前言

　　我公司2006年初購(gòu)進(jìn)一臺(tái)原蘇聯(lián)生產(chǎn)的T6160鏜床，在多次轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中致使電氣元件及部件大量丟失或損壞吐梗，其中發(fā)電機(jī)組突仆、交磁擴(kuò)大機(jī)組、電氣控制柜桐赠、按鈕站穆垦、直流電動(dòng)機(jī)等均丟失或損壞，根據(jù)上述設(shè)備現(xiàn)有狀況涌粱，提出三種電氣改造方案如下：

　　a．采用直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)辱郑，用V5系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，經(jīng)預(yù)算改造費(fèi)用為6．5～7萬(wàn)元侵选；

　　b．采用PLC一變頻器控制系統(tǒng)糟糊，用PLC做中央數(shù)據(jù)處理，用普通變頻器做調(diào)速盐儿，經(jīng)預(yù)算改造費(fèi)用為4—4．5萬(wàn)元讳臣；

　　c．采用性能先進(jìn)的變頻器一繼電器控制系統(tǒng)，用變頻器做中央數(shù)據(jù)處理及調(diào)速稠鼻，用繼電器做控制執(zhí)行元件冈止，經(jīng)預(yù)算改造費(fèi)用為2．5—2．8萬(wàn)元。

　　T6160鏜床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求是：調(diào)速范圍寬（100：1）候齿；速度控制精度高（在整個(gè)調(diào)速范圍熙暴，起制動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程要求運(yùn)行穩(wěn)定）；定位準(zhǔn)確（當(dāng)快速進(jìn)給后定位時(shí)間短毛肋、定位行程快怨咪，從而可提高加工效率）。

　　針對(duì)上述特點(diǎn)，比較三種方案诗眨，考慮到現(xiàn)有維修電工的實(shí)際能力唉匾，我們選擇了方案三，用性能先進(jìn)的西門子MicroMaster440變頻器驅(qū)動(dòng)一般異步電動(dòng)機(jī)匠楚，對(duì)T6160鏜床的原直流伺服系統(tǒng)實(shí)施改造巍膘，實(shí)現(xiàn)鏜床的主軸箱上下移動(dòng)、鏜桿進(jìn)出芋簿、工作臺(tái)前后左右及上工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)交流變頻無(wú)級(jí)調(diào)速修鲤。

　　1 交流變頻器無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　1．1 西門子MicroMaster440變頻器（7．5 kW）是多功能全數(shù)字式性能先進(jìn)變頻器，它主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)處理及調(diào)速扎瞧，它和交流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)乓记、調(diào)速電位器（航空精調(diào)電位器）、制動(dòng)電阻等一起構(gòu)成典型的開環(huán)無(wú)極調(diào)速控11制系統(tǒng)草颤。

　　1．2 由于原T6160鏜床由三臺(tái)4．2 kW 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)锌筝，分別驅(qū)動(dòng)主軸箱上下移動(dòng)、鏜桿進(jìn)出捏表、工作臺(tái)前后法铝、左右及上工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。根據(jù)T6160鏜床的工作特點(diǎn)镊迟，三臺(tái)電機(jī)只允許一臺(tái)工作级案，故本臺(tái)T6160鏜床選用臺(tái)變頻器即可滿足工作。為彌補(bǔ)低速運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和低速運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)功率減小箭溜，通過(guò)計(jì)算將三臺(tái)4．2 kW 直流電機(jī)更換為7．5 kW 交流異步電動(dòng)機(jī)（Y160M1-4型溉贞，7．5 kW、380 V衍震、1 450 r／min）味滞；更換理由是為滿足T6160鏜床的無(wú)級(jí)調(diào)速。

　　1．3 由于選用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)三臺(tái)7．5 kW 交流異步電動(dòng)機(jī)钮呀，且三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都要求調(diào)速剑鞍，使控制回路線路更加復(fù)雜，為簡(jiǎn)化操作和降低操作難度爽醋，在控制回路設(shè)計(jì)中選用一個(gè)組合轉(zhuǎn)換開關(guān)切換三臺(tái)電動(dòng)機(jī)蚁署，并用繼電器作連鎖保護(hù)，降低了操作難度蚂四，滿足設(shè)備的工藝要求光戈。

