教学仿真龙门刨床的变频改造

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1、冃IJ5传统的电动机调速方法有，改变三相交流异步电动机级对数，实现有级调速，调节电磁离合励磁电流实现无级调速，改变直流电动机电枢电压或励磁电压实现无级调速等。其中直流电动机的调速机械特性、调速精度最为理想，长期被广泛用于机械行业。但是直流电动机结构复杂，碳刷和整流子摩擦，电椒电流会引起火花电浊碳驯和整流子，严重影响电机寿命。为了克服这些缺点，一般都采用变频器，从而达到和支流电动机一样的调速特性，其性能杂某些方面甚至超过支流电动机。应用三菱变频调速具冇节能、自动化、低价格等特点维护工作量少，易于实现标准化，能显著提

2、高生产率和产品质量。龙门刨的交流变频器调逨系统的改造，是运用变频的方法针对交流电机进行调速，它包括了电机与拖动，电机调速原理。PLC、以及控制论的相关知识，这一调速系统从方法上讲，是前人已经涉及的领域，并无太多的独特性，因为在可控硅被广泛运用的今天将交流电动机的静态指标一转速，控制在一定的偏差范围内，是一件并不复杂的事，但是，从工业应用上来说，这是一件很有意义的事。我们知道，电机在工业上的应用儿乎随处可见，但全世界几乎七成的电机不能调速，剩下的三成绝人部分不能进行精确调速，也就是说，电机转动所需的电能很大程度上被

3、浪费，需要从根本上解决这个问题，必须采取电机调速，经过调速的电机能根据用户的需要随时地改变转数值，而不是随着负载的变化而变化，通过变频方法能实现交流电机的无级调速，它能从基本频向上、向下调，从而加速或减速，工业应用证明这是一种很好的调速手段，当前在实际调速中使用也相当广泛，下面对芥部分内容作一简诉，首先是，电机调速原理，其次是变频器工作原理。变频调速系统的核心是变频器，变频器的构成及工作原理较复杂，木课题仅对变频器的基本原理、安装及维护等作一简单介绍。第1章教学仿真龙门刨床的工作原理1.1龙门刨床控制系统的组成龙

4、门刨床的电气控制系统主要乜拈工作台的主传动和进给机构的逻辑控制W大部分。目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有三种：一种是50年代的电机扩人机——发电机——电动机组（AG——G——M）系统，第二种70年代改型的晶闸管——电动机组（V——M）系统，这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，低速时损耗人,功率因素低，且对电网和机械的冲击很大，维修麻烦。80年代后随着变频技术的高速发展和可编程控制器（PLC）的不断更新，它们结合为龙门刨床提供了一种更好的控制系统。用这种系统控制的龙门刨床不仅克服了以上其它控制

5、系统的各个缺点，还大大提高了控制精度和加工质量，更主要的是节约了大量的能源。因此，龙门刨床控制系统的变频及PLC改造已成必然的趋势。组成一个基本的控制系统，必须由控制对象（受控对象），简称“对象”和控制装置两大部分组成，而一个基本的控制装置，一般应由检测器（反馈传感器）、给定器、控制器（包拈放大器）和执行器四个环节所组成，如图1-1所示。刨台控制系统为AG-G-M系统，巾图1-2可见。刨台控制系统是巾电压反馈、电流正前馈、电流截止负前馈及电压微分负反馈稳定环节所组成的双闭环扰动补偿的复合控制系统。负反馈（双闭环）

6、是按偏差控制原则，前馈（双开环）是按扰动补偿控制原则。M势HHa4$l^2k洚it疼>

7、刨床其主拖动方式以直流发电机一电动机组及晶闸管一电动机系统为主，以A系列龙门刨床为例，它采用电磁扩大机作为励磁调节器的直流发电机一电动机系统，通过调节直流电动机电压来调节输出速度，外采用两级W轮变速箱变速的机电联合调节方法。其主运动为刨台频繁的往复运动，在往复一个周期中，对速度的挽制冇一定要求，如图1-3所示。图1-3刨台的运动图屮：tl段表示刨台起动，刨刀切入工件的阶段，为了减小刨刀刚切入工件的瞬间，刀具所受的冲击及防止工件被崩坏，此阶段速度较低。t2段为刨削段，刨台加速至正常的刨削速度t3段为刨刀退出工件段，

8、为防土边缘被崩裂，同样要求速度较低。t4段为返回段，返回过程中，刨刀不切削工件，为节省时间，提高加工效率，返回速度应尽可能高些。t5段为缓冲区。返回行程即将结朿，再反向到工作速度之前，为减小对传动机械的冲击，应将速度降低，之后进入下一周期。1.2.2刨台运动的机械特性曲线与很多切削机床相M，刨台运动特性分两种情况分析。(1)低速区刨台运动速度较低吋，此时刨刀允许的切削力由