数控机床控制系统安装与调试项目5-主轴变频驱动系统的装调课件

5.1认知变频器任务引入：由异步电机的转速公式可知，电机的转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机的转速（无极调速）。下图是某变频器的实物图。那变频器有哪些功能？变频器怎样安装和调试呢？任务目标：理解变频器的功能、分类和结构；能正确安装和调试通用变频器。相关知识：5.1.1变频器简介变频器是应用变频技术与微电子技术，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对电动机的变频调速、软启动、提高运转精度，以及过流、过压、过载保护等功能。随着工业自动化程度的不断提高，变频器得到了非常广泛的应用。变频器在应用中，通过对电动机的调速控制，达到节能、高效、实现自动控制等目的。变频器只有通过外接端子，才能传递能量和各种控制信号。端子用途备注主电路端子电源输入端子工频交流电输入到变频器的接线端子。根据变频器应用电压不同，分为单相220V和三相380V等规格3个端子，单相电压接其中2个端子。制动电阻连接端子电动机需要制动时，用于连接制动电阻。制动电阻消耗制动时回馈的电能不使用时，2个端子开路直流电抗器连接端子用于连接直流电抗器，变频器输入端整流滤波。当变频器输出功率较大时，为提高滤波效果需要连接电抗器不使用时，2个端子短路电源输出端子变频交流电输出到电动机的接线端子3个端子输入控制端子模拟输入端子控制电动机的转速或者反馈信号输入2~3个端子数字输入端子电动机的运行控制、多段速控制等；变频器模式切换、复位、外部故障保护等功能多个端子输出指示端子模拟输出端子指示输出的电流、频率、电压、转矩等输出模拟信号1~2个端子数字输出端子指示频率到达、运行中、故障报警等信号多个端子5.1.2西门子MM420变频器1、MM420变频器的外部接线（1）电源输入端子L1、L2、L3三相交流电通过电源输入端子L1、L2、L3端子输入到变频器。（2）电源输出端子U、V、W变频器通过电源输出端子U、V、W与电动机连接。（3）模拟输入端子3、4将模拟电压或者模拟电流信号通过模拟输入端子3、4输入，可以实现电动机的转速控制。（4）数字输入端子5、6、7数字信号通过数字输入端子5、6、7输入，通过设置对应的参数P0701、P0702和P0703，可以实现电动机的转向和故障复位控制。（5）数字输出端子10、11通过设置参数P0731，数字输入端子10、11可以输出指示频率到达、运行中、故障报警等信号。（6）模拟输出端子12、13通过设置参数P0771，模拟输出端子12、13可以指示输出电流、输出频率、输出电压等输出模拟信号。6L1，L2，L3接三相电源U,V,W接主轴电机

MM420变频器5,6,8-接转向信号3,4-接转速信号2、MM420变频器的参数设置变频器的参数只能用基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP）或者通过串行通讯接口进行修改。用BOP可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数值在五位数字的LCD（可选件）上显示。只读参数用rxxxx表示，Pxxxx表示设置的参数。

8访问级变频器的参数有4个用户访问级：标准访问级，扩展访问级，专家访问级和维修级。访问的等级由参数P0003来选择。对于大多数应用对象，访问标准级（P0003=1，缺省值）和扩展级（P0003=2）参数就足够了。91011变频器参数设置只能设置常用的一些参数121、

