变频器在2654镗床大修改造上的应用
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实现从 ０ 到额定转 速 的无极 调速 。
Ｃ Ｐ Ｕ单元 Ｄ Ｉ Ｐ开关 的 ５ 和７ 设为 Ｏ Ｎ， 端 口设定 正确后 ， 与计 算机联 线 ， 将Ｐ Ｌ Ｃ程 序传人 Ｃ Ｐ Ｕ中 ， 然后 将工作 状态 切换 到监 视状 态 ， 即可进 行 在线 调试 。梯 形 图中各单元 的通 断 渚Ｂ 在计算 机屏幕上 直观显 示 ， 在 需 要时也可强制各单元的通断 ， 以使程序在调试 中 顺利进行。程序调试可 检测程序的逻辑关系， 机床配线是否正确， 以及电气动作是否符合设计 要求 ， 当发现程 序错误 时 ， 可在线 修改 ， 也可 离线进 行修 改 ， 修改 完成后 再传人 Ｐ Ｌ Ｃ中。 主轴 系统选 用的是 施耐德 Ａ Ｔ Ｖ ＿ ７ １ Ｈ Ｄ１ ５ Ｎ ４ 变频 器 ； 在 电机启 动之 前必须进行参数 的设置：变频器第一次通电时，用户会被 自 动导人菜 单， 必须对简单启动子菜单中的参数进行设置 ： 包括 ２ ／ ３ 线控制设定为 ２ 线控制 、 标 准 电机 频率设 定 为 ５ ０ Ｈ Ｚ 、 电机 额定 功率为 １ ５ Ｋ Ｗ、 电机 额定 电压 ３ ８ ０ Ｖ 、电机额定 电流 ２ ９ Ａ、电机额定频 率 ５ ０ Ｈ Ｚ 、电机额 定速度 １ ４ ５ ０ 转份 、 最 大输 出频率 ６ ０ Ｈ Ｚ 、 加速时 间 ３ ｓ 、 减速 时间 ３ ｓ 等； 参 数设 定 完成后执行 自整定 功能 。 ２ ６ ５ ４镗床的镗杆、 主轴箱 、 工作台、 前支柱、 径向刀架分别由 ４ Ａ Ｋ Ｗ 直流 电动 机拖动 ， 径 向刀 架 由一 台 ２ ． ８ Ｋ Ｗ 直 流机拖 动 ， 现 由原交磁 放大 机 调速 系统改为 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３ 直流调 速系统 （ 即ｖ ３ 直流调速 系统 ） 。系统调 整时， 首先接通同步电源， 如果 Ｖ ８ 灯， 说明电源相序错； 如果 ｖ ７灯亮 ， 属 于 正常 状态 ；这 时测量 端子 ２ ６与 ２ ８为 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 端子 ２ ６ 与３ ０为 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 端子 ２ ８ 与３ ０ 为２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 接通 主接触 器 ， 测 量端子 ２ ６ 与１ ｕ 为０ Ｖ Ａ Ｃ ， ２ ８与 １ Ｖ为 ０ Ｖ Ａ Ｃ ， ３ ０与 １ ｗ为０ Ｖ Ａ Ｃ保 证 １ ｕ、 １ Ｖ 、 １ Ｗ 与 ２ ６ 、 ２ ８ 、 ３ ０同相位， 保证右旋相序。 断开主接触器， 将调速系统打到电流环 即Ａ １ 板 开关 ｓ １ 向左拨动 （ 两个开关 一起拨 动 ） ， 接通主 电源 ， 缓 陧增加 给 定 电压 ， 直 到 电机 开始转 动 ， 测量 给定信号 电压与测 速机信 号 电压的 极｝ 主， ， 如 果极性相 同 ， 断开主 电源 ， 将调 速系统 打到速度 环 即 Ａ１ 板 开关 ｓ １ 向右拨动。缓陧增加给定电压，观察电机转动 情况，加给定电压奎 ５ ０ ％， 缓 慢调 节 电位计 Ｒ １ １ 直 到 电机 转速 达 到最 高转速 的 ５ ０ ％ ， 电机 停 止后 ， 观察有无 零 漂 ， 阶跃 响应 能否 满 足要求 ， 否则 进行 其他 调节 器 参数 ， 直 到满足工作 要求 。
