CN201839252U

CN201839252U - 一种镗床主轴交流变频无级调速系统

Info

Publication number: CN201839252U
Application number: CN2010205541966U
Authority: CN
Inventors: 曹华兴; 吴维祥; 林颖嫔; 李秀敏
Original assignee: WUHU RISHENG HEAVY DUTY MACHINE TOOLS CO Ltd
Current assignee: WUHU RISHENG HEAVY DUTY MACHINE TOOLS CO Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2020-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种镗床主轴交流变频无级调速系统，包括，三相动力电源、交流变频器、交流变频电机，所述的交流变频器为矢量控制变频器，所述的三相动力电源通过所述的矢量控制变频器接交流变频电机。在本实用新型的技术方案中：交流变频器及三相交流变频电机对环境无特殊要求，免维护，保养。对维修电工也无特别要求。一般维修电工即可胜任此工作。另外，这样的配置，工作稳定性高。低速扭矩大、环保节能。

Description

一种镗床主轴交流变频无级调速系统

技术领域

本实用新型涉及一种镗床技术领域，特别涉及镗床的主轴调速系统。

背景技术

镗床是一种主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常，镗刀旋转为主轴运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切削，它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。普通镗床主传动是由三相交流异步电动机拖动，比较高档的镗床及部分数控镗床则由直流电动机拖动。

由于镗床的主轴要求有较大的调速范围，一般应大于1∶200。对此用三相异步电动机拖动时，必须由较多的齿轮搭配成若干级有级变速，以满足主轴调速范围的需求。这样，机械结构较复杂。加工零件多。生产周期长，运行噪声大，费电。而直流电动机拖动，配较少的齿轮可以实现上述要求。但直流电机对环境的要求较严格。而且维护保养比较麻烦。一般维修电工很难胜任此工作。

由于电力电子技术的发展。交流变频技术得到迅速发展。产生了变频器矢量控制技术。从而使变频器实现了低速、恒扭矩控制。电机低频运行的稳定性得到很大提高。因此，交流变频无极变速是发展的趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种镗床主轴交流变频无级调速系统。

本实用新型为实现其目的而采用的技术方案是：

一种镗床主轴交流变频无级调速系统，包括，三相动力电源、交流变频器、交流变频电机，所述的交流变频器为矢量控制变频器，所述的三相动力电源通过所述的矢量控制变频器接交流变频电机。

进一步的，上述的一种镗床主轴交流变频无级调速系统中：还包括控制电路，所述的控制电路通过所述的矢量控制变频器控制交流变频电机，并采用正向运行、反向运行、正向点动或者反向点动四种运动方式之一。

进一步的，上述的一种镗床主轴交流变频无级调速系统中：还包括调节所述的交流电机转速的速度给定装置，所述的速度给定装置与所述的矢量控制变频器连接。

进一步的，上述的一种镗床主轴交流变频无级调速系统中：还包括对所述的交流电机进行制动的制动单元和制动电阻，所述的制动单元和制动电阻与所述的矢量控制变频器连接。

在本实用新型的技术方案在中：由于采用交流变频器及三相交流变频电机对环境无特殊要求，免维护，保养。对维修电工也无特别要求。一般维修电工即可胜任此工作。另外，这样的配置，工作稳定性高。低速扭矩大、环保节能。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的控制电路原理图。

图中：1、三相动力电源，101、断路器，102、交流接触器，2、控制电路，3、速度给定装置，4、交流变频器，5、交流变频电机，6、制动单元及制动电阻，601、制动电阻，602、制动单元。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，本实施例镗床的主轴交流变频无级调速系统，是一种无级的传动系统。该系统包括六个主要功能模块，首先是控制交流变频电机5的交流变频器4，对交流变频电机5的所有控制都是通过交流变频器4完成的。本实施例采用日本三菱公司生产的高性能矢量控制变频器A700系列驱动交流三相变频电动机5，拖动主轴转动，以达到较大的变速范围。本实施例的交流变频电机5所需要的三相动力电源1是通过矢量控制变频器4传输给交流变频电机5的，三相动力电源1为380V交流电，电源中具有断路器101和交流接触器102，三相动力电源1中三根相线分别通过断路器101的三相与交流接触器102的三相分别与交流变频器4的R、S、T三极相连，交流变频器4的U、V、W三极分别接交流变频电机5的三个电极。在交流变频器4上还设置有控制电路2，控制电路通过矢量控制变频器控制交流变频电机采用正向运行、反向运行、正向点动或者反向点动四种运动方式之一。对交流电机5转速进行调节的速度给定装置3是通过交流变频器4控制交流变频电机5的，速度给定装置3与矢量控制变频器连接，是一种模拟量控制信号，通过调节电位器改变交流变频器4的给定，以达到调节电机转速的目的。对功率较大的交流变频器4，主轴停车时，为了获得较大的再生制动力，缩短制动时间，必需在交流变频器4外部连接制动单元602和制动电阻601。对交流变频电机5进行制动的制动单元和制动电阻6，制动单元和制动电阻6与矢量控制变频器连接。

本实施例中的交流变频电机是一种感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数，例如极数为2，4，6)，所以一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。例如：2极电机50Hz、3000[r/min]；4极电机50Hz、1500[r/min]。电机的旋转速度同频率成比例。

此外，频率能够调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是作为电机调速设备的优选设备。对电机进行无极变速控制就是控制输入到电机中的频率进行无极变速。电机转速公式：n＝60f/p

式中：n：同步速度；f：电源频率；p：电机极对数。

改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出现过电压(过励磁)，导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V。

本实施例中的FR-A700系列的高性能矢量变频器，具有如下特点：

■功率范围：0.4～500kW，

■闭环时可进行高精度的转矩/速度/位置控制，

■无传感器矢量控制可实现转矩/速度控制，

■内置PLC功能，

■使用长寿命元器件，内置EMC滤波器，

■强大的网络通讯功能，支持DeviceNet，Profibus-DP，Modbus等协议。

使用本实施例的镗床的优点和缺点分别如下：

优点：交流变频器及三相交流变频电机对环境无特殊要求，免维护、保养。另外，这样的配置，工作稳定性高。低速扭矩大、环保节能。

缺点。由于受到国产变频电机调速范围小的影响。调速比一般约为1∶100，恒扭矩区一般为1∶50，恒功率区一般为1∶2。因此，在实际使用时。必须使用2-4级机械变速档。一方面提高低速扭矩。另一方面也为了满足镗床主轴调速要求。

Claims

1.一种镗床主轴交流变频无级调速系统，包括三相动力电源(1)、交流变频器(4)、交流变频电机(5)，其特征在于：所述的交流变频器(4)为矢量控制变频器，所述的三相动力电源(1)通过所述的矢量控制变频器接所述的交流变频电机(5)。

2.根据权利要求1所述的镗床主轴交流变频无级调速系统，其特征在于：还包括控制电路(2)，所述的控制电路(2)通过所述的矢量控制变频器控制交流变频电机(5)。

3.根据权利要求1所述的镗床主轴交流变频无级调速系统，其特征在于：还包括调节所述的交流电机(5)转速的速度给定装置(3)，所述的速度给定装置(3)与所述的交流变频器(4)连接。

4.根据权利要求2所述的镗床主轴交流变频无级调速系统，其特征在于：还包括对所述的交流电机(5)进行制动的制动单元和制动电阻(6)，所述的制动单元和制动电阻(6)与所述的交流变频器(4)连接。