中文名 | 直流主軸電動機 | 外文名 | DC spindle motor |
---|---|---|---|
性????能 | 輸出功率大、加減速時間短 | 特????點 | 他勵式 |
為了滿足數(shù)控機床對主軸驅(qū)動的要求,主軸電動機必須具備下述性能:
(1)電動機的輸出功率要大。
(2)在大的調(diào)速范圍內(nèi)速度應(yīng)該穩(wěn)定。
(3)在斷續(xù)負(fù)載下電動機轉(zhuǎn)速波動小。
(4)加速和減速時間短。
(5)電動機溫升低。
(6)振動、噪聲小。
(7)電動機可靠性高、壽命長、容易維護。
(8)體積小、重量輕,與機械連接容易。
(9)電動機過載能力強。
直流主軸電動機的結(jié)構(gòu)與永磁式直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)不同。因為要求主軸電動機輸出很大的功率,所以在結(jié)構(gòu)上不能做成永磁式,而與普通的直流電動機相同,也是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,轉(zhuǎn)子與直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子相同,由電樞繞組和換向器組成。而定子則完全不同,它由主磁極和換向極組成。有的主軸電動機在主磁極上不但有主磁極繞組,還帶有補償繞組。
這類電動機在結(jié)構(gòu)上的特點是:為了改善換向性能,在電動機結(jié)構(gòu)上都有換向極,為縮小體積,改善冷卻效果,以免使電動機熱量傳到主軸上,采用了軸向強迫通風(fēng)冷卻或水管冷卻。為適應(yīng)主軸調(diào)速范圍寬的要求,一般主軸電動機都能在調(diào)速比1:100的范圍內(nèi)實現(xiàn)無極調(diào)速,而且在基本速度以上達(dá)到恒功率輸出,在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩輸出,以適應(yīng)重負(fù)荷的要求。電動機的主極和換向極都采用硅鋼片疊成,以便在負(fù)載變化或加速、減速時有良好的換向性能。電動機外殼結(jié)構(gòu)為密封式,以適應(yīng)機加工車間的環(huán)境。在電動機的尾部一般都同軸安裝有測速發(fā)電機作為速度反饋元件。
基本速度以下時的速度均屬于恒轉(zhuǎn)矩范疇.通過改變電樞電壓的方法來調(diào)整速度的變化;同時基本速度以上的屬于恒功率范疇,可以通過控制激磁的調(diào)速方法來調(diào)整速度的變化。恒轉(zhuǎn)矩的速度范圍是恒功率的速度范圍的1/2。直流主軸電動機的過載能力較好,且大都能過載為連續(xù)額定電流的1.5倍。過載的時間因廠家不同有較大的差別。
直流主軸控制系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)速部分是由電流環(huán)和速度環(huán)組成的雙環(huán)系統(tǒng)。直流主軸電動機的功率較大,主回路功率元件常采用品閘管器件。采用他激式主軸電動機時,由于勵磁繞組與電樞繞組之間沒有連接關(guān)系,所以需要有直流電源來供電。磁場控制回路由勵磁電流設(shè)定回路、電樞電壓反饋回路及勵磁電流反饋回路三者的輸出信號經(jīng)比較后來控制勵磁電流.電樞電壓在210 V以下時,電樞反饋電壓低于6.2 V,此時磁場控制回路中電樞電壓反饋類似于開路,通過勵磁電流反饋作用來保持勵磁電流恒定并完成調(diào)壓調(diào)速。電樞電壓大于210 V時電樞反饋電壓高于6.2 V,勵磁電流反饋相當(dāng)于開路,引入電樞反饋電壓形成負(fù)反饋。隨著電樞電壓的提高,調(diào)節(jié)器即對磁場電流進(jìn)行弱磁升速,同時讓轉(zhuǎn)速提高。 2100433B
直流主軸電動機的輸出功率要大,因此在結(jié)構(gòu)上不可能做成永磁式的。直流主軸電動機的結(jié)構(gòu)與普通直流電動機的結(jié)構(gòu)基本相同,為他勵式。其定子除了主磁極外,還有換向極,增加換向極是為了改善電動機的換向性能。電動機的主磁極和換向極都采用矽鋼片疊成。在主磁極上除了繞有主磁極繞組外,還繞有補償繞組。增加補償繞組是為了消除轉(zhuǎn)子反應(yīng)磁動勢對氣隙主磁通的影響,改善電動機的調(diào)速性能。
直流主軸電動機的轉(zhuǎn)子與永磁直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子相同,由轉(zhuǎn)子繞組和換向器組成。
直流主軸電動機外殼采取封閉式結(jié)構(gòu),以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。電動機采用軸向強迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻,以改善冷卻效果,避免電動機熱量傳到主軸。電動機尾部同軸安裝有測速發(fā)電動機等速度反饋元件。
電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機械能。電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。 (一) 交流電動機及其控制 交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單項異步電動機、兩相異...
直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理!!!!不是電機 是電動機!!!
直流電動機分為兩部分:定子與轉(zhuǎn)子。注意:不要把換向極與換向器弄混淆了。定子包括:主磁極,機座,換向極,電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括:電樞鐵芯,電樞(shu)繞組,換向器,軸和風(fēng)扇等。 直流電動機就是利用通電導(dǎo)...
這個不一定,得看驅(qū)動器,直流無刷驅(qū)動器有直-交和交-直-交兩類。直-交:沒有整流模塊, 必須直流輸入,輸入電源電壓要滿足驅(qū)動器要求交-直-交:有整流濾波模塊,允許交流輸入,比如說市電單相220或380...
