數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)，本文主要介紹士林SS系列變頻器卓越性價(jià)比的奧秘。

一、簡介

數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視，并得到了迅速的發(fā)展。主軸是車床構(gòu)成中一個(gè)重要的部分，對(duì)于進(jìn)步加工效率，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量都有著很重要的作用。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。而全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無級(jí)變速。目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機(jī)。通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪 ( 以獲得更大的轉(zhuǎn)矩 ) 帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。目前對(duì)客戶來說由于變頻器的高性價(jià)比，所以變頻器在車床上使用非常普遍。臺(tái)達(dá) M 系列變頻器以其獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上迅速崛起，成為目前市場上一支強(qiáng)大的新氣力。

二、變頻器特點(diǎn)的介紹

1．體積小，屬于迷你型產(chǎn)品，占用控制柜空間較小；
　　2．控制方式為正弦波SPWM（提供無速度反饋矢量控制），控制性能較以前的VF控制方式有很大性能上的改善，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機(jī)床主軸的需求，5HZ時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%以上；
　　3．載波頻率范圍0-15KHz，減小電機(jī)的電磁噪音；
　　4．提供標(biāo)準(zhǔn)的0-10V模擬量接口（輸進(jìn)阻抗47Kohm，輸出阻抗250Kohm），能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強(qiáng)；
　　5．過負(fù)載能力強(qiáng)，150% 以上額定輸出電流超過一分鐘；
　　6．提供多功能的輸出端子信號(hào)，例如零速信號(hào)，運(yùn)轉(zhuǎn)中信號(hào)，速度到達(dá)信號(hào)，故障指示，滿足系統(tǒng)對(duì)于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控；
　　7．自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，滿足機(jī)床主軸在低速情況下的加工需求；
　　8．提供三組異常紀(jì)錄，供維修職員從側(cè)面了解機(jī)床主軸實(shí)際的運(yùn)行狀況；
　　9．電機(jī)參數(shù)自動(dòng)整定功能，在線識(shí)別電機(jī)參數(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。

三、調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法

客戶選配電機(jī)為3.0KW/50Hz/380V，選用變頻器型號(hào)為SS0433.7K，制動(dòng)電阻300W/250ohm。

變頻器AVI/GND端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量，AVI接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號(hào)，GND接負(fù)信號(hào)，信號(hào)為0-10V模擬電壓信號(hào)，控制主軸轉(zhuǎn)速。M0/M1/GND 為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號(hào)端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)FWD或者反轉(zhuǎn)REV，來驅(qū)動(dòng)中間繼電器，中間繼電器的常開接點(diǎn)接進(jìn)變頻器M0/GND或者M(jìn)1/GND，從而控制變頻器的正反轉(zhuǎn)。

在參數(shù)調(diào)整過程中，需要留意：

1．P00 參數(shù)為選擇主頻率輸進(jìn)設(shè)定來源，設(shè)置為模擬信號(hào) 0-10V 輸進(jìn)（1）；
　　2．P01 參數(shù)為運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)來源設(shè)定，設(shè)置為外部端子信號(hào)控制（2）；
　　3．P03 比較高操縱頻率選擇，對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào) 10V 輸進(jìn)時(shí)變頻器的輸出頻率，由于是在 0-3500rpm 范圍內(nèi)調(diào)速，將機(jī)械減速比這算進(jìn)往以后，此參數(shù)需要設(shè)置為 184HZ ；
　　4．P04 和P05按照電機(jī)銘牌設(shè)置，P04=50Hz，P05=380V；
　　5．P10 和P11為加速時(shí)間和減速時(shí)間，根據(jù)客戶的要求，P10=5S，P11=5S；
　　6．P105 為控制方式的選擇，需要選擇矢量控制，P105=1；

特別需要留意,由于矢量控制需要提供電機(jī)參數(shù)(阻抗),變頻器提供電機(jī)參數(shù)自整定功能P103，選擇P103=2，通過面板運(yùn)行鍵，變頻器會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行過程中，除了計(jì)算出電機(jī)參數(shù)以外，還能夠檢測出空載電流，這幾個(gè)參數(shù)對(duì)于矢量控制能夠表現(xiàn)出較高的性能非常重要，這個(gè)過程會(huì)持續(xù)十幾秒鐘時(shí)間。在執(zhí)行自整定功能前，一定要確認(rèn)電機(jī)側(cè)是否沒有任何連接，包括減速皮帶。

四．調(diào)試結(jié)果

測試結(jié)果如下：

從上表可以看出在恒轉(zhuǎn)矩輸出的頻率段 0-50Hz），矢量控制的空載電流幾乎只有VF控制的一半，負(fù)載時(shí)電流也比VF小一些；而且負(fù)載切削時(shí)，VF控制在初期有很明顯的速度下降，而且空載速度和負(fù)載速度有比較大的差值。而相對(duì)于矢量控制，主軸轉(zhuǎn)速初期固然也會(huì)有下降，但是下降值較小，并且速度會(huì)很快回升，終極空載速度和負(fù)載速度相差不是很明顯。經(jīng)過上面的調(diào)試，相比較原來的VF控制，性能有了很大的改善，無論從空載電流，低速力矩，還是速度的變化，效果都是非常明顯的，完全能夠滿足數(shù)控機(jī)床的需求。