变频器在普通机床改造中的应用研究

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PLC、变频器技术在车床系统改造中的运用与实践研究

PLC、变频器技术在车床系统改造中的运用与实践研究作者：陈艳来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2016年第02期摘要：工业生产需要大量有效的机械设备协同运作，在有效的机械设备支持下，产品生产的质量和效率得到大幅提升，传统的继电器控制系统用于工业生产中经常出现故障，影响生产的进行，为了提升产品生产质量，我们需要对传统的车床系统加以改造，并将PLC、变频器技术应用于车床系统之中，从而保证车床的稳定与质量的提升。

关键词：PLC；变频器技术；车床；系统；改造由我国沈阳研制的CA6140普通车床广泛应用于工业生产之中，在机床制造行业属于热销机械设备，它是一种金属切削机床，可以用于车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它的主轴电机系统是采用机械齿轮箱，实现有级的调速，运用机械换向构造实施正反转的调控。

在当前企业生产形势变化的条件下，传统的CA6140车床需要进行机械设备改造，采用PLC、变频器技术相整合的手段，对普通车床的电气控制系统进行改造，从而从现实实践应用角度出发，提升机械设备的利用率，确保机床的高效、节能、稳定和可靠。

1 传统CA6140普通车床的电气控制系统要求在传统的CA6140普通车床之中，由不同的构成部件，包括：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠等，其沿用已久的电气控制原理图，如图1所示：原有的控制系统是在三相鼠笼式异步电动机的拖动之下完成的，由三台电动机负责控制，它们分别是：主轴电动机M1，冷却泵电动机M2，刀架快速移动电动机M3，在这三台电动机设备中主要是依靠三个接触器实现有效的车床系统控制，这三个接触器分别为：KM1、KM2、KM3。

该传统电气控制系统的主轴电动机负责主轴主运动以及刀具的纵横向运动，在主轴电动机的驱动下，用机械换向机构实现正反转动作。

同时，由于对速度有一定的要求，因而，要采用机械变速的手段，并依赖于主轴箱的齿轮变速箱和主轴电动机的链接，来实现对机械的调速要求。

冷却泵电动机M2主要是负责在车削加工时，拖动冷却泵，再由输出冷却液对刀具和加工件的表面进行冷却。

通用变频器在数控机床主轴控制的应用

１控制原理任何一台数控机床的主轴控制，都是机床控制的重要组成部分，使用变频器控制的机床其基本工作原理并没有改变，只是减少了数控系统对主轴工作性能的调整，更具体的细微处的主轴运转精度南变频器自身来完成，变频器更具备相对的独立性和通用性。在以变频器为主的主轴控制系统中，需要由控制系统输出的启动与停止信号、转速信号、报警信号等，再根据变频器内部的参数设定控制主轴的旋转。
公式：Ｉｎ ≥Ｋ・Ｉｍ
因素，选定使用安ＪｉＩ变频器：ＣＩＭＲ — Ｇ７４０１８，额定输出功率３２ＫＶＡ，额定输出电流４２Ａ，变频范围：０．０１～４００Ｈｚ，输入电压３８０Ｖ，具有自学习模式、转矩补偿、图２ＰＬＣＴＯＯＬ中ＰＬＣ程序节能控制、过热保护、失速增加正、反转和停止功能，互锁保护功能，保护、过载保护等多项功能。手动、自动使能功能等，增加在控制面板３．２修改机床电气控制系统。将机床电器柜重新排布，取消原电路处的主轴状态的显示。如图２５调试变频器的接触器、变压器等。增加变频装置保护根据机床本身的特点及实际加工需开关（５０Ａ），电源进线的尺寸应选择６ｍ～要，对变频器内部的相关参数进行调整，１０ｍ；增加上电交流接触器，增加制动模极限电流、功率、频率及块和波纹电阻，采用与Ｇ７４０１８变频器配设定其控制模式、７４０１８变频器套的制动单元的制动电阻，最后安装变频制动模式和保护方式等。Ｇ具有多种运行模式，数字操作器时独立于器模块，根据使用说明书的指示，在电器变频器主机的小型操作面板，具有中文显柜中留出充足的散热空间。可显示状态、输人数据。其中Ａ．在机床控制面板增加一个１ＯＫ的滑示功能，ＴＵＮＥ为自学习模式，是变频器自动测定动变阻器，作为主轴倍率开关，为主轴变并自动进行参数设定的频模块提供转速信号，在使用中可通过旋电机所需的参数，动该开关，通过系统处理后可产生Ｏ — ＩＯＶ功能。通常情况下，自学习模式设定的参数的给定模拟电压，实现机床主轴的无级调并不能完全适用，在电机 ห้องสมุดไป่ตู้ 际运转时，可速。能会出现报警或其它异常情况，此时需要手动修改一些参数。变频器调试成功后，要进行实际加工试切，考验其稳定性、启篙。动停止的功率、制动时间等相关的技术指标。

