數(shù)控機(jī)床專用變頻器規(guī)范指引

T/ZZB1325—2019

數(shù)控機(jī)床專用變頻器

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)控機(jī)床專用變頻器的術(shù)語(yǔ)和定義、型式與參數(shù)、基本要求、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、

檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸貯存和質(zhì)量承諾。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于供電電源交流50Hz或60Hz、額定輸入電壓為交流660V等級(jí)以下，輸出頻率小于600Hz、

容量2.2kVA～18.5kVA的數(shù)控機(jī)床專用變頻器（以下簡(jiǎn)稱變頻器）。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志

GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T4798.2電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第2部分：運(yùn)輸

GB/T4798.3—2007電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第3部分：有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用

GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)射頻設(shè)備騷擾特性限值和測(cè)量方法

GB5226.1—2008機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件

GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

GB/T26572電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)的限量

GB/T30844.1—20141kV及以下通用變頻調(diào)速設(shè)備第1部分：技術(shù)條件

GB/T30844.2—20141kV及以下通用變頻調(diào)速設(shè)備第2部分：試驗(yàn)方法

GB/T32505—2016機(jī)床專用變頻調(diào)速設(shè)備

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T32505界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4型式和參數(shù)

4.1型式

4.1.1變頻器按控制方式分為：

a)無(wú)PG矢量控制；

b)有PG矢量控制(或直接轉(zhuǎn)矩控制）。

4.1.2變頻器按驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型分為：

a)三相異步電機(jī)；

b)三相永磁同步電機(jī)。

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4.2基本參數(shù)

4.2.1輸入額定值

宜優(yōu)先選用下列輸入電壓額定值：

a)用于50Hz：230V、400V；

b)用于60Hz：208V、400V。

4.2.2輸出額定值

變頻器輸出側(cè)的額定值包括：

a)輸出交流電壓；

b)輸出電流；

c)輸出頻率范圍；

d)輸出容量；

e)過(guò)載能力。

5基本要求

5.1設(shè)計(jì)研發(fā)

5.1.1應(yīng)采用輔助設(shè)計(jì)軟件（如AD、CAD、PROE等）對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

5.1.2應(yīng)采用專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)變頻器系統(tǒng)軟件開展二次編程設(shè)計(jì)。

5.2原材料

5.2.1變頻器使用的主要材料應(yīng)符合GB/T26572電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)的限量要求。

5.2.2PCB板應(yīng)使用阻燃等級(jí)不低于UL94V-0等級(jí)材料。

5.3工藝裝備

5.3.1車間環(huán)境應(yīng)滿足變頻器系統(tǒng)的電子部件加工和整機(jī)組裝的防塵、防靜電要求。

5.3.2采用自動(dòng)SMT貼片生產(chǎn)系統(tǒng)及自動(dòng)錫膏印刷，插件工序采用自主設(shè)計(jì)過(guò)爐夾具。自動(dòng)焊接工序

采用無(wú)鉛節(jié)能結(jié)構(gòu)波峰焊設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，采用自動(dòng)裝配流水線。

5.3.3應(yīng)采用在線式自動(dòng)變頻器老化試驗(yàn)裝備。

5.4檢驗(yàn)檢測(cè)

5.4.1采用環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的高、低溫箱（含恒溫恒濕試驗(yàn)）設(shè)備。

5.4.2采用變頻器進(jìn)行電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)設(shè)備。

5.4.3采用靜電發(fā)生器、智能型雷擊浪涌耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)雷擊浪涌模擬器的測(cè)試設(shè)備。

5.4.4采用多功能電能質(zhì)量分析儀和電氣安全試驗(yàn)設(shè)備。

6技術(shù)要求

6.1使用條件

6.1.1機(jī)械安裝條件

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除了取得相應(yīng)安全認(rèn)證的變頻器可以做室內(nèi)壁掛式安裝，變頻器應(yīng)安裝在有相應(yīng)IP及防火等級(jí)的電

氣柜堅(jiān)固的安裝面上或者安裝在附加殼體內(nèi)，這些安裝面或殼體不應(yīng)對(duì)通風(fēng)或冷卻系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。

