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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。

1、齿轮传动主轴：其转速一般在6000r/min，电主轴刚性好、比较适合重切削的场合，其主轴一般配备到多头的机床上；

2、皮带传动主轴：其转速在8000r/min，结构简单、生产容易、缓冲能力强、在主轴过载情况下打滑有效保护主轴；

3、直结式主轴：其主轴与电机通过轴联器连接驱动，扭曲大、能耗小、其转速在12000r/min以上，此类主轴一般使用在高速加工中心上；

4、电主轴：主轴与电机融为一体，其电机就是主轴，主轴就是电机，也可以这样说主轴与电机合二为一了，此主轴的传动链几乎为零，其主轴的转速在18000-40000r/min之间，还有更高转速的电主轴，比如国外***国家的电主轴轴承采用了磁浮轴承和静承，其转速可达到100000r/min，此类主轴一般应用在高速加工中心上。

区别：  电主轴一般情况下都是使用在数控机械上面，而机械主轴则是使用在一般的机床上的。  原因： 低本钱的车床无法运用电主轴，因为成本过高。而的车床,由于需求主轴精度较高,发热量大的电主轴很简单形成热变形，然后形成主轴箱高度的改变,所以也不适合使用在高精度车床上。  解释：  电主轴是近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。  机械主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。

电主轴的壳体中安装有电动机的定子，电主轴实施封闭设计，当处于高速运转状态的时候，由于缺乏散热条件，就会出现壳体中过热的问题。电主轴的内部安装有两个热源：个热源是电动机运行中会由于损耗而发热；第二个热源是由于轴承运行中产生摩擦而发热。当电机运行的过程中有热量产生，主要发挥散热作用的是主轴壳体，而且部分热量通过主轴向轴承传输，导致轴承快速升温，其寿命必然受到影响，转轴的制造精度受到热伸长的影响，主轴系统运行的性无法保证。冷却电主轴的方法是将循环冷却水套安装在定子与壳体连接的位置，同润滑轴承，使发热量减少，采用合理的润滑方式除了发挥润滑作用，而且还可以起到冷却的效果。