浅谈变频器在数控机床中的使用

浅谈变频器在数控机床中的使用摘要在数控机床上，变频器主要用于交流电动机的控制，它不但起了节能和调速的作用，而且它的软启动能够保护附属电气设备，避免直接启动给机械设备造成冲击，从而引起机械故障。

因此变频器是理想的调速和控制装置。

本文就变频器在数控机床上的应用及它在使用和维护中常见的问题进行阐述。

关键词变频器数控机床调速节能维护中图分类号：tg659 文献标识码：a1 关于变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率可以改变的交流电的电能控制装置。

作为能够改变输出频率的设备，变频器其主电路由整流器件、直流部分和逆变器件（igbt）三部分组成。

基本结构示意图如图1：整流器件作为变频器与三相交流电相连的部分，把三相交流电变成直流电。

直流部分是变频器的信号控制部分。

直流电部分取出所需的电压，带动驱动电路、检测电路和cpu控制器。

驱动电路用来实现逆变器件的驱动，检测电路用来实现对温度、电流和电压的检测，cpu控制器实现判断和控制功能。

而逆变器将直流电变换为所要求频率的交流电。

通过逆变器的驱动电路实现对逆变器的驱动，从变频器输出的电就变成了电压为380v，频率可调的交流电，从而驱动电机完成预想的控制工作。

2 变频器在数控机床上的应用数控机床要求主轴调速范围宽，能实现无级调速，在主轴正、反向转动时可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短，要求恒功率范围宽。

变频器可以通过改变输出交流电的频率，达到对交流电机进行速度调节的目的。

机床采用变频器控制，启动时随著电机的加速相应提高频率和电压，起动电流一般被限制在150%额定电流以下。

而采用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流的6至7倍，将对电网及负载造成很大的冲击，影响了周边电器的工作，增加了机械传动部件的磨损，降低了设备的寿命。

另外电机的转矩会随速度降低而减小，使用变频器控制电机后，将改善电机低速时转矩不足的状况，在额定频率下变频器能进行恒转矩调速。

变频器在实际生产中的应用

变频器在实际生产中的应用摘要：变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。

本文针对数控机床和普通机床改造中对主轴传动变频调速系统的应用需求，提出了采用罗克韦尔自动化的PowerFlex4型通用低压变频器的解决和实现方案。

关键词：变频器；实际生产；应用第一章变频器工作原理（一）概述变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。

