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摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。
本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。
其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。
最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。
本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。
分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。
通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。
关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
数控车床主轴组件监控系统的设计【摘要】机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一，机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的的作用。
因此，近些年来，数控机床被广泛的应用于我国的制造业，在国内工业发达的地区已经得到普及，由此对社会生产力的提高起着巨大的推动作用。
数控车床是数控机床中基本设备之一，随着制造业高效率、高精度、高柔性发展的需要，人们对数控车床提出了越来越高的要求，而主轴是数控车床的重要组成部分，主轴的运转状态的好坏关系到加工质量，随着检测技术和计算机技术的发展，通过用传感器对数控车床主轴的主要参数的测量，从而了解数控机床的运转状态，现用加速度传感器和磁电式转速传感器对数控车床主轴的振动与转速进行测量，将信号通过放大，滤波，采集等中间电路传输给Ａ／Ｄ转换器，通过转换器将模拟信号转换为数字信号，再将其通过单片机传输给计算机，观察计算机上的界面来了解数控车床主轴的运转状态。
【关键词】数控机床，数控车床，主轴，传感器，Ａ／Ｄ转换器，单片机CNC lathe spindle component monitoring system designLiu Le(Grade02,Class5,Major : Mechanical design and manufacturing and automation, Mechanical engineering department, Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi）Abstract: Mechanical industry production level is a national modernization level, the main mark of mechanical industry shouldering each department for national economy to provide technical equipment and promote technological transformation is an important task in the process of modernization, plays a decisive role in leading and. Therefore, in recent years, the CNC machine is widely applied in our manufacturing, industrial developed area in China, which has gained popularity of social productivity improvement plays a great role in promoting. CNC lathe is one of basic CNC equipment manufacturing, with high efficiency, high precision, high flexibility to the needs of the development of CNC lathe, people put forward higher request, and CNC lathe spindle is an important part of the operation state, good quality, with the relationship to processing and computer technology development, through the use of CNC lathe