ＡＴ Ｖ一 ７１ ＨＤ１ ５ Ｎ ４交流 变频 系统及 Ｐ Ｌ Ｃ的相 关知 识
关键 词 ： 直 流调 速 装 置 ； 变频 器 ； 变频 电机 引 言
我公司中兴分厂的 ２ ６ ５ ４ 镗床是 ２ ０ 世纪 ５ ０ 年代原苏联产品。 该设 备原有的直流调速采用交磁放大机组供电进行直流调速。由于交磁放 大机组 已经淘汰， 没有备件 ， 如果损坏很难修复 ， 而且该调速系统调速 原理复杂， 不稳定 ， 给维护带来很大困难 。特别是该设备 的主轴变速由 变速电机带动机械变速机构进行变速， 经常造成卡齿现象 ， 故障率非常 高。针对这些原因， 经过研究决定对此设备进行机械 、 电气大修改造。 １改造方案 ２ ６ ５ ４镗床主轴旋转原来是由普通的 １ ４ Ｋ Ｗ 交流机驱动 ， 变速采用 变速电机带动机械变速机构进行 ４ Ｏ 档变速。 该机床的主轴箱 、 镗杆、 工 作台、 前支 柱 四个 进给轴 各 由一 台功率 为 ４ ． ４ Ｋ Ｗ、 电枢 电压 ２ ２ ０ Ｖ 、 激 磁 电压为 １ １ ０ Ｖ的直流 电机 驱动 ， 径 向刀架各 由一 台 ２ ． ８ Ｋ Ｗ、 电枢 电压 为 ２ ２ ０ Ｖ、 激 磁电压 为 １ １ ０ Ｖ的直流 电机驱 动 ， 直 流调速 系统 由原来 的交 磁 放大 机组供 电进行直 流调速 。 这 台设 备的主轴变 速卡齿 问题是 这次 改造 的难 题 ，经过 机械 和电 气 在一起 多次研 究决 定 ， 取消 变速 电机 及其所 带的变 速机构 ， 机 械变 速 机构进行改造， 由原来的 ４ ０ 档改为 ４ 档， 手动搬把进行变速， 电气加装 四个变速限位 ， 由于档位减少 ， 为了弥补主轴转速的不足 ， 决定主轴电 机采用型号为 Ｙ Ｔ Ｓ Ｐ １ ６ ０ Ｌ ， － ４ １ ５ Ｋ Ｗ变频调速电机，进行无极调速 ， 主 轴调 速系统 选用施耐 德 Ａ Ｔ Ｖ － ７ １ Ｈ Ｄ １ ５ Ｎ ４ 变频器 。 考虑到成本问题 ， 决定五个进给轴共用一台 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３ 晶闸管直流调 速装置（ 即Ｖ ３ 调速系统） 驱动。用转换开关选择各进给轴 ， 彻底淘汰交 磁放 大机组 。控制 回路采 用 Ｏ ＭＲ Ｏ Ｎ可 编程序 控制器 ， Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｃ Ｐ Ｕ选 用Ｃ Ｑ Ｍ１ Ｈ — Ｃ Ｐ Ｕ ２ １ ， Ｐ Ｌ Ｃ输 入 用 ３ 块 型 号为 Ｉ Ｄ ２ １ ２的 １ ６点输 入 卡 ， 共 用５ ６ 个输入点， 输 出用 ３ 块型 号为 ０ Ｃ ２ ２ ２的 １ ６ 点 输 出卡 ， 共用 ３ ６ 个 输 出点。取消原继电器控制， 重新设计电气原理图。 ２电气原理的设计 首先是主轴旋转系统的原理的设计 ，主轴变频系统设置送电接触 器， 给定采 用 ５ Ｗ１ ０ Ｋ Ｉ ） 的 电位计 ， 将Ｏ － Ｉ Ｏ Ｖ电压加 到 ｌ ＋ 和Ａ ／ ｌ 一 之间，
科 技 创 新
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ ０ １ ４ 年 第１ １ 期ｆ 科技创新与应用
变频器在 ２ ６ ５ ４ 镗床大修改造上的应用
黄 连 杰
（ 中国第一重型机械股份公 司设备 维修分公 司电控科 ， 黑龙 江 富拉 尔基 １ ６ １ ０ ４ ２ ）
摘 要 ：通 过 对 ２ ６ ５ ４镗床 的改 造 ， 解 决 了此 设备 变速 复 杂 ，经 常 出现 卡齿 的 故 障 ；并且 介 绍 了 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３直流 调 速 系统 、施 耐德
