欧瑞变频器在数控机床上的应用

试论变频技术在数控机床上的应用张晓东摘要：随着我国科学技术的不断发展，变频技术在数控机床上的运用开始逐渐增多，而随着变频技术自身的不断进步，我国相关行业对其的运用也变得愈加广泛，本文就变频技术在数控机床上的应用进行相关研究，希望能以此推动我国数控机床的相关发展。

关键词：变频技术；数控机床；电力驱动自变频技术在数控机床中的广泛运用开始，数控机床自身的科技技术含量便飞速提高，其智能化、数字化以及网络化的特点也与我国当下的数字机床应有的相关要求相符，所以对其进行相关研究就显得很有现实意义。

1 数控机床中变频器容量的选择在变频技术于数控机床中的具体一种中，对于其中变频器容量的选择关系着其具体的变频效果的发挥，是一个较为复杂且棘手的问题。

在具体的数控机床中的变频器选择中，相关技术人员需要考虑数控机床电动机的容量，以此进行不同容量变频器的选择。

这里需要注意的是，一旦变频器的容量相较于数控机床电动机容量来说较小的话，就很容易出现对数控机床的正常运行造成影响，甚至造成数控机床的损毁，而当变频器容量相关于数控机床电动机容量来说较大的话，则会使数控机床的谐波分量变大，造成资金浪费的情况发生，所以在对数控机床使用的变频器选择中，相关技术人员必须严格按照以下规定进行具体的选择决策[1]。

数控机床变频器三步骤容量选择法。

为了确保数控机床中变频器容量选择的准确无误，保证相关生产的顺利进行，当下我国技术人员一般通过三步骤进行数控机床变频器容量的选择，具体步骤如下：（1）通过对数控机床负载性质的变化规律计算出负载电流大小。

（2）通过负载电流计算结果，预选数控机床所使用的变频器容量。

（3）对选择的预选变频器的过载能力与起动能力进行检验，如未通过相关技术人员需要继续第二步骤的的变频器预选，直至通过为止。

这三步就是我国现阶段常采用的数控机床变频器容量选择的具体步骤，这里需要注意的是，一般来说数控机床的变频器容量越小越为经济，但一切都要以满足具体的数控机床运行为前提[2]。

浅谈变频器在数控机床中的使用摘要在数控机床上，变频器主要用于交流电动机的控制，它不但起了节能和调速的作用，而且它的软启动能够保护附属电气设备，避免直接启动给机械设备造成冲击，从而引起机械故障。

因此变频器是理想的调速和控制装置。

本文就变频器在数控机床上的应用及它在使用和维护中常见的问题进行阐述。

关键词变频器数控机床调速节能维护中图分类号：tg659 文献标识码：a1 关于变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率可以改变的交流电的电能控制装置。

作为能够改变输出频率的设备，变频器其主电路由整流器件、直流部分和逆变器件（igbt）三部分组成。

基本结构示意图如图1：整流器件作为变频器与三相交流电相连的部分，把三相交流电变成直流电。

直流部分是变频器的信号控制部分。

直流电部分取出所需的电压，带动驱动电路、检测电路和cpu控制器。

驱动电路用来实现逆变器件的驱动，检测电路用来实现对温度、电流和电压的检测，cpu控制器实现判断和控制功能。

而逆变器将直流电变换为所要求频率的交流电。

通过逆变器的驱动电路实现对逆变器的驱动，从变频器输出的电就变成了电压为380v，频率可调的交流电，从而驱动电机完成预想的控制工作。

2 变频器在数控机床上的应用数控机床要求主轴调速范围宽，能实现无级调速，在主轴正、反向转动时可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短，要求恒功率范围宽。

变频器可以通过改变输出交流电的频率，达到对交流电机进行速度调节的目的。

机床采用变频器控制，启动时随著电机的加速相应提高频率和电压，起动电流一般被限制在150%额定电流以下。

而采用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流的6至7倍，将对电网及负载造成很大的冲击，影响了周边电器的工作，增加了机械传动部件的磨损，降低了设备的寿命。

另外电机的转矩会随速度降低而减小，使用变频器控制电机后，将改善电机低速时转矩不足的状况，在额定频率下变频器能进行恒转矩调速。

数控机床变频器随着科技的不断发展和工业生产的不断进步，数控机床作为机器人产业中的重要组成部分，已经成为了各大制造企业必不可少的生产设备。

而数控机床中的变频器则是数控机床的重要配件之一，其作用在于将输入的电源信号转化为合适的电源信号，以控制电机的转速和输出转矩。

下文将详细探讨数控机床变频器的基本原理、结构、工作原理及其市场应用。

一、数控机床变频器的基本原理1. 变频器概念变频器是一种能够将电网交流电源转化为任意电压和频率的交流电源的电子装置。

它具有节能、减少运行噪音和振动等优点，因此在各种工业自动化控制的应用中得到了广泛的应用。

2. 变频器原理变频器通过将输入的交流电源经过整流、滤波、逆变等环节后，使其输出的电信号具备可变速、可变频率的特性。

其中，整流通过将输入的交流电源转换为直流电源，滤波通过消除直流电源中的杂波信号，逆变通过将直流电源转换为交流电源。

通过对这三个环节的不同控制，就可以获得不同的电压和频率输出信号，从而控制数控机床的电动机输出转速和输出转矩。

二、数控机床变频器的结构数控机床变频器的结构主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等部分组成。

