【正文】 但距全面掌握系統(tǒng)設(shè)計還有一定差距，所以本文仍有許多不足之處，望老師同學給予批評指正。在此，謹代表我個人對老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）29由于本人對機床不是很了解，論文任務(wù)大時間緊，沒有在實踐中實驗。結(jié) 論時光飛逝，歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間幾個月的畢業(yè)設(shè)計接近尾聲在此次設(shè)計中我設(shè)計的是普通車床主軸的變頻調(diào)速。5. 參數(shù)設(shè)定模式（功能代碼 71） 表 650 手動設(shè)定 各功能參數(shù)可編輯1 恢復出廠值 所有參數(shù)為出廠值2 禁止參數(shù)修改 除本功能參數(shù)以外，所有參數(shù)不能進行修改3 故障查詢 可查詢故障歷史6. 可編程輸入端子（功能代碼 72——77）可編程輸入端子 RST、FRE、SSSS4 共六個，每個端子的功能都可以定義，既可屏蔽不用，也可重復定義，使用更方便。在多段速度運行時，用戶可以用鍵盤▲▼鍵對當前運行的頻率進行調(diào)整，但調(diào)整后的頻率，在停機或斷電后不保存。在防止低速或超速運行的場合尤為適用。 在運行過程中，自動保證輸出頻率不高于上限頻率，不低于下限頻率。正轉(zhuǎn)優(yōu)先。 在多段速度運行時，每一段的頻率值也可用▼▲兩鍵進行在線調(diào)整，但改變后的頻率值在停機后不記憶。容量：7kVA，電流：12A，完全滿足以上計算要求。此外，控制電路還通過 A/D，D/A 等外部接口電路接收/發(fā)送多種形式的外部信號和給出系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)，以便使變頻器能夠和外部設(shè)備配合進行各種高性能的控制。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。當整流電路是電壓源時直流中間電路的主要元器件是大容量的電解電容，而當整流電路是電流源時平滑電路則主要由大容量電感組成。 變頻器內(nèi)部電路的基本功能一般的三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成。??????27）2. 核算結(jié)果 跟據(jù)上述公式，將計算結(jié)果列于表 34 中。??????/????北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）21(3) 高速恒轉(zhuǎn)矩區(qū)折算至負載軸的電動機轉(zhuǎn)矩 （124）??39。?? 帶負載的過載能力 （121）??????=????????39。IC416 系列可根據(jù)用戶要求帶各種高分辨率的傳感器（光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器及測速發(fā)電機） 。低速時性能平滑，無爬行現(xiàn)象。IC411 系列可在 10~50HZ 下實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50~70HZ 下實現(xiàn)恒功率調(diào)速；IC416 系列在開環(huán) U/f 控制的條件下，可實現(xiàn)3~50HZ 時的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速， 50~100HZ 時的恒功率調(diào)速；在矢量控制的條件下，調(diào)北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）19速范圍還可以擴大。2) 主要技術(shù)性能 (1) 電動機為連續(xù)工作制 S1 (2) 電動機的額定電壓為 380V、頻率為 50Hz。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，Y2132S4 系列的安裝尺寸與 Y 系列相同，以便用戶的配套和選用。為了使電動機能適應(yīng) PWM 變頻電源供電的狀況，在設(shè)計上，對定子、轉(zhuǎn)子槽型和定子繞組分布形式做了特殊的考慮，以期獲得一個較為合適的電感值，來抑制和減小時間諧波和由其一起的一系列電動機空間諧波所產(chǎn)生的不良影響。 1) 簡介 Y2132S4 系列變頻調(diào)速三相異步電動機電動機是為配合國外各類高性能的 IGBT 脈寬調(diào)制變頻器而特殊設(shè)計的，使用時一般不需配用外接濾波器。 控制與實現(xiàn) 電子觸摸 圖 54圖中，0 為確認鍵；9 為復位鍵；其他數(shù)字鍵為對應(yīng)轉(zhuǎn)速鍵。圖中接觸器 KM 用于接通變頻器的電源，由 SB1 和 SB2 控制。 （4）變頻器程序譯碼器實現(xiàn)電子觸摸屏轉(zhuǎn)速設(shè)定 如（2）所述，變頻器接受 3 個信號譯出 8 種轉(zhuǎn)速作為變頻器給定；另外通過變頻器預先設(shè)置參數(shù)，存儲 8 種自動變速的車削方案曲線，通過組合鍵選擇，使變頻器按存儲的不同轉(zhuǎn)速切削過程自動調(diào)速。因此除了要進行計算傳動比1：3 的齒輪箱的機械設(shè)計，還要把這個多軸傳動折算到電動機軸側(cè)，以驗算改造后的 GD178。