台达VE系列变频器在数控加工中心上的应用设计（2）

参考交流伺服主轴的功能，台达公司开发出新一代的交流变频驱动器——VE变频器，除了功能和性能完全能够和交流伺服媲美，而且还具有通用性强以及价格上的优势，通过多次测试深得客户的认可与喜爱。
    3 台达VE变频主轴驱动系统
    3.1系统设计要求
    （1）VE系列变频器功能和性能的数控特性。项目客户为数控加工中心知名企业。结合客户的要求以及加工中心的特性，台达专门为数控加工中心开发的高性能变频器----VE系列变频器功能和性能是非常适合使用在数控加工中心上的：
    .通过外部I/O点能够实现快速单点定位，有专门参数调整定位时的特性曲线以及定位时间，定为实现方便；
    .通过专用参数调整达到快速加减速的实现；
    .全新的PDFF控制，使增益的调整更加简单方便，易于掌握；
    .接受模拟量信号和脉冲信号，对上位机的支持更加全面。
    （2）测试加工中心配置：
    .数控系统：台湾新代数控系统SYNTEC9401；
    .主轴规格：无锡博华电机8kw/最大频率600hz-12000rpm/6P/380V/450hz/25A，编码器+5V/GND/+A/-A/+B/-B/+Z/-Z/512ppr；
    .变频器规格：075V43A-2+EMV-PG01L，软件版本9.98测试版，制动电阻1500W/75ohm。
    3.2主轴变频系统设计
    （1）变频器电气设计：参见图1。
    3.3变频器参数设计步骤
    （1）将电机参数设置到变频器，作电机动态自整定。要想将VE系列变频器的高性能发挥出来，准确的电机参数是基础。
    （2）解决一个有趣的工程问题。在以上数据中，电机额定转速05-03是电机厂家铭牌没有提供，询问电机厂家也不是很清楚。这种情况下，由于电机本身带编码器，通过VF控制，将变频器运行到450hz，观察变频器中提供的r状态，电机实际转速为8900rpm左右，将测的数据填入到05-03。电机额定电流25A，075V43A-2变频器额定电流只有18A，所以只能将电动机额定电流尽可能的调整到最大（最大为21.6A）填入05-01参数。
    将参数5-00=1，然后按面板”RUN”作动态整定。
    （3）将控制方式改为foc+pg，并且调整最大操作频率以及加减速时间
    使用面板运行。首先将F=550，运行后发现不论启动过程还是停止过程，当输出频率到达450HZ左右时就不按照加减速时间来变化，变化非常缓慢。当出现以上现象时，可以通过调整参数11-05（M1IdsRefLimit）来解决，将11-05从出厂值90改为110后加减速过程正常。
   （4）作惯量估测以及ASR自动调整。将参数11-00=2，F=200HZ，01-12=01-13=1，正反转后测得惯量参数为49，之
    后将11-01=1，观察电机刚性，并对相应参数作修改。
    （5）外部I/O功能的设置：
    目前脉冲控制提供两种模式：速度模式以及位置模式。当工作在速度模式下，只需要将频率来源信号设置为脉冲给定，并且按照上位机提供的脉冲信号设置给定方式；如果变频器需要工作在脉冲位置命令模式，除了速度模式下的参数需要设置外，还需要配合外部端子信号FWD/MI1/MI2/MI3的闭合。
    3.4VE系列变频器脉冲输入控制
    VE系列变频器支持两种脉冲输入方式：1.A/B相脉冲输入；2.脉冲+方向输入。由于新系统提供脉冲+方向的输出方式，所以可以选择如图3中第3种或者第4种方式；然后再根据方向来作出最后正确的选择。
    使用脉冲控制时，还有两个参数也是非常重要的：1.10-17PG电子齿轮A；2.10-18PG电子齿轮B。其计算公式为转速=脉冲频率/编码器的点数（10-00）*电子齿轮A/电子齿轮B。
    3.5加减速特性
    加减速特性的测试，首先将保护功能作适当调整：
    4 结束语
    数控加工中心对主轴有较高的控制要求，首先要求在大力矩、强过载能力的基础上实现宽范围无级变速，其次要求在自动换刀动作中实现定角度停止(即准停)，这使加工中心主轴驱动系统比一般的变频调速系统或小功率交流伺服系统在电路设计和运行参数整定上具有更大的难度。基于台达VE系列高性能变频器的数控主轴变频驱动项目加减速特性以及定位功能都完全能够适应加工中心的要求，性价比突出