摘要： 本文詳細(xì)論述了科姆龍KV2000無(wú)速度傳感器矢量變頻器獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上迅速崛起，成為目前市場(chǎng)上一支強(qiáng)大的生力軍，為機(jī)床行業(yè)的客戶降低約一倍以上的成本費(fèi)用，而且信賴度高,為客戶創(chuàng)造更多的效益。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 低頻轉(zhuǎn)矩 無(wú)速度傳感器矢量變頻器
Abstract: The KEMRON KV2000 sensorless vector inverter, depending on its exceptional performance and prior function price ratio, are more and more used in numerical machine tool and becomes an active group in the market. It saves the doubled cost for customers of machine tool and has high reliability to create more profit for customers.
Key words: numerical machine tool Sensorless vector inverter low frequency torque
1. 引言
目前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)主要采用直流伺服系統(tǒng)，而部分采用交流調(diào)速的主軸伺服系統(tǒng)則全部依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，其它異步機(jī)交流傳動(dòng)系統(tǒng)絕大多數(shù)也采用進(jìn)口變頻器，這不但使國(guó)家損失大量外匯，而且嚴(yán)重制約了我國(guó)電力電子領(lǐng)域高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。國(guó)產(chǎn)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(wú)法精確控制電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，存在著控制精度低、動(dòng)態(tài)性能差、故障率高、控制功能少等缺點(diǎn)，而且提高定子電壓的補(bǔ)償難以完全與負(fù)載匹配，低速轉(zhuǎn)矩不足。因此V/F控制變頻器尤其不適用于諸如數(shù)控機(jī)床主軸、伺服等要求高精度、快響應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)械。
本文主要介紹科姆龍KV2000無(wú)速度傳感器矢量變頻器獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，以及在數(shù)控機(jī)床上的成功應(yīng)用。
2. 數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介
數(shù)控機(jī)床是三十年來(lái)綜合應(yīng)用集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在機(jī)械制造設(shè)備中具有靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，它將加工過(guò)程所需各種操作和步驟以及工件的形狀尺寸，用數(shù)字化代碼，通過(guò)控制介質(zhì)送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，指令控制機(jī)床系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)元件，自動(dòng)加工出所需要的工件。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開(kāi)始使用。
3. 科姆龍無(wú)感矢量變頻器特點(diǎn)的介紹
KV2000系列變頻器采用先進(jìn)的無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)，電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大，具有零伺服功能，運(yùn)行頻率在0Hz時(shí)具有100%的轉(zhuǎn)矩輸出，且速度精度高，價(jià)格合理，功能齊全，能夠自動(dòng)偵測(cè)電機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)并做出相應(yīng)調(diào)整，以保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最高效率狀態(tài)，因此，無(wú)速度傳感器矢量變頻器可以代替交流伺服系統(tǒng)，是機(jī)床行業(yè)最佳的選擇。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)由于變頻器的高性價(jià)比，所以變頻器在車(chē)床上使用非常普遍。
1) 工藝先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)品外觀美麗大方；
2) 控制方式為無(wú)速度反饋矢量控制，控制性能較以前的VF控制方式有很大幅度的改善，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機(jī)床主軸的需求，0.5HZ時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%以上；
3) 載波頻率范圍0～16.9KHz，確保電機(jī)高靜音運(yùn)行；
4) 功率范圍0.75kw～500kw，輸出頻率范圍0.0～650.0Hz，適合高速數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域；
5) 提供標(biāo)準(zhǔn)的0～10V模擬量接口（輸入阻抗300Kohm），能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強(qiáng)；
4. 調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法
1) 3.7kW數(shù)控車(chē)床
電動(dòng)機(jī)參數(shù)：
額定功率：3.7kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：8.6A，額定轉(zhuǎn)速：970r/min
機(jī)械傳動(dòng)比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率15Hz左右）, 進(jìn)刀速度：50mm/min, 單邊進(jìn)刀量：2.5mm，運(yùn)行的效果很好，實(shí)際的進(jìn)刀速度和單邊進(jìn)刀量還可以加大。
2) 5.5kW數(shù)控車(chē)床
電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定功率：5.5kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：13A，額定轉(zhuǎn)速：1400r/min
機(jī)械傳動(dòng)比：1：1.5 加工材料：45#鋼
實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率9～10Hz）, 進(jìn)刀速度：60mm/min, 單邊進(jìn)刀量：2mm；主軸轉(zhuǎn)速：450r/min（變頻器運(yùn)行頻率22Hz左右）, 進(jìn)刀速度：60mm/min, 單邊進(jìn)刀量：4mm，運(yùn)行的效果很好，實(shí)際的進(jìn)刀速度和單邊進(jìn)刀量還可以加大。
客戶選配電機(jī)為3.7KW/50Hz/380V，選用變頻器型號(hào)為KV2000-G0037C-4T，制動(dòng)電阻1000瓦/100歐姆。
變頻器V1/GND端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量，V1接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號(hào)，GND接負(fù)信號(hào)，信號(hào)為0～10V模擬電壓信號(hào)，控制主軸轉(zhuǎn)速。FWD/REV/COM為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號(hào)端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)FWD或者反轉(zhuǎn)REV，來(lái)驅(qū)動(dòng)中間繼電器，中間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)接入變頻器FWD/ COM或者 REV/COM，從而控制變頻器的正反轉(zhuǎn)。參數(shù)設(shè)置如下：
1) F001和F002為加速時(shí)間和減速時(shí)間，根據(jù)客戶的要求，F(xiàn)001=2S，F(xiàn)002=1S；
2) F010和F011按照電機(jī)銘牌設(shè)置，F(xiàn)010=50Hz，F(xiàn)011=100；
3) F015上限操作頻率選擇，對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào)10V輸入時(shí)變頻器的輸出頻率，由于是在0～3500rpm范圍內(nèi)調(diào)速，將機(jī)械減速比這算進(jìn)去以后，此參數(shù)需要設(shè)置為150Hz；
4) F039參數(shù)為運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)源設(shè)定，設(shè)置為外部端子信號(hào)控制，F(xiàn)039=2.0；
5) F040參數(shù)為選擇主頻率輸入設(shè)定來(lái)源，設(shè)置為模擬信號(hào)0～10V輸入，F(xiàn)040=1.0，即CNC模擬輸出信號(hào)；
6) F067為控制方式的選擇，需要選擇矢量控制，F(xiàn)067=3，即變頻器運(yùn)行于無(wú)速度傳感器矢量控制演算系統(tǒng)，提供額外的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償電壓，除了增加電機(jī)低速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩之外，并且可以補(bǔ)償負(fù)載增加造成的滑差。</P
5. 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床主軸一般交流伺服系統(tǒng)、進(jìn)口品牌矢量控制變頻器以及變頻專用電機(jī)組成，購(gòu)置費(fèi)用很高；科姆龍KV2000系列變頻器以其獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上迅速崛起，成為目前市場(chǎng)上一支強(qiáng)大的生力軍，為機(jī)床行業(yè)的客戶降低約一倍的成本費(fèi)用，而且信賴度高,為客戶創(chuàng)造更多的效益。
