|
变频器技术的发展,使得其在机床行业的应用不断发展。
机床用变频器的发展趋势表现为:
一是高性能。目前基本上所有的变频器都要求矢量掌握方式,并出现了少量不同层次的掌握结构及算法。值得注意的是无速度传感器矢量掌握(SVC)正在近几年开展较快,由于SVC可以要求低利息、高功用的处置计划,曾经成为通用变频器中的梦想规范和开展方向。
二是易掌握性不断提高。用户对变频器的需求逐步转变为现场装置,并在软件上增设设置工具,以期通过用户操作从而简化调试进程。
三是功能模块化以及智能化需求逐步上升。 据了解,一台机床需用的变频器数量有的可达4~5台。这足以预见到机床变频器的市场潜力。
目前我国机床市场用的变频器大部分是日系品牌,如三菱变频器由于接近伺服器的功能,因此在机床中的运用也较多;而台达由于其功能接近三菱,但价钱廉价许多,性价比高,近年来市场份额也逐渐增加。 在车床产品中,变频器的运用范围最多。然而,日本的安川、富士、三菱以及台湾台达等品牌占有较大的市场份额。尽管也有一些国产品牌变频器被机床制造企业采用,如深圳汇川变频器在车床应用中表现不俗,但是在磨床、锻压机床等对变频器产品的功能要求较高的领域中,依旧是国外品牌居多,如三菱、富士、德国西门子、台达等品牌依旧处于优势。 据2008、2009年机床的销售数据显示,通用型机床特别是功能繁多的车床库存状况相当严峻,而复合型机床、大型重型产品市场较好。这些机床加工范围广,机床实施部件具有不同的活动速度,对变频器功能也提出了更高的要求,国产变频器制造商更应抓住时机,耕植机床市场。
变频器工作原理
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类[1]:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变频器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
(1)整流器:最近大量使用的是二极管的变频器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。
(2)平波回路:在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。
(3)逆变器:同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。
控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
(1)变频器运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
(2)变频器电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。
(3)变频器驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
(4)变频器速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
(5)变频器保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
|