《(终稿)主轴系统异步电机变频控制原理的研究.doc(最终版)》修改意见稿
1、“.....开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术,不仅使数控系统制造商和用户进行系统集成得到有力的广泛支持,而且也为用户的二次开发带来极大方便,促进了数控系统多档次多品种的开发和广泛应用,开发周期大大缩短。主轴系统异步电机变频控制原理的现状和发展趋势主轴三相异步电机变频调速的发展现状主轴系统现代数控铣床日益向高刚性和高性能方向发展。主轴系统是机床重要的乃至对于机床的加工精度起关键性作用的零部件。主轴系统的振动是影响加工精度的个主要因素。数控机床将高效高精度和高柔性集为体。同时为了得到高生产率,以及为了提高加工精度,高速的加工技术也越来越收到业内的重视。超高速数控机床是实现超高速加工的物质基础,而高速主轴又是超高速数控机床的核心部件,它的性能直接决定了机床的超高速加工性能,它不但要求较高的速度精度,而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。因此......”。
2、“.....电主轴具有结构紧凑重量轻惯性小动态特性好等优点,并可改善机床的动平衡,避免振动污染和噪声,它在超高速切削机床上得到了广泛的应用。美国德国日本瑞士意大利等工业发达国家,都在高速数控机床上广泛采用了电主轴结构。对于高速加工中心而言电主轴已成为机床的心部件,由于在高速加工领域中多采用小直径的铣刀直径仅,而要满足以上的切削速度就要求提高主轴的转速。目前,主轴转速在的加工中心已经越来越普及,如瑞士公司的。该设备的主轴转速已达到,为了适应高转速所产生的温升振动和位移,主轴轴承采用陶瓷轴承磁力轴承和空气轴承替代了传统轴承同时对主轴高转速带来的温升位移和振动进行测量修正和补偿,以确保主轴系统的高速度和高精度。目前德国的公司已生产出采用空气轴承的主轴最高转速达的轴高精度铣床,德国还有很多没有解决的问题,清各位老师批评指正......”。
3、“.....总之,通过本次独立全面的毕业设计,我学到了很多新知识,对以前的知识进行了次复习和总结,同样也培养了独立思考,查阅整理总结资料的能力。在这里再次感谢我的指导老师陈纯老师和佛山市南海嵘亿兴机械有限公司杨楠的帮助。主轴系统异步电机变频控制原理的研究周先民陕西理工学院机械工程学院测控技术与仪器班,陕西汉中指导老师陈纯摘要机床是工作母机的总称,包括车床,铣床,模床,冲床,刨床等,由于加工材质的不同,需要不同的转速,因此采用变频调速的机会很多。主轴传动结构般采用交流电机和伺服电机,通过带传动把运动传给主轴,从而使主轴达到定的转速,来完成切削加工。现在经济型数控机床中,般使用变频器做为驱动部件。本文介绍了采用数控机床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式,并阐述了无速度传感器的矢量控制的基本应用。关键词变频调速变频器数控机床主轴,年试制成功世界上第台数控机床试验性样机......”。
4、“.....其控制装置由多个电子管组成,占了个普通实验室那么大。这台数控铣床的诞生,标志着机械制造的数字控制时代的开始。数控机床是机电体化的典型产品,是集机床计算机电机及其拖动自动控制检测等技术为身的自动化设备。其中主轴运动是数控铣床的个重要内容,以完成切削任务,其动力约占整台车床的动力的。基本控制是主轴的正反转和停止,可自动换档和无级调速。随着科学技术的发展,制造技术的进步,以及社会对产品质量的品种多样化的要求越来越强烈。中小批量生产的比例明显增加,要求现代数控机床成为种精密高效复合集成功能和低成本的自动化加工设备。同时,为满足制造业向更高层次发展,为柔性制造单元柔性制造系统,以及计算机集成制造系统提供基础设备,也要求数控机床向更高水平发展。当前,数控机床技术呈现如下发展趋势。高精度化加工精密化不只是由于发展高新技术的需要......”。
5、“.....同时还是为了减少机械产品装配时的修配工作,提高装配效率的需要。运动高速化高速是高效的基础,要提高生产率,首先就得提高切削速度。这正是机床技术发展追求的基本目标之。高柔性化实践证明,采用柔性自动化设备或系统,是提高加工精度和效率缩短生产和供货周期并能对市场变化需求作出快速响应和提高竞争能力的有效手段。高自动化在全部加工过程中尽量减少人的介入而自动完成规定的任务,包括物料流和信息流的自动化。高可靠性数控机床能否发挥其高性能高精度高效率,并获得良好的效益,还要取决于可靠性。智能化随着人工智能在计算机领域的不断渗透与发展,为适应制造业生产的柔性化自动化发展的需要,智能化正成为数控设备包括数控机床研究及发展的热点。复合化数控机床的发展已模糊了粗精加工工序的概念。加工中心的出现,又把车铣镗等工序集中到台机床来完成,打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程,可最大限度地提高设备利用率......”。
