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机床拖动中的变频调速

更新时间:2015-12-25 14:24:17点击次数:738次

1、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。

原系统概况

这种负载为恒功率性质。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

额定转速:1440r/min

负载特性:恒功率

(3)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。

原系统特点

低速时的过载能力强。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。

2、应用变频器调速时的基本考虑

(1)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;

(3)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;

(4)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。

3、具体应用情况

改造后系统构成

(1)在该系统中,变频器采用外部端子控制,数控系统发出的DC 0-10V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器输出的控制。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;

(2)电机的正反向运行由外围通过变频器的OP6,OP7与CM端子实现控制;

(3)各种保护信号通过变频器的TC TA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。

相关参数的设置

根据数控系统和机床设计的要求,参数的合适设置能够提高原有产品性能,

(1) F111,F808 用来调整电机的最高转速;

(2) F114,F115用来调整电机达到最高转速需要的时间;

(3) F513,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。

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 3000r/min以下工作)

加减速时间: 0.1~30s可调;

加工速度:100~3000r/min连续可控;

保护功能: 完善,并有故障显示;

过载能力:100%~180%可调。

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