山肯MF - 15K变频器在磨床上的应用

    一、改造前的磨床主轴调速系统

    轴承制造的磨床主轴电机转速很高，需要的电源频率为200 Hz、400 Hz，甚至更高。以前主轴电机的电源由中频发电机组供给，该机组体积大、效率低、耗电多、噪声大。另外，中频发电机组的输出易受电网电压的影响，使轴承的加工精度降低。变频器的应用，使这些问题得到了很好的解决。把变频器用于高速磨床主轴电机的调速，取代原中频发电机组。

    二、调速系统的改造

   (1)变频器的选型

    选用日本山肯MF -15K型变频器，调频范围为0～400 Hz，电压调节范围为0～380V，额定电流为30A，可满足磨床主轴电机的控制要求。

   (2)系统改造接线

    原磨床主轴电机调速系统如图13-4所示。

    图13-4    原磨床主轴电机调速系统

    用变频器代替磨床中频发电机组，只需在磨床的控制台上安装好变频器，按图13-5接线即可，其他控制电器保持不变。

    图13-5    用变频器改造后的主轴电机调速系统

   (3)调试及运行

    磨床主轴电机的结构和电气特性比较特殊，它的惯性小，低频阻抗小，低频工作时电流大。因此，不宜让变频器长时间工作在低频状态。调试时加速时间不要设定太长，不宜在0～180 Hz区间长时间运行。此外，在运行中不要频繁地启动、制动。

    现将变频器与发电机组运行的实测数据作比较，如表13-2所示。

    表13-2    实测数据

    三、改造效果

    ①节电使用变频器可节电56%，因原中频发电机组效率低，变频器本身的效率在95%以上。

    ②降低噪声经实测，噪声由原来的90 dB降到30 dB以下，大大改善了工作环境。

    ③提高产品质量变频器的输出受电网电压波动影响小，故加工轴承的表面粗糙度稳定。

    ④节省维修费用根据原中频发电机组维修资料表明，仅更换轴承及大修费用每年每台节省500元。而变频器的可靠性很高，平均无故障运行时间可达10年以上。

    ⑤节省空间变频器体积小，可在墙上或在支架上安装，不必占用地面面积。

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