6、“.....数控机床又采用了多主轴多面体切削,即同时对个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。另外,数控系统的控制轴数也在不断增加。网络化序言实际的生产过程离不开电力传动。生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。直流电动机可方便地进行调速,但直流电动机体积大造价高,并且无节能效果。而交流体积小价格低廉运行性能优良重量轻,因此对交流电动机的调速具有重大的实用性。使用调速技术后,生产机械的控制精度可大为提高,并能够较大幅度地提高劳动生产率和产品质量,而且可对诸多生产过程实施自动控制。通过大量的理论研究和实验,人们逐渐认识到对交流电动机进行调速控制,不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能,而且在许多场合中,还具有非常显著的节能效果。鉴于多种调速方式中,交流变频调速具有系统体积小,重量轻控制精度高保护功能完善工作安全可靠操作过程简单,通用性强,使传动控制系统具有优良的性能......”。
7、“.....产生的经济效益显著。尤其当与计算机通信相配合时,使得变频控制更加安全可靠,易于操作由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能,变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用,让工业自动化程度得到更大的提高。世界上第台成功研制的数控机床是台三坐标的数控铣床,于年由美国帕森斯公司和麻省理工学院合作完成。早在年,美国在研制加工直升机叶片轮廓检查用样板的加工机床任务时,就提出了研制数控机床的初始设想。年,在美国空军部门的支持下,帕森斯公司正式接受委托,与麻省理工学院伺服机构实验室合作,开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究,于为常数当接近于额定频率时,有﹤﹤,定子绕组电阻可以忽略不计,基本保持不变。旦降低,将随之减小,当小到使得可以与相比较时,便不再忽略不计,从而导致降低。为了使常数的变频调速效果上尽量接近常数,必须确保在低频时继续保持主磁通不变......”。
8、“.....提高低频时的,以补偿低频时定子绕组电阻的影响。此时,与之间的关系曲线如图中的虚线所示。图具有低频补偿的的协调关系假定变频调速过程中电机的功率因数效率均不变。为了充分利用电动机,每相绕组中的电流应保持额定值不变。此时,三相异步电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系由上式可见,由于调速过程中保持常数,基频以下的变频调速属于恒转矩调速,其输出功率正比于定子频率或转速,图表明了这关系。低速时补偿常数图三相异步电动机变频调速时所容许的输出转矩输出功率与频率之间的关系基频以上调速此时变频器的输出频率升高,但变频器的电源电压由电网电压决定,不能继续升高。根据式,不能变,频率升高必然使下降,由于与电流或转矩成正比,因此也就是转矩下降。转矩虽然下降了,但因转速升高了,所以它们的乘积并未改变转矩与转速的乘积表征着功率......”。
9、“.....这时候电动机在恒功率输出的状态下运行。异步电动机变频调速恒转矩和恒功率区域状态的特性如图所示。的大小表征电动机转矩的大小,因此,曲线可以看作为转矩曲线。恒转矩区恒功率区图异步电动机调速时的输出特性恒转矩时的电压曲线恒功率时的电压曲线恒转矩时的转矩曲线恒功率时的转矩曲线。由以上分析可知,变频器对异步电动机调速时,输出频率和电压是按定规律改变的,在额定频率以下,变频器的电压随输出频率升高而升高,即所谓的变压变频调速。而在额定频率以上,电压并不改变,只改变频率。当定子频率超过基速范围宽。频率连续可调,可以实现无级调速。总结通过这次为期几个月的毕业设计,使我不仅巩固了所学课本上的知识,还学到了许多书本以外的东西,增强了实际运用的感性认识,而且使我对设计工作有了个更加全面更深刻的认识。毕业设计较以前课程设计有所不同,它设计时间长,任务重,难度高,综合性强,对于我们每个毕业生来说......”。
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