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高速電主軸成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)
在機(jī)床加工中,電主軸通常采用變頻調(diào)速方法。目前主要有普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制、矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。
普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動(dòng)和控制,其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng),輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動(dòng)態(tài)性能不夠理想,在低速時(shí)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(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般用于磨床和普通的高速銑床等。
矢量控制技術(shù)模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向,用矢量變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制,具有良好的動(dòng)態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動(dòng)器在剛啟動(dòng)時(shí)具有很大的轉(zhuǎn)矩值,加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,慣性很小,故啟動(dòng)加速度大,可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)后瞬時(shí)達(dá)到允許極限速度。這種驅(qū)動(dòng)器又有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種,后者可以實(shí)現(xiàn)位置和速度的反饋,不僅具有更好的動(dòng)態(tài)性能,還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能;而前者動(dòng)態(tài)性能稍差,也不具備C軸功能,但價(jià)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(lái)的又一種新型的高性能交流調(diào)速技術(shù),其控制思想新穎,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了,更適合于高速電主軸的驅(qū)動(dòng),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(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求,已成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。
電主軸由內(nèi)裝式電主軸單元、驅(qū)動(dòng)控制器、編碼器、通訊電纜、直流母線制動(dòng)器組合成的,用以將電網(wǎng)電能變?yōu)殡娭鬏S單元的機(jī)械能,同時(shí)實(shí)現(xiàn)電主軸準(zhǔn)停。準(zhǔn)速、準(zhǔn)位的系統(tǒng)稱之為電主軸系統(tǒng)。
常見(jiàn)的數(shù)控機(jī)床用電主軸系統(tǒng)的配置可由下列簡(jiǎn)式來(lái)表述:
大型數(shù)控銑(含并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)控銑)、小型數(shù)控車(無(wú)軸定位)電主軸單元+開(kāi)環(huán)式驅(qū)動(dòng)控制器+直流母線能耗制動(dòng)器。
電主軸系統(tǒng)品質(zhì)的優(yōu)劣是大型數(shù)控銑、加工、數(shù)控車品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵之一。對(duì)閉環(huán)式配置的電主軸系統(tǒng)而言尤為重要。目前我國(guó)已能自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)各類高速電主軸。但閉環(huán)式驅(qū)動(dòng)控制器及高水平的編碼器尚不過(guò)關(guān)。選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口編碼器和驅(qū)動(dòng)控制器來(lái)匹配我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的電主軸單元,從而組成電主軸系統(tǒng),以供應(yīng)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床之急需,從而降低主機(jī)成本,提高主機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是一條可行之路。(文章來(lái)源:網(wǎng)絡(luò))