專利名稱：機床主軸換擋專用變頻器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子與電氣傳動技術領域，特別涉及一種機床主軸換擋專用變頻器。
背景技術：
機床(例如車床)的主軸是由一臺交流電動機通過齒輪箱帶動卡盤及工件運轉。對于一般的機床，主軸電機的轉速是固定的，要改變卡盤及工件的轉速只能靠改變齒輪箱的轉速比——換擋來達到。齒輪箱換擋時，由于齒輪的咬合不一定正好到位，經常需要讓卡盤或主軸電機動一動，以便齒輪咬合。以往人們在換擋時，經常是用手來搬動卡盤促使齒輪咬合。這種手動方式很費時費力，特別是對于大型機床，手動方式很不方便，也不安全。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種體積小，成本低廉，電磁干擾和電磁噪聲小，輸出最大頻率和輸出最高電壓均很低，輸出功率也比它所驅動的機床主軸電機的額定功率低很多的機床主軸換擋專用變頻器。
本實用新型的目的可依如下方式實現機床主軸換擋專用變頻器，它包括電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C、控制電路；所述電源處理電路的輸出端分別接功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路；所述控制電路的控制端口經隔離與驅動后分別與功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C的端口相接，由控制電路輸出的控制信號分別控制功率管單元中的電子開關。
作為一種優選方案，本實用新型所述功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C可分別由兩個電子開關和兩個二極管組成。
作為另一種優選方案，本實用新型所述電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路與相匹配的端子排一起可整合在一塊電路板上，也可安裝在多塊電路板上。
在機床換擋時可以啟動本實用新型，使主軸電機以很低的轉速旋轉，以促使齒輪咬合。與其它的變頻器相比，機床主軸換擋專用變頻器的輸出最高頻率和輸出最高電壓都很低，它的輸出功率也比它所驅動的機床主軸電機的額定功率低很多，例如，1kW的這種變頻器可以驅動22kW的主軸電機。所以它的體積小、造價低，它的電磁干擾和噪聲也小很多。它適用于各種機床在換擋時使用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。
圖1為本實用新型電路原理框圖；圖2為本實用新型電源處理部分電路原理圖；圖3為本實用新型功率管單元部分電路原理圖；圖4為本實用新型控制部分電路原理圖；圖5為本實用新型一種應用模式電路原理圖；具體實施方式
機床主軸換擋專用變頻器，它包括電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C、控制電路、端子排；所述電源處理電路的輸出端分別接功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路；所述控制電路的控制端口經隔離與驅動后分別與功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C的端口相接，由控制電路輸出的控制信號分別控制功率管單元中的電子開關。上述功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C分別由兩個電子開關和兩個二極管組成。當然，根據實際需要，上述功率管單元也可采用其它數量的電子開關及二極管的組合。本實用新型所述電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路與相匹配的端子排一起可整合在一塊電路板上，也可安裝在多塊電路板上。隔離與驅動部分可采用光電隔離與驅動芯片TLP250。
機床主軸換擋專用變頻器的總體結構如圖1所示。圖1中的輸入電源處理1是將輸入電源調整成適合于該變頻器使用的直流電源，它的電路結構如圖2所示，如果輸入的是交流電，由圖2中的D1將其整流成直流，如果輸入的是直流電，D1起到防止電源極性接錯而造成損壞，其中C1、C2、C3用于濾波及逆變電路的能量緩沖。圖1中的功率管單元A2、功率管單元B3、功率管單元C4是三組功率輸出單元，它們主要分別由兩個電子開關和兩個二極管所組成(如圖3所示)。其輸出U、V、W是該變頻器的三個輸出端。圖1中的控制電路5用于整機的主控，它由多塊集成電路芯片(或微處理器)所組成，并可以有與外部信號相連的接口，可以采用圖4的電路來實現，控制信號經“隔離與驅動”部分后，分別控制“功率管單元A”、“功率管單元B”和“功率管單元C”中的電子開關。
機床主軸換擋專用變頻器的應用可以采用圖5所示的電路，該變頻器的端子排中的L1、L2接輸入電源，EN是運行控制端，U、V、W是三相輸出端，JD1、JD2是受該變頻器所控制的一組常開接點。其中的輸入電源可以是交流電源也可以是直流電源，其中的電動機是三相交流電動機，它可以是三相異步電動機也可以是三相同步電動機，其中的JC是一個三相交流接觸器，JC的吸合或斷開受JD1、JD2控制，同時也受K1這個互鎖接點控制，K1是用于保證當電動機由其它電源供電時JC不吸合。當電路按圖5接好后，運行時可用一個按鍵(如圖5中的AN)或其它開關將EN與L1端接通，如果這時K1是接通的，接觸器JC就會吸合，電動機就會由該變頻器驅動運轉起來。
權利要求1.一種機床主軸換擋專用變頻器，其特征在于，包括電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C、控制電路；所述電源處理電路的輸出端分別接功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路；所述控制電路的控制端口經隔離與驅動后分別與功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C的端口相接，由控制電路輸出的控制信號分別控制功率管單元中的電子開關。
2.按照權利要求1所述的機床主軸換擋專用變頻器，其特征在于所述功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C分別由兩個電子開關和兩個二極管組成。
3.按照權利要求1或2所述的機床主軸換擋專用變頻器，其特征在于所述電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路與相匹配的端子排一起可整合在一塊電路板上，也可安裝在多塊電路板上。
專利摘要本實用新型涉及電力電子與電氣傳動技術領域，特別涉及一種機床主軸換擋專用變頻器，它包括電源處理電路、功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C、控制電路；所述電源處理電路的輸出端分別接功率管單元A、功率管單元B、功率管單元C及控制電路；所述控制電路的控制端口經隔離與驅動后分別與功率管單元A、功率管單元B及功率管單元C的端口相接，由控制電路輸出的控制信號分別控制功率管單元中的電子開關。與其它的變頻器相比，機床主軸換擋專用變頻器的輸出最高頻率和輸出最高電壓都很低，它的輸出功率也比它所驅動的機床主軸電機的額定功率低很多，所以它的體積小、造價低，它的電磁干擾和噪聲也小很多。
文檔編號H02M7/48GK2836333SQ20052009245
公開日2006年11月8日 申請日期2005年9月12日 優先權日2005年9月12日
發明者王旭 申請人:王旭