【摘要】本文主要介紹臺達C200變頻器驅動高速主軸電機在雕刻機上的應用。

   【關鍵字】C200變頻器；高速主軸；雕刻機

   隨著制造業的發展，五金、廣告制品加工等行業對高速高精度雕刻機的需求與日俱增，而適合驅動高速電主軸的驅動器也在不斷發展，電主軸通常采用變頻調速方法，其驅動控制特性為恒轉矩驅動，輸出功率和轉速成正比，基頻以上的調速也在越來越多的場合得到應用。

   高速主軸電機能夠實現高速運轉，除了憑借電機本身優秀的高速特性，還需要有一臺能夠驅動其穩定運行的高頻輸出變頻器。臺達C200系列變頻器是包含高頻輸出功能的通用變頻器，豐富的功能和良好的驅動適應性使它在多種應用場合表現出色。

   本文將介紹C200變頻器高頻輸出功能應用在某廠牌雕刻機所配置的主軸驅動系統，變頻器在900Hz加工工件，達到完美效果。

  調試設備我國華南某品牌雕刻機，主軸電機為國產高速主軸，該電機極數為4極，功率5.5kW（VFD055CB43A-20），額定電壓380V，額定頻率450Hz，額定轉速13500rpm,最高輸出轉速27000rpm，用戶對變頻器調試的要求為：主軸工作在速度開環平穩啟動的前提下，電機轉速達到27000轉重載切削測試。

  下面將介紹C200在雕刻機電主軸的調試過程。
 
                 
                              圖1 變頻器主回路配線圖

  調試步驟：

（1）變頻器上電前，檢查配線是否正確，接地布線是否良好可靠；
（2）00-02=9恢復出廠設置（基底頻率50Hz）；
（3）檢查機種代碼00-00是否與機型相符；
（4）基本參數設置：VF控制模式是依照電機本身適用的VF曲線對變頻器進行參數設置，最終達到變頻器輸出電壓頻率曲線符合電機的VF特性。
01-00=900 最高操作頻率900Hz（設置前需確定當前變頻器為高頻版本）；
01-01=450 電機額定頻率450Hz；
01-02=380 電機額定電壓380V；

  高速電主軸帶載工作時，一般需要作過轉矩限制或電流限制，以確保主軸不會因過轉矩或電流過大而損壞，所以一般在機器運轉前需要設置保護參數：

06-06 出現過轉矩OT1報警后，立刻停止運轉
06-07 過轉矩報警電流準位
06-08=1 過轉矩時間準位1s
06-12 變頻器輸出最大電流限制
01-12=5 01-13=5 加減速時間均為5s

  參數設置完成。

  用監控軟件查看0~900Hz加速和減速運轉時的波形。
 
                 
                        圖2 加減速時的變頻器頻率命令、實際輸出頻率、DCBUS電壓波形

   由圖2中所示為電機加速、減速運轉時的波形，可見由于減速時電機回升能量造成變頻器直流母線電壓上升，觸發變頻器剎車電阻工作，直流母線電壓維持在可接受范圍內，說明變頻器在快速加減速時能夠有效控制變頻器輸出，在剎車電阻的輔助下，保證了系統的安全正常運轉。

  本次調試也進行了C200重載切削測試，相同機臺同樣測試條件下，5.5kW C200與臺達B系列5.5kW變頻器驅動相同主軸電機，對切削工件效果進行對比，發現切削效果沒有區別，C200驅動主軸電機的加工性能與同文件B系列一致，C200變頻器在現場得到了用戶的肯定。
 
                 
                   圖3 C200與臺達B系列同樣測試條件下切削效果對比,效果相同

  臺達C200變頻器支持高頻輸出，驅動高速電主軸的典型應用，能夠完全滿足雕刻機行業對主軸系統的技術要求，進一步拓寬了C系列變頻器在該行業的應用范圍。

  作者簡介：

   賀海星, 男，生于1982年10月，畢業于北京信息科技大學，自動化專業。現就職于中達電通股份有限公司變頻器產品開發處，從事變頻器產品的技術工作，具有多年變頻器產品的行業經驗。