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数控机床上变频主轴的电气控制原理（下面以自动换档，两档变频为例作介绍）：
一、主轴变频控制原理介绍：
机床主轴工作方式一般同系统输出0V-10V或-10V-10V直流模拟电压给变频器模拟端子，再通过改变变频器的模拟电压来控制电机的频率，从而达到想要的转速，主轴的正反转同系统的I/O端子控制变频器的正反端子来实现，如上图反示。
二、变频主轴控制电路分析（下图为变频主轴控制电路图）：
如图所示，继电器KA1控制主轴变频正转使能，同系统M3指令输出，当系统执行M3指令时，系统输出低电平去控制继电器KA1的线圈，再由KA1的触点去控制变频器的正转使能信号。KA2是控制主轴变频反转使能信号：同系统M4指令输出，当系统执行M4指令时，系统输出低电平去控制继电器KA2的线圈，再同KA2的触点去控制变频器的反转使能信号。KA3或KA4分别是控制主轴1档和2档换档功能。
由电磁阀YV1或YV2线圈输出转换，当系统执行M41或M42指令时，系统输出端口分别输出低电平来控制KA3或KA4的线圈，再由KA3或KA4的触点去控制电磁阀YV1或YV2线圈来进行换档。SQ1或SQ2分别用来检测主轴1、2档是否换档到位，当系统没有检测 到换档到位信号时系统将产生报警，系统检测到位后程序将继续向下运行。变频器有了正转或反转使能信号，还需要有换档到位检测 信号各模拟电压输出，要不主轴是不会旋转。因为主轴没有模拟电压输出，变频器的模拟电压也不会转换，所以主轴不会运转。
注：模拟电压是由操作人员输入转速指令S**（如S1000），系统再将指令转换成0V~10V或-10V~10V直流模拟电压由输出端口输出到变频器。系统是输出0V~10V或-10V~10V直流模拟电压由系统参数设定。
那么系统上给定转速指令后应该输出多少伏模拟电压呢？下面给大家举个例子说明：假设系统参数设定为输出直流模拟电压范围为0V~10V，主轴最高转速设定为3000转每分钟。
以上两参数意思为当系统输入S0时，系统输出0V直流模拟电压即主轴转速为0（最小转速）；当系统输入S3000时，系统输出10V直流模拟电压即主轴转速为3000（最大转速）。此时如果我们在系统上输入S1000时那么应该输出直流模拟电压应该为3.33V（四舍五入），因为此时转速为系统设定最高转速的三分之一所以输出电压为10V的三分之一。
如果我们输入大于系统设定转速3000转每分钟的话系统还是输出10V主轴转速依然为3000不能输出大于3000转每分钟。
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