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█ 關鍵詞
變頻器 數控機床 無速度傳感器 矢量控製
█ 引言
數字控製機床，簡稱數控機床（NC ， Numerical Control）,是三十年來綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微wei電dian子zi和he信xin息xi等deng多duo項xiang技ji術shu為wei一yi體ti的de機ji電dian一yi體ti化hua產chan品pin，在zai現xian代dai機ji床chuang生sheng產chan中zhong，一yi般ban采cai用yong多duo電dian機ji拖tuo動dong，主zhu軸zhou和he各ge進jin給gei係xi統tong分fen別bie由you各ge自zi的de電dian機ji來lai拖tuo動dong。由you於yu機ji床chuang加jia工gong範fan圍wei較jiao廣guang，不bu同tong的de工gong件jian，不bu同tong的de工gong序xu，使shi用yong不bu同tong的de刀dao具ju，要yao求qiu機ji床chuang執zhi行xing部bu件jian具ju有you不bu同tong的de運yun動dong速su度du，因yin此ci機ji床chuang的de主zhu運yun動dong應ying能neng進jin行xing調tiao速su，主zhu軸zhou調tiao速su係xi統tong一yi般ban采cai用yong交jiao流liu主zhu軸zhou係xi統tong，隨sui著zhe變bian頻pin調tiao速su技ji術shu的de發fa展zhan，數shu控kong機ji床chuang的de主zhu軸zhou的de交jiao流liu拖tuo動dong，同tong樣yang能neng夠gou很hen好hao滿man足zu需xu要yao。主zhu驅qu動dong電dian機ji通tong過guo皮pi帶dai傳chuan動dong帶dai動dong主zhu軸zhou旋xuan轉zhuan，或huo通tong過guo皮pi帶dai傳chuan動dong和he主zhu軸zhou箱xiang內nei的de減jian速su齒chi輪lun(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由於主軸電機調速範圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大為簡化。
█ 數控機床對應用技術的要求
1、電機要求
通常要求用變頻電機，或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求、並且要求電機調速範圍廣。
2、變頻器的技術要求
1）要求低頻力矩大
選用矢量變頻器，低頻時（1~10Hz）能出來150%額定轉矩。
2）轉矩動態響應速度快，穩速精度高
選用矢量變頻器，能實現很好的動態響應效果，依據負載的變化，通過輸出轉矩的變化很快做出響應，從而實現轉軸速度的穩定。
3）減速停車速度快
通常數控機床的加減速時間都是比較短的，加速時間靠變頻器的性能保證，減速時間則依靠外加製動電阻或製動單元。
4）進行電機參數自學習
xuanyongshiliangbianpinqihou，yaodadaohenhaodekongzhixingnengtongchangdouxuyaoduidianjijinxingcanshuzixuexi，qimudeshihuoquzhunquededianjineibucanshu，yiyongyushiliangkongzhijisuan。canshuzixuexisuoxuyaodedianjimingpaicanshuyou：電機額定功率、電機額定頻率、電機額定轉速、電機額定電壓、電機額定電流。有的變頻電機的銘牌上可能沒標額定轉速值，可以根據經驗值估計一下額定轉速。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。隻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。
如果現場條件沒辦法進行空載運行，可以考慮用變頻器出廠的電機參數試運行。
5）頻率指令和運行指令
數控機床上使用的變頻器其頻率指令和運行指令都來源於CNCkongzhiqi，yibangeidingdedetongdaoyouliangzhong，yizhongshimonilianggeiding，lingyizhongshiduoduansugeiding，huozheliangzhetongshigeiding，yiduoduansuyouxian。monilianggeidingyidianyaxingmoniliangweizhu，yeyoudianliuxingde。bianpinqiduizheliangzhongleixingdemoniliangdoukeyicaiji。
3、抗幹擾問題
bianpinqizaichuchangdeshihouzuolehenhaodekangganraoshiyan，juyouhenqiangdekangganraonengli，danbianpinqitongshiyeshiyigeganraoyuan，zaishiyongzhonghennanbimianbuduiqitashebeijinxingganrao，zaishukongjichuangshangzuirongyibeiganraodeshebeishiCNC控製器。一旦CNC控kong製zhi器qi受shou幹gan擾rao後hou，係xi統tong將jiang不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo。特te別bie是shi變bian頻pin器qi的de頻pin率lv指zhi令ling和he運yun行xing指zhi令ling也ye可ke能neng會hui受shou到dao幹gan擾rao，幹gan擾rao嚴yan重zhong的de會hui造zao成cheng頻pin率lv指zhi令ling不bu穩wen定ding，變bian頻pin器qi誤wu動dong作zuo等deng。解jie決jue此ci類lei問wen題ti的de辦ban法fa是shi在zai變bian頻pin器qi的de輸shu出chu線xian上shang加jia磁ci環huan以yi減jian少shao高gao頻pin輻fu射she。一yi般ban進jin口kou的deCNC的抗幹擾能力較強。
