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隨著制造業(yè)的發(fā)展，五金、廣告制品加工等行業(yè)對高速高精度雕刻機(jī)的需求與日俱增，而適合驅(qū)動高速電主軸的驅(qū)動器也在不斷發(fā)展，電主軸通常采用變頻調(diào)速方法，其驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比，基頻以上的調(diào)速也在越來越多的場合得到應(yīng)用。
高速主軸電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高速運轉(zhuǎn)，除了憑借電機(jī)本身優(yōu)秀的高速特性，還需要有一臺能夠驅(qū)動其穩(wěn)定運行的高頻輸出變頻器。臺達(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)動適應(yīng)性使它在多種應(yīng)用場合表現(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)備我國華南某品牌雕刻機(jī)，主軸電機(jī)為國產(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，用戶對變頻器調(diào)試的要求為：主軸工作在速度開環(huán)平穩(wěn)啟動的前提下，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到27000轉(zhuǎn)重載切削測試。
下面將介紹C200在雕刻機(jī)電主軸的調(diào)試過程。
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，一般需要作過轉(zhuǎn)矩限制或電流限制，以確保主軸不會因過轉(zhuǎn)矩或電流過大而損壞，所以一般在機(jī)器運轉(zhuǎn)前需要設(shè)置保護(hù)參數(shù)：
06-06 出現(xiàn)過轉(zhuǎn)矩OT1報警后，立刻停止運轉(zhuǎn)
06-07 過轉(zhuǎn)矩報警電流準(zhǔn)位
06-08=1 過轉(zhuǎn)矩時間準(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加速和減速運轉(zhuǎn)時的波形。
圖2 加減速時的變頻器頻率命令、實際輸出頻率、DCBUS電壓波形
由圖2中所示為電機(jī)加速、減速運轉(zhuǎn)時的波形，可見由于減速時電機(jī)回升能量造成變頻器直流母線電壓上升，觸發(fā)變頻器剎車電阻工作，直流母線電壓維持在可接受范圍內(nèi)，說明變頻器在快速加減速時能夠有效控制變頻器輸出，在剎車電阻的輔助下，保證了系統(tǒng)的安全正常運轉(zhuǎn)。
本次調(diào)試也進(jìn)行了C200重載切削測試，相同機(jī)臺同樣測試條件下，5.5kW C200與臺達(dá)B系列5.5kW變頻器驅(qū)動相同主軸電機(jī)，對切削工件效果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)切削效果沒有區(qū)別，C200驅(qū)動主軸電機(jī)的加工性能與同文件B系列一致，C200變頻器在現(xiàn)場得到了用戶的肯定。
圖3 C200與臺達(dá)B系列同樣測試條件下切削效果對比,效果相同
臺達(dá)C200變頻器支持高頻輸出，驅(qū)動高速電主軸的典型應(yīng)用，能夠完全滿足雕刻機(jī)行業(yè)對主軸系統(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)，自動化專業(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。
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