三菱變頻器應用於數控機床

目前，三菱變（biàn）頻器（qì）的眾多優越性能，已經廣泛運用於各大（dà）機床行（háng）業，我公司應用配備三菱變（biàn）頻器係列（liè）的數控機床以（yǐ）後（hòu），大大減少了變速（sù）傳（chuán）動齒輪的對數，降低噪音，提高主軸精度，有（yǒu）較強的適應各類產品及（jí）各種不同材質加（jiā）工（gōng）時所需主軸速度配給的特性。並（bìng）且可（kě）以方便（biàn）實現數控，且其成本大（dà）大（dà）低於（yú）同類由直流調速組成的數控係統。
以下主要講述了三菱變（biàn）頻器在數控機床中的應用，三菱變（biàn）頻器因（yīn）其性能優越被廣泛地應用在（zài）現代工業領域中，特（tè）別（bié）是它（tā）的矢量控製、直接轉矩控製等，為數控機床的控製提供了傳動的（de）最佳解決方案（àn），從而提高了數控機床的整機性能。
1  引言
隨著電力電子技（jì）術的發展，變頻器的無級調速，軟啟動，恒轉矩輸出極大的滿足了（le）機械加（jiā）工設備對恒速度，恒轉矩的要求。數控機床（chuáng）無級變（biàn）速係統主要有變頻主軸係統和（hé）伺服（fú）主軸係統兩種，一般采用直流或交流主軸（zhóu）電機。通過傳動帶帶動主軸旋轉，或（huò）通過傳動帶和主軸箱內（nèi）的減速齒輪(以獲得（dé）更（gèng）大的轉矩)帶動主軸旋轉。由於主軸電機調速範圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的（de）結構大為簡化。目前由於變頻器的高（gāo）性價比，所（suǒ）以變頻器在車（chē）床上（shàng）使（shǐ）用非常普遍（biàn）。機（jī）床設備對電控係（xì）統（tǒng）的要求是:調速範圍寬(要求在100:1以上);速度（dù）控製精度高（gāo）(在整個調速範圍，起製動及運行過（guò）程要求（qiú）運行（háng）穩定);定位準確（què）(當下件快速（sù）進給後定位時間短、定（dìng）位行（háng）程小，從而可提高加工效率)。
2  三菱（líng）變頻器的具體特（tè）性和參數設置
變頻調速器在機床行（háng）業應用必須有（yǒu）兩個（gè）重要考慮:選用無速度傳感器矢量控製的產品，二是（shì）要設計在超速運轉以提高低速轉矩（jǔ）。
(1)選用三菱係列高性能變頻器，通（tōng）過菜（cài）單參數的精心配置和頗費心思的選取（qǔ），能夠使電控係統用簡練的設計來實（shí）現靈活多樣，複雜而巧妙的控（kòng）製。三菱變頻（pín）器編程方式靈活，用於數控機床電控（kòng）係統，具有以（yǐ）下獨特的優點:
l起動、停止平穩，無級調速（sù），調速範圍大;
l工作可靠，能長期連（lián）續穩定運行;
l操作（zuò）簡單（dān）方便，維護量小;
l輸出特性能（néng）滿足數控機床電機（jī）的要求。
(2)采用先進的磁（cí）通矢量控製。由於采用了精簡指令集計算機RISC微處理芯片，使之具有全新的在（zài）線自動調整功能，使電機在不影響啟動速度的情況（kuàng）下迅速得到調整，從而在不安（ān）裝編碼器反饋PLG板（bǎn）低速運行時，達到高精度運行和高轉矩輸出。
(3)具有多段速度選擇功能:三菱變頻器（qì）外（wài）部端子調速可分為模擬量調速和多段速調速。模擬量（liàng）調速可用電（diàn）壓DC 0-10V或電流DC 4-20mA，進行無級調速。而（ér）多段速則采用外部輸入端子SD、STF、STR、RL、RM、RH，進行三段速調速。它有高速RH、中速RM、低速RL、第二加/減速時間選擇（zé）RT、漏型公共輸入端SD等端子，SD是輸入公共端，STF是啟動正轉信號，STR是啟（qǐ）動反轉信號。通過參數設置可以把變頻器為低速運行，中速運行，高速（sù）運行。可以通過PLC的輸出（chū）點直接控製（zhì）輸入端子的ON/OFF狀態來實現變頻器（qì）速度的上升、下降和精確停車。每檔速度（dù）的大小可由變頻器功能預置來設定,也可以通過模擬量調速，三菱變頻器的多段速調速比模擬量調速有（yǒu）較高優先級。我公司數控車床用0～10V DC模擬電壓作（zuò）為給定量，進行（háng）開環調速（sù）。
(4) 運用了三菱首創“柔（róu）性脈寬調製”(Soft-PWM)開關方式，實現更（gèng）低噪音運行，並能減少對外射頻幹擾，有（yǒu）利於鄰（lín）近的PLC、旋轉編碼器的可（kě）靠運行。
(5)調速範圍:1:120(0.5Hz-60Hz運行時)，采用自動調整後，可（kě）以在（zài）不同品（pǐn）牌的電機上實現高精度運行。11kW以下的規格型號內置製動單元，外配（pèi）製（zhì）動電阻即可實行直流製動(能耗製動)，實現快速停車。
(6)主要調試參數
參數號PR     設定值     用途
Pr-0     6%     電機轉矩調整
Pr-1     100.00Hz     上（shàng）限頻率（lǜ）
Pr-2     0Hz     下限頻率
Pr-7     2.0~3.0S     加速時間（jiān）
Pr-8     2.0~3.0S     減速時間
Pr-10     3Hz     直流製動頻率（lǜ）
Pr-11     0.5S     直流製（zhì）動時間（jiān）
Pr-14     0     適（shì）用負荷選（xuǎn）擇
Pr-17     0     MRS動（dòng）作（zuò）選擇
Pr-79     0     操作模式選擇
Pr-903     50     頻率設定電壓增益
電機參數根據不同數控機床的電機銘牌輸入，進行完整調諧。矢量參數為出廠默認值（zhí）即可。
3  係統設計的注意事項
(1)低速時的散熱情況:因電（diàn）動機為自冷（lěng）風扇方式散熱（rè）冷卻，低速時（shí）散熱條（tiáo）件變差（chà），而負載轉矩較大，電動機溫度會增加（jiā），因此最低轉速（sù）的（de）設（shè）定以電動機表麵溫差不超過容許值為依據。
(2)變頻調速時因變頻器輸出含有高次諧波，會在電動機中產生電磁噪音，因此輸出端要安裝零相雜訊濾波（bō）器，可降低輔射幹（gàn）擾及感（gǎn）應雜訊。     
(3) 變頻（pín）器的重要參數設定項目如最高頻率，失速等主要參數必須鎖定。嚴防無關人員修（xiū）改（gǎi）後發生事故。
(4)在機床行業的應用中,起動時（shí）的抖動問（wèn）題是一項重要的性能指（zhǐ）標，所以我們必須（xū）通過良好的參數設定，防止機床抖動（dòng）問題發生。
4  結束語
在現代化人機（jī）接口係（xì）統中,三菱係列變頻器還可以通過（guò）PU通訊接口和計算機及多（duō）台變頻器進行連接，實施（shī）數控機床聯網，極大方便了數控機床網絡化的發展。通（tōng）過實（shí）踐證明（míng），無論從空載（zǎi）電流，低速力矩，還是速度（dù）的變化，三菱（líng）變頻器的使用效果都是非常明顯的，完全能夠滿足數控機（jī）床的需求。