下麵以CHV100係列高性能矢量變頻器在沈陽某數控機床廠的應用為例，講述數控機床的變頻調速控製技術。
█ 係統構成
變頻器 CHV100-5R5-4 製動電阻100Ω/520W 5.5KW調速電機 CNC數控係統
█ 變頻器及數控係統的參數
主要的參數和性能指標：
5.5kW數控車床，電動機參數：
額定功率：5.5kW， 額定頻率：50Hz,
額定電壓：380V， 額定電流：11A，
額定轉速：1440r/min 機械傳動比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實際測試性能指標：（進刀性能及速度）
1、主軸轉速：200r/min（變頻器運行頻率9～10Hz）
2、主軸轉速：450r/min（變頻器運行頻率22Hz左右）
變頻器接線原理圖
參數設定：
P0.01=1 端子控製
P0.03=1 AI1頻率設定（信號來源於數控係統）
P0.07=150.00Hz （最大頻率）
P0.08=150.00Hz
P0.11=8S（加速）
P0.12=4S（減速）
P5.02=1（S1正轉）
P5.02=2（S2反轉）
P5.02=9（S3外部故障輸入）
P5.02=7（S4故障複位）
P5.19= （0.50S AI1濾波時間）
P6.01=7（Y1輸出 頻率達到）
P6.04=3 （RO1輸出 故障輸出）
P6.05=19 （RO2輸出 變頻器運行中）
Pd.01=4 （S3輸入取反）
電機參數設定：
P2.01=50.00Hz
P2.02=1440RPM
P2.03=380V
P2.04=11.0A
P2.05=5.5Kw
P2.06=0.875
P2.07=0.875
P2.08=118.45
P2.09=114.21
P2.10=6.03
█ CHV100係列變頻器的特點
CHV100係(xi)列(lie)高(gao)性(xing)能(neng)矢(shi)量(liang)變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)磁(ci)通(tong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)，電(dian)機(ji)在(zai)低(di)速(su)時(shi)轉(zhuan)矩(ju)大(da)，速(su)度(du)精(jing)度(du)高(gao)，價(jia)格(ge)合(he)理(li)，功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)，具(ju)有(you)瞬(shun)停(ting)電(dian)處(chu)理(li)及(ji)速(su)度(du)跟(gen)蹤(zong)再(zai)啟(qi)動(dong)功(gong)能(neng)，確(que)保(bao)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)機(ji)製(zhi)，以(yi)保(bao)證(zheng)電(dian)機(ji)運(yun)轉(zhuan)在(zai)最(zui)高(gao)效(xiao)率(lv)狀(zhuang)態(tai)，因(yin)此(ci)，采(cai)用(yong)CHV100係列高性能矢量變頻器代替主軸交流伺服係統，是機床行業最佳的選擇。CHV100係列變頻器具有以下特點
（1）采用先進的磁通控製算法，實現了真正的無速度傳感器矢量控製，在控製性能上比傳
統的V/F控製方式有很大的改善。
（2）起動轉矩大，0.5Hz/150%（SVC），0Hz/180%（VC）
（3）載波頻率範圍0～16KHz；可根據溫度和負載的特性自適應調整
（4）提供標準的0～10V模擬量接口，能夠與大多數數控係統接口兼容，通用性強
（5）過負載能力強，150%額定輸出電流一分鍾；
（6）提供多功能的輸出端子信號，例如故障輸出信號，運行中信號，速度到達等輸出信號，能夠很好的滿足係統對於主軸速度狀態的監控；
█ 調試結果
事實證明采用CHV100係列高性能矢量變頻器完全能夠滿足機床主軸控製的要求。CHV100采用的領先的磁通算法，即使在低轉速（低頻）運行下也能平穩輸出150%的轉矩，以滿足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統的滾動軸承主軸結構，並且此主軸結構簡單、緊湊、可以實現真正的無級調速。此主軸的轉速由外部模擬量信號來控製輸出頻率，在不同的加工工藝（如；粗加工、精加工等）需xu要yao不bu同tong的de轉zhuan速su，此ci時shi可ke由you數shu控kong係xi統tong輸shu出chu不bu同tong的de模mo擬ni量liang電dian壓ya信xin號hao給gei變bian頻pin器qi，實shi現xian不bu同tong的de轉zhuan速su，同tong時shi啟qi停ting信xin號hao也ye由you數shu控kong係xi統tong控kong製zhi，提ti高gao了le自zi動dong化hua程cheng度du、延長了刀具的使用壽命。
█ 結束語
數控機床主軸一般交流伺服係統、進口品牌矢量控製變頻器以及變頻專用電機，購置費用很高；CHV100係列變頻器以其獨特的性能（啟動電流小、調速平滑、調速範圍大、節能環保、運行穩定、精度高、低頻轉矩大、保護功能齊全、可靠性高、操作維護簡便等）和優越的性價比，在數控機床的應用上迅速崛起。
█ 參考文獻
1.《實用數控技術叢書》 2.《CHV矢量變頻器操作手冊》
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