高速電主軸作為高速機(jī)床的核心部件，也是這類機(jī)床的主要熱源。在高速機(jī)床中，電主軸單元各部分的剛度和精度都較高，工作負(fù)荷小，由切削力引起的電主軸加工誤差也比較小。但是電主軸中電機(jī)的發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱是不可避免的，如果處理不當(dāng)，由此產(chǎn)生的熱變形會(huì)嚴(yán)重減小機(jī)床的加工精度。因此，在高速機(jī)床中，電主軸的熱特性成為影響加工精度的主要因素，直接限制了電主軸轉(zhuǎn)速的提高。
高速電主軸的熱源，高速電主軸的熱變形主要是由電機(jī)和主軸軸承的發(fā)熱引起的。在機(jī)床的加工過程中，電機(jī)的輸出功率是其在空轉(zhuǎn)時(shí)消耗的功率和切削時(shí)消耗的功率之和。在高速加工中，機(jī)床空轉(zhuǎn)功耗轉(zhuǎn)化的熱量成為高速加工機(jī)床的主要熱源。主軸軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，存在復(fù)雜的摩擦現(xiàn)象，加劇了加熱強(qiáng)度，直接影響電主軸系統(tǒng)的熱變形。
數(shù)控機(jī)床中，電主軸通常采用變頻調(diào)速的方法。 當(dāng)前，主要有三種控制模式：普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制，矢量控制驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)和控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制。
普通變頻是標(biāo)量驅(qū)動(dòng)和控制，其驅(qū)動(dòng)控制特性是恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，輸出功率與速度成正比。 普通變頻控制的動(dòng)態(tài)性能不理想，低速時(shí)控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，不具備C軸功能。 但是價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常用于磨床和普通的高速銑床。
矢量控制技術(shù)模仿了直流電動(dòng)機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)為導(dǎo)向，并通過矢量變換的方法來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。 剛啟動(dòng)時(shí)，矢量控制驅(qū)動(dòng)器具有較大的扭矩值。 另外，電主軸本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，慣性小，因此啟動(dòng)加速度大，啟動(dòng)后可以瞬間達(dá)到允許的極限轉(zhuǎn)速。 這種驅(qū)動(dòng)器有開環(huán)和閉環(huán)兩種。 后者可以實(shí)現(xiàn)位置和速度反饋，不僅具有更好的動(dòng)態(tài)性能，而且還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能。 前者的動(dòng)態(tài)性能較差，沒有C軸功能。 ，但是價(jià)格便宜。
直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后開發(fā)的另一種新型高性能交流速度控制技術(shù)。 它的控制思想新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，更適用于高速電主軸的驅(qū)動(dòng)，可以滿足高速電主軸的要求。 高速，寬速度范圍，高速和瞬時(shí)停止的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性已成為交流變頻器領(lǐng)域的熱門技術(shù)。
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