英威騰變頻器在雕銑機主軸電機上的應用
摘要：數(shù)控雕刻機逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具。主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機的重要組成部件，其性能對數(shù)控雕刻機整機的性能有著至關重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關鍵部件。本文介紹了英威騰電氣股份有限公司開發(fā)的Goodrive300系列變頻器在雕銑機上的應用。
關鍵詞：Goodrive300 英威騰 變頻器 雕銑機
一、引言
目前，數(shù)控雕刻機逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具。隨著CNC數(shù)控技術配合高性能的變頻控制器和伺服驅動設備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應用，數(shù)控雕刻機日益成為當今雕刻行業(yè)的主流配置。
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機的重要組成部件，其性能對數(shù)控雕刻機整機的性能有著至關重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關鍵部件。
二、雕銑機的結構及原理
當今主流數(shù)控雕刻機是由計算機、雕刻機控制器、雕刻機、主體三部分組成，其工作原理是通過計算機內配置的專用雕刻軟件進行圖樣設計和排版，經(jīng)由計算機把設計與排版的信息傳送至雕刻機控制器中，再由控制器把這些信息轉化成能驅動步進電機或伺服電機的脈沖信號，控制雕刻機主體上X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位。同時，控制器啟動變頻器，帶動主軸電機的雕刻頭高速旋轉，對固定于主機工作臺上的加工材料進行切削、鉆銑，即可雕刻出在計算機中設計的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實現(xiàn)雕刻自動化作業(yè)，按照不同的加工材質和工藝要求，可以搭配不同的專用配置刀具。
三、雕銑機主軸電機變頻調速的性能需求
1、全速度范圍內速度波動小、電流波動?。?BR>2、低速力矩大，可以保證低轉速切削；
3、加減速的時間盡量短；
4、低頻轉矩特性好，最低的加工轉速可以在300r/min以下。
英威騰公司高性能矢量型變頻器（Goodrive300）以高級開環(huán)矢量控制模式及矢量化優(yōu)異V/F控制模式等獨特超強的性能，滿足了主軸要求調速范圍廣、轉速穩(wěn)定度高、過載能力強、低速力矩大、加減速時間短等方面的性能特點，迅速贏得雕刻機廠商高度贊揚。
四、工況及變頻使用情況
數(shù)控雕刻機要求主軸系統(tǒng)采用無級變速，目前多采用變頻器驅動異步交流電機來實現(xiàn)。主軸電機多采用兩極高速無刷水冷電機，噪音小、切割力度大。運行轉速一般在0～24000r/min，對應的變頻器運行頻率為0～400Hz。其對變頻性能要求高，功能要求卻極其簡單。
1. 現(xiàn)場設備情況
|
設備名稱 |
雕銑機 |
設備型號 |
5520 |
配用電機 |
主軸電機 |
|
電機型號 |
SDK105-242/3.2 |
額定功率 |
3.2KW |
額定轉速 |
24000日/min |
|
額定電壓 |
380V |
額定電流 |
6.3A |
額定頻率 |
400Hz |
|
控制方式 |
端子控制 |
頻率給定方式 |
模擬量給定（0-10V） |
開關量輸出 |
故障信號輸出（繼電器常閉信號） |
變頻器：Goodrive300-004G-4 制動電阻：150Ω/150W
3.接線方式見下接線圖
五、使用效果
通過現(xiàn)場調試達到以下效果：
1、 電機啟停時間均可達到0.5秒；（某進口品牌啟停時間均在1秒以上）
基于英威騰Goodrive300系列變頻器優(yōu)異控制性能，擁有良好的控制效果，以滿足雕銑機瞬起瞬?？量桃?，可大大提高雕銑工件效率。
2、 制動效果顯著，可達到瞬間抱死無抖動效果；（某進口品牌停機后電主軸有抖動現(xiàn)象）
由于英威騰Goodrive300系列變頻器優(yōu)異的減速停車控制性能，滿足瞬停無抖動要求，有效防止雕銑機劃傷工件，保證產(chǎn)品質量工藝。
3、低頻轉矩大；
Goodrive300系列變頻器優(yōu)異低頻特性（0.25Hz可達到150%額定轉矩），可滿足雕銑機低頻鉆孔等工藝需求，調頻范圍寬。
4、 電機噪聲明顯降低，電機聲音很小，非常穩(wěn)定；
全程三相調制技術，控制更穩(wěn)定，噪聲更低。
5、運行電流低，變頻運行電流在1.2A左右；
優(yōu)異的控制性能，電流更穩(wěn)定。
6、 體積更小，結構細致，外觀精美；
采用半書本結構，安裝空間更小；采用英威騰青灰色，富有質感、科技感，外觀更美觀。
7、 安裝、調試更便捷；
采用插拔式I/O板，接線便捷；鍵盤具有參數(shù)拷貝下載功能，大大降低調試工作量。
六、結束語
英威騰Goodrive300系列高性能開環(huán)矢量型變頻器在雕銑機主軸電機上的應用效果完全超出的客戶預期效果，更是優(yōu)于某進口品牌，并且擁有極高性價比，獲得客戶高度贊揚，為民族企業(yè)替代進口產(chǎn)品又立一豐碑，同時體現(xiàn)了國產(chǎn)品牌控制技術并不遜于進口品牌甚至更優(yōu)于進口品牌的理念，在業(yè)內樹立良好品牌形象。
（深圳市英威騰電氣股份有限公司 侯瑞星）