機械行業(yè)對變頻器的要求一直很高。數控機床對變頻器的要求主要不在于其功能，而在于其基本性能要求，包括輸出扭矩、重載下的速度穩(wěn)定性、耐油污腐蝕、低頻零速下的扭矩保持等。

一、引言

高效、準確是金屬加工領域追求的永恒目標。由于數控技術、計算機技術、機床技術及加工工藝的不斷發(fā)展，傳統的加工思想已經不能滿足人們對加工速度、效率和精度的要求。復合加工技術就是在這種背景下產生的。

隨著變頻器技術的不斷進步，變頻器已經能達到類似伺服電機一樣的定位功能，可以很好的應用在數控機床主軸定位及控制中。

二、控制要求

本文僅以三科變頻器在某機床廠車銑一體機現場調試的要求為例進行說明，如圖2所示，具體控制要求有如下：

? 客戶需要兩臺4千瓦的變頻器和一臺主軸電機來控制機床。主軸電機是額定轉速為7000轉/分的高性能異步電機。對變頻器和控制的要求主要包括:

a)  低頻扭矩輸出大，所以車銑對變頻器扭矩輸出要求高。

b)   閉環(huán)控制高速運行且穩(wěn)定，這臺設備能夠以8000轉的速度運行。

c)   定位準確，具有伺服一樣精度的定位功能，實現主軸定位。

d)   零速保持狀態(tài)時穩(wěn)定不抖動又有較高的力矩輸出保證。

e)   極短的加減速時間保證機械的工作效率。

f)   在高速脈沖控制運作時，良好的抗干擾性能。

三、三科SKI610數控機床變頻器介紹

SKI610是三科推出的數控車床專用變頻器，產品采用先進的無速度傳感器矢量控制技術和轉矩控制技術，不僅具備高端變頻器同樣優(yōu)異的控制性能，同時結合國內應用特點，具備低頻大扭矩，過載能力強，良好的抗干擾能力，進一步強化了環(huán)境和產品的可靠性，能夠更好滿足數控車床系統中的要求。

技術特點

⊙三種控制方式：無PG矢量控制(SVC)、V/F控制、轉矩控制;

⊙過載能力：110%額定電流長期運行，150%額定電流1分鐘，180%額定電流5秒鐘。

⊙輸出赫茲：0-3oooHZ

⊙抗干擾能力強;

⊙減速停車速度快;

⊙轉矩速度響應快，穩(wěn)速精度高

⊙自動轉矩補償，滿足各種加工要求

⊙啟動轉矩：無PG矢量控制：0.5Hz/150%(SVC);

⊙0.75KW～15kW各規(guī)格內置制動單元，如需快速停車，可直接連接制動電阻;

⊙16段簡易PLC、多段速控制及PID控制;

⊙支持多種頻率設定方式：數字設定、模擬量設定、PID設定、通訊設定等;

⊙支持啟動、停機直流制動;

⊙輸入、輸出端子均自由編程，用戶可根據需要組合出多種工作模式;

⊙具備跳躍頻率控制功能，避免機械共振，使系統更加穩(wěn)定可靠;

⊙具備瞬時掉電不停機功能;

⊙具備休眠喚醒延時設置功能;

⊙具備過轉矩檢測功能;

⊙低噪音、自動穩(wěn)壓、低頻大扭矩

⊙多種上限頻率設定源選擇;

⊙可以通過具備雙向移位功能的移位鍵 查看實時參數;

⊙具備轉速追蹤再啟動功能：實現對旋轉中的電機的無沖擊平滑啟動;

⊙QulCK/JOG功能：用戶可自由定義多功能快捷鍵,通過設定此參數可以快速瀏覽修改后與出廠缺省值不同的相關功能代碼;

⊙具備自動電壓調整功能：當電網電壓變化時，自動保持輸出電壓恒定;

⊙具備振蕩抑制功能：有效解決大功率電機低頻振蕩問題;

⊙提供多種故障保護功能：過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護功能

四、系統接線及調試

整個系統是由CNC數控系統給變頻器運行命令和頻率給定的.三科SKI610數控機床變頻器在閉環(huán)矢量控制上性能優(yōu)異，。

4.1 系統調試

調試主要要解決幾個問題：

（1）干擾是調試過程中遇到的最大問題。

（2）是低頻力矩輸出能力。

（3）高速運行時的速度穩(wěn)定性。

（4）主軸定位精度

?  由于CNC數控系統通過高速脈沖控制變頻器的速度，電機主軸的運行速度很高，最高可以達到8000轉，在如此高的轉速下變頻器自身的干擾會影響高頻的脈沖指令，使脈沖控制受到影響，通過端子板的更新以及將GND端子外接PE消除干擾。

?  電機的高速響應，客戶要求主軸電機在啟動和停車時能有很短的時間，設定是1秒鐘，從0速升到最高需求轉速或者從高速降為零速，為此速度環(huán)增益調節(jié)的比較大。

?  扭矩輸出，在車加工和銑加工過程中主要考驗變頻器的力矩輸出能力和穩(wěn)定性，通過電流環(huán)參數的調節(jié)和電機參數的調節(jié)可以使出力更大，滿足客戶的要求甚至極限情況的需求。

?  主軸定位精度，客戶通過多次主軸回零操作以及數控機床分度測試，檢驗變頻器的定位精度。

4.2變頻器參數設置

變頻器部分關鍵參數。

SKI610參數設置情況表

本系統變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統安全高效的運行。

五、結束語

車銑一體機是目前機床行業(yè)中與高級機型的車銑復合的加工中心，在這類高端設備上的應用成功體現了我們SKI610數控機床變頻器已具備了極高的變頻產品控制與驅動性能。伺服控制系統已能在某些場合使用。