淺談變頻器在舞臺機械中的應用及維護

顧平

（江蘇大劇院，江蘇南京 210000）

關鍵字：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備，書面解釋為應用變頻技術與微電子技術，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備，主要由整流、濾波、逆變、制動等功能單元組成。變頻器技術已由最初的單機調速，發展為現在的閉環調速系統，聯網控制，組成柔性控制系統等。變頻器已經成為目前最好的異步電動機調速裝置，并在很多應用領域已經取代了直流電動機，由于是芯片控制，可與PLC 等進行交流互通，故具有非常可靠的控制性，應用范圍也越來越廣。

近幾年，隨著國家對文化產業的大力投入，國內的劇院建設也進入了一個蓬勃發展的時期。同時，各類劇目對舞臺機械的啟動的平穩性、切景速度、換景定位精度、制動平穩等有了更高的要求，舞臺機械行業中變頻器的應用有了較大的發展。

2 變頻器的應用及維護

2.1 發展歷程

舞臺機械，是用于舞臺演出的專用機械系統，在演出過程中能夠實現快速切景、輔助舞臺創意的藝術實現，是舞臺藝術得以呈現的一個重要載體。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，變頻技術已廣泛應用于舞臺機械中,如常見的吊桿、燈桿、大幕、升降臺、車臺、轉臺等。

早先的舞臺機械基本都是一臺變頻器控制多路設備，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備都無法使用，二是無法完成復雜的機械動作。再往后出現了變頻器矩陣切換控制技術，但這種技術也有一定的缺陷，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。為了滿足現在的演出需求，能使多個設備同時準確地完成各種復雜的機械動作，目前舞臺機械設備基本都是1 臺變頻器控制1 臺機械設備，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（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，綜藝廳的神舟3000 系統，戲劇廳的CAT 系統等都能實現這一控制功能。

2.3 維護保養

變頻器在使用過程中，主要會出現過電流、過電壓、過熱、短路等故障，因此平時對其的維護保養就顯得尤其重要。如表二，根據江蘇大劇院的現場環境、使用頻率、已出現的故障情況，制定了適當的維護保養方案，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 變頻器維護保養內容

2.3.1 日常檢查維護

由于江蘇大劇院緊鄰長江，環境濕度較大，在梅雨季節濕度就更加大，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，主要檢查并記錄環境溫度、環境濕度、有無異常聲音、變頻器散熱風扇是否運轉正常、柜式內的空調是否運轉正常等。尤其是在演出前的巡檢中，當環境溫度高于45℃時，必須將變頻器通分殼取下，空調溫度調低，以保證設備的正常運行，并每隔1 小時監測一次。另外還要監測環境的濕度，當濕度大于80%的時候，要防止溫度的急劇下降，因為易產生水凝現象。在檢查中發現變頻器上有灰塵時，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，發現有松動要及時緊固，如果發現普遍松動現象，必須將劇院所有變頻器的接線端子進行緊固。季度檢查保養還需檢查電氣柜內的灰塵、電器柜濾網、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，并與正常的數據進行對比，做到問題早發現、早解決，避免產生設備隱患，發生設備故障，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，數據不得低于標準值，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，還需對變頻器內部進行檢查，看電容是否鼓包，一些元器件是否因為高溫產生的變色等現象。

3 結語

隨著時代的發展，電子技術也逐漸走向頂尖，其中變頻器技術經過不斷的改進、優化，已經被廣泛用于舞臺機械中，且具有節能、穩定等優點。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，給日后的維護保養增加一定的難度，因此根據使用環境、使用條件、使用頻率等制定適合的維護保養方案就顯得尤其重要。