数控机床专用变频器规范指引

T/ZZB1325—2019

数控机床专用变频器

1范围

本标准规定了数控机床专用变频器的术语和定义、型式与参数、基本要求、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输贮存和质量承诺。

本标准适用于供电电源交流50Hz或60Hz、额定输入电压为交流660V等级以下，输出频率小于600Hz、

容量2.2kVA～18.5kVA的数控机床专用变频器（以下简称变频器）。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T4798.2电工电子产品应用环境条件第2部分：运输

GB/T4798.3—2007电工电子产品应用环境条件第3部分：有气候防护场所固定使用

GB4824工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法

GB5226.1—2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量

GB/T30844.1—20141kV及以下通用变频调速设备第1部分：技术条件

GB/T30844.2—20141kV及以下通用变频调速设备第2部分：试验方法

GB/T32505—2016机床专用变频调速设备

3术语和定义

GB/T32505界定的术语和定义适用于本文件。

4型式和参数

4.1型式

4.1.1变频器按控制方式分为：

a)无PG矢量控制；

b)有PG矢量控制(或直接转矩控制）。

4.1.2变频器按驱动电机类型分为：

a)三相异步电机；

b)三相永磁同步电机。

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4.2基本参数

4.2.1输入额定值

宜优先选用下列输入电压额定值：

a)用于50Hz：230V、400V；

b)用于60Hz：208V、400V。

4.2.2输出额定值

变频器输出侧的额定值包括：

a)输出交流电压；

b)输出电流；

c)输出频率范围；

d)输出容量；

e)过载能力。

5基本要求

5.1设计研发

5.1.1应采用辅助设计软件（如AD、CAD、PROE等）对结构进行设计和优化。

5.1.2应采用专业计算机软件，对变频器系统软件开展二次编程设计。

5.2原材料

5.2.1变频器使用的主要材料应符合GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量要求。

5.2.2PCB板应使用阻燃等级不低于UL94V-0等级材料。

5.3工艺装备

5.3.1车间环境应满足变频器系统的电子部件加工和整机组装的防尘、防静电要求。

5.3.2采用自动SMT贴片生产系统及自动锡膏印刷，插件工序采用自主设计过炉夹具。自动焊接工序

采用无铅节能结构波峰焊设备进行生产，采用自动装配流水线。

5.3.3应采用在线式自动变频器老化试验装备。

5.4检验检测

5.4.1采用环境适应性试验的高、低温箱（含恒温恒湿试验）设备。

5.4.2采用变频器进行电快速瞬变脉冲群试验设备。

5.4.3采用静电发生器、智能型雷击浪涌耦合/去耦网络、自动雷击浪涌模拟器的测试设备。

5.4.4采用多功能电能质量分析仪和电气安全试验设备。

6技术要求

6.1使用条件

6.1.1机械安装条件

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除了取得相应安全认证的变频器可以做室内壁挂式安装，变频器应安装在有相应IP及防火等级的电

