電機類型
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變頻異步電機
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額定功率
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2.2KW
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額定轉速
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1430r/min
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額定電壓
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380V
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額定電流
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6.0A
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額定頻率
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50HZ
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控制方式
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端子控制
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頻率給定方式
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模擬量給定(0-10V)
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控制模式
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閉環矢量控制模式
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圖(1)數控車床 圖(2)應用在數控車床上的Goodrive35
3.工藝要求及變頻器配置
數控車床主軸電機需要變頻器在起停時要快且平穩,電機無尖叫聲,無明顯抖動。轉矩響應要快,穩速精度要高;抗干擾能力強,同時維修要方便。電機轉速要求達到3000r/min,現場速度脈沖編碼器安裝在車床主軸上面,車床主軸和主軸電機之間通過同步皮帶連接,且皮帶輸入輸出帶輪直徑比值為1:1。同時,車床主軸要求實現定位控制,當一個工件加工好后,車床主軸要回到初始位置,此時,將加工好的工件取下,重新裝上一個待加工工件。
針對上述工藝要求,我司特選用高性能閉環矢量主軸定位專用變頻器Goodrive35,功率等級為4KW,型號為GD35-004G-4-A1。
4.調試過程及實際效果
4.1 接線圖
圖(3)CNC數控系統與Goodrive35接線示意圖
4.2 調試過程及使用效果
(1)編碼器參數及方向設定
CNC數控系統、變頻器和速度脈沖編碼器之間的連線接好后,然后測試編碼器。設置編碼器線數P20.01,設置P00.00=2,P00.10=20Hz,運行電機,此時電機旋轉為20Hz,觀察P18.00的測速值應接近20Hz,如果測速值為負,則表明編碼器方向反向了,設置P20.02=1即可,如果測速值偏差較大,則表明P20.01設置錯誤。觀察P18.02 Z脈沖計數值是否波動,如果波動,表明編碼器有干擾或者P20.01設置錯誤,檢查接線及屏蔽線是否良好接地。
(2)電機參數自學習
記錄電機銘牌參數,然后設置參數P02.00~P02.05。設置P00.00=1,開環矢量運行模式,并設置參數P00.15=1(旋轉參數自學習),同時給運行命令,電機會先靜止然后再旋轉到2/3的額定轉速,自學習完成后,自動停機,鍵盤顯示-END-,并且將學習得到的參數保存在P2組電機參數P02.06~P02.10中。
注:進行上述動態自學習時需要把電機軸與機械負載脫開,而進行靜態自學習則不需要脫開機械負載。
(3)試運行電機
設置P00.00=3,閉環矢量控制模式,同時設置運行指令通道及頻率給定源。調整加減速時間及P3組速度環及電流環PI參數,使之在整個范圍內運行平穩。
(4)端子功能設定
參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進行端子功能的設定。注:Goodrive35說明文檔由Goodrive300產品說明書和Goodrive35附加說明書共同組成。
車床主軸加工工件時,轉速要求設定為850r/min,采用閉環矢量控制模式,轉速波動小,穩速精度高。電機無異常噪音,無明顯抖動。當一個工件加工完成后,切換到定位模式,主軸可以精準地回到位置。Goodrive35主軸定位專用變頻器在數控車床上的應用,完全可以滿足客戶需求。
4.3 變頻器典型參數設置
序號 | 功能代碼 | 名稱 | 設定值 | 說明 |
1 | P00.00 | 速度控制模式 | 3 | 閉環矢量模式 |
2 | P00.01 | 運行指令通道 | 1 | 端子運行通道 |
3 | P00.03 | 輸出頻率 | 100HZ | |
4 | P00.04 | 運行頻率上限 | 100HZ | |
5 | P00.06 | A頻率指令選擇 | 1 | 模擬量AI1 |
6 | P00.11 | 加速時間1 | 1S | |
7 | P00.12 | 減速時間1 | 2S | |
8 | P01.13 | 正反轉死區時間 | 1S | |
9 | P05.01 | S1端子功能選擇 | 1 | 正轉運行 |
10 | P05.02 | S2端子功能選擇 | 2 | 反轉運行 |
11 | P05.03 | S3端子功能選擇 | 45 | 主軸回零 |
12 | P06.04 | 繼電器RO2輸出選擇 | 5 | 變頻器故障 |
13 | P22.00 | 主軸定位模式選擇 | 41 | 主軸定位使能;脈沖有效 |
14 | P22.01 | 主軸準停速度 | 5HZ | |
15 | P20.02 | 編碼器方向 | 0或1 | 調整編碼器方向 |
16 | P22.03 | 主軸零點位置 | 0~4096 | 調整零點位置 |
5.結論
采用英威騰主軸定位專用變頻器Goodrive35替代伺服驅動器后,性能優良,具有伺服驅動器主軸定位控制的同樣效果,并能大大降低數控車床的成本。