Ｃ Ｐ Ｕ单元 Ｄ Ｉ Ｐ开关 的 ５ 和７ 设为 Ｏ Ｎ， 端 口设定 正确后 ， 与计 算机联 线 ， 将Ｐ Ｌ Ｃ程 序传人 Ｃ Ｐ Ｕ中 ， 然后 将工作 状态 切换 到监 视状 态 ， 即可进 行 在线 调试 。梯 形 图中各单元 的通 断 渚Ｂ 在计算 机屏幕上 直观显 示 ， 在 需 要时也可强制各单元的通断 ， 以使程序在调试 中 顺利进行。程序调试可 检测程序的逻辑关系， 机床配线是否正确， 以及电气动作是否符合设计 要求 ， 当发现程 序错误 时 ， 可在线 修改 ， 也可 离线进 行修 改 ， 修改 完成后 再传人 Ｐ Ｌ Ｃ中。 主轴 系统选 用的是 施耐德 Ａ Ｔ Ｖ ＿ ７ １ Ｈ Ｄ１ ５ Ｎ ４ 变频 器 ； 在 电机启 动之 前必须进行参数 的设置：变频器第一次通电时，用户会被 自 动导人菜 单， 必须对简单启动子菜单中的参数进行设置 ： 包括 ２ ／ ３ 线控制设定为 ２ 线控制 、 标 准 电机 频率设 定 为 ５ ０ Ｈ Ｚ 、 电机 额定 功率为 １ ５ Ｋ Ｗ、 电机 额定 电压 ３ ８ ０ Ｖ 、电机额定 电流 ２ ９ Ａ、电机额定频 率 ５ ０ Ｈ Ｚ 、电机额 定速度 １ ４ ５ ０ 转份 、 最 大输 出频率 ６ ０ Ｈ Ｚ 、 加速时 间 ３ ｓ 、 减速 时间 ３ ｓ 等； 参 数设 定 完成后执行 自整定 功能 。 ２ ６ ５ ４镗床的镗杆、 主轴箱 、 工作台、 前支柱、 径向刀架分别由 ４ Ａ Ｋ Ｗ 直流 电动 机拖动 ， 径 向刀 架 由一 台 ２ ． ８ Ｋ Ｗ 直 流机拖 动 ， 现 由原交磁 放大 机 调速 系统改为 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３ 直流调 速系统 （ 即ｖ ３ 直流调速 系统 ） 。系统调 整时， 首先接通同步电源， 如果 Ｖ ８ 灯， 说明电源相序错； 如果 ｖ ７灯亮 ， 属 于 正常 状态 ；这 时测量 端子 ２ ６与 ２ ８为 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 端子 ２ ６ 与３ ０为 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 端子 ２ ８ 与３ ０ 为２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ ， 接通 主接触 器 ， 测 量端子 ２ ６ 与１ ｕ 为０ Ｖ Ａ Ｃ ， ２ ８与 １ Ｖ为 ０ Ｖ Ａ Ｃ ， ３ ０与 １ ｗ为０ Ｖ Ａ Ｃ保 证 １ ｕ、 １ Ｖ 、 １ Ｗ 与 ２ ６ 、 ２ ８ 、 ３ ０同相位， 保证右旋相序。 断开主接触器， 将调速系统打到电流环 即Ａ １ 板 开关 ｓ １ 向左拨动 （ 两个开关 一起拨 动 ） ， 接通主 电源 ， 缓 陧增加 给 定 电压 ， 直 到 电机 开始转 动 ， 测量 给定信号 电压与测 速机信 号 电压的 极｝ 主， ， 如 果极性相 同 ， 断开主 电源 ， 将调 速系统 打到速度 环 即 Ａ１ 板 开关 ｓ １ 向右拨动。缓陧增加给定电压，观察电机转动 情况，加给定电压奎 ５ ０ ％， 缓 慢调 节 电位计 Ｒ １ １ 直 到 电机 转速 达 到最 高转速 的 ５ ０ ％ ， 电机 停 止后 ， 观察有无 零 漂 ， 阶跃 响应 能否 满 足要求 ， 否则 进行 其他 调节 器 参数 ， 直 到满足工作 要求 。
