变频器在机床中的应用

    机床的调速以前多采用带轮、齿轮、离合器等机械式变速器实现，虽然在工程实际中大量应用，但存在变化不易、只能有挡变速、故障率高、维护困难等缺点。为了大幅度简化机械式变速器的结构，实现无级调速，后来多采用直流电动机进行电气传动。但直流电动机有其固有的缺点，换向器和电刷是它的主要薄弱环节，它使直流电动机的单机容量、过载能力、最高电压和最高转速等重要技术指标受到限制，也给直流电动机的制造和维护带来了不少麻烦，这些缺点在很大程度上限制了直流电动机的应用。交流变频调速传动中的笼形异步电动机结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便、转动惯量小、动态性能好，其单机容量、电压等级和最高转速等技术指标均优于直流电动机。目前，高性能的交流变频调速系统已完全可以和直流调速系统相媲美，而且可以在直流电动机无法应用的场合使用。表3-8为各类典型机床所需求的大致规格和使用变频器的种类。    表3-8    各类典型机床的概略要求规格
    变频器在机床上的应用具体见表3-9。    表3-9    变频器在机床上的应用
    近年来，交流变频调速传动的发展日新月异，它的优异的调速性能已能取代传统的直流调速系统。而且，随着电子元件的发展，变频器的价格不断降低，性价比不断上升，也给它的应用提供了日益广阔的市场。在各类机床中采用变频器改造原调速系统，可带来以下好处。    ①简化控制路线。变频器的使用极为方便，可通过其外的少数几个控制端子进行全范围控制。变频器内部有完善的保护措施，无须在其外围线路设计各种保护电路。由于变频器的正反向运行是通过控制端子来改变逆变器的输出相位来实现的，因此可比原直流调速系统少两个大型直流接触器。采用具有无速度传感器的矢量控制变频器后，还可以去掉用作转速反馈的设定传感器．使控制线路大为简化。    ②可以采用标准笼形异步电动机。采用笼形异步电动机可以充分发挥它坚固耐用、结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的优势，避免直流电动机定期更换、维护电刷和换向器的麻烦。    ③调式方便。变频器的各种运行参数调试通过智能化键盘和显示器来完成，设置方便．更改灵活，调试时间短。传统的直流调速系统调试涉及到触发脉冲相位调整、放大版PI整定、转速负反馈调试等多项参数的综合调试，调试难度大，时间长，且不易达到最优控制。