超高速電主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式,使主軸部件從機床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨立出來,因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”(ElectricSpindle,Motor
Spindle)。
在使用超高速電主軸電機的時候,會遇到相關(guān)的故障,對于常見的高速主軸電機的故障,技術(shù)工程師對于這個問題給出了相關(guān)的參考意見和處理辦法。


高速電機在以下各方面具有廣闊的應(yīng)用前景:
(1) 高速電機在空調(diào)或冰箱的離心式壓縮機等各種場合得到應(yīng)用,而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特殊要求越來越多,它的應(yīng)用也會越來越廣泛。
(2) 隨著汽車工業(yè)混合動力汽車的發(fā)展,體積小,重量輕的高速發(fā)電機將會得到充分的重視,并在混合動力汽車,航空,船舶等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
(3)由燃?xì)廨啓C驅(qū)動的高速發(fā)電機體積小,具有較高的機動性,可用于一些重要設(shè)施的備用電源,也可作為獨立電源或小型電站,彌補集中式供電的不足,具有重要的實用價值。
由于高速電機轉(zhuǎn)子上的離心力與線速度的平方成正比,高速電機要求具有很高的機械強度;又由于高速電機頻率高,鐵耗大,在設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)降低鐵心中的磁密,采用低損耗的鐵心材料。
軸承的研究也是與高速電機密不可分的內(nèi)容,因為普通軸承難以承受在高速系統(tǒng)中承受長時間運行,必須采用新材料和新結(jié)構(gòu)的軸承。
高速電機可以有多種結(jié)構(gòu)形式,如感應(yīng)電機、永磁電機和磁阻電機等。電機在高速旋轉(zhuǎn)時的離心力很大,當(dāng)線速度達到200m/s以上時,常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子難以承受高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,需要采用特殊的高強度疊片或?qū)嵭霓D(zhuǎn)子。
在轉(zhuǎn)子動力學(xué)發(fā)展的近百年的歷史中,出現(xiàn)過很多計算方法,發(fā)展到今天,現(xiàn)代的計算方法主要可以分為兩大類:傳遞矩陣法和有限元法。
有限元法的運動方程表達方式簡潔,規(guī)范,在求解轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題或轉(zhuǎn)子和周圍結(jié)構(gòu)一起組成的復(fù)雜機械系統(tǒng)的問題時,有很多優(yōu)點。有限元法對復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剖分龐大,計算結(jié)果比傳遞矩陣法準(zhǔn)確,然而計算耗時長,占用內(nèi)存大。現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展,給有限元法提供了良好的硬件技術(shù),。
方案簡述
高速電機一般應(yīng)用于數(shù)控雕刻機、精密磨床及高速離心設(shè)備等設(shè)備,本方案以數(shù)控雕刻機為例來闡述S350變頻器在高速電機上的應(yīng)用。
超高速電主軸工藝要求
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機的重要組成部件,其性能對數(shù)控雕刻機整機的性能有著至關(guān)重要的影響。主軸電機多采用兩極高速無刷水冷電機,噪音小、切割力度大,運行轉(zhuǎn)速一般在0~24000RPM,對應(yīng)的變頻器運行頻率為0~400HZ。因此系統(tǒng)要求穩(wěn)速精度高、低速時力矩大、加減速時間短、高速時溫升低等來滿足高生產(chǎn)效率與加工品質(zhì)。