項目三主軸電路的電氣安裝與調試任務一變頻主軸電路的安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標1．能說出數控機床變頻主軸的工作原理；2．學會變頻主軸的連接方法；3．能正確對變頻主軸進行參數設置與調整。任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務布置任務要求

根據變頻主軸電路電氣原理圖，如圖3-1所示，完成變頻主軸電路的安裝，并對變頻主軸功能進行調試。元件及工量具準備:詳見表3-1工時：4序號電氣代號名稱和用途型號數量1QS空氣開關DZ4732/3P1只/組2QS空氣開關DZ4715/3P1只/組3QS空氣開關DZ4710/2P1只/組4QS空氣開關DZ475/1P1只/組5QS空氣開關DZ473/1P1只/組6KM接觸器西門子3TB4022-0X220V1只/組7變頻器FR-D740-3.7K-CHT1只/組8TC變壓器JBK31只/組9KA小型中間繼電器JQX/MY2DC24V2/組10KA小型中間繼電器JQX/MY4DC24V1/組11A1開關電源S-145-241/組12A2I/O轉接板1/組13XT接線端子TD15/組14導線黑色21卷/組15導線紅色/藍色2各1卷/組16導線黃綠雙色21卷/組17端子U形冷壓端子1-3/2-4各1袋/組18端子針形冷壓端子7508/1508各1袋/組19卡軌金屬卡槽接觸器、斷路器等配合/組20號碼管號碼管1.5/組21剝線鉗1只/組22壓線鉗1只/組23斜口鉗1只/組24一字螺絲刀1.5/2.5/各1只/組25十字螺絲刀2.5/各1只/組26數字萬用表1只/組27絕緣膠布1圈/組28記號筆1只/組29扎帶20根/組項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務布置任務要求任務要求：1．根據圖紙要求，正確選擇元器件，并安裝到安裝接線板上；2．所有元器件連接應與電氣圖紙一致；3．元器件布置、布線應合理規范；4．導線線徑和顏色應符合圖紙要求；5．正確選用冷壓端頭，端頭壓接規范、牢固可靠；6．導線與元器件連接處需穿號碼管，號碼管的標號應清晰規范與圖紙一致；7.能夠根據變頻器說明書對變頻主軸進行功能調試。任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務評價數控車床操作評分標準序號項目技術要求配分評分標準自評互評教師評分1電氣元件選擇與檢測正確選擇電氣元件對電氣元件質量進行檢驗10元件選擇不正確，每個扣1分；元件錯檢或漏檢，每個扣1分2電氣元件布局與安裝按照圖紙要求，正確利用工具安裝電氣元件，要求元件布局合理，安裝準確、牢固10元件布局不合理，每個扣1分元件安裝不牢固，每個扣1分安裝時漏裝螺釘，每個扣1分3工量具使用及保護工量具規范使用，不能損壞，擺放整齊10儀器儀表使用不規范，扣5分；儀器儀表損壞，扣5分工具、器材擺放凌亂，扣3分；4布線接線正確，導線兩端套編碼管，壓端子；端子連接牢靠；同方向連線進行綁扎時，線路應清晰不凌亂，無錯接和漏接現象30不按電路圖接線，每處扣3分；接點松動、露銅過長，每處扣2分；損傷導線絕緣或線芯，每根扣1分；錯接漏接，每根扣2分；漏裝或套錯編碼套管，每處扣1分5功能檢測主軸正轉、反轉、停轉功能正常主軸轉速誤差在10%以內20正轉、反轉、停轉功能一項不正常扣5分轉速超差扣5分其他1清點元器件5未清點實訓設備及耗材，扣2分；

2團隊合作5分工不明確，成員不積極參與，酌情扣分3文明生產5沒有穿戴防護用品、帶電操作等違反安全文明生產規程，不得分4環境衛生5衛生不到位不得分總分100總分100任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀FANUC數控系統主軸控制主要有兩大類：一類是系統輸出模擬量控制，稱為模擬主軸控制；另一類是系統輸出串行數據控制，稱為串行主軸控制。模擬主軸控制指FANUC數控系統輸出模擬電壓控制主軸，模擬電壓范圍為0～±10V。主軸電機一般選用普通異步電機或變頻電機，常用的主軸調速器是變頻器，主軸調速器控制的主軸電機驅動，實現主軸的啟動、停止、正/反轉以及調速等。

