传统外圆磨床通过变频技术走向新时代

随着现代电子电气技术的发展和成熟，变频技术的应用范围得到了极大的扩展。首先，在机械加工行业，变频技术的应用效果得到了充分体现。这是因为变频器（以下简称VFD）的无级调速、软启动、恒转矩输出等功能，极大地满足了加工设备的恒速/恒转矩要求。

我。概述

外圆磨床作为一种常用的标准加工设备，广泛应用于机械加工领域。传统外圆磨床的砂轮电机基本都是走传统的启动电路。电机启动后，以额定转速运行。但是，由于电网电压的波动，这会导致砂轮与工件的摩擦载荷不断变化，从而导致电机转速出现。误差，标准砂轮电机启动电路一般只有一种加工速度，难以适应不同工件尺寸和不同加工相对线速度的要求，从而难以保证被加工工件的加工精度。因此，从提高加工质量和加工效率、节能等方面考虑，将变频调速技术应用到外圆磨床上，可以取得满意的效果。

在机械加工领域，在观点 外圆磨床加工的产品种类很多，工件的尺寸不同，所要求的加工精度也不同。与要求砂轮转速与主轴线速度不同的要求相比，单纯通过调整主轴转速来满足工件线速度，更难调整到理想状态。另外，由于加工过程中轴的应力弯曲，磨削过程中砂轮进给扭矩会不同，从而带来砂轮输出速度/扭矩的不同变化，以及相应的振动会发生。烧线等，磨削精度难以保证，导致生产效率低，产品质量低。

2.外圆磨床加工的负载特性

根据不同的轴径，主砂轮电机的转速等于砂轮的输出转速。磨削力的大小取决于电机的输出扭矩。在主轴电机带动工件旋转的高速段，相对于砂轮的输出速度，工件直径小，磨削进给量小，大直径长轴工件处理。使工件旋转的电机处于低速段。砂轮的进给量大，砂轮的磨削力也越来越大。电机难以在恒转矩/恒速下运行。速度的变化会产生振动纹/烧纹/加工精度等变化。变频调速电机的无级调速和恒转矩输出正好弥补了上述缺点。

三、VFD的选择< /p> p>

根据系统运行特点，考虑满足机械加工外圆磨床的要求和设备投资成本，选用杭州三科生产的具??有自动转矩提升功能的SKI600系列产品。根据砂轮电机的功率，选择不同功率的变频器。以10kw为例，额定电压三相380V，输出电流17.5A，频率控制0.50-400Hz，速度控制0.1%，过载能力150%/60s。具有自动扭矩提升功能，低速扭矩大，可实现更低噪音运行，16级低速，全系列三防漆，更耐油气环境。

四。系统启动及调整速度

因为传统外圆磨床主砂轮电机的启动电路多采用星三角转换来完成启动电路。这里将使用VFD来代替原来的电路图。通过使用原接触器的常开触点来控制变频器的运行，同时考虑到砂轮的惯性，软启动时间调整为10S，停机制动时间调整为15S，启动不同类型砂轮的扭矩可根据需要在50%至80%之间自主调节。

系统速度可以通过外部可调电位电机的频率根据工件直径的不同适应速度进行调整。由于电机高速时机械强度/噪声/振动的限制，电机最高频率设置为60HZ；由于电机低速时散热效果差，考虑工件旋转的变速因素和实际最大加工工件尺寸，最小频率设置为35HZ，参考频率设置为50HZ。

从前面的负载特性分析可以看出，高速段为恒功率，低速段为恒转矩，低速时负载要求转矩大，过载能力强。速度。对于高于给定频率的电机，为保证电机不欠压，采用恒压变频调速。

根据电机理论，当电压一定，频率增加时，电机各极下的磁通量随着频率的增加而减小；当电机电流为额定电流时，最大允许输出转矩减小，允许输出功率不变。是恒功率调速，适用于恒功率负载。在基频以下，为保证电机各极下的磁通恒定，采用V/F=恒定的变压变频调速。当电机电流为额定电流时，电机允许的输出转矩不变，属于恒转矩调节。速度快，适合恒转矩负载。

但在低速时，电机的内阻是不可忽视的。如果 V/F 保持恒定，电机转矩会降低，无法满足负载低速时所需的转矩。过载能力 性能强，所以采用了变频器的自动转矩补偿功能，选择补偿后的V/F曲线进行修正。

V。系统设计注意事项

提高砂轮平衡精度：电机以额定转速运行。为了减少高速时的振动，应增加电机转子和砂轮的动平衡，并加以修正。低速散热：由于电机采用自冷风扇散热，低速时散热条件变差，负载转矩较大，电机温度会升高，因此设置最低转速，使电机表面温差不超过规定的允许值。由于变频调速时的输出电流中含有高次谐波，会在电机中产生电磁噪声，因此必须在输出端加装滤波器。还有一点需要工控技术人员注意，就是在变频器的参数设置项目中，我们需要锁定反向/最大频率/失速功能！

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