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电主轴三种控制方式的对比分析

 普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和普通的高速铣床等。

   矢量控制技术模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和控制，具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差，也不具备C轴功能，但价格较为便宜。

   直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。

   通过对比可以看出，直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动，设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性，将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的，较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。

另外磨用电主轴由于转速分档比较接近，用户完全可以分开选择不同的磨削要求，以更大更好的发挥电主轴的工作能力和效率潜力。而铣削和加工中心用电主轴在设计上通常有恒扭矩段和恒功率段相配合，以满足宽速度范围内的切削需要，低速需要大扭矩重切削，高速需要一定功率的精切削，所以电机制式与磨用电主轴等有较大不同。另外，磨用电主轴的电机参数制式通常标注S6制工作制，有S6-40%、S6-60%等几种，这是与磨削的工作特性所分不开的，磨削时一个工件的磨削拍节通常包括，快速进刀、磨削、退刀、修砂轮等几个步骤，电机功率的消耗不是恒定的负载，而且在磨用电主轴电机的设计上我们通常要提高其过载能力，因此，在看磨削电主轴的参数时会看到S1和S6两组参数，S6通常比S1高出较多，一是与电机工作制有关，一是与电机的过载能力有关，标注S6制功率表明电机可以在30s~120s内短时过载到该功率制，长期使用只能按S1制使用，这一点是与其他电主轴不太相似的地方，一定要注意。

电主轴具体是指一套组件，包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电主轴技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。国际上、高速、高精度数控机床普遍采用电主轴单元。在多工件复合加工机床、多轴联动多面体加工机床、并联机床和柔性加工单元中，电主轴更有机械主轴的***性。

如何提高电主轴的国产化

由于电主轴的生产是一个跨行业的过程，需要多工种、多技术的配合，因此建立一个什么类型的企业才能满足这些需要，是们探讨的问题。

目前我国功能部件的生产厂家有4种类型：“院所型”，由研究所、大专院校以技术支撑发展而来的企业；“主厂型”，由主机厂逐步分离出来以生产某种功能部件为主发展起来的企业；“民企型”，在江浙一带大量涌现的民营企业，以劳动密集型、单一品种为主；“外商合资或是独资型”，生产部分较高水平的功能部件，但批量较小，没有独立的开发能力。