电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。

它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

1.整流器最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。

也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。

2.平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。

为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。

装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。

3.逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。

以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。

（1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。

（2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。

（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。

它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。

变频器在机床加工中的应用

变频器在机床加工中的应用随着科技的不断发展，变频器作为一种节能调速设备，在机床加工领域中得到了广泛的应用和推广。

它通过改变电动机输入电源的频率和电压，实现对电机的调速，从而使机床达到更高的加工效率和精度。

本文将重点探讨变频器在机床加工中的应用，并简要介绍其优势和发展趋势。

一、变频器在机床加工中的优势1. 节能环保：传统的机床通常采用恒速电机，无法根据具体工况调整转速，造成能源的浪费。

而变频器具有调速功能，可根据加工需求灵活调整转速，有效降低能源消耗，减少对环境的污染。

2. 提高加工精度：变频器调速范围广，可以实现机床的高、低速自动切换，避免了因速度不匹配而导致的工件质量问题。

同时，变频器还能调整电机的加减速曲线，使得机床运行更加平稳，提高加工精度。

3. 延长机床寿命：传统机床在启动时会产生较大的电流冲击，对机械部件造成额外的压力，导致寿命缩短。

而变频器启动时可以实现平滑启动，减少冲击，有效降低了机床的故障率，延长其使用寿命。

4. 提高加工效率：变频器调速快速准确，能够根据不同的工件要求实现即时调整，提高了机床的加工效率。

在复杂的加工任务中，变频器能够帮助机床实现自动化生产，提高生产率和效益。

二、变频器在机床加工中的应用案例1. CNC车床：CNC车床是一种广泛应用变频器的机床。

由于车床在加工过程中需要不同速度的转动，传统的恒速驱动方式无法满足要求。

而变频器可以实现对电机转速的精确控制，使车刀在加工过程中达到最佳速度，提高了加工效率和加工质量。

2. 立铣加工中心：立铣加工中心是一种多功能机床，通过变频器可以实现主轴的高速精确调整，适应不同工件的加工需求。

变频器还可以配合伺服控制系统实现高速切削和加工精度的提升，广泛应用于模具制造和零部件加工等领域。

3. 钻床和磨床：钻床和磨床是常见的机床类型，通过变频器可以实现对主轴速度的调整，满足不同加工需求。

同时，变频器还可以通过设置合适的参数，实现钻削和磨削过程中的自动化控制，提高加工效率和加工精度。

普通车床数控化改造

4．螺纹编码器的安装方案
螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。数控车床加工螺纹时，需要配置主轴脉冲发生器，作为车床主轴位置信号的反馈元件，它与车床主轴同步转动。
1、同轴安装同轴安装是指将编码器直接安装在主
轴后端，与主轴同轴，这种方式结构简单，但它堵住了主轴的通孔。 2、异轴安装
异轴安装是指将编码器安装在床头箱
二、总体方案的确定
总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。
（1）普通车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。
（2）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等；还要选择电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。（3）为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。
（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜板上方安装四工位立式电动刀架。（5）拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将滑动丝杆靠刻度盘一段锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。（6）将横向进给伺服电机通过法兰座安装到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的轴头相联。（7）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆），更换丝杆的右支承。
2．安装电动卡盘
为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用电动卡盘，选用呼和浩特机床附件总厂生产的 KD11250型电动三爪自定心卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。

普通机床的数控改造研究

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第】【第６期总５期
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２００２年２月
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ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ＾ＤＤＥＶＥＬＭＥＮＴＯＰ
可以不用或少用工装．尤其对于复杂零件可不用靠模或成
般也不需要改造；如果自动化程度要求较高、经常要求变
速并且要求变速特性较好的场合，可用交流异步电动机的变频系统，增加一个变频器，实现主轴的自动无级变速。 ②机槭部分的数控化改造。主传动的改造主要是主轴支承或工作台导轨的改造普通机床的主轴支承多为滚动轴承或滑动轴承，为了提高系载能力，大主轴转速．增可选用静压轴承替换原轴承。为了提高工作台的承载能力和精度，消除低速爬行现象，可将传统的动压导轨改为先进的恒流静压导
术、电子技术、自动检测技术等先进技术．适宜加工小徽最
批量、高精度、形状复杂、生产周期短的零件。当其变更加上对象时．只需变换零件加工程序．无需对机床进行复杂调
整，能够很好满足产品频繁变化的要求
由于数控机床制造技术要求高，制造成本大等因索，数控机床不可能全面替代现有的普通机床．特别是在我国中
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海浦蒙特HD30矢量变频器在数控机床上的应用

海浦蒙特HD30矢量变频器在数控机床上的应用1 引言随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。

主轴是数控机床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量有着重要的作用。

采用变频器构造的主轴驱动系统可以实现无极调速，并具有调速范围广，结构简单，节约成本等优势，在机床上使用非常普遍。

海浦蒙特HD30系列变频器以其优越的性能和高可靠性，在数控机床的应用方面取得了优异的效果。

2 数控机床主轴驱动的技术要求数控机床主轴驱动是数控机床的重要组成部分，对于驱动系统具有以下技术要求：可以实现快速加减速：通常数控机床的加减速时间要求比较短，一般在1~2s左右，因此对变频器的动态性能要求较高。

需要在低速时具有强大过载能力：要求变频器具有可靠的过载保护功能。

在低速时能够提供足够的转矩输出：根据数控机床的工作特点，一般要求主轴驱动系统在1~2Hz可以输出150%额定转矩。

稳速精度高：对于高速旋转的主轴电机，速度波动过大将会影响工件的加工质量，因此对于驱动系统的速度稳定性要求很高。

接口方便：一般数控机床控制运行命令来自端子给定，频率给定指令来自模拟量，因此要求变频器有匹配的端子和模拟量接口。

3 HD30矢量控制变频器简介HD30系列矢量控制通用变频器是深圳市海浦蒙特科技有限公司研制的新一代矢量控制变频器，具有低速转矩能力强，控制精度高，超静音运行控制。

内置过程PID、可编程模拟量曲线、16段多段速运行，逻辑可编程输入输出端子，多频率给定通道设计等特色功能，把通用需求和行业用户的个性化需求有机地结合起来，提供了高集成的一体化解决方案。

同时具有很强的电网和环境适应能力，可靠性高，操作简单方便。

4 HD30矢量变频器特点HD30系列变频器根据数控机床主轴驱动系统的技术需求，具有众多针对性优点：1．具有可靠地过载保护能力，可以可靠输出150%以上额定输出电流超过2分钟；2．0.5Hz时起动转矩能够达到180%以上，满足机床主轴驱动低速大转矩的需求；3．至少两路标准的模拟量输入接口（AI1电压0~10V，AI2电压/电流可选-10V~+10V/0~20mA DC），能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；4．采用最新算法，使模拟量输入具有高线性度和高精确度；5．输出端子逻辑可编程。

