摘  要：本文通過(guò)對廣東伯恩光學(xué)螺桿式壓縮機的變頻改造來(lái)分析高壓變頻器在螺桿式壓縮機上的應用特點(diǎn)和優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：螺桿式壓縮機   高壓變頻器 勿擾卻換

1.引言

伯恩光學(xué)有限公司成立於1986年，為港資私人企業(yè)。原為富士光學(xué)有限公司及伯恩光學(xué)有限公司，至2010年，為達到更高的管理及生產(chǎn)效益，正式整合為伯恩光學(xué)有限公司。至今，工業(yè)園的廠(chǎng)房面積已達850,000平方米和十萬(wàn)名職員，技術(shù)與產(chǎn)能的結合，令伯恩成為目前全球最大的玻璃面板生產(chǎn)商，全球市占額超過(guò)60%。深圳和惠州兩大生產(chǎn)基地的年總產(chǎn)值高達300億元。

2.玻璃基板簡(jiǎn)介

玻璃基板—是TFT-LCD面板的一個(gè)組成部分，在TFT-LCD面板成本中所占比例不高約8％，但對產(chǎn)品性能的影響卻十分巨大，比如分辨率、透光度、重量、視角等關(guān)鍵技術(shù)指標都與玻璃基板的性能密切相關(guān)。因此，業(yè)內公認的一點(diǎn)就是，玻璃基板對TFT-LCD產(chǎn)業(yè)不亞于圓對導體產(chǎn)業(yè)的重要性

目前在商業(yè)上應用的玻璃基板，其主要厚度為0.7 mm及0.6m m，且即將邁入更?。ㄈ?.4 mm ）厚度之制程?；旧?，一片TFT- LCD面板需使用二片玻璃基板，分別供作底層玻璃基板及彩色濾光片（FILTER ）之底板使用。

   LCD 所用之玻璃基板的生產(chǎn)比較復雜，整個(gè)玻璃基板的制作中，主要技術(shù)包括進(jìn)料、薄板成型及后段三部分，其中進(jìn)料技術(shù)主要控制于配方的好壞，首先是在高溫的熔爐 中將玻璃原料熔融成低黏度且均勻的玻璃熔體，不但要考慮玻璃各項物理與化學(xué)特性，并需在不改變化學(xué)組成的條件下，選取原料最佳配方，以便有效降低玻璃熔融 溫度，使玻璃澄清，同時(shí)達到玻璃特定性能，符合實(shí)際應用之需求。而薄板成型技術(shù)則攸關(guān)尺寸精度、表面性質(zhì)和是否需進(jìn)一步加工研磨，以達成特殊的物理、化學(xué) 特性要求，后段加工則包含玻璃之分割、研磨、洗凈及熱處理等制程。

圖1 玻璃基板生產(chǎn)工藝示意圖

此 次上變頻的螺桿式壓縮機主要用來(lái)產(chǎn)生高壓氣體，然后輸送到主管道中，作為各種設備或者工具的動(dòng)力來(lái)源。由于客戶(hù)現場(chǎng)產(chǎn)量調節以及各種設備工具不定時(shí)的使 用，導致主管道壓力頻繁波動(dòng)，當管道壓力處于設定的閥值之外時(shí)，控制系統會(huì )發(fā)出投退壓縮機的信號，此時(shí)用戶(hù)可以根據要求啟動(dòng)或者停止某臺壓縮機，從而使主 管道壓力在正常的范圍內，保證生產(chǎn)的穩定性。

