[实用新型]智能化新型交流主轴驱动装置

说明书

技术领域

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

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；3)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。 

发明内容

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。 

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。 

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I1-I6六个进线端，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。 

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。 

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。 

附图说明

图1是本实用新型的电路图。 

具体实施方式

结合附图对本实用新型实施例加以说明。 

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。