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数控转塔冲床用直流伺服电机

2020-05-06 16:36:24 数控冲床厂家 阅读

  由于数控转塔冲床的自身特点,如位移精度高、调速范围广、承载能力强、运动稳定性好、响应速度快等,对伺服电机的要求较高,特别是要具有较大的转矩一一惯量比。直流伺服电机具有较好的调速特性,尤其是他激直流电机具有较硬的机械特性,因此直流电机在数控转塔冲床中使用较广泛。然而一般的直流电机因其转子转动惯量较大,其输出转矩相对小,动态特性不好,不能满足机械加工的要求,特别是在低速运转条件下更是如此。因此,直流电机必须改进结构提高其特性,才能用于数控冲床的伺服系统。

  (1)小惯量直流伺服电机

  为使转子转动惯量尽可能的小,这种电机一般都做成细长形,转子光滑无糟。其特点是转动惯量比一般直流电机小一个数量级,机械时间常数小、加/减速能力强、响应侠、动态特性好。再加上其气隙尺寸大,采用高磁能永久磁铁,励磁绕组在铁心表面,因而绕组自磁下,电枢电流可增大。所以其瞬时峰值转矩可为额定转矩的10倍以上,调速范围宽,低速运转平稳。

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  (2)调速直流电机

  小惯量直流电机是从减小转子的转动惯量来改善电机动态特性的,然而正是因其惯量小。

  热容量也小,过载时间不能过长。其另一特点是转速高、愤量小。而机床的惯量大,两者之间必然使用齿轮减速才能很好地匹配。这在客观上需要一种大转矩、低转速的电机。

  宽调速直流伺服电机是在维持一般直流电机转动惯量不变的前提下,通过提高转短来改善其特性,电机定子采用矫顽力强的永磁材料。这种材料可使电机电流过载10倍而不会去磁,因而提高了电机的瞬时加速力矩,改善了动态响应,因此具有以下特性:

  ①动态响应好由于它有较大的转矩一一惯量比,因而它的加速度大、响应快、动态特性好。

  ②过载能力强因它有较大的热容量,可承受较大的峰值电流和过载转矩.在转矩为额定值的3倍,连续工作30分钟的情况下,其也枢温度仍不至升至危险程度。

  ③转矩大在相同的转子外径和电枢电流的情况下,产生较大的转矩.低速时也能输出大转矩,可不经齿轮减速而直接与丝杠连接,使结构大简化、精度提高。同时,由于其转动惯量大,外加负载的转动惯量对其影响小,易于和机床匹配。使工作平稳。

  ④调速范围宽由于电机的机械特性和调节特性的线性度好,低速时输出较大的转矩,所以调速范围宽.调速范围可达0.1-2000 r/min。

  ⑤可直接接有高精度检测元件一些测量转速和转角的检测元件(如测速发电机,旋转变压器,脉冲编码器等),可与之同轴安装,有利于精确定位。

  (3)直流伺服电机的调速

  对于直流电机的调速,理论上有三种方法:①改变电枢回路电阻;②改变气隙磁通量;③改变外加电压。用于数控冲床的电机要求既能正转、反转,又能快速制动。因此数控冲床的伺服系统一般都是可逆系统,但前两种方法不能满足数控冲床的要求。因此,主要采用调整电枢电压的方法来调节直流伺服电机的转速,它的供电系统能灵活地控制直流电压的大小和方向。目前,主要用晶明智控制方式(SCR -M)和脉宽调制方式(PWM - M)来提供可调的直流电源。