专利名称：智能化新型交流主轴驱动装置的制作方法
技术领域：
智能化新型交流主轴驱动装置技术领域[0001]本实用新型属于机床电气传动技术，主要提出一种智能化新型交流主轴驱动装 置，它以可控硅技术为基础，利用硬件与软件结合的方式对可控硅进行控制，以取代传 统的交流主轴电机直接起动或星三角起动方式，从而实现交流主轴在点动、频繁起动与 制动时的平稳运行，达到节能的目的。
背景技术：
[0002]目前，公知的大型数控加工中心的交流主轴、机床交流主轴一般采用传统的直 接起动或星三角起动方式，这种起动方式简便易行。但是，上述起动方式主要存在以下 缺点1)起动电流大；2、起动转矩无法控制；幻电机温升高；4)不能进行频繁操作。 然而，由于小功率交流电机自身的一些优点，现很多中小型机床的交流主轴仍在使用传 统起动方式起动，怎样给交流主轴配上适当的装置，使其以较少的代价，既能克服上述 缺点，又能达到实现交流主轴在点动、频繁起动与制动的平稳运行，是本实用新型的出 发点O发明内容[0003]本实用新型的目的即是提出一种智能化新型交流主轴驱动装置，使其在交流主 轴的点动、频繁起动、制动时，起到减小起动电流，有效控制交流主轴点动转矩，降低 电机温升的作用，解除频繁操作限制，同时又能节约能源和接触器寿命。[0004]本实用新型采取以下技术方案完成其发明任务根据可控硅输出电压可调的 原理，以微处理器系统为控制核心，对硬件检测实时数据与系统存贮器中预设置的数据 (交流主轴在不同负载下点动、起动、制动的各种特性曲线数据)进行比较，及时得出预 设数据与实时数据的比较差值，据此差值对可控硅导通角进行电压、电流负反馈闭环智 能调节，实现自动、精确地控制其输出电压并满足电机运行要求的目的。[0005]本实用新型所提出控制装置的工作过程为加电后，由可控硅对电压进行控制 以达到交流主轴点动、起动、制动所需，而这一目标由一全闭环系统来实现。这一闭环 系统由可控硅、检测电路、微处理器系统、驱动电路共同组成。由检测电路由电流互感 器TA1、TA2、TA3和电压互感器TV1、TV2、TV3组成，其中连接在电压互感器上各 有一电阻，以起限电流的作用，它们实时检测交流主轴的电压变化，传递给微处理器系 统。微处理器系统有一个通用的微处理器构成，6个进线端接收电流互感器和电压互感器 的数据，一个制动端，一个点动端，一个起动端，一个+5V电源端，一个地端，输出由 C1-C6六个端子组成，它通过内部了程序得出电压的控制状态，并输出一些控制信号， 由六个输出端输送到驱动电路部分。驱动电路内置MB1-MB6六个互感变压器，有11-16 六个进线端，接收来自于微处理器系统的信号，有一个+15V的电源和一个地端，在对信 号进行放大处理后，输出到TG1-TG6、TK1-TK6等12个输出端，控制可控硅，达到精 确控制输出电压的目的。[0006]本实用新型中，拥有RS-232、RS-485标准通讯接口，方便其作为下位机运行时 能够适时与主控机进行通讯。通过上位机，或写入装置，可以随电机型号的不同而更改 电机在点动、起动、制动时的各种特性曲线数据，有效扩大了本装置的使用范围。[0007]本实用新型提出的智能化新型交流主轴驱动装置，以微处理器为控制核心，实 现对可控硅导通角进行闭环、智能控制，大大提高了控制精度和可靠性；可预设交流主 轴在不同负载下点动、起动的特性曲线，通过降压起动，实现节能20%;具有专业的写 入设备，可对不同主轴参数进行外部设置，达到对其实施精确控制的目的，适应范围很 广；拥有RS-232、RS-485标准通讯接口，利于实现控制过程的自动化；具有适时检测 功能和多种保护功能。因此该装置能够在机床交流主轴的低速点动、软起动、反接制动 时，减小起动电流，有效控制交流主轴点动转矩，降低电机温升，同时又能够提高慢速 对刀精度，延长接触器寿命，和节约能源。对于目前国内很多中小功率的交流(主轴) 电机而言，在电机不需要改变的情况下，花很小的成本，就可以进行技术配套和技术升 级，不仅克服了传统起动方式的缺点，又实现节能的目的，具有重要的使用价值。
[0008]图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
[0009]结合附图对本实用新型实施例加以说明。[0010]如图1所示。本实用新型智能化新型交流主轴驱动装置，主要由可控硅部分、 微处理器部分、检测电路部分、驱动电路部分和存贮器几部分组成。当加电后，可控硅 处于工作状态。检测电路的功能是，随着负载的变化，实时检测交流主轴的电压值，并 将此信号传递给微处理器系统。微处理器系统的功能是，根据实时检测数据变化，判断 负载的工作状态，进而从存贮器中选择相应的数据和检测数据进行比较，通过比较得出 实时信息差。驱动电路的功能是，将微处理器得出的信息差进行处理，据此控制可控硅 的导通角，实现可控硅的负反馈闭环智能调节，进而精确控制可控硅的输出电压，满足 交流主轴运行要求。
权利要求1.一种智能化新型交流主轴驱动装置，其特征是主要包括可控硅部分、微处理器 部分、检测电路部分、驱动电路部分、存贮器和接口 a、可控硅部分是该项装置实现精确控制交流主轴工作电压的核心，它由T1-T6六个 可控硅组成，阳极、阴极的控制信号由驱动电路发出；b、微处理器部分是实现可控硅闭环控制的中枢，它接收来自于检测电路的实时数 据，读取存贮器中预置数据，通过内部的专业应用程序计算后，向驱动电路发出实时信 号差值；c、检测电路对交流主轴的电压进行实时的检测与采样，并将获得的信号传递给微处 理器做进一步处理；d、驱动电路接收微处理器发出的信号，经处理后，控制可控硅的导通角；e、存贮器存贮着交流主轴正常运行时的各种特性曲线数据；f、接口电路完成与上位机或写入设备的通讯。
2.根据权利要求1所要述的智能化新型交流主轴驱动装置，其适配的交流主轴的 特征是输入额定电压380VAC士 15%、50Hz,额定功率为7.5-90KW，点动电压为 20%-80%的额定电压，起动电流限制为1.1-1.4倍的额定电流，制动电流为1.0-4.0倍的 额定电流，起动时间为1-75秒。
3.根据权利要求1所要述的智能化新型交流主轴驱动装置，其特征是可控硅、检 测电路、微处理器系统、驱动电路共同形成闭环，进行负反馈智能化、精确控制。
专利摘要本实用新型的名称为智能化新型交流主轴驱动装置。属于机床设备配套装置技术领域。它主要是解决交流主轴在点动、频繁起动与制动的平稳运行的问题。它的主要特征是包括可控硅部分、微处理器部分、检测电路部分、驱动电路部分、存贮器和接口。本实用新型具有控制交流主轴点动转矩、降低电机温升、节约能源的作用，主要用于大型数控加工中心的交流主轴、普通机床的交流主轴的节能配套。
文档编号H02P1/26GK201805387SQ20102019301
公开日2011年4月20日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者马万超 申请人:襄樊朗润电气有限公司