主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量有着重要的作用。目前，无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩）带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使主轴箱的结构大为简化。由于变频器的高性价比，所以变频器在车床上使用非常普遍。微能WIN-V63系列变频器以其独特的性能和优越的性价比，在数控机床的应用方面迅速崛起。
WIN-V63系列变频器能满足数控机床对主传动系统无级变速的需求，其主要特点是：体积小，属于“迷你”型产品，占用控制柜空间较小；特别是在低速转矩上满足机床主轴的需求，0.5HZ时起动转矩能够达到180%以上；载波频率范围0-16kHz，有效的减小了主轴系统的啸叫音；提供两路标准的0-10V模拟量接口（AI1电压0-10V，AI2电压/电流可选0-10V/0-20mA DC），能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；过负载能力强，150%以上额定输出电流超过2分钟；提供多功能的输出端子信号，例如零速信号，运转中信号，速度到达信号，故障指示，满足系统对于主轴速度状态的监控；自动转矩补偿，满足机床主轴在低速情况下的加工需求；标配RS485通讯接口，MODBUS通讯协议，附有电脑调试软件；静止和旋转两种电机参数自动整定功能，在线识别电机参数，保证系统的稳定性和精确性。具有瞬停不停功能，有效的避免了电压波动带来的干扰。
二、微能变频器选型
针对机床电主轴的应用特点，采用微能科技研发生产的WIN-V63系列变频器，使用变频器的功率基本上是2.2KW3.7KW、5.5KW、7.5KW、11KW、15KW、18.5KW、22KW、30KW
变频器型号为：WIN-V63-2R2T4、WIN-V63-3R7T4、WIN-V63-5R5T4、WIN-V63-7R5T4、WIN-V63-011T4、WIN-V63-015T4、WIN-V63-018T4、WIN-V63-022T4、WIN-V63-030T4
三、接线调试
1、 接线图
1) 主回路接线图
机床电主轴应用，加减速都要求快速，一定要使用能耗制动功能，WIN-V63系列45KW及其以下功率都内置制动单元，无需再外配制动单元，只需按照随机器附带的《WIN-V63使用说明书》第八章制动电阻选型建议外配制动电阻就可以实现能耗制动功能。
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变频器功率 |
3.7KW |
5.5KW |
7.5KW |
11KW |
15 KW |
18.5 KW |
22 KW |
30 KW |
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制动电阻推荐 |
500W 200Ω |
1650W 89Ω |
2250W 65Ω |
3300W 43Ω |
4500W 32Ω |
5550W 26Ω |
6600W 22Ω |
9000W 16Ω |
2）控制信号接线
2、调试步骤
1）、根据电机铭牌，设置正确的电机参数到V63变频器的P3组,
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参数名称 |
电机额定功率 |
电机额定电压 |
电机额定电流 |
电机额定频率 |
电机额定转速 |
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参数号 |
P3.00 |
P3.01 |
P3.02 |
P3.03 |
P3.04 |
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设定值 |
卸掉电机负载，按变频器JOG键点动运行，确认电机旋转方向后立即停机，如方向相反，则重新交换U、V和W三相中任意两相的接线，设置P3.05=2，按RUN键进行电机参数自整定，整定结束后获得的电机参数自动存储到P3.06~P3.11中。
2)、设置参数
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参数 |
设定 |
含义 |
参数 |
设定 |
含义 |
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P0.01 |
1 |
高级菜单模式 |
P1.00 |
1 |
开环矢量控制 |
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P1.01 |
不低于主轴电机最高运行频率，根据实际情况设置 |
P1.02 |
一般设置成与P1.01一样 |
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P1.04 |
3 |
AI1模拟给定频率 |
P1.07 |
1 |
外部端子运行命令通道 |
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P1.11 |
1 |
禁止反转（如不允许反转时设置） |
P2.00~P2.08 |
根据模拟频率设置曲线需要设置 |
|
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P4组 |
根据实际效果设置 |
P6.00 |
1 |
先制动再从起动频率起动 |
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P6.01 |
2 |
减速停机+直流制动 |
P6.02 |
0.50Hz |
起动频率0.50Hz |
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P6.04 |
50% |
起动直流制动电流为变频器额定电流的一半 |
P6.05 |
0.1S |
起动直流制动时间为0.1S |
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P6.09 |
0.50Hz |
停机直流制动起始频率 |
P6.11 |
120% |
停机直流制动电流为变频器额定电流的1.2倍 |
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P6.12 |
2.0S |
根据系统惯性大小合理设置停机直流制动时间 |
P6.13 |
630 |
能耗制动动作电压 |
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P7.00 |
0 |
直线加减速 |
P7.03 |
根据实际效果设置加速时间 |
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|
P7.04 |
根据实际效果设置减速时间 |
Pb.08 |
0 |
端子控制两线模式1 |
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PF.00 |
0 |
禁止失速过压(已使用能耗制动) |
Pb.00 |
11 |
自由停车常开输入（急停） |
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Pb.01 |
5 |
外部故障复位输入 |
Pb.12 |
6 |
变频器故障输出指示 |
机床主轴要求起动、停机、加减速时响应要快，低频大转矩输出；。因此合理设置上表参数是充分发挥机床主轴性能的关键，原则是通过调整P4组参数获得最佳的低频转矩输出能力和降低高速运行的振动（低频PI参数P4.00和P4.01加强，高频PI参数P4.02和P4.03减弱，切换频率P4.04和P4.05合理设置，根据实践效果调整P4组参数），通过调整起停控制(P6组)和加减速时间参数（P7组）获得频率调节的平滑效果。通过合理设置WIN-V63的参数，可以满足机床主轴快速稳定运行要求。
3、切削动态调整
在进刀切削瞬间，主轴电机一般会有一个速度跌落然后回升的过程，可通过调节P4组PI参数（低频PI参数P4.00和P4.01加强，高频PI参数P4.02和P4.03减弱，切换频率P4.04和P4.05合理设置，根据实践效果调整P4组参数）来抑制速度跌落，加快系统动态响应能力。
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