數(shù)控沖床變頻調(diào)節(jié)主軸
發(fā)布者：卓東機(jī)械 發(fā)布時(shí)間：2013/4/28 8:18:26
數(shù)控沖床變頻調(diào)節(jié)主軸和伺服主軸的工作原理
主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動(dòng)器和主軸電動(dòng)機(jī),。數(shù)控沖床主軸的無級(jí)調(diào)速則是由主軸驅(qū)動(dòng)器完成,。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前數(shù)控沖床的主軸驅(qū)動(dòng)多采用交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即交流主軸電動(dòng)機(jī)配備變頻器或主軸伺服驅(qū)動(dòng)器,。
為滿足數(shù)控沖床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求,，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須具備下述功能：
(1)輸出功率大,；
(2)在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定,，且恒功率范圍寬；
(3)在斷續(xù)負(fù)載下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)小,，過載能力強(qiáng),；
(4)加、減速時(shí)間短,；
(5)電動(dòng)機(jī)溫升低;
(6)振動(dòng)小,、噪聲低s
(7)電動(dòng)機(jī)可靠性高、壽命長(zhǎng),、易維護(hù),；
(8)體織小、重量輕,。
早期的數(shù)控沖床多采用直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。為使主軸電動(dòng)機(jī)能輸出較大的功率，所以一般采用他激式的直流電動(dòng)機(jī),。為縮小體積,，改善冷卻效果，以免電動(dòng)機(jī)過熱,，常采用軸向強(qiáng)迫風(fēng)冷或熱管冷卻技術(shù),。
直流主輸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器有可控硅調(diào)速和脈寬調(diào)制PWM調(diào)速兩種形式。由于脈寬調(diào)制PWM調(diào)速具有很好的調(diào)速性能,。因而在對(duì)靜動(dòng)態(tài)性能要求較高的數(shù)控沖床選給驅(qū)動(dòng)裝置上曾廣泛使用,。而三相全校可控硅調(diào)速裝置則適用于大功率場(chǎng)合,。
由于直流電動(dòng)機(jī)需機(jī)械換向,，換向器表面線速度、換向電流,、電壓均受到限制,。
所以限制了其轉(zhuǎn)速和功率的提高。并且它的恒功率調(diào)速范圍也較小。由于直流電動(dòng)機(jī)的換向增加了電動(dòng)機(jī)的創(chuàng)造難度,、成本,，并使調(diào)速控制系統(tǒng)變得復(fù)雜。另外換向器必須定時(shí)停機(jī)檢盔和維修,，使用和維護(hù)都比較麻煩,。
20世紀(jì)80年代后。微電子技術(shù),、交流調(diào)速理論,、現(xiàn)代控制理論等有了很大發(fā)展，同時(shí)新型大功感半導(dǎo)體輯件如大功率晶體管GTR,、絕緣柵雙極晶體管IGBT以及IPM智能模塊不斷成熟并應(yīng)用于交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。并可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速和大功率主軸驅(qū)動(dòng)，其性能已達(dá)到和越過直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的水平,。交流電動(dòng)機(jī)體積小,、重量輕，采用全封閉理究,。防灰塵和防污雜性能好,，因此，現(xiàn)代數(shù)控沖床90%都采用交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。
交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),，由變頻逆變器實(shí)施控制。有速度開環(huán)或閉環(huán)控制方式,。也有采用永磁同步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),，由變頻逆變德實(shí)現(xiàn)速度環(huán)的矢量控制，這種方式具有快邃的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,，但其恒功率調(diào)速范圍鍍小,。
正如前述，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁式電動(dòng)機(jī)兩種結(jié)構(gòu),。對(duì)于迸給用交流伺服電動(dòng)機(jī),，大都采用后一種結(jié)構(gòu)形式，而交流主輸電動(dòng)機(jī)與伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)不同,，交流主輸電動(dòng)機(jī)多采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī),。這是因?yàn)槭苡来朋w的限制，當(dāng)容量做得很大時(shí),，電動(dòng)機(jī)成本太高,，使數(shù)控沖床難以使用。另外數(shù)控沖床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不必像迸給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)那樣要求如此高的佳能,。調(diào)速范圍也可以不要太大,。因此，采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量控制就完全能滿足數(shù)位機(jī)床主軸的要求。
雖然可以采用普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為斂控機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī),，但為了得到好的主軸待位而采用變頻矢量控制時(shí),，交流主輸電動(dòng)機(jī)一觸是專門設(shè)計(jì)的，具有獨(dú)自的特點(diǎn),。
在電動(dòng)機(jī)安裝上,，有法蘭式和底座式兩種，可根據(jù)不同德要選用,。