spindle sensor measurements of the main parameters, and understand the operation state, CNC using magnetoelectric sensor and the acceleration of CNC lathe spindle speed sensor measurements of vibration and rotational speed, the signal, filtering, acquisition by amplifying circuit transmission among such to the A/D converter, through the simulation signal converter will convert digital signal, the single-chip computer, transmission through observation on the computer interface to understand CNC lathe spindle operation condition.Key words：CNC machine, CNC lathe, spindle, sensor, A/D converter, SCM目录1.前言 (1)1.1数控机床的发展情况 (1)1.2问题的提出及解决方案 (2)2.数控车床 (3)2.1数控机床的工作原理、组成 (3)2.2数控车床的组成 (4)2.3数控车床的工作过程 (5)2.4数控车床的特点 (6)2.5数控车床的主轴部件的参数 (8)2.6测量量的选择 (9)3.传感器选择及信号处理 (11)3.1传感器的选择原则 (11)3.2传感器的选择 (13)3.2.1用加速度传感器测振动 (13)3.2.2用磁电式传感器测转速 (14)3.2.3用扭矩传感器测量扭矩 (15)3.2.4用电涡流位移传感器测量位移 (16)3.3信号的处理 (18)3.3.1信号的过滤 (18)3.3.2信号的放大 (18)3.4电路的设计 (19)3.4.1用加速度传感器测振动的电路 (19)3.4.2磁电式转速传感器测转速电路 (21)3.4.3用应变式扭矩传感器测扭矩电路 (21)4.接口电路的设计 (23)4.1A/D转换器 (23)4.1.1A/D转换器的工作原理 (23)4.1.2 A/D转换器的主要技术参数 (24)4.2 A/D转换器的选择 (25)4.2.1 ADC0809的内部结构 (26)4.2.2信号引脚 (27)4.3单片机的选择 (28)4.4 MCS-51单片机与ADC0809的接口的连接 (28)4.5通讯接口的选择 (29)5.实验测量 (30)5.1软件简介 (30)5.2测量实验 (30)5.2.1用加速度传感器测振动 (32)5.2.2用磁电式传感器测转速 (35)总结 ................................................................ .38 致谢. (39)参考文献 (40)1.前言1.1数控机床的发展情况工业技术的发展水平是衡量一个国家技术水平的重要标志之一，在一定程度上反映了该国的技术经济实力。
数控机床主轴驱动变频控制一、前言数控机床是传统机床向智能化方向发展的结果，其操作简单、精度高、效率高等特点，使得其在现代制造业中大有用处。
数控机床中的主轴驱动控制是其中的一个重要环节，其精度和可靠性对整个机床的操作效果有着至关重要的作用。
本篇文档将主要介绍数控机床主轴驱动变频控制相关知识。
二、数控机床主轴驱动变频控制的原理数控机床的主轴驱动控制系统主要是由相关电气元件组成的变频器控制系统。
变频器就是将市电通过整流、滤波、逆变后输出一定的频率、电压并控制电机转速的电子装置。
在数控机床的主轴驱动系统中，变频器通过对电机控制进行电压和频率的调整，来实现主轴的旋转，进而控制其转速和输出功率。
变频器输出的频率、电压均可调整，因此可以通过控制变频器的输出，来实现对主轴的速度调节。
电气控制系统通过实时监测机床运行状态、主轴运行状态、机床速度、主轴转速等信息，根据预先设定的运转条件，通过控制变频器输出的电压、频率实现对机床的工作状态并实现对主轴的速度调节。
三、数控机床主轴驱动变频控制的优点与传统机床的主轴驱动方式相比，数控机床主轴驱动变频控制有诸多优点，主要体现在以下几个方面：1.可调性强：通过对变频器的控制，可以实现精确的主轴转速调节，可以满足不同需求的工件加工。
2.精度高：由于采用了电气控制系统，可以实现主轴转速的精确控制，进而实现加工精度的提高。
3.效率高：数控机床主轴驱动变频控制由于能够实现电气控制，减少了机械传动过程中的机械损耗，因此其效率远高于传统机床主轴驱动方式。
4.运转平稳：变频器可以调节输出电压和频率，可以进一步实现对主轴转速的控制，从而实现机床运转的平稳。
