【文章內(nèi)容簡介】 ctifier）和逆變器（Inverter）。其中，整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變器將直流電再轉(zhuǎn)換成所需頻率的交流電。除了這兩個部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電池。其中，變壓器用來改變電壓并可以隔離輸入/輸出的電路，電池用來補(bǔ)償變頻器內(nèi)部線路上的能量損失。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。常用三相交流異步電動機(jī)的定子由鐵心及繞組構(gòu)成，轉(zhuǎn)子繞組做成籠型，俗稱鼠籠型電動機(jī)。當(dāng)在定子繞組上接入三相交流電時，在定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，它與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對運(yùn)動，使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢，出現(xiàn)感應(yīng)電流，此電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來。電機(jī)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，用n1表示 (r/min) （）式中：f為三相交流電源頻率，一般為50Hz?！　? p為磁極對數(shù)。當(dāng)p=1時，n1=3000r/min；p=2時，n1=1500r/min?？梢姶艠O對數(shù)p越多，轉(zhuǎn)速n1越慢。轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速n比磁場的同步轉(zhuǎn)速n1要慢一點(diǎn)，所以稱為異步電機(jī)，這個差別用轉(zhuǎn)差率s表示： （）當(dāng)加上電源轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動瞬間，n=0，這時s=1；起動后的極端情況n=n1，則s=0，即s在0~1之間變化。一般異步電機(jī)在額定負(fù)載下的s=（1~6）％。綜合式（）和式（）可以得出 （）由式（）可以看出，對于成品電機(jī)，其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到異步電機(jī)調(diào)速的目的。但是，為了保持在調(diào)速時電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變，必須維持電機(jī)的磁通量恒定，因此定子的供電電壓也要作相應(yīng)調(diào)節(jié)。變頻器就是在調(diào)整頻率（Variable Frequency）的同時還要調(diào)整電壓（Variable Voltage），故簡稱VVVF（裝置）。通過電工理論可知，轉(zhuǎn)矩與磁通量（最大值）成正比，在轉(zhuǎn)子參數(shù)值一定時，轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。變頻器的工作是把市電（380V、50Hz）通過整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件（GTO、GTR或IGBT）組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電，由于采用微處理器編程的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）方法，使輸出波形近似正弦波，用于驅(qū)動異步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)無級速。上述的兩次變換可簡化為AC－DC－AC（交－直－交）變頻方式。在此本設(shè)計選用日立變頻調(diào)速器，型號為L300P~l10HF的機(jī)型作為調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)拖動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，手動/自動調(diào)速以及故障信號指示。 變頻調(diào)速手動控制的設(shè)計 手動控制接線方案在控制盒上設(shè)定一個兩位轉(zhuǎn)換開關(guān)(左位：啟動。右位：停止)，一個10K～2W可變電阻器旋鈕(左慢右快)。安裝兩個信號燈1個為運(yùn)行信號指示燈綠色，1個為故障信號指示燈紅色。 手動控制變頻器接線圖 變頻調(diào)速器的設(shè)定 在使用變頻器之前要對變頻器進(jìn)行設(shè)定。 。 