本文格式為Word版，下載可任意編輯——機床的變頻器配置機床的變頻器配置：

1、變頻調(diào)速對主軸拖動系統(tǒng)的分析

1）、主軸箱部分的控制線路分析

CY6140機床的主軸變速箱（采用機械傳動結(jié)構(gòu)）

?nmin?112r/min??nmax?1400r/min?n電額?4KW??n額?1440r/min

?主軸箱變速

系統(tǒng)實現(xiàn)正轉(zhuǎn)12級變速，反轉(zhuǎn)6級變速（采用摩擦離合器實現(xiàn)）?主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)：24級；?加工工件最大直徑400mm；?主軸電機功率：7.5KW;?調(diào)速范圍：26.67;?計算轉(zhuǎn)速：1450r/min;

?個檔位下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：2.2n.m;?電機額定轉(zhuǎn)矩：2.3n.m;?加工工件最大長度1000mm；?主軸通孔：?40～?55mm；?主軸前錐孔：莫氏6號；2）、CY6140機床主軸傳動路線

主軸箱內(nèi)有多組齒輪變速機構(gòu)，變換箱外手柄位置，可以使主軸得到各種不同的轉(zhuǎn)速。

3）、調(diào)速方案選擇：

方案一：選擇高頻2?N=100HZ一檔傳動

車床大部分處以恒功率特性，變頻調(diào)速特性?>?N時已是恒功率，電動機與負(fù)載特性比

較如圖

f20001000500300負(fù)載恒功率區(qū)很轉(zhuǎn)矩區(qū)低頻區(qū)T2N?m

電動機變頻調(diào)速最低速時，轉(zhuǎn)矩必需滿足負(fù)載要求頻率范圍

l最高工作頻率通用電動機的工作頻率不宜超過額定頻率的2倍，故:fmax＝100hzl最低工作頻率根據(jù)負(fù)載的調(diào)速范圍，最低工作頻率為:fmin＝fmax/αn＝100/27＝3.7hz電動機額定轉(zhuǎn)速與負(fù)載1/2對應(yīng)令nmN≥nr/2=(1000r/min)

故PMN≥P2=（63.7x1000/9550=6.67KW）

可見，在低速時，電動機將帶不動負(fù)載，如圖上所示。

可見此方案不可用要求電機遠(yuǎn)比原電機大三倍多失去節(jié)能意義

方案二：選擇高頻二檔傳動調(diào)速高速檔：600-2000R|/MIN低速擋：600以下對應(yīng)曲線

f負(fù)載2000100高斷檔10006005000

5010050

很轉(zhuǎn)矩低速檔

兩檔傳動比的分析

圖中，曲線①是負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩段的機械特性;曲線②是負(fù)載恒功率段的機械特性;曲線③是低速

檔電動機在額定頻率時的有效轉(zhuǎn)矩線;曲線④是低速檔電動機在額定頻率以上時的有效轉(zhuǎn)矩線;曲線⑤是高速檔電動機在額定頻率時的有效轉(zhuǎn)矩線;曲線是⑥高速檔電動機在額定頻率以上時的有效轉(zhuǎn)矩線。

由圖知，所需電動機容量與面積oa’d’b’成正比，與負(fù)載功率(負(fù)載功率與面積oadb成正比)十分接近。(3)低速檔的頻率范圍

1、確定中間轉(zhuǎn)速由于nmN≤300r/min為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，所以，在低速檔，電動機的額定頻率與第4檔轉(zhuǎn)速(300r/min)相對應(yīng)。則:

由于第6檔轉(zhuǎn)速(800r/min)與第4檔轉(zhuǎn)速的比值為(800/300)＝2.7，對應(yīng)的工作頻率達50×2.7＝135hz，普通電動機不適合在這樣高的頻率下長期運行。所以取第5檔轉(zhuǎn)速(500r/min)作為中間轉(zhuǎn)速。l最低工作頻率fmin＝fn＝12.5hzl最高工作頻率fmax＝fn＝83.3hz(4)高速檔的頻率范圍

