【正文】 如下表 所示： 表 66 功能代碼 端子名稱 端子定義 出廠值 72 RST 0： 無(wú)定義 1：復(fù)位 2：正 轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng) 3： 反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng) 4： 多段速度運(yùn)行 1 5： 多段速度運(yùn)行 2 6： 多段速度運(yùn)行 3 7： 多段速度運(yùn)行 4 8： 加 /減速時(shí)間 2 9： 自由停車（緊急制動(dòng)） 10： 程序運(yùn)行時(shí)不記憶 11： PI調(diào)節(jié)器切換 12： 外部故障輸入 13： 電壓 /電流切換 14：上升控制 15：下降控制 73 FRE 74 S1 51 75 S2 52 76 S3 53 77 S4 54 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 變頻器的功能預(yù)置 各參數(shù)的 設(shè)定值 表 表 66 功能代碼 功能名稱 設(shè)定值 01 參考頻率 10 控制方式 1 11 頻率給定選擇 0 13 最大頻率 100 14 基準(zhǔn)頻率 50 16 上限頻率 100 17 下線頻率 0 31 加速時(shí)間 1 5 32 減速時(shí)間 1 5 33 加速時(shí)間 2 5 34 減速時(shí)間 2 5 35 多段速設(shè)定 1 36 多段速設(shè)定 2 25 37 多段速設(shè)定 3 38 多段速設(shè)定 4 39 多段速設(shè)定 5 40 多段速設(shè)定 6 50 71 參數(shù)設(shè)定方式 選擇 0 72 RST 端子功能定義 無(wú)定義 73 FRE 端子功能定義 74 S1 端子功能定義 75 S2 端子功能定義 76 S3 端子功能定義 77 S4 端子功能定義 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 多段速的參數(shù)設(shè)定表 表 67 功能代碼 多段速 功能端子 控制頻率 S1 S2 S3 S4 3。 5. 參數(shù)設(shè)定模式（功能代碼 71） 表 65 0 手動(dòng)設(shè)定 各功能參數(shù)可編輯 1 恢復(fù)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(jìn)行修改 3 故障查詢 可查詢故障歷史 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 6. 可編程輸入端子（功能代碼 72—— 77） 可編程輸入端子 RST、 FRE、 S S S S4 共六個(gè)，每個(gè)端子的功能都可以定義，既可屏蔽不用，也可 重復(fù)定義，使用更方便。故當(dāng) S1=S2=S3=S4=OFF 時(shí)，頻率給定方式由功能代碼 11 選擇，運(yùn)行頻率由鍵盤給定或模擬給定，因而，實(shí)際最多可選擇 16 段速度運(yùn)行。 在多段速度運(yùn)行時(shí)，用戶可以用鍵盤▲▼鍵對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的頻率進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整后的頻率，在停機(jī)或斷電后不保存。由功能代碼 72—— 77 定義任意端子為多段速度控制端子 5 5 5 54，可重復(fù)定義，也可部分定義（未定義時(shí)視為 OFF狀態(tài)）。在防止低速或超速運(yùn)行的場(chǎng)合尤為適用。在停車過(guò)程中，不受下限頻率的影響。 在運(yùn)行 過(guò)程中，自動(dòng)保證輸出頻率不高于上限頻率，不低于下限頻率。 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 3. 上 /下限頻率（功能代碼 1 17） 在參數(shù)設(shè)定時(shí)，此功能自動(dòng)限制下限頻率不高于上限頻率，自動(dòng)限制上限頻率不高于最大頻率。 正轉(zhuǎn)優(yōu)先。反轉(zhuǎn)禁止功能有效（功能代碼 93定義）時(shí)，只能正轉(zhuǎn)運(yùn)行，與 F/R端子無(wú)關(guān)。 在多段速度運(yùn)行時(shí)，每一段的頻率值也可用▼▲兩鍵進(jìn)行在線調(diào)整，但改變后的頻率值在停機(jī)后不記憶。但在運(yùn)行過(guò)程中，輸出頻率始終大于下限頻率（停 車過(guò)程例外），而小于上限頻率。容量： 7kVA，電流： 12A，完全滿足以上計(jì)算要求。 —— 變頻器的額定電流， A。此外，控制電路還通過(guò) 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(hào)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(jìn)行各種高性能的控制?？刂齐娐返膬?yōu)劣決定了變頻器性能的優(yōu)劣。逆變電路的輸北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 出就是變頻器的輸出，它被用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。 逆變電路是變頻器最主要的部分之一。當(dāng)整流電路是電壓源時(shí)直流中間電路的主要元器件是大容量的電解電容，而當(dāng)整流電路是電流源時(shí)平滑電路則主要由大容量電感組成。整流電路按其控制方式可以使直流電壓源也可以是直流電流源。 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。 