《数控机床电气故障诊断与维修》项目三任务五变频器速度控制信号电路故障诊断与维修

2024/6/271项目三数控车床主轴故障诊断与维修教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七任务五

变频器速度控制信号电路故障诊断与维修2024/6/272学习目标：

1.掌握模拟电压调速的特性。2.掌握模拟电压端子接口。任务描述：

数控车床变频主轴调速速度是利用CNC装置发出的直流0-10V模拟电压进行控制实现的，即从CNC装置模拟接口中的接线输出模拟电压到变频器的输入端子，其中模拟接口的高电平端子连接变频器的高电平输入端子，模拟接口的低电平端子连接变频器的低电平端子。本次任务让学生掌握排除主轴信号发出后不转故障的方法。教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七2024/6/273知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七一、模拟主轴控制：通过CNC内部附加的D/A转换器，自动将S指令转换为-10V～+10V的模拟电压。CNC所输出的模拟电压可通过主轴速度控制单元实现主轴的闭环速度控制，在调速精度要求不高的场合，也可以使用通用变频器等简单的开环调速装置进行控制。主轴驱动装置总是严格保证速度给定输入与电机输出转速之间的对应关系。1.屏蔽线

定义：导体外部有导体包裹的导线叫屏蔽线，包裹的导体叫屏蔽层，一般为编织铜网或铜泊（铝），屏蔽层需要接地，外来的干扰信号可被该层导入大地。作用：避免干扰信号进入内层，导体干扰同时降低传输信号的损耗。

结构：

绝缘层+屏蔽层+导线

绝缘层+屏蔽层+信号导线+屏蔽层接地导线注意：在选用屏蔽线时，屏蔽层接地导线屏蔽层接地导线的绝缘层有导电功能，可以与屏蔽层导通（有一定的电阻）2024/6/274知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七2.屏蔽线缆的原理：

在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层，利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能，屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用，因而具有非常好的电磁兼容（EMC）特性。

电磁兼容（EMC）是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力，同时不能产生过量的电磁辐射。

要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作，同时又不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。U/UTP(非屏蔽)电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量（如绞对），而会受到周围环境的影响。因为U/UTP（非屏蔽）周围的金属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性，从而降低EMC性能。2024/6/275知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七2.屏蔽线缆的原理：

屏蔽电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔，利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理（所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布，频率越高，趋肤深度越小，即频率越高，电磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部电磁干扰进入电缆，同时也阻止内部信号辐射出去，干扰其它设备的工作。

对于抵抗电磁干扰，选择编织层屏蔽最为有效，也就是金属网屏蔽，因其具有较低的临界电阻。而对于射频干扰，金属箔层屏蔽最有效，因为金属网屏蔽所产生的缝隙可使得高频信号自由地进出。

对于高低频混合的干扰场，则要采用金属箔层加金属网的组合屏蔽方式，也就是S/FTP形式的双层屏蔽电缆，这样可使得金属网屏蔽适用于低频范围的干扰，金属箔屏蔽适用于高频范围的干扰。

IBMACS的屏蔽线缆中铝箔屏蔽层单层厚度即达到50-62μm,起到了更完整的屏蔽效果。2024/6/276知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七3.屏蔽线接法：

屏蔽线的一端接地，另一端悬空。当信号线传输距离比较远的时候，由于两端的接地电阻不同或PEN线有电流，可能会导致两个接地点电位不同，此时如果两端接地，屏蔽层就有电流行成，反而对信号形成干扰，因此这种情况下一般采取一点接地，另一端悬空的办法，能避免此种干扰形成。

两端接地屏蔽效果更好，但信号失真会增大。

注意：两层屏蔽应是相互绝缘隔离型屏蔽！如没有彼此绝缘仍应视为单层屏蔽！

最外层屏蔽两端接地是由于引入的电位差而感应出电流，因此产生降低源磁场强度的磁通，从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压；而最内层屏蔽一端接地，由于没有电位差，仅用于一般防静电感应。2024/6/277知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七3.常见屏蔽线2024/6/278知识储备教学纲要任务一任务二任务三任务四任务五任务六任务七3.常见屏蔽线2024/6/279知识储备