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机床上传统的“旋转电机 + 滚珠丝杠”进给传动方式,由于受自身结构的限制,在进给速度、加速度、快速定位精度等方面很难有突破性的提高,已无法满足超高速切削、超精密加工对机床进给系统伺服性能提出的更高要求。直线电机将电能直接转换成直线运动机械能,不需要任何中间转换机构的传动装置。具有起动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为“零传动”。正是由于这种“零传动”方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1、高速响应
由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。
2、精度
直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。
3、动刚度高由于“直接驱动”,避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度
4、速度快、加减速过程短
由于直线电动机早主要用于磁悬浮列车(时速可达500km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的大进给速度(要求达60~100M/min 或更高)当然是没有问题的。也由于上述“零传动”的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的大加速度一般只有0.1~0.5g。
5、行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。
6、运动动安静、噪音低。由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。
7、效率高。由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。
1、开箱后应仔细清除电机上的尘土及轴伸部位的防锈层,同时注意小要损伤各结合部位的密封。
2、检查电机铭牌数据是否符合要求,并应特别注意出厂日期,仔细检查电机在运输过程中有无变形或损坏,紧固件是否松动或脱落,并盘车转动电机是否灵活。如电机的储存时间超过一年,应仔细检查釉承和轴承位有无锈蚀,脂润滑的滚动轴承应更换润滑脂。
3、核查电机实际外形安装尺寸与随机外形安装图是否吻合,与主机是否符合,备品配件是否齐全。
4、绕线式电动机需除掉导电滑环(集电环)上的塑料薄膜保护层,并检查滑环上的碳刷装置及各滑环和碳刷上的导电线是否短路和松动,并将导电滑环上的防锈油清除干净,避免电机运行时打火。
5、安装前安装人员必须熟悉制造厂所供给的随机技术文件:如产品说明书,装箱单、随机外形图等技术文件。
6、检查并调整基础高度及平面度,校对地脚螺孔的位置和尺寸。
7、开始安装前应校正对起重设备的容量,是否足够对重件的起吊,并且起吊方法也应预先加以考虑。
8、安装前应充分考虑电机的安装次序及在安装过程中,各阶段所用工具、量具及辅助材料等。
一、交流同步电动机
交流同步电动机是一种恒速驱动电动机,其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系,被广泛应用于电子仪器仪表、现代ban公设备、纺织机械等。
磁滞同步电动机
磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩而工作的同步电动机。它分为内转子式磁滞同步电动机、外转子式磁滞同步电动机和单相罩极式磁滞同步电动机。
内转子式磁滞同步电动机的转子结构为隐极式,外观为光滑的圆柱体,转子上无绕组,但铁心外圆上有用磁滞材料制成的环状有效层。
定子绕组接通电源后,产生的旋转磁场使磁滞转子产生异步转矩而起动旋转,随后自行牵入同步运转状态。在电动机异步运行时,定子旋转磁场以转差频率反复地磁化转子;在同步运行时,转子上的磁滞材料被磁化而出现了永磁磁极,从而产生同步转矩。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。
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