變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成、調(diào)整和使用

1、數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修 變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成、調(diào)整和使用主講教師：馬中秋主講教師：馬中秋數(shù)控機(jī)床診斷與維修實(shí)訓(xùn)數(shù)控機(jī)床診斷與維修實(shí)訓(xùn)數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修 隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)多采用交流主軸電動(dòng)機(jī)配變頻器控制的方式。變頻器的控制方式從最初的電壓空間矢量控制（磁通轉(zhuǎn)跡法）到矢量控制（磁通定向控制），發(fā)展至今天直接轉(zhuǎn)矩控制，從而能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器化；脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)從正弦PWM發(fā)展至優(yōu)化PWM技術(shù)和隨機(jī)PWM技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)電流諧波畸變小，電壓利用率最高、效率最優(yōu)、轉(zhuǎn)矩脈沖最小及噪聲強(qiáng)度大幅度削弱的目標(biāo)；功率器件由GTO、GTR、IGBT

2、發(fā)展到智能模塊IPM，是開(kāi)關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)電流小、控制驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、故障率降低、干擾得到有效控制及保護(hù)功能進(jìn)一步完善。 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修主軸速度控制信號(hào):數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)裝置模擬量主軸驅(qū)動(dòng)裝置（變頻器）串行數(shù)字主軸驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修通用變頻器的組成及端子功能 1變頻器主電路工作原理及接線 安川G5變頻器主電路原理圖數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器輸入接線實(shí)際使用注意事項(xiàng): 根據(jù)變頻器輸入規(guī)格選擇正確的輸入電源。 變頻器輸入側(cè)采用斷路器(不宜采用熔斷器)實(shí)現(xiàn)保護(hù),其斷路器的整定值應(yīng)按變頻器的額定電流選擇而不應(yīng)按

3、電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)選擇。 變頻器三相電源實(shí)際接線無(wú)需考慮電源的相序。 1 和 2用來(lái)接直流電抗器(為選件),如果不接時(shí),必須把 1 和 2短接(出廠時(shí), 1 和 2用短接片短接)。指示燈HL不僅作為直流電壓的顯示,而且維修作為變頻器是否有電標(biāo)志。 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器輸出接線實(shí)際使用注意事項(xiàng)： 輸出側(cè)接線須考慮輸出電源的相序。 實(shí)際接線時(shí),決不允許把變頻器的電源線接到變頻器的輸出端。 一般情況下,變頻器輸出端直接與電動(dòng)機(jī)相連,無(wú)需加接觸器和熱繼電器。 變頻器G5主電路接線圖數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修安川G5S變頻器控制回路接線端子圖 2變頻器控制回路功能及端部接

4、線 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修開(kāi)關(guān)量輸入端子功能 (出廠)模擬量輸入端子功能數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器輸出端子功能 (出廠)數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修 數(shù)控車床主軸調(diào)速變頻器的應(yīng)用 SSCK20 數(shù) 控 車 床數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修SSCK20數(shù)控車床主軸驅(qū)動(dòng)裝置的接線圖 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器到CNC的信號(hào)(通過(guò)系統(tǒng)的PMC): (1)變頻器故障輸入信號(hào)（1920） (2)主軸速度到達(dá)信號(hào)（2627） (3)主軸零速信號(hào)（2527） 變頻器到機(jī)床側(cè)的信號(hào): (1)主軸速度表的信號(hào) (2)主軸負(fù)載表的信號(hào) 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修

5、數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修CNC到變頻器的信號(hào):(1)主軸正轉(zhuǎn)信號(hào)（111）、主軸反轉(zhuǎn)信號(hào)(211) (2)系統(tǒng)故障輸入(311) (3)系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)(411) (4)主軸電動(dòng)機(jī)速度模擬量信號(hào)(1317) (5)主軸點(diǎn)動(dòng)信號(hào)（711） 華 中 數(shù) 控日立變頻器SJ100、SJ300常見(jiàn)變頻器的使用常見(jiàn)變頻器的使用數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器運(yùn)行的基本條件 1、運(yùn)行/停止指令 2、運(yùn)行頻率指令數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修運(yùn)行/停止指令來(lái)源1、操作面板2、控制端子 1）三線制 2）兩線制數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床

