❶ 可採用哪些方法來擴大主軸有級變速范圍
數控機床主軸變速方式主要有無級變速、分段無級變速和內置電機變速等幾種
(1)定傳動比的連接形式,無級變速
在小型數控機床上,主電動機和主軸一般採用定傳動比的連接形式,或是主電動機和主軸直接連接的形式,在使用定傳動比傳動時,為了降低雜訊與振動.通常採用V形帶或同步帶傳動。電動機和主軸直接連接的形式,可以大大簡化主軸傳動系統的結構,有效提高主軸剛度和可靠性,但是,其主軸的輸出轉矩、功率和恆功率調速范圍決定於主電動機本身,另外,主電動機的發熱對主軸精度有一定的影響。
1)採用交流主軸驅動系統實現無級變速傳動,在早期的數控機床或大型數控機床(主軸功率超過100 kW)上,也有採用直流主軸驅動系統的情況。
2)在經濟型、普及型數控機床上,為了降低成本,可以採用變頻器帶變頻電動機或普通交流電動機實現無級變速的方式。
3)在高速加工機床上,廣泛使用主軸和電動機一體化的新穎功能部件—電主軸。電主軸的電動機轉子和主軸,一體,無須任何傳動部件,可以使主軸的轉速達到數萬轉.甚至十幾萬轉侮分鍾。
此傳動系統由主軸電機通過V形皮帶或同步齒形帶將運動直接傳給主軸,主軸的變速由主軸電機的變速來實現,它主要用在數控機床和小型加工中心上,這種傳動方式可以避免齒輪傳動時的振動和雜訊,結構簡單,調整和維護方便,但主軸特性完全由主軸電機的輸出特性決定,這就對主軸電機提出了較高的要求。
數控機床所用的主軸電機有直流主軸伺服電機和交流主軸伺服電機兩種。直流主軸伺服電機用得較早,驅動技術成熟,使用比較普遍,但其結構中的電刷易被換向時產生的火花燒毀,必須定期維修。交流主軸電機沒有電刷,不產生火花,使用壽命長,維護方便,己成為現代數控機床傳動系統的主要驅動元件。另外,機械式無級變速在數控機床主傳動中也不乏少見,機械無級變速裝置大多是靠摩擦力傳遞轉矩,並通過改變主動件和從動件的傳動半徑,將輸入軸的恆轉速轉變為輸出軸的一定范圍內的無級轉速.機械無級變速的顯著特點是易發熱磨損,傳動效率不高,功率多在20k W以下,變速范圍一般為3-15 r/min,遠低於數控機床對主傳動系統變速范圍的要求。因此,必須加上分級變速機構才能滿足使用。
❷ 直流電動機常用調速方法有哪些
1、弱磁調速,改變勵磁電流,升壓就降速。
2、改變電樞電壓,升壓就升速,降壓就降速。
改變電壓必需要有一個調壓裝置,可以是串電阻,可以是用直流調壓器。但在弱磁調速中,勵磁電壓一定要有,如果沒有勵磁電壓將會產生飛車,那是很危險的。
直流電動機調速特點
1、調速性能好。電動機在一定負載的條件下,根據需要,人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下,實現均勻、平滑的無級調速,而且調速范圍較寬。
2、起動力矩大。可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此,凡是在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械,例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等,都用直流電動機拖動。
(2)常用擴大變速范圍的方法擴展閱讀
電動機調速方式
1、調壓調速
改變電動機定子電壓來實現調速的方法。調壓調速,對於單相電動機,可在0~220V之間的某值;對於三相電動機,可在0~380V之間的某值。調壓用變壓器,如果變壓器的調壓是有級的,電動機的調速也是有級的,如果變壓器的調壓是無級的,那麼電動機調速也是無級的。
2、變極調速
改變電動機定子繞組的接線方式來改變電動機的磁極對數,從而可以有級地改變同步轉速,實現電動機轉速有級調速。這種調速電動機目前有定型系列產品可供選用,比如單繞組多速電動機.
