数控机床上常用的Siemens 6RA系列直流主轴驱动系统的结构与原理与6RA26**系列直流伺服驱动完全相同,其故障诊断与维修可参见6RA26**系列直流伺服驱动器的维修,详见本书第5章第5.3.1节。 6SC650系列主轴驱动系统采用数字控制、闭环调节www.cechina.cn,并通过磁场定向、矢量变换控制系统,将电动机的三相定子电流解耦成励磁电流和转矩电流,进行独立的闭环控制控制工程网版权所有,使之具有与直流电动机控制系统相媲美的准确、快速稳定的控制特性。驱
6SC650系列交流主轴驱动系统的故障诊断与维修
1.6SC650系列产品简介
6SC650系列交流主轴驱动系统是SIEMENS公司20世纪80年代末开发的产品,P它与1PH5/6系列三相感应式主轴电动机配套,可组成完整的数控机床的主轴驱动系统,实现自动变速,主轴定向准停控制和C轴控制功能。
动器通过选择功能组件还可以实现C轴的进给控制和独立的主轴定向准停控制。
驱动器可以直接连接三相380V,50/60Hz电源。整流主回路由6只晶闸管,组成三相全控桥式整流电路,通过对晶闸管导通角的控制,可以工作在整流方式,向直流母线供电;制动时也可工作于逆变方式,实现能量回馈电网的再生制动。
驱动器正常工作时,控制电路将整流直流母线电压调节在575V±2%范围www.cechina.cn,在再生制动逆变工作时,由控制电路完成对整流电路的极性变换,实现能量的回馈。逆变主回路采用6只反并联带续流二极管的功率晶体管,通过控制电路对磁场矢量的运算与控制,可输出具有精确的频率、幅值和相位的三相正弦波脉宽调制(SPWM)电压,使主电动机获得所需的转矩电流和励磁电流。输出的三相SPWM电压的幅值范围为0~430V,频率控制范围为0~300Hz。
在再生制动时,电动机能量通过该变流器的6只续流二极管对直流母线的耦合电容充电,当电容上的电压超过600V时,就通过控制调节器和整流主回路触发角,使整流回路工作在逆变状态上的电能逆变回馈到电网。6只逆变晶体管有独立的驱动电路,通过对各只功率管的Uce:和Ube:进行监控,可以有效防止电动机超载并对电动机绕组短路进行保护。
驱动器的闭环转速和转矩控制由两只16位微处理器(80186)为核心控制组件完成,动机的实际转速检测通过装在电动机轴上的编码器进行。
(1)控制器模块N1 它用于对驱动器的调节与控制,主要包括两只CPU (80186),以及必要的软件(5片EPROM)。在驱动器中,控制器模块的作用主要是形成整流主回路的触发脉冲控制信号CONTROL ENGINEERING China版权所有,以及进行矢量变换计算,产生PWM调制信号。 (2)输入/输出(I/O)模块U1 此模块通过U/F转换器用于进行各种模拟信号的处理。 (3)电源模块G01和电源控制模块G02 G01和G02用于产生控制电路所需的各种辅助电源电压,在G02上还可以输出各种继电器信号(如超温、速度、监视等信号),以便NC或PLC进行控制。 (4) C轴驱动模块选件A73 通过此选择功能,可以控制交流主轴驱动系统在低速下(0.01~375r/min)进行位置控制,此时主轴电动机必须装备18000脉冲/r的正、余弦编码器。 (5)主轴定向准停模块A74(选件) 使用本功能www.cechina.cn,可以使主轴驱动系统在不使用NC的位置控制功能的前提下,实现主轴的定向准停控制。主轴位置给定可由内部参数设定或通过接口从外部输入16位位置给定信号。 (6)主轴定向准停与定位模块A75(选件) 它是集成了A73与A74功能的组件,同时具有以上A73与A74的功能。 (7)整流模块A0&
2.6SC650系列主轴驱动器主要组成部件
6SC650系列交流主轴驱动器对于不同的规格,其主要组件基本相同,但在结构上,根据其功率大小分为两种规格,即小功率的6SC6502/3(输出电流20/30A)系列,其功率部件直接安装在功率模块A1上;大功率的6SC6504至6SC6520系列(输出电流40-200A),其功率部件安装在散热器上,散热器直接装配在机柜内壁。整个驱动器主要由以下模块构成。