格式:pdf
大小:344KB
頁數(shù): 10頁
評分: 4.8
第二章 直流伺服電動機 直流伺服電動機是自動控制系統(tǒng)中具有特殊用途的直流電動機,又稱執(zhí)行電機,它能夠把輸入的電壓 信號變換成軸上的角位移和角速度等機械信號。直流伺服電動機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電磁關(guān)系與 一般用途的直流電動機相同。 第一節(jié) 直流電動機 一、直流電動機的基本工作原理 直流電動機的基本結(jié)構(gòu)與直流發(fā)電機相同。電動機輸入電壓信號,輸出轉(zhuǎn)速信號。 二、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩平衡方程 1、電磁轉(zhuǎn)矩 aem I a pN T 2 aT IC 對于一個已經(jīng)制造好的電機,它的電磁轉(zhuǎn)矩 emT 正比于每極磁通 和電樞電流 aI 。 2、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程 emT = LTTT 02 稱為電動機穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程。 3、動態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程 當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時,由于電機及負(fù)載具有轉(zhuǎn)動慣量,將產(chǎn)生慣性轉(zhuǎn)矩 dt d JT j J ——負(fù)載和電動機轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣量; 此時,電動機軸上的動態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程為
格式:pdf
大?。?span id="y6uuplf" class="single-tag-height">344KB
頁數(shù): 3頁
評分: 4.7
提出了一種基于主軸電動機電流的數(shù)控機床主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),建立了主軸交流電動機轉(zhuǎn)矩輸出模型,深入研究了主軸組件故障診斷和主軸當(dāng)前運行能力評估原理,搭建了主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);實驗證明提出的主軸狀態(tài)監(jiān)測方法簡單、準(zhǔn)確、有效,具有很高的性價比,從而為數(shù)控機床狀態(tài)在線監(jiān)測提供了技術(shù)支撐。
交流主軸伺服電動機在結(jié)構(gòu)上有以下三方面的新發(fā)展。
(1)輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機為了滿足機床切削加工的需要,要求主軸電動機在任何切削速度下都能提供恒定的功率。但主軸電動機本身由于特性的限制,在低速時為恒轉(zhuǎn)矩輸出,而在高速區(qū)為恒功率輸出。主軸的恒定特性用恒轉(zhuǎn)矩范圍的最高速度和恒功率時最高速之比來表示。一般的交流主軸電動機,這個比例為1:3~1:4。為了使低速區(qū)也有恒功率,在主軸和電動機之間裝有主軸變速箱。如果主軸電動機本身有寬的恒功率范圍,則可省掉變速箱,簡化主軸結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)在已開發(fā)出一種稱為輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機。輸出切換方法很多,有三角一星形切換,繞組數(shù)切換或二者組合切換。尤其是繞組數(shù)切換非常方便。而且,每套繞組都能分別設(shè)計成最佳的功率特性,能得到非常寬的恒功率范圍,一般能達(dá)到1:8—1:30。
(2)液體冷卻電動機在電動機尺寸一定的條件下,輸出功率受電動機發(fā)熱的限制。為此,必須解決發(fā)熱的問題。一般采用風(fēng)扇冷卻的方法散熱。如果采用液體(潤滑油)強迫冷卻能在保持小體積條件下獲得大的功率輸出。液體冷卻主軸電動機結(jié)構(gòu)的特點是在電動機外殼和前端蓋中間有一個獨特的油路通道,用強迫循環(huán)的潤滑油經(jīng)此來冷卻繞組和軸承,使電動機能在20000 r/min高速下連續(xù)運行。這類電動機功率范圍也很寬。
(3)內(nèi)裝式主軸電動機如果能將主軸與電動機制成一體,就可省去齒輪結(jié)構(gòu),使主軸驅(qū)動簡化,這種主軸稱為電主軸。內(nèi)裝式主軸電動機的電動機軸就是主軸本身,而電動機的定子裝在主軸頭內(nèi)。
交流主軸伺服電動機從結(jié)構(gòu)上分有帶換向器和不帶換向器兩種。通常多用不帶換向器的三相感應(yīng)電動機。它的結(jié)構(gòu)是定子上裝有對稱三相繞組,而在圓柱體的轉(zhuǎn)子鐵芯上嵌有均勻分布的導(dǎo)條,導(dǎo)條兩端分別用金屬環(huán)把它們連在一起,稱為籠式轉(zhuǎn)子。為了增加輸出功率,縮小電動機的體積,采用了定子鐵芯在空氣中直接冷卻的辦法,沒有機殼,而且在定子鐵芯上做出了軸向孔以利通風(fēng)。為此,電動機外形呈多邊形而不是圓形。電動機軸的尾部同軸安裝有檢測元件。
直流無刷電動機(Brushless DC Motor)是沒有電刷和換向器的直流電動機。
結(jié)構(gòu)上是永磁交流同步電機,利用電力電子技術(shù)(變頻器)輸入交流訊號到馬達(dá)。但這些交流訊號不是正弦波,只是雙向的直流電,波形沒有限制。但新型向量控制技術(shù)已對無刷直流電機使用正弦波控制,使得轉(zhuǎn)矩波動和低速性能均有較大改善。
較簡單的結(jié)構(gòu)是有一枚永久磁鐵及兩組(四個)線圈,兩組線圈輪流開關(guān)。永久磁鐵是轉(zhuǎn)子,線圈是定子。當(dāng)磁鐵與線圈成一直線的時候,斷開該組線圈,啟動下一組線圈。
與傳統(tǒng)有刷式直流電動機相比,無刷式較為安全和可靠。碳刷長期使用有碳粉,高溫環(huán)境下,碳粉可能會爆炸。因此,需要定期清理,同時保養(yǎng)成本較高。