其中整流器用于将输入的交流电源转换为直流电源；滤波用于消除直流电源中的杂波信号，以防止机器产生不必要的故障；逆变器用于将直流电源转换为交流电源，以控制电动机的转速和输出转矩。

而控制电路则控制以上三个环节的工作状态，以让变频器正常地工作。

三、数控机床变频器的工作原理数控机床变频器的工作原理主要是将输入的电压和频率信号进行分析，经过程序控制产生逆变受控电源输出。

其具体过程如下：1. 电网供电信号输入：将电源线连接数控机床变频器的电源输入端，电源通过自带的滤波电路进行滤波，去除噪声和杂波信号。

2. 整流滤波：将交流电源通过整流电路转化为直流电源，再通过滤波电路去除杂波信号。

3. 比较振荡信号生成：将直流电源通过比较振荡产生逆变信号的控制信号。

这部分通常通过数字信号处理器（DSP）来实现。

变频器在数控机床主轴上的应用1 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，在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。

本文主要介绍安邦信g9系列变频器在数控机床上的优越性。

2 数控机床简介数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视，并得到了迅速的发展。

主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。

经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。

而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。

无级变速系统主要有伺服主轴系统和直流主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。

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。

3 数控车床的主要参数及对变频器功能需求主要的参数和性能指标:（1) 3.0kw数控车床电动机参数:额定功率:3.0kw;额定频率:50hz;额定电压:380v;额定电流:7.8a;额定转速:970r/min;机械传动比:1:1.5;加工材料:45#钢;实际测试性能指标:主轴转速:200r/min（变频器运行频率15hz左右)的进刀性能及速度。

（2) 5.5kw数控车床电动机参数:额定功率:5.5kw;额定频率:50hz;额定电压:380v;额定电流:13a;额定转速:1400r/min;机械传动比:1:1.5;加工材料:45#钢;实际测试性能指标:主轴转速:200r/min(变频器运行频率9～10hz);主轴转速:450r/min(变频器运行频率22hz左右)的进刀性能及速度。

欧瑞sf3000变频器说明书
一、简介
欧瑞SF3000变频器是一款专门用于调节电机转速的变频器，它能够实现恒定频率或恒定转速控制，并可快速和精确的调节电机转速或节电，降低电机运行成本。

欧瑞SF3000变频器采用先进的PWM技术，工作稳定可靠，比起其它传统的调速技术具有更大的调速范围和更高的调速精度。

它采用内置滤波器设计，可有效减少电机与变频器产生的电磁干扰。

欧瑞SF3000变频器拥有7种不同的变频模式，支持多种运行模式，具备丰富的外设接口，能够满足不同用户的不同需求，是一款先进的变频器产品。

二、特点
1、欧瑞SF3000变频器采用先进的PWM技术，工作稳定可靠，比起其它传统的调速技术具有更大的调速范围和更高的调速精度。

2、欧瑞SF3000变频器拥有多种变频模式，能够满足不同的运行模式需求，比如恒定转速、节能控制等。

3、欧瑞SF3000变频器内置丰富的外设接口，支持多种接口设备，支持与外围设备的快速数据交换，提高控制的精度和效率。

4、欧瑞SF3000变频器采用现代化的软件设计，比起传统的控制器，可更快速的实现转速的调节。

5、欧瑞SF3000变频器采用内置滤波器设计。

浅析变频器在数控机床主轴上的运用发布时间：2022-04-28T07:51:06.411Z 来源：《工程管理前沿》2022年第1月第1期作者：谭伟梁羽刘刚[导读] 数控机床在实际的运行过程中，主轴发挥着非常重要的作用谭伟梁羽刘刚沈阳飞机工业（集团）有限公司沈阳 110850 摘要：数控机床在实际的运行过程中，主轴发挥着非常重要的作用，无论是刀具安装还是工件旋转都与主轴息息相关。

变频器应用于数控机床主轴上，能够更加科学、严格的对主轴的运转进行控制，进一步提升数控机床主轴的运转精度，提升零部件加工质量。

关键词：变频器；数控机床主轴；应用数控机床主轴上应用变频器，不仅能够增强主轴控制效果，还能保证调控的准确度，因此，数控机床主轴的控制工作领域中应重点关注变频器的使用，保证参数的合理性、连接的科学度，不断提升变频器的应用有效性、可靠性，发挥不同技术的价值和作用。

