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深圳市蓝海华腾技术股份有限公司
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机床主轴应用接线和调试

日期: 2015-03-20
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一、变频器接线和试运行
 请按照蓝海华腾变频器用户手册进行正确的接线,将三相电源线接至R、S、T,电机线接至U、V、W,制动电阻接至⊕2/B1、B2;将多功能数字输入端子接至控制端子的X1~X7,多功能数字输出端子接至控制端子的Y1~Y2,数字端子地接COM;模拟电压给定信号接至控制端子的AI1~AI3,模拟电压地接至GND;

上电后,设置变频器最大输出频率P0.11、最大输出电压P0.12、变频器上限频率P0.13、基本频率P0.15,按点动键M试运行,观察电机是否旋转正常,转向是否正确,如电机旋转反向请将电机任两相接线对调即可。
二、功能设定
脱开电机负载后,上电设置电机参数,请按照电机铭牌正确输入P9.00~P9.04,将P9.15设为2,按RUN键进行电机参数自整定,自整定期间操作面板显示“−At−”。如果使用矢量1控制(P0.03=0),只需进行静止自整定即可(将P9.15设为1自整定)。

参数自整定结束后连上电机负载,进行功能设定:

◆ 设置控制运行模式P0.03:V/F控制P0.03=0;开环矢量控制P0.03=4,闭环矢量控制P0.03=8;设置开环主给定方式P0.04,如通过模拟量给定且模拟量输入接至AI1,请将P0.04设为1;设置运行命令给定方式P0.06,如通过端子给定正反转指令,请将P0.06设为1;
◆ 在P5.00~P5.06中设定数字端子功能:如正转端子接至X1,反转端子接至X2,急停端子接至X3,故障复位端子接至X4,则请将P5.00设为02,P5.01设为03,P5.02设为26,P5.03设为20;
◆ 设定模拟量给定曲线P6.00~P6.04:如模拟量给定范围0~10V,对应频率范围0~200HZ,则P6.01=0.0%,P6.02=0.0HZ,P6.03=100%,P6.04=200HZ,其中P6.01和P6.03为10V的百分比。如果模拟量给定范围0~5V对应0~200HZ,则P6.01=0.0%,P6.02=0.0HZ,P6.03=50%,P6.04=200HZ。调节P6.00~P6.04可对模拟量给定曲线进行调整;
◆ 在P7.00~P7.02中设定数字输出端子功能:如Y1端子为变频器故障输出,请将P7.00设为14。
三、运行调试
◆ 功能设定完成后即可运行变频器,此时可慢慢升速,观察在不同的频率点电机运行是否正常,设定转速和实际转速的偏差是否过大,如偏差大请调节P6.00~P6.04对模拟量给定曲线进行微调。
对于切削频率较高的机床,可使用矢量控制1。使用矢量控制1调试简单,无需电机脱轴自整定,没有速度环的调试,同样也能有较好的静动态性能。
◆ 对于无编码器速度反馈矢量控制2和有编码器速度反馈矢量控制2,在不同的频率点观察电机有无振动或速度波动大,如果有振动请适当调整速度环的参数Pd.01~Pd.05;
如在整个速度范围内未出现电机振动,可将ASR切换频率Pd.05设置为主轴切削频率的3倍以上,如切削频率20HZ,可将Pd.05设为60HZ以上;
如在高速时出现振动,请将Pd.05设在略低于振动频率点,如电机在高于130HZ以上时出现振动,可将Pd.05设为100HZ,然后减小Pd.01到高速不振动即可;

减小加减速时间P0.08和P0.09,进行快速加减速测试,观察动态过程中有无异常;
◆ 切削调试
在进刀切削瞬间电机一般会有一个速度跌落然后回升的过程,速度跌落的多少可通过速度环的参数进行调整。在上面第1步中已设置了Pd.05使得切削频率小于ASR切换频率,因此此时只需调整Pd.03和Pd.04。适当增大Pd.03和减小Pd.04可减小速度瞬间跌落量。
四、闭环矢量的调试
目前,我司变频器已使用闭环矢量控制方案在多家机床用户成功应用,实际现象表明,相对于开环矢量控制,使用闭环矢量控制的机床主轴性能无论是静态稳速精度还是动态响应都要优越得多。如主轴的速度波动均不超过1rpm,进刀切削瞬间的速度跌落均不超过5rpm。另外还能实现主轴的多点定向。而闭环矢量控制所用的脉冲编码器为安装在主轴上的现有编码器,不额外增加太多成本。用户只需将编码器信号引进变频器PG卡即可。
使用闭环矢量控制时,需要设定编码器的相关参数。编码器每转脉冲数(Pd.21)据实设定,另外由于编码器一般安装在主轴上而不是电机轴上,所以要设置电机和编码器之间的传动比(Pd.24),此参数定义为电机的转速和编码器的转速之比。如:电机每旋转6转,编码器旋转5转,那么此时的减速比为6/5=1.2,请设置参数Pd.24=1.200。其余的调试和开环矢量相同。
五、现场的问题和解决
电机只能正转不能反转:P3.09防反转选择是否有效,将P3.09设为0表示允许反转;
电机减速慢:制动电阻是否已经接上并且PA.09已设为1;
附:对速度环参数Pd.01~Pd.05的说明:
参见上图,Pd.03和Pd.04是零速时的速度环系数,Pd.01和Pd.02是运行速度大于Pd.05时的速度环系数,速度小于Pd.05时PI参数线性过渡。高速时系数太大容易振荡,所以高速时的速度环系数需设小一些,但太小速度超调大,在调试时注意在保证高速时不振荡的情况下适当增大Pd.01。低速时包括切削时增大速度环系数可使动态响应加快,减少突加负载时的速度跌落量。
举例1:
变频器设置Pd.05=5HZ,Pd.01=2.0,Pd.03=3.0:
在此设置下,当速度大于等于5HZ时,速度环比例系数就等于2.0,速度为零时系数等于3.0,速度为1HZ时按照上图可算出系数为2.8;
机床调试时可先将Pd.05设大一些,如切削速度为10HZ,此时将Pd.05设为50HZ,Pd.01为2.0,此时调整Pd.03,以增大切削力,例如将Pd.03设为3.0,则10HZ切削时对应的系数为2.8。这样就可以同时兼顾低速时的切削力和高速时的稳定性;
以上是以比例系数举例,积分时间也一样。不同的是,积分时间越小,速度环的调节作用越强。
举例2:
某现场电机主轴抖动,也有可能是传送带不紧,但是表面看的话是看不出来的,若是传送带松动的话,用矢量1控制方式可以试一下,如果控制无问题,也就是说传送带是好的;接下来试着把速度环的参数做了下修改,Pd.02=0.3→0.5,Pd.04=0.3→0.5,Pd.05=5.0→10。开机运行闭环矢量就正常了,问题解决。


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