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津上加工中心直流和交流主轴驱动系统

点击次数:135    发布时间:2021-07-20
      目前国内外中津上加工中心的伺服高档数控系统均采用电气准停控制。
  1.津上加工中心直流主轴驱动系统
  直流主轴驱动多采用品闸管调速方式,直流进给伺服系统是由速度环和电流环构成的双环控制系统来控制直流主轴电动机的电枢电压,主轴电动机采用他励式电动机,励磁绕组与电枢绕组相互独立。电动机转速从最小值到额定值,保持励磁电流不变,实现调压调速,属于恒转矩控制;从额定值到最大值,励磁电流减小,实现调磁调速,属恒功率控制。
  2.津上加工中心交流主轴驱动系统
  随着交流调速技术的发展,目前数控机床的主轴驱动多采用主轴电动机配变频器的控制方式。电网端逆变器由六只晶闸管组成的三相桥式全控整流电路组成,该电路可工作在整流状态,向中间电路直接供电,也可工作在逆变状态,完成能量反馈电网的任务。负载端逆变器由带反并联续流二极管的六只功率品体管组成。通过磁场计算机的控制,负载端逆变器输出的三相正弦脉宽调制(PWM)电压,使电动机获得所需的转矩电流和励磁电流。输出的三相PWM电压幅值范围为0~430V,频率调节范围为0~300Hz。在反馈制动时,电动机能量通过交流器的六只续流二极管向电容器充电,当电容器上的电压超过600V时,通过控制调节器和电网端逆变器把电容器上的能量返回电网。
  故障现象:一台津上加工中心,进给加工过程中,发现Y轴有振动现象。
  分析与处理过程:津上加工中心加工过程中坐标轴出现振动、爬行现象与多种原因有关,故障可能是机械传动系统的原因,亦可能是伺服进给系统的调整与设定不当等等。
  为了判定故障原因,将津上加工中心操作方式置于手动方式,用手摇脉冲发生器控制Y轴进给,发现Y轴仍有振动现象。在此方式下,通过较长时间的移动后,Y轴速度单元上OVC报警灯亮。证明Y轴伺服驱动器发生了过电流报警,根据以上现象,分析可能的原因如下:
  1)电动机负载过重。
  2)机械传动系统不良
  3)位置环增益过高。
  4)伺服电动机不良,等等。
  维修时通过互换法,确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸下Y轴电动机,经检查发现6个电刷中有2个的弹簧已经烧断,造成了电枢电流不平衡,使电动机输出转矩不平衡。另外,发现电动机的轴承亦有损坏,故而引起Y轴的振动与过电流。
  更换电动机轴承与电刷后,津上加工中心恢复正常。
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