3.變頻改造方案

3.1用戶(hù)原有控制方案

伯恩光學(xué)現場(chǎng)壓縮機大多采用水阻柜的方式進(jìn)行軟起，重載設備啟動(dòng)困難，啟動(dòng)電流大，轉矩波動(dòng)劇烈，機械沖擊大，大大縮短設備的使用壽命。同步電動(dòng)機的起動(dòng)投勵是一個(gè)比較復雜的過(guò)程，特別是在工頻啟動(dòng)時(shí)，當同步電機電樞繞組高壓合閘時(shí)， 通過(guò)高壓斷路器的輔助觸點(diǎn)告知同步電機的勵磁裝置準備投勵。此時(shí)，勵磁裝置自動(dòng)在同步電機的勵磁繞組上接入一個(gè)滅磁電阻，以防止勵磁繞組上感應出高壓，同 時(shí)在起動(dòng)時(shí)提供一部分起動(dòng)轉矩。同步電機電樞繞組上電后，在起動(dòng)繞組和連有滅磁電阻的勵磁繞組的共同作用下，電機開(kāi)始加速。當速度到達95%的同步轉速時(shí)，勵磁裝置根據勵磁繞組上的感應電壓選擇合適的時(shí)機投入勵磁，電機被牽入同步速運行。如果投入的勵磁時(shí)機不準，很容易造成失步，導致轉矩劇烈波動(dòng)，嚴重時(shí)還會(huì )導致啟動(dòng)失敗，特別是螺桿式壓縮機這種重載傳動(dòng)裝置，直接工頻降壓?jiǎn)?dòng)失敗現象尤為明顯。一次回路圖如下所示：

圖3 用戶(hù)原有啟動(dòng)方案

3.2變頻改造后控制方案

本項目采用英威騰GD5000-B2240-10-S型號變頻器；采用一拖二勿擾卻換方式進(jìn)行變頻改造；為了保證設備運行的可靠性，要求在實(shí)施變頻改造后，變頻器啟動(dòng)1#電機到工頻狀態(tài)后無(wú)擾切換至工頻電網(wǎng)，變頻系統退出；再啟動(dòng)2#電機到工頻狀態(tài)后無(wú)擾切換至工頻電網(wǎng)，變頻系統退出。即增加工頻/變頻旁路無(wú)擾切換柜，使系統既可切換到工頻運行，又可切換到變頻運行。

4.變頻改造優(yōu)勢

該項目通過(guò)變頻改造后客戶(hù)端通過(guò)操作空壓機控制面板上面的啟動(dòng)按鈕，變頻器就自動(dòng)變頻----就緒----運行至50Hz----切換到工頻。由于是一拖二，整個(gè)控制邏輯是通過(guò)PLC控制的。

改造前電機啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)較大見(jiàn)圖：

改造前電機啟動(dòng)震動(dòng)波形圖

改造后變頻無(wú)擾切換波形圖

使用高壓變頻后，大幅地改善了之前的運行工況，具體表現在：

正真實(shí)現了一鍵啟動(dòng)；能夠在壓縮機控制面板上直接啟動(dòng)變頻器。

靈活的實(shí)現變頻切換到工頻，工頻切換到變頻。

切換過(guò)程對電機和電網(wǎng)無(wú)沖擊。

適用一拖多，大型電機軟啟動(dòng)。

避免了之前在啟動(dòng)過(guò)程中出現的劇烈喘振現象。

減小了對電機和軸承的機械沖擊，可顯著(zhù)提高其使用壽命，降低維護使用成本。

通過(guò)改造，完全杜絕了原有水阻柜啟動(dòng)電流大；勵磁不投切現象。

自動(dòng)保存當前故障的變頻器工作電壓和電流波形，用以準確分析故障原因。

5.結束語(yǔ)

通過(guò)此項目的運行情況分析，不難看出高壓變頻器在液晶顯示制造領(lǐng)域系統應用中的明顯優(yōu)勢，從整個(gè)行業(yè)發(fā)展來(lái)看，也只有盡力挖掘生產(chǎn)流程中的每一處應用空間，才能提高企業(yè)自身的競爭力，真正走上一條健康的可持續發(fā)展之路。

參考文獻：

【1】田路線(xiàn)、李富國、吳光文《玻璃》

【2】深圳市英威騰電氣股份有限公司  《GD5000系列高壓變頻調速系統產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》

【3】李亞利《液晶與顯示》