變頻器在機床上的應用
變頻器驅(qū)動一般異步電動機，對1臺XT754型鏜銑床的進給直流伺服系統(tǒng)實施改造，從而使這臺鏜銑床的進給實現(xiàn)交流伺服控制。
機床設(shè)備對伺服系統(tǒng)的要求是：調(diào)速范圍寬(要求在100：1以上。如XT754型鏜銑床最低速度是10mm/min，最高速度是2500mm/min，其調(diào)速范圍d：2500：10=250：1)；速度控制精度高(在整個調(diào)速范圍，起制動及運行過程要求運行穩(wěn)定)；定位準確(當下件快速進給后定位時間短、定位行程小，從而可提高加工效率)。
針對上述特點，我們選擇性能比較先進的日本安川變頻器驅(qū)動一般異步電動機，對1臺XT754型鏜銑床的進給直流伺服系統(tǒng)實施改造，從而使這臺鏜銑床的進給實現(xiàn)交流伺服控制。
1．交流伺服系統(tǒng)的組成
由變頻器、異步電動機、冷卻風機和脈沖編碼器等組成，如圖1所示。
圖1
(1) 變頻器是整個系統(tǒng)的核心。它是一個多功能全數(shù)字式變頻器，主要負責整個系統(tǒng)的能源變換和數(shù)據(jù)處理。它和驅(qū)動電動機、脈沖編碼器、PG速度控制卡一起構(gòu)成典型的帶PG反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
變頻器VS-616G5(CIMR-C5A43P7 3.7kW)為多功能全數(shù)字式。它有四種方式：無PG U/f控制、有PG U/f控制、無PG矢量控制和有PG矢量控制。當選用有PG矢量控制方式時，其調(diào)速范圍可以達到1000：1，并且能夠?qū)崿F(xiàn)零速控制。
(2) 驅(qū)動電動機采用一般籠型異步電動機(Y132M1-6型，4kW、380V、9.4A、960r/min)，并配備強迫冷卻風機(吵125mm軸流風機)。由于驅(qū)動電動機主要工作在低速狀態(tài)，在低速長期運行時電動機易發(fā)熱，因此增加冷卻風機是必要的。
(3) 脈沖編碼器采用HLE-1024L-3F)k A型．安裝于電動機的軸上，其軸徑要與電動機軸徑相配合。它是構(gòu)成帶PG反饋系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主要參數(shù)是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)NP(變頻器參數(shù)P1-01)，由下式計算選擇。
NP=60f/nN
式中：f--速度控制卡工作頻率，Hz
nN--電動機額定轉(zhuǎn)速，r/min
當選用的電動機為960r/min，PG-B2速度控制卡的工作頻率是20kHz時，NP=60X20000/960=1250。實際選用PG脈沖數(shù)為1024的脈沖編碼器。
2．PG脈沖數(shù)與車銑精度的關(guān)系
XT754型鏜銑床進給系統(tǒng)的調(diào)速范圍是μ=10～1120mm/Min，快速進給速度是2500mm/min。由于PG脈沖數(shù)與電動機的轉(zhuǎn)速成正比，而電動機的轉(zhuǎn)速又直接反映了伺服裝置的行程。因此，當電動機轉(zhuǎn)速為最低速n=5.14r/min(D10mm/min)時，則：
每個脈沖當量=μ/(nXPG脈沖數(shù))=10/(5.14 X1024)=0.0019(mm)
即每個脈沖行程是1.9lμm。
3．調(diào)速指令電阻網(wǎng)絡(luò)匹配計算
變頻器端子13為主速指令控制端，對應10V電壓輸出的頻率是基本頻率，即50Hz。根據(jù)工藝要求，電動機的調(diào)速范圍是5.14-576r/min。若仍舊采用原調(diào)整控制開關(guān)進行控制，其電阻調(diào)整范圍是7512-200k12。為配合這個調(diào)速開關(guān)的設(shè)計，調(diào)速電阻網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。其中，R1、R3、R5均為3.3kΩ可調(diào)電阻。當RP在75ll-200k12變化時，對應端子13的輸出電壓是6-0.054V。根據(jù)電路原理分析，當R3=1.05kΩ時，可以得到一組計算參數(shù)：R1=985Ω，1.05kΩ，R5=2.26kΩ。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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