FANUC伺服放大器选型配置

FANUC系统应用中,由机械设计师给定某机床的伺服电机规格(如额定转矩、最高转速、额定功率等),电气工程师就可以根据厂家提供的选型方法选择伺服放大器型号及相关低压电器(如伺服变压器、断路器、主接触器、交流电抗器、导线线径等)。

工作步骤

(1)查表各伺服电机的功率-output(kW)

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(2)计算功率总和-(P)output capacity (kW)

(3)选择伺服放大器,计算电源容量-(S)power supply capacity(kVA)

(4)选择伺服变压器容量-transformer capacity(kVA)

(5)计算放大器输入电流-(I)input current(A)

(6)选择断路器-circuit breaker(A)、接触器-magneticcontactor(A)、-线径cable(mm2

以下关于伺服放大器选型的知识摘自FANUC伺服电机英文说明书。

1.如何获得电源容量?

先计算功率总和P(kW):

机床上所配主轴电机连续额定输出功率乘以系数1.15,与所有伺服电机连续额定输出功率乘以系数0.6,两者之和即为功率总和。

FANUC提供三种型号的伺服主轴一体式伺服放大器SVPM(新名称SVSP),型号中的数字(5.5、11、15)表示伺服驱动功率。其电源容量S(kVA)

SVPM-5.5i     kVA=kW×1.64

SVPM-11i      kVA=kW×1.55

SVPM-15i      kVA=kW×1.47

表1为各型号伺服放大器的交流电源电压规格表。

表1 伺服放大器交流电源规格表

型号SVPM2-5.5iSVPM3-5.5iSVPM2-11iSVPM3-11iSVPM2-15iSVPM3-15i
标称额定电压AC200~240V,-15%~+10%
电源频率50/60Hz±1Hz
电源容量(主电路)9 kVA17 kVA22 kVA
电源容量(控制电路)24V 1.5A  ±10%

P和S二者之间的关系为:

P=S▪cosφ

cosφ为功率因数,上文中1.64、1.55、1.47表示功率因数的倒数。

2如何获得输入电流?

用式1求SVPM输入电流I。选择断路器、接触器和导线线径时以此输入电流为参考值。(余量:1~1.5倍)

FANUC伺服放大器选型配置

▲ 式1

表2为各型号伺服放大器的电源电缆规格表。

表2 导线规格表

型号适用电缆端子螺钉拧紧力矩
重型电力电缆耐热电缆
SVPM-5.5i5.5mm2以上5.5mm2以上M52.0~2.5Nm
SVPM-11i8mm2以上8mm2以上M52.0~2.5Nm
SVPM-15i14mm2以上14mm2以上M52.0~2.5Nm

3选型举例

对于VMC850加工中心,其XY轴伺服电机为βis12/3000,Z轴伺服电机为βis22B/2000,主轴(SP)电机为βiI8/8000。规格数据如表3、4所示(来自于伺服电机和主轴电机手册)。

表3 βi系列伺服电动机数据

FANUC伺服放大器选型配置

表4 βi系列主轴电动机数据

FANUC伺服放大器选型配置

选型计算过程如下:

(1)查表3和表4可知:XY轴伺服电机的功率为1.8kW,Z轴伺服电机的功率为2.5kW,主轴电机功率为7.5kW。

(2)功率总和P=7.5×1.15+(1.8+1.8+2.5)×0.6=12.285kW

(3)因为11kW<12.285kW<15kW,根据SVPM型号组成含义,所以选择SVPM3-15,则

S=12.285×1.47=18kVA

一旦伺服放大器规格确定,则可以直接选择FANUC配套的交流电抗器。

(4)根据表1和表5,可选择伺服变压器容量为20kVA。

表5 SG系列三相干式变压器产品目录

FANUC伺服放大器选型配置
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(5)根据式1,计算SVPM输入电流:

FANUC伺服放大器选型配置

(6)断路器、主接触器的额定工作电流应大于放大器的输入电流。根据表6和表7所示的产品手册,选择断路器(QF1)额定电流为63A,主接触器(KM1)额定电流为63A;根据表2,选择导线线径14mm2

表6 DZ15系列断路器产品目录

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表7 CJX1系列接触器产品目录

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小结

实际上,这种通过计算来选型的方法是十多年前采用的,现在,厂家直接给出伺服放大器配置表,方便用户选型,如表8所示。

表8 βiSVSP放大器配置表

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然而,本文旨在通过简单计算使读者明白关于数控机床驱动配置的基本思路和计算过程。

(文/汤彩萍)

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