应用案例

安弗森变频器在立式车床上的应用

发布时间:2014-07-01 发布人:管理员

一、概述

某单位有台型号为C516A单柱式立床,经现场实际考察,原机床的拖动系统是采用一台功率为30千瓦的电动机作为主传动,电机以恒定转速运行,通过减速箱,液压系统实现速度调节。由于系统不能实现无级调速,液压系统维护工作量大。

二、机床液压系统变频改造方案

考虑到原有液压系统维护非常难,我们可以去掉原来的液压传动系统,直接用变频器拖动主轴电机,通过调节电机频率,来实现连续可调的转速。但是原来的横梁的升降、刀具的移动是靠原来的液压传动来完成的,所以不能完全去掉。如果要完全撤离液压传动,必须配备横梁、刀具的传动异步电动机。为了满足改造,必须满足以下要求才能保证机床可靠运行。

1、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、变频器的技术要求

1)要求低频力矩大

机床低速时需要具有强大的过载能力,变频器可以提供150%过载保护,能够满足设备要求。选用矢量变频器,低频时(110Hz)能达到150%额定转矩。

2)转矩动态响应速度快,稳速精度高

选用矢量变频器,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

通常机床的加减速时间都是比较短的,加速时间靠变频器的性能保证,减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。

4)进行电机参数自学习

选用矢量变频器后,要达到很好的控制性能,通常都需要对电机进行参数自学习,其目的是获取准确的电机内部参数,以用于矢量控制计算。参数自学习所需要的电机铭牌参数有:电机额定功率、电机额定频率、电机额定转速、电机额定电压、电机额定电流。有的变频电机的铭牌上可能没标额定转速值,可以根据经验值估计一下额定转速。在进行参数自学习时,务必要在空载(电机轴上不接负载)的时候进行。只有在空载的时候才能保证自学习出来的电机参数的准确性。

如果现场条件没办法进行空载运行,可以考虑用变频器出厂的电机参数试运行。

5)频率指令和运行指令

机床上使用的变频器的频率指令和运行指令都来源于控制器,一般给定的通道有两种,一种是模拟量给定,另一种是多段速给定,或者两者同时给定,以多段速优先。模拟量给定以电压型模拟量为主,也有电流型的。变频器对这两种类型的模拟量都可以采集。

3、抗干扰问题

变频器在出厂的时候作了很好的抗干扰试验,具有很强的抗干扰能力,但变频器同时也是一个干扰源,在使用中很难避免不对其它设备进行干扰,特别是变频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,变频器误动作等。解决此类问题的办法是在变频器的输出线上加磁环以减少高频辐射。

安弗森AFSV 60系列矢量控制变频器完全满足以上条件。安弗森AFSV60系列矢量控制变频器是安弗森科技自主研发的新一代高性能变频器,可靠性高,功能强大,可广泛应用于冶金、石油、化工、建材、煤炭、食品、造纸、印染、供水等行业。

我们选择安弗森AFSV60变频器拖动主轴30kW电机,由于电机要求快速制动刹车,必须配备制动单元和制动电阻。制动单元型号为森兰AFSV60L,按制动力矩为100%来算,制动电阻选择6kW/15Ω

三、机床液压系统变频改造后的节能分析

由于变频器对电机的保护功能齐全,所以大大减少电机的保养,同时减少原来的液压系统中的电磁阀和油泵等主要器件。液压系统出现故障时,检修复杂,而变频器调速操作简单方便,可靠性高。原来主轴电机恒速运转,存在电能的白白浪费,加装变频器后预计可以节能15%左右。