JB T 10275-2001 数控机床交流主轴驱动单元.通用技术条件.pdf
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1、lB/T 10275-2001 前兰口数控机床交流主轴驱l)IJ单兀已被f泛应用于数控机床主轴胶制等领域。在分类r.,援民控制的特征,可分为模拟量控制、全数字化控制以及数模混合控制;按其闭环特点,有只带速度i1J环的,也有座度闭环和位置闭环都具备的。它们品种繁多.但却没有相应的国际标准及国外先进|叶家标准本标准编写目的旨在使国内产品向国际水半靠拢.并能指导行业生产。木标准根据JB/T8832-999(机床数字控制系统通用技术条件要求.参考国际着名大公川的产品样本并结合我国企业生产情况编制的。本标准的附录A、附录B都是标准的附录。本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技本委员会提出并归口。本标准
2、起草单位:北京机床研究所。本标准主要起草人,!B承兆。本标准于200年6月首次发布。本标准委托北京机床研究所负责解释。634 中华人民共和国机械行业标准数控机床交流主轴驱动单元通用技术条件JB/T 10275-2001 General specification ror A. C. spindle drive unit 1 范围本标准规定了数控机床用交流主铀驱动单元的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于对各类数控机床用交流主轴电动机进行闭环控制的各种交流主轴驱动单元反半导体变频调速装置。其他用途的交流主轴驱动单元亦可参照执行。2 引用标准F列标准所包含的条文,通过
3、在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所爪版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。Gl门91-2000包装储运图示标志(eqv150 780 , 1997) GB!T 2423. :l 199:, 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定却热试斡方法(eqv IEC 60068-2-3 ,1984) GBjT 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第二部分2试验方法试验Ea和导则2冲击(idt IEC 60068-2-27 ,1987) IljT 2423.10-1995 屯工电了产品环境试验第二部分z试价方法试验Fc和导则:振
4、动(E弦)(idtIEC 60068 2-6 ,1 982) GB 4208-1993 外壳防护等级CIP代码)(叫vIEC 529 ,1 989) (;日/丁4588.2-1996有金属化孔单双面印制板分规范CidtIECjPQC 90 , 1990) CBjT 4588. 4-1996 多层印制板分规范CidtIECjPQC 91 , 1990) GI:l 4821 1996 工业、科学和医疗(15M)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值GBjT 5080.7-1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的份证试验方案(idtIEC 605-7 ,1 978) G/T
5、5226. 1-1996 _l业机械电气设备第部分z通用技术条件(eqvIEC 204 1,1 992) GB 15760 1995 金属切削机床安全防护通用技术条件GB 17625. 1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流毛16M(eqv IEC 61000-3-2 ,1995) (;Ij丁17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验Cidt IEC 61000-4-2 ,1995) GlljT 17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验Cidt IEC 61000-4-4 ,1 995) GB/T 17626
6、.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击)抗扰度试验Cidt IEC 61000-4-5 ,1995) 中国机械工业联合会2001-06-04批准2001-10-01实施635 JB/T 10275-2001 GH!T 17626. 11-1999 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时巾断和1也压变化抗扰度试验CidtIEC 61000- 4-11 ,1994) IEC 61491 ,1 995 工业机械电气设备控制与驱动装置闯实时串行遇信数据链路3 定义丰标准采用下列定义。3. 1 交流主轴驱动单元主与数控机床以交流主轴电动机刊为主传动部件时,所对应的交流主轴电动机的控制装置即为交流主
7、轴驱动单元,以下简称为驱动单元。3.2 交流主轴驱动装置由交流主轴驱动单元和交流主轴电动机连接在一起构成交流主轴驱动装置.以下简称为驱功装霄e3.3 liJ动功能和起、制动时间3. 3. 1 制动功能电动机的制动功能是将电动机转轴t的机械能迅速释放.以使电动机迅速降i主且是停止。电qJ机的制动方法常用的有回馈制动、能耗制动等多种方式。3.3.2 起动时间起动时间是指驱动装置在空载条件下,从驱动装置得到最高速度指令信号开始到主轴电动机达到95%最高转述时的时间。3. 3. 3 制动时间制动时间是指驱动装置在空载、最高转述运行条件下,从驱动装置得到制动指令信号开始到主轴电动机达到零转速时的时间。3
8、. 4 定位功能为F更换和测量刀具等需要,必须使主轴能精确地停止,并保持在顿先规定的位置上。3. 5 伺服轴功能使主轴电动机处于位置伺H环工作状态的功能。3.6 额定电流驱动单元在规定条件下能连续输出的最大电流。3. 7 额定电压驱动单元在额定电流下所能输出的最大电压。3.8 转速变化率(静羞率)驱动装置在某一给定转速下,负载由空载增加到电动机连续工作区中规定的该转速下最大负就J其转速变化的相对值称为该转速下的转速变化率(静差率用。用百分数表示时式中3酌空载下的转速;nj 负载下的转速。3.9 调速范国(调速比)SC%) no二旦l_x 100% n . . . . . . . . . . .
