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2021-12-31 09:19:04

电主轴三种控制方式的对比分析普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格

电主轴三种控制方式的对比分析

 普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单同步永磁电主轴厂家,一般用于磨床和普通的高速铣床等永磁电主轴

   矢量控制技术模仿直流电动机的控制,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值,加之电主轴本身结构简单,惯性很小,故启动加速度大,可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种,后者可以实现位置和速度的反馈永磁同步电主轴,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;而前者动态性能稍差,也不具备C轴功能,但价格较为便宜。

   直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖,系统结构简洁明了永磁电主轴厂家,更适合于高速电主轴的驱动,更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求,已成为交流传动领域的一个热点技术。

   通过对比可以看出,直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动,设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。

1、齿轮传动主轴:其转速一般在6000r/min,电主轴刚性好、比较适合重切削的场合,其主轴一般配备到多头的机床上;

2、皮带传动主轴:其转速在8000r/min,结构简单、生产容易、缓冲能力强、在主轴过载情况下打滑有效保护主轴;

3、直结式主轴:其主轴与电机通过轴联器连接驱动,扭曲大、能耗小、其转速在12000r/min以上,此类主轴一般使用在高速加工中心上;

4、电主轴:主轴与电机融为一体,其电机就是主轴,主轴就是电机,也可以这样说主轴与电机合二为一了,此主轴的传动链几乎为零,其主轴的转速在18000-40000r/min之间,还有更高转速的电主轴,比如国外先进国家的电主轴轴承采用了磁浮轴承和静承,其转速可达到100000r/min,此类主轴一般应用在高速加工中心上。

另外磨用电主轴由于转速分档比较接近,用户完全可以分开选择不同的磨削要求,以更大更好的发挥电主轴的工作能力和效率潜力。而铣削和加工中心用电主轴在设计上通常有恒扭矩段和恒功率段相配合,以满足宽速度范围内的切削需要,低速需要大扭矩重切削,高速需要一定功率的精切削,所以电机制式与磨用电主轴等有较大不同。另外,磨用电主轴的电机参数制式通常标注S6制工作制,有S6-40%、S6-60%等几种,这是与磨削的工作特性所分不开的,磨削时一个工件的磨削拍节通常包括,快速进刀、磨削、退刀、修砂轮等几个步骤,电机功率的消耗不是恒定的负载,而且在磨用电主轴电机的设计上我们通常要提高其过载能力,因此,在看磨削电主轴的参数时会看到S1和S6两组参数,S6通常比S1高出较多,一是与电机工作制有关,一是与电机的过载能力有关,标注S6制功率表明电机可以在30s~120s内短时过载到该功率制,长期使用只能按S1制使用,这一点是与其他电主轴不太相似的地方,一定要注意。

高速电机技术:电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物,电动机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡;

润滑:电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑;也可以采用脂润滑,但相应的速度要打折扣。所谓定时,就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量,就是通过一个叫定量阀的器件,控制每次润滑油的油量。而油气润滑,指的是润滑油在压缩空气的携带下,被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要,太少,起不到润滑作用;太多,在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。

冷却装置:为了尽快给高速运行的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂,冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。

电主轴所采用的电动机多为交流异步感应电动机,由于永磁电机增强了使用性能,交流永磁同步电动机被广泛应用,所表现出来的优点是,电主轴转子不再散发热量,电主轴不再产生热变形,转子没有损耗,电主轴的运行效率提高,减小了转动惯量,启动和准停的速度加快。当电主轴处于低速运行状态的时候,也能保持良好的性能。

安阳市新程轴业机械有限公司

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