數控車床是機電(diàn)一(yī)體化(huà)的典型產品,是集機床、機、電機及其拖動(dòng)、自動(dòng)控製、檢(jiǎn)測等技(jì)術為一身的自動化設備.其中主軸運動是數(shù)控車床的一(yī)個重要,以完成切削任務,其動力約占(zhàn)整台車床(chuáng)的動力(lì)的70%~80%.基本控製是主軸的正(zhèng)、反轉和停止,可自動換檔和無級調速。在數控車床中,主軸控製裝置通常是采用交流變頻器來控製交流主軸電(diàn)動機。下(xià)麵重點介紹下無速度傳感器的矢量控製變頻器:
1、主(zhǔ)軸變頻器的基本選型
目前較為簡單的一類變頻器是V/F控製(zhì)(簡稱標量控製),它就是一種(zhǒng)電壓發生模式(shì)裝置,對(duì)調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節,常見的有線性V/F控製(用於恒轉矩)和平方V/F控製(用於風機(jī)水泵(bèng)變轉矩)。標量控製的弱點在於低頻轉矩不夠(需要轉矩(jǔ)提升)、速度穩定性不(bú)好(調速範圍1:10),因此在車床主軸變頻使用過程中被逐(zhú)步淘汰,而矢量控製的變頻器正逐步進行推(tuī)廣。
所謂矢量控製,最通俗的講,為使鼠籠式異步機(jī)像直流電機那樣具有優秀的運行性(xìng)能及很(hěn)高的控製性能,通過控製變頻器輸出電流的大(dà)小、頻率及其相(xiàng)位,用以維持電機內部的磁通為設(shè)定值,產生所需要(yào)的轉矩。
2、無速度傳感器的矢量變頻器
無速度傳感器的矢量變頻器具(jù)有以下特點:(1)電機參數自動辯識和手動輸(shū)進相結合;(2)過載能力強,如50%額定輸出電流2min、180%額定輸出電流10s;(3)低(dī)頻高輸出(chū)轉矩,如150%額定轉矩/1HZ;(4)各種保護齊全(通(tōng)俗地講,就是不輕易炸模塊).
無速(sù)度傳感(gǎn)器的矢量控製變頻器不僅改善了轉矩控製的特性,而且改善了針對各(gè)種(zhǒng)負載(zǎi)變化產生的(de)不特(tè)定環(huán)境下(xià)的速(sù)度可控性。在實驗(yàn)中,同樣將(jiāng)2Hz的矢量變頻(pín)控製和(hé)V/F控製變頻進行比(bǐ)較發現,前者具(jù)有更強的輸出力矩,切削力幾乎與正常頻段(如30Hz或(huò)50Hz)相同。
3、矢量(liàng)控製中的電機參數辨識
由於矢量控製是著眼於轉子磁通來控製電機的定子電流,因此在其內部的(de)算法中(zhōng)大量涉及到電(diàn)機參數。從異步電動機的(de)T型等效電路表示中可以看出,電機除了常規的參數如電機極數、額(é)定(dìng)功率、額定電流外,還有R1(定子電阻)、X11(定子漏(lòu)感(gǎn)抗)、R2(轉(zhuǎn)子電阻)、X21(轉(zhuǎn)子漏感(gǎn)抗)、Xm(互感抗)和I0(空載電流(liú))。
4、數控車床廠主軸變頻矢量控製的功能設置
使用在主軸中變頻器的功(gōng)能設(shè)置分以下(xià)幾部(bù)分(fèn):
(1) 矢量控製方式的設定和電機參(cān)數;
(2) 開關(guān)量(liàng)數字輸進和輸(shū)出;
(3) 模擬量輸進特性曲線;
(4) SR速度閉環參數設定。