9、 .(l) 调速范围D是指驱动装置在调速系统中,在电动机转轴上施加最高转速时允许的展大负载.日转速变化率S不大于规定值时,能达到的最高转速nrna和最低转速m3. 10 恒功率范围(恒功率调速比)Dn旦王一nmin 12) 恒功率范围是指驱动装置保持在额定功率输出的状态下,所允许的速度变化范囚的主赴大直气最个值之比。3. 11 额定输出容量636 JB/T 10275-2001 驱动单元在额定Fl压f能连续输山的最大功率。3. 12效!草驱动单元在额定I丁作条件卡,输出功率与输入功率之比。&P,p , 户Fi. .飞可)式中?效牛pr, 驱动单元输入功卒zP,一驱动单元输出功率。4 技术要求4
10、. 1 环境适应性丰标准所规定的驱动单元能在下列条件下正常工作。4. 1. 1 气候环境适限性驱动单元的工作气候环境条件及贮存、运输气候环境条件见者1 表lI事、日L作气候条件环境温度O40C 相对湿度30%-9S%(不凝鳝)大气压强86 10ti kPa 4. 1. 2 海拔贮存、运输气候在刊40-才3飞主;13%fiO飞飞)86r-106 kPil 吁海拔尚直不越过1000 m R寸.呕动单元应能保证各项技术指标。当梅拔高度超过1000 m nJ 71r;: 考虑节气冷却l效果的减弱,此时需按制造1与用户之间的协议进行设计和使用。4. 1. 3 振动、冲J,驱动单元应能承受5.22,5.2
11、:1规定的振动、冲击试验,试验后驱功单元不所有机械L(,损坏、变形和紧同部位(紧回部位用漆点封)的松动现象,通电后电气性能不受到影响.叫:能I正常工作注山于安装地慕的振i;/J频率与驱动单元的共振频率相同而产生明显共报时.应对驱动单正采取诚振肝脏-4. 1. 4 交流输入电源驱动单元在下列交流输入电源情况下应能正常工作。4. 1. 4.1 输入电源电压值为O.85 1. 1倍额定输入电压。4. 1. 4.2 频率波动不超过土1Hz , 4.2 电气机械结构4. 2. 1 结构设计驱动单元结构的安全性向符合GB15760 -1995中7.1利7.2的要求,成保证安装、调以、使用和纯修时的安全nS
12、靠与维护方便。结构牢网,应能承受在规定条件F的振动试验。4.2.2 外观卖国平整.无产!凹、划伤、裂缝和变形等现象.涂、镀后不应有气泡、流痕和锈蚀4. 2. 3 防护等级安装在电气柜中的驱动单元的防护等级应不低于IP2X,独t安装的驱动单兀的外先向有足够IJ可能力防止外界固体物和液体的侵入,防护等级应不低于IP54,防护等级应在乌用技术条fl1 11 Hi 规定。4.3 部件及辅件的单本要求4. 3. 1 兀件、器件、辅助件及部件Ji:1、器仲、辅助刊及部件等院符合相应标准的规定和安装规程。4.3.2 印刷电路板1:37 J/T 10275-2001 f J ItilJ电路板l主符合CB/T1
13、588.2 199日中第5章和GB/T1588.1 19% 1第5草的圳定4. 3. 3 指示灯和技钮的颜色指示灯和战创的颜色!但衍台GHIP152361 1996中第10章的脱淀。4.3.4 号线及母线的颜色导线及Jc线的颜色应符合GB/T5226. 1一199日中第l5章的规iE4.3.5IE接、焊接和绕接接线压t县、焊接相绕接接线也保证有长久良好的导电性,连战线的线役和l配线要符合B卢92Rl1996 1耳1,1串利l第15章的脱过。4.4 电气付能要求4. 4. 1 绝缘电阻顿9Jer冗中除不允r做商Jct试验的电路外,在试验Ji(也拍电源电路)与保护接地叫民主!J施切lSOIl Vr
