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主轴电机与伺服电机的区别

光电世界
类别:
电机
标签:
  • 伺服
  • 主轴电机
  • 伺服电机
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2025-01-16 11:11

从用途上看,伺服电机主要负责机床的进给,使工件移动到刀具或刀具移动到工件,主要实现切削的工作,对扭矩和控制精度的要求较高;而主轴电机主要负责驱动机床主轴,带动工件或刀头旋转,对恒功率特性输出的要求较高,以满足不同转速下足够的扭矩输出能力。因此,在设计时,这两种电机会根据各自的应用需求分别做有针对性的参数优化。

主轴电机的特点

足够的输出功率:数控机床主轴的负载性质类似于“恒功率”,即当机床主轴转速较高时,输出转矩较小;主轴转速较低时,输出转矩较大,以保证主轴在不同的工况下都能有足够的驱动功率。也就是说要求主轴驱动装置(主轴电机)要具有“恒功率”特性的输出曲线;
转速范围:为保证数控机床能适应各种不同的刀具、加工材料;适应各种不同的加工工序,要求主轴电机有一定的转速范围。但对主轴的要求比进给电机要低一些。
速度精度:静差一般要求小于5%,较高要求小于1%;
快速:主轴驱动有时也用于定位功能,这就要求它还具有一定的快速性。

主轴电机

主轴电机恒功率输出曲线

伺服电机的特点

对伺服电机机械特性的要求: 要求伺服电机具有较小的转速降,在一定的转速范围内能保持恒定的转矩输出,以及静刚度。
需要实现高速控制响应:主要是在轮廓加工,特别是对曲率加工对象进行高速加工时,对伺服电机的转速、转矩控制响应时间有非常严格的要求。
电动机本身具有广泛的调速范围:用来满足数控机床适应各种不同的刀具、加工工件材料,并能适应各种不同的机械加工工艺。
具备过载转矩输出和恒转矩输出能力:机床进给(伺服电机)的机械负载性质主要是克服工作台摩擦和切削阻力,因此以“恒转矩”性质为主,同时也要具备短时间转矩过载能力。像市场上主流的伺服电机,过载能力可达3倍甚至更多。

伺服电机

伺服电机恒转矩输出特性

主轴电机与伺服电机的区别

原理区别
主轴电机是精密异步电机,因为数控机床对运动控制的要求很高,需要有良好的动态特性、较大的调速范围和精确的位置控制精度,所以需要专用的伺服电机。其原理与一般的鼠笼电动机相同,同步伺服电机与异步电机最大的区别在于转子的结构不同。同步电机的转子上有交错的极,因此需要相应的检测元件来检测转子的位置。当更换这些检测元件时也需要重新调整。

工作范围差异
伺服电机工作在最低转速与额定转速之间的恒转矩区,而主轴电机工作在额定转速与最高转速之间的恒功率区,因为为了实现较大的调速范围,主轴电机的额定转速一般都很低。

使用上的差异
电机用来检测转速的是转速发电机,霍尔元件均布在电机圆周上来检测转子的相对位置,而主轴电机用来检测电机转速的是位置编码器,电机编码器除了常规的A、B、R相正余弦信号外,还有C相和D相两个正余弦信号来检测电机转子的位置。

来源:ATO

C
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    • 月牙儿

      01-17
      感谢楼主👍
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