為增加可靠性，可以配置空調(diào)設(shè)備。其他的安裝環(huán)境要求專門的考慮，需要加以規(guī)定并與制造商商議。

對(duì)于固定安裝，振動(dòng)應(yīng)維持在GB/T4798.3—2007中等級(jí)3M1的正常極限范圍內(nèi)，見表1。超出極限的振

動(dòng)或者用于非固定安裝的變頻器，都認(rèn)為是異常的機(jī)械條件。

表1安裝的振動(dòng)極限

頻率振幅加速度

（Hz）（mm）（m/s2）

2≤f＜90.3—

9≤f＜200—1

6.1.2環(huán)境使用條件

變頻器應(yīng)能在GB5226.1—2008中4.4給出的使用環(huán)境中，并應(yīng)滿足下述要求：

a)冷卻介質(zhì)的溫度范圍：空氣0℃～40℃；

b)環(huán)境溫度范圍：5℃～40℃。

c)相對(duì)濕度：5%～85%，無(wú)凝露。

d)海拔髙度：不超過(guò)1000m。

注：對(duì)于海拔超過(guò)1000m時(shí)，應(yīng)考慮到絕緣和溫升的影響，可以給出正常工作的最大海拔，并提供超出1000m到最

大海拔的降額曲線。

6.1.3電氣使用條件

變頻器應(yīng)符合GB/T32505—2016中表2所規(guī)定的電氣使用條件下運(yùn)行。

6.2外觀與機(jī)械性能

6.2.1防護(hù)和外觀要求

6.2.1.1變頻器外殼的防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合GB/T4208的要求，防護(hù)等級(jí)為IP20及以上。

6.2.1.2變頻器外殼及所有支撐表面無(wú)眩目反光，有防腐能力，顏色應(yīng)均勻一致，表面無(wú)起泡、腐蝕、

劃痕、涂層脫落或沙孔等。

6.2.1.3電鍍件表面應(yīng)光滑，色澤均勻，不應(yīng)有剝落、銹蝕及其他機(jī)械損傷。

6.2.2機(jī)械性能

變頻器的機(jī)械性能應(yīng)符合GB/T32505—2016中7.1.2的要求。

6.3功能要求

產(chǎn)品應(yīng)具備但不限于下列規(guī)定的功能：

——頻率設(shè)定（按預(yù)設(shè)斜坡函數(shù)平穩(wěn)改變頻率給定，加速時(shí)間和減速時(shí)間可分別按需要更改設(shè)定）；

運(yùn)行操作(正向、點(diǎn)動(dòng)、反向）；

——輸入/輸出信號(hào)；

——顯示輸出頻率、電流、電壓、功率等；

——故障監(jiān)控（外部故障、功率部分故障、輔助電源故障、內(nèi)部控制系統(tǒng)故障等）；

——保護(hù)功能（過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱、過(guò)壓、欠壓、失壓、缺相、接地等）；

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——故障報(bào)警狀態(tài)的復(fù)位；

——正、反轉(zhuǎn)控制功能：產(chǎn)品具有控制電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)、反向旋轉(zhuǎn)的功能。允許正反轉(zhuǎn)時(shí)，可設(shè)定正

反轉(zhuǎn)死區(qū)時(shí)間；

——RS485通訊功能；

——電機(jī)參數(shù)識(shí)別。

6.4電氣安全

6.4.1絕緣電阻

應(yīng)符合GB/T30844.1—2014第7.3.1條的要求。

6.4.2介電強(qiáng)度

應(yīng)符合GB/T30844.1—2014第7.3.2條的要求。

6.4.3電氣間隙和爬電距離

應(yīng)符合GB/T30844.1—2014第7.3.3條的要求。

6.4.4接地保護(hù)連續(xù)性

運(yùn)行中操作人員可以觸及的金屬部件與外殼接地點(diǎn)之間的電阻應(yīng)不大于0.1Ω。應(yīng)符合GB/T

30844.1—2014第7.3.4條的要求。

6.5輸出額定容量

在規(guī)定的電源條件下，變頻器在輸出頻率為20Hz～50Hz中的任一頻率點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其輸出電壓可設(shè)