3、變頻調速
改變非同步電動機定子端輸人電源的頻率,且使之連續可調來改變它的同步轉速,實現電動機調速的方法稱為變頻調速。最節能高效的就是變頻電機,只是需要在電源部分安裝變頻器成本太高。
4、電磁調速
電磁調速非同步電動機(俗稱滑差電動機)為一種簡單可靠的交流無級調速設備。電動機採用組合式結構,由拖動電動機、電磁轉差離合器和測速發電機等組成,測速發電機是作為轉速反饋信號源供控這用。這類電動機的無級調速是通過電磁轉差離合器來實現的。
❸ 機床柱傳動系統設計中,擴大變速范圍的方法有哪些
1、培養綜合運用和鞏固擴大已學過的知識,以提高理論聯系實際的設計與計算能力。
2、培養收集、閱讀、分析和運用資料的能力,以提高能夠獨立工作的綜合素質能力。
3、使初步掌握機床設計的步驟與方法,以提高結構設計和編制技術文件的能力。
4、使熟練掌握計算機輔助設計、主軸組件優化設計和主軸剛度的校核計算等,以提高運用現代設計方法的能力。
5、此設計過程是畢業設計教學環節實施的技術准備。
❹ 三相非同步電動機實現變速的幾種方法
一、變極調速 這種調速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數達到調速目的,特點如下:具有較硬的機械特性,穩定性良好;無轉差損耗,效率高;接線簡單、控制方便、價格低。有級調速,級差較大,不能獲得平滑調速;可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調速特性。本方法適用於不需要無級調速的生產機械,如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。 二、變頻調速 變頻調速是改變電動機定子電源的頻率,從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器,變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類,目前國內大都使用交-直-交變頻器。其特點:效率高,調速過程中沒有附加損耗;應用范圍廣,可用於籠型非同步電動機; 調速范圍大,特性硬,精度高;技術復雜,造價高,維護檢修困難。本方法適用於要求精度高、調速性能較好場合。 三、串級調速 串級調速是指繞線式電動機轉子迴路中串入可調節的附加電勢來改變電動機的轉差,達到調速的目的。大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產生附加的裝置,把吸收的轉差功率返回電網或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式,串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式,多採用晶閘管串級調速,其特點為:可將調速過程中的轉差損耗回饋到電網或生產機械上,效率較高;裝置容量與調速范圍成正比,投資省,適用於調速范圍在額定轉速70%-90%的生產機械上; 調速裝置故障時可以切換至全速運行,避免停產;晶閘管串級調速功率因數偏低,諧波影響較大。本方法適合於風機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。 四、繞線式電動機轉子串電阻調速: 繞線式非同步電動機轉子串入附加電阻,使電動機的轉差率加大,電動機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大,電動機的轉速越低。此方法設備簡單,控制方便,但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速,機械特性較軟。 五、定子調壓調速 當改變電動機的定子電壓時,可以得到一組不同的機械特性曲線,從而獲得不同轉速。由於電動機的轉矩與電壓平方成正比,因此最大轉矩下降很多,其調速范圍較小,使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調速范圍,調壓調速應採用轉子電阻值大的籠型電動機,如專供調壓調速用的力矩電動機,或者在繞線式電動機上串聯頻敏電阻。為了擴大穩定運行范圍,當調速在2:1以上的場合應採用反饋控制以達到自動調節轉速目的。調壓調速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源,目前常用的調壓方式有串聯飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速的特點:調壓調速線路簡單,易實現自動控制;調壓過程中轉差功率以發熱形式消耗在轉子電阻中,效率較低。調壓調速一般適用於100KW以下的生產機械。 六、電磁調速電動機調速 電磁調速電動機由籠型電動機、電磁轉差離合器和直流勵磁電源(控制器)三部分組成。直流勵磁電源功率較小,通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成,改變晶閘管的導通角,可以改變勵磁電流的大小。電磁轉差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和後者沒有機械聯系,都能自由轉動。電樞與電動機轉子同軸聯接稱為主動部分,由電動機帶動;磁極用聯軸節與負載軸對接稱為從動部分。當電樞與磁極均為靜止時,如勵磁繞組通以直流,則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極性交替的磁極,其磁通經過電樞。當電樞隨拖動電動機旋轉時,由於電樞與磁極間相對運動,因而使電樞感應產生渦流,此渦流與磁通相互作用產生轉矩,帶動有磁極的轉子按同一方向旋轉,但其轉速恆低於電樞的轉速N1,這是一種轉差調速方式,變動轉差離合器的直流勵磁電流,便可改變離合器的輸出轉矩和轉速。電磁調速電動機的調速特點:裝置結構及控制線路簡單、運行可靠、維修方便;調速平滑、無級調速; 對電網無諧影響;速度失大、效率低。本方法適用於中、小功率,要求平滑動、短時低速運行的生產機械。 七、液力耦合器調速方法 液力耦合器是一種液力傳動裝置,一般由泵輪和渦輪組成,它們統稱工作輪,放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體,當泵輪在原動機帶動下旋轉時,處於其中的液體受葉片推動而旋轉,在離心力作用下沿著泵輪外環進入渦輪時,就在同一轉向上給渦輪葉片以推力,使其帶動生產機械運轉。液力耦合器的動力轉輸能力與殼內相對充液量的大小是一致的。在工作過程中,改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉速,作到無級調速,其特點為:功率適應范圍大,可滿足從幾十千瓦至數千千瓦不同功率的需要;結構簡單,工作可靠,使用及維修方便,且造價低;尺寸小,能容大;控制調節方便,容易實現自動控制本方法適用於風機、水泵。
