数控机床中谐波问题.pdf

2010年5月 机床与液压 May2010 第38卷 第9期 MACHINETO0L HYDRAULICS V01．38N0．9 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．09．041 数控机床中的谐波问题 李彬 ，戴怡 ，石秀敏 ，刘朝华 ， (1．天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津300222；2．天津工程师范学院，天津300222) 摘要：首先介绍数控机床中存在的大量谐波对其可靠运行带来了隐患。针对每种谐波源，阐述谐波产生的机理；其 次，介绍谐波带来的主要干扰；最后 ，结合数控机床的特点，介绍了抗谐波干扰的主要措施 关键词：数控机床；谐波；逆变器 中图分类号：TGS19 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2010)9—132—3 H．armonicIssuesinNumericalControlMachineTools LIBin --，DAIYi，一，SHIXiumin ．一，LIU Zhaohua- (1．TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCuttingPrecisionMachining，Tianjin300222，China； 2．TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China) Abstract：Theeffectsofharmonicinnumericalcontrolmachinetoolonsystem stabilitywereintroduced．Themechanismofbar- monicwasanalyzed．ThemainelectromagneticinterferencecausedbyharmonicofelectricalequipmentWaSintroduced．Theharmonic suppressingmethodswere expoundedaccordingtothecharacteristicsof numerical controlmachinetoo1． Keywords：Numerical controlmachinetool；Harmonic；Inve~er 数控机床中存在着大量的谐波，有从电网耦合 载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电 的，也有机床部件产生的。随着现代工业的高速发 流，从而产生谐波。谐波是正弦波，每个谐波都具有 展，电力系统中的非线性负载日益增多，电力系统中 不同的频率、幅度与相角。在平衡的三相系统中，由 谐波问题日益严重 。电网中的谐波通过空气开关 于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波 耦合到数控机床内部。数控机床内部的变频器和伺服 存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n土1 驱动器主电路中均含有整流电路和逆变电路，而整流 次谐波。 电路和逆变电路在工作时均会产生谐波。谐波不仅带 三相变频器、伺服驱动器的电路拓扑结构如图1 来了额外的损耗、产生脉动转矩 ，还会给控制电路 所示，首先分析死区时间对逆变器波形的影响，这里 带来电磁干扰 。因此，有必要分析谐波干扰产生的 以三相 SPWM逆变器为例来讨论。 机理，以便采取有效的抗干扰措施 ，使数控机床达到 T1IT，l 电磁兼容的要求 。 ZZ2 ．{ 。-{ 。。 1 谐波分析 无论哪一种变频器、