SIEMENS主轴驱动系统的故障诊断与维修

数控机床上常用的Siemens6RA系列直流主轴驱动系统的结构与原理与6RA26**系列直流伺服驱动完全相同,其故障诊断与维修可参见6RA26**系列直流伺服驱动器的维修,详见本书第5章第5.3.1节。

6SC650系列交流主轴驱动系统的故障诊断与维修

1、6SC650系列产品简介

6SC650系列交流主轴驱动系统是SIEMENS公司20世纪80年代末开发的产品,P它与1PH5/6系列三相感应式主轴电动机配套,可组成完整的数控机床的主轴驱动系统,实现自动变速,主轴定向准停控制和C轴控制功能。

6SC650系列主轴驱动系统采用数字控制、闭环调节,并通过磁场定向、矢量变换控制系统,将电动机的三相定子电流解耦成励磁电流和转矩电流,进行独立的闭环控制,使之具有与直流电动机控制系统相媲美的准确、快速稳定的控制特性。驱动器通过选择功能组件还可以实现C轴的进给控制和独立的主轴定向准停控制。

驱动器可以直接连接三相380V,50/60Hz电源。整流主回路由6只晶闸管,组成三相全控桥式整流电路,通过对晶闸管导通角的控制,可以工作在整流方式,向直流母线供电；制动时也可工作于逆变方式,实现能量回馈电网的再生制动。

驱动器正常工作时,控制电路将整流直流母线电压调节在575V±2%范围,在再生制动逆变工作时,由控制电路完成对整流电路的极性变换,实现能量的回馈。逆变主回路采用6只反并联带续流二极管的功率晶体管,通过控制电路对磁场矢量的运算与控制,可输出具有精确的频率、幅值和相位的三相正弦波脉宽调制(SPWM)电压,使主电动机获得所需的转矩电流和励磁电流。输出的三相SPWM电压的幅值范围为0~430V,频率控制范围为0~300Hz。

在再生制动时,电动机能量通过该变流器的6只续流二极管对直流母线的耦合电容充电,当电容上的电压超过600V时,就通过控制调节器和整流主回路触发角,使整流回路工作在逆变状态上的电能逆变回馈到电网。6只逆变晶体管有独立的驱动电路,通过对各只功率管的Uce:和Ube:进行监控,可以有效防止电动机超载并对电动机绕组短路进行保护。

驱动器的闭环转速和转矩控制由两只16位微处理器(80186)为核心控制组件完成,动机的实际转速检测通过装在电动机轴上的编码器进行。