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CHV100变频器在数控机床上的应用-深圳市英威腾电气股份有限公司-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2008-12-12  浏览次数:173

  引言
  数字控制机床,简称数控机床(NC , Numerical Control),是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品,在现代机床生产中,一般采用多电机拖动,主轴和各进给系统分别由各自的电机来拖动。由于机床加工范围较广,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求机床执行部件具有不同的运动速度,因此机床的主运动应能进行调速,主轴调速系统一般采用交流主轴系统,随着变频调速技术的发展,数控机床的主轴的交流拖动,同样能够很好满足需要。主驱动电机通过皮带传动带动主轴旋转,或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广,又可无级调速,使得主轴箱的结构大为简化。
  数控机床对应用技术的要求
  1、电机要求
  通常要求用变频电机,或者普通电机加风扇以满足电机在低频的散热要求、并且要求电机调速范围广。
  2、变频器的技术要求
  1)要求低频力矩大
  选用矢量变频器,低频时(1~10Hz)能出来150%额定转矩。
  2)转矩动态响应速度快,稳速精度高
  选用矢量变频器,能实现很好的动态响应效果,依据负载的变化,通过输出转矩的变化很快做出响应,从而实现转轴速度的稳定。
  3)减速停车速度快
  通常数控机床的加减速时间都是比较短的,加速时间靠变频器的性能保证,减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。
  4)进行电机参数自学习
  选用矢量变频器后,要达到很好的控制性能通常都需要对电机进行参数自学习,其目的是获取准确的电机内部参数,以用于矢量控制计算。参数自学习所需要的电机铭牌参数有:电机额定功率、电机额定频率、电机额定转速、电机额定电压、电机额定电流。有的变频电机的铭牌上可能没标额定转速值,可以根据经验值估计一下额定转速。在进行参数自学习时,务必要在空载(电机轴上不接负载)的时候进行。只有在空载的时候才能保证自学习出来的电机参数的准确性。如果现场条件没办法进行空载运行,可以考虑用变频器出厂的电机参数试运行。
  5)频率指令和运行指令
  数控机床上使用的变频器其频率指令和运行指令都来源于CNC控制器,一般给定的的通道有两种,一种是模拟量给定,另一种是多段速给定,或者两者同时给定,以多段速优先。模拟量给定以电压型模拟量为主,也有电流型的。变频器对这两种类型的模拟量都可以采集。
  3、抗干扰问题
  变频器在出厂的时候作了很好的抗干扰试验,具有很强的抗干扰能力,但变频器同时也是一个干扰源,在使用中很难避免不对其它设备进行干扰,在数控机床上最容易被干扰的设备是CNC控制器。一旦CNC控制器受干扰后,系统将不能正常工作。特别是变频器的频率指令和运行指令也可能会受到干扰,干扰严重的会造成频率指令不稳定,变频器误动作等。解决此类问题的办法是在变频器的输出线上加磁环以减少高频辐射。一般进口的CNC的抗干扰能力较强。
  下面以CHV100系列高性能矢量变频器在沈阳某数控机床厂的应用为例,讲述数控机床的变频调速控制技术。
  系统构成
  变频器 CHV100-5R5-4SL 制动电阻100Ω/520W5.5KW调速电机 CNC数控系统
  变频器及数控系统的参数
  主要的参数和性能指标:
  5.5kW数控车床,电动机参数:
  额定功率:5.5kW, 额定频率:50Hz,
  额定电压:380V,额定电流:11A,
  额定转速:1440r/min 机械传动比:1:1.5
  加工材料:45#钢
  实际测试性能指标:(进刀性能及速度)
  1、主轴转速:200r/min(变频器运行频率9~10Hz)
  2、主轴转速:450r/min(变频器运行频率22Hz左右)
  

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