淺談變頻器在舞臺機械中的應(yīng)用及維護

顧平

（江蘇大劇院，江蘇南京 210000）

關(guān)鍵字：舞臺機械；，變頻器，；維護

1 概述

變頻器，從字面理解就是可以改變元器件頻率的設(shè)備，書面解釋為應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備，主要由整流、濾波、逆變、制動等功能單元組成。變頻器技術(shù)已由最初的單機調(diào)速，發(fā)展為現(xiàn)在的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)控制，組成柔性控制系統(tǒng)等。變頻器已經(jīng)成為目前最好的異步電動機調(diào)速裝置，并在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取代了直流電動機，由于是芯片控制，可與PLC 等進行交流互通，故具有非?？煽康目刂菩?，應(yīng)用范圍也越來越廣。

近幾年，隨著國家對文化產(chǎn)業(yè)的大力投入，國內(nèi)的劇院建設(shè)也進入了一個蓬勃發(fā)展的時期。同時，各類劇目對舞臺機械的啟動的平穩(wěn)性、切景速度、換景定位精度、制動平穩(wěn)等有了更高的要求，舞臺機械行業(yè)中變頻器的應(yīng)用有了較大的發(fā)展。

2 變頻器的應(yīng)用及維護

2.1 發(fā)展歷程

舞臺機械，是用于舞臺演出的專用機械系統(tǒng)，在演出過程中能夠?qū)崿F(xiàn)快速切景、輔助舞臺創(chuàng)意的藝術(shù)實現(xiàn)，是舞臺藝術(shù)得以呈現(xiàn)的一個重要載體。為滿足各類演出的需求，舞臺機械的啟動速度、運行平穩(wěn)性、定位精度等要求也會不一樣，隨著各類演出對舞臺機械要求的不斷提高，變頻技術(shù)已廣泛應(yīng)用于舞臺機械中,如常見的吊桿、燈桿、大幕、升降臺、車臺、轉(zhuǎn)臺等。

早先的舞臺機械基本都是一臺變頻器控制多路設(shè)備，這種控制方式存在一定的缺陷，主要有兩點，一是一個變頻器故障將導致其控制的設(shè)備都無法使用，二是無法完成復雜的機械動作。再往后出現(xiàn)了變頻器矩陣切換控制技術(shù)，但這種技術(shù)也有一定的缺陷，一是需要增加很多的電器元件，尤其是接觸器，繼電器等，將會成倍的增加，二是這種控制方式同樣不能完成很復雜的機械動作。為了滿足現(xiàn)在的演出需求，能使多個設(shè)備同時準確地完成各種復雜的機械動作，目前舞臺機械設(shè)備基本都是1 臺變頻器控制1 臺機械設(shè)備，這種控制方式的缺點是投入較大，但也解決了前兩種控制方式的缺點。如表一所示，江蘇大劇院各廳的機械設(shè)備中，變頻器的裝機量有近500 臺,如何維護好這些變頻器將成為一項重點工作。

2.2 控制方式

在交流變頻器中使用的控制方式主要有非智能控制方式、智能控制方式。目前舞臺機械主要采用的是智能控制方式，即使用舞臺機械的控制系統(tǒng)（如PLC，上位計算機等）與變頻器之間進行通訊傳遞控制信號及采集信息，如江蘇大劇院歌劇廳的BBH 系統(tǒng)，綜藝廳的神舟3000 系統(tǒng)，戲劇廳的CAT 系統(tǒng)等都能實現(xiàn)這一控制功能。

2.3 維護保養(yǎng)

變頻器在使用過程中，主要會出現(xiàn)過電流、過電壓、過熱、短路等故障，因此平時對其的維護保養(yǎng)就顯得尤其重要。如表二，根據(jù)江蘇大劇院的現(xiàn)場環(huán)境、使用頻率、已出現(xiàn)的故障情況，制定了適當?shù)木S護保養(yǎng)方案，主要分為日常檢查維護、季度檢查維護、半年檢查維護、年度檢查維護四個維度。

表一 變頻器維護保養(yǎng)內(nèi)容

2.3.1 日常檢查維護

由于江蘇大劇院緊鄰長江，環(huán)境濕度較大，在梅雨季節(jié)濕度就更加大，尤其是一些地面以下的電氣柜式，日常維護的檢查周期為每兩周一個循環(huán)，主要檢查并記錄環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、有無異常聲音、變頻器散熱風扇是否運轉(zhuǎn)正常、柜式內(nèi)的空調(diào)是否運轉(zhuǎn)正常等。尤其是在演出前的巡檢中，當環(huán)境溫度高于45℃時，必須將變頻器通分殼取下，空調(diào)溫度調(diào)低，以保證設(shè)備的正常運行，并每隔1 小時監(jiān)測一次。另外還要監(jiān)測環(huán)境的濕度，當濕度大于80%的時候，要防止溫度的急劇下降，因為易產(chǎn)生水凝現(xiàn)象。在檢查中發(fā)現(xiàn)變頻器上有灰塵時，及時除塵。

2.3.2 季度檢查維護

每個季度抽取25%的變頻器進行接線端子檢查，發(fā)現(xiàn)有松動要及時緊固，如果發(fā)現(xiàn)普遍松動現(xiàn)象，必須將劇院所有變頻器的接線端子進行緊固。季度檢查保養(yǎng)還需檢查電氣柜內(nèi)的灰塵、電器柜濾網(wǎng)、散熱風扇的運行情況等，做全面除塵處理。另外季度檢查維護需檢查動力、控制電纜是否有損傷。

2.3.3 半年檢查維護

每半年抽取50%的變頻器進行檢查，對各個功能模塊進行全面檢查、測試，比如輸入端及輸出端的電壓、電流、頻率等進行檢測，并與正常的數(shù)據(jù)進行對比，做到問題早發(fā)現(xiàn)、早解決，避免產(chǎn)生設(shè)備隱患，發(fā)生設(shè)備故障，從而影響演出。

2.3.4 年度檢查維護

每年抽取25%的變頻器做絕緣測試，數(shù)據(jù)不得低于標準值，如達不到需進行干燥等處理。由于對控制回路、端子等的絕緣測試易導致變頻器燒毀，故做絕緣測試需有指定人員操作，在年度檢查中，還需對變頻器內(nèi)部進行檢查，看電容是否鼓包，一些元器件是否因為高溫產(chǎn)生的變色等現(xiàn)象。

3 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，電子技術(shù)也逐漸走向頂尖，其中變頻器技術(shù)經(jīng)過不斷的改進、優(yōu)化，已經(jīng)被廣泛用于舞臺機械中，且具有節(jié)能、穩(wěn)定等優(yōu)點。像江蘇大劇院這種1對1的變頻器控制方式由于具有鮮明的特點，且能滿足不同演出需求，將會在未來的舞臺機械中得到廣泛運用，但這種方式將增加大量的變頻器，給日后的維護保養(yǎng)增加一定的難度，因此根據(jù)使用環(huán)境、使用條件、使用頻率等制定適合的維護保養(yǎng)方案就顯得尤其重要。