电主轴电动机及控制技术

       电主轴电动机设计决定了主轴的最大功率、力矩以及电主轴的性能。合理选握电机类型,设计电机的电磁参数,使电主轴单位体积下的功率密度更高,体积和转动惯量相对更小具有重要意义。

       频率恒定的异步电机是按照频率为某一给定值进行设计的,要求实际使用时电机的频率在很小的范围内变动,一般变动范围不超过额定频率的1%,否则电机的性能会产生很多变化。电主轴电机根据工作需要,具有较宽的调速范围。采用变频器驱动,可以满足工作中转速的不断变化及高速化等要求。因此,电主轴电机是随着供电频率的变化而变化的,电机的输出特性均能满足使用要求,这就要求电主轴电机的电压与频率的比值不变,即保证频率变化时电机内电磁场磁密保持恒定。

       高速电主轴运转时绕组电流和铁芯中磁通交变频率增加,导致其基本电气损耗增加,高频附加损耗增加。特别是高速旋转增大了转子表面风磨损耗和轴承损耗在总损耗中的比重。由于损耗而产生的电主轴温升与运行速度和散热条件密切相关,需要应用电磁场、应力场与温度场耦合分析,计算其损耗和温度场分布。同时,与普通电机相比,电主轴单位体积总体功率密度及损耗较大,散热面积较小,电主轴散热及冷却方式是其设计的难点。

       高速电主轴电机设计方法与传统的正弦供电工频电机设计方法相比,不同之处在于:

       (1)设计时不需要考虑起动问题,低速段实行恒转矩调速,可输出足够大的转矩。

       (2)为了减少集肤效应的影响并降低转子铜耗,转子槽应设计成浅槽。

       (3)为提高效率、输出功率、输出转矩和转子临界转速,设计时尽量增加径向尺寸,减小轴向尺寸。

       (4)设计基准点一般不在50Hz。

       (5)需要考虑高次谐波的影响。

       (6)在某一工作点可采用传统的异步电机电磁设计方法;在频率变化时,需要计算在不同频率下电机的稳态运行特性.

       完整的电主轴性能描述方式是用功率、转矩、电压、电流与转速的关系曲线来全面描述电主轴的性能。典型的电主轴特性曲线如图1.11所示。根据曲线,可以准确地得到有关电主轴具体工作性能的描述信息。实际上电主轴的性能曲线不仅与电机有关,而且与驱动电机运行的控制工作方式有关，对于交流异步感应电主轴,其控制方式有标量控制、矢量控制及直接转矩控制三种类型。如果选择高速电主轴？安阳恒拓电主轴供应商建议您选择科技高、实力强、售后服务好的公司。24小时服务热线：188-0372-2998。