浅谈变频器在数控磨床上的应用

进行参数设定，见表１。
在长时间的使用过程中，直径会逐渐变小，进而会使磨削的线速度降低。针对这一现象，可以运用变
随着砂轮的直径变小，通过提升变频器输出频率调
其中关于电动机的相关参数必须如实、正确地参照电动机铭牌来填写。而参数Ｐ１１２０与Ｐ１０２１则
在西门子４４０系列变频器中，端子Ｒ、Ｓ、Ｔ为电源给定端子；端子Ｕ、Ｖ、Ｗ则直接连接电动机，作为输出端；端子５、６、７、８以及１６、ｌ７均为数字量输入端子。在实际应用中，通过对变频器进行相应的参数设定后，由外部电路控制各个端子的输入状态，来实现变频器不同频率的输出。
程序执行跳转至ＭＡＲＫ２，Ｍ６１控制变频器输出，砂
轮转速为砂轮速度２；若Ｒ４＜６８０，程序顺序执行。
ＩＦＲ４＞＝６４０ＧＯＴＯＦＭＡＲＫ３
设定值３
１（缺省值为０）０
注释用户访问级（专家级别）
（Ｔ）３（Ａ聃ｌ斗）４（ＡⅡ ）
般采用多电动机拖动，主轴和各进给系统分别由各自的电动机来拖动。由于机床的加工范围不同，因此要求机床具有不同的运动速度，并且机床的主轴也应能进行调速以适应不同规格、不同材质的工件加工。由于数控磨床的精度要求较高，时至今日数控磨床的进给轴大多仍然采用数控模块配备伺服电动机驱动，通过ＮＣ程序来进行调速及控制。然而对于相对精度要求不是特别高的砂轮主轴系统和头架

利用变频器代替伺服驱动模块控制主轴电动机

代码ｏｏ名称频率设定设定值Ｏ备注键操作
号来控制输出频率，实现了测量
运行及转笼准停时两个不同的转速，同时启停信号由ＰＬＣ控制，提高自动化程度。通过改用变频器控制，达到了机床原先的工作
变频器驱动，即使在低转速（低频）运行下也能平稳输出１００％的转矩，以满足转笼准停到位的需
要。此主轴的转速由两个ＰＬＣ信
经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功
率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。（３）变频器参数设置，如附表所示。变频器参数设置表
外部延时使主轴减速实现定位停车，如图ｌ所示。
气传动领域的渗透，变频器已经广泛应用于交流电动机的速度控制。其最主要的特点是控制电路
结构简单、成本较低且机械特性
也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，具有高效率的驱动
ＦＷＤ为变频器的正转信号端子，Ｘ１为变频器速度１信号端子，Ｘ２为变频器速度２信号端子，ＣＯＭ为公共端子。启动时，由ＰＬＣ发出正转信
号和速度１信号来驱动中间继电器，中间继电器的常开触点接入变频器
性能及良好的控制特性。
动机减速至准停后，Ｙ３输出信号给ＰＬＣ确认主轴到达准停位置，机床进

变频器在经济型数控机床上的应用

变频器在经济型数控机床上的应用前言近年来，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。

目前机床行业的消费主流是数控机床。

从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。

二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。

下面我们以机床拖动方面采用变频调速来说说变频器在该行业的应用情况：一原机床的主轴传动特点：一般情况下机床的拖动系统是由电机带动齿轮箱来传动和调速的。

它具有以下特点：1. 原系统概况A 负载—恒功率性质齿轮箱变速时，转矩的变化与转速的变化成反比。

若不计齿轮箱的损耗，则在全功率范围内，都具有恒功率的特点。

1）转速档次调速箱有8档转速：75、120、200、300、800、1200、1500，2000r/min。

2）电动机的主要额定参数额定容量：3.7kw额定转速：1440r/min负载特性：恒功率3) 控制方式由手柄组合的8个位置来控制四个离合器的分与合，得到齿轮的8种组合，从而得到8档转速。

B．低速时的过载能力强低速时，拖动系统经齿轮箱降速后的额定转矩将远大于负载的最大工作转矩，有很强的过载能力。

二应用变频器调速时的基本考虑：1、变频调速的调节范围很广，一般通用型变频器都可以实现0—400HZ范围内无级调速。

2 考虑到机床要求具有较硬的机械特性。

符合变频器+ 普通电机（或变频电机）传动具有机械特性硬的特点。

一般在低频下都可以提供150%负载转矩的能力3、考虑到机床需要在低速时具有强大过载能力。

变频器可以提供150%的过载保护（6 0S），能够满足设备的要求。

4、使用变频调速后，可以简化齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动机构，自动化程度高，操作简单，维修方便。

