安陽市新程軸業(yè)機械有限公司

電主軸三種控制方式的對比分析

 普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動和控制，其驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想，在低速時控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，也不具備C軸功能。但價格便宜、結(jié)構(gòu)簡單同步永磁電主軸廠家，一般用于磨床和普通的高速銑床等永磁電主軸。

   矢量控制技術(shù)模仿直流電動機的控制，以轉(zhuǎn)子磁場定向，用矢量變換的方法來實現(xiàn)驅(qū)動和控制，具有良好的動態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動器在剛啟動時具有很大的轉(zhuǎn)矩值，加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡單，慣性很小，故啟動加速度大，可以實現(xiàn)啟動后瞬時達到允許極限速度。這種驅(qū)動器又有開環(huán)和閉環(huán)兩種，后者可以實現(xiàn)位置和速度的反饋永磁同步電主軸，不僅具有更好的動態(tài)性能，還可以實現(xiàn)C軸功能；而前者動態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。

   直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的又一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔明了，更適合于高速電主軸的驅(qū)動永磁電主軸廠家，更能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為交流傳動領(lǐng)域的一個熱點技術(shù)。

   通過對比可以看出，直接轉(zhuǎn)矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅(qū)動，設(shè)計的電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)特性，將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于電主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)是可行的，較適應(yīng)高速數(shù)控機床驅(qū)動控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求。

高速電主軸的兩種冷卻方式

  對于電主軸的整體冷卻，通常有液體冷卻和空氣強制冷卻兩種方式。

   (1)液體冷卻是指在電主軸的內(nèi)部設(shè)計冷卻水循環(huán)，在外部配備相應(yīng)的冷卻機,使冷卻液體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走內(nèi)部熱量。這種冷卻方式的優(yōu)點設(shè)計簡單可靠,冷卻效果較為明顯，缺點是對主軸軸芯的冷卻效果比較差,冷卻機的成本比較高。

   (2)空氣強制冷卻是指在電主軸的殼體與電機定子之間設(shè)計一個強制對流的通道,電機的發(fā)熱量通過熱傳導(dǎo)進入到強制對流區(qū),把熱量帶入空氣中,實現(xiàn)電主軸的恒溫工作。空氣強制冷卻具有無污染的特點。如果使用靜壓氣體軸承，可以利用靜壓氣體軸承的氣體在主軸內(nèi)部循環(huán)帶走一部分電機的熱量。

高速主軸是高速切削機床的部件，隨著對主軸轉(zhuǎn)速要求的不斷提高，傳統(tǒng)的齒輪——皮帶變速傳動系統(tǒng)由于本身的振動、噪音等原因已不能適應(yīng)要求，取而代之的是一種新穎的功能部件——電主軸，它將主軸電機與機床主軸合二為一，實現(xiàn)了主軸電機與機床主軸的一體化。電主軸采用了電子傳感器來控制溫度，自帶水冷或油冷循環(huán)系統(tǒng)，使主軸在高速旋轉(zhuǎn)時保持恒溫，一般可控制在20°~25°范圍內(nèi)某一設(shè)定溫度，精度為± 0.7°，同時使用油霧潤滑、混合陶瓷軸承等新技術(shù)，使主軸免維護、長壽命、高精度。

電主軸的價位從幾萬元到幾十萬元不等，在機床成本構(gòu)成中占有一定比例。電主軸的質(zhì)量、性能和水平在很大程度上決定了整機的質(zhì)量、性能和水平，為此，日本學(xué)者將包括電主軸在內(nèi)的功能部件產(chǎn)業(yè)統(tǒng)稱為“中場”產(chǎn)業(yè)，取其足球“中場”術(shù)語的寓意，一是表明它在從原材料到整機的產(chǎn)業(yè)鏈中，處于“中場”位置，另一含義是取勝的關(guān)鍵在于它能否能夠控制“中場”。

  前端伸長40mm，機械手臂旋轉(zhuǎn)時可避開工裝器具，便于產(chǎn)品切割；選用了熱縮筒夾與之配套使用，節(jié)省了每次更換刀具重新對刀的時間，提高了工作效率。主軸大功率達到5000W，強大的功率輸出，可加工的材料范圍擴大，自身重量3.5KG，輕巧便捷，采用HSK夾頭，精度高，大夾持范圍可到達10mm，通氣自動換刀，提高了工作效率。主軸大功率達到5000W，強大的功率輸出，可加工的材料范圍擴大，自身重量3.5KG，輕巧便捷，采用HSK夾頭，精度高，大夾持范圍可到達10mm，通氣自動換刀，提高了工作效率。

在制造機械產(chǎn)品的過程中，應(yīng)用高速加工技術(shù)，很多難題都能夠得到解決，而且加工精度高，質(zhì)量有所保證，所以，該技術(shù)在制造業(yè)廣泛應(yīng)用，并已經(jīng)成為主流技術(shù)。現(xiàn)在高速電主軸技術(shù)發(fā)展迅速，各個行業(yè)都根據(jù)自身的需要對該技術(shù)進行深入研究，在提高技術(shù)應(yīng)用效率的同時，還要發(fā)揮其節(jié)能環(huán)保特性，實現(xiàn)智能化發(fā)展。

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