【正文】 ication in a factory more mon. However, due to frequency converter is a new electronic control equipment, electrical and many factories have sufficient understanding of its technical staff, not allowed to play a frequency converter at the power of the design of VVVF control is too plicated, so to some extent reduce the control system Frequency Frequency control reduces the reliability of the system, and even caused some electrical damage. Common plant VVVF motor control circuit design of the system as an example, a careful analysis in its discussion on the basis of a mon variable speed motor drive systems often control circuit design. Is selfexcited vibration in machining 天津工程師范學(xué)院成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 are often very harmful and it is seriously affecting the phenomenon of machining accuracy and production efficiency. Therefore, selfexcited vibration suppression methods have emerged one after another. Cutting method and its speed is easy to implement, or vibration characteristics of a significant effect shows a good application prospects. Cutting speed milling machine is set up to use this method, a new juice machine, in which timevarying machine tool spindle speed is the speed of the realization of the key cutting machine designed to develop a set of timevarying realization of machine tool spindle speed control system is the actual speed milling method the premise of the application. Inverter technology has been present in the textile, electricity, etc. widely used in industrial fields. 100 ms but did not see the variable frequency technology was applied to the field of machining. General view of the current machine as a driving force for the use of AC motor and variable speed in case of heat resistance, torque (power) and the study of the relationship between speed ripe. Therefore, the use of variable speed inverter technology the speed cutting machine. xle 一、系統(tǒng)框圖 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖 1— 1所示，它主要是由整流和逆變兩大部分組成，而最重要的是逆變部 份。目前變頻技術(shù)已在輕紡、電力等工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用。自激振動(dòng)是機(jī)械加工中經(jīng)常出現(xiàn)且十分有害的現(xiàn)象它嚴(yán)重影響零件的加工精度和生產(chǎn)效率的提高。此時(shí)，電氣控制系統(tǒng)亦相應(yīng)地進(jìn)行了改進(jìn)，除控制功能方面的基本要求外，還需要具有各電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的配合、聯(lián)鎖、順序、切換、協(xié)調(diào)、顯示等性能，同時(shí)各種行程、時(shí)間、速度、度、壓力、電流等基本控制線路已形成規(guī)范，而且機(jī)床電氣控制技術(shù)本身也已形成了獨(dú)立的體系。 變 頻調(diào)速器在 工廠中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。因此，抑制自激振動(dòng)的方法相繼出現(xiàn)。但未見(jiàn)到將 百毫秒年 變頻技術(shù)應(yīng)用到切削加工領(lǐng)域。在整流側(cè)由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、觸發(fā)電路等構(gòu)成。系統(tǒng)框圖的確定可以給我們建立一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)過(guò)程，它是設(shè)計(jì)電路的主要依據(jù) 。 設(shè)電源的線電壓為 UL，那么三相全波整流后平均直流電壓 UD 的大小是： UD=。