數控沖床變頻調節主軸
發布者：卓東機械 發布時間：2013/4/28 8:18:26
數控沖床變頻調節主軸和伺服主軸的工作原理
主軸驅動系統包括主軸驅動器和主軸電動機。數控沖床主軸的無級調速則是由主軸驅動器完成。主軸驅動系統分為直流驅動系統和交流驅動系統，目前數控沖床的主軸驅動多采用交流主軸驅動系統即交流主軸電動機配備變頻器或主軸伺服驅動器。
為滿足數控沖床對主軸驅動的要求，主軸驅動系統必須具備下述功能：
(1)輸出功率大；
(2)在整個調速范圍內速度穩定，且恒功率范圍寬；
(3)在斷續負載下電動機轉速波動小，過載能力強；
(4)加、減速時間短；
(5)電動機溫升低;
(6)振動小、噪聲低s
(7)電動機可靠性高、壽命長、易維護；
(8)體織小、重量輕。
早期的數控沖床多采用直流主軸驅動系統。為使主軸電動機能輸出較大的功率，所以一般采用他激式的直流電動機。為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機過熱，常采用軸向強迫風冷或熱管冷卻技術。
直流主輸電動機驅動器有可控硅調速和脈寬調制PWM調速兩種形式。由于脈寬調制PWM調速具有很好的調速性能。因而在對靜動態性能要求較高的數控沖床選給驅動裝置上曾廣泛使用。而三相全校可控硅調速裝置則適用于大功率場合。
由于直流電動機需機械換向，換向器表面線速度、換向電流、電壓均受到限制。
所以限制了其轉速和功率的提高。并且它的恒功率調速范圍也較小。由于直流電動機的換向增加了電動機的創造難度、成本，并使調速控制系統變得復雜。另外換向器必須定時停機檢盔和維修，使用和維護都比較麻煩。
20世紀80年代后。微電子技術、交流調速理論、現代控制理論等有了很大發展，同時新型大功感半導體輯件如大功率晶體管GTR、絕緣柵雙極晶體管IGBT以及IPM智能模塊不斷成熟并應用于交流驅動系統。并可實現高轉速和大功率主軸驅動，其性能已達到和越過直流驅動系統的水平。交流電動機體積小、重量輕，采用全封閉理究。防灰塵和防污雜性能好，因此，現代數控沖床90%都采用交流主軸驅動系統。
交流主軸驅動系統通常采用感應電動機作為驅動電動機，由變頻逆變器實施控制。有速度開環或閉環控制方式。也有采用永磁同步電動機作為驅動電動機，由變頻逆變德實現速度環的矢量控制，這種方式具有快邃的動態響應特性，但其恒功率調速范圍鍍小。
正如前述，電動機的結構有籠型感應電動機和永磁式電動機兩種結構。對于迸給用交流伺服電動機，大都采用后一種結構形式，而交流主輸電動機與伺服進給電動機不同，交流主輸電動機多采用感應電動機。這是因為受永磁體的限制，當容量做得很大時，電動機成本太高，使數控沖床難以使用。另外數控沖床主軸驅動系統不必像迸給伺服驅動系統那樣要求如此高的佳能。調速范圍也可以不要太大。因此，采用感應電動機進行矢量控制就完全能滿足數位機床主軸的要求。
雖然可以采用普通感應電動機作為斂控機床的主軸電動機，但為了得到好的主軸待位而采用變頻矢量控制時，交流主輸電動機一觸是專門設計的，具有獨自的特點。
在電動機安裝上，有法蘭式和底座式兩種，可根據不同德要選用。
