主軸是車床構(gòu)成中一個重要的部分，對于提高加工效率，擴大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量有著重要的作用。目前，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機。通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。由于變頻器的高性價比，所以變頻器在車床上使用非常普遍。微能WIN-V63系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性價比，在數(shù)控機床的應(yīng)用方面迅速崛起。
WIN-V63系列變頻器能滿足數(shù)控機床對主傳動系統(tǒng)無級變速的需求，其主要特點是：體積小，屬于“迷你”型產(chǎn)品，占用控制柜空間較�。惶貏e是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機床主軸的需求，0.5HZ時起動轉(zhuǎn)矩能夠達到180%以上；載波頻率范圍0-16kHz，有效的減小了主軸系統(tǒng)的嘯叫音；提供兩路標(biāo)準(zhǔn)的0-10V模擬量接口（AI1電壓0-10V，AI2電壓/電流可選0-10V/0-20mA DC），能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強；過負載能力強，150%以上額定輸出電流超過2分鐘；提供多功能的輸出端子信號，例如零速信號，運轉(zhuǎn)中信號，速度到達信號，故障指示，滿足系統(tǒng)對于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控；自動轉(zhuǎn)矩補償，滿足機床主軸在低速情況下的加工需求；標(biāo)配RS485通訊接口，MODBUS通訊協(xié)議，附有電腦調(diào)試軟件；靜止和旋轉(zhuǎn)兩種電機參數(shù)自動整定功能，在線識別電機參數(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。具有瞬停不停功能，有效的避免了電壓波動帶來的干擾。
二、微能變頻器選型
針對機床電主軸的應(yīng)用特點，采用微能科技研發(fā)生產(chǎn)的WIN-V63系列變頻器，使用變頻器的功率基本上是2.2KW3.7KW、5.5KW、7.5KW、11KW、15KW、18.5KW、22KW、30KW
變頻器型號為：WIN-V63-2R2T4、WIN-V63-3R7T4、WIN-V63-5R5T4、WIN-V63-7R5T4、WIN-V63-011T4、WIN-V63-015T4、WIN-V63-018T4、WIN-V63-022T4、WIN-V63-030T4
三、接線調(diào)試
1、 接線圖
1) 主回路接線圖
機床電主軸應(yīng)用，加減速都要求快速，一定要使用能耗制動功能，WIN-V63系列45KW及其以下功率都內(nèi)置制動單元，無需再外配制動單元，只需按照隨機器附帶的《WIN-V63使用說明書》第八章制動電阻選型建議外配制動電阻就可以實現(xiàn)能耗制動功能。
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變頻器功率 |
3.7KW |
5.5KW |
7.5KW |
11KW |
15 KW |
18.5 KW |
22 KW |
30 KW |
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制動電阻推薦 |
500W 200Ω |
1650W 89Ω |
2250W 65Ω |
3300W 43Ω |
4500W 32Ω |
5550W 26Ω |
6600W 22Ω |
9000W 16Ω |
2）控制信號接線
2、調(diào)試步驟
1）、根據(jù)電機銘牌，設(shè)置正確的電機參數(shù)到V63變頻器的P3組,
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參數(shù)名稱 |
電機額定功率 |
電機額定電壓 |
電機額定電流 |
電機額定頻率 |
電機額定轉(zhuǎn)速 |
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參數(shù)號 |
P3.00 |
P3.01 |
P3.02 |
P3.03 |
P3.04 |
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設(shè)定值 |
卸掉電機負載，按變頻器JOG鍵點動運行，確認電機旋轉(zhuǎn)方向后立即停機，如方向相反，則重新交換U、V和W三相中任意兩相的接線，設(shè)置P3.05=2，按RUN鍵進行電機參數(shù)自整定，整定結(jié)束后獲得的電機參數(shù)自動存儲到P3.06~P3.11中。
2)、設(shè)置參數(shù)
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參數(shù) |
設(shè)定 |
含義 |
參數(shù) |
設(shè)定 |
含義 |
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P0.01 |
1 |
高級菜單模式 |
P1.00 |
1 |
開環(huán)矢量控制 |
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P1.01 |
不低于主軸電機最高運行頻率，根據(jù)實際情況設(shè)置 |
P1.02 |
一般設(shè)置成與P1.01一樣 |
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P1.04 |
3 |
AI1模擬給定頻率 |
P1.07 |
1 |
外部端子運行命令通道 |
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P1.11 |
1 |
禁止反轉(zhuǎn)（如不允許反轉(zhuǎn)時設(shè)置） |
P2.00~P2.08 |
根據(jù)模擬頻率設(shè)置曲線需要設(shè)置 |
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P4組 |
根據(jù)實際效果設(shè)置 |
P6.00 |
1 |
先制動再從起動頻率起動 |
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P6.01 |
2 |
減速停機+直流制動 |
P6.02 |
0.50Hz |
起動頻率0.50Hz |
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P6.04 |
50% |
起動直流制動電流為變頻器額定電流的一半 |
P6.05 |
0.1S |
起動直流制動時間為0.1S |
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P6.09 |
0.50Hz |
停機直流制動起始頻率 |
P6.11 |
120% |
停機直流制動電流為變頻器額定電流的1.2倍 |
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P6.12 |
2.0S |
根據(jù)系統(tǒng)慣性大小合理設(shè)置停機直流制動時間 |
P6.13 |
630 |
能耗制動動作電壓 |
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P7.00 |
0 |
直線加減速 |
P7.03 |
根據(jù)實際效果設(shè)置加速時間 |
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P7.04 |
根據(jù)實際效果設(shè)置減速時間 |
Pb.08 |
0 |
端子控制兩線模式1 |
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PF.00 |
0 |
禁止失速過壓(已使用能耗制動) |
Pb.00 |
11 |
自由停車常開輸入（急停） |
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Pb.01 |
5 |
外部故障復(fù)位輸入 |
Pb.12 |
6 |
變頻器故障輸出指示 |
機床主軸要求起動、停機、加減速時響應(yīng)要快，低頻大轉(zhuǎn)矩輸出；。因此合理設(shè)置上表參數(shù)是充分發(fā)揮機床主軸性能的關(guān)鍵，原則是通過調(diào)整P4組參數(shù)獲得最佳的低頻轉(zhuǎn)矩輸出能力和降低高速運行的振動（低頻PI參數(shù)P4.00和P4.01加強，高頻PI參數(shù)P4.02和P4.03減弱，切換頻率P4.04和P4.05合理設(shè)置，根據(jù)實踐效果調(diào)整P4組參數(shù)），通過調(diào)整起停控制(P6組)和加減速時間參數(shù)（P7組）獲得頻率調(diào)節(jié)的平滑效果。通過合理設(shè)置WIN-V63的參數(shù)，可以滿足機床主軸快速穩(wěn)定運行要求。
3、切削動態(tài)調(diào)整
在進刀切削瞬間，主軸電機一般會有一個速度跌落然后回升的過程，可通過調(diào)節(jié)P4組PI參數(shù)（低頻PI參數(shù)P4.00和P4.01加強，高頻PI參數(shù)P4.02和P4.03減弱，切換頻率P4.04和P4.05合理設(shè)置，根據(jù)實踐效果調(diào)整P4組參數(shù)）來抑制速度跌落，加快系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)能力。