藍(lán)海華騰變頻器在機床主軸開環(huán)驅(qū)動的應(yīng)用

　　目前國內(nèi)數(shù)控機床控制系統(tǒng)多采用伺服系統(tǒng)，大部分伺服產(chǎn)品價格昂貴，維護(hù)成本較高。采用伺服系統(tǒng)時，伺服電機必須提供速度編碼器接口，或者在電機軸側(cè)安裝速度編碼器;但是不少機床加工要求較低，電機也采用無速度編碼器的異步電機，因此可采用異步機交流傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)機床主軸開環(huán)驅(qū)動。

　　近些年來，變頻器已經(jīng)廣泛運用于異步機交流傳動系統(tǒng)中。一般通用變頻器大多采用V/F控制，由于轉(zhuǎn)速精度受轉(zhuǎn)差率及負(fù)載的影響，無法精確控制電動機的實際轉(zhuǎn)速，存在著控制精度低、動態(tài)性能差、故障率高、控制功能少等缺點。盡管V/F控制策略中可以采用一些補償技術(shù)：比如提高定子電壓的補償加大低頻力矩輸出，根據(jù)負(fù)載大小進(jìn)行轉(zhuǎn)差補償?shù)龋抻诳刂撇呗越Y(jié)構(gòu)性缺陷，仍然難以獲得良好的控制效果。特別是針對數(shù)控機床主軸要求低頻啟動力矩大，穩(wěn)速精度高，負(fù)載響應(yīng)快，則需要更加優(yōu)良的控制技術(shù)來滿足這樣的應(yīng)用要求。具有矢量控制技術(shù)的變頻器則可以滿足以上應(yīng)用要求。

二. 藍(lán)海華騰變頻器的特點

　　藍(lán)海華騰的V5-H系列高性能矢量控制型變頻器采用先進(jìn)的無速度傳感器矢量控制技術(shù)，藍(lán)海華騰變頻器具有改進(jìn)的高精度電機模型技術(shù)。電機是一個多變量、非線性、強偶合的系統(tǒng)，電機模型不精確，勢必會影響到整個控制的性能，甚至使得系統(tǒng)發(fā)散。通過建立改進(jìn)的高精度電機暫態(tài)模型并采用創(chuàng)新的磁場定向技術(shù)和速度辨識技術(shù)可大大改善控制特性。

　　在開環(huán)矢量的方式下，藍(lán)海華騰V5-H系列變頻器在0.25HZ就能提供180%的啟動力矩;同時可達(dá)到±0.2%的穩(wěn)速精度;而且對于高速主軸電機，能達(dá)到較快的響應(yīng)速度，動態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間<20mS，實現(xiàn)主軸電機的快速啟動、停機，特別是對與運行頻率較低的電機，其啟動、停機的快速性更為明顯。

　　藍(lán)海華騰機床專用變頻器V5-H-M0是建立在高性能無速度傳感器矢量控制技術(shù)平臺基礎(chǔ)上，同時結(jié)合機床行業(yè)應(yīng)用特點推出的一款專用變頻器，與其他品牌通用變頻器相比在機床應(yīng)用上具有以下的重要優(yōu)點：

　　1、 更強切削能力：在相同的條件下，藍(lán)海華騰機床專用的變頻器比通用變頻器具有更強的進(jìn)刀能力和切削深度（約1.3-1.5倍），可提高機床的加工工效和產(chǎn)能，為機床和客戶帶來增值。

　　2、 超強抗沖擊：輸入電壓適應(yīng)能力強，瞬時波動至AC528V情況下亦可使用;由于具有精確的電流環(huán)控制，藍(lán)海華騰機床專用矢量變頻器在沖擊負(fù)載或電網(wǎng)等外界突變擾動時，變頻器更不易跳閘保護(hù)，能更好保證生產(chǎn)設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運行。