5 变频器具有电压（DC0—5V，DC0—10V），电流模拟输入接口，可以与数控系统的控制信号很好的匹配。

三惠丰变频器在该行业的具体应用情况。

变频器在工业中的应用

变频器在工业中的应用在工业和民用上都有很多的电机拖动系统,例如：风扇、水泵、机床、卷绕机、电梯、传送带、起重机、卷扬机、注塑机等;这些负载有的偏重要求电机转速、有的要求转矩、有的要求功率,变频器能够在满足这些要求的同时,还能改善拖动系统的性能,这就是变频器能够在市场上广泛应用的原因;变频器的原始功能是将频率、电压都固定的交流电变换成频率、电压都连续可调的三相交流电源;在电机上的应用就是通过改变电源频率而改变电机速度,因为电机的速度公式是：其中,n是转速,f是频率；在拖动系统中,变频调速有以下优点：1，节能；节能是变频器应用最典型的例子,诸如风机、泵类、卷扬机等负载;空调用送风机、压缩机2，省力化、自动化及提高生产效率；传送带的防止跌落,闭环控制自动调整风压等,相对于直流调速、齿轮箱更有明显的优势;3，提高质量；电梯的平滑启动,卷绕机的斜线缠绕及张力控制等;中国变频器市场分析变频器自20世纪60年代问世,到20世纪80年代在主要工业化国家已广泛使用;20世纪90年代以来,随着人们节能环保意识的加强,变频器的应用越来越普及,广泛应用于国民经济的各行各业和人民的日常生活中,变频器产品也从以大功率双极晶体管GTR 为主的时代发展为以绝缘栅晶体管IGBT为主的时代;国际知名的“ARC机构”研究统计1998年世界交流电动机实施调速控制的传动产品的销售额为亿美元,其中北美占21％,日本占27％,日本之外的亚洲占12％,欧洲、中东及非洲占39％,拉丁美洲占1％;1999年,国际大功率交流调速装置的销售额为24亿美元;目前,我国电机的总装机容量已达4亿kW,年耗电量占全国用电量的近60％,但我国电机驱动系统的能源利用率却非常低,基本上要比国外平均水平低20％,70％的电机只相当于国际20世纪50年代的技术水平,电机驱动系统能效比国外低20％左右,节能潜力巨大;市场现状：相对于工业化国家来说,我国变频器行业起步比较晚,到20世纪90年代初,国内企业才开始认识变频器的作用,并开始尝试使用,国外的变频器产品正式涌进中国的市场;最先进入中国变频器市场的是日本厂家,1986年我国传统电机厂开始引进日本的变频设计和制造技术,1988,较;此时进入国内的变频器多为以大功率晶体管为逆变元件的产品,属于变频器的第二代产品;随后进入中国的有日本的其他厂家以及其他国家的一些厂家,如日本的富士、日立,德国的西门子、德国的伦茨Lenze、法国的施耐德,芬兰的ABB,丹麦的丹佛斯,日本的安川,明电舍、春日等等;近3-4年内又有英国的欧陆、CT;德国的科比KEB;芬兰的威肯Vacon;日本的松下、欧姆龙;美国的A-B、通用GE和摩托托尼;韩国的三星、LG;意大利的安塞尔多ANSALDO和西威SIEI;南京康泰公司代理的安萨尔多SVTL等国外变频器大量进入中国市场;这些国外品牌厂家也在千方百计地寻求本地化生产,扩大其销售,先后西门子在天津、富士在江苏的无锡、三肯在江苏的江阴设厂、ABB在北京、东芝在辽宁的辽阳、安川在上海、艾默生在广东的深圳、施耐德在苏州、三菱在大连、等公司独资或合资已在中国建厂生产部分系列品牌变频器;随着国内企业对变频器认识的深入和大量外国产品的入境,我国变频器市场得以快速启动;20世纪80年代中期,我国变频器年销售量仅为数千万元,几乎都是国外品牌,经过十余年的推广和使用,变频器已得到广大企业用户的认可,20世纪90年代,变频器才得以大规模进人中国,在空调、电梯、冶金、机械、电子、石化、造纸、纺织等行业有十分广阔的应用空间;据北京康斯公司1999年的调查结果,1998年我国变频器销售量达到亿元,年增长率为15％左右;业内人士估计2001年我国电机系统变频器行业产值约有40亿元;2002年将超过50亿元;而“ARC机构”预测中国交流调速装置的市场为10亿美元,其中,中、大功率产品的市场为2亿美元,并预测将以每年15％~20％年增长率发展;我国变频器总的潜在市场应为1200~1800亿元,其中常压变频器约占市场份额的60％左右,中、高压变频器需求数量相对比较少,但由于单台变频器功率大、售价高,应占市场的40%左右;变频器作为一种新兴的高技术产品,从一开始国外品牌就占据了绝大部分市场,就在国外变频器产品占据我国变频器市场的同时,国内变频器的研制和生产也在艰难中向前发展;到96年,我国的变频器生产厂家已超过50家;1996年底到97年初,国家四部委对全国所有的变频器生产厂家进行调研,最后推荐了29个厂家生产的33种规格的变频器引进国外2家,北京5家,江苏7家,山东3家