安阳市新程轴业机械有限公司

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、结构简单同步永磁电主轴厂家，一般用于磨床和普通的高速铣床等永磁电主轴。

   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永磁同步电主轴，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永磁电主轴厂家，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快速响应要求。

高速电主轴的两种冷却方式

  对于电主轴的整体冷却，通常有液体冷却和空气强制冷却两种方式。

   (1)液体冷却是指在电主轴的内部设计冷却水循环，在外部配备相应的冷却机,使冷却液体在主轴内部循环带走内部热量。这种冷却方式的优点设计简单可靠,冷却效果较为明显，缺点是对主轴轴芯的冷却效果比较差,冷却机的成本比较高。

   (2)空气强制冷却是指在电主轴的壳体与电机定子之间设计一个强制对流的通道,电机的发热量通过热传导进入到强制对流区,把热量带入空气中,实现电主轴的恒温工作。空气强制冷却具有无污染的特点。如果使用静压气体轴承，可以利用静压气体轴承的气体在主轴内部循环带走一部分电机的热量。

高速主轴是高速切削机床的部件，随着对主轴转速要求的不断提高，传统的齿轮——皮带变速传动系统由于本身的振动、噪音等原因已不能适应要求，取而代之的是一种新颖的功能部件——电主轴，它将主轴电机与机床主轴合二为一，实现了主轴电机与机床主轴的一体化。电主轴采用了电子传感器来控制温度，自带水冷或油冷循环系统，使主轴在高速旋转时保持恒温，一般可控制在20°~25°范围内某一设定温度，精度为± 0.7°，同时使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使主轴免维护、长寿命、高精度。

电主轴的价位从几万元到几十万元不等，在机床成本构成中占有一定比例。电主轴的质量、性能和水平在很大程度上决定了整机的质量、性能和水平，为此，日本学者将包括电主轴在内的功能部件产业统称为“中场”产业，取其足球“中场”术语的寓意，一是表明它在从原材料到整机的产业链中，处于“中场”位置，另一含义是取胜的关键在于它能否能够控制“中场”。

  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。

在制造机械产品的过程中，应用高速加工技术，很多难题都能够得到解决，而且加工精度高，质量有所保证，所以，该技术在制造业广泛应用，并已经成为主流技术。现在高速电主轴技术发展迅速，各个行业都根据自身的需要对该技术进行深入研究，在提高技术应用效率的同时，还要发挥其节能环保特性，实现智能化发展。

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