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倪工说机械@倪工说配件｜电主轴都有什么概念

电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术 ， 它与直线电机技术、高速刀具技术一起 ， 把高速加工推向一个新时代 。 电主轴是一套组件 ， 它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等 。 这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式 ， 使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来 ， 因此可做成“主轴单元” ， 俗称“电主轴”(ElectricSpindle ， MotorSpindle) ， 特性为高转速、高精度、低噪音、内圈带锁口的结构更适合喷雾润滑 。
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电动机的转子直接作为机床的主轴 ， 主轴单元的壳体就是电动机机座 ， 并且配合其他零部件 ， 实现电动机与机床主轴的一体化 。 随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善 ， 高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化 ， 基本上取消了带轮传动和齿轮传动 。 机床主轴由内装式电动机直接驱动 ， 从而把机床主传动链的长度缩短为零 ， 实现了机床的“零传动” 。
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这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式 ， 使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来 ， 因此可做成“主轴单元” ， 俗称“电主轴”(ElectricSpindle ， MotorSpindle) 。 由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机 ， 故也称为“高频主轴”（HighFrequencySpindle) 。 由于没有中间传动环节 ， 有时又称它为“直接传动主轴”（DirectDriveSpindle)
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在数控机床中 ， 电主轴通常采用变频调速方法 。 目前主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式 。 普通变频为标量驱动和控制 ， 其驱动控制特性为恒转矩驱动 ， 输出功率和转速成正比 。 普通变频控制的动态性能不够理想 ， 在低速时控制性能不佳 ， 输出功率不够稳定 ， 也不具备C轴功能 。 但价格便宜、结构简单 ， 一般用于磨床和普通的高速铣床等 。
矢量控制技术模仿直流电动机的控制 ， 以转子磁场定向 ， 用矢量变换的方法来实现驱动和控制 ， 具有良好的动态性能 。 矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值 ， 加之电主轴本身结构简单 ， 惯性很小 ， 故启动加速度大 ， 可以实现启动后瞬时达到允许极限速度 。 这种驱动器又有开环和闭环两种 ， 后者可以实现位置和速度的反馈 ， 不仅具有更好的动态性能 ， 还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差 ， 也不具备C轴功能 ， 但价格较为便宜 。
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【倪工说机械@倪工说配件｜电主轴都有什么概念】直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流调速技术 ， 其控制思想新颖 ， 系统结构简洁明了 ， 更适合于高速电主轴的驱动 ， 更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求 ， 已成为交流传动领域的一个热点技术 。


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