英威騰CHV100矢量變頻器在B2016A型龍門刨床上的應用

B2016A型龍門刨床是機械初加工的大型機床，是制造重型設備，如大型軋鋼機、汽輪機等不可缺少的工作母機，主要用來加工大型工件的各種平面、斜面和槽，在機加工行業應用非常廣泛。由于技術的限制，五六十年代的龍門刨床工作臺拖動采用了電機擴大機―直流發電機―直流電動機方式，造成故障率高，體積大、電耗大、控制精度差、效率低。而且它的工作方式是工作臺前進時進行切削，后退時不切削，工作臺后退是為下一次切削作準備，工作臺后退相當于沒有做有用功，且浪費時間。基于以上種種弊端、我們對山東某機床廠的B2016A型龍門刨床進行變頻改造。

2 原刨床的基本情況

2.1基本結構

龍門刨床包括，床身、工作臺、橫梁、左右垂直刀架、左右側刀架、立柱、龍門頂等。

2.2工作過程

龍門刨的刨削過程是工件與刨刀相對運動。因此工作臺與工件必須頻繁地進行往復運動，切削加工只在工作行程中，返回行程只是空轉。在切削過程中沒有進給運動，只有在返回行程中才有刀架的進給運動。其中，工作臺與工件間的往復運動稱為主運動，橫梁、刀架的運動稱作輔助運動。
2.3運動特點主運動的速度圖
如圖1所示

其中
0-t1 工作臺前進起動階段

t1-t2 刀具慢速切入階段

t2-t3 加速至穩定工作速度
t3-t4 工作速度階段
t4-t5 減速退出工件階段
t5-t9 返回階段
慢速切入切出，即防止崩壞工件又可以提高刀具使用壽命。高速切削、返回以提高加工效率。

3 設備組成

INVT-CHV100-022-4一臺、多功能數字端子S3—S5的信號來自限位開關、制動單元采用INVT-B5-044、制動電阻R=27.2Ω（4800W）、其他輔助運動的控制根據現場而定。（見圖一）

主拖動變頻器參數設置如下：

P0.00 0：無PG矢量控制

P0.01 1：端子指令通道
P0.03 5：多段速運行設定

P0.11 加速時間 (依據實際情況進行設定)
P0.12 減速時間 (依據實際情況進行設定)
P0.17 1：參數自學習（正確輸入電機參數在電機不帶負載以后）

P1.08 0：減速停車

P2.00 0：變頻器類型

P2.01 50：電機額定頻率

P2.02 723：電機額定轉速

P2.04 41：電機額定電流

P2.05 18.5：電機額定功率

P5.02 4：正轉寸動

P5.03 5：反轉寸動

P5.04 1：正轉運行

P5.05 2：反轉運行

P5.06 16：多段速端子1
P8.06 寸動運行頻率 (依據實際情況進行設定)
P8.07 寸動加速時間 (依據實際情況進行設定)
P8.08 寸動減速時間 (依據實際情況進行設定)
PA.02 多段速0 (依據實際情況進行設定)
PA.04 多段速1 (依據實際情況進行設定)

4 系統總結

改造前龍門刨采用K—F—D（發電機組電動機）調速系統交流電機拖動直流發電機再拖動直流電動機，由交磁放大機控制發電機的勵磁系統，結合機械傳動，達到20:1的機電聯合調速系統。進刀機構采用進刀繼電器控制進刀，由于繼電器控制時有粘連發生使加工精度低、噪聲大、體積大、耗電量多、故障率高、系統維護困難。

采用英威騰CHV100-022-4型矢量變頻調速器改造以后，系統運行穩定、精度高(±0.1%最高速度)、低頻轉矩大(0Hz達180%)、可靠性強、噪聲底、系統維護簡單方便、調速范圍可達1000:1，節能效果預計可達30%以上。而且更換不同的工作組件就可使刨床用于刨、銑一機兩用。提高加工精度，工作臺的速度不隨切削量的變化而變化，靜差度小于1%。CHV變頻調速器的“多段速度”控制功能，能夠很好地滿足速度曲線的要求，提高加工質量與效率，延長了刀具的使用壽命。