　　1．4 根據(jù)T6160鏜床的工作要求，在設(shè)計(jì)電氣線路時(shí)遂赠，變頻器有兩種工作狀態(tài)久妆，即低速運(yùn)行和高速運(yùn)行狀態(tài)晌杰，低速運(yùn)行和高速運(yùn)行通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)一繼電器自由切換，從而滿足了T6160鏜床的自動(dòng)走刀（低速運(yùn)行）及快速移動(dòng)（高速運(yùn)行）筷弦。通過(guò)變頻器外制調(diào)速電位器（10圈航空精調(diào)電位器）即低速電位器前端串聯(lián)調(diào)節(jié)固定電阻肋演、高速電位器后端串聯(lián)調(diào)節(jié)固定電阻，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)低速無(wú)級(jí)調(diào)速（0～7．5 Hz友移；0～225 r／min）和電動(dòng)機(jī)高速無(wú)級(jí)調(diào)速（25～50 Hz状萤；750～1 500 r／min），從而滿足T6160鏜床自動(dòng)走刀（低速運(yùn)行）及快速移動(dòng)（高速運(yùn)行）的工作要求洽灿。

　　1．5 變頻器制動(dòng)電阻的加入可以滿足電動(dòng)機(jī)快速停止和電動(dòng)機(jī)制動(dòng)撒肉，從而解決了電動(dòng)機(jī)慣性運(yùn)行，滿足了設(shè)備的工藝要求盆述。

　　1．6 轉(zhuǎn)速表是由一塊正負(fù)10 V的直流電壓表改制的实腹，通過(guò)變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定使外部D／A端子輸出0～ 20mA電流，0～20mA電流的輸出與變頻器頻率輸出成正比嗡吸，通過(guò)對(duì)直流電壓表表盤改制拓坠，并在電壓表兩端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻便浮，使電壓表轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速表哩拒，并將轉(zhuǎn)速表安裝在懸掛按鈕站上端，使操作工及時(shí)觀察到轉(zhuǎn)速情況尤痒。

　　2 運(yùn)行效果及試運(yùn)行思路

　　運(yùn)行時(shí)曾谁，在無(wú)PG矢量控制的條件下，其調(diào)速范圍是100：1悔叽，即在50 Hz的條件下莱衩，其最低運(yùn)行頻率是0．5 Hz，加之對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸出端有減速齒輪娇澎，最低速度是15 r／min笨蚁，完全滿足T6160鏜床設(shè)備的工藝要求，實(shí)現(xiàn)了變頻無(wú)級(jí)調(diào)速的效果趟庄。當(dāng)在無(wú)PG矢量控制的條件下括细，最低運(yùn)行頻率0．5 Hz，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)最低速度是15 r／min時(shí)戚啥，如果試車發(fā)現(xiàn)存在停車不穩(wěn)定和低速運(yùn)行速度不穩(wěn)定等問(wèn)題奋单，可以在變頻器上加入PG速度控制卡，在電動(dòng)機(jī)后軸上加入脈沖編碼器猫十，由脈沖編碼器輸出信號(hào)反饋到變頻器上的PG速度控制卡览濒，使之構(gòu)成典型的帶PG反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。使系統(tǒng)變?yōu)橛蠵G矢量控制系統(tǒng)拖云，在磁通矢量控制方式下贷笛，其調(diào)速范圍可以達(dá)到1000：1应又，變頻器的輸出頻率剛好為0．05Hz，此時(shí)對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)最低速度石被，完全滿足T6160鏜床設(shè)備工藝要求饶饿。

　　經(jīng)過(guò)改造，在不加PG矢量控制的條件下組成的交流變頻器無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)狰娱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單湘涉，操作習(xí)慣與同類設(shè)備基本相同，經(jīng)試車未發(fā)現(xiàn)停車不穩(wěn)定和低速運(yùn)行速度不穩(wěn)定等現(xiàn)象劈耽，動(dòng)作可靠若棒。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　3．1 采用變頻調(diào)速系統(tǒng)方案，全部投資僅為2．8萬(wàn)元拆楣。節(jié)約直接投資費(fèi)用1．7—4．2萬(wàn)元的唆。

　　3．2 采用原直流傳動(dòng)系統(tǒng)，每小時(shí)實(shí)際功耗約16．2kW浅仑，而改造后交流變頻調(diào)速系統(tǒng)僅每小時(shí)實(shí)際功耗約2．5 kW 到3．5 kW求瞎，按0．6：TrJkwh計(jì)算，每臺(tái)班工作14 h（兩班）屿扮，全年按300個(gè)臺(tái)班計(jì)算睦作，每天節(jié)約電費(fèi)約f 16．2～3．5）X 14×0。6=106．68元叹放，年節(jié)約電費(fèi)約106．68 X 350=32 004元饰恕。

　　通過(guò)以上改造，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的實(shí)現(xiàn)了老式原蘇聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化改造井仰。經(jīng)過(guò)2年的使用埋嵌，大大降低了故障率和使用成本，效果良好俱恶。

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