摘要：開關磁阻調速系統（SRD）兼有直流、交流兩類調速系統的優點，是具有典型機電一體化結構的無級調速系統。將它運用在單臂刨的改造中，具有控制精度高，運行穩定，節能顯著等特點。
　　關鍵字：開關磁阻調速系統、單臂刨、傳感器
　　一、概述
　　我公司承接某大型加工企業拆遷工程，應業主要求對設備進行技改。現將其中單臂刨床的調速系統改造總結如下。
　　某企業的B1016A單臂刨床（規格1600mm×6000mm）是由太原第一機床廠1979年3月生產制造的機械自動化程度很高的大型機床。它的動力及控制回路比較復雜，尤其是刨床工作臺主拖動系統完全依靠電氣自動化來執行的。其主拖動采用最初50年代的A-G-M調速系統，即擴大機――直流發電機――直流電動機組系統，該系統占地面積大、噪聲污染嚴重，尤其交流電動機拖動發電機浪費電能嚴重，直流電動機的功率并沒有得到充分的利用，并且維護保養較困難。
　　開關磁阻電動機調速系統（簡稱SRD）是繼交流變頻器之后，國際上20世紀90年代推出的一代性能價格比極高的，具有典型機電一體化結構的無級調速系統，它兼有交流電動機簡單堅固、無刷無整流子的優點，也兼有直流系統調速性能好、控制電路簡單廉價的優點，并且在負載、轉速大范圍變化時均有很高的效率。國外對它給予了很高的評價，稱“SRD的出現可視為變速傳動系統發展的里程碑，并將作為各種傳動系統的有力競爭對手逐步用于工業裝置和民用電器中”。
　　二、B1016A單臂刨床的工作要求
　　單臂刨床對電力拖動的技術要求――單臂刨床是頻繁往復運動的生產機械，它的工作方式為循環方式。前進行程是切削行程；后退一作切削，只讓工作臺返回為下一步切削作準備。運動示意圖如圖1所示。
　　圖1中ab段（約12-15米/分）為刀具慢速切入工件的行程，cd段為增加調速進行前進切削的行程，ef段為運行到設定行程開始減速的行程，經過換向行程控制，工作臺由前進減速并迅速制動后快速反向可調速度運行至后退行程，后退至jk段減速，碰到后退換向行程開關，再切換回前進行程。形成一個循環工作周期。

　　圖1工作臺運動示意圖
　　
　　三、開關磁阻調速系統應用在B1016A單臂刨上
　　圖2為開關磁阻電動機結構示意圖。電動機為定轉子雙凸極12/8齒結構。定子齒上有集中繞組，第四個齒繞組相連接，構成A、B、C三相繞組。當某繞組通電時，將產生一個使鄰近轉子齒與該相繞組軸線相重合的電磁轉矩。順序對各相繞組通電（如A-B-C-A），則可使轉子連續轉動。改變通電次序，可改變電動機轉向，控制該電流的大小和通斷電時刻，可以改變轉矩，改變轉速，還可以實現制動運行。該電動機結構十分簡單堅固，控制也十分方便。為了檢測電動機轉子的瞬時位置和轉速，在電動機后部裝有傳感器。該傳感器采用高性能紅外光電元件，其抗干擾能力強，耐熱性能好、壽命長，并且有防塵密封罩保護。圖3為調速器系統框圖，圖4為控制電路邏輯框圖。

　　圖2電動機結構示意圖

　　圖3系統框圖

　　圖4控制電路邏輯框圖
　　由圖4所見，其調速系統屬于轉速電流雙閉環系統，通過脈沖寬度調制電路調節加于電動機上的電壓和電流，實現調速和穩速的目的。通電邏輯電路通過變通電相序改變電動機的轉向，并通過改變換向角改變電動機的電動、制動工作狀態。電流限幅電路則改善了電動機轉矩的平穩性，并實現控制器和電動機的安全工作。
　　四、開關磁阻調速系統的調整
　　用北京中紡銳力生產的開關磁阻調速系統和日產OMRONPLC（型號CPM2A）相結合，對B1016A單臂刨床進行了改造。圖5為開關磁阻調速系統基本配線圖。為了避免外界干擾，轉速給定采用屏蔽線連接。
　　
　　圖5系統基本配線圖
　　在調試開關磁阻調速系統的過程中，針對工作臺頻繁換向、快速響應等問題，對開關磁阻系統上的RP201、RP202、RP203電位器進行了反復調節，使系統達到最佳的性能。其中RP201調節系統的升速時間，對應刨床工作臺的升速快慢；RP202調節的是系統的升降速時間比，對應換向越位行程大小；RP203為轉速調節比例系數，對應吃刀時降速和升速時超調。
　　五、改造效果
　　為了便于對改造前后效果進行比較，改造前準備了兩個相同的試件，分別在改造前后在相同的運行速度和切削量、走刀量下進行測試，結果如下表如示：
　　改造前后效果對比表

　　通過上表我們可以得出以下結論：
　　1、由于換向超程的縮短，大大提高了工作效率。
　　2、噪聲減小，改善了工作環境，有利于工人的身心健康。
　　3、空載電流和切削電流明顯減小，節能效果十分顯著。
　　并且控制系統由于取消了大量的繼電器和機組，維護的工作量大大減少，基本不出故障。