變頻器 變頻器的基本構(gòu)成 變頻器的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史，在變頻器的發(fā)展過(guò)程中葉曾出現(xiàn)過(guò)多種類型的變頻器，但是目前成為市場(chǎng)主流的變頻器基本上有相似的基本結(jié)構(gòu)。 4) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) Y2132S4 變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表 31； 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 表 61 Y2132S4 參數(shù)表 型號(hào) 功率 /KW 額定電流 /A 額定電壓 /V 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 /倍 轉(zhuǎn)差率（ %） 重量 /Kg 60 Y2132S4 380 主要計(jì)算數(shù)據(jù) 1. 調(diào)速范圍 由式（ 115）得： n=1440/30=48 2. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (1) 恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 由式（ 11）得： 1440r/min/2=720r/min (2) 在各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩見表 32（負(fù)載功率按 ） 表 62 各檔轉(zhuǎn)度下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 檔次 1 2 3 4 5 6 7 8 轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 30 80 120 250 500 800 1200 1440 轉(zhuǎn)矩 /（ ） 1750 656 210 210 105 66 44 37 (3) 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 TMN=9550 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 電動(dòng)機(jī)容量不變的可行性核算 1. 核算公式 (1) 低速檔恒轉(zhuǎn)矩區(qū)折算至負(fù)載軸 （ 120） 帶負(fù)載的過(guò)載能力 （ 121） (2) 低速檔恒功率區(qū)核算至負(fù)載軸的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 = （ 122） 帶負(fù)載的過(guò)載能力 （ 123） (3) 高速恒轉(zhuǎn)矩區(qū)折算至負(fù)載軸的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 （ 124） 帶負(fù)載的過(guò)載能力 （ 125） (4) 高速檔恒功率區(qū)折算至負(fù)載軸的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（按允許電流不變的原則計(jì)算） （ 126） 帶負(fù)載的過(guò)載能力 （ 127） 2. 核算結(jié)果 跟據(jù)上述公式，將計(jì)算結(jié)果列于表 34中。 根據(jù)用戶要求可帶電磁式制動(dòng)器，齒輪減速機(jī)等附件。 (7) 電動(dòng)機(jī)的接線方式， 250 及以下機(jī)座號(hào)為 Y 聯(lián)結(jié)， 280 及以上機(jī)座號(hào)為 △聯(lián)結(jié)。 (6) 低速性能好。 (5) 過(guò)載能力強(qiáng)。 (4) 電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣。也可以給據(jù)用戶要求確定額定點(diǎn)的電壓和頻率。 Y2132S4 系列變頻器三相異步電動(dòng)機(jī)出廠試驗(yàn)時(shí)均采用變頻 器電源供電，符合實(shí)際使用工況。系列的冷卻方式有兩種：一種為 IC411 系列，可以保證在該系列規(guī)定的頻率范圍 （ 10~70HZ） 內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩恒功率調(diào)速，并保證在此條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組溫升不超過(guò)允許值。由其是匝間絕緣，為了能夠承受由高電壓上升率在線圈匝間 反復(fù)施加的陡度極大的沖擊電壓所導(dǎo)致的嚴(yán)酷考驗(yàn)，采用了特殊措施予以加強(qiáng)。電動(dòng)機(jī)的電磁負(fù)載設(shè)計(jì)也考慮了一定的裕度，這樣，既能保證電動(dòng)機(jī)在高頻時(shí)的過(guò)載能力，又能在低頻運(yùn)行時(shí)仍能保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。 Y2132S4 系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng) 機(jī)集國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品之優(yōu)點(diǎn)，采用計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)同國(guó)外 20 世紀(jì) 80 年代水平相當(dāng)，其基本技術(shù)條件符合IEC341 和 GB755 國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 控制流程圖 圖 55 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 6. 