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永磁同步电主轴的控制方式对比分析

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永磁同步电主轴的控制方式对比分析

发布日期:2019-03-05 作者: 点击:


    在数控机床中,永磁同步电主轴通常采用变频调速方法。目前主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。那么,这三种控制方式有哪些不同呢?小编将为大家做个详细对比。


    永磁同步电主轴普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单,一般用于磨床和普通的高速铣床等。


    永磁同步电主轴矢量控制技术模仿直流电动机的控制,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的动态性能。


    矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值,加之电主轴本身结构简单,惯性很小,故启动加速度大,可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。


    这种驱动器又有开环和闭环两种,后者可以实现位置和速度的反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;而前者动态性能稍差,也不具备C轴功能,但价格较为便宜。


    直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流调速技术,其控制思想新颖,系统结构简洁明了,更适合于高速电主轴的驱动,更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求,已成为交流传动领域的一个热点技术。


    通过对比可以看出,直接转矩控制这一控制方式更适合永磁同步电主轴的驱动,设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。


    有润滑的永磁电主轴开始运转之前应开启油雾或油气润滑系统,主轴停机后再关闭润滑系统。水冷却是主轴冷却的常用方式,要求冷却水有一定的防锈功能,必要时要求对冷却水进行适当过滤,在主轴运转之前应开启冷却系统对主轴开始冷却。


    永磁电主轴可以降速使用,但必须按电机的涉及特性曲线调整相应的输入电压【变频器输出】参数。


    采用油雾或油气润滑的主轴还需要保证压缩空气干燥洁净。


    永磁同步电主轴是高速加工机床的核心部件,正确使用和维护电主轴对于高速加工机床加工精度的提高以及使用寿命的延长有着极其重要的影响。江苏星轮提醒您,做好以下几点,势必能够提升永磁同步电主轴的使用与维护效果。


    ①不要用压缩空气清洁电主轴,避免将灰尘带入主轴缝隙,进而损坏主轴轴承;


    ②当清洁电主轴周围区域时,主轴虽然停止但机床应通电,并保证主轴轴承处于气帘保护状态;


    ③电主轴在使用过程中注意切削液应打在切削刀具上,不要打在主轴轴端;


    ④装到电主轴上的刀具,其刀柄部分必须定期用干净的软布清洁,避免将灰尘带入主轴锥孔,即使不用时主轴上也应保留一个刀柄,用以保护主轴锥孔;


    ⑤新的或超过一个月未用的电主轴,刚开始工作时一定要保证低速转动,最好进行主轴预热空运转;


    ⑥为了保证电主轴的高精度,在高速运转时只能使用精确动平衡达标刀具,进行高精度切削时最好将电主轴预热三十分钟,使其达到热稳定状态。

永磁同步电主轴.jpg

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