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變頻器在車床上的應用

編輯:安徽榮光變頻器有限公司   時間:2014/05/08   字號:
摘要:變頻器在車床上的應用
數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床產量和總擁有量的百分比,是衡量一個國家國民經濟發展和工業制造整體水平的重要標志之一。數控車床是數控機床的主要品種之一,它在數控機床中占有非常重要的位置,幾十年來一直受到世界各國的普遍重視,并得到了迅速的發展。
    主軸是車床構成中一個重要的部分,對于提高加工效率,擴大加工材料范圍,提升加工質量有著重要的作用。經濟型數控車床大多數是不能自動變速的,需要變速時,只能把機床停止,然后手動變速。而全功能數控車床的主傳動系統大多采用無級變速。目前,無級變速系統主要有變頻主軸系統和伺服主軸系統兩種,一般采用直流或交流主軸電機。通過帶傳動帶動主軸旋轉,或通過帶傳動和主軸箱內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣,又可無級調速,使主軸箱的結構大為簡化。由于車床變頻器的高性價比,所以車床專用變頻器在車床上使用非常普遍。艾米克車床變頻器以其獨特的性能和優越的性價比,在數控機床的應用方面迅速崛起,已經成為目前市場上一支強大的生力軍。
    一、車床專用變頻器性能簡介:
    車床變頻器能滿足數控機床對主傳動系統無級變速的需求,控制方式為電流矢量控制,特別是在低速轉矩上滿足機床主軸的需求,0HZ時起動轉矩能夠達到150%以上;載波頻率范圍0-15kHz,噪音??;提供標準的0-10V模擬量接口,能夠與大多數數控系統接口兼容,通用性強;過負載能力強,200%以上額定輸出電流超過一分鐘;提供多功能的輸出端子信號,例如零速信號,運轉中信號,計時功能,過力拒撿出,故障指示,滿足系統對于主軸速度狀態的監控;自動轉矩補償,滿足機床主軸在低速情況下的加工需求;時時了解機床主軸實際的運行狀況;變頻器能自動設定電機銘牌值范圍的電機參數,從變頻器專用電機到通用電機都可以進行矢量控制運行,電機可最大限度地發揮作用,保證系統的穩定性和精確性。
   二、車床主軸控制系統原理:
    車床變頻器FIV/0V端子給數控系統提供速度模擬量,FIV接數控系統模擬量接口正信號,0V接負信號,信號為0-10V模擬電壓信號,控制主軸轉速。FWD/REV/CM為變頻器的正轉/反轉信號端子,通常由數控系統發出正轉信號FWD或者反轉REV來驅動中間繼電器,中間繼電器的常開接點接入變頻器FWD/GND或者REV/GND,從而控制車床主軸的正反轉。
    控制系統參數調試:
    在參數調整過程中,應當注意:21-01參數,選擇主頻率指令,設置為模擬信號0-10V輸入(1);21-02參數,運行指令選擇,設置為控制回路端子(1);51-04,最高輸出頻率選擇,對應于模擬信號10V輸入時變頻器的輸出頻率,由于在0-3000rpm范圍內調速,考慮機械減速比,該此參數可設置為107HZ;36-01按照電機銘牌設置載波頻率;31-01和31-02為加速時間1和減速時間1,根據客戶的要求,31-01=5S,31-02=5S;11-02為控制方式的選擇,選擇矢量控制,11-02=2。
    特別需要注意的是,由于矢量控制需要提供電機參數(阻抗),所以根據電機的銘牌給變頻器提供電機的詳細參數(額定電壓/額定電流/額定頻率/額定轉速/電機極數等),通過操作器上的運行鍵,變頻器會自動運行。自動運行過程中,除了計算出電機參數以外,還能夠檢測出空載電流,這幾個參數可使矢量控制表現出較高的性能,讓電機發揮出最大的潛力, 在進行參數自學習時,務必要在空載(電機軸上不接負載)的時候進行。只有在空載的時候才能保證自學習出來的電機參數的準確性,自學習過程會持續十幾秒鐘的時間。
    測試與運行:在恒轉矩輸出的頻率段(0-50Hz),矢量控制的空載電流幾乎只有VF控制的一半,負載時電流也比VF小一些;而且負載切削時,VF控制在初期有很明顯的速度下降,而且空載速度和負載速度有比較大的差值。而相對于矢量控制,主軸轉速初期雖然也會有下降,但是下降值較小,并且速度會很快回升,最終空載速度和負載速度相差不是很明顯。經過上面的調試,與VF控制比較,性能有了很大的改善,無論從空載電流,低速力矩,還是速度的變化,效果都是非常明顯的,完全能夠滿足數控機床的需求。投入運行后,使用效果令人滿意,說明車床專用變頻器在車床主軸控制系統中的應用是成功的。

 

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