計(jì)算選擇 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)的主要額定數(shù)據(jù) (1) 額定容量 ； (2) 額定轉(zhuǎn)速 1440r/min； (3) 過(guò) 載能力 考慮到電動(dòng)機(jī)的額定容量和過(guò)載能力，選擇了 Y2132S4 型變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電源開關(guān)按下北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 時(shí)，電源指示燈亮。由于車床需要有點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)，故在電路中增加了點(diǎn)動(dòng)控制按鈕 SJ 和繼電器 KA3。繼電器 KA1 用于正轉(zhuǎn)，由 SF 和 ST 控制； KA2用于反轉(zhuǎn)，由 SR 和 ST 控制。 圖 52 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路 以采用外接電位器調(diào)速為例，控制電路如下圖所示。 設(shè)備明細(xì)表 表 1 名 稱 及 型 號(hào) 規(guī) 格 及 尺 寸 數(shù)量 安 裝 位 置 備注 電機(jī) Y2132S4 380V/ 變頻器 ABB510 系列 220V/7KVA 12A 1 控制柜內(nèi) PLC 西門子 S7200 220V/24V10A 1 控制柜內(nèi) 總動(dòng)力空氣開關(guān) 同上 同上 接觸器熱繼電器 220V/24V10A 0 控制柜操作面板 控制箱電源總開關(guān) 自動(dòng)空氣開關(guān)TMC10， 2P 220VAC 25A 1 控制柜內(nèi) 控制箱總電源開關(guān) 金屬鑰匙開關(guān) 220V5A 雙刀雙擲 1 控制柜操作面板 DO 輸出 AC 驅(qū)動(dòng)總電源開關(guān) 1 控制柜操作面板 信號(hào)端子 DX10 100 控制柜內(nèi) 電源端子 DX20 50 控制柜內(nèi) 匯線槽 50X50X30 若干 控制柜內(nèi) 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 傳動(dòng)比設(shè)計(jì)（ 1:3） 由于改造前的機(jī)床是手動(dòng)變速，是通過(guò)手柄改動(dòng)變速箱內(nèi)齒輪對(duì)實(shí)現(xiàn)變速，操作起來(lái) 比較繁瑣。 （ 3） PLC 在變速設(shè)定和存儲(chǔ)切削自動(dòng)過(guò)程等應(yīng)用 PLC 的 DI 接受觸摸屏微動(dòng)開關(guān)信號(hào)，通過(guò) DO 輸出 3 個(gè)信號(hào)可以輸出給變頻器 X1， X2， X3 端子，組合成 8 種轉(zhuǎn)速。和折算電動(dòng)機(jī)的有效功率。 圖 51 二 .本課題所涉及的技術(shù)原理分述如下： （ 1）機(jī)械傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)與電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性 分析確定機(jī)床的主傳動(dòng)功率轉(zhuǎn)矩，由于車床低速段為恒 轉(zhuǎn)矩 負(fù)載特性，在高速段為恒功率負(fù)載特性，為了減小電動(dòng)機(jī)容量后啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠的問(wèn)題，改造設(shè)計(jì)一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為 1： 3，這樣使得減小的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩線被有效覆蓋，以滿足負(fù)載特性，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能。圖中電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，和停止分別由按鈕開關(guān) SF,SR,ST 來(lái)進(jìn)行控制。圖中 ，轉(zhuǎn)速檔由按鈕開關(guān)（或觸摸開關(guān)）開選擇。操作工應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的具體情況，決定是否需要避開該轉(zhuǎn)速段。 在進(jìn)行無(wú)極調(diào)速是必須注意：在低速段的一檔傳動(dòng)切換到變頻器無(wú)極調(diào)速時(shí) ，存在著一個(gè)電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩線小于負(fù)載特性的區(qū)域，如下圖所示。 變頻器的頻率給定 變頻器的頻率給定方式可以有多種，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。所以，除非該機(jī)床對(duì)加工精度有特殊要求，一般沒必要采取此種控制方式。采用無(wú)反饋矢量控制方式，進(jìn)行選擇時(shí)需要注意其能夠穩(wěn)定運(yùn)行的最低頻率（ 部分變頻器在無(wú)反饋矢量控制方式下的實(shí)際穩(wěn)定運(yùn)行的最低頻率為 5~6Hz） 。 ：新的系列變頻器在無(wú)反饋矢量控制方式下，已經(jīng)能夠做到在 時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，