摘要：本文介紹了易驅變頻器在數控機床上的應用，討論了數控機床的控制系統和功能要求及易驅ED3800系列變頻器的在數控機床上的優越性能。

關鍵詞：EASY DRIVE變頻器　數控機床

1引言

　　數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床產量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家國民經濟發展和工業制造整體水平的重要標志之一。數控車床是數控機床的主要品種之一，它在數控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視，并得到了迅速的發展。主軸是車床構成中一個重要的部分，對于提高加工效率，擴大加工材料范圍，提升加工質量都有著很重要的作用。經濟型數控車床大多數是不能自動變速的，需要變速時，只能把機床停止，然后手動變速。而全功能數控車床的主傳動系統大多采用無級變速。無級變速系統主要有伺服主軸系統和直流主軸系統兩種，一般采用直流或交流主軸電機。通過皮帶傳動帶動主軸旋轉，或通過皮帶傳動和主軸箱內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大為簡化。本文主要介紹易驅ED3800系列變頻器在數控機床上的優越性。

2數控車床的功能要求、主要參數及對變頻器功能需求

數控車床的功能需求：

1.控制方式選用開環矢量控制；

2.外部端子兩線控制，正轉X1、反轉X2；

3.頻率給定為0~10V模擬量給定AI1；

4.能保證300r／min速度下正常切削，低速力矩要求較大；

5.加減時間根據客戶要求，一般0.4－3S,需要制動單元變頻器；

6.需要故障信號輸出。

主要的參數和性能指標：

（1）3.0kW數控車床

電動機參數：額定功率：3.0kW，額定頻率：50Hz，額定電壓：380V，額定電流：7.8A，額定轉速：970r/min

機械傳動比：1：1.5

加工材料：45#鋼

實際測試性能指標：主軸轉速：200r/min（變頻器運行頻率15Hz左右）的進刀性能及速度

（2）5.5kW數控車床

電動機參數：額定功率：5.5kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：13A，額定轉速：1400r/min

機械傳動比：1：1.5

加工材料：45#鋼

實際測試性能指標：主軸轉速：200r/min（變頻器運行頻率9～10Hz）和主軸轉速：450r/min（變頻器運行頻率22Hz左右）的進刀性能及速度

3 ED3800系列變頻器在數控機床上的應用

ED3800系列變頻器采用先進磁通控制技術，電機在低速時轉矩大，速度精度高，價格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動功能，確保系統實現連續運行機制，以保證電機運轉在最高效率狀態，因此，采用ED3800高性能變頻器代替主軸交流伺服系統，是機床行業最佳的選擇。

（1）ED3800變頻器特點的介紹

輸出頻率范圍:0-600HZ

速度控制方式；無PG矢量控制，V/F控制

指令通道方式：操作控制、端子控制、遠程操作控制

頻率給定方式：數字鍵盤給定、模擬量給定（電流、電壓信號）、遠程通訊給定、多段速給定、PID閉環給定等

起動轉矩大：0.5Hz/150% (SVC) 滿足機床主軸在低速情況下的加工需求；

載波頻率范圍：1.0K～15.0KHz

速度控制精度：±0.5%最高速度 (SVC)

自動電壓調整（AVR）：當電網電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定

自動限流：能限制電機電流的最大值，從而可靠地保護變頻器和電機

擺頻控制：多種三角波頻率曲線，滿足紡織行業的個性化需求

所有的輸入、輸出端子皆為可編程的，方便用戶的使用開環轉矩控制：可實現真正的張力控制

全系列獨立風道設計

（2）調試環境以及接線、調試方法

客戶選配電機為3.0kW/50Hz/380V，選用變頻器型號為ED3800-4T0040M，制動電阻400W/150歐姆。

變頻器AI1/GND端子提供與數控系統速度模擬量，AI1接數控系統模擬量接口正信號，GND接負信號，信號為0～10V模擬電壓信號，控制主軸轉速。X1/X2/COM可以設定為變頻器的正轉/反轉信號端子，通常由數控系統發出正轉信號或者反轉信號，來驅動中間繼電器，中間繼電器的常開接點接入變頻器的正反轉。參數設置如下：

F1.14和F1.15為加速時間和減速時間，根據客戶的要求，F1.14=2S，F1.15=0.4S；

F7.00設定為1正轉，F7.02設定為2反轉；

F3.01到F3.05按照電機銘牌設置，F3.11選2參數自學習。

F1.12上限操作頻率選擇，對應于模擬信號10V輸入時變頻器的輸出頻率，由于是在0～2000rpm范圍內調速，將機械減速比折算進去以后，此參數需要設置66.7Hz；

F1.01參數為運行命令通道選擇設置為2端子運行。

F1.02參數為頻率來源設定，設置為3外部端子0-10V信號控制；

（3）調試結果

主軸電機采用ED3800高性能變頻器驅動，滿足加工要求，延長刀具的使用壽命。由于采用的領先的磁通算法，即使在低轉速（低頻）運行下也能平穩輸出100%的轉矩，以滿足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統的滾動軸承主軸結構，并且此主軸結構簡單、緊湊、可以實現真正的無級調速。此主軸的轉速由外部模擬量信號來控制輸出頻率，在不同的加工工藝（如；粗加工、精加工等）需要不同的轉速，此時可由數控系統輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器，實現不同的轉速，同時啟停信號也由數控系統控制，提高自動化程度！

（4）系統優勢

1.最大頻率加、減速時間可達到0.1s；

2.采用電流矢量控制技術0.5Hz運行時啟動轉矩能夠達到150%額定力矩平穩輸出，完全滿足數控車床的低；

3.電機參數自動辨識功能，靜態識別電機參數，保證系統的穩定性和精確性；

4.調速范圍0～600Hz完全滿足數控車床的高頻要求；

5.自動跟蹤負載的變化自動限定輸出電流，使其不超過允許的最電流值。即使負載突變、快速加減速，變頻器也不發生過流、短路等故障，實現變頻器配置的高性能、高可靠性；

6.高速停機時響應快速穩定；

7.變頻器與電機同功率使用，一般無需放大變頻器的容量。

4結束語

數控機床主軸一般交流伺服系統、進口品牌矢量控制變頻器以及變頻專用電機，購置費用很高；易驅ED3800系列變頻器以其獨特的性能和優越的性價比，在數控機床的應用上迅速崛起，為機床行業的客戶降低約一倍的成本費用，而且可靠性高,為客戶創造更多的效益。

參考文獻

[1]易驅變頻器ED3800系列使用說明書．深圳市易驅電氣有限公司．

[2]數控機床使用說明書．