常用的扩大转速变速范围的方法

1. 机床柱传动系统设计中，扩大变速范围的方法有哪些

1、培养综合运用和巩固扩大已学过的知识，以提高理论联系实际的设计与计算能力。
2、培养收集、阅读、分析和运用资料的能力，以提高能够独立工作的综合素质能力。
3、使初步掌握机床设计的步骤与方法，以提高结构设计和编制技术文件的能力。
4、使熟练掌握计算机辅助设计、主轴组件优化设计和主轴刚度的校核计算等，以提高运用现代设计方法的能力。
5、此设计过程是毕业设计教学环节实施的技术准备。

2. 交流电机如何调速

一、变极对数调速方法 ：改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速。

二、变频调速方法 ：使用变频器改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。

三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。

大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法： 线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。

五、定子调压调速方法 ：改变电动机的定子电压时，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。

(2)常用的扩大转速变速范围的方法扩展阅读：

额定转速n=60f/p（1-s）=同步转速N1（1-S） f电源频率 p电机极对数 s转差率

1.利用变频器改变电源频率调速，调速范围大，稳定性平滑性较好，机械特性较硬。就是加上额定负载转速下降得少。属于无级调速。适用于大部分三相鼠笼异步电动机。

2.改变磁极对数调速，属于有级调速，调速平滑度差，一般用于金属切削机床。3.改变转差率调速。

（1）转子回路串电阻：用于交流绕线式异步电动机。调速范围小，电阻要消耗功率，电机效率低。一般用于起重机。

（2）改变电源电压调速，调速范围小，转矩随电压降大幅度下降，三相电机一般不用。用于单相电机调速，如风扇。

（3）串级调速，实质就是就是转子引入附加电动势，改变它大小来调速。也只用于绕线电动机，但效率得到提高。

用单相电容式电机说明：

单相电机有两个绕组，即起动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器，当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。

在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。

在实际应用中，交流电动机总是与生产机械相联系，形成电力拖动系统。不同的生产机械要求不同的速度，即使同一个生产机械在不同的运行工况下，也需要不同的速度。

因而需要对拖动系统的运行速度加以调节，即产生了交流电动机调速.交流电动机，尤其是笼型感应电动机，由于没有机械换向装置，结构简单、运行可靠、维护方便、造价低廉。

且有良好的节能效果，在单机容量和速度极限等方面都比直流电动机高;特别是在灰尘多、有爆炸危险的恶劣环境里，交流电动机更为适用。

3. 改变三相异步电机转速有几种方法

变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。

工作原理

当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

以上内容参考：网络-三相异步电动机

4. 调速范围与哪些因素有关 如何扩大调速系统的调速范围

电机调速范围
调速范围是衡量系统变速能力的指标。调速范围有两种表示方式：一是以调速系统实际可以达到的最低转速与最高转速之比表示，如1:100等；二是以最高转速与最低转速的比值（D值）表示，如D=100等，两者的本质相同。

调速电机是利用改变电机的级数、电压、电流、频率等方法改变电机的转速，以使电机达到较高的使用性能的一种电机。

优点
结构简单，运行稳定，使用可靠，维护方便；
直接使用三相交流电源，设备少；
起动性能好，起动力矩大，起动平滑；
控制功率小，便于自控、遥控和群控；
调速精度高，与本厂普通系列控制器配合后，转速变化率不大于2.5℅， 与本厂精密型控制配合后，转速变化率小于1℅；
调速范围广，无失控区。由于以上优异性能，调速电动机已广泛用于钢铁、电站、电缆、化工、石油、水 泥、纺织、印染、造纸、机械等工业部门作恒转矩或递减转矩的负载机械无级调速之 用，尤其适宜作流量变化较大的泵和风机类负载托动之用，能够获得良好的节能效果。

5. 可采用哪些方法来扩大主轴有级变速范围

数控机床主轴变速方式主要有无级变速、分段无级变速和内置电机变速等几种

(1)定传动比的连接形式，无级变速
在小型数控机床上，主电动机和主轴一般采用定传动比的连接形式，或是主电动机和主轴直接连接的形式，在使用定传动比传动时，为了降低噪声与振动.通常采用V形带或同步带传动。电动机和主轴直接连接的形式，可以大大简化主轴传动系统的结构，有效提高主轴刚度和可靠性，但是，其主轴的输出转矩、功率和恒功率调速范围决定于主电动机本身，另外，主电动机的发热对主轴精度有一定的影响。
1)采用交流主轴驱动系统实现无级变速传动，在早期的数控机床或大型数控机床(主轴功率超过100 kW)上，也有采用直流主轴驱动系统的情况。
2)在经济型、普及型数控机床上，为了降低成本，可以采用变频器带变频电动机或普通交流电动机实现无级变速的方式。
3)在高速加工机床上，广泛使用主轴和电动机一体化的新颖功能部件—电主轴。电主轴的电动机转子和主轴，一体，无须任何传动部件，可以使主轴的转速达到数万转.甚至十几万转侮分钟。
此传动系统由主轴电机通过V形皮带或同步齿形带将运动直接传给主轴，主轴的变速由主轴电机的变速来实现，它主要用在数控机床和小型加工中心上，这种传动方式可以避免齿轮传动时的振动和噪声，结构简单，调整和维护方便，但主轴特性完全由主轴电机的输出特性决定，这就对主轴电机提出了较高的要求。
数控机床所用的主轴电机有直流主轴伺服电机和交流主轴伺服电机两种。直流主轴伺服电机用得较早，驱动技术成熟，使用比较普遍，但其结构中的电刷易被换向时产生的火花烧毁，必须定期维修。交流主轴电机没有电刷，不产生火花，使用寿命长，维护方便，己成为现代数控机床传动系统的主要驱动元件。另外，机械式无级变速在数控机床主传动中也不乏少见，机械无级变速装置大多是靠摩擦力传递转矩，并通过改变主动件和从动件的传动半径，将输入轴的恒转速转变为输出轴的一定范围内的无级转速.机械无级变速的显着特点是易发热磨损，传动效率不高，功率多在20k W以下，变速范围一般为3-15 r/min,远低于数控机床对主传动系统变速范围的要求。因此，必须加上分级变速机构才能满足使用。

6. 扩大传动系统变速范围的工作原理

原理是通过拨动变速杆，切换中间轴上的主动齿轮。通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合，从而改变驱动轮的转矩和转速。