14、l. c.时测得的绝缘电J-lI!li小于20M),经受桓定温热试验后的绝缘电阻J_Ij不小于I.Hl 驰4J单兀采用变压器供电变压器为驱动单元部分,但并不LI驱动单元做成一体)n,j Il ,: *剖ift!且按千1关规定测量其绝缘电阻。4. 4. 2 耐电压驱功单元,1 功力电路上司保护拔地之间.至少应能承受1min的耐电压试验.施加的试验电I!(有效自)I句为2俏的惊动单元额定电源电压或1000 V (取其较大值人试验巾fJ/:元绝缘-ih穿e(巳弧.漏电流有效值比不大于5lJL f 0试验后立即测量绝缘也阻!业符合1.1. 1要求。tHr检验时.I川tI(I(J耐屯ji;汶特wJ月1:
15、l S试验代抖,试验电I:!、小变。不宜生主受高fE试验的元件时在试验日、!断f.,驱功单元采ru变压器供电(变压器为驱动单兀部分,但并不勺驱动单JG做成体)!ht . .耻11、器iH;竹hit投有关规军进行耐电压i式验。4.4.3 额定电I五驱动单元额之也!t应在专用技术条件中作出规定。4.4.4 额注:电流驱9J单元锁定电i成1且在专用技术条件巾作出规定。4.4.5 额定输出容量驱动单j已额;i:输出容量!但在专用技术条千斗中作出规店,优先在下歹IJ数据巾应取:234.3l5.41,63,9.l4,18.35.:40,50.6:1.8IJ,90电112,140.160.200,25028
16、0kV八4.4.6 转速变化二年最低转速下的转述变化率!屯在专用技术条件中作出规定口4.4.7 调Jili范用(调速比)调速范用山大于100 1,在要求带伺版铀矿l能的场合院大于10011,它们院JIf t义半条件ihfl.IH Jl 体规定。4.4.8 .t,(功率范围(但功率调速rUtE功斗工1也用应在专用技术条中中作出具体规定,但不应低于:3 1 c 4.4.9 附加功能J!:L、jJ服轴等附加功能,可根据用户需要提供,并满足专用技本条件规定的性能指标4.4.10 效率放丰王山专JH技术条件规定。4.4. 11 制功功能和也、市IJ;JJ时间伍在专用技术条件中规定驱动单元只有何种ffii
17、J!#jJ)J能以及起、制动时间c4.4.12 肉、低jM单行4加z;t)单元所能在4.L I规定的工作气候条卡|平114.1.1规定的输入电源条件r;主续可非正f; 638 JB/T 10275-2001 4. 4. 13 雨、低温贮存驱动单元在经过高、低温贮存试验之后.性能及外观小应改变。4. 4. 14 恒it温热丁专用技术条件白要求时,驱动单元应能承受严酷度等级为泪度(10:二2)(啕相对J再度为川c-_ 9:) Ii:挝午3kHz的脉冲侨,或在1/0信号、数据和控制端口电缆用精合夹加入1kV重复兰卡5kHz的脉冲昨、i缸i;J单lL.I_o_ij能止常工作04.4.18.3 浪涌抗扰
18、度在交流输入电视中叠加峰值为1kV 良涌电压及在交流输入电源对地端香加峰的为:k浪涌rlJ版,驱动单JGJ)i.能11:常工作n4.4.18.4 电压暂降和短时中断抗扰度在交流输入电源任一周期内的任一时刻中断3m:.,以及在任.,j刻交流输入电桥、电I1暂降HJ 111 1 500 m.帕在降为额定值的70儿,两次试验间隔时间不少于10f.驱动单兀都同能正常l件。G:_l JB/T 10275-2001 4.4. 19 可靠性驱动单元可靠性HJ平均无故障工作时间MTBF来衡量,驱动单元的:v1TBF院不低于III()OO h喝几体数值应在专用技术条件中作出规定4.4.20 电磁干扰当专用技术条
19、件有要求时.驱动单元的电询、端传导骚扰电压值和辐射骚扰伯r0i.不赵dH 424一1996中第6章规定的l组A类设备的限侃。其注入到公用低压供电系统,I 的讲波也ijU;市小超过。B17日25.1-1998中第7章规址:的A类设备的限值。5 试验方法丘1试验条件皮要求5. 1. 1 试验电源除有特殊规定,试验电糠忧符合F述规定z孔)屯源电压庇为O.851. 1倍额定输入电压pb)试验电源的频率与额定频率之差应在额定频率的士1Hz范隅内。5. 1. 2 测量仪器试验时.采川的电气测量仪表的准确度应不低于。.5级(兆欧表除外),电i流Ji感器的准确度闷不低于0.2级,温度计的误差应不大于士1C,数