ＡＴ Ｖ一 ７１ ＨＤ１ ５ Ｎ ４交流 变频 系统及 Ｐ Ｌ Ｃ的相 关知 识
关键 词 ： 直 流调 速 装 置 ； 变频 器 ； 变频 电机 引 言
我公司中兴分厂的 ２ ６ ５ ４ 镗床是 ２ ０ 世纪 ５ ０ 年代原苏联产品。 该设 备原有的直流调速采用交磁放大机组供电进行直流调速。由于交磁放 大机组 已经淘汰， 没有备件 ， 如果损坏很难修复 ， 而且该调速系统调速 原理复杂， 不稳定 ， 给维护带来很大困难 。特别是该设备 的主轴变速由 变速电机带动机械变速机构进行变速， 经常造成卡齿现象 ， 故障率非常 高。针对这些原因， 经过研究决定对此设备进行机械 、 电气大修改造。 １改造方案 ２ ６ ５ ４镗床主轴旋转原来是由普通的 １ ４ Ｋ Ｗ 交流机驱动 ， 变速采用 变速电机带动机械变速机构进行 ４ Ｏ 档变速。 该机床的主轴箱 、 镗杆、 工 作台、 前支 柱 四个 进给轴 各 由一 台功率 为 ４ ． ４ Ｋ Ｗ、 电枢 电压 ２ ２ ０ Ｖ 、 激 磁 电压为 １ １ ０ Ｖ的直流 电机 驱动 ， 径 向刀架各 由一 台 ２ ． ８ Ｋ Ｗ、 电枢 电压 为 ２ ２ ０ Ｖ、 激 磁电压 为 １ １ ０ Ｖ的直流 电机驱 动 ， 直 流调速 系统 由原来 的交 磁 放大 机组供 电进行直 流调速 。 这 台设 备的主轴变 速卡齿 问题是 这次 改造 的难 题 ，经过 机械 和电 气 在一起 多次研 究决 定 ， 取消 变速 电机 及其所 带的变 速机构 ， 机 械变 速 机构进行改造， 由原来的 ４ ０ 档改为 ４ 档， 手动搬把进行变速， 电气加装 四个变速限位 ， 由于档位减少 ， 为了弥补主轴转速的不足 ， 决定主轴电 机采用型号为 Ｙ Ｔ Ｓ Ｐ １ ６ ０ Ｌ ， － ４ １ ５ Ｋ Ｗ变频调速电机，进行无极调速 ， 主 轴调 速系统 选用施耐 德 Ａ Ｔ Ｖ － ７ １ Ｈ Ｄ １ ５ Ｎ ４ 变频器 。 考虑到成本问题 ， 决定五个进给轴共用一台 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３ 晶闸管直流调 速装置（ 即Ｖ ３ 调速系统） 驱动。用转换开关选择各进给轴 ， 彻底淘汰交 磁放 大机组 。控制 回路采 用 Ｏ ＭＲ Ｏ Ｎ可 编程序 控制器 ， Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｃ Ｐ Ｕ选 用Ｃ Ｑ Ｍ１ Ｈ — Ｃ Ｐ Ｕ ２ １ ， Ｐ Ｌ Ｃ输 入 用 ３ 块 型 号为 Ｉ Ｄ ２ １ ２的 １ ６点输 入 卡 ， 共 用５ ６ 个输入点， 输 出用 ３ 块型 号为 ０ Ｃ ２ ２ ２的 １ ６ 点 输 出卡 ， 共用 ３ ６ 个 输 出点。取消原继电器控制， 重新设计电气原理图。 ２电气原理的设计 首先是主轴旋转系统的原理的设计 ，主轴变频系统设置送电接触 器， 给定采 用 ５ Ｗ１ ０ Ｋ Ｉ ） 的 电位计 ， 将Ｏ － Ｉ Ｏ Ｖ电压加 到 ｌ ＋ 和Ａ ／ ｌ 一 之间，
科 技 创 新
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ ０ １ ４ 年 第１ １ 期ｆ 科技创新与应用
变频器在 ２ ６ ５ ４ 镗床大修改造上的应用
黄 连 杰
（ 中国第一重型机械股份公 司设备 维修分公 司电控科 ， 黑龙 江 富拉 尔基 １ ６ １ ０ ４ ２ ）
摘 要 ：通 过 对 ２ ６ ５ ４镗床 的改 造 ， 解 决 了此 设备 变速 复 杂 ，经 常 出现 卡齿 的 故 障 ；并且 介 绍 了 Ｋ Ｓ Ａ ２ ３直流 调 速 系统 、施 耐德
