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龙门刨改造
  1. 交流伺服电机和直流电机的能耗比较
  1. 龙门刨工作台A-G-M方式(发电机-电动机)型,由交流电动机、直流发电机和直流电动机以及交磁放大机组组成。例如如60kW直流电动机,70kW直流发电机,55KW拖动直流发电机的交流异步电动机,22kW控制发电机励磁的交磁放大机组构成B2016龙门刨床的工作台驱动系统
   其各个设备的工作效率如下:
直流发电机组
设备 效率 发电机组效率
交流电动机 80%—85%  
最大为61%
直流发电机 85%—90%
直流电动机 75%—80%
整个发电机组最终的最大工作效率η ≈85%×90%×80%=61.2%
如果交流发电电机功率均选用55KW,在额定状态下连续工作8个小时,消耗的电能为440KW*H
 
  1. 流异步伺服电机 
    交流异步伺服电机可选用45kW,外加驱动器的情况下电机的工作效率在91%左右,如果电机也选用45KW,空载时电流在20A左右,额定负载进刀时的电流在90A,空载和进刀时间为1:1,则机床在连续工作8小时消耗的电能E=UIT+UIT=(20/2×4+90/2×4)KW*H=220KW*H。总的消耗为220/0.91=240KW*H.
     
    从能耗对比来看,在电机连续工作8小时的情况下,交流异步伺服电机比直流发电机组要节约200KW*H的电能,电价按1/度核算,节约200元,可给工厂省下了不少成本。按每月工作22天,则一年工作264天,则改造后可为工厂节约5万2千多元。
     2、交流伺服电机和直流电机性能对比
  1. 控制方式: 无换向开关模式,一直以来换向开关在龙门刨使用上面带了的麻烦困扰着用户,其使用频繁故障率较高,伺服控制系统成功利用本身的定位功能,轻易实现自定位无换向模式。伺服电机可实现位置的全闭环控制,从而为无换向开关控制提供了条件,使用时只需要先设定好加工工件的前端和后端即可。直流电机换向比较麻烦,需要不断调整换向开关的位置 ,另外精确度也很难得到保障。 
  2. 交流伺服系统调速比大于1:2000,而直流电机的变比一般不超过1:10,从而可以简化机械结构设计,机械的简化还可以有效的避免机械爬行现象。 
  3. 过载能力: 时光伺服系统可以实现电机额定转速以下2倍过载,使切削力更大,运行更快更平稳。精确的控制使得换向时不会出现冲击现象。 
  4. 集成控制:伺服系统具有简易PLC功能,利用伺服系统可编程功能实现对整个机床的控制,包括抬、落刀,间歇、快速进刀,以及横梁的升降等。真正实现集成控制。 
  5. 噪音:采用伺服系统后,电机效率可以提高到85%以上,而且噪音由86dB降低至75dB 
  6. 维护保养:直流发电机组相比交流伺服系统且电子器件增多,故障点增加,维护与保养工作量增加。直流电机碳刷存在磨损,因此有寿命限制,并且噪音也较大,维护起来比较麻烦
  7.  机床精度差:直流发电机组<10%; 交流异步伺服<3%
  8.  软限位方式,可以提高机床的工作效率,缩短无进刀量的空行程距离;交流伺服系统自动控制行程中的加减速曲线及减速距离,尤其是对大惯量工件的加工可减小对机床传动机构的冲击,延长使用寿命。
  9. 电机功率:对于60KW的A-G-M直流控制系统,可选用45kW的交流异步伺服替代,或采用55kW的交流异步伺服可提高机床的最高速度。
  10. 占地面积:直流发电机组相比交流伺服系统由四部分组成,占地面积是交流伺服电机的3倍以上。
改造案例:
   1、在山东某客户处,对于45#钢胚,吃刀深度10mm,进刀量1mm,直流发电机组系统进线电流为50A;交流伺服系统进线电流为30A;
   2、对于轻载或空载加工时,节能效果更佳。
龙门刨改造明细
甲乙双方就型龙门刨系统改造有以下主要内容
1, 产品配置,本次改造主要集中于型龙门刨工作台驱动部分和电气集中整控制
1) 主工作台驱动采用北科生产的伺服控制器,其主要功能为低速大扭矩,超宽调速比,实现高速刨削,低速铣削双重速度控制。大扭矩实现快速制动。调频范围0.01HZ-500HZ
2) 电机采用国内较好的电机厂生产的电机内置高精度编码器,可实现无位置开关自动可调节换向功能,编码器的反馈给速度控制提供稳定的运行环境可以实现精刨工件花纹一直协调。
3)集成控制由龙门刨专用控制卡协调整个龙门刨床的所有动作互锁报警信号处理实现自动一体化功能
4)可选器件触摸屏显示
改造器件名单如下
序号 名称 型号 数量 单位 厂家
1 伺服控制器 IMS-ACT4055WG-AN 1  
2 变频电机 MDSP225M-4 1  
3 制动电阻 2000W/32Ω 4  
4 刨铣控制柜 BX45-P 1  
5          
6 控制变压器 BK300 1  
7 其他低压电器件 ---------- ---------  

2,控制过程
  1. 主工作控制,主工作台控制主要有,点动,自动,定距三种功能由正反转控制,正反两路模拟量控制分别调节正反转速度,定距控制采起点标定和终点标定,起点指示终点指示。显示信息,电机电流,电机转矩,电机转速。
  2. 刀架控制,刀架由控制板根据超越离合器的设定和工作台连锁自动进刀
  3. 横梁控制部分,实现工作台互锁独立工作台升降。