定為額定輸出電壓，此時(shí)的輸出容量應(yīng)不低于額定容量（kVA)。

6.6輕載運(yùn)行

變頻器帶適配電機(jī)進(jìn)行輕載啟動(dòng)、停止的測(cè)試，電氣線路的所有部分以及冷卻功能均能與主電路一

起正常運(yùn)行。

6.7運(yùn)行頻率范圍內(nèi)技術(shù)性能

6.7.1頻率控制范圍

6.7.1.1在整個(gè)運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，被控適配電機(jī)均可以正常運(yùn)行。由最低輸出頻率調(diào)節(jié)至最高輸出頻

率的過(guò)程中，變頻器配電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)能平穩(wěn)地由低速向髙速調(diào)節(jié)。由最髙輸出頻率調(diào)節(jié)至最低輸出頻率

的過(guò)程中，變頻器配電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)連續(xù)平穩(wěn)地由高速向低速調(diào)節(jié)。在頻率調(diào)節(jié)過(guò)程中，變頻器應(yīng)按預(yù)設(shè)

斜坡改變輸出頻率，所驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也應(yīng)符合該預(yù)設(shè)斜坡。

6.7.1.2最低輸出頻率時(shí)，可以持續(xù)地輸出額定電流；在最高輸出頻率時(shí)，輸出容量應(yīng)不低于額定值。

6.7.1.3變頻器軟件應(yīng)內(nèi)置參數(shù)可由用戶調(diào)整的斜坡函數(shù)發(fā)生器，使設(shè)備按預(yù)設(shè)斜坡平穩(wěn)加減速運(yùn)行。

6.7.2頻率分辨率

按不同給定方式分為：

——數(shù)字給定：f≤0.01Hz；

——模擬給定：f≤0.07%最大頻率。

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6.7.3穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)速精度

按不同控制方式分為：

——無(wú)PG矢量控制：≤0.2%額定同步轉(zhuǎn)速；

——有PG矢量控制（或直接轉(zhuǎn)矩控制）：≤0.02%額定同步轉(zhuǎn)速。

6.7.4啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制

變頻器按制造商規(guī)定的最低輸出頻率（不低于1Hz）帶適配電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩不小于180%

額定轉(zhuǎn)矩。

6.8效率

對(duì)于采用二極管整流前端的變頻器，在電動(dòng)運(yùn)行、額定輸出電壓、額定輸出電流和負(fù)載功率因數(shù)不

小于0.8條件下及載波頻率6K:

——額定容量2.2kVA及以下，效率不小于90%；

——額定容量2.2kVA～5kVA之間（包括5kVA)，效率不小于91%；

——額定容量5kVA～10kVA之間（包括10kVA)，效率不小于94%；

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

效率值應(yīng)明確標(biāo)明載波頻率，并包含其他設(shè)備(變壓器、濾波器、風(fēng)機(jī)、控制電源等）的總效率值。

6.9輸入功率因數(shù)

變頻器電源端的總輸入功率因數(shù)，在其輸出功率等于額定功率情況下應(yīng)不小于0.93。

6.10溫升

變頻器內(nèi)部各部位的溫升限值，應(yīng)符合GB/T32505—2016第7.9條的要求。

6.11噪聲

變頻器在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲，在距變頻器垂直距離1m處：

——額定容量5kVA及以下，不應(yīng)超過(guò)70dB(A)；

——額定容量5kVA以上，不應(yīng)超過(guò)74dB(A)。

6.12輸出電壓不平衡度

在正常使用條件下，在輸出頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)及各相負(fù)載對(duì)稱的情況下，輸出電壓不平衡度小于2%。

6.13過(guò)載能力

變頻器在額定輸出電流下連續(xù)運(yùn)行溫度穩(wěn)定后，可按下述順序作周期性重復(fù)過(guò)載運(yùn)行：

a)額定電流（持續(xù)9min)；

b)180%額定電流（持續(xù)1min)；

c)額定電流（持續(xù)9min)；

d)180%額定電流（持續(xù)1min）。

6.14制動(dòng)能力

6.14.1能耗制動(dòng)

變頻器內(nèi)置制動(dòng)單元，使用時(shí)應(yīng)外接制動(dòng)電阻。

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6.14.2直流制動(dòng)