由于普通電動機的工作頻率不宜超過額定頻率的2倍，故負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速(flmax＝2000r/min)應(yīng)當(dāng)與50×2＝100hz相對應(yīng)。則電動機的額定頻率(50hz)與第7檔轉(zhuǎn)速(1000r/min)相對應(yīng)。所以，在高速檔:l最低工作頻率fmin’＝fn·＝40hz

l最高工作頻率fmax’＝fn·＝100hz

此方案可以使電動機機械特性盡可能與負(fù)載特性曲線一致，但不足的是(600-800)電機轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩期間

2、兩檔傳動比調(diào)速系統(tǒng)的計算

在前述相關(guān)參數(shù)以及選擇兩個檔次的傳動比的基礎(chǔ)上，相關(guān)計算如下：1）、決定高速檔和低速檔的分界轉(zhuǎn)速

選擇電動機額定頻率下的額定轉(zhuǎn)速與負(fù)載的計算轉(zhuǎn)速300r/min相對應(yīng)，且分界轉(zhuǎn)速在低速檔與電動機的最高工作頻率相對應(yīng)，故

nd?300r/min?2?600r/min

拖動系統(tǒng)工作區(qū)域劃分如表１

表１拖動系統(tǒng)的工作區(qū)域劃分

工作區(qū)低速檔恒轉(zhuǎn)矩區(qū)負(fù)載轉(zhuǎn)速范圍-r/min工作頻率范圍-H電動機轉(zhuǎn)速范圍-r/min75－30012.5－50360－1440恒功率區(qū)300－60050－1001440－2880高速檔恒轉(zhuǎn)矩區(qū)600－100030－50864－1440恒功率區(qū)1000－200050－1001440－28802)、確定系統(tǒng)的傳動比（額定頻率下）１）低速檔傳動比：

?l?1440/300?4.8?5取為５

２）高速檔傳動比：

?h?1440/1000?14.4?1.5取為１.５

依照所取值，表１的數(shù)據(jù)有所調(diào)整１、核算各檔轉(zhuǎn)矩

'?TLX/?核算公式：TLX'其中TLX為第Ｘ檔轉(zhuǎn)速時負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算值；而TLX為負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩。'１)低速檔負(fù)載折算轉(zhuǎn)矩公式：TLX?TLX/?l'?TLX/?h２)高速檔負(fù)載折算轉(zhuǎn)矩公式：TLX'３)電動機的過載能力計算式：?X??MNTMX/TLX式中：?X為電動機在Ｘ檔轉(zhuǎn)速時的過

載能力，?MN為電動機的額定過載能力，TMX為第Ｘ檔時的電動機轉(zhuǎn)矩。表２各檔位轉(zhuǎn)矩（Ｎ.m）核算結(jié)果

轉(zhuǎn)速檔位負(fù)載轉(zhuǎn)速-r/min傳動比電動機轉(zhuǎn)速-r/min工作頻率-HZ電動機調(diào)頻比電動機有效轉(zhuǎn)矩１75375130.2614.6２120600210.4214.6３20051000350.714.6４3001500521.0414.0５5002500871.748.4６8001200420.8414.6７12001.5180062.51.2511.7８200030001042.087負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算值電動機過載能力63.712.72.8763.712.72.8763.712.72.8763.712.72.8738.27.642.7523.915.92.315.910.62.769.556.732.75從表中的核算結(jié)果可以看出，在各檔位下的電動機有效轉(zhuǎn)矩絕大多數(shù)狀況下均能滿足負(fù)載要求，只是在第6檔中稍差，但是其轉(zhuǎn)矩比14.6/15.9=0.92的狀況在實際工作中也是可行的。

3、CY6140的技術(shù)數(shù)據(jù)與計算值

CY6140普通車床的主要數(shù)據(jù)

該車床是采用3×8共24級的中、低轉(zhuǎn)速，采用7.5KW、1440r/min的三相異步電動機做主軸拖動電動機。其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)如下表1：

表1：CY6140的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩

級數(shù)序號123456789101112131415161718192021222324

轉(zhuǎn)速（r/min）911141822283545557085105132170210260320400500630800100012501600功率（KW）1.41.82.22.73.44.35.35.86.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.16.1轉(zhuǎn)矩（N.m）