為了滿足上述數控工具機對主軸驅動的要求，主軸電動機必須具備下述性能：①電動機的輸出功率要大；②在大的調速範圍內速度應該穩定；③在斷續負載下電動機轉速波動小；④加速和減速時間短；⑤電動機溫升低；⑥振動、噪聲小；⑦電動機可靠性高，壽命長，容易維護；⑧體積小，重量輕，與機械連線容易；⑨電動機過載能力強。
基本介紹
- 中文名：直流主軸電動機
- 外文名：DC spindle motor
- 性能：輸出功率大、加減速時間短
- 特點：他勵式
特點,結構,性能,
特點
直流主軸電動機的輸出功率要大，因此在結構上不可能做成永磁式的。直流主軸電動機的結構與普通直流電動機的結構基本相同，為他勵式。其定子除了主磁極外，還有換向極，增加換向極是為了改善電動機的換向性能。電動機的主磁極和換向極都採用矽鋼片疊成。在主磁極上除了繞有主磁極繞組外，還繞有補償繞組。增加補償繞組是為了消除轉子反應磁動勢對氣隙主磁通的影響，改善電動機的調速性能。
直流主軸電動機的轉子與永磁直流伺服電動機的轉子相同，由轉子繞組和換向器組成。
直流主軸電動機外殼採取封閉式結構，以適應惡劣的工作環境。電動機採用軸向強迫通風冷卻或熱管冷卻，以改善冷卻效果，避免電動機熱量傳到主軸。電動機尾部同軸安裝有測速發電動機等速度反饋元件。
結構
為了滿足數控工具機對主軸驅動的要求，主軸電動機必須具備下述性能：
(1)電動機的輸出功率要大。
(2)在大的調速範圍內速度應該穩定。
(3)在斷續負載下電動機轉速波動小。
(4)加速和減速時間短。
(5)電動機溫升低。
(6)振動、噪聲小。
(7)電動機可靠性高、壽命長、容易維護。
(8)體積小、重量輕，與機械連線容易。
(9)電動機過載能力強。
直流主軸電動機的結構與永磁式直流伺服電動機的結構不同。因為要求主軸電動機輸出很大的功率，所以在結構上不能做成永磁式，而與普通的直流電動機相同，也是由定子和轉子兩部分組成，轉子與直流伺服電動機的轉子相同，由電樞繞組和換向器組成。而定子則完全不同，它由主磁極和換向極組成。有的主軸電動機在主磁極上不但有主磁極繞組，還帶有補償繞組。
這類電動機在結構上的特點是：為了改善換向性能，在電動機結構上都有換向極，為縮小體積，改善冷卻效果，以免使電動機熱量傳到主軸上，採用了軸向強迫通風冷卻或水管冷卻。為適應主軸調速範圍寬的要求，一般主軸電動機都能在調速比1：100的範圍內實現無極調速，而且在基本速度以上達到恆功率輸出，在基本速度以下為恆轉矩輸出，以適應重負荷的要求。電動機的主極和換向極都採用矽鋼片疊成，以便在負載變化或加速、減速時有良好的換向性能。電動機外殼結構為密封式，以適應機加工車間的環境。在電動機的尾部一般都同軸安裝有測速發電機作為速度反饋元件。
性能
基本速度以下時的速度均屬於恆轉矩範疇．通過改變電樞電壓的方法來調整速度的變化；同時基本速度以上的屬於恆功率範疇，可以通過控制激磁的調速方法來調整速度的變化。恆轉矩的速度範圍是恆功率的速度範圍的1/2。直流主軸電動機的過載能力較好，且大都能過載為連續額定電流的1.5倍。過載的時間因廠家不同有較大的差別。
直流主軸控制系統調壓調速部分是由電流環和速度環組成的雙環系統。直流主軸電動機的功率較大，主迴路功率元件常採用品閘管器件。採用他激式主軸電動機時，由於勵磁繞組與電樞繞組之間沒有連線關係，所以需要有直流電源來供電。磁場控制迴路由勵磁電流設定迴路、電樞電壓反饋迴路及勵磁電流反饋迴路三者的輸出信號經比較後來控制勵磁電流．電樞電壓在210 V以下時，電樞反饋電壓低於6.2 V，此時磁場控制迴路中電樞電壓反饋類似於開路，通過勵磁電流反饋作用來保持勵磁電流恆定並完成調壓調速。電樞電壓大於210 V時電樞反饋電壓高於6.2 V，勵磁電流反饋相當於開路，引入電樞反饋電壓形成負反饋。隨著電樞電壓的提高，調節器即對磁場電流進行弱磁升速，同時讓轉速提高。