變頻器具有對(duì)異步電機(jī)有直流制動(dòng)的功能：

——可設(shè)定直流制動(dòng)時(shí)間：0.0～60.0s；

——可設(shè)定直流制動(dòng)電流：0.0～100.0%額定電流。

6.15環(huán)境適應(yīng)性

6.15.1高溫運(yùn)行試驗(yàn)

將變頻器放于60℃恒溫箱中，帶最大匹配電機(jī)，50Hz空載運(yùn)行40小時(shí)，在常溫下放置12小時(shí)后，

再測(cè)試其電氣性能，應(yīng)符合第6章的要求。

6.15.2低溫運(yùn)行試驗(yàn)

將變頻器放在-20℃的恒溫箱中，保持2小時(shí)，待內(nèi)部元器件溫度穩(wěn)定在環(huán)境溫度后，反復(fù)上電十

次，被試裝置應(yīng)能正常啟動(dòng)；將被試裝置帶最大匹配電機(jī)，50Hz空載運(yùn)行24小時(shí)，裝置應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行；

在常溫下放置12小時(shí)后，再測(cè)試其電氣性能，應(yīng)符合第6章的要求。

6.15.3高溫存儲(chǔ)試驗(yàn)

將變頻器置于溫度為70℃高溫箱中連續(xù)存放48小時(shí)，然后取出置于試驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境溫度下恢復(fù)12

小時(shí)，再測(cè)試其電氣性能，應(yīng)符合第6章的要求。

6.15.4低溫存儲(chǔ)試驗(yàn)

將變頻器置于溫度-40℃低溫箱中連續(xù)存放48小時(shí)，然后取出置于試驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境溫度下恢復(fù)12小

時(shí)，測(cè)試其電氣性能，應(yīng)符合第6章的要求。

6.15.5振動(dòng)試驗(yàn)

變頻器應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)后變頻器應(yīng)能正常運(yùn)行。

6.16電磁兼容性

變頻器的電磁兼容性應(yīng)符合GB/T32505—2016中7.16的要求。

7試驗(yàn)方法

7.1使用條件

采用溫濕度計(jì)和感觀法對(duì)使用條件進(jìn)行檢查。

7.2外觀與機(jī)械性能檢查

按照GB/T30844.2—2014中5.1進(jìn)行。其中防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)按照GB/T4208的規(guī)定進(jìn)行。

7.3功能試驗(yàn)

被測(cè)變頻器連接合適的電源、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電阻外部器件后，運(yùn)行變頻器，遂一進(jìn)行功能試驗(yàn)。

7.4電氣安全

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7.4.1絕緣電阻

按照GB/T30844.2—2014中5.2.2的規(guī)定進(jìn)行。

7.4.2介電強(qiáng)度

按照GB/T30844.2—2014中5.2.3的規(guī)定進(jìn)行。

7.4.3電氣間隙和爬電距離

按照GB/T30844.2—2014中5.3的規(guī)定進(jìn)行。

7.4.4接地保護(hù)連續(xù)性

按照GB/T30844.2—2014中5.4的規(guī)定進(jìn)行。

7.5輸出額定容量

按照GB/T30844.2—2014中5.5的規(guī)定進(jìn)行。

7.6輕載試驗(yàn)

按照GB/T30844.2—2014中5.6的規(guī)定進(jìn)行。

7.7運(yùn)行頻率范圍內(nèi)技術(shù)性能測(cè)定

7.7.1概述

變頻器帶適配電機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，變頻器的輸入電壓為額定電壓。適配電機(jī)的輸出軸不與其他

設(shè)備聯(lián)接（空載）或通過(guò)一個(gè)可測(cè)量轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，同軸聯(lián)接到可調(diào)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載。

此負(fù)載可用一臺(tái)功率較大的電機(jī)，由高精度驅(qū)動(dòng)設(shè)備控制，采用速度外環(huán)和轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的閉環(huán)控制，

速度給定為0，通過(guò)設(shè)定速度調(diào)節(jié)器限幅，設(shè)定負(fù)載轉(zhuǎn)矩給定。

7.7.2頻率控制范圍試驗(yàn)

按照GB/T32505—2016中8.11.2的規(guī)定進(jìn)行。

7.7.3頻率分辨率

按照GB/T30844.2—2014中5.12的規(guī)定進(jìn)行。

7.7.4穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)速精度試驗(yàn)