下文对变频器在数控机床主轴上的应用展开了分析。

1 完善变频器应用的控制模式数控机床主轴上应用变频器，应确保控制模式的完善性，首先，在机床主轴运作的过程中，如果加工程序存在“换挡数控程序”的有关指令，采用指令译码的形式，将译码信息传输到PMC处理，之后执行主轴的换挡调速操作，借助PMC 输出信号，对外部执行元件进行控制，例如：按照PMC输出的信号，系统可自动化选择不同的换挡控制模式，可通过液压拔叉离合设备对齿轮拨动实现换挡目的，或是借助控制电磁离合器的形式达到自动化换挡的目标。

其次，完成换挡操作之后，传感器将所有的数据信息、换挡就位信号传输到PMC 系统中，按照各个档位的信号特点针对性的进行CNC 控制地址的编码处理，结合指令的速度信息、档位信息、数控参数信息、档速信息等，准确将控制电压计算出来，传输到变频器设备，使得变频器能够高效化的控制数控机床主轴速度。

2 重点设置系统参数数控机床主轴上应用，变频器要想确保性能有所提升，就应准确选取与设定控制面板参数信息，使其在较为复杂的电控系统中，灵活性控制，一般情况下，数控机床主轴上使用变频器，能够确保启动与停止操作的稳定性，实现无极调速的目的，拓宽调速的范围和广度，使得主轴在运行期间实现长时间稳定性的运行目的，操作较为便利，后续维护工作较少，输出的所有数据信息都能符合性能标准需求，但是如果不能准确设置参数，将会影响主轴的运行控制效果，因此，在使用变频器的过程中，应重点关注参数的科学化设置。

变频器在机床中的应用
变频器在机床中的应用广泛，其主要作用是通过控制电机的转速和功率来实现机床的运动控制和加工过程的精度。

以下是变频器在机床中的具体应用：
1. 传动系统：变频器可以在机器运转时控制转速和电机的反向运动，从而实现机床的加工和运动控制。

2. 磨削加工：通过对电机控制，变频器可实现控制工具转速，可以实现磨削加工中精确的调整转速，提高加工效率。

3. 旋转加工：在机床运转的同时，可控制转速从而确保精度，并通过反馈机制监控加工过程。

4. 内部齿轮加工：变频器可通过控制电机转速，实现准确的内齿轮加工，控制精度更高。

总之，变频器在机床中的应用使机床加工过程更加稳定和精确，并且提高了加工效率和机床的使用寿命。

变频器在经济型数控机床上的应用前言近年来，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。

目前机床行业的消费主流是数控机床。

从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。

二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。

下面我们以机床拖动方面采用变频调速来说说变频器在该行业的应用情况：一原机床的主轴传动特点：一般情况下机床的拖动系统是由电机带动齿轮箱来传动和调速的。

它具有以下特点：1. 原系统概况A 负载—恒功率性质齿轮箱变速时，转矩的变化与转速的变化成反比。

若不计齿轮箱的损耗，则在全功率范围内，都具有恒功率的特点。

1）转速档次调速箱有8档转速：75、120、200、300、800、1200、1500，2000r/min。

2）电动机的主要额定参数额定容量：3.7kw额定转速：1440r/min负载特性：恒功率3) 控制方式由手柄组合的8个位置来控制四个离合器的分与合，得到齿轮的8种组合，从而得到8档转速。

B．低速时的过载能力强低速时，拖动系统经齿轮箱降速后的额定转矩将远大于负载的最大工作转矩，有很强的过载能力。

二应用变频器调速时的基本考虑：1、变频调速的调节范围很广，一般通用型变频器都可以实现0—400HZ范围内无级调速。

2 考虑到机床要求具有较硬的机械特性。

符合变频器+ 普通电机（或变频电机）传动具有机械特性硬的特点。

一般在低频下都可以提供150%负载转矩的能力3、考虑到机床需要在低速时具有强大过载能力。

变频器可以提供150%的过载保护（6 0S），能够满足设备的要求。

4、使用变频调速后，可以简化齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动机构，自动化程度高，操作简单，维修方便。

5 变频器具有电压（DC0—5V，DC0—10V），电流模拟输入接口，可以与数控系统的控制信号很好的匹配。

三惠丰变频器在该行业的具体应用情况。

欧瑞F800变频器使用说明书1欧瑞F800变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。

为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。

当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。

2.欧瑞F800变频器的风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。

当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

3.电动机使用变频器的作用就是为了调速，并降低启动电流。

为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。

把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。

4.一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。

对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。

变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。

对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。

5.一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。

由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。

6.变频不是到处可以省电，有不少场合用变频并不一定能省电。

作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的3-5%）。

一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。

但是他的前提条件是：7.无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

Internal CombustionEngine &Parts1伺服系统硬件结构设计数控车床的主轴应用是：第一是由三相进线过交流断路器，在进接触器供给实现给驱动器供电。

