变频器在数控机床中的应用

　　数字控制机床，简称数控机床（NC ， Numerical Control），是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在现代机床生产中，一般采用多电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自的电机来拖动。由于机床加工范围较广，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求机床执行部件具有不同的运动速度，因此机床的主运动应能进行无极调速，主轴调速系统一般采用交流主轴系统。

　　随着变频调速技术的发展，数控机床的主轴的交流拖动，同样能够很好满足需要。主驱动电机通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩）带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。

　二、数控机床的技术要求

　　1 对电机要求

　　通常要求用变频电机，或者普通电机加风扇以满足电机在低频的散热要求、并且要求电机调速范围广。

　　2 对变频器的技术要求

　　a 要求低频力矩大

　　低频时（1~10Hz）能出来150%额定转矩。

　　b 转矩动态响应速度快，稳速精度高

　　能实现很好的动态响应效果，依据负载的变化，通过输出转矩的变化很快做出响应，从而实现转轴速度的稳定。

　　c 减速停车速度快

　　通常数控机床的加减速时间都是比较短的，加速时间靠变频器的性能保证，减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。

　　d 可靠性高

　　变频器故障率低，运行稳定可靠

　　e 电磁兼容问题

　　数控机床为工业应用环境，不但要求变频器自身抗干扰能力强，而且不能干扰外围控制设备。

　　由变频器工作原理可知，变频器输出含有一定的谐波成份，在使用中如果处理不当会对其它设备产生干扰，在数控机床上最容易被干扰的设备是CNC控制器。一旦CNC控制器受干扰后，系统将不能正常工作。特别是变频器的频率指令和运行指令也可能会受到干扰，干扰严重的会造成频率指令不稳定，变频器误动作等。解决此类问题的办法是在变频器出厂时须经过严格的EMC测试，采用EMC测试合格的变频器产品。

　三、系统构成

　　1 CNC数控系统构成如下图：