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        變頻器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

        2018-02-15 15:02:30李同成孫志華張冰
        西部皮革 2018年4期
        關(guān)鍵詞:過流變頻器電動(dòng)機(jī)

        李同成,孫志華,張冰

        (山東濱州渤?;钊邢薰?,山東濱州256602)

        1 變頻器的工作原理及應(yīng)用選型

        1.1 變頻器的工作原理

        變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流器件、中間直流部分、逆變器件和控制器件4個(gè)部分組成。

        1.2 變頻器的應(yīng)用選型需注意以下幾點(diǎn):

        1)采用變頻器的目的;

        2)變頻器的負(fù)載類型;

        3)變頻器與負(fù)載的匹配問題;

        許多數(shù)控機(jī)床因在加工過程中需要無級(jí)變速,所以主軸采用變頻器控制。例如:主軸電動(dòng)機(jī)功率11KW,根據(jù)設(shè)備的特性和功率選用了ATV71HD11N4Z383型電動(dòng)機(jī)用變頻器,因其功率較大,我們?cè)谶x用所配制動(dòng)電阻的同時(shí)一并選用了相應(yīng)的制動(dòng)單元以提高其制動(dòng)能力。根據(jù)機(jī)床的功能、負(fù)載及其匹配選用合理的變頻器不僅達(dá)到了機(jī)床的設(shè)計(jì)要求,而且提高了機(jī)床的性能,延長了其使用壽命。

        2 基本參數(shù)的配置與優(yōu)化

        變頻器功能參數(shù)有很多,一般都有數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)參數(shù)供用戶選擇。在實(shí)際應(yīng)用中,沒必要對(duì)每一個(gè)參數(shù)都進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試,多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但有些參數(shù)由于和實(shí)際使用情況有很大關(guān)系,并且有的還相互關(guān)聯(lián),因此要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)定和調(diào)試。由于不同類型變頻器功能有所差異,而相同功能參數(shù)的名稱也不一定相同,以我們現(xiàn)用的施耐德變頻器基本參數(shù)名稱為例。

        2.1 加減速時(shí)間

        將加減速電流限制在變頻器過電流容量以下,不使過流失速而引起變頻器跳閘;加減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是:防止平滑電路電壓過大,不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。在調(diào)試中經(jīng)常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長加減速時(shí)間,通過起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無過電流、過電壓報(bào)警;然后將加減速設(shè)定時(shí)間逐漸縮短,以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則,重復(fù)操作幾次,便可確定出最佳加減速時(shí)間。

        2.2 轉(zhuǎn)矩提升

        轉(zhuǎn)矩提升又叫轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,是為補(bǔ)償因電動(dòng)機(jī)定子繞組電阻所引起的低速時(shí)轉(zhuǎn)矩降低,而把低頻率范圍V/F增大的方法。設(shè)定為自動(dòng)時(shí),可使加速時(shí)的電壓自動(dòng)提升以補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,使電動(dòng)機(jī)加速順利進(jìn)行。如采用手動(dòng)補(bǔ)償時(shí),根據(jù)負(fù)載特性,尤其是負(fù)載的起動(dòng)特性,通過試驗(yàn)可選出較佳曲線。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載,如選擇不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)低速時(shí)的輸出電壓過高,而浪費(fèi)電能的現(xiàn)象,甚至還會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)電流大,而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。

        2.3 電子熱過載保護(hù)

        為保護(hù)電動(dòng)機(jī)過熱而設(shè)置,它是變頻器內(nèi)CPU根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)電流值和頻率計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的溫升,從而進(jìn)行過熱保護(hù)。

        2.4 頻率限制

        即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設(shè)定信號(hào)源出故障,而引起輸出頻率的過高或過低,以防損壞設(shè)備的一種保護(hù)功能。在應(yīng)用中按實(shí)際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用,將車床限制在一定速度內(nèi),不會(huì)因?yàn)樗俣冗^高損壞機(jī)床和危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

        3 運(yùn)行過程中存在的問題及其對(duì)策

        3.1 過載

        過載是變頻器比較頻繁的故障,平時(shí)看到過載現(xiàn)象我們首先應(yīng)該分析一下到底是電機(jī)過載還是變頻器自身過載,由于馬達(dá)過載能力較強(qiáng),只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過載。而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報(bào)警。變頻器過載經(jīng)常是因?yàn)榧铀贂r(shí)間短、直流制動(dòng)量大或電網(wǎng)電壓太低等原因引起,一般可以通過延長加速時(shí)間、延長制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等解決。

        3.2 過流

        過流是變頻器報(bào)警最為頻繁的現(xiàn)象。當(dāng)電流過大時(shí)變頻器啟動(dòng)過流保護(hù),變頻器停止工作。我們首先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障,可以從外部電器和變頻器本身分析過流原因。

        3.3 過壓、欠壓

        過電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候,其主要原因有可能是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元損壞造成的。而欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問題,主要是因?yàn)橹骰芈冯妷禾?,整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn),也有可能主回路接觸器損壞導(dǎo)致直流母線電壓損耗,在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。當(dāng)遇到過壓、欠壓故障時(shí),應(yīng)先檢查檢測(cè)電路是否完好,然后再對(duì)外部電源進(jìn)行檢查。

        3.4 過熱

        過熱也是一種比較常見的故障,主要原因:周圍溫度過高;風(fēng)機(jī)堵轉(zhuǎn);溫度傳感器性能不良;馬達(dá)過熱。例如:一臺(tái)數(shù)控車床主軸采用施耐德變頻器,操作者反映在運(yùn)行半小時(shí)左右報(bào)警。由于運(yùn)行一段時(shí)間后才有故障,所以溫度傳感器壞的可能性不大,可能變頻器的溫度確實(shí)太高,通電后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢,防護(hù)罩里面堵滿了很多灰塵,經(jīng)打掃后開機(jī)運(yùn)行良好,運(yùn)行數(shù)小時(shí)后沒有再報(bào)此故障。

        4 結(jié)束語

        在數(shù)控機(jī)床的使用過程中,會(huì)遇到許多關(guān)于變頻器的問題,造成變頻器故障的原因也是多種多樣。以上只是本人在實(shí)踐中的一點(diǎn)心得,還需要我們不斷學(xué)習(xí),總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),更好地利用變頻器服務(wù)于生產(chǎn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]原魁.變頻器基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].冶金工業(yè)出版社.

        [2]韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

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