常用的擴大轉速變速范圍的方法

1. 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。

2. 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。

(2)常用的擴大轉速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。

3. 改變三相非同步電機轉速有幾種方法

變極對數調速方法：這種調速方法是用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目的。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。

三相非同步電動機轉速公式為： n=60f/p(1-s)從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數p及轉差率s均可太到改變轉速的目的，下面松文機電具體介紹其七種調速方法。

工作原理

當向三相定子繞組中通入對稱的三相交流電時，就產生了一個以同步轉速n1沿定子和轉子內圓空間作順時針方向旋轉的旋轉磁場。由於旋轉磁場以n1轉速旋轉，轉子導體開始時是靜止的，故轉子導體將切割定子旋轉磁場而產生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由於轉子導體兩端被短路環短接，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。

以上內容參考：網路-三相非同步電動機

4. 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。

5. 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。

6. 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。