變頻器選用注意事項及在淬火機床上的應用

變頻調速技術的基本原理是通過大功率電子開關器件及智能控制技術將電網的工頻交流電經過整流、逆變等過程，將固定頻率的交流電變為頻率可調的交流電，用來拖動交流電動機，從而可以實現對電動機的無級調速。

一、選用變頻器時的注意事項

選型時的注意事項:一是選擇變頻器時應以電動機額定電流值作為選擇依據，電動機額定功率只作為參考;二是適當留有余量;三是必須充分了解其所驅動的負載特性;四是不應使風機、泵類負載超工頻運行;五是選擇變頻器時，一定要注意其防護等級是否與現場情況相匹配。

運行時電磁干擾與安全運行的注意事項:一是變頻器一般采用二極管整流，會在電路中產生諧波，這些諧波會引起電動機運行電流增大，功率下降等。必要時可以通過安裝輸入電抗器或直流電抗器抑制諧波。二是變頻器是由PWM調制方式控制逆變器工作的，由于逆變器中開關器件的開關速度很高，因此會產生諧波干擾，開關速度越快產生的干擾越大，干擾通常可分為傳導干擾、感應干擾、輻射干擾三種。

二、變頻器在淬火機床上的應用

某機械廠研發的8m臥式淬火機床，主要針對6m鉆桿的淬火和回火。該鉆桿兩邊的連接頭部分，與鉆桿體的直徑不同，因此感應加熱的時間也不同。針對此鉆桿淬火和回火的特點采用變頻器改變電機的轉速，通過電動機拖動感應圈小車在機床上運行速度的快慢，來控制在鉆桿上加熱時間的長短。從而有效防止人為因素造成淬火工件的工藝誤差。

該機床控制系統有三種方案，手動、機械自動、編程自動。

手動主要是在維修和對工件初期加熱調試使用。通過手動感應圈可以在工件的任意部分停止，在工件任意部分實現連續加熱。

機械自動是通過機床上可在任意位置的多個接近限位開關送出的通斷信號，給變頻器來改變感應圈在工件上加熱時間的長短。控制框圖見圖1。

圖1 控制框圖

具體到鉆桿加熱是，感應圈小車在淬火機床上開始以50 Hz的頻率速度運行，當遇到第一個限位開關感應圈小車開始以35 Hz的頻率速度運行同時開始對工件加熱，當遇到第二個限位開關感應圈小車從35 Hz通過30s 增加到40 Hz的頻率速度運行，當遇到第三個限位開關感應圈小車又從40 Hz通過30s遞減到35 Hz的頻率速度運行，當遇到第四個限位開關感應圈小車停止運行同時也停止加熱。

限位開關可以根據工藝要求隨時改變位置，因此大大降低了現場員工操作的難度。感應圈小車運行圖見圖2。

編程自動是通過變頻器內部編制程序完成的。具體到鉆桿加熱是(圖2):

圖2

(1)設置第一段的運行頻率是35 Hz，運行時間3分20秒。

(2) 設置第二段的運行頻率是35 Hz增加到40 Hz，所用時間22秒。

(3)設置第三段的運行頻率是40 Hz，所用時間27分9秒。

(4)設置第四段的運行頻率是40 Hz減少到35 Hz，所用時間22秒。

(5)設置第五段的運行頻率是35 Hz，運行時間3分20秒。

該系統投入運行以后，通過變頻器的精確控制，淬火工件達到了淬火工藝要求。

(作者單位:河北省張家口機械工業學校)