濾波電容 CF 同時(shí)起儲(chǔ)能作用，所以也叫儲(chǔ)能電容。當(dāng)濾波電容 CF 充到一定程度時(shí)，令 SL接通，將 RL短接。常用的逆變管有絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）、大功率晶體管（ GTR）、可關(guān) 斷晶閘管（ GTO）、功率場(chǎng)效應(yīng)管（ MOSFET）、集成門(mén)極換流晶閘管（ IGCT）等。 C、 VD1～ VD6進(jìn)行逆變的基本工作過(guò)程：同一橋臂的兩個(gè)逆變管，處于不停的交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)。這過(guò)高的電壓增長(zhǎng)率將導(dǎo)致逆變管的損壞。因此 R01～ R06的功能就是限制逆變管在接通瞬間 C01～ C06的放電電流。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使 UD 保持在允許范圍內(nèi)。分別為177。它們的輸出用于部分電路的工作電壓。它們的整流、濾波、穩(wěn)壓等過(guò)程與整流變壓器的一樣，輸出用于六路脈沖的工作電壓。通常所說(shuō)的晶閘管往往就是普通晶閘管。模塊式有單器件模塊和 。 （ 3） 、 晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門(mén)極電壓如何，晶閘管保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門(mén)極失去作用。每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下，從門(mén)極 G 流入電流 Ig,由于足夠大的 Ig流經(jīng) NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù) a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流 Ic2流過(guò) PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了 PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流 Ic1流經(jīng) NPN 管的發(fā)射結(jié)。 式（ XXX）中，在晶閘管導(dǎo)通后， 1（ a1+a2） ≈ 0,即使此時(shí)門(mén)極電流 Ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流 Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。而取 =UDRM 稱(chēng)為正向重復(fù)峰值電壓，=URRM 稱(chēng)為反向重復(fù)峰值電壓。 C和規(guī)定的冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相、工頻（ 50HZ）、正弦半波（導(dǎo)通角不小于 170176。 根據(jù)晶閘管 IT（ AV） 的定義，設(shè)流過(guò)管子的正弦半波電流的峰值為 Im。 （ 3） 、 通態(tài)平均電壓 UT 指在額定通態(tài)平均電流和穩(wěn)定結(jié)溫下，晶閘管陽(yáng)極和陰極間電壓的平均值，一般稱(chēng)為管壓降。 （ 5） 、 擎住電流 IL 指晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移出信號(hào)后，能維持通態(tài)所需的最小陽(yáng)極電流。實(shí)用中，應(yīng)使觸發(fā)電路送給門(mén)極的電流 IG及電壓 UG 滿足： IGT﹤ IG﹤ IFGM， UGT﹤ UG﹤ UFGM，此外，門(mén)極平均功率 Pg(AV)和峰值功率 PGM 也不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值。 （ 3） 、 觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的寬度。在大電流 晶閘管串并聯(lián)電路中，要求并聯(lián)的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，使元件在允許的 di/dt范圍內(nèi)，觸發(fā)脈沖的形式應(yīng)有助于晶閘管元件的導(dǎo)通時(shí)間趨于一致，為此，宜采用強(qiáng)觸發(fā)措施。它是一種由 VDMOS 與雙極晶體管混合組成的電壓控制的雙極型自關(guān)斷器件。其等效電路、電路符號(hào)如圖 XXX 所示。 圖 2— 2 IGBT外部結(jié)構(gòu) IGBT的工作原理 由 IGBT的等效電路可看出， IGBT是一種場(chǎng)控器件，它的開(kāi)通與關(guān)斷是由 G極 E極之間的電壓 UCE所決定。 IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與 MOSFET基本相同。 C。在 25176。 （ 3） 、 通態(tài)壓降 UCE(on) 指 IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)集射極間 的導(dǎo)通壓降。 IC的大小主 要受到結(jié)溫的限制，且具有負(fù)溫度系數(shù)的特點(diǎn)，這也是 IGBT能夠多個(gè)并聯(lián)的原因之一。三者間關(guān)系為： IC﹤ ICP﹤ ICM（ IC=1/2ICP， IC=1/6ICM） 天津工程師范學(xué)院成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 IGBT對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求 由于 IGBT是以 MOSFET為輸入極，其柵極特性與 MOSFET相同，具有與功率 MOSFET相似 的輸入特性和高輸入阻抗，故驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率也比較小。