6、維護(hù)與維修 變頻器工作頻率1、給定頻率： 與給定信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率，給定信號(hào)不變，給定頻率也不變。2、輸出頻率： 變頻器實(shí)際輸出的頻率。 1）壓頻比控制時(shí)； 2）轉(zhuǎn)差控制與矢量控制時(shí)；數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修 變頻器頻率給定的方法1、面板設(shè)定：2、預(yù)置設(shè)定： 通過(guò)預(yù)置程序進(jìn)行設(shè)定，利用智能短子進(jìn)行控制。3、外接給定： 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修1、面板給定：數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修2、預(yù)置設(shè)定：利用智能短子進(jìn)行控制變頻器的輸出頻率 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修 通過(guò)變頻器上的控制端子進(jìn)行頻率控制數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修常見(jiàn)變頻器的接線圖數(shù)控機(jī)床

7、維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修變頻器關(guān)鍵參數(shù)在運(yùn)行電機(jī)前，首先確認(rèn)下列參數(shù)是否正確： 電動(dòng)機(jī)額定電壓 A82=380V 電動(dòng)機(jī)額定功率 H03=0.55KW 電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù) H04=4極 電動(dòng)機(jī)額定頻率 A03=50Hz 電動(dòng)機(jī)最小頻率 A15=01（0Hz） 電動(dòng)機(jī)最大頻率 A04=50Hz 斜坡上升時(shí)間 F02=10S 斜坡下降時(shí)間 F03=10S數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修頻率來(lái)源設(shè)定； A01通過(guò)此參數(shù)可以指定變頻器的頻率來(lái)源，0 1 、

8、0002運(yùn)行指令來(lái)源設(shè)定：A02變頻器進(jìn)行輸出頻率時(shí)的指令來(lái)源，通過(guò)此參數(shù)，可以選擇變頻器啟動(dòng)和停止的指令來(lái)源，一般情況有兩種情況，一種是外部的指令來(lái)源，也就是可以通過(guò)多功能輸入端子控制變頻器的啟動(dòng)和停止，一種是通過(guò)變頻器的操作面板來(lái)控制變頻器的啟動(dòng)和停止。0102基頻設(shè)定A03設(shè)置電機(jī)的運(yùn)行基頻5060最大頻率設(shè)定A04允許變頻器輸出的最大頻率50轉(zhuǎn)矩提升模式選擇A41選擇變頻器的轉(zhuǎn)矩提升模式選擇00數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修矢 量 控 制選擇A44 選擇變頻器的控制方式0輸 出 頻 率上 下 限 設(shè)置A61A62變頻器輸出頻率的上、下限幅值。0.00.0跳頻設(shè)置A63A65A67

9、變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置直接跳過(guò)引起共振的頻率段，變頻器在啟動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以直接跳過(guò)所設(shè)置的頻率。0.00.00.0調(diào) 頻 寬 度設(shè)置A64A66A68設(shè)置調(diào)頻時(shí)的頻帶寬度，此參數(shù)值可以設(shè)定跳頻時(shí)的上下頻率范圍，與調(diào)頻設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，比如將A63設(shè)置為20Hz，將A64設(shè)置為5Hz，則變頻器在15-25Hz的時(shí)候進(jìn)行跳躍。0.50.50.5電 機(jī) 電 壓等級(jí)選擇A82選擇電機(jī)的額定電壓，要根據(jù)電機(jī)的額定電壓進(jìn)行設(shè)置，另外此項(xiàng)功能還具有穩(wěn)壓的功能，可以在變頻器電源電壓出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，保持輸出電壓不變。200-460數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修輸出頻率顯示：D0

