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數(shù)控機(jī)床伺服交流電動(dòng)機(jī)
日期：2009年11月03 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
自流伺服電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速性能，但卻存 m 4，10 ／幾g6ⅣnH曰n在一些固有的缺點(diǎn)：電刷和換向器易磨損，需要經(jīng)常維護(hù)：由于換向揣換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，使電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受到限制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制：而且直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，所用銅鐵材料消耗大，制造成本高。而交流伺服電動(dòng)機(jī)則沒有—卜述缺點(diǎn)，且轉(zhuǎn)子慣量較直流電動(dòng)機(jī)小，使其動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。一般來數(shù)控機(jī)床說，在同樣體積F，交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率叭[直流伺服電動(dòng)機(jī)提高10％~70％。另外，交流伺服電動(dòng)機(jī)的容量比直流伺服電動(dòng)機(jī)大，可達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。20吐紀(jì)so年代以來，交流調(diào)速技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展很快，打破了“直削《動(dòng)凋速，交流傳動(dòng)√；調(diào)速”的傳統(tǒng)分工格局。交流伺服電動(dòng)杌／“泛用在數(shù)控機(jī)床上，井取代了直流伺服電動(dòng)機(jī)。在交流伺服系統(tǒng)中采用同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)和異步型交流感數(shù)控機(jī)床應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)。交流異步(感應(yīng))伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容量大，主要用在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中；交流同步伺服電動(dòng)機(jī)可方便地缺得與頻率成正比的可變速度，得到非常硬的機(jī)構(gòu)特性和很寬的調(diào)速范圍，在電塬電壓和頻度固定不變時(shí)，它的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定不變的，主要用在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。(1)永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理史流同步伺服電動(dòng)機(jī)分為勵(lì)磁式、水磁式、磁阻式和磁滯式等四種。前兩種輸出功率范圍較寬，后兩種輸出功申小。各種交流司步伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)均類似，都由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)主要部分組成。四種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子差別較大，勵(lì)磁式同步伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其他三種同步伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)十分簡單；磁阻式和磁滯式同步伺服電動(dòng)機(jī)效串?dāng)?shù)控機(jī)床低，功率系數(shù)差。永磁式交流同步伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高，所以在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中多數(shù)采用永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)。永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和檢測元件三部分組成。電樞在定于上，定子具有齒槽，內(nèi)有三相交流繞組，形狀與普通交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子相同，但采取了許多改進(jìn)措施，如非整數(shù)節(jié)距的繞組、奇數(shù)的齒槽等。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是氣隙磁密度較高、數(shù)控機(jī)床極數(shù)較多。電動(dòng)機(jī)外形呈多邊形，月無外殼。轉(zhuǎn)子由多塊永磁鐵和沖片組成，磁場波形為正弦波。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)十還有一類足有極靴的星形轉(zhuǎn)子，采用矯形磁鐵或整體星形磁鐵。檢測元什(脈沖編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器)安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，它的作用是檢測出轉(zhuǎn)子磁場相對(duì)于定子繞組的位置。
水磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)工作原理和性能。工作原理 水磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的—I-作原理很簡甲，與勵(lì)磁式交流同步電動(dòng)機(jī)類似，即轉(zhuǎn)子磁場與定了磁場相互作數(shù)控機(jī)床用的原理。所刁；同的是，轉(zhuǎn)子磁場小是由轉(zhuǎn)子中激磁繞組產(chǎn)牛，而是山轉(zhuǎn)子永久磁鐵產(chǎn)生。具體描述是：當(dāng)定子三相繞組通上交流電后，就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速nl旋轉(zhuǎn)，如圖4-12所示：根據(jù)磁極的同性相斥、異性相吸的原理，定子旋轉(zhuǎn)磁極就要與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵磁極耳相吸引住，井帶著轉(zhuǎn)了 起旋轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)了也將以同步轉(zhuǎn)數(shù)～與定子旋轉(zhuǎn)磁場—起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸上加有負(fù)載轉(zhuǎn)折之后，將造成數(shù)控機(jī)床定子磁場軸線與轉(zhuǎn)子磁極軸線十一致(不覓合)，相差個(gè)口角，負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化，口角也變化。只要小超過一定yf限，轉(zhuǎn)于仍然跟著定子以同步轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。設(shè)轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)數(shù)為n，(r／加n)，則 ”廬n。：6q／駟 (4-28)式十 ／——電源交流電頻率，H2： 產(chǎn)——轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)。永磁交流同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)控機(jī)床問題是啟動(dòng)困難。這是由于轉(zhuǎn)子本身的慣旦以及定、轉(zhuǎn)子磁場之間轉(zhuǎn)速相差太人，使在啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子受到的平均轉(zhuǎn)靳為零，因此不能白啟動(dòng)。解決這個(gè)問題不采用加啟動(dòng)繞組的辦法，而足在設(shè)計(jì)十設(shè)法減小轉(zhuǎn)子慣量，以及在速度控制單元中采取先低速后高速的控制方法解決白啟動(dòng)問題。
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