偉創AC80矢量型變頻器真空泵專用方案

分類：解決方案日期：2011-12-16 00:00:00 來源：西部工控網

一、前言

　　真空泵是一種旋轉式變容真空泵，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，降低真空室內的氣體壓力，使之達到要求的真空度。在較寬的壓力范圍內有較大的抽速，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型羅茨鼓風機、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。

　　真空泵廣泛用于塑料機械、農藥化工、染料化工、磚瓦機械、低溫設備、造紙機械、醫藥化工、食品機械、工業電爐、電子行業、真空設備、化肥、冶金、石油、礦山、地基處理等領域。

　　中國生產真空泵的廠家很多，全部真空泵的年銷售額大約在1.5億元左右，但僅相當于美國Kinney公司一家真空泵的年銷售額。通過對全球真空泵市場的分析我們可以看出，各類真空泵的市場及應用領域都在不斷變化和發展。中國真空泵制造業有著悠久的歷史和雄厚的基礎，它已經在各個不同領域得到應用并經過驗證，其中一些產品還出口，得到國外用戶的認可并受到好評，應該說中國真空泵制造業在國內外市場仍然有著巨大的發展空間。

　　二、傳統真空泵的控制問題

　　真空泵的負載隨著真空度的增加而減小。在容器內空氣阻力大時，真空泵往往工作在過載狀態，隨著真空度的增加，電流下降，電機正常工作。當容器密封正常時，電機在過載狀態下工作時間短，不會造成燒電機的事情發生；當容器密封下降時，電機在過載狀態下工作時間延長，就會有燒電機的現象發生。

　　為解決泵過載的問題，傳統上采用以下方法：

　　1)采用機械式自動調壓旁通閥。

　　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。當壓差達到額定值時，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荷下工作。當壓差低于額定值時，閥自動關閉，氣體通過羅茨真空泵內由前級泵抽走。帶有旁通溢流閥的羅茨真空泵可以與前級泵同時啟動，使機組操作簡單方便。

　　2)采用液力聯軸器

　　采用液力聯軸器也能防止泵的過載現象發生，使泵可以在高壓差下工作。液力聯軸器安裝在泵和電動機之間。在正常工作狀態下，液力聯軸器由電動機端向泵傳遞額定力矩。羅茨真空泵的最大壓差由液力聯軸器所傳遞的最大轉矩來決定，而液力聯軸器可傳遞的最大轉矩由其中的液體量來調節。當泵在高壓差下工作或與前級泵同時啟動時，在液體聯軸器內部產生了轉速差即滑動，只傳遞一定的力矩，使泵減速工作。隨著抽氣的進行，氣體負荷減小，羅茨真空泵逐漸加速至額定轉速。

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。真空系統啟動后，當羅茨真空泵入口處壓力低于給定值(泵允許啟動壓力)時，壓力敏感組件發出信號，經電氣控制系統開啟羅茨真空泵(如真空系統中裝有羅茨真空泵旁通管路，則同時關閉旁通管路閥門)。若泵入口壓力高于規定值時，則自動關閉羅茨真空泵(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。

　　顯然以上方法結構復雜、成本高，控制精度差，能源浪費嚴重，已經不能適應設備發展的要求。

　　三、普通的變頻器應用方案

　　為了保護電機，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的實際電流，然后將轉換后的模擬量信號輸入變頻器，讓變頻器做PID運算，從而控制電機的電流和電機的轉速，最后達到保護電機的目的。

　　由左圖可以看出其控制回路復雜，雖然變頻器能夠實現電流的閉環PID控制，但控制精度不高，轉換復雜。無法區分電機堵轉電流和正常負載電流，可能造成電機長時間工作在堵轉狀態，造成燒電機。控制效果不太理想。