20、字式转速测量仪(包括十进频率仪)的准确度!且不低-O. l%士1个字。选择仪友时,应使测量值位于20%95%仪表量程范围内。用于电磁干扰测景和谐波电流测量的设备应符合GB4824和GB17625.1规定的要求。5. 1. 3 试验设备驱动装贵试验应包插驱动单元和主轴电动机及电动机所附带的传感器。试验中所必须使用的调压器、信号给定单元或数控装置此配电电路等不件为受检查的内容。全部试验过程中仪允许对口I调环节的参数及参数设立E值进行适当的调整。5. 1. 4 试验条件气候环境适应性、振动、冲占、高低温连续足行哼项试验中或试验后驱动装置正常垣TI的检沓均在空载Fi417,检在内容应包括电动机从最低转
21、速到最高转速的范闲Jl,装置不Jti.出现故障c5. 1. 5 环境本标准中的各琐技术指标的检查和试验,对于工作环境条件没有特别指出时.一般在表2规定的条件F进行。表2明日试验方法环境温度1535飞相对1l度45%75% 大气压强86-1)6 kPa 5. 2 电气机械结构用臼测法检在驱动单元应符合1.2和4.3的规定以及1.4.16和4.1.17要求。5.3 绝缘电阻检查5. 3. 1 绝缘电阻检贺的电路连接a)控制电路的各输入、输出端子以及咆源端子和i公共端子之间应F以短接,也口I以将设计规定不允i斗经受高压的控制单元、板和元器件脱开。bJ迎过电容桐合的电路之间不做绝缘电阻检杏试验,当需妥
22、测试电容桐合的电路tj内邱设备间的绝缘也旺1时,则J1iz暂时用短接线将电容糯合的电路短接曰640 JB/T 10275-2001 5.3.2 绝缘电阻检在试验用500V 准确度为1.0级的兆欧表连接在组动单元的电源输入端(输入瑞小按人电网.Il平冗内的电源开关、接触器置于接通位置)与保护接地端,在施加测试电压1min后读取绝缘电阻的数的.IU符合1. 1. 1的规定。试验时,应保证接触点有可靠的接触,测试引线间的绝缘电阻应足够大.以保证i变数准确q5. 4 耐电斥试验耐电长试验的电路连接同5.3.10试验在驱动单元的电源输入端(输入端不接人电网.但J1兀内的电摞开关、技触器宦于接通位置)与保
23、护接地端之间进行。试验电压为50117. c弦波.试验用的变凶器容量成不小于500VAo试验电压服从零或小超过全值的一半开始.然后均匀地或以每j;不超过全值的5%逐步上51.电压从半值升至全值的时间应不少于10S,然后维恃1min试始后将电逐渐fl手至零。对于出)检验,1min试验可用5:.;试验代替.试验电烁不变。试验结果用符合1.4. 2规定。试验时应将设计规定不允许经受高压的控制单元、板和兀器件脱开。5. 5 额定电压试验在规定的工作环境条件和额也电流下,测量驱动单兀连续输出的最大电压.府符合.1.1. 的规定5.6 额定电流试验在规定的.L作环境条件下.逐步增加负载直至连续输出电流达到
24、j.1.1的规定值,驱动1-70能长期连续izf丁(约2h)而不发生任何报警。5. 7 额定输出容量试验和效率试验驱动装置在规定的工作环境条件和额定转速下,逐步增加负载直至连续输出电流达到1.1. .的规定值,驱动单元在长期连续运行(约2h)而不发生过热报警的状态下.测量驱动单兀的输f11电JH11输山电流.依此计算出驱动单元的输出容量,应符合4.4. 5的规定。并在此时用功率.测量驱动单J己的输入功率和输出功率。按式(3)计算出驱功单元的效率并应符合4.4.0的规定。5. 8 转速变化率试验在最低转速指令下读取其空载转速为n(l.然后逐渐增加负载直至电动机连续川午区中i主转速下的大负载值,测
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