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   【摘要】本文主要介紹臺(tái)達(dá)C200變頻器驅(qū)動(dòng)高速主軸電機(jī)在雕刻機(jī)上的應(yīng)用。

   【關(guān)鍵字】C200變頻器；高速主軸；雕刻機(jī)

   隨著制造業(yè)的發(fā)展，五金、廣告制品加工等行業(yè)對(duì)高速高精度雕刻機(jī)的需求與日俱增，而適合驅(qū)動(dòng)高速電主軸的驅(qū)動(dòng)器也在不斷發(fā)展，電主軸通常采用變頻調(diào)速方法，其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比，基頻以上的調(diào)速也在越來(lái)越多的場(chǎng)合得到應(yīng)用。

   高速主軸電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，除了憑借電機(jī)本身優(yōu)秀的高速特性，還需要有一臺(tái)能夠驅(qū)動(dòng)其穩(wěn)定運(yùn)行的高頻輸出變頻器。臺(tái)達(dá)C200系列變頻器是包含高頻輸出功能的通用變頻器，豐富的功能和良好的驅(qū)動(dòng)適應(yīng)性使它在多種應(yīng)用場(chǎng)合表現(xiàn)出色。

   本文將介紹C200變頻器高頻輸出功能應(yīng)用在某廠牌雕刻機(jī)所配置的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，變頻器在900Hz加工工件，達(dá)到完美效果。

  調(diào)試設(shè)備我國(guó)華南某品牌雕刻機(jī)，主軸電機(jī)為國(guó)產(chǎn)高速主軸，該電機(jī)極數(shù)為4極，功率5.5kW（VFD055CB43A-20），額定電壓380V，額定頻率450Hz，額定轉(zhuǎn)速13500rpm,最高輸出轉(zhuǎn)速27000rpm，用戶(hù)對(duì)變頻器調(diào)試的要求為：主軸工作在速度開(kāi)環(huán)平穩(wěn)啟動(dòng)的前提下，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到27000轉(zhuǎn)重載切削測(cè)試。

  下面將介紹C200在雕刻機(jī)電主軸的調(diào)試過(guò)程。
 
                 
                              圖1 變頻器主回路配線圖

  調(diào)試步驟：

（1）變頻器上電前，檢查配線是否正確，接地布線是否良好可靠；
（2）00-02=9恢復(fù)出廠設(shè)置（基底頻率50Hz）；
（3）檢查機(jī)種代碼00-00是否與機(jī)型相符；
（4）基本參數(shù)設(shè)置：VF控制模式是依照電機(jī)本身適用的VF曲線對(duì)變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，最終達(dá)到變頻器輸出電壓頻率曲線符合電機(jī)的VF特性。
01-00=900 最高操作頻率900Hz（設(shè)置前需確定當(dāng)前變頻器為高頻版本）；
01-01=450 電機(jī)額定頻率450Hz；
01-02=380 電機(jī)額定電壓380V；

  高速電主軸帶載工作時(shí)，一般需要作過(guò)轉(zhuǎn)矩限制或電流限制，以確保主軸不會(huì)因過(guò)轉(zhuǎn)矩或電流過(guò)大而損壞，所以一般在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)前需要設(shè)置保護(hù)參數(shù)：

06-06 出現(xiàn)過(guò)轉(zhuǎn)矩OT1報(bào)警后，立刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)
06-07 過(guò)轉(zhuǎn)矩報(bào)警電流準(zhǔn)位
06-08=1 過(guò)轉(zhuǎn)矩時(shí)間準(zhǔn)位1s
06-12 變頻器輸出最大電流限制
01-12=5 01-13=5 加減速時(shí)間均為5s

  參數(shù)設(shè)置完成。

  用監(jiān)控軟件查看0~900Hz加速和減速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的波形。
 
                 
                        圖2 加減速時(shí)的變頻器頻率命令、實(shí)際輸出頻率、DCBUS電壓波形

   由圖2中所示為電機(jī)加速、減速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的波形，可見(jiàn)由于減速時(shí)電機(jī)回升能量造成變頻器直流母線電壓上升，觸發(fā)變頻器剎車(chē)電阻工作，直流母線電壓維持在可接受范圍內(nèi)，說(shuō)明變頻器在快速加減速時(shí)能夠有效控制變頻器輸出，在剎車(chē)電阻的輔助下，保證了系統(tǒng)的安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

  本次調(diào)試也進(jìn)行了C200重載切削測(cè)試，相同機(jī)臺(tái)同樣測(cè)試條件下，5.5kW C200與臺(tái)達(dá)B系列5.5kW變頻器驅(qū)動(dòng)相同主軸電機(jī)，對(duì)切削工件效果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)切削效果沒(méi)有區(qū)別，C200驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)的加工性能與同文件B系列一致，C200變頻器在現(xiàn)場(chǎng)得到了用戶(hù)的肯定。
 
                 
                   圖3 C200與臺(tái)達(dá)B系列同樣測(cè)試條件下切削效果對(duì)比,效果相同

  臺(tái)達(dá)C200變頻器支持高頻輸出，驅(qū)動(dòng)高速電主軸的典型應(yīng)用，能夠完全滿(mǎn)足雕刻機(jī)行業(yè)對(duì)主軸系統(tǒng)的技術(shù)要求，進(jìn)一步拓寬了C系列變頻器在該行業(yè)的應(yīng)用范圍。

  作者簡(jiǎn)介：

   賀海星, 男，生于1982年10月，畢業(yè)于北京信息科技大學(xué)，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)就職于中達(dá)電通股份有限公司變頻器產(chǎn)品開(kāi)發(fā)處，從事變頻器產(chǎn)品的技術(shù)工作，具有多年變頻器產(chǎn)品的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。