变频器在数控车床主轴中的运用

　　数控车床是机电一体化的典型商品，是集机床、核算机、电机及其拖动、自动操控、查看等技能于一身的自动化设备。其间主轴运动是数控车床的一个首要内容，以结束切削使命，其动力占整台车床动力的70%～80%。根柢操控是主轴的正、回转和接连，可自动换挡和无级调速。

　　在现在数控车床中，主轴操控设备通常是选用沟通变频器来操控沟通主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的央求，有必要有以下功用：宽调速方案，且速度安稳功用要高；在断续负载下，电机的转速不坚决要小；加、减速时刻短；过载才调强；噪声低、颤抖小、寿数长。

　　1.主轴变频操控的根柢原理

　　由异步电机理论可知，主轴电机的转速与频率近似成正比，改动频率即能够滑润地调度电机转速，而关于变频器而言，其频率的调度方案是很宽的，可在0～400Hz（乃至更高频率）之间恣意调度，因而主轴电机转速也能够在较宽的方案内调度。

　　图1变频器在数控车床上的运用

　　当然，转速跋涉后，还应思考到对其轴承及绕组的影响，避免电机过火磨损及过热，通常能够通过设定最高频率来进行绑缚。

　　图1所示为变频器在数控车床中的运用，其间变频器与数控设备的联络通常包含：数控设备到变频器的正、回转信号；数控设备到变频器的速度或频率信号；变频器到数控设备的缺点等状况信号。因而，悉数关于对变频器的操作和反响均可在数控面板进行编程和闪现。

　　2.主轴变频操控的体系构成

　　不运用变频器进行变速传动的数控车床通常用时刻操控器供认电机转速抵达指令速度开端进刀，而运用变频器后，机床可按指令信号进刀，这么一来就跋涉了功率。假定被加工件呈图2（a）所示形状，则由图中可看出，对应于工件的AB段，主轴速度坚持在1000r/min，对应于BC段，电机拖动主轴成恒线速度移动，但转速却是接连改动的，然后结束高精度切削。

　　图2主轴变频器体系构成暗示

　　在本体系中，速度信号的传递是通过数控设备到变频器的仿照给定通道（电压或电流），通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控设备就能够便当而安闲地操控主轴的速度。该特性曲线有必要包含电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的纷歧样配备，以满足数控车床活络正/回转、安闲调速、变速切削的央求。

　　3.主轴变频器的根柢选型

　　现在较为简略的一类变频器是U/f操控，它即是一种电压发作办法设备，对调频进程中的电压进行给定改动办法调度，多见的有线性U/f操控（用于恒转矩）陡峭方U/f操控（用于风机水泵变转矩）。

　　U/f操控的缺点在于低频转矩不行（需求转矩跋涉）、速度安稳性欠好（调速方案1：10），因而在车床主轴变频运用进程中被逐渐挑选，而矢量操控的变频器正逐渐推行。在车床主轴操控中，矢量操控有关于U/f操控而言，其利益有：操控特性十分优秀，能够与直流电机的电枢电流加励磁电流调度比照美；能习气央求高速照料的场合；调速方案大（1：100）；可进行转矩操控。

　　当然矢量操控的变频器构造杂乱、核算繁琐，并且有必要存储和再三地运用电动机的参数。矢量操控分无速度传感器和有速度传感器两种办法，差异在于后者具有更高的速度操控精度（0.5‰），而前者为（5‰），可是在数控车床中无速度传感器的矢骤变频器的操控功用现已契合操控央求，所以在许多运用场合中举荐运用无速度传感器操控的矢骤变频器。