四、数控机床主轴驱动变频控制的应用数控机床主轴驱动变频控制技术的应用相当广泛，可以应用于各种数控机床类型，包括数控车床、数控加工中心、数控铣床等。
特别是在高速、高精度、高效率的加工应用中，其优势更加明显。
五、数控机床主轴驱动变频控制的维护和保养为了确保数控机床主轴驱动变频控制系统的长期稳定运行，必须进行日常的维护和保养。
西门子802S数控车床变频主轴设计与调试摘要主轴运行的是否平稳直接影响数控车床加工的精度。
通过对西门子802S数控车床主轴的研究、分析，从而掌握数控应用系统设计的一般方法。
主轴控制系统由西门子802S数控系统、变频器和主轴电机组成，通过PLC控制主轴的正反转、CNC控制主轴的转速。
关键词：数控车床；主轴；西门子802SDesigning Spindle Control Systemfor a Siemens 802S CNC LatheAbstractWhether or not the smooth running of the spindle directly affects the accuracy of CNC lathe.T o grasp the general design method of CNC application system, the Spindle control system of Siemens CNC Lathe was researched and analyzed, which had Siemens 802S CNC system, inverter and the spindle motor, where PLC controlling the direction, and CNC controlling the speed.Keywords: CNC Lathe；Spindle；Siemens 802S system目录引言 (2)第一章数控系统的介绍 (3)1.1 数控系统发展简史 (3)1.1.1 数控NC阶段 (3)1.1.2 计算机数控(CNC)阶段 (3)1.2 数控技术未来发展方向 (4)1.2.1 向开放式、基于PC的第六代方向发展 (4)1.2.2 向高速化和高精度化发展 (4)1.2.3 向智能化方向发展 (4)第二章西门子802S数控车床系统 (6)2.1 西门子802S的系统 (6)2.2 人机界面 (7)2.3 步进进给系统 (8)2.4 主轴驱动系统 (8)2.5 刀架控制系统 (9)第三章西门子802S数控车床主轴的设计 (10)3.1 设计方案 (10)3.2 变频器MICROMASTER 420 (11)3.2.1 变频器的选型 (11)3.2.2 变频器的接口 (12)3.2.3 变频器的主要参数设置 (12)3.4 控制电路的设计 (12)3.5 西门子802S的主轴参数调试 (13)第四章 PLC程序设计 (15)4.1 PLC控制流程图 (15)4.2 PLC的I/O分配 (16)4.3 PLC的部分参数设定 (18)致谢............................................................ 错误！未定义书签。
机床调速是指根据加工件的特性和工艺要求，通过调节主轴转速来实现适合加工要求的材料去除率。
在机械加工中，机床的调速方式主要有以下几种形式，它们各自有着不同的应用范围。
一、机床调速的三种形式1. 机床变频调速机床的变频调速是指通过改变电机的输入频率，来调节主轴的转速。
在这种调速方式下，电机的输出功率与转速呈线性关系，也就是说，只要改变输入的电压和频率，就可以实现主轴转速的调节。
变频调速具有调速范围广、精度高、动态性能好的特点。
2. 机床变速箱调速机床的变速箱调速是通过机械传动方式，通过改变齿轮传动比来调节主轴的转速。
这种调速方式在传动装置中增加了一定的传动机构，可以通过切换齿轮的组合，从而实现主轴转速的调节。
变速箱调速适用于对转速精度和动态性能要求不高的场合。
3. 机床液压调速机床的液压调速是通过改变液压传动系统的工作状态，来调节主轴的转速。
在液压调速系统中，通过控制油液的流量和压力，可以实现主轴转速的调节。
液压调速适用于对转速精度和动态性能要求较高的场合。
二、各种调速形式的应用范围1. 机床变频调速的应用范围机床的变频调速适用于对转速精度和动态性能要求较高的场合。
精密车床、数控机床等对主轴转速要求较高的加工设备中，常采用变频调速方式，以满足不同加工要求。
2. 机床变速箱调速的应用范围机床的变速箱调速适用于对转速精度和动态性能要求不高的场合。
一些普通车床、铣床等传统机床中，常采用变速箱调速方式，以满足一般加工需求。
3. 机床液压调速的应用范围机床的液压调速适用于对转速精度和动态性能要求较高的场合。
大型数控机床、高速切削机床等高精度加工设备中，常采用液压调速方式，以满足高精度加工要求。
三、总结在机床加工过程中，不同的加工要求需要不同的主轴转速，而机床的调速方式也是多种多样的。
变频调速适用于对转速精度和动态性能要求较高的场合，变速箱调速适用于一般加工需求，而液压调速则适用于高精度加工要求。
