近年來,由于半導體技術和數控技術的發展,靜止變頻器在工業中得到了廣泛應用,從而擴大了變頻調速系統的應用,其必然性主要體現在以下幾個方面。
(1)變頻調速采用改變供電電源頻率的調速方法,從本質上來講,是一種無級、平滑而又較經濟的方法,是異步電動機調速的發展方向之一。
(2)變頻時使電壓按不同規律變化,可以實現恒轉矩或恒功率調速,以適應不同負載的要求,較為理想地解決了普通鼠籠式電動機的變頻調速。
(3)變頻調速是通過改變定子繞組的供電頻率來改變同步轉速而實現調速的,因而可以進行平滑地調節,可以獲得與自然特性硬度基本相同的特性。這種調速方法可以獲得效率高、調速范圍寬、精度較高的調速性能,所以變頻調速在所有交流調速方案中是一種較理想的調速方法。
端部銑床是一臺重要的切削加工設備,在生產中,對構件進行加工是必不可少的。但此設備存在著缺陷:5.5kW的主電機既驅動主軸的旋轉,又拖動主軸箱、主軸、立柱的進給運動,其調速方式為機械變速,沒有無級調速,對加工的構件有一定的局限性,且單臺電機驅動負載太大,導致經常打壞齒輪,電氣故障頻繁,嚴重影響生產,所以對其改造是很有必要的。由于此設備以前曾改造過一次,不太成功,此次改造尤為慎重。改造方案設想是:首先將立柱行走獨立出來,增加一電機單獨傳動,其它部分傳動方式不變。其次根據立柱行走的工作速度要求,且要求無級調速、調速范圍寬,選擇電機確定調速方式。
變頻調速是一種交流異步電動機的調速方式,如果對端部銑床立柱運動速度采用交流變頻調速系統控制,則將三相工頻50Hz的交流電輸入給變頻器,變頻器輸出三相交流電給立柱運動驅動電機,當調節調頻旋鈕時,變頻器的輸入電源頻率50Hz是無法改變的,但變頻器的輸出電源頻率就會隨之而改變,即電動機的輸入電源頻率可在060Hz之間變化,從而改變電動機的運行速度。改變了驅動電機的轉速,立柱的移動速度就改變了。在工作過程中,加工構件時要求速度慢且穩,就將調頻旋鈕調小使頻率降低直到速度合適為止;當加工完后返回時就需要快速返回,就將調頻旋鈕往大的方向調節,增大頻率使速度加快。
端部銑床改造至今運行正常,特別是在低速時,通常頻率在5.48Hz之間加工構件,運行平穩,達到了改造的要求,實踐證明采用交流變頻調速系統在本設備改造中是非常成功的。當然,交流變頻調速系統在金結公司設備上的應用不僅僅局限于設備改造上,在近幾年金結公司引進的新設備中也得到了廣泛應用。在當今科技飛躍發展的形勢下,變頻器技術不斷地提高,交流變頻調速系統在生產實踐中的應用仍具有廣闊的前景。