中源变频器在数控机床上的应用

火星学徒

近年来，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。目前机床行业的消费主流是数控机床。从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。
二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。下面我们以机床拖动方面采用变频调速来说说ZYDL变频器在该行业的应用情况：
+ B* i2 L9 [- F& \  h一 原机床的主轴传动特点：
一般情况下机床的拖动系统是由电机带动齿轮箱来传动和调速的。它具有以下特点：
/ M; A* {. t) Q1.原系统概况
) _/ K, B2 ~+ `5 y6 |: OA负载—恒功率性质
齿轮箱变速时，转矩的变化与转速的变化成反比。若不计齿轮箱的损耗，则在全功率范围内，都具有恒功率的特点。
1）转速档次
调速箱有8档转速：75、120、200、300、800、1200、1500，2000r/min。
2）电动机的主要额定参数
额定容量：3.7kw
/ k* A2 U; c1 v( ^' d额定转速：1440r/min
, }/ @3 \! ~" u+ M负载特性：恒功率
9 Y$ c6 M& E" q! t0 t2 m  ?( y3)控制方式由手柄组合的8个位置来控制四个离合器的分与合，得到齿轮的8种组合，从而得到8档转速。
B．低速时的过载能力强
' F  C; U5 z/ y: k低速时，拖动系统经齿轮箱降速后的额定转矩将远大于负载的最大工作转矩，有很强的过载能力。
二 应用变频器调速时的基本考虑：
1 R; G- s  r+ E5 a- x4 h1、变频调速的调节范围很广，一般通用型变频器都可以实现0—400HZ范围内无级调速。
2、考虑到机床要求具有较硬的机械特性。符合变频器+普通电机（或变频电机）传动具有机械特性硬的特点。一般在低频下都可以提供150%负载转矩的能力
4 n; }6 a  w3 O1 c7 g3、考虑到机床需要在低速时具有强大过载能力。变频器可以提供150%的过载保护（60S），能够满足设备的要求。
( w' a* v& }9 g0 p( M8 v2 F4、使用变频调速后，可以简化齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动机构，自动化程度高，操作简单，维修方便。
5变频器具有电压（DC0—5V，DC0—10V），电流模拟输入接口，可以与数控系统的控制信号很好的匹配。
7 M. J$ y2 {8 E9 n) d( l三 中源变频器在该行业的具体应用情况
7 c# N" N+ I5 o- l浙江坎门机床厂主要生产各类经济型简易数控机床，由于调速用的电磁离合器损坏率较高，了解到变频调速系统具有以上优点，故改用中源变频器实现变频调速。具体情况如下：
1．改造后系统构成：

A 在该系统中，变频器采用外部端子控制，数控系统发出的DC0-10V信号通过变频器的AN1——GND端子送入变频器，实现数字量设定转速对模拟量变频输出的控制。
9 L5 z6 V% d* Q电机转速的高低由数控系统输出的电压信号的大小来控制。
B 电机的正反向运行有外围通过变频器的OP6，OP7与CM端子实现控制。
4 [; o; A' b  Q2 ~C 各种保护信号通过变频器的TCTA常开触点来控制，可以实现过流，过压，过载，过热，负压，缺相等保护。
2.相关参数的设置：
根据数控系统和机床设计的要求，合适参数的设置能够能够提高原有产品性能：

% m* R) ^5 ?3 k( i5 _AF111，F808用来调整电机的最高转速
BF114，F115用来调整电机达到最高转速需要的时间
CF513，F502用来调整电机在低速时输出力矩的大小，针对以上的参数设置，最终用户可以根据现场的实际需要作微量调整。
8 t9 `1 V4 ?; }+ [2 M; M1 D3.改造后与原来的性能对比
机床调速范围：0---400HZ可调（大部分机床都在3000转以下工作）
$ C3 M8 L4 w  m8 c加减速时间：0.1---30S可调
加工速度：100—3000r连续可控
保护功能：完善，并有故障显示
过载能力：100%——180%可调
4．客户的实际使用效果：在实际加工转速下，经反复试验，完全符合设计要求，取得了令人满意的结果。现该产品2000年已批量生产，投放市场。
0 q# t( `1 i+ K" b2 T5.可能出现的问题——电压低引起变频器保护
2003年3月份一批机床发到宁波（客户用来生产气动工具零部件），3个月后客户打来电话说有10台变频器有故障保护（且只是白天跳保护）。公司派技术人员到现场查找故障原因，发现工作现场电压很低——输入电压仅仅AC310V（白天工作电压低），客户因对变频器保护原理不了解，只是认为机床有问题，客户要求更换变频器。针对此情况，技术人员向对方详细介绍了故障保护的原因，并协助客户购买了稳压设备，安装后没有任何问题——问题得到完美解决。再次验证了变频器完善的保护功能，同时也提醒了厂家对客户销售时应该注意的问题
4 M  S- g- f, t7 P4 b# g* ]坎门机床厂配套使用中源变频器多年来，产品质量一直很稳定，规模越来越大，企业效益越来越好。这再次证明了简易数控机床配套使用变频器的可行性和实用性，相信广大数控厂家会越来越多的认识到此问题——采用变频传动可靠性高，操作方便，投资少，见效快，性价比高。
文章关键词： 数控机床