变频器在单臂刨床改造中的应用

摘要：利用变频器技术对B1012A型单臂刨床进行改造，以提高其加工的质量、效率并减少能耗。
关键词：单臂刨床；变频器；参数
O 前言
B1012型单臂刨床已使用三十余年，工作台传动系统采用直流发电机一电动机组，故障率高、能源消耗非常大。变频器控制的电动机系统有着节能效果显著、调节控制方便、维护简单等优点，所以采用通用变频器对此机床进行改造。
1 改造前B1012A型单臂刨床基本情况
单臂刨床的主要部件包括床身、工作台、立柱、横梁、工作台传动装置、进刀箱、润滑系统、液压安全器及电气设备等。工作台传动系统采用直流发电机组一电动机组与二挡齿轮的组合变速，可完成工作台的减速、反向、慢速切入等动作，属于主拖动系统。横梁夹紧与升降及刀架的移动和旋转属于辅助拖动系统。工作台运动自动循环控制采用了组合式接近开关。
2 单臂刨床的控制要求
a．无级调速且调速范围宽，系统运行平滑性好；
b．能根据不同工件自由调节工作速度，而且前进和后退的速度可以单独调整；
c．起动和制动性能好；
d．系统简单、安全可靠、便于维修、噪音低、效率高且节能明显。
3 工作台主拖动系统改造
3．1 电机及变频器及外配件的选用
工作台主拖动系统采用一台Y225M一6型、37 kW异步电动机，变频器采用日本富士公司生产的FRN45G11S一4CX变频器。（考虑到单臂刨机床工作特点，所以选用的变频器比电动机的规格大一级。）因变频器带动的主电机在快速换向制动时会产生很大的反馈能量，所以在改造时对刨刀的换向制动采用减速制动和外部制动电阻单元（变频器的制动电阻投入运行，可以使这部分能量通过电阻发热的方式消耗掉）。以提高变频器在减速时的制动能力，使制动效果更好。
3．2 变频器外部接线图（见图1）
3．3 变频器功能参数的调整
为了使变频器满足负荷和运行方式的要求，需对变频器主要参数作如下设定。
3．3．1 频率设定
F01为频率设定功能，调试时可选择0键盘面板键来调整机床参数。工作时可选择1电压输入（端子[12]0—10 V设定）。具体可根据运行速度要求设定。
3．3．2 运行操作
F02为运行操作命令，选择设定为1，由外部端子[FWD]、[REV]输入运行命令。
3．3．3 加减速时间
F07加速时间、F08减速时间均设定为1．8 s（具体视实际使用效果来定）。
3．3．4 转矩提升
F09转矩提升，考虑到电机通常工作在低速状态下，所以F09应设为10左右，即恒转矩特性。但应注意，转矩提升增大时，低速领域会发生过激磁状态。按这种状态连续运行时，电动机可能发生过热，应检查驱动电动机特性。
3．3．5 频率限制
考虑到采用通用电机，因此F15上限频率应设定为50 Hz。
3．3．6 电动机参数设定
P01电动机极数设为6极，P02电动机容量设为37 kW，P03电动机额定电流设定为71A，P04设定电动机自整定选P04=2（要求脱离负载来整定）。
4 结束语
采用变频器对B1012A型单臂刨床工作台主拖动系统直流发电机一电动机组改造后，经过运行，完全满足生产工艺的要求，降低了能耗，提高了生产效率，调节控制方便，维护量明显降低。
参考文献：
[1] 黄凯频．龙门刨床的自动化改造[J]．机床电器，2006，（2）．
[2] 富士FRENIC 5000GllS／PI1S变频器操作手册[z]．