Покажем вам наше приобретение для решения важного вопроса. Год назад мы купили китайский токарный станок. В нем была следующая проблема. Невозможно плавно менять скорость вращения шпинделя. Решили внести изменения в конструкцию токарного станка.

Преобразователь частоты вместо коробки передач

Для этой цели был приобретен частотный преобразователь. Он позволяет изменять частоту тока, подаваемого на электродвигатель токарного станка. Прибор работает от однофазной сети напряжением 220 вольт, а выдает на электродвигатель три фазы по 220 вольт. На этом приборе имеется много управляющих кнопок. Как частотный преобразователь работает? Прибор позволяет с помощью пульта управления четырьмя выключателями в ряд делать реверс, включать и выключать станок, изменять скорость вращения двигателя.

Почему много выключателей? Упрощенные настройки работы частотника можно сделать следующим образом. Прибор позволяет делать многоступенчатые скорости. В этом приборе есть пять выходов, для разных типов включений и выключений двигателя, для разных оборотов вращения.

Настройка преобразователя частоты

  1. В первой настройке мы можем сделать простое включение двигателя настольного токарного станка. Старт происходит на частоте 10 герц. С помощью переменного резистора можно изменить скорость вращения двигателя путем увеличения частоты тока до 400 герц.
  2. Если нам нужно изменить направление вращения двигателя токарного станка с помощью частотника, то, сначала выключаем прибор. Включаем тумблер изменения вращения крутящего момента двигателя. В результате двигатель начал вращаться в другую сторону. Частотником ходу тоже можно изменять направление вращения двигателя.
  3. Теперь рассмотрим возможность изменения вращения двигателя настольного токарного станка с помощью тумблеров, не используя реостата. Для этого используем только включение и выключение соответствующих скоростей. Для этого переводим частотный преобразователь в положение «включено», прибор выдает 10 герц. Тумблеры настроены так, что при их включении частота тока увеличивается на 5 герц. В результате мы можем управлять скоростью вращения шпинделя токарного станка с помощью частотного преобразователя без механической коробки передач.

Условия работы частотника для токарного станка

  1. Частотный преобразователь работает в широком диапазоне температур от +35 до -20 градусов. Однако, нужно учитывать, что выбирать частотник надо исходя не из мощности, а по току двигателя. На любую частоту работы двигателя рассчитывать нельзя. Не всякий двигатель может работать на частоте 100 герц, хотя частотник выдает их без проблем. Например, двигатель мощностью 0,55 кВт на 2800 оборотов может остановиться на частоте 75 герц, а на 65 герцах будет работать нормально. В теории двигатель может нормально работать с малыми отклонениями от 50 герц.
  2. При малых оборотах вращения шпинделя нужно устанавливать дополнительное охлаждение на мотор, так как родной вентилятор не справится. Чтобы сохранить достаточный крутящий момент при малых оборотах, применяется векторное ускорение. Векторное ускорение должен поддерживать преобразователь частоты.
  3. На электродвигатель надо поставить энкодер, сделать настройку регулировки в замкнутом контуре, всегда поддерживать крутящий момент. Иногда, на заводе на токарные станки устанавливают синхронные двигатели с энкодером. Китайские производители делают неплохие преобразователи частоты.

Для шпинделя хватит частотного управления сцеплением потока статора. Это называется бездатчиковое управление потоком с помощью вектора. Постоянно надо знать как настраивать частотный преобразователь, делать минимум параметрирования и запуск автоматической адаптации. Можно использовать программное обеспечение фирмы, чтобы настроить регуляторы, а также собственные программы настраивания контроллеров.

Электронная начинка частотного преобразователя

Китайские изготовители уже умеют изготавливать двигатели и программное обеспечение. Для заводского варианта это нормально, а в быту дорого.

Современные асинхронные двигатели имеют сравнительно сложное управление. Пуск мощного асинхронного двигателя связан с большими перегрузками по току. Большой крутящий момент может привести в негодность подшипники и опоры двигателя. Резкое отключение двигателя приводит к перенапряжению и к авариям в электроустановке. Поэтому сегодня хорошими системами управления электромоторами являются частотные преобразователи.

Выходные каскады таких устройств должны быть мощными. Эту проблему решают транзисторы с изолированным затвором. Преобразователь состоит из генератора тактовых импульсов, частотой которых можно управлять. Он собран на простых логических элементах. Для того, чтобы получить трехфазную систему, десятку импульсов разделили на последовательность из шести импульсов.

Частотный преобразователь для токарного станка и других целей