數(shù)控機床上應用的交流電機一般都為三相。分為:異步型和同步型交流伺服電機。
從建立所需氣隙磁場的磁勢源來說,同步型交流電機分:電磁式及非電磁式兩大類。非電磁式有磁滯式、永磁式和反應式多種。磁滯式和反應式同步電機存在效率低、功率因數(shù)差、制造容量不大等缺點。
永磁式同步電機:
故數(shù)控機床進給驅動系統(tǒng)多采用永磁式同步電機。
異步型交流伺服電機:
與同容量的直流電機相比
故異步型交流伺服電機用在主軸驅動系統(tǒng)中。
同步和異步的區(qū)別:
(1)交流同步電機:轉子由永磁材料制成,轉動后,隨著定子旋轉磁場的變化,轉子也做相應頻率的速度變化,而且轉子速度等于定子速度,所以稱“同步”。
(2)交流異步電機:轉子由感應線圈和鐵心材料構成。轉動后,定子產(chǎn)生旋轉磁場,磁場切割轉子的感應線圈,轉子線圈產(chǎn)生感應電流,進而轉子產(chǎn)生感應磁場,感應磁場追隨定子旋轉磁場的變化,但轉子的磁場變化永遠小于定子磁場的變化。在交流異步電機的關鍵參數(shù)轉差率表示轉子與定子的速度差的比率。
1、永磁式交流同步電機
結構:電機由定子、轉子和檢測元件組成。
兩點啟示:
第一、有一個旋轉的磁場;
第二、轉子跟著磁場轉動。
三相對稱電流
三相電流產(chǎn)生的旋轉磁場(p=1)
永磁式交流同步電機工作原理和性能
其中,nr為轉子旋轉轉速;ns為同步轉速;θ為轉子磁極的軸線與定子磁極的軸線夾角;f1為交流電源頻率(定子供電頻率);p為定子和轉子的極對數(shù)。
2、交流主軸電機
定子三相繞組通三相交流電,產(chǎn)生旋轉磁場,磁場切割轉子中的導體,導體感應電流與定子磁場相作用產(chǎn)生電磁轉矩,推動轉子轉動,轉速nr為
其中,ns為同步轉速;f1為交流電源頻率(定子供電頻率);s為轉差率,s=(ns-nr)/ns;
p為極對數(shù)。