數(shù)控沖床變頻調節(jié)主軸
發(fā)布者：卓東機械 發(fā)布時間：2013/4/28 8:18:26
數(shù)控沖床變頻調節(jié)主軸和伺服主軸的工作原理
主軸驅動系統(tǒng)包括主軸驅動器和主軸電動機,。數(shù)控沖床主軸的無級調速則是由主軸驅動器完成。主軸驅動系統(tǒng)分為直流驅動系統(tǒng)和交流驅動系統(tǒng),，目前數(shù)控沖床的主軸驅動多采用交流主軸驅動系統(tǒng)即交流主軸電動機配備變頻器或主軸伺服驅動器,。
為滿足數(shù)控沖床對主軸驅動的要求，主軸驅動系統(tǒng)必須具備下述功能：
(1)輸出功率大,；
(2)在整個調速范圍內速度穩(wěn)定,，且恒功率范圍寬；
(3)在斷續(xù)負載下電動機轉速波動小,，過載能力強,；
(4)加、減速時間短,；
(5)電動機溫升低;
(6)振動小,、噪聲低s
(7)電動機可靠性高、壽命長,、易維護,；
(8)體織小、重量輕,。
早期的數(shù)控沖床多采用直流主軸驅動系統(tǒng),。為使主軸電動機能輸出較大的功率，所以一般采用他激式的直流電動機,。為縮小體積,，改善冷卻效果，以免電動機過熱,，常采用軸向強迫風冷或熱管冷卻技術,。
直流主輸電動機驅動器有可控硅調速和脈寬調制PWM調速兩種形式。由于脈寬調制PWM調速具有很好的調速性能,。因而在對靜動態(tài)性能要求較高的數(shù)控沖床選給驅動裝置上曾廣泛使用,。而三相全校可控硅調速裝置則適用于大功率場合,。
由于直流電動機需機械換向,，換向器表面線速度、換向電流,、電壓均受到限制,。
所以限制了其轉速和功率的提高。并且它的恒功率調速范圍也較小。由于直流電動機的換向增加了電動機的創(chuàng)造難度,、成本,，并使調速控制系統(tǒng)變得復雜。另外換向器必須定時停機檢盔和維修,，使用和維護都比較麻煩,。
20世紀80年代后。微電子技術,、交流調速理論,、現(xiàn)代控制理論等有了很大發(fā)展，同時新型大功感半導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用于交流驅動系統(tǒng),。并可實現(xiàn)高轉速和大功率主軸驅動，其性能已達到和越過直流驅動系統(tǒng)的水平,。交流電動機體積小,、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%都采用交流主軸驅動系統(tǒng),。
交流主軸驅動系統(tǒng)通常采用感應電動機作為驅動電動機,，由變頻逆變器實施控制。有速度開環(huán)或閉環(huán)控制方式,。也有采用永磁同步電動機作為驅動電動機,，由變頻逆變德實現(xiàn)速度環(huán)的矢量控制，這種方式具有快邃的動態(tài)響應特性,，但其恒功率調速范圍鍍小,。
正如前述，電動機的結構有籠型感應電動機和永磁式電動機兩種結構,。對于迸給用交流伺服電動機,，大都采用后一種結構形式，而交流主輸電動機與伺服進給電動機不同,，交流主輸電動機多采用感應電動機,。這是因為受永磁體的限制，當容量做得很大時,，電動機成本太高,，使數(shù)控沖床難以使用。另外數(shù)控沖床主軸驅動系統(tǒng)不必像迸給伺服驅動系統(tǒng)那樣要求如此高的佳能,。調速范圍也可以不要太大,。因此,，采用感應電動機進行矢量控制就完全能滿足數(shù)位機床主軸的要求。
雖然可以采用普通感應電動機作為斂控機床的主軸電動機,，但為了得到好的主軸待位而采用變頻矢量控制時,，交流主輸電動機一觸是專門設計的，具有獨自的特點,。
在電動機安裝上，有法蘭式和底座式兩種,，可根據(jù)不同德要選用,。
