浅谈机电一体化技术在光伏玻璃生产中的应用

刘胜华 杨凤霞 曾会丽

摘要：随着机电一体化技术的快速发展，机电技术的发展必然走向电子化，这也是科学技术发展的必然结果，尤其是电子信息时代的来临，光伏玻璃生产中机电专业技术人员将电子信息技术充分地与机电技术相整合，在光伏压延玻璃生产中形成完整机电一体化技术。机电一体化技术的应用推动光伏生产制造机械设备自动化的全面革新，光伏压延玻璃生产能力进一步提升。本文主要针对机电一体化技术在光伏压延玻璃生产中现状进行探讨，言明发展趋势。

关键词：机电一体化技术发展现状和趋势;UPS不间断电源;应用

引言：随着光伏太阳能电站装机发电的逐年提高，双玻晶硅、半片叠瓦晶硅组件量产，光伏晶硅组件盖板玻璃和背板玻璃生产能力飞跃发展，光伏压延玻璃生产制造设备颠覆了传统意义上小作坊式生产，随着光伏压延玻璃生产技术日臻成熟，促进了机电一体化技术发展起来。机电一体化的发展将有力地促进光伏玻璃由机械化向着智能化、网络化、环保化迈进。

一、简述机电一体化技术

机电一体化技术，就是将机械设备与电子技术相互整合，使机械设备的动力、信息处理与控制等部分的功能呈现自动化、智能化状态，它是建立在机械技术、电子技术、计算机网络技术、自动化处理技术等一系列现代化技术的基础上的机械系统技术。随着科技的发展，机电一体化技术的研究与整合在光伏压延玻璃生产技术中作用充分显现。

二、机电一体化技术的发展现状

机电一体化技术由简单的应用阶段发展到现在的人工智能技术的广泛应用，机电一体化技术迅速地发展起来。光伏压延玻璃将更多的人工智能等技术与机电一体化技术相互整合，在光伏压延玻璃生产中，发挥着越来越重要的作用。

目前光伏压延玻璃生产设备中集成电路与计算机系统技术的不断发展，机电一体化技术也随之向着更高层次发展，机电一体化技术应用于光伏压延玻璃热端和深加工生产，例如：压延机和压延玻璃退火窑和光伏压延玻璃退火窑末端堆垛机器人等。

三、机电一体化技术的发展趋势

光伏压延玻璃制造设备中机电一体化技术整合了机械技术、电子技术、计算机技术、自动处理技术等技术，光伏压延玻璃生产技术的发展，也必将影响到机电一体化技术的发展，机电一体化技术的智能化发展方向。这种技术的应用使光伏压延玻璃可以大规模不间断进行生产，少量的技术人员即可完成工作。不仅有效地节省劳动力，在其他资源的利用上也可以达到最优化目的。除了生产机械设备向着智能化发展，机电一体化技术应用的另一个方面---机器人，也在向着更加智能化方向发展。

四、光伏压延玻璃生产企业中机电一体化技术应用

光伏压延玻璃单位制造成本降低是生产企业做强做大的硬核，对机电一体化中能源电力供应提出更高的要求，尤其是24小时不间断生产，电力供应一旦中断造成的损失可能是灾难性的。下边我就一款FR-UK 10kVAUPS不间断电源在光伏压延玻璃生产中应用进行探讨。

FR-UK 10kVAUPS采用高效IGBT功率器件，完全解决国电网的各种脉动和干扰，保证光伏压延玻璃生产设备用电保障。输出与电网实现精确零相位同步，满足了压延机和压延玻璃退火窑和 光伏压延玻璃退火窑末端堆垛机器人等对供电与电网同步要求，提高系统性能输入开关的可靠性。

系列产品可以通过RS485实现计算机与不间断电源智能监控、通过SNMP实现上网监控，监控器可以一对一也可以一对多机监控。设计有维护旁路通道、保证机器在维修时仍然可以对负载进行供电。

（一）单机工作原理：   FR-UK系列不间断电源是由输入开关、滤波器、整流器、逆变器、静态开关、输出变压器、输出开关及电池组等部分组成，为全数字化DSP控制在线式不间断系统，在市正常供应时，交流电电源经过整流器转换为直流电源，供电给逆变器并对电池组进行充电，使电池储存足够的电能，以便市电停止供应时能够以零切换时间立刻提供干净的电源迅速给压延机和压延玻璃退火窑和光伏压延玻璃退火窑等设备供电。

（二）串联热备份工作原理：将UPS2的旁路输入由原来接市电改为接在  UPS1输出，即构成串联热备份工作方式，当UPS2出现故障时，UPS2将自动到旁路状态工作，此时UPS1输出承受负荷，负荷仍处于UPS1逆变保护状态，从而保障设备安全运行，当UPS2处于旁路，UPS1再次出现故障，则由市电直接供电给负载使用。

（三）并联系统工作原理：交流电源胡并联均流实现主要是通过快速调整并联单机的交流输出的波形、幅值跟相位，使之严格一致，达到均流目的。任何的电压幅值差别或者相位差别都可能产生很大的环流，严重的可能引起过载或逆变器胡损坏，由于大功率USP本身的功率部分的干扰性较大，并联系统还必须具有较强的抗干扰能力，才会保证系统胡可靠运行。  UPS不间断电源共有四种工作模式：市电模式、电池模式、旁路模式、维护旁路模式。

（四）市电模式：在市电正常供电时整流器开始正常开始工作，交流市电转换为直流电源后对直流充电，同时提供电能给逆变器，转化为纯净交流电供给负载使用。

（五）电池模式：当市电发生异常或整流器停止工作时，连接在DC BUS上的电池组提供电能给逆变器，使交流输出不会出现中断现象，从而达到保护输出负载的作用。

（六）旁路模式：当逆变器发生如温度过高、短路、输出电压异常时或过载等异常情况时，并且超过逆变器可以承受范围时，逆变器会自动关闭以防止遭到破坏。若此时市电仍然正常，静态开关会将电源供应转为由旁路电源供应给负载使用。

参考文献：

[1]佘明辉.基于机电一体化系统接口技术的研究[J].江西电力职业技术学院学报，2011，4.

[2]李鵬程.基于机电一体化在工程机械中的应用研究[J].科技展望，2017，27（02）： 143.[2017-08-30].

[3]刘洋.浅析USP控制中DSP技术的应用2016，000（12）：19-19.

作者简介：

刘胜华（1970-07-03），男，汉族，安阳市，本科，工程师，机械电子工程。

作者单位：河南安彩高科股份有限公司