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汽車制造行業(yè)在主要的生產(chǎn)工藝中采用了大量的沖擊性、非線性負(fù)荷，例如 車身車間的電焊機(jī)、激光焊機(jī)；沖壓車間的沖壓機(jī)；油漆車間的變頻裝置；總裝 車間的自動生產(chǎn)線等，這些沖擊性、非線性負(fù)荷都有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是負(fù)荷波 動非常大，諧波發(fā)生量非常大。 同時(shí)，隨著國家降耗節(jié)能的不斷要求，節(jié)能燈具的大量使用，傳統(tǒng)電機(jī)，逐 步替換為變頻拖動。這些新增的非線性負(fù)荷更加劇了汽車制造廠的電能質(zhì)量問題。
目前，許多整車廠、配件廠都逐步開始做設(shè)備能源監(jiān)控管理，對自己重點(diǎn)耗能設(shè)備的功耗曲線進(jìn)行檢測，同生產(chǎn)曲線做匹配，發(fā)現(xiàn)能量浪費(fèi)點(diǎn)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。下面簡單介紹幾個(gè)汽車行業(yè)典型應(yīng)用案例：
一．重慶寶鋼汽車配件沖壓車間
重慶寶鋼汽車主要從事汽車門板、支撐件的生產(chǎn)工作，平時(shí)工藝中含有大量的沖壓環(huán)節(jié)，目前采用的德國舒樂Schuler 全自動沖壓一體化設(shè)備。
遇到的問題：舒樂的沖壓設(shè)備工作中，不定期的出現(xiàn)電流致使整個(gè)供電系統(tǒng)跳閘的情況，嚴(yán)重影響連續(xù)性生產(chǎn)和周邊其他設(shè)備正常工作。初步懷疑問題是由于舒樂沖壓機(jī)的工作時(shí)候的沖擊電流造成的。舒樂沖壓機(jī)的額定工作電流為1700 A。保護(hù)端的限值為5000 A。
測試方案：客戶采用Fluke 435-II 電能質(zhì)量分析儀，通過浪涌電流測試功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控沖壓設(shè)備的電流波動情況。測試結(jié)果：經(jīng)過Fluke 435-II 電能質(zhì)量分析儀測試發(fā)現(xiàn)，舒樂沖壓機(jī)的最大工作電流為3240 A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出額定工作電流1700 A，其中2000 A 以上持續(xù)時(shí)間為5 s 以上
一個(gè)工況下的沖擊電流趨勢波形
原因確認(rèn)/ 解決辦法:
發(fā)現(xiàn)為舒樂沖壓力電流過高，在多負(fù)載工作情況下峰值電流達(dá)到跳閘限值，致使系統(tǒng)斷電，同舒樂廠家溝通，在保證工藝的情況下，將沖壓系統(tǒng)的最大電流調(diào)整到2300A 左右，降低沖壓機(jī)電流，達(dá)到避免跳閘的目的。目前已經(jīng)持續(xù)運(yùn)行了兩個(gè)月左右，在沒有出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，保證了客戶的連續(xù)性生產(chǎn)，為客戶帶來效益。汽車車身以及零部件的沖壓成形是汽車生產(chǎn)的重要組成部分，系統(tǒng)中使用了大量數(shù)控沖床、沖壓機(jī)床等大型設(shè)備，這些設(shè)備除了造成沖擊電流，對系統(tǒng)運(yùn)行造成沖擊影響外，也是典型的諧波源及沖擊性負(fù)荷，產(chǎn)生的諧波不僅造成母線電壓波動，使設(shè)備無法運(yùn)行，還會使系統(tǒng)功率因數(shù)降低，電壓、電流波形嚴(yán)重畸變，增加系統(tǒng)的無功功率損耗，影響整個(gè)供電系統(tǒng)。
二．長安鈴木汽車涂裝車間
長安鈴木汽車涂裝車間發(fā)現(xiàn)了由于供電變頻器故障導(dǎo)致拖軌動力電機(jī)斷電，沒有將白車身從電鍍液中拉出的故障，致使白車身報(bào)廢，單次損失3 萬左右，判斷原因可能是由于電壓問題造成的。通過電能質(zhì)量分析儀Fluke 435-II 在客戶現(xiàn)場為期1 周的檢測，發(fā)現(xiàn)客戶從點(diǎn)電壓跌落的現(xiàn)象。
問題：供電變頻器誤操作，致使電機(jī)斷電
嚴(yán)重性：白車身未能從電鍍液中拉出，致使白車身報(bào)廢
故障原因判斷：B 相電壓跌落，致使變頻器誤操作
測試儀器：Fluke 435-II 電能質(zhì)量分析儀
測試數(shù)據(jù)：
電壓跌落的趨勢圖
電壓跌落事件波形
諧波問題也是涂裝環(huán)節(jié)比較突出的電能質(zhì)量問題。涂裝工藝的主要負(fù)載是電力電子器件和大容量的加熱設(shè)備，這些設(shè)備應(yīng)用整流及變頻原理制造，在此過程中會產(chǎn)生諧波，而加熱設(shè)備則使用電阻較大的器件。涂裝車間的電能質(zhì)量表現(xiàn)為感性無功較大、整體功率因數(shù)低、諧波電流大而復(fù)雜，系統(tǒng)母線端電壓降低嚴(yán)重，設(shè)備發(fā)熱量大以及利用率低。
諧波會使涂裝車間的設(shè)備損耗增加，使主變的鐵損、銅損、介質(zhì)損耗、電壓峰值增加，變壓器噪聲變大，變壓器的負(fù)載能力減小。諧波會使涂裝、噴漆、運(yùn)送等設(shè)備出現(xiàn)誤動，導(dǎo)致噴漆不均勻，運(yùn)送不到位，在涂裝表面出現(xiàn)氣泡、漏涂、打磨不到位、重復(fù)涂裝等缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的涂裝質(zhì)量。由于系統(tǒng)無功消耗增加，母線電壓下降，電壓發(fā)生偏差，而加熱設(shè)備會因電壓過低，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)不到烘烤汽車表面涂層溫度標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)烘烤質(zhì)量問題。
電流諧波
長安鈴木汽車涂裝諧波測試圖
改善電能質(zhì)量是作為作為企業(yè)供配電管理重要工作之一，在汽車行業(yè)應(yīng)尤為受到重視。改善電能質(zhì)量，可以提高生產(chǎn)效率，降低能耗成本，降低次品率，提高生產(chǎn)效率保證連續(xù)性生產(chǎn)。
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