气柜坚固的安装面上或者安装在附加壳体内，这些安装面或壳体不应对通风或冷却系统造成严重影响。

为增加可靠性，可以配置空调设备。其他的安装环境要求专门的考虑，需要加以规定并与制造商商议。

对于固定安装，振动应维持在GB/T4798.3—2007中等级3M1的正常极限范围内，见表1。超出极限的振

动或者用于非固定安装的变频器，都认为是异常的机械条件。

表1安装的振动极限

频率振幅加速度

（Hz）（mm）（m/s2）

2≤f＜90.3—

9≤f＜200—1

6.1.2环境使用条件

变频器应能在GB5226.1—2008中4.4给出的使用环境中，并应满足下述要求：

a)冷却介质的温度范围：空气0℃～40℃；

b)环境温度范围：5℃～40℃。

c)相对湿度：5%～85%，无凝露。

d)海拔髙度：不超过1000m。

注：对于海拔超过1000m时，应考虑到绝缘和温升的影响，可以给出正常工作的最大海拔，并提供超出1000m到最

大海拔的降额曲线。

6.1.3电气使用条件

变频器应符合GB/T32505—2016中表2所规定的电气使用条件下运行。

6.2外观与机械性能

6.2.1防护和外观要求

6.2.1.1变频器外壳的防护等级应符合GB/T4208的要求，防护等级为IP20及以上。

6.2.1.2变频器外壳及所有支撑表面无眩目反光，有防腐能力，颜色应均匀一致，表面无起泡、腐蚀、

划痕、涂层脱落或沙孔等。

6.2.1.3电镀件表面应光滑，色泽均匀，不应有剥落、锈蚀及其他机械损伤。

6.2.2机械性能

变频器的机械性能应符合GB/T32505—2016中7.1.2的要求。

6.3功能要求

产品应具备但不限于下列规定的功能：

——频率设定（按预设斜坡函数平稳改变频率给定，加速时间和减速时间可分别按需要更改设定）；

运行操作(正向、点动、反向）；

——输入/输出信号；

——显示输出频率、电流、电压、功率等；

——故障监控（外部故障、功率部分故障、辅助电源故障、内部控制系统故障等）；

——保护功能（过流、过载、过热、过压、欠压、失压、缺相、接地等）；

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——故障报警状态的复位；

——正、反转控制功能：产品具有控制电机正向旋转、反向旋转的功能。允许正反转时，可设定正

反转死区时间；

——RS485通讯功能；

——电机参数识别。

6.4电气安全

6.4.1绝缘电阻

应符合GB/T30844.1—2014第7.3.1条的要求。

6.4.2介电强度

应符合GB/T30844.1—2014第7.3.2条的要求。

6.4.3电气间隙和爬电距离

应符合GB/T30844.1—2014第7.3.3条的要求。

6.4.4接地保护连续性

运行中操作人员可以触及的金属部件与外壳接地点之间的电阻应不大于0.1Ω。应符合GB/T

30844.1—2014第7.3.4条的要求。

6.5输出额定容量

在规定的电源条件下，变频器在输出频率为20Hz～50Hz中的任一频率点运行时，其输出电压可设

定为额定输出电压，此时的输出容量应不低于额定容量（kVA)。

6.6轻载运行

变频器带适配电机进行轻载启动、停止的测试，电气线路的所有部分以及冷却功能均能与主电路一

起正常运行。

6.7运行频率范围内技术性能

6.7.1频率控制范围

6.7.1.1在整个运行频率范围内，被控适配电机均可以正常运行。由最低输出频率调节至最高输出频

率的过程中，变频器配电机的转速应能平稳地由低速向髙速调节。由最髙输出频率调节至最低输出频率

的过程中，变频器配电机的转速应连续平稳地由高速向低速调节。在频率调节过程中，变频器应按预设

斜坡改变输出频率，所驱动电机的转速也应符合该预设斜坡。

6.7.1.2最低输出频率时，可以持续地输出额定电流；在最高输出频率时，输出容量应不低于额定值。

6.7.1.3变频器软件应内置参数可由用户调整的斜坡函数发生器，使设备按预设斜坡平稳加减速运行。

6.7.2频率分辨率

按不同给定方式分为：

——数字给定：f≤0.01Hz；

——模拟给定：f≤0.07%最大频率。

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6.7.3稳态运行转速精度

按不同控制方式分为：

——无PG矢量控制：≤0.2%额定同步转速；

——有PG矢量控制（或直接转矩控制）：≤0.02%额定同步转速。

6.7.4启动转矩控制

变频器按制造商规定的最低输出频率（不低于1Hz）带适配电动机运行时，输出转矩不小于180%

额定转矩。

6.8效率

对于采用二极管整流前端的变频器，在电动运行、额定输出电压、额定输出电流和负载功率因数不

小于0.8条件下及载波频率6K:

