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在數(shù)控機床中,同步電主軸通常采用變頻調(diào)速方式。目前主要有三種控制方法:普通變頻驅(qū)動與控制、矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動與控制、直接轉(zhuǎn)矩控制。那么,這三種控制方法有什么區(qū)別呢?
同步電主軸的普通變頻是標量驅(qū)動和控制,其驅(qū)動控制特點是恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制動態(tài)性能不理想,在低速時控制性能差,輸出功率不夠穩(wěn)定,不具備C軸功能。但由于價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單,一般用在磨床和普通高速銑床等。
同步電主軸的矢量控制技術(shù)模仿DC電動機的控制,用轉(zhuǎn)子磁場定向和矢量變換的方法實現(xiàn)驅(qū)動和控制,具有良好的動態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動器在啟動初期時具有轉(zhuǎn)矩值很大,電主軸本身結(jié)構(gòu)簡單,慣性很小,所以啟動加速度大,可以實現(xiàn)在啟動后瞬間就能達到允許的極限速度。這種驅(qū)動器有開環(huán)和閉環(huán)兩種,后者可以實現(xiàn)位置和速度的反饋,不只具有更好的動態(tài)性能,還可以實現(xiàn)C軸功能;前者動態(tài)性能稍差,不具備C軸功能,但價格更便宜。
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的一種新型的高性能交流調(diào)速技術(shù),其控制思想新穎,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了,更適合驅(qū)動高速電主軸,更能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬時準停的動靜態(tài)特性要求,它已成為交流傳動領(lǐng)域的熱點技術(shù)。
通過比較可以看出,直接轉(zhuǎn)矩控制這一方法更適合同步電主軸的驅(qū)動,所設(shè)計的電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)特性,將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于電主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)是可行的,更適合高速數(shù)控機床驅(qū)動控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求。