,天津2家,及江西、广东、江苏的耐特、康豪、山东的惠丰、陕西西普、成都佳灵、北京比莱恩等;近几年,上述的一些厂家有的发展了,有的转产了;与此同时,也出现了一些较具规模的变频器生产厂家,如深圳的华为,成都佳灵,烟台的惠丰;近几年国内企业在产品开发方面有了一定的起色,但还没能真正改变国外品牌占支配地位的格局;目前国内变频器市场销售大约为每年500-800万kW,90％的市场份额由美日欧厂商的产品所占领,国产变频器占很小的市场份额;产品主要来自日本的厂家如三菱、富士、东芝、安川、日立和松下等,欧洲的西门子、ABB、施耐德等也占据了较大的市场份额;活跃在我国变频器的品牌大约有90多个其中国产品牌占到70％左右;中国巨大的变频器市场成为跨国公司抢攻的重点;日本公司进入中国早,对中国市场做过深入仔细的调查和研究,有针对性地推出适合我国国情的产品,目前市场占有率最高,达40％以上;欧美公司进来晚,但产品档次高、容量大,价格也昂贵,占市场份额30％左右;还有10％的市场份额被台湾产品占领;较早的品牌有普传、台达、新近发展起来的有三基、东元、利佳、台安、宁茂等品牌,其中普传在中国多座城市建合资厂,山基也在福建建厂、台湾的东元在无锡建厂、宁茂在福建建厂;知道变频器的人都知道普传变频器,从93年开始进入中国大陆就到处建厂,后来经营不善,效益不佳,普传对国产品牌最大的贡献是培养了一批变频器业界的人才,他们又各自创办了多家变频器生产厂家,这个功劳不可以被忽视,至少算一个编外“培训师”;另外,香港还有腾龙变频器;真正国内的品牌市场占有率较低,由于生产厂家众多,总的市场份额应在20％左右,主要集中在低端变频器,产品档次低,除上面提到的人才建厂外,还有一批“海归派”人士建了一些变频器生产厂;农民企业家也不可小视,多年来在全国各地建起了多家变频器生产厂;全国目前有80-90家从事生产变频器包括国外品牌在国内建厂,主要厂家集中在东部沿海地区,但大多数国内厂家没有形成气候;成都佳灵,山东的惠丰,是国产品牌生产较早出来闯荡的90年代初,而且坚持到现在,并取得一定发展为数不多的几家公司,目前国内品牌比较活跃的有成都希望公司的森兰、北京的先行、北京的东方凯奇、北京利德华福、北京天宠、北京的时代,深圳的康沃、安邦信等,另外,广东还有爱德利、烁普、中大博立、阿尔法、英威特、星河、班泰科Bantek、岗蓝、港蓝、日业、盾牌、科姆龙、正弦、依托、九德松益、贺圣达等牌;上海有东达、神源、格立特、海光、亚泰和科祺等牌;南京有熊猫;浙江有海利、台州有富凌;山东有维坊的塞普,曲府有鲁都,青岛有吉纳和鲁西地区有风光牌;黑龙江有日锋,北京有清华同方、Newimage景新、时运捷、宇通、合康亿盛、中河盛达包括海南省都有生产厂家等等都是近几年出现的新的品牌变频器;但从产品容量来看,220kw以上的变频器基本还是由西门子、A-B、GE通用、罗宾康和ABB等所垄断;而中小容量的变频器50％为日本产品占领,如富士、安川、三肯、日立、东芝、三菱和松下等所垄断,国产品牌大多集中在75kW以下,但许多企业具称都可以生产到280kW的变频器,甚至有个别厂商宣称可以生产低压530kW功率等级的变频器;这里需要提一下的是北京利德华福、北京天宠、成都的森兰、佳灵、北京的东方凯奇、北京的先行、合康亿盛、上海科祺等品牌企业除成都的森兰外,正在研制都是以生产6-10kV高压变频器为主;变频器发展概况交流传动与控制技术是目前发胀最为迅速的技术之一;这与电力电子器件制造技术、变流技术、控制技术、微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关的;一．通用变频器的发展过程上世纪80年代初通用变频器问世,经历了5代：180年代初的模拟式通用变频器,280年代中期数字式通用变频器,390年代初的智能型通用变频器,490年代中期的多功能通用变频器,521世纪集中型通用变频器;1．通用变频器的应用范围不断扩大A.向不需调整便能得到最佳运行的多功能于高性能型变频器发展B.向通过简单控制就能运行的小型及操作方便的变频器发展C.向大容量、高启动转矩既具有环境保护功能的变频器发展2．通用变频器使用的功率器件不断更新换代GTO,GTR,IGBT,IGCT,IPMIPM饱含了IGBT芯片及外围的驱动和保护电路,甚至还有的集成了光藕3．控制方式不断发展第一阶段：基本磁通轨迹的电压空间矢量控制第二阶段：矢量控制,也称磁场定向控制第三阶段：直接转矩控制理论4．PWM控制技术进一步发展;二．变频器技术的发展展望1．主控一体化2．小型化像发热挑战3．低电磁噪音化EMC4．专用化电源再生、起重专用、纺织专用、恒压供水等5．系统化6．在数字控制技术和接口技术方面。

