机械制造技术主轴转速公式(数控机床主轴调速和变频器)

机床的主轴是用来产生切削主运动的轴，要带动刀具（铣床、磨床等）旋转，或者带动工件（车床）旋转，主轴在机床中非常重要，决定了机床的加工能力和加工精度。

三相异步电机产生的旋转动力通过齿轮变速箱传递到主轴上，一般情况下，主电机产生的旋转运动不一定能够刚好匹配主轴旋转的需求，需要根据加工的对象调整切削参数（其中最重要的切削参数就是主轴转速）。这时就需要变速装置。主轴调速可以分为两个方面：机械变速和电气变速。机械变速就是通过齿轮箱进行变速，而电气变速就是通过变频器来实现主轴变速。变频器就通过改变交流电的频率，来实现调节主电机的转速。

西门子变频器

由电机的基本原理，可以得到以下公式：

n=60f（1-s）/p

n—电机的转速（r/min）；s—转差率（%）；f—频率（Hz）；p—磁极对数。

这个公式简单地说，在0~50Hz之间，电源频率越高，转速越快，但是交流电的幅值和相位容易改变，频率却不好改变，所以需要变频器作为转换装置，来改变交流电的频率。变频器的作用可以通俗地解释为：先通过元器件将标准50Hz交流电整流变成直流电，然后按照设定的要求，再将直流电变为指定频率（0~50之间）的交流电。在这个过程中，因为需要将直流电变为交流电，改变电流的方向，所以这个过程存在发热，而且变频器的承载功率越大，发热也就越大，在电气柜中，要注意合理设计空气流道，注意通风散热，

【注】：交流电三要素是幅值、相位和频率。

以上就简要地介绍了变频器的工作原理，下图是典型变频器的接线原理图，其中16号端子是用来输入0~10V的模拟量，用来指定频率大小，0V代表0Hz，10V代表50Hz，15号端子代表对地信号。

典型变频器的连接

CW代表了正转信号，CCW代表了反转信号，L1、L2、L3是由电气柜输入的三相电源，U、V、W是输出到电机的三相电。

其中，15号Al+，16号Al-、CW、CCW都是连接到数控系统主机上，由数控系统按照程序要求进行控制。

外部线路接好之后，如果正常上电的，变频器面板就会有显示，这时候根据变频器手册或者机床手册，设置好参数，变频器就可以正常工作了。

变频器虽然个头比较大，但是真正最有用的信号就是频率指定信号，也就是16号端子，用0~10V的模拟电压值代表0~50Hz的频率。这是最重要的部分。

最后本文主要介绍了机床主轴变速的方法、变频器的原理和接线，更多相关内容可以点击下方链接。