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

高速主軸電機能夠?qū)崿F(xiàn)高速運轉(zhuǎn)，除了憑借電機本身優(yōu)秀的高速特性，還需要有一臺能夠驅(qū)動其穩(wěn)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(qū)動適應(yīng)性使它在多種應(yīng)用場合表現(xiàn)出色。 

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

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

 下面將介紹C200在雕刻機電主軸的調(diào)試過程。

圖1 變頻器主回路配線圖

調(diào)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(fù)出廠設(shè)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(shù)設(shè)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(shù)設(shè)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(shè)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(zhuǎn)矩限制或電流限制，以確保主軸不會因過轉(zhuǎn)矩或電流過大而損壞，所以一般在機器運轉(zhuǎn)前需要設(shè)置保護參數(shù)：

06-06      出現(xiàn)過轉(zhuǎn)矩OT1報警后，立刻停止運轉(zhuǎn)

06-07      過轉(zhuǎn)矩報警電流準位

06-08=1    過轉(zhuǎn)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(shù)設(shè)置完成。

用監(jiān)控軟件查看0~900Hz加速和減速運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)變頻器剎車電阻工作，直流母線電壓維持在可接受范圍內(nèi)，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(tǒng)的安全正常運轉(zhuǎn)。

 本次調(diào)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(qū)動相同主軸電機，對切削工件效果進行對比，發(fā)現(xiàn)切削效果沒有區(qū)別，C200驅(qū)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(xiàn)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(qū)動高速電主軸的典型應(yīng)用，能夠完全滿足雕刻機行業(yè)對主軸系統(tǒng)的技術(shù)要求，進一步拓寬了C系列變頻器在該行業(yè)的應(yīng)用范圍。

作者簡介：

賀海星, 男，生于1982年10月，畢業(yè)于北京信息科技大學(xué)，自動化專業(yè)。現(xiàn)就職于中達電通股份有限公司變頻器產(chǎn)品開發(fā)處，從事變頻器產(chǎn)品的技術(shù)工作，具有多年變頻器產(chǎn)品的行業(yè)經(jīng)驗。