机床厂为什么用直流电机,工业直流电机怎么使用

首页 > 机械设备 > 作者:YD1662023-05-17 05:56:14

随着经济的发展,机床的自动化日益兴起,其中机床系统内的核心部分的驱动源,即电机,起着关键性的作用,数控机床借助于电机输出的角位移和角速度,执行相应的动作;直流电机应用于数控机床,亦具有广泛的应用价值,其启动转矩一般较大,调速性能也较好,但其制造成本较高,可靠性也较差,相当于马达,在直流电的作用下,执行相应的输出;伺服电机相当于机床数控系统的无级变速装置,区别于马达,马达一般是由直流或者交流电流直接驱动,无法实现调速性能,伺服电机则主要受到信号的控制,在信号的作用下,实现高速的动作,执行相关的功能,其精度高,几乎不受环境的影响。本文将针对数控机床的直流电机和交流伺服电机展开论述,全面而系统的分析和研究数控机床的驱动技术。

机床厂为什么用直流电机,工业直流电机怎么使用(1)

一、数控机床的直流电机驱动技术

过去,数控机床的主要驱动技术采用的是直流电机驱动,在实际应用中,也广泛的应用,例如现今的大型的化工、冶金工业、大型同步发电机等等都广泛的应用,直流电机有诸多的优点,其调速性能较好,特别对于航空、电力机车等应用较好;如今的汽车电瓶、一些电动工具,较为屡见不鲜的机械设备中,直流电机也较为应用广泛。对于直流电机驱动,其为了达到较高的精度和机床的高速运作,多应用于高档数控机床,对于一般的数控机床,直流电机驱动应用较少,主要是其维护成本较高,可靠性较差。

机床厂为什么用直流电机,工业直流电机怎么使用(2)

对于现今的数控机床,数控机床多为快速加工,实时的高效地加工一些磨具、金属加削处理等等,直流电机驱动调速方便快捷,启动转矩较大,主要在大型的起重行业较为应用多点,而对于数控机床本身而言,没有实质性的效果,直流电机一般都较大,使用和维护相对于交流伺服电机而言比较困难。

数控机床一般工艺流程较简单,执行简单可靠即可,直流电机自身制造工艺复杂,其制造的成本的较高,其次是由于其维护较困难,对于数控机床,其长时间的实时运作,柔度较大,应用实际中,一般不允许有较多的故障出现,直流电机驱动,经常性地出现卡机现象,也造成不便,其可靠性也较差。数控机床采用数控编程的思想,一般采用输入信号电压作为输入电压,电机根据输入的脉宽数进行相应的工作,对于数控机床本身而言,其自动化程度和可靠性和加工精度都较高,一般均采用伺服电机作为驱动源。

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二、数控机床的伺服电机驱动技术

数控机床多采用的伺服电机技术,在日常生活中多使用交流电,而且可调,应用简单方便灵活。对于伺服电机的输出作为数控机床的驱动源,伺服电机通过接收到的电压信号,识别信号的占空比,从而实现伺服电机的转速的输出控制,其占空比比较大,时间常数相应比较小,能够快速的响应。

现今使用的多为交流伺服电机,交流伺服电机有着优良的特性,执行相应时间小,其功率值得调动.范围很大,相对于直流伺服电机而言,其执行的精度虽高,但在成本和实用下,性能比远远低于交流伺服电机,现如今,工业企业,机器人、流水线作业等等大小的实验,均采用的是交流伺服电机,交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机采用的是单片机输入的脉宽数,执行相应的反应动作,交流伺服电机通过接收到的脉宽数,执行电机的主轴(输出轴)的转速的控制。

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对于交流伺服电机,其驱动技术分为开环控制和闭环控制;对于开环交流伺服电机控制系统,交流伺服电机采用单片机输入的PWM脉宽数,交流伺服电机通过接收到的PWM脉宽数,执行电机的主轴的转速的控制,没有构成负反馈,直接通过接收到的脉宽数,由一个脉宽数对应的一个角度来计算,从而输出一个角位移或者是角速度,该开环控制系统精度不高,无法和系统之间的通讯连接起来,由于控制系统脉宽数存在缺失的情况,控制效果较差,系统稳定性不高,故开环交流伺服电机控制系统较难满足工业化设计的要求。

机床厂为什么用直流电机,工业直流电机怎么使用(5)

闭环交流伺服电机控制系统增加了负反馈的连接,其闭环控制系统亦是采用脉宽计数,从而实现控制电机轴的角位移和角速度的输出。由于交流伺服电机自身具有发送PWM脉宽数的功能,这个脉宽数在闭环控制系统中,和交流交流伺服电机接受到的脉宽数相互的影响,相互的调节,形成闭环控制系统,从而知道系统发送给了交流伺服电机多少脉宽数,交流伺服电机控制系统又收到了多少脉宽数,从而执行精确的电机轴的转速的输出,闭环交流伺服电机控制系统,控制误差较小,通过反馈回路,不断地调整系统响应参数,达到精确控制的目的,在现今的工业控制领域广泛应用。

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