应用于机床中的变频器常见故障的检查与处理方法

图１用变频器控制的电机工作原理图
２常见故障一：电机保持不转
当给出电机启动信号时，电机保持不转，这种情况可能有多种原因造成，以分析的时候要有条不紊地所
（１图所示即为此类情况）当Ｐ９设置为３时，外；７为
机分别测量各绕组首端与星形中心点之间的电阻，对
三角形接法的电机分别测量其中两相绕组。如果电机
内部绕组有接地或短路故障，就表现为欠相。修复好电机的故障或直接更换一个好的电机接到变频器上，
控制方法，因此，以控制频率为目的的变频器，作为是电机调速系统的优选设备。在机床上，常都使用通交一直一交电压型变频器来控制电机的运行及调速。下面仅以三菱公司Ａ０７０系列变频器为例，介来
电机报警
设置为１，Ｐ时为Ｕ操作模式，即从ＰＵ直接设定或通
过变频器的操作面板来调节输入模拟电压的大小；当Ｐ９设置为２时，７为外部操作模式，即通过外部电位器或数控机床的操作面板来调节输人模拟电压的大小
部／Ｕ组合操作模式，Ｐ即启动信号通过外部按钮来输
入，而运行频率从ＰＵ直接设定或通过变频器的操作面板来调节。如果其设置不正确，无法采集到来自外

