什么是電主軸系統(tǒng)?前面我們已經(jīng)了解過(guò)電主軸的基本構(gòu)成，下面我們講一下電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和主軸控制系統(tǒng)。

       單獨(dú)的電主軸無(wú)法實(shí)現(xiàn)其主軸變速的功能，也無(wú)法進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。除了上述介紹的電主軸本體以外，還有很多附件，如高頻裝置、潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置及換刀裝置等，組成電主軸系統(tǒng)，如圖1-3所示。

       因此，“電主軸”的概念不應(yīng)簡(jiǎn)單地理解為只是一根主軸套筒，一個(gè)單獨(dú)的電主軸也是不全面的，應(yīng)該是一個(gè)完整的、在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)控下的子系統(tǒng)。

一、電主軸系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器

        要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。無(wú)論是普通變頻器還是矢量控制驅(qū)動(dòng)器，它們都含有功率電子器件、微電子器件和計(jì)算機(jī)的硬件（單片機(jī)或DSP），也含有各類(lèi)控制策略的軟件等當(dāng)前最為活躍又仍在迅速發(fā)展的高新技術(shù)。其技術(shù)含量和價(jià)格均高于只含定子和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)，而且功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等性能指標(biāo)對(duì)價(jià)格的影響也較大。

二、電主軸系統(tǒng)：主軸控制系統(tǒng)

        在數(shù)控機(jī)床中，電主軸通常采用變頻調(diào)速方法，目前主要有普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制、矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制，以及直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。

       普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動(dòng)和控制，其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動(dòng)態(tài)性能不夠理想，在低速時(shí)控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能。但價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般用于磨床和普通的高速銑床等。

       矢量控制技術(shù)模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向，用矢量變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動(dòng)器在剛起動(dòng)時(shí)具有很大的轉(zhuǎn)矩值，加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，慣性很小，故起動(dòng)加速度大，可以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)后瞬時(shí)達(dá)到允許極限速度。這種驅(qū)動(dòng)器又有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種，閉環(huán)可以實(shí)現(xiàn)位置和速度的反饋，不僅具有更好的動(dòng)態(tài)性能，還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能。

       直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一種新型的高性能交流調(diào)整技術(shù)，其控制思路新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了，更適合于高速電主軸的驅(qū)動(dòng)，能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。

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