通過 PLC 控制變頻器的外接輸入端子 X1，X2，X3 的不同組合，得到 8 檔轉(zhuǎn)速。圖中②這個區(qū)域（約為 600~800r/min）內(nèi)，當負載較重時，有可能出現(xiàn)電動機帶不動的情況。目前，國產(chǎn)變頻器技術(shù)非常成熟了，ABB 公司產(chǎn)品在價格和性能上足可以與國外媲美了。由于無反饋矢量控制方式能夠克服 V/F 控制方式的缺點，故是一種最佳選擇。因此，就切削精度而言，選擇 V/F 控制方式是能夠滿足要求的。成正比，其大小為 ????2=??39。曲線 1 為車床的機械特性曲線。????????≈????????????39。但一般不宜超過額定頻率的 倍（即：???????? ????） 。???? ≥????????????????????/9550 （18）=???????? 可見，采用了變頻調(diào)速以后，電動機的容量需增大 倍以上。 2. 電動機的容量 在圖 23 中，負載所需功率 ????=????????????????/9550 =??????????????????????/9550 （1=????????????????????????/95507）其大小與面積 OADB 成正比。 ??????39。所以，變頻器的容量以比電動機容量大一檔為好。對于普通車床來說，由于對動態(tài)響應(yīng)要求不高，用“無反饋矢量控制”方式已經(jīng)足夠。如忽略齒輪箱的功率損耗不計，則在全調(diào)速范圍內(nèi)，都具有恒功率的特點。在正常情況下，出現(xiàn)過載的可能性極小。尤其是車削毛坯時，由于同心度較差和表面的不光滑，常會遇到較大的沖擊力。(3) 綜上所述，普通車床的機械特性如圖 22 所示。故切削力正比于切削的材料性質(zhì)和截面積，截面積由切削深度和走刀量決定。2. 進給運動 主要是刀架的移動。機床的控制主要采用機、電、氣、液壓控制，采用微機技術(shù)可以實現(xiàn)智能數(shù)控，提高機床的技術(shù)附加值和運行效率；另一方面還有節(jié)能的控制改造，配以可編程序控制器（PLC）數(shù)字控制（NC）和變頻調(diào)速等技術(shù)，可以大大提高傳統(tǒng)機床的加工水平，通過對其電力節(jié)能的改造后效果驚人，以 C6150 普通機床為例，全國大概有三百多萬臺 ，如果每臺車床的電機由原來 的電機換成 的，每天按 8 小時工作估算，僅節(jié)約電力一項每年節(jié)約電能將近 161 億 KW/h，這該是多么可觀的一筆節(jié)能挖潛的經(jīng)濟效益呀！本課題是結(jié)合 PLC 和變頻技術(shù)對普通 C6150 機床進行節(jié)能改造。而車床已經(jīng)成為機械制造的主要工具。 frequency control。經(jīng)過變頻調(diào)速改造后，車床實際應(yīng)用效果良好，同時還具備了節(jié)能、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調(diào)速控制、可以在車床應(yīng)用領(lǐng)域進行大面積推廣。本人簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)書本人完全了解北京交通大學有關(guān)保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：①學校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學位論文的原件與復印件；②學?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其它復制手段復制并保存論文；③學?？稍试S論文被查閱或借閱；④學?？梢詫W術(shù)交流為目的，復制贈送和交換學位論文；⑤學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容。存在問題是對存在問題的探討還可進一步深入，對存在問題原因的分析還可進一步展開。課題設(shè)計思路清晰，可操作性強；要搞成典型設(shè)計，以便今后推廣。（2）變頻調(diào)速拖動原理 根據(jù)交流異步電動機的轉(zhuǎn)速 n = 60f /p 可知，調(diào)節(jié)交流電的頻率 f 能夠改變電動 機轉(zhuǎn)速，變頻器是應(yīng)用電力電子元件通過整流再按不同頻率要求逆變成變頻交流電驅(qū)動電動機變速， （實際是控制 E/f 比） ，由于變頻器內(nèi)核心單元是 MPU 微機處理器，可以采用矢量及矩陣方法計算得到很好的調(diào)速機械特性，并可預置很多智能控制功能。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案： 一．系統(tǒng)構(gòu)成：本課題是以《交流變頻調(diào)速技術(shù)》的典型應(yīng)用實例為基礎(chǔ)，對制造業(yè)量大面廣的普通車床 C6150 主軸拖動系統(tǒng)進行節(jié)能改造：包括電動機容量減??；機械傳動機構(gòu)改造；機械變速改為變頻調(diào)速（微電子觸摸屏取代機械手柄笨重操作） ；PLC 對車床的邏輯判斷控制等設(shè)計任務(wù)。一個觸目驚心的事實刺激著我們：我國傳統(tǒng)機床的制造業(yè)基礎(chǔ)很強，大量出口，可是由于技術(shù)含量低，往往出口到國外的價錢只是金屬材料的價格。