浅谈变频器在舞台机械中的应用及维护

顾平

（江苏大剧院，江苏南京 210000）

关键字：舞台机械；，变频器，；维护

1 概述

变频器，从字面理解就是可以改变元器件频率的设备，书面解释为应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，主要由整流、滤波、逆变、制动等功能单元组成。变频器技术已由最初的单机调速，发展为现在的闭环调速系统，联网控制，组成柔性控制系统等。变频器已经成为目前最好的异步电动机调速装置，并在很多应用领域已经取代了直流电动机，由于是芯片控制，可与PLC 等进行交流互通，故具有非常可靠的控制性，应用范围也越来越广。

近几年，随着国家对文化产业的大力投入，国内的剧院建设也进入了一个蓬勃发展的时期。同时，各类剧目对舞台机械的启动的平稳性、切景速度、换景定位精度、制动平稳等有了更高的要求，舞台机械行业中变频器的应用有了较大的发展。

2 变频器的应用及维护

2.1 发展历程

舞台机械，是用于舞台演出的专用机械系统，在演出过程中能够实现快速切景、辅助舞台创意的艺术实现，是舞台艺术得以呈现的一个重要载体。为满足各类演出的需求，舞台机械的启动速度、运行平稳性、定位精度等要求也会不一样，随着各类演出对舞台机械要求的不断提高，变频技术已广泛应用于舞台机械中,如常见的吊杆、灯杆、大幕、升降台、车台、转台等。

早先的舞台机械基本都是一台变频器控制多路设备，这种控制方式存在一定的缺陷，主要有两点，一是一个变频器故障将导致其控制的设备都无法使用，二是无法完成复杂的机械动作。再往后出现了变频器矩阵切换控制技术，但这种技术也有一定的缺陷，一是需要增加很多的电器元件，尤其是接触器，继电器等，将会成倍的增加，二是这种控制方式同样不能完成很复杂的机械动作。为了满足现在的演出需求，能使多个设备同时准确地完成各种复杂的机械动作，目前舞台机械设备基本都是1 台变频器控制1 台机械设备，这种控制方式的缺点是投入较大，但也解决了前两种控制方式的缺点。如表一所示，江苏大剧院各厅的机械设备中，变频器的装机量有近500 台,如何维护好这些变频器将成为一项重点工作。

2.2 控制方式

在交流变频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。目前舞台机械主要采用的是智能控制方式，即使用舞台机械的控制系统（如PLC，上位计算机等）与变频器之间进行通讯传递控制信号及采集信息，如江苏大剧院歌剧厅的BBH 系统，综艺厅的神舟3000 系统，戏剧厅的CAT 系统等都能实现这一控制功能。

2.3 维护保养

变频器在使用过程中，主要会出现过电流、过电压、过热、短路等故障，因此平时对其的维护保养就显得尤其重要。如表二，根据江苏大剧院的现场环境、使用频率、已出现的故障情况，制定了适当的维护保养方案，主要分为日常检查维护、季度检查维护、半年检查维护、年度检查维护四个维度。

表一 变频器维护保养内容

2.3.1 日常检查维护

由于江苏大剧院紧邻长江，环境湿度较大，在梅雨季节湿度就更加大，尤其是一些地面以下的电气柜式，日常维护的检查周期为每两周一个循环，主要检查并记录环境温度、环境湿度、有无异常声音、变频器散热风扇是否运转正常、柜式内的空调是否运转正常等。尤其是在演出前的巡检中，当环境温度高于45℃时，必须将变频器通分壳取下，空调温度调低，以保证设备的正常运行，并每隔1 小时监测一次。另外还要监测环境的湿度，当湿度大于80%的时候，要防止温度的急剧下降，因为易产生水凝现象。在检查中发现变频器上有灰尘时，及时除尘。

2.3.2 季度检查维护

每个季度抽取25%的变频器进行接线端子检查，发现有松动要及时紧固，如果发现普遍松动现象，必须将剧院所有变频器的接线端子进行紧固。季度检查保养还需检查电气柜内的灰尘、电器柜滤网、散热风扇的运行情况等，做全面除尘处理。另外季度检查维护需检查动力、控制电缆是否有损伤。

2.3.3 半年检查维护

每半年抽取50%的变频器进行检查，对各个功能模块进行全面检查、测试，比如输入端及输出端的电压、电流、频率等进行检测，并与正常的数据进行对比，做到问题早发现、早解决，避免产生设备隐患，发生设备故障，从而影响演出。

2.3.4 年度检查维护

每年抽取25%的变频器做绝缘测试，数据不得低于标准值，如达不到需进行干燥等处理。由于对控制回路、端子等的绝缘测试易导致变频器烧毁，故做绝缘测试需有指定人员操作，在年度检查中，还需对变频器内部进行检查，看电容是否鼓包，一些元器件是否因为高温产生的变色等现象。

3 结语

随着时代的发展，电子技术也逐渐走向顶尖，其中变频器技术经过不断的改进、优化，已经被广泛用于舞台机械中，且具有节能、稳定等优点。像江苏大剧院这种1对1的变频器控制方式由于具有鲜明的特点，且能满足不同演出需求，将会在未来的舞台机械中得到广泛运用，但这种方式将增加大量的变频器，给日后的维护保养增加一定的难度，因此根据使用环境、使用条件、使用频率等制定适合的维护保养方案就显得尤其重要。