一、概述

某單位有臺型號為C516A單柱式立床，經現場實際考察，原機床的拖動系統(tǒng)是采用一臺功率為30kW的電動機作為主傳動，電機以恒定轉速運行，通過減速箱，液壓系統(tǒng)實現速度調節(jié)。由于系統(tǒng)不能實現無級調速，液壓系統(tǒng)維護工作量大。

二、機床液壓系統(tǒng)變頻改造方案

考慮到原有液壓系統(tǒng)維護非常難，我們可以去掉原來的液壓傳動系統(tǒng)，直接用變頻器拖動主軸電機，通過調節(jié)電機頻率，來實現連續(xù)可調的轉速。但是原來的橫梁的升降、刀具的移動是靠原來的液壓傳動來完成的，所以不能完全去掉。如果要完全撤離液壓傳動，必須配備橫梁、刀具的傳動異步電動機。為了滿足改造，必須滿足以下要求才能保證機床可靠運行：

1、電機要求

通常要求用變頻電機，或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求，并且要求電機調速范圍廣。

2、變頻器的技術要求

1）要求低頻力矩大

機床低速時需要具有強大的過載能力，變頻器可以提供150%過載保護，能夠滿足設備要求。選用矢量變頻器，低頻時（1～10Hz）能達到150%額定轉矩。

2）轉矩動態(tài)響應速度快，穩(wěn)速精度高

選用矢量變頻器，能實現很好的動態(tài)響應效果，依據負載的變化，通過輸出轉矩的變化很快做出響應，從而實現轉軸速度的穩(wěn)定。

3）減速停車速度快

通常機床的加減速時間都是比較短的，加速時間靠變頻器的性能保證，減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。

4）進行電機參數自學習

選用矢量變頻器后，要達到很好的控制性能，通常都需要對電機進行參數自學習，其目的是獲取準確的電機內部參數，以用于矢量控制計算。參數自學習所需要的電機銘牌參數有：電機額定功率、電機額定頻率、電機額定轉速、電機額定電壓、電機額定電流。有的變頻電機的銘牌上可能沒標額定轉速值，可以根據經驗值估計一下額定轉速。在進行參數自學習時，務必要在空載（電機軸上不接負載）的時候進行。只有在空載的時候才能保證自學習出來的電機參數的準確性。

如果現場條件沒辦法進行空載運行，可以考慮用變頻器出廠的電機參數試運行。

5）頻率指令和運行指令

機床上使用的變頻器的頻率指令和運行指令都來源于控制器，一般給定的通道有兩種，一種是模擬量給定，另一種是多段速給定，或者兩者同時給定，以多段速優(yōu)先。模擬量給定以電壓型模擬量為主，也有電流型的。變頻器對這兩種類型的模擬量都可以采集。

3、抗干擾問題

變頻器在出廠的時候作了很好的抗干擾試驗，具有很強的抗干擾能力，但變頻器同時也是一個干擾源，在使用中很難避免不對其它設備進行干擾，特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會受到干擾，干擾嚴重的會造成頻率指令不穩(wěn)定，變頻器誤動作等。解決此類問題的辦法是在變頻器的輸出線上加磁環(huán)以減少高頻輻射。

森蘭SB70G系列矢量控制變頻器完全滿足以上條件。森蘭SB70G系列矢量控制變頻器是希望森蘭科技股份有限公司自主研發(fā)的新一代高性能變頻器，可靠性高，功能強大，可廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、煤炭、食品、造紙、印染、供水等行業(yè)。

我們選擇森蘭SB70G37變頻器拖動主軸30kW電機，由于電機要求快速制動剎車，必須配備制動單元和制動電阻。制動單元型號為森蘭SZ20G30/45，按制動力矩為100%來算，制動電阻選擇6kW/15Ω

三、機床液壓系統(tǒng)變頻改造后的節(jié)能分析

由于變頻器對電機的保護功能齊全，所以大大減少電機的保養(yǎng)，同時減少原來的液壓系統(tǒng)中的電磁閥和油泵等主要器件。液壓系統(tǒng)出現故障時，檢修復雜，而變頻器調速操作簡單方便，可靠性高。原來主軸電機恒速運轉，存在電能的白白浪費，加裝變頻器后預計可以節(jié)能15%左右。