❺ 擴大傳動系統變速范圍的工作原理
原理是通過撥動變速桿,切換中間軸上的主動齒輪。通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合,從而改變驅動輪的轉矩和轉速。
❻ 數控機床的主傳動變速方式有哪幾種各有何優缺點
無級變速和有級變速兩種方式:1.帶有變速齒輪的主運動:通過少數幾對齒輪傳動,擴大變速范圍,確保低速時扭矩以滿足主軸輸出扭矩特性的要求。2.通過帶傳動的主運動:主要用在轉速較高、變速范圍不大的小型數控機床上。電機本身的調整就能夠滿足要求,不用齒輪變速,可以避免由齒輪傳動所引起的振動和噪音。它適用於高速低轉矩特性的主軸。3.用兩個電機分別驅動:主軸用兩個電機驅動分別主軸,是上述兩種方式的混合傳動,具有上述兩種性能,高速時由一個電機通過帶傳動;低速時由另一個電機通過齒輪傳動齒輪起到降低速和擴大變速范圍的作用。4.內裝電動機主軸傳動結構,簡化結構,提高剛度。❼ 交流電機如何調速
一、變極對數調速方法 :改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數達到調速。
二、變頻調速方法 :使用變頻器改變電動機定子電源的頻率,從而改變其同步轉速的調速方法。
三、串級調速方法 :串級調速是指繞線式電動機轉子迴路中串入可調節的附加電勢來改變電動機的轉差,達到調速的目的。
大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產生附加的裝置,把吸收的轉差功率返回電網或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式,串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式,多採用晶閘管串級調速。
四、繞線式電動機轉子串電阻調速方法: 線式非同步電動機轉子串入附加電阻,使電動機的轉差率加大,電動機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大,電動機的轉速越低。此方法設備簡單,控制方便,但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速,機械特性較軟。
五、定子調壓調速方法 :改變電動機的定子電壓時,從而獲得不同轉速。由於電動機的轉矩與電壓平方成正比,因此最大轉矩下降很多,其調速范圍較小,使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調速范圍,調壓調速應採用轉子電阻值大的籠型電動機,如專供調壓調速用的力矩電動機,或者在繞線式電動機上串聯頻敏電阻。
(7)常用擴大變速范圍的方法擴展閱讀:
額定轉速n=60f/p(1-s)=同步轉速N1(1-S) f電源頻率 p電機極對數 s轉差率
1.利用變頻器改變電源頻率調速,調速范圍大,穩定性平滑性較好,機械特性較硬。就是加上額定負載轉速下降得少。屬於無級調速。適用於大部分三相鼠籠非同步電動機。
2.改變磁極對數調速,屬於有級調速,調速平滑度差,一般用於金屬切削機床。3.改變轉差率調速。
(1)轉子迴路串電阻:用於交流繞線式非同步電動機。調速范圍小,電阻要消耗功率,電機效率低。一般用於起重機。
(2)改變電源電壓調速,調速范圍小,轉矩隨電壓降大幅度下降,三相電機一般不用。用於單相電機調速,如風扇。
(3)串級調速,實質就是就是轉子引入附加電動勢,改變它大小來調速。也只用於繞線電動機,但效率得到提高。
用單相電容式電機說明:
單相電機有兩個繞組,即起動繞組和運行繞組。兩個繞組在空間上相差90度。在起動繞組上串聯了一個容量較大的電容器,當運行繞組和起動繞組通過單相交流電時,由於電容器作用使起動繞組中的電流在時間上比運行繞組的電流超前90度角,先到達最大值。
在時間和空間上形成兩個相同的脈沖磁場,使定子與轉子之間的氣隙中產生了一個旋轉磁場,在旋轉磁場的作用下,電機轉子中產生感應電流,電流與旋轉磁場互相作用產生電磁場轉矩,使電機旋轉起來。
在實際應用中,交流電動機總是與生產機械相聯系,形成電力拖動系統。不同的生產機械要求不同的速度,即使同一個生產機械在不同的運行工況下,也需要不同的速度。
因而需要對拖動系統的運行速度加以調節,即產生了交流電動機調速.交流電動機,尤其是籠型感應電動機,由於沒有機械換向裝置,結構簡單、運行可靠、維護方便、造價低廉。
且有良好的節能效果,在單機容量和速度極限等方面都比直流電動機高;特別是在灰塵多、有爆炸危險的惡劣環境里,交流電動機更為適用。
❽ 調速范圍與哪些因素有關 如何擴大調速系統的調速范圍
電機調速范圍
調速范圍是衡量系統變速能力的指標。調速范圍有兩種表示方式:一是以調速系統實際可以達到的最低轉速與最高轉速之比表示,如1:100等;二是以最高轉速與最低轉速的比值(D值)表示,如D=100等,兩者的本質相同。
調速電機是利用改變電機的級數、電壓、電流、頻率等方法改變電機的轉速,以使電機達到較高的使用性能的一種電機。
優點
結構簡單,運行穩定,使用可靠,維護方便;
直接使用三相交流電源,設備少;
起動性能好,起動力矩大,起動平滑;
控制功率小,便於自控、遙控和群控;
調速精度高,與本廠普通系列控制器配合後,轉速變化率不大於2.5℅, 與本廠精密型控制配合後,轉速變化率小於1℅;
調速范圍廣,無失控區。由於以上優異性能,調速電動機已廣泛用於鋼鐵、電站、電纜、化工、石油、水 泥、紡織、印染、造紙、機械等工業部門作恆轉矩或遞減轉矩的負載機械無級調速之 用,尤其適宜作流量變化較大的泵和風機類負載托動之用,能夠獲得良好的節能效果。