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交流主轴电机构成主传动调速系统分析

交流主轴电机构成主传动调速系统分析

作者:www.hcdianji.com    来源:www.hcdianji.com    发布时间:2018-11-05 20:58    浏览量:

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  数控机床应该随工件或刀具直径(diameter)的变化,以及不同的加工(Processing)材料(Material)的要求,提供最适应的切削速度,常采用主轴(Spindle)伺服单元和交流主轴马达构(organization)成主传动调速系统(system)。YE3三相异步电动机与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用。YE3三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。YE2三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。经济(Economy)型数控机床限于制造(zhì zào)成本(Cost),多采用交流异步电机串接齿轮(Gear)构成有级变速,虽然能够满足加工要求,但是缺点也很明显,例如要改变切削速度,需停车手动(shou dong)变速。若用交流异步电机配置(deploy)变频调速器直接拖动主轴,虽能无级变速,但电机低速输出功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)小,不能满足强力切削要求。由于轴承(bearing)极限转速(Rotational Speed)和额定频率(frequency)影响,电机转数不能太高,恒功率范围(fàn wéi)受到限制。经济型数控机床主传动系统一直难于平衡系统性能(xìng néng)和制造成本的矛盾(事物属性的对立)。目前国内研制的YP系列主轴变频调速交流电机,采用特殊电磁设计(Design),低速性能好,恒功率范围宽,如果和磁通矢量控制变频调速器配合构成主传动调速系统,性能接近主轴伺服单元和交流主轴电机构成的调速系统,价格(price)却低许多,为经济型数控机床主传动系统高性能低成本设计提供了解决方案(plan)。主传动系统分段无级变速传动方案的确定和分析(Analyse):传动方案的确定调速电机恒功率范围小于机床主轴恒功率范围,恒转矩范围又大于机床主轴恒扭矩范围,两者机械(machinery)特性不相匹配,直接驱动(Driver)主轴使低速段最大切削扭矩降低(reduce),需在调速电机和机床主轴之间串接一个机械分段变速装置(device)扩大调速电机的恒功率范围,使两者机械特性(Data Terminal Equipment)相匹配。主轴箱需增加两对传动副和一根传动轴(传动轴组成:轴管、伸缩套和万向节),对制造成本和系统可靠性不合适,也不宜采用。经济型数控机床主传动系统多取Z =2构成两级传动:低速级和高速级。

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