變頻主軸電路的線路連接主要圍繞變頻器進行，分主電路、控制電路兩部分。任務中變頻器為3相400V的三菱通用型變頻器，型號為FR-D740-3.7K-CHT，電機輸出功率為3.7KW。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.變頻器主電路分析任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.變頻器主電路分析任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.變頻器主電路分析

變頻器電源可以采用單相電源輸入，也可以采用3相電源輸入。電源線連接至R/L1，S/L2，T/L3，不需要考慮相序。特別注意不要錯接至U、V、W，否則會損壞變頻器。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.變頻器主電路分析

在端子+和PR間連接選購的制動電阻器（FR-ABR、MRS），建議使用○形端子。

為防止再生制動器用晶體管損壞時制動電阻器（MRS）、高頻度用制動電阻器（FR-ABR）過熱燒損，建議使用通過熱敏繼電器切斷變頻器一次側電源的電路。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀2.變頻器控制電路分析任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀2.變頻器控制電路分析

（1）變頻主軸轉速控制

電機的轉速由變頻器U、V、W輸出電源頻率決定，遵循轉速公式：n＝60f/P（n＝轉速，f＝電源頻率，P＝磁極對數），從上述公式可以看出，當變頻器輸出電源的頻率f越高，電機轉速n就越大，成正比關系。而變頻器的輸出電源的頻率f，由端子2、5之間的模擬電壓決定。

（2）變頻主軸轉向控制

當KA1觸點閉合，STF和SD之間導通，向變頻器發出正轉信號；當KA2觸點閉合，STR和SD之間導通，向變頻器發出反轉信號。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀2.變頻器控制電路分析

控制電路接線時要剝開電線外皮，使用針形端子接線。電線外皮的剝開長度約10mm，外皮剝開過長會有與相鄰導線發生短路的危險。剝開過短電線可能會脫落，如圖3-6所示。使用針形端子時，如圖3-7所示，銅線露出約0～0.5mm。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試圖3-6電線剝皮

圖3-7針形端子任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀

針形端子壓制時不得破損、變形，不得出電線未進入殼體的現象，如圖3-8所示。任務分析任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試圖3-8針形端子壓制時的常見錯誤任務目標任務布置任務評價任務分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.接線時必須關閉設備總電源，確保操作安全，接線完成并確認無誤后，方可通電調試。2.當通電或正在運行時，不要打開變頻器前蓋板，以免發生觸電事故。在前蓋板或配線蓋板打開的情況下嚴禁運行機器。3.變頻器斷開電源后，不要立即進行接線或檢查，要確認操作面板上的顯示消失，并用萬用表等檢測剩余電壓為為0后，方可以進行。4.變頻器運行會產生高溫，要注意避讓，以免燙傷。5.禁止拉拽電纜線，禁止用電纜線承載重物或被鉗壓，以免損傷電纜線引起漏電觸電事故。6.禁止用濕手觸碰相關旋鈕、開關及電路板等。任務分析安全提醒任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價知識儲備安全提醒任務分析拓展閱讀變頻器分類三菱變頻器

一、變頻器分類

變頻器的種類繁多，常用的有以下五種分類方法。1.按變換環節分類可以分為交-交直接變頻器和交-直-交間接變頻器。

（1）交-交直接變頻器

交-交直接變頻器是一種把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續可調的交流電源的裝置。

（2）交-直-交間接變頻器

交-直-交間接變頻器是先將工頻交流電源通過整流器變換成直流電，再把直流電逆變成頻率連續可調的三相交流電。

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一、變頻器分類2.按直流電源的性質分類

當逆變器輸出側的負載為交流電動機時，在負載和直流電源之間將有無功功率的交換。用于緩沖無功功率的中間直流環節的儲能元件可以是電容或是電感，據此，變頻器分成電流型變頻器和電壓型變頻器兩大類。3.按輸出電壓調節方式分：脈沖幅值調制(PAM)方式和脈沖寬度調制（PWM）方式。PAM需要同時調節兩個部分：整流部分和逆變部分，兩者之間還必須滿足一定的關系，故其控制電路比較復雜。PWM技術用于變頻器的控制，可以改善變頻器的輸出波形，降低電動機的諧波損耗，并減小轉矩脈動。目前幾乎所有的變頻裝置都采用PWM技術。