只有根据实际加工需求，选择合适的调速方式，才能更好地满足不同加工要求。
94科技资讯科技资讯SCIENCE& TECHNOLOGY INFORMATION2010NO.14SCIENCE& TECHNOLOGY INFORMATION工业技术随着现代机械制造业水平的发展,数控机床普及率日益提高。
数控车床是数控机床的主要品种之一,它在数控机床中占有非常重要的位置,一直受到世界各国的普遍重视, 并得到了迅速的发展。
主轴是车床构成中一个重要的部分,其功率消耗约占机床总功率70%~80%,其性能直接影响到机床的加工效率、加工材料范围、加工质量等。
数控系统需要控制主轴的转速、位置,通常系统的标准配置为数字主轴, 具有控制精度高,动态响应好的特点。
但在主轴功率不大,对控制精度和动态响应要求不是很高的情况下,数字主轴就显得成本太高。
这时可以采用数控系统的模拟主轴功能。
模拟主轴就是数控系统输出模拟电压信号,采用普通的交流变频器和交流变频电机来实现主轴控制,由于性价比高,在经济型数控机床中广泛应用。
1变频调速基本原理由异步电机理论可知,主轴电机的转速公式为:n=(60f/p×(1-s其中P为电动机的极对数,s 为转差率, f 为电源的频率,n为电动机的转速从上式可看出,电机转速与频率成正比,改变频率即可以平滑地调节电机转速。
变频器主电路如上图1所示。
主电路的功能是把固定频率为50Hz交流电转换为频率连续可调的三相交流电, 主要包括交-直电路、制动单元电路及直-交电路。
交-直电路中,三相交流电源通过变频器的电源接线端(R、S、T输入到变频器内,利用整流器VS把交流电转换为直流电。
当电容CF 电压达到基准值时, 辅助电源动作,输出直流控制电压。
直流继电器MCC获电, 常开触点闭合,限流电阻RF 被短路,完成交-直电路转换。
直-交电路中,由VS转换的直流电压经过短路保护熔断器F1加到逆变模块VT, 再通过SPWM 正弦波脉宽调制驱动电路控制VT输出频率可调的三相调制波Ua、Ub 、Uc(如图2所示至U 、V、W 端子。
车床高速主轴变频调速控制系统的设计研究
Design for Frequency Conversion and Speed Regulator of High -speed M ain -shaft in Lathe
宝鸡文理学院电气系(721007) 吴宏岐
【摘要】根据高速机床主轴的结构、特点,采用了新的产生PWM 波的器件M A818和新的控制方法,设计了一种较完善的变频调速控制系统,实现了机床高速运转的控制要求。
关键词 电主轴 高速 脉宽调制 变频
Keywords electronic main -shaft ,high -speed ,PWM ,frequency conversion
现代机械制造业向高精度、高速度、高效率的方向飞速发展,对加工机床提出了更高的要求,这就需
要具有高速运转的主轴部件系统——高速主轴单元。
目前多数高速机床主轴采用内装式主轴电机一体化的主轴单元,即所谓内装式电机主轴,简称电主轴。
它采用无外壳电机,将带有冷却套的电机定子装配在主轴单元的壳体内,转子和机床主轴的旋转部分做成一体,主轴的变速范围完全由交流电机控制,使交流电机和机床主轴合二为一。
高速电主轴调速一般采用PWM 技术,以往调速中存在着微处理器有限的运算速度与生成SPWM 信号实时性之间的矛盾,及主开关元件速度的限制使得载波频率不可能做的太高,且电压中的谐波分量较大,不利于电主轴运行。
本文采用第4代电力电子器件绝缘栅双极晶体管IGBT 作为逆变功率开关,并以可产生三相PWM 控制信号的大规模集成电路芯片MA818和80C 196KC 单片机为基础构成的电路。
使得实时产生较精确的SPWM 信号成为可能,正弦输出频率可达1kHz 输出电压可视需要在100～350V 之间任意设置,另有完善的保护功能。
系统组成及工作原理
1.控制系统组成
高速电机变频调速系统如图1
所示。
由三相全图1 系统总体框图
波整流器,IGBT 逆变功率模块构成交-直-交电压型变频器的主电路。
控制电路由80C 196KC 最小系统及
PWM 专用集成芯片M A818和驱动保护电路构成。
主电路采用IGBT 是因为它的开关频率高,正弦脉宽调制时可用较高的斩波频率来削弱输出信号中的谐波分量,减小谐波损耗。
又由于它输入阻抗高,栅极所需驱动功率甚小,从而可以使变频器结构大为简化,可靠性提高。
采用英国M arconi 公司生产的MA 818,它是一种通用的可编程微机控制外围芯片,虽然它必须和微处理器配合使用,但微机介入程度很低,它本身功能强大,用于控制IGBT 非常合适,80C 196KC 是控制系统的核心,它接收来自外部的控制信息,按预定算法实时计算三相SPWM 波形数据,并定时送给M A818控制其产生三相逆变所需的6路SPWM 信号,再经驱动电路驱动逆变功率开关完成三相SPWM 的逆变。