10、1 選擇此參數(shù)后可以實(shí)時(shí)顯示變頻器向電機(jī)輸出的頻率，空載時(shí)可以通過(guò)此參數(shù)換算出電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，0-360輸出電流監(jiān)視： D02此參數(shù)是顯示的變頻器向電機(jī)輸出的電流，一般情況下，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)電流的波動(dòng)范圍較大，顯示的數(shù)值是經(jīng)過(guò)濾波以后的電流，A旋轉(zhuǎn)方向監(jiān)視D03 通過(guò)此參數(shù)，可以顯示電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 F r數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修輸 出 頻率設(shè)定：F01 當(dāng)采用變頻器內(nèi)部控制方式時(shí)，可以設(shè)定一個(gè)恒定的輸出頻率，讓電機(jī)以一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，0-360斜 坡 上升/下降時(shí)間（ 加 減速時(shí)間F02F03加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0所需時(shí)間。0

11、.5600電 機(jī) 轉(zhuǎn)向 的 設(shè)定：F04通過(guò)此參數(shù)可以改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。0001數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修電 機(jī) 容量選擇H03可以選擇所帶電機(jī)的容量，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際功率大小進(jìn)行選擇，一般在選擇與電機(jī)相匹配的變頻器時(shí)，變頻器的功率要大于電機(jī)的一個(gè)等級(jí)，但在設(shè)置此參數(shù)時(shí)要和電機(jī)的功率保持一致。KW電 機(jī) 的極對(duì)數(shù)H04 設(shè)置電機(jī)的極對(duì)數(shù)2，4 6數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修電子熱過(guò)載保護(hù)B12 對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)50%-120%偏置頻率 其用途是當(dāng)頻率由外部模擬信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行設(shè)定時(shí)，可用此功能調(diào)整頻率設(shè)定信號(hào)最低時(shí)輸出頻率的高低 數(shù)字操作器顯示內(nèi)容B89通過(guò)此參數(shù)可以

12、選擇數(shù)字操作器的顯示內(nèi)容，例如：輸出頻率，電機(jī)電流，電機(jī)轉(zhuǎn)向，輸入輸出端子的狀態(tài)等01-07載波頻率設(shè)定B83通過(guò)此參數(shù)可以對(duì)變頻器的載波頻率進(jìn)行設(shè)定0.5-16數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修華中數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)1、三相異步交流電機(jī)原理（略）2、交流電動(dòng)機(jī)壓/頻比（V/f）控制數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修與主軸相關(guān)的參數(shù)設(shè)置與主軸相關(guān)的參數(shù)設(shè)置與主軸控制相關(guān)的輸入輸出開(kāi)關(guān)量與數(shù)控裝置其他部分的輸入輸出開(kāi)關(guān)量的參數(shù)可統(tǒng)-設(shè)置，不需要單獨(dú)設(shè)置。相關(guān)的輸入輸出開(kāi)關(guān)量的功能需要PLC程序的支持才能實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參見(jiàn)華中數(shù)控PLC編程說(shuō)明書(shū)。 主軸控制接口（XS9）中包含兩個(gè)部件：主軸速度控制輸出（模擬電壓）單元和主軸編碼器 輸入單元。需要在 0硬件配置參數(shù)”、“PMC系統(tǒng)參數(shù)”和“通道參數(shù)”選項(xiàng)中設(shè)定，參數(shù)設(shè)置如圖5-18、圖5-14所示。 通常在“硬件配置參數(shù)”選項(xiàng)中把部件22標(biāo)識(shí)為主軸模擬電壓輸出模塊（標(biāo)識(shí)為15，配置O為4），并在“。PMC：系統(tǒng)參數(shù)”選項(xiàng)中引用，如圖5-18、圖5-14所示。 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修主軸速度控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字量占用 PLC開(kāi)關(guān)量輸出模塊（Y）中的兩個(gè)字