2022 年 5 月初—5 月中 系統(tǒng)編程、仿真、模擬調(diào)試；2022 年 5 月中—5 月底 完成論文 準備答辯指導教師簽字： 日期： 年 月 日系意見：簽字：系（蓋章）日期： 年 月 日北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化設(shè)計（論文）題目 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計1. 畢業(yè)設(shè)計(論文)的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：機械制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。3 到有 C6150 車床的企業(yè)現(xiàn)場考察，以取得切削控制要求設(shè)計依據(jù)。 4. 實時驗算機械轉(zhuǎn)矩，智能判斷切削進刀量，設(shè)置超限報警保護功能。作為典型應(yīng)用設(shè)計可以推廣到社會大多數(shù)車床?，F(xiàn)在我國機床工業(yè)處于大力發(fā)展高技術(shù)附加值的數(shù)控機床關(guān)鍵階段，應(yīng)用到微機技術(shù)的普通機床可以增值數(shù)十，上百倍。 2. 對量大面廣的普通車床進行 PLC 及微電子技術(shù)，特別是變頻調(diào)速技術(shù)進行節(jié)能改造，按全國所有量粗估：可以每年節(jié)約上百億度電能，意義重大。二．內(nèi)容與要求 1. 以 C6150 普通車床主軸傳動為控制對象，用 電動機取代原 電動機，設(shè)計一個應(yīng)用 PLC 和變頻器的節(jié)能改造系統(tǒng)。 5. 完成完整的改造設(shè)計方案和施工圖設(shè)計，編程，并仿真、模擬調(diào)試。4 可用計算機仿真模擬出系統(tǒng)控制曲線、效果，計算節(jié)能效果。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟上獲得成功的關(guān)鍵因素。某發(fā)達國家經(jīng)過用高新技術(shù)對其的控制進行改造后，成為智能數(shù)控機床就以幾十倍甚至百倍的價格回銷我國，這是多么令國人痛心的情景呀！所以目前機床改造已成為我國迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。本課題所涉及的技術(shù)原理分述如下：（1）機械傳動機構(gòu)與電機轉(zhuǎn)矩特性 分析確定機床的主傳動功率轉(zhuǎn)矩，由于車床低速段為恒功率負載特性，在高速段 為恒功率負載特性，為了減小電動機容量后啟動轉(zhuǎn)矩不夠的問題，改造設(shè)計一級傳動機構(gòu)的 傳動比為 1：3，這樣使得減小的電動機的轉(zhuǎn)矩線被有效覆蓋，以滿足負載特性，達到經(jīng)濟、節(jié)能。（3）PLC 在變速設(shè)定和存儲切削自動過程等應(yīng)用 PLC 的 DI 接受觸摸屏微動開關(guān)信號，通過 DO 輸出 3 個信號可以輸出給變頻器X1，X2，X3 端子，組合成 8 種轉(zhuǎn)速，同時設(shè) Shift 鍵與 X1—X3 組合使用，產(chǎn)生 8 種預先存儲好的自動切削過程程序。指導教師簽字： 日期： 年 月 日6. 系意見：簽字：系（蓋章）日期： 年 月 日北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師評閱意見姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化指導教師 職稱 單位指導教師 職稱 單位畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計指導教師評語： 是否同意答辯：同意論文成績：85 分指導教師（簽名）： 年 月 日北京交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱意見姓名 學號 09142074 專業(yè) 電氣工程及其自動化指導教師 職稱 教授級高工 單位 本校機械電氣控制系指導教師 職稱 單位畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計對論文的評語：同學畢業(yè)論文的選題《車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計》論文探討了車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)分析和設(shè)計方法，具有一定實用價值。 綜上所述，已經(jīng)掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)專業(yè)知識，該同學寫作的畢業(yè)論文已經(jīng)達到本科畢業(yè)論文水平，可以提交答辯。本人簽名： 日期：i摘 要車床已經(jīng)成為工業(yè)器件加工應(yīng)用最廣泛的不可或缺的機器，但是我過車床的應(yīng)用水平對于世界比較低的，多年以來都是通過手柄控制主軸轉(zhuǎn)速，操作起來非常繁瑣，本論文以普通車床為研究對象，對普通車床的主軸進行了變頻調(diào)速的設(shè)計改造。 本畢業(yè)論文是對普通車床設(shè)計項目的技術(shù)總結(jié)，主要介紹了變頻調(diào)速原