主軸電動機

直流主軸電動機的結構與永磁式直流伺服電動機的結構不同。由於要求有較大的功率輸出，所以在結構上不能做成永磁式，而與普通直流電動機相同，也是由定子和轉子兩部分組成，一般是他激式。轉子由電樞和換向器組成，定子南主磁極和換向極組成，有的主軸電動機帶有補償繞組。這類電動機在結構上的特點是：為了改善換向性能，在結構上都有換向極，為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機熱量傳到主軸上，常採用軸向強迫風冷或水管冷卻技術。為適應主軸調速範圍寬的要求，一般主軸電動機都能在調速比1：100的範圍內實現無級調速，而且在基本速度以上達到恆功率輸出，在基本速度以下為恆轉矩輸出，以適應重負載的要求。電動機的主磁極和換向極都採用硅鋼片疊成。以便在負載變化或加速、減速時有良好的換向性能。電動機外殼為密封式，以適應惡劣的機加工車間的環境。在電動機的尾部一般都同軸安裝有脈衝發生器或脈衝編碼器作為速度反饋元件。

交流主軸電動機與進給電動機不同，它採用感應電動機形式。這是因為受永磁體的限制，當容量做得很大時電動機成本太高，另外數控機床主軸驅動系統不必像進給伺服驅動系統那樣，要求如此高的性能，因此，採用感應電動機完全能滿足主軸的要求。作為數控機床的主軸電動機，雖然可以採用普通籠型感應電動機，但一般而言，交流主軸電動機是專門設計的，如為了增加輸出功率，縮小體積，都採用定子鐵心在空氣中直接冷卻的辦法，沒有機殼，而且在定子鐵心上加工有軸向通風孔以利於散熱，為此電動機的外形多呈多邊形而不是圓形。交流主軸電動機的內部結構和普通交流非同步電動機相同，定子上有固定的三相對稱繞組，轉子多為帶斜槽的鑄鋁結構，每個槽內有一根導體，所有導體兩端用短路環短接，像是鼠籠。在這類電動機軸的尾部安裝有檢測用脈衝發生器或脈衝編碼器。

1)要有較寬的調速範圍．數控機床的主傳動要保證加工時選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。

2)數控機床主軸的變速是依指令自動進行的，要求能在較寬的轉速範圍內進行無級調速，並減少中間環節，簡化主軸箱。

3)在整個速度範圍內要求主軸均能提供切削所需的功率，並儘可能在全速範圍內提供主軸電動機的最大功率，即主軸恆功率範圍要寬。

4)要求主軸的正、反向轉動時都可進行自動加減速控制，並具有較高的旋轉精度和運動精度。

為滿足數控機床對主軸驅動的要求，主軸電動機必須具備下述功能。

1)主軸電動機的輸出功率要大，因為數控機床上90%以上的切削力都靠主軸電動機提供。

2)在整個調速範圍內速度穩定，且恆功率範圍寬。

3)在斷續負載下電動機轉速波動小，過載能力強。

4)加、減速時間短。

5)電動機溫升低。

6)電動機振動小、雜訊低。

7)電動機可靠性高、壽命長、易維護。

8)電動機體積小、質量輕，與機械連接容易。