本文详细分析了变频器在机械加工行业外圆磨床上的应用,作为动力的外圆磨床砂轮主电动机引入了变频调速技术,以适应各种不同轴类外圆磨削的加工的需要,提高工效,提高了轴类外圆磨削的加工质量,节约能源。结合实际现场的应用,操做者反应更得心应手,表面光洁成像度高,成品率大为提高。
前言
标准机械加工所使用的外圆磨床,砂轮电动机均按传统启动电路运行。电动机启动后按照额定转速运转,由于电网电压有一定的波动,砂轮和工件的磨擦负载不断的变化,都会影响电动机的转速误差,标准砂轮电动机起动电路一般只有一种加工速度,难以适应不同工件大小的要求不同的加工相对线速度,以致于所加工工件的加工精密度很难保证。因此从提高加工质量和加工效率,节约能源等方面考虑,将变频调速技术应用于外圆磨床中,可以收到满意的效果。
机械加工行业外圆磨床所加工的产品种类繁多,工件大小尺寸不同,要求加工精度各异。相对的要求砂轮转速于主轴的线速度不同,单纯的调整主轴的转速来满足工件的加
随着电力电子技术的发展,变频调速技术的越来越普及,在机械加工行业变频器的应用收到很好的效果。变频器的无级调速,软启动,恒转矩输出极大的满足了机械加工设备对恒速度/恒转矩的要求。
外圆磨床加工的负载特性
根据不同的轴杆类直径的大小,主砂轮电动机的转速等于砂轮输出的转速。磨削力的大小取决于砂轮电动机的输出转矩。在驱动工件旋转的主轴电动机的高速段,相对于砂轮输出转速不变,所加工的工件直径小,磨削进给少;加工大直径,长轴类工件时,工件旋转的电动机在低速段,砂轮进给量大,砂轮磨削力也在变大,电动机很难在恒转矩/恒速度下运行。速度的变化就产生了如振刀纹/烧糊纹/加工精度等的变化。变频调速电动机的无级调速,恒转矩输出恰能弥补上述缺陷。
变频器的选择
根据系统运行的特点,考虑满足机械加工外圆磨床的使用要求和设备投资费用等角度考虑,选用带自动转矩提升功能的通用型V/F变频器。以东元Speecon—7200MA系列为例控制工程网版权所有,根据砂轮电动机的功率不同选用18.5KW/15KW的变频器,以15KW为例,额定电压三相380V,输出电流32A,频率控制0.5—400HZ,速度控制0.1%,过负载能力150%/60S。具有自动转矩提升功能,柔性PWM控制,可实现更低噪音运行,多于10段的转速控制。
系统的启动与调速
外圆磨床的主砂轮电动机起动电路多采用星—三角转换起动电路。用变频器取代原有电路,利用原有接触器的常开触点控制变频器的运行,考虑砂轮启动的惯性CONTROL ENGINEERING China版权所有,变频器软启动时间设定为10S,停止刹车时间设定为15S,根据不同类型的砂轮启动力矩可在50%--80%之间调节设定。系统速度通过外接可调电位器调节频率,根据工件直径不同的适应速度调整,因受电动机高速时的机械强度/噪音/振动等因素的限制,电动机最高频率设定为60HZ;因低速时电动机散热效果差,考虑工件旋转的变速因素和实际最大加工工件尺寸,最低频率设定为35HZ,基准频设定为50HZ。由前面的负载特性分析可知,高速段为恒功率性质,低速段为恒转矩性质控制工程网版权所有,且低转速时负载要求转矩大,过载能力强。对电动机基准频以上,为保证电动机不过压,采用恒压变频调速。由电动机理论可知,当电压不变,频率增大时,电动机每极下的磁通随着频率的增大而减小;当电动机电流为额定电流时,最大允许输出转矩减小www.cechina.cn,容许输出功率不变,属恒功率调速,适用于恒功率负载。基频以下,为保证电动机每极下磁通不变,采用V/F=常数的变压变频调速,当电动机的电流为额定电流时,电动机容许输出转矩不变,属于恒转矩调速,适用于恒转矩负载。但当速度较低时因电动机内阻不可忽略,若仍保持V/F为常数,则电动机转矩将减小,无法满足低速时负载要求的转矩大,过载能力强的性能,因此采用变频器的转矩自动补偿功能www.cechina.cn,选择补偿后的V/F曲线加以修正。
系统设