专利名称：雕铣机专用变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频调速技术领域，具体地说是一种雕铣机专用变频器。
背景技术：
雕铣机(CNC engraving and milling machine)它是数控机床的一种，一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大会显得力不从心，雕铣机的出现可以填补这一空白，雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床。雕铣机的重要组成部件是主轴电机，目前国内数控机床主轴伺服系统主要采用直流伺服系统，而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，其它异步机交流传动系统绝大多数也采用进口变频器，主要是要求有较大的低频转矩，稳速精度高，启动、停机响应快。
实用新型内容本实用新型的目的为提供一种调速方便，低频转矩大，稳速精度高，启动、停止时间较短的雕铣机专用变频器，提高雕铣机的自动化程度，提高雕铣机的使用寿命，降低雕铣机的成本。实现上述技术问题所采用的技术方案如下雕铣机专用变频器，包括交流整流电路、直流变频电路和高速处理器，所述交流整流电路为二极管组成的三相交流整流桥，所述三相交流整流桥的两端并联两串联的充电电容，且三相整流桥的输出接一充电电阻，所述充电电阻并联一接触器，串联的两充电电容并联三组绝缘栅双极型晶体管，每组包括两个绝缘栅双极型晶体管，且每组两个绝缘栅双极型晶体管的发射极与集电极连接处输出至电机，三组绝缘栅双极型晶体管的基极分别连接到高速处理器。本实用新型通过高速处理器接收外部信号对直流部分进行频率调整，从而达到控制电机运转的目地，频率调节方式可调，主要使用外部端子多段速和模拟量电压调节方式；高速处理器采用V/F控制模式，V/F曲线可调整，可适当有效提高低频时的转矩；开发自动转矩补偿功能，可以通过提高低频时变频器的输出电压，从而提高低频时的转矩；开发自动转差补偿功能，主轴电机的负载增大时，可以在设定频率的基础上自动增加适当的变频器输出频率，有效弥补电机的滑差；P/+、Pr接制动电阻，间接消耗电机减速时的动能， 提高减速时系统的稳定性。本实用新型的有益效果是本实用新型运用于雕铣机系统当中，使得雕铣机系统具有如下优点低频力矩大、输出平稳；转矩动态响应快、稳速精度高；减速停车速度快；抗干扰能力强。
图1是本实用新型的主要元器件电路原理图图2是本实用新型系统原理图[0009]R、S、T为三相380V电源；M为雕铣机专用高速主轴电机；FWD、REV为控制正转、反转的输入端子；SC为多功能端子公共端
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示，本实用新型雕铣机专用变频器，主要由强电部分、弱电部分组成。本实用新型雕铣机专用变频器包括交流整流电路、直流变频电路和高速处理器； 所述交流整流电路为二极管组成的三相交流整流桥，所述三相交流整流桥的两端并联两串联的充电电容，且三相整流桥的输出接一充电电阻，所述充电电阻并联一接触器，串联的两充电电容并联三组绝缘栅双极型晶体管，每组包括两个绝缘栅双极型晶体管，且每组两个绝缘栅双极型晶体管的发射极与集电极连接处输出至电机，三组绝缘栅双极型晶体管的基极分别连接到高速处理器。强电部分输入三相AC380V经三相整流桥整流，经启动电阻对电解电容充电为 DC540V，当充电结束，接触器吸合，充电电阻被旁路。通过控制IGBT不同的导通时间，DC MOV被调制成三相频率可变的正弦波电压，驱动电机实现调速。弱电部分由高速处理器来完成。雕铣机接收外部端子输入正转、反转信号由常开开关提供，分别输入到FWD、REV 端子，控制主轴电机的正反转运行；模拟量电压输入信号，接入到变频器FIV端子，控制变频器的运行频率；频率调节方式主要运用模拟量电压调节方式，0 9V对应0 750Hz，模拟量电压由上位机给定，操作简便易行。输出控制IGBT逆变控制，采用正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制方式的特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。能够充分满足雕铣机专用变频器的各种技术要求。高速处理器通过一套针对雕铣机工艺要求的专业控制流程软件，实现了 1)频率连续可调，高起动转矩150%的起动转矩。2)频率调节方式多样，可用模拟量电压输入(FOV)作为频率调节方式，也可使用外部端子多段速作为频率设定方式。3)可任意设定V/F曲线，配合转矩补偿功能，提供100% 150%的起动转矩。4)全方位的检测保护功能有过电压、欠电压、电机过载、加速/减速/运转中失速防止保护功能、频率侦测。5)短时启动、停止功能变频器带动主轴电机可以在极短的时间内实现主轴电机的启动和停止。上述实施例仅作为对本实用新型的解释，不以任何方式限定本实用新型。任何等同或等效变换所得的技术方案都在本实用新型权利范围的保护之内。
权利要求1.一种雕铣机专用变频器，包括交流整流电路、直流变频电路和高速处理器，其特征是所述交流整流电路为二极管组成的三相交流整流桥，所述三相交流整流桥的两端并联两串联的充电电容，且三相整流桥的输出接一充电电阻，所述充电电阻并联一接触器，串联的两充电电容并联三组绝缘栅双极型晶体管，每组包括两个绝缘栅双极型晶体管，且每组两个绝缘栅双极型晶体管的发射极与集电极连接处输出至电机，三组绝缘栅双极型晶体管的基极分别连接到高速处理器。
2.根据权利要求1所述的一种雕铣机专用变频器，其特征是所述高速处理器接收外部信号对直流部分进行频率调整，频率调节方式使用外部端子多段速或模拟量电压调节方式。
专利摘要本实用新型公开了一种雕铣机专用变频器，其作用是对雕铣机主轴的调速，整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电，高容量电容存储转换后的电能，逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波，控制单元按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正选波的交流电，驱动交流电机，从而实现对雕铣机主轴的调速。
文档编号H02P27/08GK202150835SQ20112008131
公开日2012年2月22日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者张建军, 祝元北 申请人:上海众辰电子科技有限公司