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加工中心主轴电机Y/△转换控制


     摘要:本文阐述了加工中心主轴电机Y/△转换控制的目的、方法及错误接线的分析和应对措施。

 

     关键词:Y/△转换控制NC PMP 主轴放大器

 


       1、 Y/△接法转换的目的

 

     三相异步电动机直接起动时, 其起动性能存在着起动电流很大而起动转矩不大两方面的问题, 这恰恰不能满足生产机械对异步电动机起动性能的要求起动转矩要大, 以保证生产机械的正常起动。缩小起动时间,起动电流要小,以减小对电网的冲击。由三相异步电动机机械特性的物理表达式分析知道, 在额定电压下直接起动三相异步电动机,起动瞬间转差率s=1,主磁通Φ1 ≈0.5ΦN ,功率因数cosφ很小,造成了起动电流I2’相当大而起动转矩Ts并不大的结果。一般地,尽管三相异步电动机起动时存在短时间较大的电流, 由于三相异步电动机不存在换向问题, 而对于不频繁起动的异步电动机是可以承受的; 对于频繁起动的异步电动机,只要限制每小时最高起动次数,也是可以承受的。但是,起动电流过大,对电网冲击大。使电网电压降低,对于异步电动机的前端供电变压器造成很大影响。使得变压器输入电压下降幅度很大, 超过了额定值的允许偏差△=±10%或更严重。这样,一方面反过来影响了异步电动机本身, 由于起动转矩Ts与电压U1 的平方成正比,导致Ts下降更多,当负载较重时,异步电动机将不能起动;另一方面,影响由同一台供电变压器供电的其它负载,如电灯会变暗,用电设备失常,重载的异步电动机可能停转等。因此,要求设计容量较大的供电变压器。

 

     综上所述, 三相异步电动机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大, 电动机容量小于7.5kW的小容量鼠笼式异步电动机。对于大容量鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机则要利用各种办法来降低启动时的电流,加大启动转矩。这时便可利用电机的Y/△转换来实现电机的启动。

 

        2 、起动电流和起动转矩的分析和计算

 

起动电流(相电流)之比:

3 Y/△接法转换控制电路
 

图1 Y/△转换控制电路


低速时,KM1闭合,KM2断开,电机状态为Y型接法,转速上升后,KM1断开,KM2闭合(KM1断开在KM2闭合之前)。

4 错误接线的分析

U、V、W悬空,电机不转


   
    
   

V相悬空,电机缺相运行

 

        5 、加工中心系统Y/△控制方案(以东风设备制造厂加工中心为例)

 

  

NC与PMP通讯,通过接触器的关断,控制Y/△转换、开关状态等。NC与主轴放大器通讯,通过主轴放大器控制主轴。

主轴放大器直接控制主轴。通过编码器反馈主轴位置、温度、速度等。当速度到达转换临界值时,NC向PLC发出转换指令,PMP执行装换动作。

 

      6、 接线分析

 

     在拆换之前一定要标记号线号, 避免更换的时候出现不知道那根线接那根线的情况。若不小心弄错或忘记标记线标, 可以按照以下步骤来进行:

(1) 用万用表对6根线一对一测量,确定出3组电阻相同线即为电机3相线圈。
(2) 对选出的3组线分别标记:x—a y—b z—c。
(3) 测量出三相动力线X、Y、Z。
(4) 按照错误接线的分析(4)所示接法一一对应的进行连接。

 

       7 、结束语

 

      电机启动时为了降低启动电流, 加大启动转矩,达到顺利启动的目的,我们一般通过Y/△转换控制来实现。

 

      在平常日常维护时,只有进行深入剖析,彻底弄清楚工作原理,我们才能胸有成竹;只有掌握了机床关键部件的维修方法,遇到突发故障时,我们解决问题才能有的放矢、游刃有余。

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