驱动电路采用所选用逆变功率开关IGBT 配套的混合专用集成电路EXB841驱动模块,由于其抗干扰能力强、集成化程度高,速度快及保护功能完善,可实现IGBT 最优控制。
2.工作原理
M A 818本身是一个能独立工作的微处理器。
在工作之前,先由80C 196KC 送来3个8位初始化命
令,用于设定开关频率,最高调制频率,互锁推迟时间和最小脉冲宽度。
随后,再送来3个8位控制命令,用来设定调制频率,调制深度(输出电压)、相序等M A818开始独立工作,输出三相6路符合要求的SPWM 控制信号。
M A 818采用SPWM 规则采样法产生三相正弦脉冲调宽信号。
它内部具有一个地址发生器和一个输入数据缓冲器,能从外部微机系统中PROM /EPROM 中直接读取用户要求定义的各种精确的、用于产生SPWM 脉冲序列的调制波形,并与三角载
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11・《新技术新工艺》・机械加工与自动化 2001年 第8期
波比较,从而产生所需要的SPWM 波形。
在调制波形的正半周(0°～180°),波形被分割为768个8位采样值进行存贮,幅值范围为0～255。
768个采样值从0°～180°按线性增长,其角度分辨率为0.23°。
在调制波形的负半周(180°～360°),M A 818对0°～180°内的768个采样值取反,从而得到全360°的调制波形。
768个采样值分成1536个4位采样值存贮,其中低4位部分分别存贮在0000H ～0300H 单元中,高4位部分分别存贮在0400H ～0700H 单元中,MA 818自动读取这两部分;并在内部拼成一个8位采样值。
这样,MA818只需4根数据线即可完成从外部PROM /EPROM 中读取采样值。
系统设置的过流、过压、超温等保护功能,其保护系统的输入脚接至封锁控制脚(SET TRIP),当任一保护起作用时,此脚为高电平,6个PWM 输出将被迅速地锁存在低电平状态,使逆变器中IGBT 关断。
系统软件设计
本系统采用一种实时计算与查表相结合的新颖控制方法。
三相脉宽数据由主程序计算并按一定格式存入缓冲区,其计算不受开关周期的时间限制。
查表及向M A 818送数则由定时中断服务程序完成,整个软件由3部分组成;主程序,定时中断服务程序及外部中断服务程序,如图2为主程序流程图。
图2 主程序流程图
主程序通过I /O 口对数字信息采集、制定控制策略,根据频段选择载波比R ,实时计算开关周期T R 和三相SPWM 脉宽数据,并按最便于查取的格式在RAM 缓冲区中生成数据表格(一个正弦周期的脉冲序列)供软中断程序查取。
除故障保护以外所有控制信息均包含在R ,T R 及脉宽数据中。
A /D 的转换采用查询法,以
避免中断嵌套引入SPWM 波形的相位偏移。
软定时中断服务程序每T R 中断一次,从缓冲区中查表得到三相脉宽数据并送MA818,同时启动计数器运行,外部中断服务程序进行故障处理,一旦有故障引起中断,立即封锁MA 818,然后扫描中断源,判断何源引起的中断并作相应处理及显示故障性质。
系统保护
采用IGBT 的专用混合集成驱动电路EXB 841,它具有完善保护功能。
其内部集成有快速光电耦合器以实现控制部分与主电路的隔离;同时其内部还有过流检测和过流软关断电路,可实现对IGBT 的过电流保护。
其过流保护是利用IGBT 在过电流时通态管压降急剧上升的特性,通过外接快速二极管检测IGBT 的通态电压,在管子导通时管压降过高;保护电路动作。
利用该电路还可对IGBT 欠饱和进行保护。
在保护时采用软关断电路慢速关断IGBT ,其原因是为防止过快关断,由于电路电感的存在而产生过高的电压尖峰损坏IGBT 。
此外,在逆变器主回路的每个桥臂各并联一个无感电容以吸收IGBT 关断时的电压尖峰。
为了保证逆变器和所带电机更安全可靠地工作,在电路中还设有过压、欠压、散热器过热等保护环节。
过压和欠压保护都是将运算放大器。
接成比较器的形式,将实际值与给定值比较,比较结果经光电耦合隔离后送单片机处理。
过压信号取自3个全波整流后的直流,欠压保护信号取自三相交流电源。
散热器的过热保护是通过集成温度传感器AD 590温度信号转变为电信号,经与给定值比较后送单片机。
结 语
本文所介绍的高速车床变频高速系统,由于采用IGBT ,80C196KC 及专用芯片MA 818,系统结构简单、可靠性高,逆变电路输出波形为纯正弦波,谐波分量小,有利于高速车床的电主轴运行。
参考文献
1.吴守箴,臧英杰著.电气传动的时宽调制控制技术.北京:机械工业出版社,1995,1
2.陈其工.IG BT 的驱动与保护技术在SPW M 变频器中的应用.电力电子技术,1998(5)
3.臧新村等.高速电主轴用SP WM 变频器.轴承,1997(7)
4.谭建成.电机控制专用集成电路.北京:机械工业出版社,1997,8
责任编辑 黄进平
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12・《新技术新工艺》・机械加工与自动化 2001年 第8期。