按照GB/T32505—2016中8.11.3的規(guī)定進(jìn)行。

7.7.5啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制測(cè)定

試驗(yàn)時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩給定設(shè)為適配電機(jī)的180%額定轉(zhuǎn)矩。設(shè)定變頻器啟動(dòng)頻率為1.0Hz運(yùn)行，應(yīng)滿

足6.7.4的要求,并記錄試驗(yàn)中電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速波形。

7.8效率

按照GB/T30844.2—2014中5.8的規(guī)定進(jìn)行。

7.9輸入功率因數(shù)

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按照GB/T30844.2—2014中5.9的規(guī)定進(jìn)行。

7.10溫升

按照GB/T30844.2—2014中5.10的規(guī)定進(jìn)行。

7.11噪聲

按照GB/T30844.2—2014中5.11的規(guī)定進(jìn)行。

7.12輸出電壓不平衡度

按照GB/T30844.2—2014中5.13的規(guī)定進(jìn)行。

7.13過(guò)載能力

按照GB/T30844.2—2014中5.14的規(guī)定進(jìn)行。

7.14制動(dòng)能力

7.14.1能耗制動(dòng)能力試驗(yàn)

按照GB/T32505—2016中8.20.1的規(guī)定進(jìn)行。

7.14.2直流制動(dòng)能力試驗(yàn)

按照GB/T32505—2016中8.20.2的規(guī)定進(jìn)行。

7.15環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)

7.15.1高溫運(yùn)行試驗(yàn)

試驗(yàn)方法按GB/T30844.2—2014中5.16.2的規(guī)定進(jìn)行。

7.15.2低溫運(yùn)行試驗(yàn)

試驗(yàn)方法按GB/T30844.2—2014中5.16.3的規(guī)定進(jìn)行。

7.15.3高溫存放試驗(yàn)

變頻器進(jìn)行70℃±2℃歷時(shí)24h的高溫存放試驗(yàn)。

7.15.4低溫存放試驗(yàn)

變頻器進(jìn)行-25℃±2℃歷時(shí)24h的低溫存放試驗(yàn)。

7.15.5振動(dòng)試驗(yàn)

試驗(yàn)方法按GB/T30844.2—2014中5.16.5的規(guī)定進(jìn)行。

7.16電磁兼容性

7.16.1抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)方法按GB/T30844.2—2014中5.17.2的規(guī)定進(jìn)行。

7.16.2電磁騷擾試驗(yàn)

8

T/ZZB1325—2019

按照GB4824的規(guī)定進(jìn)行。

8檢驗(yàn)規(guī)則

8.1檢驗(yàn)分類

變頻器的檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn),檢驗(yàn)項(xiàng)目見表2。

表2檢驗(yàn)項(xiàng)目

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)技術(shù)要求檢驗(yàn)方法

1外觀與機(jī)械性能○○6.27.2

2頻率設(shè)定○○6.37.3

3絕緣電阻○○6.4.17.4.1

4介電強(qiáng)度○○6.4.27.4.2

5電氣間隙和爬電距離○×6.4.37.4.3

6接地保護(hù)連續(xù)性○○6.4.47.4.4

7輸出額定容量○○6.57.5

8輕載運(yùn)行○×6.67.6

9頻率控制范圍○×6.7.17.7.2

10頻率分辨率○×6.7.27.7.3

11穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)速精度○×6.7.37.7.4

12啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制○×6.7.47.7.5

13效率○×6.87.8

14輸入功率因數(shù)○×6.97.9

15溫升○×6.107.10

16噪聲○×6.117.11

17輸出電壓不平衡度○×6.127.12

18過(guò)載能力○×6.137.13

19制動(dòng)能力○×6.147.14

20環(huán)境適應(yīng)性○×6.157.15

21電磁兼容性○×6.167.16

注：標(biāo)“○”的為應(yīng)檢驗(yàn)項(xiàng)目，標(biāo)“×”的為不需檢驗(yàn)項(xiàng)目。

8.2出廠檢驗(yàn)

每臺(tái)變頻器應(yīng)在制造廠經(jīng)出廠檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目