變頻器在單臂刨床改造中的應(yīng)用

摘要：利用變頻器技術(shù)對(duì)B1012A型單臂刨床進(jìn)行改造，以提高其加工的質(zhì)量、效率并減少能耗。
關(guān)鍵詞：單臂刨床；變頻器；參數(shù)
O 前言
B1012型單臂刨床已使用三十余年，工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組，故障率高、能源消耗非常大。變頻器控制的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)有著節(jié)能效果顯著、調(diào)節(jié)控制方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以采用通用變頻器對(duì)此機(jī)床進(jìn)行改造。
1 改造前B1012A型單臂刨床基本情況
單臂刨床的主要部件包括床身、工作臺(tái)、立柱、橫梁、工作臺(tái)傳動(dòng)裝置、進(jìn)刀箱、潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓安全器及電氣設(shè)備等。工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流發(fā)電機(jī)組一電動(dòng)機(jī)組與二擋齒輪的組合變速，可完成工作臺(tái)的減速、反向、慢速切入等動(dòng)作，屬于主拖動(dòng)系統(tǒng)。橫梁夾緊與升降及刀架的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)屬于輔助拖動(dòng)系統(tǒng)。工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)循環(huán)控制采用了組合式接近開關(guān)。
2 單臂刨床的控制要求
a．無級(jí)調(diào)速且調(diào)速范圍寬，系統(tǒng)運(yùn)行平滑性好；
b．能根據(jù)不同工件自由調(diào)節(jié)工作速度，而且前進(jìn)和后退的速度可以單獨(dú)調(diào)整；
c．起動(dòng)和制動(dòng)性能好；
d．系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全可靠、便于維修、噪音低、效率高且節(jié)能明顯。
3 工作臺(tái)主拖動(dòng)系統(tǒng)改造
3．1 電機(jī)及變頻器及外配件的選用
工作臺(tái)主拖動(dòng)系統(tǒng)采用一臺(tái)Y225M一6型、37 kW異步電動(dòng)機(jī)，變頻器采用日本富士公司生產(chǎn)的FRN45G11S一4CX變頻器。（考慮到單臂刨機(jī)床工作特點(diǎn)，所以選用的變頻器比電動(dòng)機(jī)的規(guī)格大一級(jí)。）因變頻器帶動(dòng)的主電機(jī)在快速換向制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的反饋能量，所以在改造時(shí)對(duì)刨刀的換向制動(dòng)采用減速制動(dòng)和外部制動(dòng)電阻單元（變頻器的制動(dòng)電阻投入運(yùn)行，可以使這部分能量通過電阻發(fā)熱的方式消耗掉）。以提高變頻器在減速時(shí)的制動(dòng)能力，使制動(dòng)效果更好。
3．2 變頻器外部接線圖（見圖1）
3．3 變頻器功能參數(shù)的調(diào)整
為了使變頻器滿足負(fù)荷和運(yùn)行方式的要求，需對(duì)變頻器主要參數(shù)作如下設(shè)定。
3．3．1 頻率設(shè)定
F01為頻率設(shè)定功能，調(diào)試時(shí)可選擇0鍵盤面板鍵來調(diào)整機(jī)床參數(shù)。工作時(shí)可選擇1電壓輸入（端子[12]0—10 V設(shè)定）。具體可根據(jù)運(yùn)行速度要求設(shè)定。
3．3．2 運(yùn)行操作
F02為運(yùn)行操作命令，選擇設(shè)定為1，由外部端子[FWD]、[REV]輸入運(yùn)行命令。
3．3．3 加減速時(shí)間
F07加速時(shí)間、F08減速時(shí)間均設(shè)定為1．8 s（具體視實(shí)際使用效果來定）。
3．3．4 轉(zhuǎn)矩提升
F09轉(zhuǎn)矩提升，考慮到電機(jī)通常工作在低速狀態(tài)下，所以F09應(yīng)設(shè)為10左右，即恒轉(zhuǎn)矩特性。但應(yīng)注意，轉(zhuǎn)矩提升增大時(shí)，低速領(lǐng)域會(huì)發(fā)生過激磁狀態(tài)。按這種狀態(tài)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能發(fā)生過熱，應(yīng)檢查驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)特性。
3．3．5 頻率限制
考慮到采用通用電機(jī)，因此F15上限頻率應(yīng)設(shè)定為50 Hz。
3．3．6 電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)定
P01電動(dòng)機(jī)極數(shù)設(shè)為6極，P02電動(dòng)機(jī)容量設(shè)為37 kW，P03電動(dòng)機(jī)額定電流設(shè)定為71A，P04設(shè)定電動(dòng)機(jī)自整定選P04=2（要求脫離負(fù)載來整定）。
4 結(jié)束語
采用變頻器對(duì)B1012A型單臂刨床工作臺(tái)主拖動(dòng)系統(tǒng)直流發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組改造后，經(jīng)過運(yùn)行，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率，調(diào)節(jié)控制方便，維護(hù)量明顯降低。
參考文獻(xiàn)：
[1] 黃凱頻．龍門刨床的自動(dòng)化改造[J]．機(jī)床電器，2006，（2）．
[2] 富士FRENIC 5000GllS／PI1S變頻器操作手冊(cè)[z]．