數(shù)控車床是機電一體化的典型產品,是集機床、機、電機及其拖動、自動控制、檢測等技術為一身的自動化設備.其中主軸運動是數(shù)控車床的一個重要,以完成切削任務,其動力約占整臺車床的動力的70%～80%.基本控制是主軸的正、反轉和停止,可自動換檔和無級調速。在數(shù)控車床中,主軸控制裝置通常是采用交流變頻器來控制交流主軸電動機。下面重點介紹下無速度傳感器的矢量控制變頻器：

    1、主軸變頻器的基本選型

    目前較為簡單的一類變頻器是V/F控制(簡稱標量控制),它就是一種電壓發(fā)生模式裝置,對調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節(jié),常見的有線性V/F控制(用于恒轉矩)和平方V/F控制(用于風機水泵變轉矩)。標量控制的弱點在于低頻轉矩不夠(需要轉矩提升)、速度穩(wěn)定性不好(調速范圍1:10),因此在車床主軸變頻使用過程中被逐步淘汰,而矢量控制的變頻器正逐步進行推廣。

    所謂矢量控制,最通俗的講,為使鼠籠式異步機像直流電機那樣具有優(yōu)秀的運行性能及很高的控制性能,通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位,用以維持電機內部的磁通為設定值,產生所需要的轉矩。

    2、無速度傳感器的矢量變頻器

    無速度傳感器的矢量變頻器具有以下特點:(1)電機參數(shù)自動辯識和手動輸進相結合;(2)過載能力強,如50%額定輸出電流2min、180%額定輸出電流10s;(3)低頻高輸出轉矩,如150%額定轉矩/1HZ;(4)各種保護齊全(通俗地講,就是不輕易炸模塊).

    無速度傳感器的矢量控制變頻器不僅改善了轉矩控制的特性,而且改善了針對各種負載變化產生的不特定環(huán)境下的速度可控性。在實驗中,同樣將2Hz的矢量變頻控制和V/F控制變頻進行比較發(fā)現(xiàn),前者具有更強的輸出力矩,切削力幾乎與正常頻段(如30Hz或50Hz)相同。

    3、矢量控制中的電機參數(shù)辨識

    由于矢量控制是著眼于轉子磁通來控制電機的定子電流,因此在其內部的算法中大量涉及到電機參數(shù)。從異步電動機的T型等效電路表示中可以看出,電機除了常規(guī)的參數(shù)如電機極數(shù)、額定功率、額定電流外,還有R1(定子電阻)、X11(定子漏感抗)、R2(轉子電阻)、X21(轉子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空載電流)。

   4、數(shù)控車床廠主軸變頻矢量控制的功能設置

   使用在主軸中變頻器的功能設置分以下幾部分：

  (1) 矢量控制方式的設定和電機參數(shù)；

  (2) 開關量數(shù)字輸進和輸出；

  (3) 模擬量輸進特性曲線；

  (4) SR速度閉環(huán)參數(shù)設定。