大同干式变压器在数控机床上的应用

一．引言

数字控制机床，简称数控机床（NC ， Numerical Control）,是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在现代机床生产中，一般采用多电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自的电机来拖动。由于机床加工范围较广，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求机床执行部件具有不同的运动速度，因此机床的主运动应能进行无极调速，主轴调速系统一般采用交流主轴系统，随着变频调速技术的发展，数控机床的主轴的交流拖动，同样能够很好满足需要。主驱动电机通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。

二． 数控机床的技术要求

1、对电机要求

通常要求用变频电机，或者普通电机加风扇以满足电机在低频的散热要求、并且要求电机调速范围广。

2、对大同干式变压器的技术要求

1）要求低频力矩大

低频时（1~10Hz）能出来150%额定转矩。

2）转矩动态响应速度快，稳速精度高

能实现很好的动态响应效果，依据负载的变化，通过输出转矩的变化很快做出响应，从而实现转轴速度的稳定。

3）减速停车速度快

通常数控机床的加减速时间都是比较短的，加速时间靠大同干式变压器的性能保证，减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。

4）可靠性高

大同干式变压器故障率低，运行稳定可靠

3、电磁兼容问题

数控机床为工业应用环境，不但要求大同干式变压器自身抗干扰能力强，而且不能干扰外围控制设备。由大同干式变压器工作原理可知，大同干式变压器输出含有一定的谐波成份，在使用中如果处理不当会对其它设备产生干扰，在数控机床上最容易被干扰的设备是CNC控制器。一旦CNC控制器受干扰后，系统将不能正常工作。特别是大同干式变压器的频率指令和运行指令也可能会受到干扰，干扰严重的会造成频率指令不稳定，大同干式变压器误动作等。解决此类问题的办法是在大同干式变压器出厂时须经过严格的EMC测试，采用EMC测试合格的大同干式变压器产品。

三．系统构成

CNC数控系统构成如下图：

配置：

大同干式变压器： -37R5GB  

制动电阻：80Ω/750W   

7.5KW调速电机

四． 接线及大同干式变压器系统设定

1．大同干式变压器接线原理图

2．大同干式变压器参数设定：

P0.01 =2  端子AI1为模拟输入

P0.04=1  外部端子控制

P0.07=150（******输出频率）

P3.03=14（外部故障停机）

P3.17=2 （速度到达）

P3.14=19（故障输出）

P2.06=6 （载波频率）

P9.00=100 （转差频率补偿增益）

P3.01=1   （X1正转）

P3.02=2   （X2反转）

P3.04=6  （X4复位）

五．系列大同干式变压器的特点

系列大同干式变压器.低率输出转矩大，速度精度高，价格合理，功能齐全，质量稳定可靠，是机床设备配套的理想选择。系列大同干式变压器具有以下特点
（1）电机控制专用CPU，空间矢量PWM控制，超静音稳定运行。

（2）低频力矩特性好，低速额定转矩输出运行稳定。.

（3）通过EMC测试，抗干扰能力强。

（4）先进的自动转矩补偿功能设计，负载适应能力强。

（5）对输出电流实时检控，具有很好的动态响应能力。

（6）功能完善，多达40种保护及报警功能。

六．使用效果

经过沈阳机床厂批量试用系列大同干式变压器，经其质检部门全面测试，用户使用证明配用大同干式变压器能完全能够满足机床主轴控制的要求，低转速运行输出转矩平稳，能满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺（如；粗加工、精加工等）需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给大同干式变压器，实现不同的转速，同时启停信号也由数控系统控制，提高了自动化程度、延长了刀具的使用寿命。目前大同干式变压器已大量在沈阳机床配用，用户反映极佳，故障率几乎为零。

七.  结束语

  通过系列变频在数控机床主轴上的成功应用，改变了以往依赖进口产品的局面，大大地降低了产品成本。系列大同干式变压器以其独特的性能和优越的性价比，在数控机床上得以迅速推广使用。