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超高速电主轴电机常见故障与解决办法

发布时间:2020-08-01 11:21:21


      超高速电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,Motor Spindle)。

  在使用超高速电主轴电机的时候,会遇到相关的故障,对于常见的高速主轴电机的故障,技术工程师对于这个问题给出了相关的参考意见和处理办法。

高速主轴电机常见故障.png

超高速电主轴电机常见故障与解决.png

  高速电机在以下各方面具有广阔的应用前景:

  (1) 高速电机在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用,而随着科学技术的发展,特殊要求越来越多,它的应用也会越来越广泛。

  (2) 随着汽车工业混合动力汽车的发展,体积小,重量轻的高速发电机将会得到充分的重视,并在混合动力汽车,航空,船舶等领域具有良好的应用前景。

  (3)由燃气轮机驱动的高速发电机体积小,具有较高的机动性,可用于一些重要设施的备用电源,也可作为独立电源或小型电站,弥补集中式供电的不足,具有重要的实用价值。

  由于高速电机转子上的离心力与线速度的平方成正比,高速电机要求具有很高的机械强度;又由于高速电机频率高,铁耗大,在设计时应适当降低铁心中的磁密,采用低损耗的铁心材料。

  轴承的研究也是与高速电机密不可分的内容,因为普通轴承难以承受在高速系统中承受长时间运行,必须采用新材料和新结构的轴承。

  高速电机可以有多种结构形式,如感应电机、永磁电机和磁阻电机等。电机在高速旋转时的离心力很大,当线速度达到200m/s以上时,常规叠片转子难以承受高速旋转产生的离心力,需要采用特殊的高强度叠片或实心转子。

  在转子动力学发展的近百年的历史中,出现过很多计算方法,发展到今天,现代的计算方法主要可以分为两大类:传递矩阵法和有限元法。

  有限元法的运动方程表达方式简洁,规范,在求解转子动力学问题或转子和周围结构一起组成的复杂机械系统的问题时,有很多优点。有限元法对复杂转子系统剖分庞大,计算结果比传递矩阵法准确,然而计算耗时长,占用内存大。现代计算机技术的发展,给有限元法提供了良好的硬件技术,。

  方案简述

  高速电机一般应用于数控雕刻机、精密磨床及高速离心设备等设备,本方案以数控雕刻机为例来阐述S350变频器在高速电机上的应用。

  超高速电主轴工艺要求

  主轴系统是数控雕刻机的重要组成部件,其性能对数控雕刻机整机的性能有着至关重要的影响。主轴电机多采用两极高速无刷水冷电机,噪音小、切割力度大,运行转速一般在0~24000RPM,对应的变频器运行频率为0~400HZ。因此系统要求稳速精度高、低速时力矩大、加减速时间短、高速时温升低等来满足高生产效率与加工品质。