[转帖]变频器在舞台机械中的应用探讨
变频器在舞台机械中的应用探讨 <br>作 者：未知 来源：未知 日期: 2004-12-15 <br><br><br>1． 概 述 <br>舞台机械的主要任务是演出时的换景和载人，80年代以前，由于经济条件的限制，大多数舞台机械是定速控制。极少数使用的是直流调速，其调速成本高，造成使用不能普及。<br>近年来，随着人们文化水平的提高，从有机械能动到对舞台机械的起动、制动与运行速度变化的要求，促使舞台机械行业有了较大的发展，特别是使用方便、耗资较少的交流变频调速技术发展，使得调速设备的使用越来越多，越来越频繁。随着文化事业的飞速发展，目前舞台机械中已广泛使用交流调速方式控制的有转台、车台、升降台、吊杆、大幕等。 <br>2． 应 用 方 式 <br>在舞台机械控制中，变频器的应用方式有以下几种：<br>1) 一台变频器拖动一台电机恒载运转；如升降台、吊杆、大幕控制；<br>2) 一台变频器同时成组拖动2台电机同时运行；如转台、车台等；<br>3) 一台变频器以切换方式拖动多台电机运转；如少数几台变频器控制几十台吊杆调速运行等；<br>4) 多台变频器各带一台电机同步运行: 如升降台、车台的多电机多轴传动等。<br><br>3． 异步电动机的选择 <br>由于舞台机械设备负载主要有恒转矩负载，重力负载（带配重和不带配重），摩擦负载，大惯性负载等各种类型，计算舞台机械使用电动机的功率应与各种负载相匹配，算法为常规算法。但使用变频器与不使用变频器时电机容量的计算选择有不同之处。感应电动机的交流运行特性依赖于其额定功率以及极数，一般加速的场合，都使用电动机的额定转矩以上的过载区域，以求减小电动机的容量。采用电网直接供电的电动机在起动时，具有大的起动电流3.5~7IN和大的起动转矩2~3MN。用变频器驱动时电动机的起动电流极限一般在一分钟以内可达到1.5 IN；转矩极限可达到1.2~1.5 MN；电动机的过载能力得不到充分发挥，在决定电动机容量时，对于采用变频器驱动的电机运行，应在正常选用电动机考虑的因素之外再多注意以下几点：<br>1) 所选择的电动机的容量应大于负载所需功率。<br>电动机的容量=驱动负载的动力+将负载加速（或减速）到所需速度的动力<br>2) 即使电源电压降低了额定值的10%，电机也足以能够输出所需的转矩。<br>3) 起动转矩：电动机在变频器限制下的起动转矩（1.2~1.5 MN）必须大于负载所需的起动转矩，特别是处于上升和过大静摩擦力状态，尤其需要提供较高的起动转矩，要有足够的余量。<br>电动机的转矩=负载静阻转矩+将负载加速（或减速）所需的转矩 <br>4) 发热方面的考虑：与直接电网供电相比，由于高次谐波的原因，电机温升有些增大，并且由于低速运行时风扇的冷却效果变差，根据频率不同，转矩要作相应的折扣。当处于低速的定位运行时，电机易达到其热极限。为了不降低电动机的寿命，温升必须在绝缘所限制的范围以内，可采用绝缘级别较高的电动机，并且将选用电机的功率比计算功率高一个级别，以降低负载率。<br><br>4． 变频器容量选择 <br>为选择适当的变频器，必须知道：<br>* 要使用的电机的参数，如：电动机容量、电动机额定电流、电动机效率、电动机功率因数等参数；<br><br><br><br>* 驱动所必需的，如：速度设置范围、运行方式、加减速时间、加减速转矩、临界转矩、特殊性能，如提升能力等。<br>单电动机驱动：<br>高性能变频器为使驱动系统获得良好的动态性能和静态性能，一般都采用矢量控制模式，这时应遵循以下原则：<br>* 一台变频器只允许驱动一台电动机；<br>* 变频器的额定电流必须大于等于所驱动的电动机的额定电流；舞台机械使用中一般换场时间要求很短，多数不允许电动机起动时间太长（多数在几秒~20秒期间），一般变频器的过载能力为额定电流的150%，持续60S，如果瞬时负载超过了变频器的过载耐量，即使变频器与电机的额定容量相符，也应选择大一档的变频器。<br>* 当电动机的负载非常轻时，即使电动机的负载电流在变频器的额定电流以内，比电动机容量小的多的变频器也不能够使用。因不同容量的电动机电感量不同，所以虽负载电流相同，但容量大的电动机波动电流大，容易造成过流跳闸。<br>* 电动机的额定电流最小应为其驱动变频器额定电流的1/4； <br>* 变频器应用矢量控制模式驱动普通电动机时；要对电动机在冷却状态下进行参数辨识。<br>多电动机驱动：<br>当一台变频器驱动多台电动机时，应选择U/F控制模式，并使变频器额定电流大于等于所驱动多台电动机额定电流总和。其余同单电动机驱动。<br><br>5. 使 用 方 式： <br>变频器在舞台机械的控制中有以下使用方式：<br>1)摩擦负载利用变频器控制面板进行直接控制: 这种方式多数使用在旋转台等不需要行程开关、只调速不要求准确定位、不进行计算机控制时；<br>2)在使用行程开关控制设备位置的地方，采用变频器外部控制方式，利用变频器的外部控制端子对变频器进行正反转及调速控制；<br>3)智能化控制中，采用两种变频器控制方式: 一种为变频器外部端子控制，使用智能设备输出变频器所需的开关量及模拟量信号控制变频器；一种为使用智能控制器（如PLC，上位计算机等）与变频器之间进行通讯传递控制信号及采集信息。<br>6. 关于使用制动能量回馈电网的方式<br>目前舞台机械使用方招标时多数采用以下要求：“使用变频器时，制动方式应优先考虑向电网回馈能量的再生制动。在不宜采用这种再生制动装置的地方，应安装足够容量的制动电阻器，并采取散热措施。”<br>电能回馈制动是将制动的能量反馈回电网再利用。从节能的角度来看，是一种最好的方式，实际在舞台机械控制中使用向电网回馈能量的再生制动有以下缺点：<br>* 反馈回电网多数应用于大功率（几百千瓦）、频繁起制动的场合。舞台机械多数电机小且为不频繁起制动，使用这种方式控制复杂，成本高；对使用方来说得不偿失；<br>* 反馈的电能不能完全变成工频，与原电网中使用的电频率等有差别，会污染电网；<br>* 国内变频器行业人员素质给维修、维护等带来的问题；<br>从以上分析看出，在舞台机械中一般不易采用制动能量回馈电网的方式。<br>7. 舞台机械设备在使用上与其他机械设备有许多不同之处。以上是我们把变频器使用在舞台机械控制时的一些想法，希望同行及专家指正。<br><br><br>
变频器的调速性能确实很好同时也便于实现网络化控制操作 学习啦 谢谢
页:
[1]
