数控立车主轴控制装置两种常用的调速方案

    数控立车的主轴控制中，主要是主轴电机速度的控制方式，控制电机速度的变化有多的方式，下面说明数控立车主轴控制装置两种常用的调速方案：

一、交流调速

    交流电动机变压变频调速系统中所配备的静止式变压变频主要由主电路和控制回路两部分组成。对于异步电动机来说目前工业生产中所使用的变频器可分为交—直—交电压源型SPWM变频器和交—直—交电流源型SPWM变频器两种，而工业中应用最多、最广泛的变频器是交—直—交电压源型SPWM变频器。其主电路用不可控整流、用SPWM逆变器，其输出电压波形接近正弦波。变频器主电路中的中间直流环节是采用大电容滤波。由于采用了SPWM控制，因而使其输出电压波形接近于正弦波型。电压源型变压变频调速系统主电路有两个功率变换环节构成，及整流桥和逆变桥，整流桥是由二极管组成的三相桥式不可控电路。调压与调频通过逆变器来完成，其给定值来源于同一个给定环节。

    该系统用SPWM控制技术实现变压变频控制，通过改变IGBT的占空比（脉冲宽度）来控制交流电压逆变器输出的大小，从而改变电机转速。而输出频率通过控制逆变桥的工作周期就可以实现。交流调速，价格低，维护简单，维护成本低。交流变频调速就可以了，已经得到迅猛的发展其应用范围越来越广泛。

二、直流调速

    随着计算机技术快速发展，数字控制系统在逐渐地取代过去的模拟控制系统。带有微型计算机的全数字直流调速装置中,在不改变硬件，或者改动很少的情况下,依靠软件支持,就可以方便地实现各种调节和控制功能，所以，通用全数字直流调速装置的应用灵活性和可靠性就明显优于模拟控制系统。目前，以德国SIEMENS公司的6RA70系列通用全数字直流调速装置在中国的应用最为广泛。直流电机的调速不需要其它设备的配合，可通过改变输入的电压/电流，或者励磁电压/电流来调速。

    直流调速装置采用德国SIEMENS的6RA70直流调速装置来控制直流电机调速，而调速方式又分为改变电枢端电压调速和改变磁通调速。直流电动机采用他励励磁方式。直流电动机的电压平衡方程式为U=Ea＋RIa（1）式中U为电源电压，单位V；R是电枢回路总电阻，单位Ω。

    由电压平衡方程式和感应电动势公式，就可以得到直流电动机的转速特性n=

    有电磁转矩方程式Ia=U-RIaU-RIa=KeφCeTem带入转速特性方程，即得到机械特性方程式KTφUR-TemCeCeCtn=（2）由电压平衡方程式（1）可知(3)式中Ua=U-RadIa为电枢的端电压。当Ia=0或Rad=0时，Ua=U由式（3）和电动势公式Ea=Cen，可得转速公式n=Ua-RaIa（4）CeEa=U-(Ra＋Rad)Ia=（U-RadIa）-RaIa=Ua-RaIa根据转速公式（4），改变电枢端电压调速是保持磁通φ不变，改变电动机的电枢电压U，则理想空载转速n随电枢电压而变化，而机械特性斜率保持不变；改变磁通调速就是保持电枢电压U不变，减弱磁通则理想空载转速n随着磁通的减弱而增加，同时机械特性的斜率也增加。