变频调速技术在机械设备中的应用研究

变频调速技术在机械设备中的应用研究一、引言机械设备在现代生产中起着重要的作用，而变频调速技术作为一种先进的控制技术，能够提高机械设备的运行效率和性能。

本文将探讨变频调速技术在机械设备中的应用研究。

二、变频调速技术的概述变频调速技术使用变频器控制电机的转速，实现对机械设备的精确调节。

相较于传统的机械调速方式，变频调速技术具有调节范围广、反应速度快以及能耗低等优点。

这使得变频调速技术在工业生产中得到广泛应用。

三、变频调速技术在机械设备中的应用案例1. 转矩控制在旋转设备中，变频调速技术可以通过改变电机转速来实现对转矩的控制。

例如，在输送带机械上，变频调速技术可以根据物料的重量和运输距离来控制输送带的转速，以确保物料平稳传送。

这种转矩控制应用案例在物流行业中有着广泛的应用。

2. 节能减排传统的机械设备在运行时通常以额定功率工作，因此在低负载时会浪费大量能量。

而变频调速技术可以根据实际负载情况调节电机的转速，从而实现节能减排的目的。

例如，在大型离心风机中，通过变频调速技术可以根据空气需求量自动调节叶片的转速，降低了能耗和噪音，并有效减少了二氧化碳排放。

3. 运动控制变频调速技术还可用于机械设备的运动控制。

例如，自动化生产线上的机械手臂通常需要快速、准确地移动物料。

通过变频调速技术，可以根据需要调节电机的转速和扭矩，从而实现机械手臂的精确控制。

这种运动控制应用案例在制造业中发挥着重要作用。

四、变频调速技术面临的挑战和发展趋势尽管变频调速技术在机械设备中的应用已取得显著成果，但仍然面临一些挑战。

首先，变频器本身的稳定性和可靠性需要进一步提高，以确保长时间、高负荷的工作环境中的安全和稳定性。

其次，变频调速技术的成本较高，限制了它在一些领域的应用。

因此，未来的发展趋势应该聚焦于提高技术稳定性、减少成本以及适应更复杂的工作环境。

五、结论变频调速技术作为一种先进的控制技术，在机械设备中的应用研究具有重要意义。

通过转矩控制、节能减排和运动控制等应用案例的研究，我们可以看到变频调速技术在提高机械设备性能和效率方面的巨大潜力。

冲床的变频调速效果分析

冲床的变频调速效果分析一、概述本人所在工厂有生产金属冲压制品，主要设备冲床的改造会影响很大的效益。

本文针对中型冲压机变频化改造进行分析。

中型冲压机床常用控制方式，基于单片机系统以液压电磁比例调节阀作主控元件。

电机开启带动油泵通过调节阀向主缸供油，主缸压力传感器反馈回单片机，根据反馈信号调节液压电磁比例调节阀的开度，以满足生产工艺的要求。

如图1二、改造方法1、拆掉电磁调速电机、调速控制器及Y-△转换交流接触器，热继电器和一些相关控制电路。

2、装上变频器和交流变频电机，另加160A自动断路器，控制变频器三相电源，原三相200V交流电源要改为380V。

主电源经自动断路器、原正转接触器KMR的主触点，接入变频器的输入端；变频器的输出端U、V、W端直接引到主电机上。

KMR接触器线圈接入电源开关控制回路中。

3、主电机散热风扇需要工频电源独立控制，利用原来的反转控制交流接触器KMF加热继电器FR，引至风机电机。

热继电器的整定值为散热风扇额定电流的95%~105%。

4、变频器异常报警FA、FB端串接在散热风机的控制电路中，原启动按钮SB1，停止按钮SB2，控制散热风机的启动和停止。

5、FC接异常指示报警灯。

6、KA、KB变频器频率到达时，该接点闭合，可串接在冲床的运转操作回路中，保证电机在启动完成后，冲床才能工作。

7、SA1为原正反转选择开关，接在DCM、REN之间，执行F/R切换功能，当SA1断开时为正转，闭合时为反转。

8、利用KMF的一个常开触点接至DCM、FOR之间，控制变频器的RUN和STOP，闭合时运转，断开时为停止。

9、利用原励磁调速控制电位器，作为变频器频率设定信号（模拟量），调节交流变频电机速度。

10、原转速表接至变频器的AM、ACM多功能输出端，显示变频器的输出频率。

11、HLPA3743B型变频器应用在冲床上需要外接制动单元B9054、和一个16欧姆9600W的制动电阻。

连接导线要选择截面积足够大的耐热双绞线。

变频器在铣床改造中的应用

变频器在铣床改造中的应用石满船;曾新亮【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】2页(P63-64)【作者】石满船;曾新亮【作者单位】青海一机数控机床有限责任公司,西宁,810018;青海一机数控机床有限责任公司,西宁,810018【正文语种】中文我厂生产的X5025系列立式升降台铣床，主要用于一般机械加工，具有操纵灵活、轻便等特点，可用端铣刀、片铣刀、角度铣刀和各种专用铣刀切削加工钢铁材料和非铁材料的各种零件的平面、阶梯面和沟槽以及钻、镗加工。

但由于其主轴部分有12个挡位，都采用手动挂挡，其机械传动结构复杂、齿轮挂挡烦琐，因此主轴部分故障率较高，给该机床的高效使用带来一定的局限性。

针对该传动结构的缺陷，笔者提出了主轴变速采用变频器控制的方案，对该机床的主轴部分进行电器改进，现从改造方案提出、电器原理设计、现场调试等方面进行叙述，供读者参考借鉴，可能有不周之处，请读者不吝赐教。

1.改造方案提出X5025系立式升降台铣床主轴传动改造前为齿轮挂挡变速，结构相当复杂，难免产生因故障而产生一定的废次品。

目前变频器的使用在各个行业已经很普及了，主要原因是其性能越来越优越，而且理论上异步电动机和变频器结合调速系统可以得到宽的调速范围，基本满足机床主轴调速范围。

在此背景下，我们对X5025系列机床的主轴传动提出了异步电动机与变频器相结合的主轴变频调速改造方案。

因主轴部分采用变频控制，可减少大量齿轮，实现无级调速，降低生产成本，同时为实现该机床主轴低速大转矩和高速大功率的要求，主轴在机械上可设计成两挡齿轮变速，齿轮传动比分别为：低挡1∶3，高挡1∶1，以满足不同的要求。

2.电器原理设计（1）变频器连接设计我们使用艾默生网络能源有限公司的EV1000系列通用变频器，该变频器采用独特的控制方式实现高转矩、高精度、宽调速范围，能满足通用变频器高性能化的需求；具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘的能力。