偉創(chuàng)AC80矢量變頻器真空泵控制方案

　　一、前言

　　真空泵是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡?，須有前級泵配合方可使用。其作用就是從真空室中抽除氣體分子，降低真空室內(nèi)的氣體壓力，使之達(dá)到要求的真空度。在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速，對被抽除氣體中含有灰塵和水蒸汽不敏感。真空泵分類廣泛，主要有WLW系列真空泵、W型真空泵、2X型真空泵、ZJ型真空泵、2SK型真空泵、SK型真空泵、2BV型真空泵、MH-2型真空泵、TLZ型真空泵、SL型羅茨鼓風(fēng)機(jī)、JZJX型真空泵、JZJS型真空泵、JZJWLW型真空泵、JZJP型真空泵、RPP型真空泵、2XZ型真空泵等型號。

　　二、傳統(tǒng)真空泵的控制問題

　　真空泵的負(fù)載隨著真空度的增加而減小。在容器內(nèi)空氣阻力大時，真空泵往往工作在過載狀態(tài)，隨著真空度的增加，電流下降，電機(jī)正常工作。當(dāng)容器密封正常時，電機(jī)在過載狀態(tài)下工作時間短，不會造成燒電機(jī)的事情發(fā)生;當(dāng)容器密封下降時，電機(jī)在過載狀態(tài)下工作時間延長，就會有燒電機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。

　　為解決泵過載的問題，傳統(tǒng)上采用以下方法：

　　1) 采用機(jī)械式自動調(diào)壓旁通閥。

　　旁通閥安裝在羅茨真空泵的出口和入口之間的旁通管路上。此閥控制泵出入口之間的壓差不超過額定值。當(dāng)壓差達(dá)到額定值時，閥門靠壓差作用自動打開，使羅茨真空泵出口和入口相通，使出入口之間的壓差迅速降低，這時羅茨真空泵在幾乎無壓差的負(fù)荷下工作。當(dāng)壓差低于額定值時，閥自動關(guān)閉，氣體通過羅茨真空泵內(nèi)由前級泵抽走。帶有旁通溢流閥的羅茨真空泵可以與前級泵同時啟動，使機(jī)組操作簡單方便。

　　2) 采用液力聯(lián)軸器

　　采用液力聯(lián)軸器也能防止泵的過載現(xiàn)象發(fā)生，使泵可以在高壓差下工作。液力聯(lián)軸器安裝在泵和電動機(jī)之間。在正常工作狀態(tài)下，液力聯(lián)軸器由電動機(jī)端向泵傳遞額定力矩。羅茨真空泵的最大壓差由液力聯(lián)軸器所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩來決定，而液力聯(lián)軸器可傳遞的最大轉(zhuǎn)矩由其中的液體量來調(diào)節(jié)。當(dāng)泵在高壓差下工作或與前級泵同時啟動時，在液體聯(lián)軸器內(nèi)部產(chǎn)生了轉(zhuǎn)速差即滑動，只傳遞一定的力矩，使泵減速工作。隨著抽氣的進(jìn)行，氣體負(fù)荷減小，羅茨真空泵逐漸加速至額定轉(zhuǎn)速。

　　3) 采用真空電氣組件控制泵入口壓力

　　在羅茨真空泵的入口管路處安置真空膜盒繼電器或電接點真空壓力表等壓力敏感組件。真空系統(tǒng)啟動后，當(dāng)羅茨真空泵入口處壓力低于給定值(泵允許啟動壓力)時，壓力敏感組件發(fā)出信號，經(jīng)電氣控制系統(tǒng)開啟羅茨真空泵(如真空系統(tǒng)中裝有羅茨真空泵旁通管路，則同時關(guān)閉旁通管路閥門)。若泵入口壓力高于規(guī)定值時，則自動關(guān)閉羅茨真空泵(或同時打開泵旁通管路閥門)，從而保證了羅茨真空泵的可靠運轉(zhuǎn)。

　　顯然以上方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，控制精度差，能源浪費嚴(yán)重，已經(jīng)不能適應(yīng)設(shè)備發(fā)展的要求。

　　三、普通的變頻器應(yīng)用方案

　　為了保護(hù)電機(jī)，部分真空泵廠家采用變頻器，用電流互感器和電流變送器檢測電機(jī)的實際電流，然后將轉(zhuǎn)換后的模擬量信號輸入變頻器，讓變頻器做PID運算，從而控制電機(jī)的電流和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。

　　由左圖可以看出其控制回路復(fù)雜，雖然變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)電流的閉環(huán)PID控制，但控制精度不高，轉(zhuǎn)換復(fù)雜。無法區(qū)分電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流和正常負(fù)載電流，可能造成電機(jī)長時間工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成燒電機(jī)。控制效果不太理想。