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永磁同步电主轴的性能优缺点

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永磁同步电主轴的性能优缺点

发布日期:2019-03-11 作者: 点击:

 

    节能是现在社会发展的主要趋势,而永磁同步电主轴的技术的发展与应用越来越引起人们的重视。今天小编简单介绍下这项技术应用作用。根据这项新技术开发的永磁同步电主轴具有以下几点特征:

 

    无感应电流


    永磁同步电主轴转子无感应电流,转子发热小,且具有极佳的硬转矩特性,在负载波动情况下仍具有较高的转速稳定性,能保持砂轮的匀速转动,因此,其加工零件表面的质量高。

 

    较强的带负载能力


    永磁同步电主轴在额定转速以下能满足功率指标要求,严格遵循恒转矩规律,在较小的范围内具有很强的带负载能力。

 

    无励磁电流

 

    永磁同步电主轴的转子表贴永磁磁钢,直接形成转子磁场,无需励磁电流,功率因素接近1,几乎所有定子电流都用于输出转矩,具有较高的工作效率,能减少电机损耗。

 

    永磁同步技术的应用能够节省投资成本,同时提高效率;提高工件表面加工精度;扩大精密切削和低速强力切削的范围;实现节能减耗。

 

    除此之外该项新技术也存在最大转矩受永磁体去磁约束,抗震能力差,高转速受限制等诸多缺点,因此在实际应用中应根据使用要求选择合适的电主轴。相信科技的进步在不断提高永磁同步技术卓越性能的同时,也能改善不足之处,使其得以更广泛的应用于实际生产中。

 

    高速机床时实现高速切削的基础,而高速主轴单元则是高速机床的核心部件和技术关键。相比传统的主轴,高速电主轴的主要形式是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部形成机电一体化的电主轴,实现机床系统的“零传动”,具有调速范围宽、结构紧凑、转动惯量小、响应速度快、易于实现无极调速和精密控制等优点。

 

    但以往高度电主轴采用的电机主要是异步电机,异步电机的功率损耗较大,电机的定、转子的功耗发热成为高速机床的主要热源。此外,主轴轴承在高速运转中,存在着复杂摩擦现象,也加剧了电主轴的发热强度,使电主轴的整体温度升高,热变形大,从而严重影响到高速机床的加工精度。严重时,还会是轴承发生粘结烧毁现象,导致轴承失效。


    永磁同步电主轴的四个性能特点:

  

    1、简化结构,促进机床结构模块化电主轴可以根据用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化产品,供主机选用,从而促进机床结构模块化。


    2、降低机床成本,缩短机床研制周期一方面,标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化生产,还可以缩短机床研制周期,适应目前快速多变的市场趋势。


    3、改善机床性能,提高可靠性采用电主轴结构的数控机床,由于结构简化,传动、连接环节减少,因此提高了机床的可靠性;技术成熟、功能完善、性能优良、质量可靠的电主轴功能部件使机床的性能更加完善,可靠性得以进一步提高。


    4、实现某些高档数控机床的特殊要求。促进了高速切削技术在机械加工领域的广泛应用。电主轴系由内装式电机直接驱动,以满足高速切削对机床高速度、高精度、高可靠性及小振动的要求,与机床高速进给系统、高速刀具系统一起组成高速切削所需要的必备条件。

 

    永磁同步电主轴与其他的相比,具有的优点是:整体功率损耗小且转子没有损耗,具有更高的效率;电机体积小;由转子磁钢产生气隙磁密,功率因素高等。显然采用永磁同步电机能够很好地改善电主轴的热态特性,因此,本课题进行了永磁同步电主轴的设计,并对其热态特性进行研究,这对于促进电主轴在高速加工领域的进一步应用是十分必要的尝试。


    永磁同步电主轴的总设计和整体装配。根据设计指标要求,确定了主轴的主要构成,如主轴电机、拉刀机构、支撑轴承及其润滑装置、冷却装置及测速反馈装置等,从而实现总体方案设计。关键件的精密加工和精密装饰的基础上,建立了主轴单元的整机调试环境。


    对永磁同步电主轴的驱动控制深入分析,研究电主轴单元的速度特性,得出不同控制参数对对电主轴速度性能指标的影响规律,对驱动器控制参数进行了优化,这样能够更好的使用永磁同步电主轴。

永磁同步电主轴.jpg

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