數(shù)控機床控制系統(tǒng)安裝與調試項目5-主軸變頻驅動系統(tǒng)的裝調課件

5.1認知變頻器任務引入：由異步電機的轉速公式可知，電機的轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節(jié)電機的轉速（無極調速）。下圖是某變頻器的實物圖。那變頻器有哪些功能？變頻器怎樣安裝和調試呢？任務目標：理解變頻器的功能、分類和結構；能正確安裝和調試通用變頻器。相關知識：5.1.1變頻器簡介變頻器是應用變頻技術與微電子技術，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對電動機的變頻調速、軟啟動、提高運轉精度，以及過流、過壓、過載保護等功能。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器得到了非常廣泛的應用。變頻器在應用中，通過對電動機的調速控制，達到節(jié)能、高效、實現(xiàn)自動控制等目的。變頻器只有通過外接端子，才能傳遞能量和各種控制信號。端子用途備注主電路端子電源輸入端子工頻交流電輸入到變頻器的接線端子。根據變頻器應用電壓不同，分為單相220V和三相380V等規(guī)格3個端子，單相電壓接其中2個端子。制動電阻連接端子電動機需要制動時，用于連接制動電阻。制動電阻消耗制動時回饋的電能不使用時，2個端子開路直流電抗器連接端子用于連接直流電抗器，變頻器輸入端整流濾波。當變頻器輸出功率較大時，為提高濾波效果需要連接電抗器不使用時，2個端子短路電源輸出端子變頻交流電輸出到電動機的接線端子3個端子輸入控制端子模擬輸入端子控制電動機的轉速或者反饋信號輸入2~3個端子數(shù)字輸入端子電動機的運行控制、多段速控制等；變頻器模式切換、復位、外部故障保護等功能多個端子輸出指示端子模擬輸出端子指示輸出的電流、頻率、電壓、轉矩等輸出模擬信號1~2個端子數(shù)字輸出端子指示頻率到達、運行中、故障報警等信號多個端子5.1.2西門子MM420變頻器1、MM420變頻器的外部接線（1）電源輸入端子L1、L2、L3三相交流電通過電源輸入端子L1、L2、L3端子輸入到變頻器。（2）電源輸出端子U、V、W變頻器通過電源輸出端子U、V、W與電動機連接。（3）模擬輸入端子3、4將模擬電壓或者模擬電流信號通過模擬輸入端子3、4輸入，可以實現(xiàn)電動機的轉速控制。（4）數(shù)字輸入端子5、6、7數(shù)字信號通過數(shù)字輸入端子5、6、7輸入，通過設置對應的參數(shù)P0701、P0702和P0703，可以實現(xiàn)電動機的轉向和故障復位控制。（5）數(shù)字輸出端子10、11通過設置參數(shù)P0731，數(shù)字輸入端子10、11可以輸出指示頻率到達、運行中、故障報警等信號。（6）模擬輸出端子12、13通過設置參數(shù)P0771，模擬輸出端子12、13可以指示輸出電流、輸出頻率、輸出電壓等輸出模擬信號。6L1，L2，L3接三相電源U,V,W接主軸電機

MM420變頻器5,6,8-接轉向信號3,4-接轉速信號2、MM420變頻器的參數(shù)設置變頻器的參數(shù)只能用基本操作面板（BOP），高級操作面板（AOP）或者通過串行通訊接口進行修改。用BOP可以修改和設定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時間，最小和最大頻率等。選擇的參數(shù)號和設定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LCD（可選件）上顯示。只讀參數(shù)用rxxxx表示，Pxxxx表示設置的參數(shù)。

8訪問級變頻器的參數(shù)有4個用戶訪問級：標準訪問級，擴展訪問級，專家訪問級和維修級。訪問的等級由參數(shù)P0003來選擇。對于大多數(shù)應用對象，訪問標準級（P0003=1，缺省值）和擴展級（P0003=2）參數(shù)就足夠了。91011變頻器參數(shù)設置只能設置常用的一些參數(shù)121、

