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数控机床伺服交流电动机
日期：2009年11月03 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控机床
自流伺服电动机具有优良的调速性能，但却存 m 4，10 ／几g6ⅣnH曰n在一些固有的缺点：电刷和换向器易磨损，需要经常维护：由于换向揣换向时会产生火花，使电动机的最高转速受到限制，也使应用环境受到限制：而且直流电动机的结构复杂，制造困难，所用铜铁材料消耗大，制造成本高。而交流伺服电动机则没有—卜述缺点，且转子惯量较直流电动机小，使其动态响应好。一般来数控机床说，在同样体积F，交流伺服电动机的输出功率叭[直流伺服电动机提高10％~70％。另外，交流伺服电动机的容量比直流伺服电动机大，可达到更高的电压和转速。20吐纪so年代以来，交流调速技术及应用发展很快，打破了“直削《动凋速，交流传动√；调速”的传统分工格局。交流伺服电动杌／“泛用在数控机床上，井取代了直流伺服电动机。在交流伺服系统中采用同步型交流伺服电动机和异步型交流感数控机床应伺服电动机。交流异步(感应)伺服电动机结构简单、制造容量大，主要用在主轴驱动系统中；交流同步伺服电动机可方便地缺得与频率成正比的可变速度，得到非常硬的机构特性和很宽的调速范围，在电塬电压和频度固定不变时，它的转速是稳定不变的，主要用在进给驱动系统中。(1)永磁交流同步伺服电动机的结构和工作原理史流同步伺服电动机分为励磁式、水磁式、磁阻式和磁滞式等四种。前两种输出功率范围较宽，后两种输出功申小。各种交流司步伺服电动机的结构均类似，都由定子和转子两个主要部分组成。四种电动机的转子差别较大，励磁式同步伺服电动机转子结构较复杂，其他三种同步伺服电动机转子结构十分简单；磁阻式和磁滞式同步伺服电动机效串数控机床低，功率系数差。永磁式交流同步伺服电动机结构简单、运行可靠、效率高，所以在数控机床进给驱动系统中多数采用永磁交流同步伺服电动机。永磁交流同步伺服电动机由定子、转子和检测元件三部分组成。电枢在定于上，定子具有齿槽，内有三相交流绕组，形状与普通交流感应电动机的定子相同，但采取了许多改进措施，如非整数节距的绕组、奇数的齿槽等。这种结构的优点是气隙磁密度较高、数控机床极数较多。电动机外形呈多边形，月无外壳。转子由多块永磁铁和冲片组成，磁场波形为正弦波。转子结构十还有一类足有极靴的星形转子，采用矫形磁铁或整体星形磁铁。检测元什(脉冲编码器或旋转变压器)安装在电动机轴上，它的作用是检测出转子磁场相对于定子绕组的位置。
水磁交流同步伺服电动机工作原理和性能。工作原理 水磁交流同步伺服电动机的—I-作原理很简甲，与励磁式交流同步电动机类似，即转子磁场与定了磁场相互作数控机床用的原理。所刁；同的是，转子磁场小是由转子中激磁绕组产牛，而是山转子永久磁铁产生。具体描述是：当定子三相绕组通上交流电后，就产生一个旋转磁场，该旋转磁场以同步转速nl旋转，如图4-12所示：根据磁极的同性相斥、异性相吸的原理，定子旋转磁极就要与转子的永久磁铁磁极耳相吸引住，井带着转了 起旋转，因此转了也将以同步转数～与定子旋转磁场—起旋转。当转子轴上加有负载转折之后，将造成数控机床定子磁场轴线与转子磁极轴线十一致(不觅合)，相差个口角，负载转矩变化，口角也变化。只要小超过一定yf限，转于仍然跟着定子以同步转数旋转。设转于转数为n，(r／加n)，则 ”庐n。：6q／驷 (4-28)式十 ／——电源交流电频率，H2： 产——转子磁极对数。永磁交流同步电动机的数控机床问题是启动困难。这是由于转子本身的惯旦以及定、转子磁场之间转速相差太人，使在启动时转子受到的平均转靳为零，因此不能白启动。解决这个问题不采用加启动绕组的办法，而足在设计十设法减小转子惯量，以及在速度控制单元中采取先低速后高速的控制方法解决白启动问题。
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