一、概述

某單位有臺型號為C516A單柱式立床，經現場實際考察，原機床的拖動系統是采用一臺功率為30kW的電動機作為主傳動，電機以恒定轉速運行，通過減速箱，液壓系統實現速度調節。由于系統不能實現無級調速，液壓系統維護工作量大。

二、機床液壓系統變頻改造方案

考慮到原有液壓系統維護非常難，我們可以去掉原來的液壓傳動系統，直接用變頻器拖動主軸電機，通過調節電機頻率，來實現連續可調的轉速。但是原來的橫梁的升降、刀具的移動是靠原來的液壓傳動來完成的，所以不能完全去掉。如果要完全撤離液壓傳動，必須配備橫梁、刀具的傳動異步電動機。為了滿足改造，必須滿足以下要求才能保證機床可靠運行：

1、電機要求

通常要求用變頻電機，或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求，并且要求電機調速范圍廣。

2、變頻器的技術要求

1）要求低頻力矩大

機床低速時需要具有強大的過載能力，變頻器可以提供150%過載保護，能夠滿足設備要求。選用矢量變頻器，低頻時（1～10Hz）能達到150%額定轉矩。

2）轉矩動態響應速度快，穩速精度高

選用矢量變頻器，能實現很好的動態響應效果，依據負載的變化，通過輸出轉矩的變化很快做出響應，從而實現轉軸速度的穩定。

3）減速停車速度快

通常機床的加減速時間都是比較短的，加速時間靠變頻器的性能保證，減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。

4）進行電機參數自學習

選用矢量變頻器后，要達到很好的控制性能，通常都需要對電機進行參數自學習，其目的是獲取準確的電機內部參數，以用于矢量控制計算。參數自學習所需要的電機銘牌參數有：電機額定功率、電機額定頻率、電機額定轉速、電機額定電壓、電機額定電流。有的變頻電機的銘牌上可能沒標額定轉速值，可以根據經驗值估計一下額定轉速。在進行參數自學習時，務必要在空載（電機軸上不接負載）的時候進行。只有在空載的時候才能保證自學習出來的電機參數的準確性。

如果現場條件沒辦法進行空載運行，可以考慮用變頻器出廠的電機參數試運行。

5）頻率指令和運行指令

機床上使用的變頻器的頻率指令和運行指令都來源于控制器，一般給定的通道有兩種，一種是模擬量給定，另一種是多段速給定，或者兩者同時給定，以多段速優先。模擬量給定以電壓型模擬量為主，也有電流型的。變頻器對這兩種類型的模擬量都可以采集。

3、抗干擾問題

變頻器在出廠的時候作了很好的抗干擾試驗，具有很強的抗干擾能力，但變頻器同時也是一個干擾源，在使用中很難避免不對其它設備進行干擾，特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會受到干擾，干擾嚴重的會造成頻率指令不穩定，變頻器誤動作等。解決此類問題的辦法是在變頻器的輸出線上加磁環以減少高頻輻射。

森蘭SB70G系列矢量控制變頻器完全滿足以上條件。森蘭SB70G系列矢量控制變頻器是希望森蘭科技股份有限公司自主研發的新一代高性能變頻器，可靠性高，功能強大，可廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、煤炭、食品、造紙、印染、供水等行業。

我們選擇森蘭SB70G37變頻器拖動主軸30kW電機，由于電機要求快速制動剎車，必須配備制動單元和制動電阻。制動單元型號為森蘭SZ20G30/45，按制動力矩為100%來算，制動電阻選擇6kW/15Ω

三、機床液壓系統變頻改造后的節能分析

由于變頻器對電機的保護功能齊全，所以大大減少電機的保養，同時減少原來的液壓系統中的電磁閥和油泵等主要器件。液壓系統出現故障時，檢修復雜，而變頻器調速操作簡單方便，可靠性高。原來主軸電機恒速運轉，存在電能的白白浪費，加裝變頻器后預計可以節能15%左右。