——额定容量2.2kVA及以下，效率不小于90%；

——额定容量2.2kVA～5kVA之间（包括5kVA)，效率不小于91%；

——额定容量5kVA～10kVA之间（包括10kVA)，效率不小于94%；

——额定容量10kVA～18.5kVA之间（包括18.5kVA)，效率不小于95%。

效率值应明确标明载波频率，并包含其他设备(变压器、滤波器、风机、控制电源等）的总效率值。

6.9输入功率因数

变频器电源端的总输入功率因数，在其输出功率等于额定功率情况下应不小于0.93。

6.10温升

变频器内部各部位的温升限值，应符合GB/T32505—2016第7.9条的要求。

6.11噪声

变频器在运行时所产生的噪声，在距变频器垂直距离1m处：

——额定容量5kVA及以下，不应超过70dB(A)；

——额定容量5kVA以上，不应超过74dB(A)。

6.12输出电压不平衡度

在正常使用条件下，在输出频率调节范围内及各相负载对称的情况下，输出电压不平衡度小于2%。

6.13过载能力

变频器在额定输出电流下连续运行温度稳定后，可按下述顺序作周期性重复过载运行：

a)额定电流（持续9min)；

b)180%额定电流（持续1min)；

c)额定电流（持续9min)；

d)180%额定电流（持续1min）。

6.14制动能力

6.14.1能耗制动

变频器内置制动单元，使用时应外接制动电阻。

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6.14.2直流制动

变频器具有对异步电机有直流制动的功能：

——可设定直流制动时间：0.0～60.0s；

——可设定直流制动电流：0.0～100.0%额定电流。

6.15环境适应性

6.15.1高温运行试验

将变频器放于60℃恒温箱中，带最大匹配电机，50Hz空载运行40小时，在常温下放置12小时后，

再测试其电气性能，应符合第6章的要求。

6.15.2低温运行试验

将变频器放在-20℃的恒温箱中，保持2小时，待内部元器件温度稳定在环境温度后，反复上电十

次，被试装置应能正常启动；将被试装置带最大匹配电机，50Hz空载运行24小时，装置应能稳定运行；

在常温下放置12小时后，再测试其电气性能，应符合第6章的要求。

6.15.3高温存储试验

将变频器置于温度为70℃高温箱中连续存放48小时，然后取出置于试验室内的环境温度下恢复12

小时，再测试其电气性能，应符合第6章的要求。

6.15.4低温存储试验

将变频器置于温度-40℃低温箱中连续存放48小时，然后取出置于试验室内的环境温度下恢复12小

时，测试其电气性能，应符合第6章的要求。

6.15.5振动试验

变频器应进行振动试验，试验后变频器应能正常运行。

6.16电磁兼容性

变频器的电磁兼容性应符合GB/T32505—2016中7.16的要求。

7试验方法

7.1使用条件

采用温湿度计和感观法对使用条件进行检查。

7.2外观与机械性能检查

按照GB/T30844.2—2014中5.1进行。其中防护等级试验按照GB/T4208的规定进行。

7.3功能试验

被测变频器连接合适的电源、电动机、制动电阻外部器件后，运行变频器，遂一进行功能试验。

7.4电气安全

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7.4.1绝缘电阻

按照GB/T30844.2—2014中5.2.2的规定进行。

7.4.2介电强度

按照GB/T30844.2—2014中5.2.3的规定进行。

7.4.3电气间隙和爬电距离

按照GB/T30844.2—2014中5.3的规定进行。

7.4.4接地保护连续性

按照GB/T30844.2—2014中5.4的规定进行。

7.5输出额定容量

按照GB/T30844.2—2014中5.5的规定进行。

7.6轻载试验

按照GB/T30844.2—2014中5.6的规定进行。

7.7运行频率范围内技术性能测定

7.7.1概述

变频器带适配电机组成变频调速系统，变频器的输入电压为额定电压。适配电机的输出轴不与其他

设备联接（空载）或通过一个可测量转矩的设备，同轴联接到可调转矩的负载。

此负载可用一台功率较大的电机，由高精度驱动设备控制，采用速度外环和转矩内环的闭环控制，

速度给定为0，通过设定速度调节器限幅，设定负载转矩给定。

7.7.2频率控制范围试验

按照GB/T32505—2016中8.11.2的规定进行。

7.7.3频率分辨率

按照GB/T30844.2—2014中5.12的规定进行。

7.7.4稳态运行转速精度试验

按照GB/T32505—2016中8.11.3的规定进行。

7.7.5启动转矩控制测定

试验时，负载转矩给定设为适配电机的180%额定转矩。设定变频器启动频率为1.0Hz运行，应满

足6.7.4的要求,并记录试验中电机轴转矩和转速波形。

7.8效率

按照GB/T30844.2—2014中5.8的规定进行。

7.9输入功率因数

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按照GB/T30844.2—2014中5.9的规定进行。

7.10温升

按照GB/T30844.2—2014中5.10的规定进行。

7.11噪声

按照GB/T30844.2—2014中5.11的规定进行。

7.12输出电压不平衡度

按照GB/T30844.2—2014中5.13的规定进行。

7.13过载能力

按照GB/T30844.2—2014中5.14的规定进行。

7.14制动能力

7.14.1能耗制动能力试验

按照GB/T32505—2016中8.20.1的规定进行。

7.14.2直流制动能力试验

按照GB/T32505—2016中8.20.2的规定进行。

7.15环境适应性试验

7.15.1高温运行试验

试验方法按GB/T30844.2—2014中5.16.2的规定进行。

7.15.2低温运行试验

试验方法按GB/T30844.2—2014中5.16.3的规定进行。

7.15.3高温存放试验

变频器进行70℃±2℃历时24h的高温存放试验。

7.15.4低温存放试验

变频器进行-25℃±2℃历时24h的低温存放试验。

7.15.5振动试验

试验方法按GB/T30844.2—2014中5.16.5的规定进行。

7.16电磁兼容性

7.16.1抗扰度试验

试验方法按GB/T30844.2—2014中5.17.2的规定进行。

7.16.2电磁骚扰试验

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按照GB4824的规定进行。

8检验规则

8.1检验分类

变频器的检验分为出厂检验和型式检验,检验项目见表2。

表2检验项目

序号检验项目型式检验出厂检验技术要求检验方法

1外观与机械性能○○6.27.2

2频率设定○○6.37.3

3绝缘电阻○○6.4.17.4.1

4介电强度○○6.4.27.4.2

5电气间隙和爬电距离○×6.4.37.4.3

6接地保护连续性○○6.4.47.4.4

7输出额定容量○○6.57.5

8轻载运行○×6.67.6

9频率控制范围○×6.7.17.7.2

10频率分辨率○×6.7.27.7.3

11稳态运行转速精度○×6.7.37.7.4

12启动转矩控制○×6.7.47.7.5

13效率○×6.87.8

14输入功率因数○×6.97.9

15温升○×6.107.10

16噪声○×6.117.11

17输出电压不平衡度○×6.127.12

18过载能力○×6.137.13

19制动能力○×6.147.14

20环境适应性○×6.157.15

21电磁兼容性○×6.167.16

注：标“○”的为应检验项目，标“×”的为不需检验项目。

8.2出厂检验

每台变频器应在制造厂经出厂检验，检验项目