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電主軸三種控制方式的對比分析

 普通變頻為標量驅動和控制，其驅動控制特性為恒轉矩驅動，輸出功率和轉速成正比。普通變頻控制的動態性能不夠理想，在低速時控制性能不佳同步永磁電主軸廠家，輸出功率不夠穩定永磁電主軸，也不具備C軸功能。但價格便宜、結構簡單，一般用于磨床和普通的高速銑床等。

   矢量控制技術模仿直流電動機的控制，以轉子磁場定向，用矢量變換的方法來實現驅動和控制，具有良好的動態性能。矢量控制驅動器在剛啟動時具有很大的轉矩值，加之電主軸本身結構簡單，慣性很小，故啟動加速度大永磁同步電主軸，可以實現啟動后瞬時達到允許極限速度。這種驅動器又有開環和閉環兩種，后者可以實現位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態性能，還可以實現C軸功能；而前者動態性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。

   直接轉矩控制是繼矢量控制技術之后發展起來的又一種新型的交流調速技術，其控制思想新穎永磁電主軸廠家，系統結構簡潔明了，更適合于高速電主軸的驅動，更能滿足高速電主軸高轉速、寬調速范圍、高速瞬間準停的動態特性和靜態特性的要求，已成為交流傳動領域的一個熱點技術。

   通過對比可以看出，直接轉矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅動，設計的電主軸直接轉矩控制系統具有良好的動靜態特性，將直接轉矩控制方法應用于電主軸驅動控制系統是可行的，較適應高速數控機床驅動控制系統的快速響應要求。

1、齒輪傳動主軸：其轉速一般在6000r/min，電主軸剛性好、比較適合重切削的場合，其主軸一般配備到多頭的機床上；

2、皮帶傳動主軸：其轉速在8000r/min，結構簡單、生產容易、緩沖能力強、在主軸過載情況下打滑有效保護主軸；

3、直結式主軸：其主軸與電機通過軸聯器連接驅動，扭曲大、能耗小、其轉速在12000r/min以上，此類主軸一般使用在高速加工中心上；

4、電主軸：主軸與電機融為一體，其電機就是主軸，主軸就是電機，也可以這樣說主軸與電機合二為一了，此主軸的傳動鏈幾乎為零，其主軸的轉速在18000-40000r/min之間，還有更高轉速的電主軸，比如國外先進國家的電主軸軸承采用了磁浮軸承和靜承，其轉速可達到100000r/min，此類主軸一般應用在高速加工中心上。

另外磨用電主軸由于轉速分檔比較接近，用戶完全可以分開選擇不同的磨削要求，以更大更好的發揮電主軸的工作能力和效率潛力。而銑削和加工中心用電主軸在設計上通常有恒扭矩段和恒功率段相配合，以滿足寬速度范圍內的切削需要，低速需要大扭矩重切削，高速需要一定功率的精切削，所以電機制式與磨用電主軸等有較大不同。另外，磨用電主軸的電機參數制式通常標注S6制工作制，有S6-40%、S6-60%等幾種，這是與磨削的工作特性所分不開的，磨削時一個工件的磨削拍節通常包括，快速進刀、磨削、退刀、修砂輪等幾個步驟，電機功率的消耗不是恒定的負載，而且在磨用電主軸電機的設計上我們通常要提高其過載能力，因此，在看磨削電主軸的參數時會看到S1和S6兩組參數，S6通常比S1高出較多，一是與電機工作制有關，一是與電機的過載能力有關，標注S6制功率表明電機可以在30s~120s內短時過載到該功率制，長期使用只能按S1制使用，這一點是與其他電主軸不太相似的地方，一定要注意。

高速電機技術：電主軸是電動機與主軸融合在一起的產物，電動機的轉子即為主軸的旋轉部分，理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關鍵技術是高速度下的動平衡；

潤滑：電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑；也可以采用脂潤滑，但相應的速度要打折扣。所謂定時，就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量，就是通過一個叫定量閥的器件，控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑，指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉時會因油的阻力而發熱。

冷卻裝置：為了盡快給高速運行的電主軸散熱，通常對電主軸的外壁通以循環冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。

電主軸所采用的電動機多為交流異步感應電動機，由于永磁電機增強了使用性能，交流永磁同步電動機被廣泛應用，所表現出來的優點是，電主軸轉子不再散發熱量，電主軸不再產生熱變形，轉子沒有損耗，電主軸的運行效率提高，減小了轉動慣量，啟動和準停的速度加快。當電主軸處于低速運行狀態的時候，也能保持良好的性能。

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