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加工中心主軸電機Y/△轉換控制


     摘要:本文闡述了加工中心主軸電機Y/△轉換控制的目的、方法及錯誤接線的分析和應對措施。

 

     關鍵詞:Y/△轉換控制NC PMP 主軸放大器

 


       1、 Y/△接法轉換的目的

 

     三相異步電動機直接起動時, 其起動性能存在著起動電流很大而起動轉矩不大兩方面的問題, 這恰恰不能滿足生產機械對異步電動機起動性能的要求起動轉矩要大, 以保證生產機械的正常起動??s小起動時間,起動電流要小,以減小對電網的沖擊。由三相異步電動機機械特性的物理表達式分析知道, 在額定電壓下直接起動三相異步電動機,起動瞬間轉差率s=1,主磁通Φ1 ≈0.5ΦN ,功率因數cosφ很小,造成了起動電流I2’相當大而起動轉矩Ts并不大的結果。一般地,盡管三相異步電動機起動時存在短時間較大的電流, 由于三相異步電動機不存在換向問題, 而對于不頻繁起動的異步電動機是可以承受的; 對于頻繁起動的異步電動機,只要限制每小時最高起動次數,也是可以承受的。但是,起動電流過大,對電網沖擊大。使電網電壓降低,對于異步電動機的前端供電變壓器造成很大影響。使得變壓器輸入電壓下降幅度很大, 超過了額定值的允許偏差△=±10%或更嚴重。這樣,一方面反過來影響了異步電動機本身, 由于起動轉矩Ts與電壓U1 的平方成正比,導致Ts下降更多,當負載較重時,異步電動機將不能起動;另一方面,影響由同一臺供電變壓器供電的其它負載,如電燈會變暗,用電設備失常,重載的異步電動機可能停轉等。因此,要求設計容量較大的供電變壓器。

 

     綜上所述, 三相異步電動機直接起動的情況只適應于供電變壓器容量較大, 電動機容量小于7.5kW的小容量鼠籠式異步電動機。對于大容量鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機則要利用各種辦法來降低啟動時的電流,加大啟動轉矩。這時便可利用電機的Y/△轉換來實現電機的啟動。

 

        2 、起動電流和起動轉矩的分析和計算

 

起動電流(相電流)之比:

3 Y/△接法轉換控制電路
 

圖1 Y/△轉換控制電路


低速時,KM1閉合,KM2斷開,電機狀態為Y型接法,轉速上升后,KM1斷開,KM2閉合(KM1斷開在KM2閉合之前)。

4 錯誤接線的分析

U、V、W懸空,電機不轉


   
    
   

V相懸空,電機缺相運行

 

        5 、加工中心系統Y/△控制方案(以東風設備制造廠加工中心為例)

 

  

NC與PMP通訊,通過接觸器的關斷,控制Y/△轉換、開關狀態等。NC與主軸放大器通訊,通過主軸放大器控制主軸。

主軸放大器直接控制主軸。通過編碼器反饋主軸位置、溫度、速度等。當速度到達轉換臨界值時,NC向PLC發出轉換指令,PMP執行裝換動作。

 

      6、 接線分析

 

     在拆換之前一定要標記號線號, 避免更換的時候出現不知道那根線接那根線的情況。若不小心弄錯或忘記標記線標, 可以按照以下步驟來進行:

(1) 用萬用表對6根線一對一測量,確定出3組電阻相同線即為電機3相線圈。
(2) 對選出的3組線分別標記:x—a y—b z—c。
(3) 測量出三相動力線X、Y、Z。
(4) 按照錯誤接線的分析(4)所示接法一一對應的進行連接。

 

       7 、結束語

 

      電機啟動時為了降低啟動電流, 加大啟動轉矩,達到順利啟動的目的,我們一般通過Y/△轉換控制來實現。

 

      在平常日常維護時,只有進行深入剖析,徹底弄清楚工作原理,我們才能胸有成竹;只有掌握了機床關鍵部件的維修方法,遇到突發故障時,我們解決問題才能有的放矢、游刃有余。

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