　　3、 更快動態(tài)特性：切削加工突加突卸負(fù)載時的主軸電機速度波動小，比較通用變頻器可有效抑制速度過沖或跌落的范圍（減小約50%），電機快速加速、快速減速時比較通用變頻器快約1.35倍，同樣可使機床具有更高的加工效率和產(chǎn)能。

　　4、 優(yōu)良低速表現(xiàn)：藍(lán)海華騰機床專用矢量變頻器在開環(huán)矢量控制時0.25HZ穩(wěn)定輸出150%的額定力矩，而通用變頻器0.5HZ才能有額定力矩輸出且力矩有脈動不平穩(wěn);

　　5、 工藝外觀：體積相當(dāng)于其它同等功率變頻器體積的70%;藍(lán)海華騰機床專用矢量變頻器的體積更緊湊，有利于設(shè)備的安裝空間的節(jié)省，造型更美觀，有利于提升系統(tǒng)的整體形象。

　　6、 其它重要特性：

　　多樣的矢量控制方式適應(yīng)各種機床如：車床、銑床、鉆床、磨床、雕刻機等行業(yè)應(yīng)用;

　　可提供高達(dá)3000Hz的頻率輸出，輕松實現(xiàn)高速電機的驅(qū)動;

　　獨特的數(shù)字信號小脈沖諧波控制技術(shù)保證運行超靜音;

　　速度給定方式多樣：電壓/電流模擬給定，脈沖給定，通訊給定;

三、藍(lán)海華騰變頻器在機床上的應(yīng)用案例

　　藍(lán)海華騰的V5-H-M0系列機床專用變頻在某客戶機床上的使用，解決了其進(jìn)口品牌變頻器無法解決的快速啟動，停機的要求，實現(xiàn)了客戶的要求。

　　使用對比結(jié)果：

　　注：以上測試為主軸從零速加速到4000r/min,和從4000r/min減速到零速的時間，電機的運行頻率為200hz，外接制動電阻（1800w,50Ω），藍(lán)海華騰的變頻在啟動時可以達(dá)到更快的速度，但是客戶覺得太快了，所以降低了其啟動的速度。變頻器為7.5KW，主軸電機為7.5KW變頻電機。

　　藍(lán)海華騰V5-H-M0系列機床專用變頻在某客戶機床上的使用的調(diào)試指導(dǎo)實例如下：

　　設(shè)備情況:

　　藍(lán)海華騰變頻器型號： V5-H-4T-5.5G/7.5L-M0

　　電機銘牌參數(shù)：額定功率4KW、額定電流8.8A、額定轉(zhuǎn)速1440rpm、4極

　　電機與機床主軸的傳動比為10：7

　　系統(tǒng)接線圖：

　　系統(tǒng)方案：

　　變頻器控制方式：使用開環(huán)矢量控制方式、AI1模擬量給定頻率、由端子X1、X2設(shè)置功能碼實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)。

　　使用制動電阻型號：1500W、75歐，使用制動電阻更有利于電機減速停機。

　　AI模擬給定頻率接線：機床模擬量輸入線接AI1端子和GND端子。

　　XI、X2端子：分別把正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)信號線接入X1、X2端子和COM端子

　　功能碼設(shè)置：

　　先進(jìn)行電機參數(shù)自整定：設(shè)置P9.02=電機額定轉(zhuǎn)速、P9.03=電機額定功率、P9.04=電機額定電流，設(shè)P9.15=2，啟動變頻器進(jìn)行電機參數(shù)自整定;

　　P0.04=1、P0.06=1、P0.08=3、P0.09=2、P0.11=187、P0.13=187、P3.09=0、P5.00=2、P5.01=3、PA.09=1、Pd.32=0。

四. 結(jié)束語

　　藍(lán)海華騰變頻器以其卓越的性能和極高的性價比，在數(shù)控機床的應(yīng)用上迅速崛起，完全能取代進(jìn)口的變頻，甚至能表現(xiàn)出比進(jìn)口品牌變頻更高的性能，不僅能達(dá)到客戶系統(tǒng)的要求，而且能給客戶節(jié)省成本,為客戶創(chuàng)造更多的效益。