舞臺(tái)機(jī)械主要任務(wù)是演出時(shí)的換景和載人，80年代以前，由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，大多數(shù)舞臺(tái)機(jī)械是定速控制。極少數(shù)使用的是直流調(diào)速，其調(diào)速成本高，造成使用不能普及。 

 

近年來(lái)，隨著人們文化水平的提高，從有機(jī)械能動(dòng)到對(duì)舞臺(tái)機(jī)械的起動(dòng)、制動(dòng)與運(yùn)動(dòng)速度變化的要求，促使舞臺(tái)機(jī)械行業(yè)有了較大的發(fā)展，特別是使用方便、耗資較少的交流變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展，使得調(diào)速設(shè)備使用越來(lái)越多，越來(lái)越頻繁，隨著文化事業(yè)的飛速發(fā)展，目前舞臺(tái)機(jī)械中已廣泛使用交流調(diào)速方式控制的有轉(zhuǎn)臺(tái)、車(chē)臺(tái)、升降臺(tái)、吊桿、大幕等。 

 

2、 應(yīng)用方式 

 

在舞臺(tái)機(jī)械控制中，變頻器的應(yīng)用方式有以下幾種： 

 

1） 一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)恒載運(yùn)轉(zhuǎn);如升降臺(tái)、吊桿、大幕控制； 

 

2） 一臺(tái)變頻器同時(shí)成組拖動(dòng)2臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行；如轉(zhuǎn)臺(tái)、車(chē)臺(tái)等； 

 

3） 一臺(tái)變頻器以切換方式拖動(dòng)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)：如少數(shù)幾臺(tái)變頻器控制幾十臺(tái)吊桿調(diào)速運(yùn)行等； 

 

4） 多臺(tái)變頻器各帶一臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行：如升降臺(tái)、車(chē)臺(tái)的多臺(tái)電機(jī)多軸傳動(dòng)等。 

 

3、 異步電動(dòng)機(jī)的選擇 

 

由于舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備負(fù)載主要有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、重力負(fù)載（帶配重和不帶配重）、摩擦負(fù)載、大慣性負(fù)載等各種類(lèi)型，計(jì)算舞臺(tái)機(jī)械使用電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)與各種負(fù)載相匹配，算法為常規(guī)算法。但使用變頻器與不使用變頻器的電機(jī)容量的計(jì)算選擇有不同之處。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流運(yùn)行特性依賴(lài)于其額定功率以及極數(shù)，一般加速的場(chǎng)合，都使用電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩以上的過(guò)載區(qū)域，以求減小電動(dòng)機(jī)的容量。采用電網(wǎng)直接供電的電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，具有大的起動(dòng)電流3.5-7IN和大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩2-3MN。用變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流極限一般在一分鐘以?xún)?nèi)可達(dá)到1.5IN；轉(zhuǎn)矩極限可達(dá)到1.2-1.5MN；電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力得不到充分發(fā)揮，在決定電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，對(duì)于采用變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)運(yùn)行，應(yīng)在正常選用電動(dòng)機(jī)考慮的因素之處再多注意以下幾點(diǎn)： 

 

1） 所選擇的電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)大于負(fù)載所需功率。 

 

電動(dòng)機(jī)的容量=驅(qū)動(dòng)負(fù)載的動(dòng)力+將負(fù)載加速（或減速）到所需速度的動(dòng)力。 

 

2） 即使電源電壓降低了額定值的10%，電機(jī)也足以能夠輸出所需的轉(zhuǎn)矩。 

 

3） 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)在變頻器限制下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（1.2-1.5MN）必須大于負(fù)載所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，特別是處于上升和過(guò)大靜摩擦力狀態(tài)，尤其需要提供較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，要有足夠的余量。 

 

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩=負(fù)載靜阻轉(zhuǎn)矩+將負(fù)載加速（或減速）所需的轉(zhuǎn)矩 

 

