功率、扭矩大。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。电机为稀土永磁同步电机,具有极高的功率密度和转矩密度。与异步电机相比,在同体积下,该电机的功率、转矩可大一个等级;就是在同功率下,由于转子无需励磁电流,其转矩也明显大。生产率高。电机具有上佳的低速硬特性,可进行刚性攻丝,在轴承刚性和刀具硬度许可下,可进行硬金属、低速大吃刀量切削,高速小吃刀量精密切削,生产效率极大提高。
电主轴通常采用电主轴、电主轴或电主轴。
电主轴具有很高的刚度和阻尼,能大幅度提高加工效率、加工质量、刀具寿命、降低加工成本,这种轴承寿命多半无限长。
电主轴目前在电主轴单元中应用较多,这种轴承滚动体使用热压Si3N4陶瓷球,轴承套圈仍为钢圈,标准化程度高,对机床结构改动小,易于维护。
电主轴高速性能好,精度高,容易实现诊断和在线监控,但是由于电磁测控系统复杂,这种轴承价格十分昂贵,而且长期居高不下,至今没有得到广泛应用。
由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率,而且还可以显著提高工件的加工质量,所以其应用领域非常广泛,特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。高速电机技术:电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物,电动机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电动机,由此可见,关键技术是高速度下的动平衡。于是具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。目前,国内外机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构,特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。
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。在加速和制动过程中,通过改变频率进行加/减速,以免电动机温升过高。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。
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