昆山尤尼康变频器在数控机床解决方案——机床主轴开环驱动

一、 序言

      目前国内数控机床主轴伺服系统主要采用直流伺服系统，部分采用交流调速的主轴伺服系统则全部依赖进口，价格昂贵。其它异步电机交流传动系统大多数也是采用进口变频器，主要是要求有较大的低频转矩，稳定性好，响应快。国产变频器大多采用V/F控制，由于转速精度受转差率及负载的影响，无法精确控制电动机的实际转速，存在控制精度低、动态性能差、故障率高、控制功能少等缺点，而且提高定子电压的补偿难以与负载完全匹配，低速转矩不足。因此，V/F控制变频器尤其不适用诸如数控机床主轴等要求精度高、响应快的传动机械。

二、 尤尼康变频器的特点

      尤尼康的AF200系列变频器采用先进的无速度传感器矢量控制技术，在开环矢量的方式下，0.25Hz就能提供180%的启动力矩，而且可以达到±0.2%的稳速精度，对于高速主轴电机，能达到较快的响应速度，实现主轴电机的快速启动、停机。特别是对于运行频率较低的电机，其启动、停止的快速性更为明显。

      尤尼康的机床专用变频器是建立在高性能无速度传感器矢量控制技术平台基础上，同时结合机床行业应用特点推出的一款专用变频器，与其他品牌的通用变频器相比在机床应用上具有以下优点：

1. 更强的切削能力：在相同的条件下，尤尼康机床专用变频器比其他品牌的变频器具有更强的进刀能力和切削深度（约1.3~1.5倍），可提高加工工效和产能，为机床和客户带来增值。

2. 更快的急加速、急减速动态特性：尤尼康机床专用变频器急加速、急减速动作比其他品牌的变频器快约1.35倍，同样可使机床具有更高的加工效率和产能。

3. 更好的低速切削能力和加工精度：尤尼康机床专用变频器在0.25Hz可稳定输出150%的额定力矩，而其他品牌到0.5Hz才能有力矩输出，且力矩有脉动不太平稳。

4. 超强的抗突变冲击过载能力：尤尼康机床专用变频器有精确的电流环控制，在冲击负载或电网等外界突变扰动时，变频器更不易跳闸保护，能更好地保证生产设备连续稳定运行。

5. 良好的工艺外观：尤尼康机床专用变频器的体积更紧凑，有利于节省设备的安装空间；造型更美观，有利于提升系统的整体形象。

6. 其他重要特性：尤尼康机床专用变频器在矢量控制方式下可达到200Hz，在矢量化V/F控制方式下可达3000Hz，可为机床在更宽的工作范围内提供更高的切削能力和精度。

三、 尤尼康变频器在机床上的应用

      尤尼康的AF200系列机车专用变频器在某客户机床上的使用，解决了进口品牌变频器无法解决的快速启动、停机的难题，实现了客户的要求。

系统原理图：

使用对比结果：

注：以上测试为主轴从零速加速到4000r / min和从4000r / min减速到零速的时间，电机的运行频率为200Hz，外接制动电阻（1800W，50Ω），尤尼康变频器在启动时可以达到更快的速度，但是客户觉得太快了，所以降低了其启动的速度。

变频器为7.5KW，主轴电机为7.5KW的变频电机。

四、结束语

      尤尼康变频器以其卓越的性能和极高的性价比，在数控机床的应用上迅速崛起，完全能取代进口的变频器，甚至能表现出比进口品牌变频器更好的性能，不仅能达到客户系统的要求，而且能给客户节省成本，为客户创造更多的效益。