華東變頻器廠(chǎng)家淺談矢量變頻器的應用

　　在持續的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，制造業(yè)對數控機床的需求亦呈現出智能化、高精度的特征?；诖?，主軸電機作為數控機床的重要驅動(dòng)部件，亦成為其能否高效運行的關(guān)鍵。但不可回避的問(wèn)題是現代數控機床與傳統驅動(dòng)部件已無(wú)法實(shí)現高效配合，換言之，傳統驅動(dòng)方式已無(wú)法滿(mǎn)足現代數控機床較為復雜的加工生產(chǎn)過(guò)程，其工藝和切削速度的差異化已成為傳統驅動(dòng)部件所無(wú)法負荷的。在此大背景下，矢量變頻器的應用無(wú)疑成為解決這一難題的突破口。

　　隨采用矢量變頻器對主軸電機進(jìn)行調速控制后，既可實(shí)現調速范圍廣，又可無(wú)極調速，極大簡(jiǎn)化了主軸箱的結構，滿(mǎn)足了數控機床高精度、高效率的使用需求。

　　項目簡(jiǎn)介：矢量變頻器在數控機床上的成功應用

　　應用地點(diǎn)：臺州楚門(mén)鎮某某機械廠(chǎng)

　　系統名稱(chēng)：數控車(chē)床，電機額定功率4KW

　　加工：材料45#不銹鋼，Z軸進(jìn)刀速度130mm/分鐘，棒徑50mm，主軸速度600rpm，單邊進(jìn)刀量可以達到6.0mm，輸出電流達到電機兩倍額定

　　現場(chǎng)要求：正反轉切換頻繁，CNC控制器0~10V電壓模擬量給定;0.2S加速，0.2S減速的快速加減速時(shí)間

　　通常數控機床的加減速時(shí)間都比較短，加速時(shí)間依靠變頻器的高性能，加速時(shí)間可實(shí)現0.2S加速時(shí)間;減速時(shí)間則依靠外加制動(dòng)單元做能耗制動(dòng)，可實(shí)現0.2S的減速時(shí)間。

　　低頻1Hz 200%額定轉矩

　　由于數控機床具有較硬的機械特性，在低速重切削時(shí)很難獲得強勁的切削力。在低頻時(shí)(1~10Hz)能達到200%的額定轉矩，完全滿(mǎn)足數控 機床低速運行需求。

　　超頻運行，最高頻率100Hz

　　因加工需要，數控機床常需要在50Hz~100Hz之間恒功率運行，在恒功率運行的狀態(tài)下還需要較大的轉矩以完成加工。超基頻運行使用單一的矢量控制參數，容易造成變頻器在高頻運行振蕩，針對這一運行情況，數控專(zhuān)用軟件能自主根據運行轉速自動(dòng)調整矢量控制參數，既能保證低頻的切削力，又能穩定高頻轉速。

　　抗干擾能力強，輸出諧波小

　　數控機床上使用的變頻器其頻率指令和運行指令都來(lái)源于CNC控制器，一旦CNC控制器受干擾后，系統將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會(huì )受到干擾，干擾嚴重的會(huì )造成頻率指令不穩定，變頻器誤動(dòng)作等。解決此類(lèi)問(wèn)題的辦法是在變頻器的輸出線(xiàn)上加磁環(huán)以減少高頻輻射。

　　實(shí)施方案：根據現場(chǎng)需求分析，富凌變頻量身定制解決方案，并采用高性能矢量變頻器，此變頻器采用高性能矢量算法控制，具有調速范圍寬，低頻帶載能力強，負載在各個(gè)段速下保持電流穩定無(wú)振蕩。其優(yōu)異的防過(guò)壓/過(guò)流功能，可在極短的加減速時(shí)間以及負載波動(dòng)時(shí)，不會(huì )發(fā)生過(guò)流過(guò)壓，最大限度保證無(wú)跳閘運行。采用能耗制動(dòng)，可實(shí)現快速啟動(dòng)快速停車(chē)。

　　機床變頻控制原理

　　CNC控制器發(fā)出0-10V的轉速控制信號，變頻器迅速響應輸出相應的電壓和頻率驅動(dòng)主軸電機運轉，主軸電機通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)機床主軸運轉。由于加工需要，主軸電機的啟停要求非常迅速，因此必須要接制動(dòng)電阻。

　　綜上所述，矢量變頻器啟動(dòng)快速、運行穩定、低頻轉矩大、調速范圍大、超頻運行可靠、操作維護簡(jiǎn)便等性能有效契合了數控機床不同工藝和切削速度的需求。目前，矢量變頻器在數控機床的應用已得到市場(chǎng)的認可。