淺議變頻器在數(shù)控機(jī)床中使用

1、淺議變頻器在數(shù)控機(jī)床中使用摘要在數(shù)控機(jī)床上，變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)的控 制，它不但起了節(jié)能和調(diào)速的作用，而且它的軟啟動(dòng)能夠保 護(hù)附屬電氣設(shè)備，避免直接啟動(dòng)給機(jī)械設(shè)備造成沖擊，從而 引起機(jī)械故障。因此變頻器是理想的調(diào)速和控制裝置。本文 就變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用及它在使用和維護(hù)中常見的 問(wèn)題進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞 變頻器 數(shù)控機(jī)床 調(diào)速 節(jié)能 維護(hù)中圖分類號(hào)：tg659文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a1關(guān)于變頻器變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將把電壓、頻 率固定不變的交流電變換成電壓、頻率可以改變的交流電的 電能控制裝置。作為能夠改變輸出頻率的設(shè)備，變頻器其主 電路由整流器件、直流部分和逆變器件(igbt)三部

2、分組成。 基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖1：整流器件作為變頻器與三相交流電相連的部分，把三相 交流電變成直流電。直流部分是變頻器的信號(hào)控制部分。直 流電部分取出所需的電壓，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和cpu 控制器。驅(qū)動(dòng)電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變器件的驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)電路用來(lái) 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、電流和電壓的檢測(cè)，cpu控制器實(shí)現(xiàn)判斷和控 制功能。而逆變器將直流電變換為所要求頻率的交流電。通 過(guò)逆變器的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的驅(qū)動(dòng)，從變頻器輸出的 電就變成了電壓為380v,頻率可調(diào)的交流電，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī) 完成預(yù)想的控制工作。2變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用數(shù)控機(jī)床要求主軸調(diào)速范圍寬，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，在主 軸正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可進(jìn)行自動(dòng)加、減速控

3、制，并且加、減速 時(shí)間要短，要求恒功率范圍寬。變頻器可以通過(guò)改變輸出交 流電的頻率，達(dá)到對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)的目的。機(jī)床采 用變頻器控制，啟動(dòng)時(shí)隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電 壓，起動(dòng)電流一般被限制在150%額定電流以下。而采用工頻 電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為額定電流的6至7倍，將對(duì)電 網(wǎng)及負(fù)載造成很大的沖擊，影響了周邊電器的工作，增加了 機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損，降低了設(shè)備的壽命。另外電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 會(huì)隨速度降低而減小，使用變頻器控制電機(jī)后，將改善電機(jī) 低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不足的狀況，在額定頻率下變頻器能進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩 調(diào)速。變頻器的無(wú)級(jí)調(diào)速，軟啟動(dòng)，恒轉(zhuǎn)矩輸出極大地滿足 了數(shù)控機(jī)床對(duì)恒速度，恒轉(zhuǎn)矩，加減速控制等

4、的要求，生產(chǎn) 效率更高，使用、維護(hù)更加方便，因此數(shù)控機(jī)床廣泛采用變 頻器進(jìn)行主傳動(dòng)控制。3數(shù)控機(jī)床變頻器使用中的常見故障下面以440系列變頻器的故障代碼及故障原因來(lái)分析數(shù) 控機(jī)床在使用過(guò)程中變頻器的常見故障及其處理方法。從故 障原因來(lái)看，變頻器不能正常工作的原因及解決方式主要 有：3. 1過(guò)載，包括變頻器過(guò)載和電機(jī)過(guò)載變頻器的過(guò)載經(jīng)常是因?yàn)榧铀贂r(shí)間短、直流制動(dòng)量過(guò)大 或電網(wǎng)電壓太低等原因引起的。一般可通過(guò)延長(zhǎng)加速時(shí)間、 延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等解決故障。而電機(jī)過(guò)載是由 于變頻器功率過(guò)小、電機(jī)負(fù)載過(guò)重而引起的，因此系統(tǒng)要選 擇合適的變頻器以適應(yīng)電機(jī)。3.2欠壓、過(guò)壓當(dāng)電壓過(guò)小或過(guò)大時(shí)，變頻器

5、的檢測(cè)元件會(huì)自動(dòng)保護(hù)變 頻器，變頻器停止工作。欠壓、過(guò)壓故障主要是因?yàn)橥獠侩?源的故障引起的，也有少數(shù)故障是檢測(cè)電路損壞引起的。如 過(guò)壓有可能是因?yàn)闇p速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻損壞造成的。遇 到欠壓、過(guò)壓故障時(shí)，先檢查檢測(cè)電路是否完好，然后再對(duì) 外部電源進(jìn)行檢查。3. 3過(guò)流當(dāng)電流過(guò)大時(shí)變頻器啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)，變頻器停止工作。 一般可從外部電器和變頻器本身分析過(guò)流故障。3. 3. 1由外部電器引起的過(guò)流故障(1) 電機(jī)負(fù)載突然增大，造成沖擊而引起過(guò)流。(2) 電機(jī)和電機(jī)電纜相間或相對(duì)地的絕緣破壞，造成匝間或相間 對(duì)地短路，因而導(dǎo)致過(guò)流。(3)當(dāng)裝有測(cè)速編碼器時(shí)，速度 反饋信號(hào)丟失或非正常時(shí)，也會(huì)引起過(guò)流

6、，這時(shí)需要檢查編 碼器和其電纜。3. 3. 2由變頻器本身引起的過(guò)流故障維修中，遇到過(guò)流故障，我們先用電流表測(cè)量變頻器輸 出的電流?？摧敵鲭娏魇欠衿胶?，如果輸出不平衡，說(shuō)明變 頻器內(nèi)部器件有問(wèn)題。3.4外圍電路故障干擾變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上需加裝防 止沖擊電壓的吸收裝置，盡量縮短控制回路的配線距離，并 使其與主線路分離，采用屏蔽線回路。數(shù)控機(jī)床的變頻器安裝時(shí)，由于其集成度高，整體結(jié)構(gòu) 緊湊，自身散熱量較大的特點(diǎn)，對(duì)安裝環(huán)境的溫度、濕度和 粉塵含量以及電網(wǎng)質(zhì)量要求較高，保證變頻器在較低的溫度 狀態(tài)下運(yùn)行是延長(zhǎng)變頻器壽命的基本要求。變頻器在使用前 應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的外部條件進(jìn)行檢查，不能滿足要求時(shí)應(yīng)采取有效 措施加以解決，從而杜絕外部環(huán)境對(duì)變頻器的影響?？傊?，在數(shù)控機(jī)床的使用過(guò)程中，我們還會(huì)遇到許多關(guān) 于變頻器的問(wèn)題，造成變頻器故障的原因很多，需要我們仔 細(xì)分析，不斷地學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，相信通過(guò)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn) 題解決問(wèn)題，我們的理論水平和實(shí)踐技術(shù)能力一定會(huì)得到進(jìn) 一步