第二是驱动器在降速时采用能能耗制动，故需连接外部电阻。

第三是驱动器的控制环节：使能，报警，速度到达，模拟量等信号需由数控系统发出传递给驱动器。

第四是驱动器提供三相输出连接主伺服电机，并提供编码器接口连接伺服电机。

在实际使用过程中为降低成本，并提高生产效率故而省去接触器开断，上电即驱动器得电。

（此结构在实际生产中已经应用很多台，并且驱动器可以正常使用并无不好影响）1.1硬件介绍首先本例应用于CAK36系列中，机床主电机功率为5.5KW ，所以断路器根据欧瑞提供需求至少需要18A 以上规格，故本设计选取性价比稍高的正泰DZ47-60D//3P25A ；驱动器为SD-20/M4型，对应电阻选择参照图3，选择40欧姆/1000W ；电机风扇为1.0kW ，输入电压为两相220V ，故风扇断路器选择DZ47-60D//2P5A 。

1.2控制环节介绍在控制环节方面，由于FANUC 系统自身的主伺服控制方式为现场总线形式，其总线并不对其他伺服驱动器开放，所以在调速方面只能选择模拟量调速形式，所以选择FANUC 的JA40端口输出0-10V 模拟量调速传递给伺服CN3的DB 端子23和24脚（“23”脚为固定端子：模拟量输入信号，“24”脚同样也为固定端子：模拟量输入信号参考端点），配合选择Y2.0和Y2.1作为真反转输出（输出控制KA5，KA6开闭点将内生24V 传递给驱动器正反转控制点），并且需要报警点和速度到达点，故而取输入X9.2和X9.3（同时更改Po423与Po425为D13和D16，这里“1”表示为输出高电平，“3”表示为速度到达信号选择，“6”表示为伺服报警信号选择）。

欧瑞伺服在启动和停止时需要增加伺服使能信号，其与国外知名变频器相比，此信号点需要增加一点，但是在控制方面并无高速输入要求，仅需24V/0.1A 即可，所以直接将使能BY4接于分线器传递给FANUC 的I/O 输出点Y3.7上（详见图1）。

iNVOEEVC610系列变频器数控机床应⽤快速设定指南v1..03（中⽂版）ｉＮＶＯＥＥ VC610系列变频器数控机床应⽤——— 快速设定指南v1.03基本接线图系统安装完成后，且⽤户参数已恢复出⼚值（新机不⽤执⾏此操作，[F07.05]=4可⽤于将所有⽤户参数恢复出⼚值），进⾏如下3个步骤即可保证系统正常运⾏：步骤1：设定电机特性参数：(对于没有铭牌的电机，可⽤相应功率等级的出⼚默认值)按照电机铭牌参数准确输⼊F02组参数：电机额定频率[F02.01]（通常情况下为50.00Hz ）、电机额定电压[F02.02]（通常情况下为380.0V ）、电机额定电流[F02.03]、电机额定转速[F02.05]（4极电机⼀般为1440RPM ，6极电机⼀般为960RPM ）。

注意：请尽量按照实际的电机铭牌参数设定该组参数，准确的铭牌参数有利于控制特性的提升，错误的参数会导致⼒矩丢失甚⾄⽆法正常运⾏。

提⾼电机额定电流[F02.03]的设定并不能提⾼转矩输出。

电机空载电流[F02.04]不⽤⼿⼯设定，变频器会通过⾃学习⾃动设定。

步骤2：电机参数⾃学习：1）设定[F02.06]=1，让变频器进⼊电机参数学习准备状态，此时⾯板显⽰“P.tESt ”；2）通过系统启动变频器（亦可通过修改[F01.00]=0，⽤⾯板启动，结束后将[F01.00]=1，重新设定为外部端⼦控制），变频器开始⾃动学习电机参数。

如果电机参数学习成功，⾯板显⽰“SUCCE ”，[F02.06]会⾃动被改回0；若失败，[F02.06]会保持1，下次启动后会再次进⼊电机学习状态。

注意：通过参数⾃学习操作，变频器可以⾃动测试并保存电机铭牌参数以外的电机内部参数，提⾼电机输出转矩及运⾏特性。

学习过程可以不拆卸主轴⽪带，但最好将机床档位打到最低档位（接近空载）或挂空挡，以获得最佳学习效果。

更换电机后需要重新设定电机特性参数和做⾃学习。

电机参数学习刚开始时主轴保持静⽌（⼤约6秒钟），随后主轴会⾃⾏加速运转，学习完成后主轴会⾃⾏减速停⽌。