Wie wählt man die Spannung einer CNC-Fräsmaschine?

Beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine fragen viele Kunden die Verkäufer, ob sie 380 V oder 220 V benötigen. Vielen ist der Unterschied zwischen 380 V, 220 V und 110 V nicht bekannt. Heute erklären wir Ihnen, wie Sie die richtige Spannung für Ihre CNC-Fräsmaschine auswählen.

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Drehstrom, auch Industriestrom genannt, ist ein 380-V-Wechselstrom, der in der industriellen Produktion weit verbreitet ist. Im Alltag nutzen die meisten Menschen Einphasenstrom, auch Beleuchtungsstrom genannt. Dieser Haushaltsstrom hat eine Spannung von 220 V und wird daher oft als Zweiphasenstrom bezeichnet, obwohl der Fachbegriff eigentlich Einphasenstrom lautet. In anderen Ländern gibt es die dreiphasige 220-V-Industriespannung und die einphasige 110-V-Haushaltsspannung.

Drehstrom ist Industriestrom mit einer Spannung von 380 V und besteht aus drei Außenleitern. Zweiphasenstrom ist Haushaltsstrom mit einer Spannung von 220 V und besteht aus einem Außenleiter und einem Neutralleiter. In anderen Ländern haben Drehstromspannungen von 220 V und Einphasenspannungen von 110 V dieselbe Bedeutung.

Jede der 380-V-Leitungen ist geladen, und die Spannung zwischen Neutralleiter und Außenleiter beträgt 220 V, also die Phasenspannung von 220 V. Der Unterschied zwischen Drehstrom- und Wechselstromversorgung liegt darin, dass Wechselstrom üblicherweise mit zwei (L und N) oder drei (L, N, PE) Leitern arbeitet. Drehstrom wird im Alltag üblicherweise mit vier Leitern verwendet, also mit den vier Leitern (L1, L2, L3, N). Später wurde das Drehstromsystem auf fünf Leiter (L1, L2, L3, N, PE) umgestellt, d. h. es basiert auf dem Vierleitersystem und verfügt zusätzlich über eine Erdung.

Die Stromversorgung einer CNC-Fräsmaschine unterteilt sich hauptsächlich in Antriebsstromversorgung und Spindelstromversorgung.

Die Antriebsstromversorgung umfasst Antrieb, Transformator, Schaltnetzteil, Lüfter und weitere elektrische Kleinkomponenten der CNC-Graviermaschine. Sie dient der Bewegung der X-, Y-, Z- und Drehachse der Graviermaschine. Aktuell arbeiten die meisten CNC-Graviermaschinen mit einer Antriebsspannung von 220 V.

Die Spindelstromversorgung versorgt die Spindel mit Strom. Man spricht oft davon, dass die Maschine mit Drehstrom (380 V) oder Zweiphasenstrom (220 V) betrieben wird – die Wahl der Spindelstromversorgung ist entscheidend. Die Spindelstromversorgung versorgt den Umrichter mit Strom, der die Spindel antreibt. Die Spindel spielt eine zentrale Rolle in der Maschine: Das Werkzeug wird auf der Spindel befestigt, und ihre Rotation treibt die Rotation des Werkzeugs am Material zum Schneiden und Gravieren an.

Die andere Variante ist für Staubsauger und Vakuumpumpen. Die Spannung bei Hochleistungsgeräten beträgt in der Regel dreiphasig 380 V (oder dreiphasig 220 V). Heutzutage werden für Kleingeräte hauptsächlich einphasige 220-V-Vakuumpumpen und Staubsauger verwendet.

Wenn in Ihrer Fabrik oder Ihrem Haus Drehstrom verfügbar ist, sollten Sie diesen nutzen. Drehstrom ist Industriestrom, die drei Außenleiter sind stabil und dynamisch genug, um den Betrieb von Hochleistungsgeräten zu gewährleisten. Bei Spindeln mit geringer Leistung (z. B. 0,8 kW, 1,5 kW, 2,2 kW, 3 kW, 4,5 kW oder 5,5 kW) kann auch 220-Volt-Wechselstrom verwendet werden. Bei einer Netzspannung von 110 V (einphasig) ist für den ordnungsgemäßen Betrieb der Maschine ein Frequenzumrichter erforderlich.

Für die Hauptwelle mit einer Leistung von 9,0 kW wird zunächst Drehstrom empfohlen. Ist dies aufgrund der Gegebenheiten nicht möglich, kann 220-V-Wechselstrom gewählt werden. Dies muss vor der Produktionsmaschine besprochen werden. Bei der Stromverteilung sollten zusätzliche Maßnahmen an der Spindel getroffen werden, wie z. B. die Verbesserung der Verdrahtungsqualität der Statorspule, die Wahl einer geeigneten Wicklungsart und die Einstellung geeigneter Wechselrichterparameter. Bei korrekter Durchführung dieser Maßnahmen ist der Unterschied zwischen Drehstrom und Wechselstrom in der Praxis gering. Bei unzureichender Durchführung sind die Unterschiede jedoch weiterhin deutlich.