交流永磁同步电主轴的结构原理

接线图 2023年07月14日 23:00 319 admin

为克服感应异步电主轴存在的问题，新发展起来一种永磁同步电主轴。其基本结构如图1所示。单元中的主轴部件由高速精密轴承（如：陶瓷轴承、磁浮轴承等）支撑于电主轴的外壳中，外壳内还安装有电动机的定子铁心和三相定子绕组。为了有效散热，在壳体内开设了冷却管路。主轴系统工作时，由冷却泵打入专用冷却液带走主轴单元内的热量，保证电主轴正常工作。主轴为空心结构，其内部和尾端安装有拉、松刀机构，以实现自动换刀。主轴外套有电动机的转子，采用将永久磁铁埋入转子铁心中的内嵌式结构。在主轴的端部还装有激光编码器，以实现对主轴旋转位置的闭环控制，保证自动换刀时实现主轴准停和螺纹加工时的 C、 Z 轴联动。

交流永磁同步电主轴的结构原理第1张

图1　交流永磁同步电主轴的结构示意图

与交流异步电主轴相比，永磁同步电主轴的弱磁控制更容易实现。现通过图2进行说明。图中，永磁励磁磁链 ψ 的方向与 d⁃q 坐标系与 d 轴正方向一致。设与 ψ f 对应的等效励磁电流为 I f ，因此，如果能减小 I f 的作用，则可实现弱磁控制。为此，可通过电流控制，使定子电流 I s 的 d 轴分量 I d 的方向与 I f 相反。这样， d 轴实际磁链的大小将由（I f - I d ）的值确定。显然，由于（I f - I d ）小于 I f ， d 轴实际磁链将小于永磁励磁磁链 ψ f ，由此，即可实现永磁同步电主轴的弱磁控制。

交流永磁同步电主轴的结构原理第2张