用內(nèi)阻小的驅(qū)動(dòng)電源對(duì) G 極電容充放電，可以保證 UCE有足夠的前后沿。 （ 4） 、 合適的負(fù)偏 壓：在關(guān)斷過(guò)程中，為盡快抽取 PNP管的存儲(chǔ)電荷，縮短關(guān)斷時(shí)間，需施加負(fù)偏壓 UGE，同時(shí)還可防止關(guān)斷瞬間因 du/dt過(guò)高造成誤導(dǎo)通，并提高抗干擾能力。 表 2— 1 IGBT柵極串接電阻 RG的參數(shù)值 IGBT 額定電壓值 /V 500V 15A 30A 50A 100A 150A 200A 300A 400A 1000V 5A 15A 25A 50A 75A 100A 150A 200A 300A 500A RG/Ω 150 82 50 25 15 12 5 2 （ 6） 、 IGBT多用于高壓場(chǎng)合，故驅(qū)動(dòng)電路與整個(gè)控制電路應(yīng)嚴(yán)格隔離。當(dāng)主電路中電流增大時(shí)， 電流互感器的輸出電流也增大。 在本設(shè)計(jì)中，該電路的目的是為了檢測(cè)主電路中三相中流過(guò)電流的大小。由模擬電子 電路組成的給定積分器原理圖如圖 31所示，它包含三級(jí)運(yùn)算放大器。經(jīng) RC積分使輸出電壓 Ugi成為斜坡信號(hào)，積分的變化率用電位器 RP來(lái)調(diào)節(jié)。這時(shí)，突加 Uw*和突減 Uw*各處電壓的波形示于圖 32積分器的積分時(shí)間可從其虛地點(diǎn)的電流平衡方程式推導(dǎo)出來(lái) CsURU /1 gi2m ?? TsmUR C smUU g i )/1( 22 ?? ???? 式中 T=RC—— 積分時(shí)間常數(shù)。 天津工程師范學(xué)院成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 U *w RoR balR 1R oR balR oR oRPRR balCU 1U 2p U 2U gi 31給定積分器電路圖 U W *0U 10U 20U gi0U 1 mU 2mU 2mU 1mtttt 圖 32給定積分器波形圖 （二）、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ ASR)的輸入信號(hào)為速度給定 Ug 與轉(zhuǎn)反饋電壓 UFN 的偏差，輸出 電壓 UI作為電流調(diào)節(jié)器（ ACR)的給定信號(hào)。如圖 3— 3所示，運(yùn)算放大器 LM741的反饋電路中接了電阻 R及電容 C，構(gòu)成了比例積分電路（ C 可外接電容，電容的大小可根據(jù)需要選擇），動(dòng)態(tài)比例放大倍數(shù)由 RP3 調(diào)節(jié)，而 RP4可對(duì) 各參數(shù)的阻容比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，不用時(shí)，將 RP4停在最大電阻處，在電動(dòng)機(jī)空載電流小且主回路不串接電感時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流斷續(xù)，可適當(dāng)調(diào)節(jié) RP4，提高電容比例， RP1和 RP2為正負(fù)限幅調(diào)節(jié)，限制輸出的電壓，因此也可以限制一下環(huán)節(jié)的輸入電壓的最大值。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化及電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的電流變化得到有效的抑制；在起動(dòng)時(shí)保證電動(dòng)機(jī)獲得最大的啟動(dòng)電流；在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的過(guò)程中，使電流跟隨其給定電壓的變化 ；當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護(hù)作用。 圖 3— 5 零速封鎖器 （五）、六路脈沖 觸發(fā)電路 晶閘管最重要的特征是可控的正向?qū)ㄌ匦?，晶閘管由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換為了導(dǎo)通狀態(tài)應(yīng)具備兩個(gè)基本的條件。移相觸發(fā)就是改變晶閘管在每個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)刻也就是改變控制角α的大小，從而控制輸出電壓、功率的大小；而過(guò)零觸發(fā)是在設(shè)定 的時(shí)間間隔內(nèi)，改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓、功率的控制。 c．各相脈沖不均衡度很小。 g．由于采用專(zhuān)用電路 KC0 KC41控制板體積小、調(diào)整維修方便。 該觸發(fā)組件將控制電壓的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)控制角的觸發(fā)脈沖，使電路可靠工作。 KC41C 的輸入信號(hào)通常是 KC04 的輸出，把三相三塊KC04移相觸發(fā)器 的 1腳與 15 腳產(chǎn)生的 6個(gè)脈沖分別接到 KC41C集成的 1～ 6腳 ,經(jīng)內(nèi)部集成二極管完成 或 功能 ,形成雙窄脈沖 ,再由內(nèi)部 6個(gè)集成三極管放大 ,從 10～ 15腳輸出 ,還可以在外部設(shè)置 V1～ V6 晶體管作功率放大 ,可得到 800mA 的觸發(fā)大電流的晶體管用 .KC41C 不僅具有雙窄脈沖形成功能 ,而且還具有電子開(kāi)關(guān)控制封鎖功能 ,當(dāng) 7 腳接地或處于低電位時(shí) ,內(nèi)部集成開(kāi)關(guān)管 V7截止 ,各路正常輸出脈沖 。逆變部分的框圖如圖 4— 1所示。通過(guò)正弦波發(fā)生器產(chǎn)生所需頻率和幅值的正弦信號(hào)波。