电主轴三种控制方式的对比分析
普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单,一般用于磨床和普通的高速铣床等。
矢量控制技术模仿直流电动机的控制,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的
电主轴图片
电主轴三种控制方式的对比分析
普通变频为标量驱动和控制,其驱动控制特性为恒转矩驱动,输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想,在低速时控制性能不佳,输出功率不够稳定,也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单,一般用于磨床和普通的高速铣床等。
矢量控制技术模仿直流电动机的控制,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值,加之电主轴本身结构简单,惯性很小,故启动加速度大,可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种,后者可以实现位置和速度的反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;而前者动态性能稍差,也不具备C轴功能,但价格较为便宜。
直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖,系统结构简洁明了,更适合于高速电主轴的驱动,更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求,已成为交流传动领域的一个热点技术。
通过对比可以看出,直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动,设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,较适应高速数控机床驱动控制系统的响应要求。
如何提高电主轴的国产化
由于电主轴的生产是一个跨行业的过程,需要多工种、多技术的配合,因此建立一个什么类型的企业才能满足这些需要,是们探讨的问题。
目前我国功能部件的生产厂家有4种类型:“院所型”,由研究所、大专院校以技术支撑发展而来的企业;“主厂型”,由主机厂逐步分离出来以生产某种功能部件为主发展起来的企业;“民企型”,在江浙一带大量涌现的民营企业,以劳动密集型、单一品种为主;“外商合资或是独资型”,生产部分较高水平的功能部件,但批量较小,没有独立的开发能力。
前端伸长40mm,机械手臂旋转时可避开工装器具,便于产品切割;选用了热缩筒夹与之配套使用,节省了每次更换刀具重新对刀的时间,提高了工作效率。主轴大功率达到5000W,强大的功率输出,可加工的材料范围扩大,自身重量3.5KG,轻巧便捷,采用HSK夹头,精度高,大夹持范围可到达10mm,通气自动换刀,提高了工作效率。主轴大功率达到5000W,强大的功率输出,可加工的材料范围扩大,自身重量3.5KG,轻巧便捷,采用HSK夹头,精度高,大夹持范围可到达10mm,通气自动换刀,提高了工作效率。
高速电主轴所具备的优点
传统的数控机床上的主轴运行,在发挥电机驱动作用的过程中,主要是带动中间的变速装置和传动装置,诸如齿轮、皮带以及联轴节等,此为“机械主轴”,也被形象地称为分离式和直联式主轴。与这种传统的主轴相比,电主轴具备的优点如下:
(1)主轴运行中,是通过内部安装的电机驱动的,不需要通过中间的变速装置和传动装置,其设计结构简单而且紧凑,能够提高运行效率而且精度很高。在运行的过程中,不会产生很大的噪声,振动也非常小。
(2)将交流变频技术充分利用起来,在额定转速范围内,电主轴可以无级变速。当机床运行的过程中,无论发生任何的工况,或者在负载变化的情况下,电主轴都有很好的适应性。
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