4） 發(fā)熱方面的考慮：與直接電網(wǎng)供電相比，由于高次諧波的原因，電機(jī)溫升有些增大，并且由于低速運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇的冷卻效果變差，根據(jù)頻率不同，轉(zhuǎn)矩要作相應(yīng)的折扣。當(dāng)處于低速的定位運(yùn)行時(shí)，電機(jī)易達(dá)到其熱極限。為了不降低電動(dòng)機(jī)的壽命，溫升必須在絕緣所限制的范圍以?xún)?nèi)，可采用絕緣級(jí)別較高的電動(dòng)機(jī)，并且將選用電機(jī)的功率比計(jì)算功率高一個(gè)級(jí)別，以降低負(fù)載率。 

 

4、 變頻器容量選擇 

 

為選擇適當(dāng)?shù)淖冾l器，必須知道: 

 

*要使用的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，如：電動(dòng)機(jī)容量、電動(dòng)機(jī)額定電流、電動(dòng)機(jī)效率、電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)等參數(shù)； 

 

*驅(qū)動(dòng)所必需的，如：速度設(shè)置范圍、運(yùn)行方式、加減速電流、加減速轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)矩、特殊性能，如提升能力等。 

 

單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)： 

 

高性能變頻器為使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得良好的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，一般都采用矢量控制模式，這時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 

 

*一臺(tái)變頻器只允許驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)； 

 

*變頻器的額定電流必須大于等于所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的額定電流； 

 

舞臺(tái)機(jī)械使用中一般換場(chǎng)時(shí)間要求很短，多數(shù)不允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)（多數(shù)在幾秒-20秒期間），一般變頻器的過(guò)載能力為額定電流的150%，持續(xù)60S，如果瞬時(shí)負(fù)載超過(guò)了變頻器的過(guò)載耐量，即使變頻器與電機(jī)的額定容量相符，也應(yīng)選擇大一檔的變頻器。 

 

*當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載非常輕時(shí)，即使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電流在變頻器的額定電流以?xún)?nèi)，比電動(dòng)機(jī)容量小的多的變頻器也不能夠使用。因不同容量的電動(dòng)機(jī)電感量不同所以雖負(fù)載電流相同，但容量大的電動(dòng)機(jī)波動(dòng)電流大，容易造成過(guò)流跳閘。 

 

*電動(dòng)機(jī)的額定電流最小應(yīng)為其驅(qū)動(dòng)變頻器額定電流的1/4; 

 

*變頻器應(yīng)用于矢量控制模式驅(qū)動(dòng)普通電動(dòng)機(jī)時(shí)；要對(duì)電動(dòng)機(jī)在冷卻狀態(tài)下進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。 

 

多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)： 

 

當(dāng)一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)選U/F控制模式，并使變頻器額定電流大于等于所驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流總和。其余同單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 

 

5、 使用方式 

 

變頻器在舞臺(tái)機(jī)械的控制中有以下使用方式: 

 

1) 摩擦負(fù)載利用變頻器控制面板進(jìn)行直接控制：這種方式多數(shù)使用在旋轉(zhuǎn)臺(tái)等不需要行程開(kāi)關(guān)，只調(diào)速不要求準(zhǔn)確定位，不進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制時(shí)； 

 

2) 在使用行程開(kāi)關(guān)控制設(shè)備位置的地方，采用變頻器外部控制方式，利用變頻器的外部控制端子對(duì)變頻器進(jìn)行正反轉(zhuǎn)及調(diào)速控制； 

 

3) 智能化控制中，采用兩種變頻器控制方式：一種為變頻器外部端子控制，使用智能設(shè)備輸出變頻器所需的開(kāi)關(guān)量及模擬量信號(hào)控制變頻器；一種為使用智能控制器（如PLC，上位計(jì)算機(jī)等）與變頻器之間進(jìn)行通訊傳遞控制信號(hào)及采集信息。