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一、變頻器分類4.按變頻控制方式可以分4類：U/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉矩變頻器。5.按用途分類可以分成通用變頻器和專用變頻器兩類。通用變頻器的特點就是其通用性，它適用于對調速性能沒有嚴格要求的場合，隨著變頻技術的進一步發展，通用變頻器發展為以節能運行為主要目的的風機、泵類等平方轉矩負載使用的平方轉矩變頻器和以普通恒轉矩機械為主要控制對象的恒轉矩變頻器。專用變頻器是指應用于某些特殊場合的具有某種特殊性能的變頻器，其特點是某個方面的性能指標極高，因而可以實現高控制要求，但相對價格較高。

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二、三菱變頻器

三菱變頻器是目前市場上最常用的變頻器之一，其采用了磁通矢量控制技術、PWM原理和智能功能模塊（IPM），功能范圍在在0.4-315KW,在工業現場通常有以下幾種系列：通用型的A系列、簡易型的S系列、經濟型的E系列、節能型的F系列。（一）變頻器型號

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二、三菱變頻器

變頻器型號表達內容如下：圖3-10變頻器型號（二）三菱FR-A540變頻器的端子接線圖

三菱FR-A540變頻器的端子接線圖，如圖3-11所示。其中◎表示主回路接線端子，○表示控制回路輸入端子，●表示控制回路輸出端子。

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三菱FR-A540變頻器的端子接線圖

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（三）主回路接線端子1.主回路接線端子功能

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2.主回路接線端子說明

（1）主回路中變頻器接線端子的連接。電源必須接變頻器的R、S、T，絕對不能接U、V、W，否則會燒壞變頻器。在接線時不必考慮電源的相序。使用單相電源時必須接R、S端。電動機接在U、V、W端子上，如圖3-12所示。當加入正轉開關時，電動機旋轉方向從軸向看時為逆時針方向。

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（2）接線后，電線線頭必須必須清除干凈，始終保持變頻器清潔，以防線頭導致變頻器運行時出現異常故障。

（3）變頻器和電機的接線距離較長時，特別是低頻率輸出情況下，會由于主電路電纜的電壓下降而導致電機的轉矩下降。為使電壓下降在2%以內，必須選擇合適型號的電線電纜。

（4）布線距離最長為500m，由于布線寄生電容所產生的沖擊電流會引起電流保護誤動作，輸出側連接的設備可能運行異?；虬l生故障。通常布線距離按表3-3所示。

項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價知識儲備安全提醒任務分析拓展閱讀變頻器分類三菱變頻器(5)在P和PR端子間建議連接制定的制動電阻選件，端子間原來的短路片必須拆下。（6）變頻器輸入/輸出包含有諧波成分，可能干擾變頻器附件的通訊設備。因此要安裝選件無線電噪聲濾波器FR-BⅢ(僅用于輸入側)或FR-BOF線路噪聲濾波器，使干擾影響降到最小。（7）在變頻器輸出側不要安裝電力電容器、浪涌抑制器和無線電噪聲濾波器（FR-BIF選件），容易導致變頻器故障或電容、浪涌抑制器的損壞。（8）變頻器運行后，若需要改變接線的操作，必須在電源切斷10min后，用萬用表檢查電壓后進行。斷電一段時間后，電容上仍有危險的高電壓。（9）由于變頻器內有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機必須接地。

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（四）控制回路接線端子1.控制回路接線端子功能

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項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試任務目標任務布置任務評價知識儲備安全提醒任務分析拓展閱讀變頻器分類三菱變頻器2.控制回路接線端子說明（1）端子SD、SE和5為I/O信號的公共端子，相互隔離，不要將這些公共端子互相連接或接地。端子SE為集電極開路輸出端子（RUN、SU、OL、IPE、FU）的公共端子。內部控制電路采取光耦隔離。（2）控制回路端子的接線應使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路、強電回路（含200V繼電器回路）分開布線。（3）由于控制回路的頻率輸入信號是微小電流，所以在接點輸入的場合，為了防止接觸不良，微小信號接點應使用兩個并聯的接點或使用雙生接點。（4）控制回路輸入信號出廠設定為漏型邏輯。在這種邏輯中，信號端子接通時，電流是從相應的輸入端子流出。端子SD是觸點輸入信號的公共端，端子SE是集電極開路輸出信號的公共端。其結構如圖3-13所示。

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項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務一變頻主軸電路的電氣安裝與調試圖3-13漏型邏輯控制回路輸入信號結構任務目標任務布置任務評價知識儲備安全提醒任務分析拓展閱讀變頻器分類三菱變頻器

項目二主軸電路的電氣安裝與調試任務一