将变频器复位为工厂的缺省设定值设定P0010=30设定P0970=1说明：完成复位过程要几分钟。只读参数用rxxxx表示，Pxxxx表示设置的参数。2、BOP的调试功能①进入快速调试（P0010=1，仅用于第1访问级）使用BOP对电机实现启停控制初始化设置：P0010=30，P0970=1根据电动机铭牌，快速设置配套参数（P0700=1，P1000=1）设置变频器频率P1040=20HZ（默认5HZ，访问级别2——P0003=2）运行调试：按下JOG，电机将以设定的频率点动运行按下RUN，电机启动，按下“UP“，频率增加；按下“Down“，频率降低。用Forward/Reverse，可以改变电机转向按下Stop，电机停车任务实施：使用MM420变频器的BOP对电机实现基本的启动、停止和转向控制。三相380VL1L2L3UVWPEM3~MM420步骤工作内容实施时间/h完成情况（1）完成主电路接线（2）手动操作变频器驱动主轴电机任务5.2主轴变频驱动系统的电气安装任务引入：数控车床主轴变频驱动系统的工作原理是什么？其电气安装如何进行？任务目标：识读主轴变频驱动系统的电气原理图；绘制主轴变频驱动系统的电气安装接线图；完成主轴变频驱动系统的电气接线。5.2.1主轴变频驱动电路5.2.2X200输出接口电路任务实施：在识读数控车床主轴变频驱动电路及X200输出接口电路的基础上，完成主轴变频驱动系统的电气安装接线。步骤工作内容实施时间/h完成情况（1）识读主轴变频驱动系统电气原理图（2）绘制主轴变频驱动电气安装接线图（3）完成主轴变频驱动系统的电气安装任务5.3主轴变频驱动的参数设置与调试任务引入：完成了主轴变频驱动系统的电气接线后，还必须进行相关参数的设置，这样主轴系统才能正确工作。那要设置哪些参数呢？这些参数的值是多少？任务目标：1、操作SINUMERIK802C数控系统，运行模式为“JOG”，摁下“SpindleLeft”键，则主轴电机正转。摁下“主轴倍率”增加键（减少键），主轴转速增大（减小）；2、运行模式为“JOG”，摁下“SpindleRight”键，则主轴电机反转。摁下“主轴倍率”增加键（减少键），主轴转速增大（减小）；3、运行模式为“JOG”，摁下“SpindleStop”键，则主轴电机停止旋转；4、运行模式为“MDA”，输入“M03S800”等指令，主轴能正确动作。5.3.1主轴NC参数设置轴参数号参数名单位轴输入值参数定义30130CTRLOUT_TYPE-主轴1有±10Vdc模拟量输出轴参数号参数名单位轴输入值参数定义30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT-主轴2单极性主轴输出，Q0.0和Q0.1不可以由PLC使用；MD30134=0时：双极性主轴输出（电压的正负决定主轴的转向）MD30134=1时：Q0.0＝伺服使能；

Q0.1＝负方向运行；

MD30134=2时：Q0.0＝伺服使能正方向运行；

Q0.1＝伺服使能负方向运行；

轴参数号参数名单位轴输入值参数定义30200NUM_ENCS-主轴1主轴有编码器反馈轴参数号参数名单位轴输入值参数定义30240ENC_TYPE-主轴2主轴带测量系统如果主轴无编码器反馈，则MD30200设定为0。轴参数号参数名单位轴输入值参数定义31020ENC_RESOLIPR主轴1024编码器每转脉冲数32260RATED_VELORPM主轴3000→1400主轴额定转速36200AX_VELO_LIMIT[0...5]RPM主轴3300→2000最大主轴监控速度计算监控频率：主轴转速3000转/分=50转/秒；监控频率50转/秒×1024脉冲/转=51200脉冲/秒轴参数号参数名单位轴输入值参数定义36300MA_ENC_FREQ_LIMITHz主轴55000→？主轴监控频率5.3.2MM420变频器参数设置1、恢复出厂设置将参数P0010设置为30、参数P0970设置为1，可以把MM420变频器的全部参数恢复为出厂值。整个恢复过程需要几分钟。2、快速调试功能接通MM420变频器的电源后，可以根据MM420变频器所驱动的电动机的技术参数（如额定功率、额定电流、额定速度等），进入MM420变频器的快速调试模式（P0010=1）进行相关参数的设置。使用外接给定对电机实现控制初始化设置：P0010=30，P0970=1根据电动机铭牌，快速设置配套参数（P0700=2，P1000=2）结束快速调试：P0010=0设P0003为2再加上P701和P702P701=1（接通正转，off停车）P702=2（接通反转，off停车）

最后再设P0010=0，准备运行操作CNC系统，运行调试2829任务实施：MM420变频器所驱动的主轴电动机的主要技术参数如下表所示。根据任务目标的要求，进行主轴驱动系统相关参数的设置和调试。序号技术参数名称技术参数值1额定电压380V2额定频率50Hz3额定功率370w4额定转速