车床的主轴变频控制.doc

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沈阳理工大学课程设计论文

成绩评定表

学生姓名

王建栋

班级学号

1103010532

专业

自动化

课程设计题目

车床的主轴变频控制

评

语

组长签字：

成绩

日期

20年月日

课程设计任务书

学院

信息科学与工程学院

专业

自动化

学生姓名

王建栋

班级学号

1103010532

课程设计题目

车床的主轴变频控制

实践教学要求与任务:

（1）选择其他电器设备型号。

（2）根据控制要求，选择变频器型号。

（3）电气控制线路的设计（包括主回路和控制回路）。

（4）电气图按A4大小设计（CAD画图）。

（5）电气图形符号和文字符号要符合国家最新标准。

（6）变频器参数设置。

工作计划与进度安排:

（1）布置任务，查阅资料1天

（2）设计4天

（3）实验研究2天

（4）撰写设计报告和绘图2天

（5）答辩1天

指导教师：

201年月日

专业负责人：

201年月日

学院教学副院长：

201年月日

摘要

本论文以普通车床为研究对象，对普通车床的主轴进行了变频调速的设计改造。

主要研究完成了对普通车床的工作原理进行了分析研究，简单介绍了普通车床的拖动系统及机械特性，然后重点介绍了普通车床的原拖动系统。

根据电力电子学、变频器的设计原理，采用变频器对车床进行变频调速的设计，对车床的主传动系统进行了设计和校核。

根据拖动系统的要求，对原拖动系统进行了合理的计算，并选择了合适的电动机和变频器型号。

相比原拖动由齿轮箱来传动和调速，经过变频调速改造后，车床实际应用效果良好，同时还具备了节能、容易实现对现有电动机的调速控制、可以实现大范围的高效连续调速控制、容易实现电动机的正反转切换、可以进行高频度的起停运转、可以进行电气自动。

此次的设计为企业技术人员实现普通车床的变频调速提供了有效的科学方法及参考价值。

关键字普通车床,变频器,拖动系统

Abstract

Thispaperinordinarylatheastheresearchobject,ordinarylathespindleforthedesignoffrequencyconversion.Researchonordinarylatheworkprincipleisanalyzed,andbrieflyintroducestheordinarylathedragsystemandmechanicalpropertieswereintroduced,andthentheordinarylathedragsystem.Accordingtothedesignoftheinverterpowerelectronics,principle,inverterfrequencyoflathe,thedesignofthelathemaintransmissionsystemarethedesignandcheck.Accordingtotherequirementofsystem,thesystemofthereasonablecalculation,andchoosetherightmotorandconvertermodel.Comparedwiththeoriginaldragtodrivebygearbox,frequencyconversionspeedandtransformed,latheapplicationeffectisgood,butalsohastheenergysavingandeasytoimplementthecontrolofexistingmotor,canachieveawiderangeofhighspeedcontrol,easytorealizeforthemotorandpositive&negativeswitching,canundertakehigh-frequencystartingandstoppingoperation,canundertakeelectricalautomatic.

Thedesignfortheenterprisetechnicalpersonnelimplementationordinarylathespeed-adjustingprovideseffectivescientificmethodandreferencevalue.

KeyWordordinarylathe,inverter,drivesystem

目录

1绪论………………………..………………………..………………………..……1

1.1变频器技术的发展史…………………………………………………..….1

1.1.1我国变频调速技术的发展概况………………………………..……1

1.1.2我国电气传动与变频调速技术的发展简史…………….................1

1.2变频调速控制系统的优势………………………..…………………….....2

1.3变频器技术的发展动向………………………..……………………..…..3

2普通车床主轴的变频调速………………………..…………………………..…...5

2.1普通车床的主要功能与构造……………………………………….….…..5

2.1.1普通车床的主要功能………………………..………………..….....5

2.1.2普通车床的构造………………………..……………………...…....5

2.2普通车床的拖动系统………………………..………………………........6

2.2.1普通车床的运动系统………………………………………………..6

2.2.2普通车床主拖动系统的机械特性…………………………………..6

2.2.3主拖动系统的负载功率……………………………………………..7

2.2.4主拖动系统的工作特点…………………………….………...……..7

2.2.5普通车床的原拖动系统……………………………………………..7

2.3车床主拖动的变频调速系统……………………………….………...…...8

2.3.1对变频调速系统的基本考虑……………………………….…...…..8

2.3.2一档传动比，且方案………………………….………….…8

2.3.3一档传动比，且方案……………………….….………….9

2.3.4两档传动比，且方案……………………………………..11

3电动机的变频调速………………………..……………………………..…...…...13

3.1选择电动机型号……………………………………………….…………13

3.2主要计算数据……………………………………………………….……14

3.3变频调速方案………………………………………………………..…..15

3.4电动机容量不变的可行性核算…………………………………..……..16

4变频器……………………………………………………………………………..18

4.1变频器的基本构成和工作原理……………………………………..….18

4.1.1变频器的基本构成…………………………………………….….18

4.1.2变频器内部电路的基本功能………………………………..……18

4.2变频器的种类……………………………………………………….…...19

4.3变频器的主要功能………………………………………………….......20

4.3.1系统所具有的功能…………………………………………...…...20

4.3.2频率设定功能……………………………………………………....22

4.3.3与保护有关的功能…………………………………………….…...23

4.4变频器的选择………….....……………………………………………..23

4.5变频器的功能参数表………………………………………………...…...24

4.6变频器的功能预置………………………………………………..……....26结论……………………………………………………………………………....…..27

致谢………………………………………………………………………………......28

参考文献……………………………………………………………………….….....29

附录…………………………………………………………………………………..30

A1.1总控制图………………………………………………………………….…....30

V

1绪论

1.1变频器技术的发展史

1.1.1我国变频调速技术的发展概况

 上世纪80年代外资变频器产品开始进入我国市场，随着我国经济的高速发展和人们节能环保意识的增强，90年代以来变频器在工业领域的应用越发普及，行业规模迅速扩大。

在过去的20几年，我国变频器行业从起步阶段到目前正逐步开始趋于成熟，发展十分迅速。

进入21世纪以来，我国中、低压变频器市场的增长速度超过了20%，远远大于近几年的GDP增长水平。

2006年我国中、低压变频器市场容量已达76亿元左右。

随着国内对大规模变频装置的需求上升，高档变频产品的开发成功，变频器智能化的开发已经成为当务之急。

我们的变频基本性能还没有达到相应的水准，市场还没有发育到这个程度。

但是我们已经看到国内一些变频企业进行了有益的研发实践，一方面消化国外的先进技术，一方面尝试推出自己的变频标准。

随着市场的扩大和用户端需求的多样化，国内变频器产品的功能在不断完善和增加，集成度和系统化越来越高，并且已经出现某些专用变频器产品。

另外，变频器的应用领域也在不断扩大。

目前，我国变频器市场正处于一个高速增长的时期，在电力、有色金属、冶金、机械、建材等行业得到广泛应用。

    因此，综合考虑变频器自身优势、行业及市场的发展速度、现状及潜力、良好的宏观环境，我国变频器行业的发展前景十分乐观

1.1.2我国电气传动与变频调速技术的发展简史

电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。

电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态（位置、速度、加速度等），实现电能-机械能的转换，达到优质、高产、低耗的目的。

电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。

不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地