摘要： 本文詳細論述了科姆龍KV2000無速度傳感器矢量變頻器獨特的性能和優(yōu)越的性價比，在數(shù)控機床的應(yīng)用上迅速崛起，成為目前市場上一支強大的生力軍，為機床行業(yè)的客戶降低約一倍以上的成本費用，而且信賴度高,為客戶創(chuàng)造更多的效益。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 低頻轉(zhuǎn)矩 無速度傳感器矢量變頻器
Abstract: The KEMRON KV2000 sensorless vector inverter, depending on its exceptional performance and prior function price ratio, are more and more used in numerical machine tool and becomes an active group in the market. It saves the doubled cost for customers of machine tool and has high reliability to create more profit for customers.
Key words: numerical machine tool Sensorless vector inverter low frequency torque
1. 引言
目前國內(nèi)數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)主要采用直流伺服系統(tǒng)，而部分采用交流調(diào)速的主軸伺服系統(tǒng)則全部依賴進口，價格昂貴，其它異步機交流傳動系統(tǒng)絕大多數(shù)也采用進口變頻器，這不但使國家損失大量外匯，而且嚴重制約了我國電力電子領(lǐng)域高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。國產(chǎn)變頻器大多采用V/F控制，由于轉(zhuǎn)速精度受轉(zhuǎn)差率及負載的影響，無法精確控制電動機的實際轉(zhuǎn)速，存在著控制精度低、動態(tài)性能差、故障率高、控制功能少等缺點，而且提高定子電壓的補償難以完全與負載匹配，低速轉(zhuǎn)矩不足。因此V/F控制變頻器尤其不適用于諸如數(shù)控機床主軸、伺服等要求高精度、快響應(yīng)的傳動機械。
本文主要介紹科姆龍KV2000無速度傳感器矢量變頻器獨特的性能和優(yōu)越的性價比，以及在數(shù)控機床上的成功應(yīng)用。
2. 數(shù)控機床簡介
數(shù)控機床是三十年來綜合應(yīng)用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品，在機械制造設(shè)備中具有靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)設(shè)備，它將加工過程所需各種操作和步驟以及工件的形狀尺寸，用數(shù)字化代碼，通過控制介質(zhì)送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對輸入的信息進行處理與運算，指令控制機床系統(tǒng)與驅(qū)動元件，自動加工出所需要的工件。數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。
3. 科姆龍無感矢量變頻器特點的介紹
KV2000系列變頻器采用先進的無速度傳感器矢量控制技術(shù)，電機在低速時轉(zhuǎn)矩大，具有零伺服功能，運行頻率在0Hz時具有100%的轉(zhuǎn)矩輸出，且速度精度高，價格合理，功能齊全，能夠自動偵測電機動態(tài)運轉(zhuǎn)的參數(shù)并做出相應(yīng)調(diào)整，以保證電機運轉(zhuǎn)在最高效率狀態(tài)，因此，無速度傳感器矢量變頻器可以代替交流伺服系統(tǒng)，是機床行業(yè)最佳的選擇。對客戶來說由于變頻器的高性價比，所以變頻器在車床上使用非常普遍。
1) 工藝先進，結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)品外觀美麗大方；
2) 控制方式為無速度反饋矢量控制，控制性能較以前的VF控制方式有很大幅度的改善，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機床主軸的需求，0.5HZ時起動轉(zhuǎn)矩能夠達到150%以上；
3) 載波頻率范圍0～16.9KHz，確保電機高靜音運行；
4) 功率范圍0.75kw～500kw，輸出頻率范圍0.0～650.0Hz，適合高速數(shù)控機床的應(yīng)用領(lǐng)域；
5) 提供標準的0～10V模擬量接口（輸入阻抗300Kohm），能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強；
4. 調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法
1) 3.7kW數(shù)控車床
電動機參數(shù)：
額定功率：3.7kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：8.6A，額定轉(zhuǎn)速：970r/min
機械傳動比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實際測試性能指標：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運行頻率15Hz左右）, 進刀速度：50mm/min, 單邊進刀量：2.5mm，運行的效果很好，實際的進刀速度和單邊進刀量還可以加大。
2) 5.5kW數(shù)控車床
電動機參數(shù)：額定功率：5.5kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：13A，額定轉(zhuǎn)速：1400r/min
機械傳動比：1：1.5 加工材料：45#鋼
實際測試性能指標：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運行頻率9～10Hz）, 進刀速度：60mm/min, 單邊進刀量：2mm；主軸轉(zhuǎn)速：450r/min（變頻器運行頻率22Hz左右）, 進刀速度：60mm/min, 單邊進刀量：4mm，運行的效果很好，實際的進刀速度和單邊進刀量還可以加大。
客戶選配電機為3.7KW/50Hz/380V，選用變頻器型號為KV2000-G0037C-4T，制動電阻1000瓦/100歐姆。
變頻器V1/GND端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量，V1接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號，GND接負信號，信號為0～10V模擬電壓信號，控制主軸轉(zhuǎn)速。FWD/REV/COM為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號FWD或者反轉(zhuǎn)REV，來驅(qū)動中間繼電器，中間繼電器的常開接點接入變頻器FWD/ COM或者 REV/COM，從而控制變頻器的正反轉(zhuǎn)。參數(shù)設(shè)置如下：
1) F001和F002為加速時間和減速時間，根據(jù)客戶的要求，F(xiàn)001=2S，F(xiàn)002=1S；
2) F010和F011按照電機銘牌設(shè)置，F(xiàn)010=50Hz，F(xiàn)011=100；
3) F015上限操作頻率選擇，對應(yīng)于模擬信號10V輸入時變頻器的輸出頻率，由于是在0～3500rpm范圍內(nèi)調(diào)速，將機械減速比這算進去以后，此參數(shù)需要設(shè)置為150Hz；
4) F039參數(shù)為運轉(zhuǎn)信號來源設(shè)定，設(shè)置為外部端子信號控制，F(xiàn)039=2.0；
5) F040參數(shù)為選擇主頻率輸入設(shè)定來源，設(shè)置為模擬信號0～10V輸入，F(xiàn)040=1.0，即CNC模擬輸出信號；
6) F067為控制方式的選擇，需要選擇矢量控制，F(xiàn)067=3，即變頻器運行于無速度傳感器矢量控制演算系統(tǒng)，提供額外的轉(zhuǎn)矩補償電壓，除了增加電機低速運行轉(zhuǎn)矩之外，并且可以補償負載增加造成的滑差。</P
5. 結(jié)束語
數(shù)控機床主軸一般交流伺服系統(tǒng)、進口品牌矢量控制變頻器以及變頻專用電機組成，購置費用很高；科姆龍KV2000系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性價比，在數(shù)控機床的應(yīng)用上迅速崛起，成為目前市場上一支強大的生力軍，為機床行業(yè)的客戶降低約一倍的成本費用，而且信賴度高,為客戶創(chuàng)造更多的效益。