變頻器參數(shù)設(shè)定代碼名稱描述設(shè)定F001輸出頻率設(shè)定F002加速時間（1）F003減速時間（1）A001頻率設(shè)定選擇00(電位器)/0l(端子)02(操作器)/03( RS485 )04(選件(1))/05(選件(2))01A002運(yùn)行設(shè)定選擇0l(端子)02(操作器)/03( RS485 )/04(選件(1))/05(選件(2))00A003基頻設(shè)定50A004最大頻率設(shè)定~50A082電機(jī)電壓選擇200/215/230/240，380/400/415/440/460/480380b091停止方式選擇00(減速停)/01(自由停)00b092冷卻風(fēng)扇控制00(風(fēng)扇總是ON)/01(風(fēng)扇運(yùn)行時和停機(jī)5分鐘內(nèi)ON.其余OFF)01 變頻調(diào)速器的監(jiān)控，就可監(jiān)控到變頻器的各種狀態(tài)。 變頻器監(jiān)視對照表代碼名稱描述設(shè)定d001輸出頻率監(jiān)視當(dāng)顯示d001時，指示燈“Hz”亮；,；d002輸出電流監(jiān)視當(dāng)顯示d002時，指示燈“A”亮；d003轉(zhuǎn)向監(jiān)視當(dāng)顯示d003時，指示燈“RUN”亮F：正轉(zhuǎn)；0：停止；r：反轉(zhuǎn)d007頻率變換監(jiān)視當(dāng)顯示d007時：d013輸出電壓監(jiān)視當(dāng)顯示d013時，指示燈“V”亮：d014輸入功率監(jiān)視當(dāng)顯示d014時，指示燈“Kw”亮：。介于對變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)自動控制所需要的技術(shù)成本太高，不符合本設(shè)計板材切割機(jī)對經(jīng)濟(jì)條件的初衷。在此，本設(shè)計不實(shí)現(xiàn)對于牽引機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速的自動控制。 變頻系統(tǒng)的干擾和抑制 應(yīng)用變頻調(diào)速，一個很重要而又往往被忽視的問題是系統(tǒng)的干擾問題。系統(tǒng)干擾是指影響電氣系統(tǒng)正常工作的有害電磁現(xiàn)象。由于交流變頻系統(tǒng)是以電氣技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)綜合應(yīng)用的復(fù)雜系統(tǒng)，因而抗干擾力差。另外，系統(tǒng)工作的外界環(huán)境如高溫、灰塵、雷電等也會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，使其不能正常工作。根據(jù)干擾的來源，可分為三類：高次諧波干擾、外來干擾、逆變器產(chǎn)生的干擾。本設(shè)計中，只涉及到變頻器的應(yīng)用，對于干擾，只進(jìn)行外來干擾防止部分。 外來干擾及抑制 外來干擾分為：靜電耦合干擾、電磁感應(yīng)干擾、電波干擾、接觸不良干擾、電源線傳導(dǎo)干擾，等等。各種工作機(jī)在工作過程中，不可避免地會受到上述各種電氣的、電磁的，乃至機(jī)械因素造成的干擾。這些干擾無疑將影響變頻系統(tǒng)的電氣性能，有時甚至嚴(yán)重影響變頻系統(tǒng)的電氣性能，甚至于導(dǎo)致系統(tǒng)失效。這樣的外來干擾，是不容許的。必須采取措施加以抑制。為了抑制外來干擾，我主要采用以下一些方法。 1）抑制靜電耦合干擾。減少電纜間的雜散電容，其方法是屏蔽或分離電纜； 2）抑制電磁感應(yīng)干擾。應(yīng)盡量使電纜分離鋪設(shè)，盡可能使用絞合間距小的絞合線3）防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。因此，在本設(shè)計中，選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層接地。4）抑制電源線傳導(dǎo)干擾。可采用措施：逆變器的控制電源由另外系統(tǒng)供電，在控制電源的輸入側(cè)裝設(shè)線路濾波器，裝設(shè)干擾絕緣變壓器。 5）防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，本設(shè)計要求，切割機(jī)使用前需要核實(shí)變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。 變頻器的接地與防雷盡管有以上抑制干擾措施，但為了保證本板材切割機(jī)切割過程中變頻器的正常使用，在以上基礎(chǔ)上增加以下保障措施：接地：變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積采用不小于2mm，長度在20m以內(nèi)的導(dǎo)線。變頻器的接地時與主軸電機(jī)和拖動電機(jī)接地點(diǎn)分開，不共地。信號輸入線的屏蔽層，接至E(G)上，為防止引起信號變化波，其另一端絕不接于地端。變頻器與控制柜之間電氣連通，利用銅芯導(dǎo)線跨接。　　