基本介紹
- 中文名：交流主軸電動機
- 外文名：Ac spindle motor
- 類型：感應式異步交流電動機
- 特點：低速恆轉矩、高速恆功率
結構,原理,發展方向,
結構
交流主軸伺服電動機從結構上分有帶換向器和不帶換向器兩種。通常多用不帶換向器的三相感應電動機。它的結構是定子上裝有對稱三相繞組，而在圓柱體的轉子鐵芯上嵌有均勻分布的導條，導條兩端分別用金屬環把它們連在一起，稱為籠式轉子。為了增加輸出功率，縮小電動機的體積，採用了定子鐵芯在空氣中直接冷卻的辦法，沒有機殼，而且在定子鐵芯上做出了軸向孔以利通風。為此，電動機外形呈多邊形而不是圓形。電動機軸的尾部同軸安裝有檢測元件。
原理
交流主軸伺服電動機的工作原理：當定子上對稱三相繞組接通對稱三相電源以後，由電源供給勵磁電流，在定子和轉子之間的氣隙內建立起以同步轉速旋轉的旋轉磁場，依靠電磁感應作用，在轉子導條內產生感應電熱。因為轉子上導條已構成閉合迴路，轉子導條中就有電流流過，從而產生電磁轉矩，實現由電能變為機械能的能量變換。
發展方向
交流主軸伺服電動機在結構上有以下三方面的新發展。
(1)輸出轉換型交流主軸電動機為了滿足工具機切削加工的需要，要求主軸電動機在任何切削速度下都能提供恆定的功率。但主軸電動機本身由於特性的限制，在低速時為恆轉矩輸出，而在高速區為恆功率輸出。主軸的恆定特性用恆轉矩範圍的最高速度和恆功率時最高速之比來表示。一般的交流主軸電動機，這個比例為1：3～1：4。為了使低速區也有恆功率，在主軸和電動機之間裝有主軸變速箱。如果主軸電動機本身有寬的恆功率範圍，則可省掉變速箱，簡化主軸結構。現在已開發出一種稱為輸出轉換型交流主軸電動機。輸出切換方法很多，有三角一星形切換，繞組數切換或二者組合切換。尤其是繞組數切換非常方便。而且，每套繞組都能分別設計成最佳的功率特性，能得到非常寬的恆功率範圍，一般能達到1：8—1：30。
(2)液體冷卻電動機在電動機尺寸一定的條件下，輸出功率受電動機發熱的限制。為此，必須解決發熱的問題。一般採用風扇冷卻的方法散熱。如果採用液體(潤滑油)強迫冷卻能在保持小體積條件下獲得大的功率輸出。液體冷卻主軸電動機結構的特點是在電動機外殼和前端蓋中間有一個獨特的油路通道，用強迫循環的潤滑油經此來冷卻繞組和軸承，使電動機能在20000 r/min高速下連續運行。這類電動機功率範圍也很寬。
(3)內裝式主軸電動機如果能將主軸與電動機製成一體，就可省去齒輪結構，使主軸驅動簡化，這種主軸稱為電主軸。內裝式主軸電動機的電動機軸就是主軸本身，而電動機的定子裝在主軸頭內。
