台达集团

   【摘要】本文主要介绍台达C200变频器在专用机床驱动高速主轴电机上的应用。

  【关键字】 C200变频器；高速主轴；高频

  台达C200系列变频器是包含高频输出功能的通用变频器，丰富的功能和良好的驱动适应性使它在多种应用场合表现出色；高速主轴电机能够实现高速运转，除了凭借电机本身优秀的高速特性，还需要有一台能够驱动其稳定运行的高频输出驱动器。

   本文将介绍C200变频器高频输出功能应用在某专用机床所配置的主轴驱动系统，变频器最高输出频率达到3333.3Hz，实现四极主轴电机最高转速达到100000转。

  调试设备为用于某专用机床的高速主轴电机，电机为台湾某品牌高速主轴，该电机极数为4极，功率0.65kW，额定电压180V，额定频率3333.3Hz，电机额定电流4A，用户对变频器调试的要求为：速度开环平稳启动的前提下，电机转速达到100000转额定转速平稳运转。C200高频版本VF控制模式在该场合最为适用。
下面将介绍C200高频版本驱动电主轴的调试过程。
 
                    
                             图1 变频器主回路配线图

  调试步骤：

  变频器上电前，检查配线是否正确，接地布线是否良好可靠。

  00-02=9 恢复出厂设置（基底频率50Hz），检查机种代码00-00是否与机型相符

  基本参数设置

  VF控制模式是依照电机本身适用的VF曲线对变频器进行参数设置，最终达到变频器输出电压频率曲线符合电机的VF特性。

  01-00=3333.3 最高操作频率3333.3Hz

  （设置前需确定当前变频器为高频版本）

  01-01=3333.3 电机额定频率3333.3Hz

  01-02=180 电机额定电压180V

  （由于驱动器默认额定输出电压参数默认为220V,所以运转前必须确认已经将额定电压改为电机额定电压180V，否则有损毁电机的风险）

  高速电主轴带载工作时，一般需要作过转矩限制或电流限制，以确保主轴不会因过转矩或电流过大而损坏，所以一般在机器运转前需要设置保护参数：

06-06=4 出现过转矩OT1报警后，立刻停止运转
06-07=50 过转矩报警电流准位
06-08=1 过转矩时间准位1s
06-12=70 变频器输出最大电流限制
01-12=10 01-13=10 加减速时间均为10s

  参数设置完成。

  用监控软件查看运转时的波形：
 
                  
             图2 加减速时的变频器频率命令、实际输出频率、DCBUS电压波形

  上图中所示为电机从100000转开始，进行多次减速加速运转时的波形，可见，在加减速时间为10s的情形下，由于减速时电机回升能量造成变频器直流母线电压上升，触发变频器过电压失速防止功能，直流母线电压达到失速防止准位时，输出频率停止减小，电压恢复正常时，输出频率才继续接近给定频率，说明变频器的失速保护功能能够有效的控制变频器输出，防止失速，保证了设备的安全正常运转。

  台达C200变频器的高频版本支持3333.3Hz高频输出，驱动高速电主轴的典型应用，能够完全满足机床、加工中心对主轴系统的速度要求，进一步拓宽了C系列变频器在机床行业的应用范围。

  作者简介：

  贺海星, 男，生于1982年10月，毕业于北京信息科技大学，自动化专业。现就职于中达电通股份有限公司变频器产品开发处，从事变频器产品的技术工作，具有7年变频器产品的行业经验。