永磁同步電主軸的感知和影響精度

    在數控機床中，電主軸通常采用變頻調速方法。目前主要有普通變頻驅動和控制、矢量控制驅動器的驅動和控制以及直接轉矩控制三種控制方式。那么，這三種控制方式有哪些不同呢？永磁同步電主軸將為大家做個詳細對比。

    普通變頻為標量驅動和控制，其驅動控制特性為恒轉矩驅動，輸出功率和轉速成正比。普通變頻控制的動態性能不夠理想，在低速時控制性能不佳，輸出功率不夠穩定，也不具備C軸功能。但價格便宜、結構簡單，一般用于磨床和普通的高速銑床等。

    矢量控制技術模仿直流電動機的控制，以轉子磁場定向，用矢量變換的方法來實現驅動和控制，具有良好的動態性能。

矢量控制驅動器在剛啟動時具有很大的轉矩值，加之電主軸本身結構簡單，慣性很小，故啟動加速度大，可以實現啟動后瞬時達到允許極限速度。

這種驅動器又有開環和閉環兩種，后者可以實現位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態性能，還可以實現C軸功能；而前者動態性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。

    直接轉矩控制是繼矢量控制技術之后發展起來的又一種新型的高性能交流調速技術，其控制思想新穎，系統結構簡潔明了，更適合于高速電主軸的驅動，更能滿足高速電主軸高轉速、寬調速范圍、高速瞬間準停的動態特性和靜態特性的要求，已成為交流傳動領域的一個熱點技術。

    通過對比可以看出，直接轉矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅動，設計的電主軸直接轉矩控制系統具有良好的動靜態特性，將直接轉矩控制方法應用于電主軸驅動控制系統是可行的，較適應高速數控機床驅動控制系統的快速響應要求。

無勵磁電流。永磁同步電主軸的轉子表貼永磁磁鋼，直接形成轉子磁場，無需勵磁電流，功率因素接近1，幾乎所有定子電流都用于輸出轉矩，具有較高的工作效率，能減少電機損耗。

　　永磁同步技術的應用能夠節省投資成本，同時提高效率；提高工件表面加工精度；擴大精密切削和低速強力切削的范圍；實現節能減耗。

　　無感應電流。永磁同步電主軸轉子無感應電流，轉子發熱小，且具有極佳的硬轉矩特性，在負載波動情況下仍具有較高的轉速穩定性，能保持砂輪的勻速轉動，因此，其加工零件表面的質量高。

　　較強的帶負載能力。永磁同步電主軸在額定轉速以下能滿足功率指標要求，嚴格遵循恒轉矩規律，在較小的范圍內具有很強的帶負載能力。

    永磁同步電主軸的影響精度分析：

    1、主軸系統的徑向不等剛度及熱變形。從以上可以看出影響電主軸回轉精度的主要原因就是軸承磨損，軸及接觸面磨損。

為了保證我們的電主軸能在保證精度的情況下正常工作，我們就要盡可能的降低軸承相關部位的磨損率，而降低磨損的主要方式就是潤滑，對軸承進行潤滑處理，保證良好的潤滑及冷卻效果。因此選擇合理正確的潤滑方式是保證電主軸正常工作的重要條件。

　　2、主軸誤差。主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差（使主軸軸心線發生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動量）。

　　3、軸承誤差。軸承誤差包括滑動軸承內孔或滾動軸承滾道的圓度誤差，滑動軸承內孔或滾動軸承滾道的波度，滾動軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線垂直度誤差，軸承端面之間的平行度誤差，軸承間隙以及切削中的受力變形等。