客户选配电机为3.0KW/50Hz/380V,选用变频器型号为VFD037M43,制动电阻400W/150ohm。
变频器AVI/GND端子提供与数控系统速度模拟量,AVI接数控系统模拟量接口正信号,GND接负信号,信号为0-10V模拟电压信号,控制主轴转速。M0/M1/GND为变频器的正转/反转信号端子,通常由数控系统发出正转信号FWD或者反转REV,来驱动中间继电器,中间继电器的常开接点接入变频器M0/GND或者M1/GND,从而控制变频器的正反转。
在参数调整过程中,需要注意:
1.P00参数为选择主频率输入设定来源,设置为模拟信号0-10V输入(1);
2.P01参数为运转信号来源设定,设置为外部端子信号控制(2);
3.P03最高操作频率选择,对应于模拟信号10V输入时变频器的输出频率,由于是在0-3500rpm范围内调速,将机械减速比这算进去以后,此参数需要设置为184HZ;
4.P04和P05按照电机铭牌设置,P04=50Hz,P05=380V;
5.P10和P11为加速时间和减速时间,根据客户的要求,P10=5S,P11=5S;
6.P105为控制方式的选择,需要选择矢量控制,P105=1;
特别需要注意,由于矢量控制需要提供电机参数(阻抗),变频器提供电机参数自整定功能P103,选择P103=2,通过面板运行键,变频器会自动运行。自动运行过程中,除了计算出电机参数以外,还能够检测出空载电流,这几个参数对于矢量控制能够表现出较高的性能非常重要,这个过程会持续十几秒钟时间。在执行自整定功能前,一定要确认电机侧是否没有任何连接,包括减速皮带。
四、调试结果
测试结果如下:
从上表可以看出在恒转矩输出的频率段(0-50Hz),矢量控制的空载电流几乎只有VF控制的一半,负载时电流也比VF小一些;而且负载切削时,VF控制在初期有很明显的速度下降,而且空载速度和负载速度有比较大的差值。而相对于矢量控制,主轴转速初期虽然也会有下降,但是下降值较小,并且速度会很快回升,最终空载速度和负载速度相差不是很明显。经过上面的调试,相比较原来的VF控制,性能有了很大的改善,无论从空载电流,低速力矩,还是速度的变化,效果都是非常明显的,完全能够满足数控机床的需求。
目前,无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种,一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转,或通过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。目前对客户来说由于变频器的高性价比,所以变频器在车床上使用非常普遍。台达M系列变频器以其独特的性能和优越的性价比,在数控机床的应用上迅速崛起,成为目前市场上一支强大的生力军。