將變頻器復位為工廠的缺省設定值設定P0010=30設定P0970=1說明：完成復位過程要幾分鐘。只讀參數(shù)用rxxxx表示，Pxxxx表示設置的參數(shù)。2、BOP的調試功能①進入快速調試（P0010=1，僅用于第1訪問級）使用BOP對電機實現(xiàn)啟?？刂瞥跏蓟O置：P0010=30，P0970=1根據電動機銘牌，快速設置配套參數(shù)（P0700=1，P1000=1）設置變頻器頻率P1040=20HZ（默認5HZ，訪問級別2——P0003=2）運行調試：按下JOG，電機將以設定的頻率點動運行按下RUN，電機啟動，按下“UP“，頻率增加；按下“Down“，頻率降低。用Forward/Reverse，可以改變電機轉向按下Stop，電機停車任務實施：使用MM420變頻器的BOP對電機實現(xiàn)基本的啟動、停止和轉向控制。三相380VL1L2L3UVWPEM3~MM420步驟工作內容實施時間/h完成情況（1）完成主電路接線（2）手動操作變頻器驅動主軸電機任務5.2主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣安裝任務引入：數(shù)控車床主軸變頻驅動系統(tǒng)的工作原理是什么？其電氣安裝如何進行？任務目標：識讀主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣原理圖；繪制主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣安裝接線圖；完成主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣接線。5.2.1主軸變頻驅動電路5.2.2X200輸出接口電路任務實施：在識讀數(shù)控車床主軸變頻驅動電路及X200輸出接口電路的基礎上，完成主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣安裝接線。步驟工作內容實施時間/h完成情況（1）識讀主軸變頻驅動系統(tǒng)電氣原理圖（2）繪制主軸變頻驅動電氣安裝接線圖（3）完成主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣安裝任務5.3主軸變頻驅動的參數(shù)設置與調試任務引入：完成了主軸變頻驅動系統(tǒng)的電氣接線后，還必須進行相關參數(shù)的設置，這樣主軸系統(tǒng)才能正確工作。那要設置哪些參數(shù)呢？這些參數(shù)的值是多少？任務目標：1、操作SINUMERIK802C數(shù)控系統(tǒng)，運行模式為“JOG”，摁下“SpindleLeft”鍵，則主軸電機正轉。摁下“主軸倍率”增加鍵（減少鍵），主軸轉速增大（減?。?；2、運行模式為“JOG”，摁下“SpindleRight”鍵，則主軸電機反轉。摁下“主軸倍率”增加鍵（減少鍵），主軸轉速增大（減小）；3、運行模式為“JOG”，摁下“SpindleStop”鍵，則主軸電機停止旋轉；4、運行模式為“MDA”，輸入“M03S800”等指令，主軸能正確動作。5.3.1主軸NC參數(shù)設置軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30130CTRLOUT_TYPE-主軸1有±10Vdc模擬量輸出軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT-主軸2單極性主軸輸出，Q0.0和Q0.1不可以由PLC使用；MD30134=0時：雙極性主軸輸出（電壓的正負決定主軸的轉向）MD30134=1時：Q0.0＝伺服使能；

Q0.1＝負方向運行；

MD30134=2時：Q0.0＝伺服使能正方向運行；

Q0.1＝伺服使能負方向運行；

軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30200NUM_ENCS-主軸1主軸有編碼器反饋軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30240ENC_TYPE-主軸2主軸帶測量系統(tǒng)如果主軸無編碼器反饋，則MD30200設定為0。軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義31020ENC_RESOLIPR主軸1024編碼器每轉脈沖數(shù)32260RATED_VELORPM主軸3000→1400主軸額定轉速36200AX_VELO_LIMIT[0...5]RPM主軸3300→2000最大主軸監(jiān)控速度計算監(jiān)控頻率：主軸轉速3000轉/分=50轉/秒；監(jiān)控頻率50轉/秒×1024脈沖/轉=51200脈沖/秒軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義36300MA_ENC_FREQ_LIMITHz主軸55000→？主軸監(jiān)控頻率5.3.2MM420變頻器參數(shù)設置1、恢復出廠設置將參數(shù)P0010設置為30、參數(shù)P0970設置為1，可以把MM420變頻器的全部參數(shù)恢復為出廠值。整個恢復過程需要幾分鐘。2、快速調試功能接通MM420變頻器的電源后，可以根據MM420變頻器所驅動的電動機的技術參數(shù)（如額定功率、額定電流、額定速度等），進入MM420變頻器的快速調試模式（P0010=1）進行相關參數(shù)的設置。使用外接給定對電機實現(xiàn)控制初始化設置：P0010=30，P0970=1根據電動機銘牌，快速設置配套參數(shù)（P0700=2，P1000=2）結束快速調試：P0010=0設P0003為2再加上P701和P702P701=1（接通正轉，off停車）P702=2（接通反轉，off停車）

最后再設P0010=0，準備運行操作CNC系統(tǒng)，運行調試2829任務實施：MM420變頻器所驅動的主軸電動機的主要技術參數(shù)如下表所示。根據任務目標的要求，進行主軸驅動系統(tǒng)相關參數(shù)的設置和調試。序號技術參數(shù)名稱技術參數(shù)值1額定電壓380V2額定頻率50Hz3額定功率370w4額定轉速