率

基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压设定。

4.3 转矩类型

转矩类型依据负载是恒转矩负载还是变转矩负载设定。

4.4 启动转矩

变频器启动时性能不足时，可以通过调整启动转矩，使电机启动时的输出转矩能满足生产需求。一般情况下，我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1～5%之间比较合适。

4.5 加、减速时间

若加、减速时间设定不合理，变频器按预设的频率变化率升速或减速时，会出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，造成过电流或过电压。

目前，一般按经验来设定加、减速时间，比如：若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则可适当延长减速时间；但是加、减速时间也不宜设定太长，否则会将影响生产效率，尤其是频繁启、制动时。

4.6 频率跨跳

在某些频率段，电机有可能会发生共振现象，严重时无法运行。用户可以在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。

4.7 电机参数

电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等基本参数设定。这些参数非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的运行。

4.8 过负载率

此参数用于变频器和电动机过负载保护。

5 结束语

日益成熟的变频技术广泛得到应用，获得了提高自动化水平、机械性能、生产效率、节约能源的综合效益。同时，在使用变频器生产过程中，安全规范的运行操作也非常重要。

[1]姚锡禄.变频器技术应用.北京：电子工业出版社，2009.

[2]胡国树.变频器安全维护与运行[J].炼油与化工，2010（5）.

TM921.51

A

1004-7344（2016）08-0240-01

2016-3-1