防雷：在變頻器中，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞。在本設(shè)計中，為了防止電源線架空引入的情況下，變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的情況，在進(jìn)線處裝設(shè)變頻專用避雷器。6 板材切割機(jī)的成品實(shí)現(xiàn)本板材切割機(jī)，是一款以實(shí)用為主，并能簡單自動控制，且實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行的切割機(jī)。切割機(jī)包括支架，支架上設(shè)有導(dǎo)軌，切割機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)架上，行走機(jī)架上的行走輪與導(dǎo)軌構(gòu)成滾動配合，行走機(jī)架由牽引機(jī)構(gòu)牽引，在導(dǎo)軌限定的方向上移動。由上述技術(shù)方案可知，本切割機(jī)只實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)在單方向上的直向往返移動，由于切割機(jī)構(gòu)安裝于行走機(jī)架上，所以在行走機(jī)架在導(dǎo)軌上移動的同時，切割機(jī)構(gòu)也隨之運(yùn)動，同時對板材進(jìn)行切割。 切割機(jī)具體部件，：1）底座部分，其具體組成如下：包括支架(10)，兩端壓料氣缸(112)，(113)支架(10)上設(shè)有導(dǎo)軌(11)，切割機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)架(20)上，行走機(jī)架(20)上的行走輪(21)與導(dǎo)軌(11)構(gòu)成滾動配合，行走機(jī)架(20)由牽引機(jī)構(gòu)牽引在導(dǎo)軌(11)限定的方向上移動。2）此板材切割機(jī)設(shè)計用于木材或石材的切割，所以切割機(jī)構(gòu)設(shè)計為：切割機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)式的鋸盤（或者砂輪）(30)，鋸盤(30)的回轉(zhuǎn)面平行于導(dǎo)軌(11)的限定方向，鋸盤(30)的切割動力由電機(jī)(31)提供。3）此板材切割機(jī)設(shè)計能在切割方向上往復(fù)運(yùn)動，根據(jù)功能要求，板材切割機(jī)牽引機(jī)構(gòu)包括鋼絲繩(40) ，鋼絲繩(40)兩端分別與行走機(jī)架(20)相連以形成一個封閉線路，鋼絲繩(40)的拖動方向與導(dǎo)軌(11)限定的移動方向相吻合，鋼絲繩(40)的牽引動力由可逆電機(jī)(41)提供。4）根據(jù)功能要求所述的板材切割機(jī)，其切割機(jī)構(gòu)在于：電機(jī)(31)與鋸盤(30)之間設(shè)有相互配合的皮帶輪(32) ， (33)，皮帶輪(33)的輪軸與切割刀(30)的回轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置，皮帶輪(32)、(33)的輪軸相互平行。5）根據(jù)切割過程的安全要求，此板材切割機(jī)，特設(shè)立以下安全防護(hù)：顯露在行走機(jī)架(20)上方的鋸盤(30)上設(shè)有防護(hù)罩(301)，電機(jī)(31)設(shè)置在行走機(jī)架(20)上。6）根據(jù)設(shè)計的功能要求，此板材切割機(jī)調(diào)速功能在于：可逆電機(jī)(41)的輸入端連有變頻器，同時可逆電機(jī)(41)的輸出端連有減速箱(42)，減速箱(42)的輸出端連有滾輪(12)，滾輪(12)的輪軸與鋸盤(30)的回轉(zhuǎn)軸相平行，鋼絲繩(40)與滾輪(12)構(gòu)成滾動配合。7）根據(jù)機(jī)械設(shè)計的穩(wěn)定性要求，此板材切割機(jī)在設(shè)計上把滾輪(12)分別設(shè)置在導(dǎo)軌(11)限定方向的兩端且輪軸位于同一水平線上，鋼絲繩(40)與行走機(jī)架(20)之間間隔設(shè)有脹緊輪(13)。 切割機(jī)具體功能實(shí)現(xiàn)1），板材切割機(jī)包括支架(10)，支架(10)上設(shè)有導(dǎo)軌(11)，切割機(jī)構(gòu)安裝在行走機(jī)架(20)上，行走機(jī)架(20)上的行走輪(21)與導(dǎo)軌(11)構(gòu)成滾動配合，行走機(jī)架(20)由牽引機(jī)構(gòu)牽引在導(dǎo)軌(11)限定的方向上移動。2）為壓緊物料，防止物料在切割過程中出現(xiàn)異動，在支架(10)的兩端設(shè)有壓料氣缸(112)，(113)，在切割開始之前對物料進(jìn)行壓緊，壓料氣缸氣源由外部提供，分別由電磁閥控制。3）切割機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)式的鋸盤(30)，鋸盤(30)