专利名称：机床主轴换挡专用变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子与电气传动技术领域，特别涉及一种机床主轴换挡专用变频器。
背景技术：
机床(例如车床)的主轴是由一台交流电动机通过齿轮箱带动卡盘及工件运转。对于一般的机床，主轴电机的转速是固定的，要改变卡盘及工件的转速只能靠改变齿轮箱的转速比——换挡来达到。齿轮箱换挡时，由于齿轮的咬合不一定正好到位，经常需要让卡盘或主轴电机动一动，以便齿轮咬合。以往人们在换挡时，经常是用手来搬动卡盘促使齿轮咬合。这种手动方式很费时费力，特别是对于大型机床，手动方式很不方便，也不安全。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种体积小，成本低廉，电磁干扰和电磁噪声小，输出最大频率和输出最高电压均很低，输出功率也比它所驱动的机床主轴电机的额定功率低很多的机床主轴换挡专用变频器。
本实用新型的目的可依如下方式实现机床主轴换挡专用变频器，它包括电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C、控制电路；所述电源处理电路的输出端分别接功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路；所述控制电路的控制端口经隔离与驱动后分别与功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C的端口相接，由控制电路输出的控制信号分别控制功率管单元中的电子开关。
作为一种优选方案，本实用新型所述功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C可分别由两个电子开关和两个二极管组成。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路与相匹配的端子排一起可整合在一块电路板上，也可安装在多块电路板上。
在机床换挡时可以启动本实用新型，使主轴电机以很低的转速旋转，以促使齿轮咬合。与其它的变频器相比，机床主轴换挡专用变频器的输出最高频率和输出最高电压都很低，它的输出功率也比它所驱动的机床主轴电机的额定功率低很多，例如，1kW的这种变频器可以驱动22kW的主轴电机。所以它的体积小、造价低，它的电磁干扰和噪声也小很多。它适用于各种机床在换挡时使用。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型电路原理框图；图2为本实用新型电源处理部分电路原理图；图3为本实用新型功率管单元部分电路原理图；图4为本实用新型控制部分电路原理图；图5为本实用新型一种应用模式电路原理图；具体实施方式
机床主轴换挡专用变频器，它包括电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C、控制电路、端子排；所述电源处理电路的输出端分别接功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路；所述控制电路的控制端口经隔离与驱动后分别与功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C的端口相接，由控制电路输出的控制信号分别控制功率管单元中的电子开关。上述功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C分别由两个电子开关和两个二极管组成。当然，根据实际需要，上述功率管单元也可采用其它数量的电子开关及二极管的组合。本实用新型所述电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路与相匹配的端子排一起可整合在一块电路板上，也可安装在多块电路板上。隔离与驱动部分可采用光电隔离与驱动芯片TLP250。
机床主轴换挡专用变频器的总体结构如图1所示。图1中的输入电源处理1是将输入电源调整成适合于该变频器使用的直流电源，它的电路结构如图2所示，如果输入的是交流电，由图2中的D1将其整流成直流，如果输入的是直流电，D1起到防止电源极性接错而造成损坏，其中C1、C2、C3用于滤波及逆变电路的能量缓冲。图1中的功率管单元A2、功率管单元B3、功率管单元C4是三组功率输出单元，它们主要分别由两个电子开关和两个二极管所组成(如图3所示)。其输出U、V、W是该变频器的三个输出端。图1中的控制电路5用于整机的主控，它由多块集成电路芯片(或微处理器)所组成，并可以有与外部信号相连的接口，可以采用图4的电路来实现，控制信号经“隔离与驱动”部分后，分别控制“功率管单元A”、“功率管单元B”和“功率管单元C”中的电子开关。
机床主轴换挡专用变频器的应用可以采用图5所示的电路，该变频器的端子排中的L1、L2接输入电源，EN是运行控制端，U、V、W是三相输出端，JD1、JD2是受该变频器所控制的一组常开接点。其中的输入电源可以是交流电源也可以是直流电源，其中的电动机是三相交流电动机，它可以是三相异步电动机也可以是三相同步电动机，其中的JC是一个三相交流接触器，JC的吸合或断开受JD1、JD2控制，同时也受K1这个互锁接点控制，K1是用于保证当电动机由其它电源供电时JC不吸合。当电路按图5接好后，运行时可用一个按键(如图5中的AN)或其它开关将EN与L1端接通，如果这时K1是接通的，接触器JC就会吸合，电动机就会由该变频器驱动运转起来。
权利要求1.一种机床主轴换挡专用变频器，其特征在于，包括电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C、控制电路；所述电源处理电路的输出端分别接功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路；所述控制电路的控制端口经隔离与驱动后分别与功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C的端口相接，由控制电路输出的控制信号分别控制功率管单元中的电子开关。
2.按照权利要求1所述的机床主轴换挡专用变频器，其特征在于所述功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C分别由两个电子开关和两个二极管组成。
3.按照权利要求1或2所述的机床主轴换挡专用变频器，其特征在于所述电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路与相匹配的端子排一起可整合在一块电路板上，也可安装在多块电路板上。
专利摘要本实用新型涉及电力电子与电气传动技术领域，特别涉及一种机床主轴换挡专用变频器，它包括电源处理电路、功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C、控制电路；所述电源处理电路的输出端分别接功率管单元A、功率管单元B、功率管单元C及控制电路；所述控制电路的控制端口经隔离与驱动后分别与功率管单元A、功率管单元B及功率管单元C的端口相接，由控制电路输出的控制信号分别控制功率管单元中的电子开关。与其它的变频器相比，机床主轴换挡专用变频器的输出最高频率和输出最高电压都很低，它的输出功率也比它所驱动的机床主轴电机的额定功率低很多，所以它的体积小、造价低，它的电磁干扰和噪声也小很多。
文档编号H02M7/48GK2836333SQ20052009245
公开日2006年11月8日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者王旭 申请人:王旭