设计变频调速系统的优化方案

6.4.4.1 变频调速系统的选择

1.电动机的选择

选择YVP250M-4型变频专用电动机，并要求配置旋转编码器。电动机数据是：

P_MN=55kW I_MN=105A n_MN=980r/min T_MN=350.1N·m

2.变频器的选择

如上所述，电动机已经有相当大的裕量了，故变频器的容量可以不必加大。今选艾默生的TD3000-4T0550G型变频器，主要数据是：

S_N=72kVA I_N（I）=113A I_N（O）=110A

配用55kW电动机。

6.4.4.2 电动机控制电路（见图6-24）

1.控制方式

采用有反馈矢量控制方式，由旋转编码器PG进行转速反馈。

2.刨削速度

由电位器RP₁决定，受继电器KA₁控制。

3.返回高速

由电位器RP₂决定，受继电器KA₂控制。

4.刨削低速和返回低速

分别由多档转速中的第1和第2档转速决定。

5.加、减速时间

在刨削过程中（由低速上升至刨削速度以及由刨削速度下降至低速）采用第1加、减速时间（时间较长，加、减速较缓慢）；在非刨削过程中（正转起动、高速返回以及返回结束时的停止）采用第2加、减速时间（时间较短，加、减速较快）。

6.零速运行及零速信号

零速运行由多档转速中的第3档转速决定，零速信号由变频器的PA-PC输出，用于保证刀架的进刀和复位都在零速状态下进行。

图6-24 变频调速控制电路

7.故障信号

变频器因故障面跳闸后，由TA-TC输出故障信号，以便切断电源，进行处理。

8.刨台的步进与步退

由变频器的正转点动与反转点动来实施。

6.4.4.3 变频器控制电路

如图6-25所示，说明如下：

1.PLC通电

由开关SA₁控制。

2.变频器的通电

由按钮SB₁、SB₂控制。按下SB₁，接触器KM得电，变频器通电；按下SB₂，接触器KM失电，变频器断电。

3.刨台步进与步退

由按钮SJF、SJR控制。按下SJF，PLC的Y2有信号输出，变频器处于正转点动状态；按下SJR，PLC的Y3有信号输出，变频器处于反转点动状态。

4.刨台前进

图6-25 变频器的控制电路

由按钮SF控制。按下SF，一方面，PLC的Y0有信号输出，电动机正转，刨台前进；另一方面，PLC的Y17也有信号输出，继电器KA₁得电，刨台的前进速度由电位器RP₁决定。此外，SF也常作为刨台循环运行的起始按钮。

5.刨台后退

由按钮SR控制。按下SR，一方面，PLC的Y1有信号输出，电动机反转，刨台后退；另一方面，PLC的Y20也有信号输出，继电器KA₂得电，刨台的后退速度由电位器RP₂决定。此外，SR也可作为刨台循环运行的起始按钮。

6.刨台停止

由按钮ST控制，在刨台运行过程中，或刨削结束后，用于停止刨台的运行。

6.4.4.4 变频器的功能预置（见表6-4）(www.xing528.com)

表6-4 龙门刨床用变频器的主要功能预置

（续）

6.4.4.5 主电路其他电器的选择

1.空气开关

I_QN≥（1.3～1.4）×105A=136.5～147A

选 I_QN=150A

2.接触器

I_KN≥105A

选 I_KN=120A

3.制动电阻

如上所述，刨台在工作过程中，处于频繁地往复运行的状态。为了提高工作效率、缩短辅助时间，刨台的升、降速时间应尽量地短。因此，直流回路中的制动电阻与制动单元是必不可少的。

制动电阻的电阻值：根据实际试验，制动转矩应不小于电动机额定转矩的1.5倍。则

（1）制动电流I_D

取I_D=0.75I_MN=0.75×105A=78.75A

（2）直流电压的上限值

取U_Dmax=700V

（3）制动电阻

实际购得380V，5kW的电热管，则

每根电热管的电阻值是

两根串联为一组，则每组的电阻值是：

R₁=2R₀₁=2×29Ω=58Ω

应并联组数设为n组，则

取n=6组，即12根。

12根电热管的总容量：

P_B1=12×5kW=60kW

制动电阻所需容量：因为

图6-26 抬刀用整流电路

a）全波整流电路 b）升压电路

所以，上述电热管组的容量是足够的。

4.制动单元

如第5章中5.8.3节所述，这里不再赘述。

6.4.4.6 抬刀控制

抬刀电磁铁由直流电源供电，所用直流电源由220V交流电压全波整流后得到。但简单地进行全波整流后的平均电压只有：

U_D=0.9U_A=0.9×220V=198V

如图6-26a所示。所以，还必须在全波整流的基础上增加两个升压电容，如图6-26b所示。