電動機在數控機床上的應用

機械論文編號:JX432  論文書字數:25176.頁數:42 
 目  錄
 第一章 引言 1
 第二章 電動機分類 2
 2.1 直流電動機及其工作原理 2
 2.2 直流電動機的結構 3
 2.2.1 定子部分 3
 2.2.2 轉子部分 3
 2.2.3 勵磁方式 4
 2.3 步進電動機 5
 2.3.1 步進電動機的結構 5
 2.3.2 步進電動機的工作過程 6
 2.3.4 步進電動機的驅動控制 7
 2.3.5 驅動器 9
 2.3.6 步進電動機的應用 9
 2.4 伺服電動機 11
 2.4.1 直流伺服電動機 11
 2.4.2 交流伺服電動機 14
 2.4.3 交、直流伺服電動機的性能比較 17
 2.5 直線電動機 17
 第三章 電動機在數控機床上的應用 19
 3.1 數控機床 19
 3.1.1 數控機床中的伺服系統 19
 3.1.2 伺服系統的結構及分類 20
 3.2 進給運動 20
 3.2.1 進給伺服系統的運動要求 20
 3.2.2 伺服驅動系統的分類 21
 3.3 主軸驅動 22
 3.3.1 主軸驅動的應用 23
 第四章 數控機床對電動機的控制 26
 4.1 普通機床對電機的控制 26
 4.2 現代數控機床對電動機的控制 26
 4.2.1 晶閘管調壓軟起動器 26
 4.2.2 變頻器調速軟起動器 27
 第五章 電動機的選擇 28
 5.1 電動機容量的選擇 28
 5.1.1 連續工作制電動機容量的選擇 29
 5.1.2 長期恒定負載運行時電動機容量的選擇 29
 5.1.3 長期變動負載運行時電動機容量的選擇 29
 5.2 電動機電流種類的選擇 30
 5.3 電動機電壓等級的選擇 30
 5.4 電動機額定轉速的選擇 31
 第六章 總結 32
 參考文獻 33
 附　錄： 34

摘要：當今，在制造行業是數控機床普及應用的時候，普通機床已經開始慢慢地被淘汰。根據這一形式我研究了數控機床對電動機的要求。
 通過慣性分析，我知道數控機床上的電動機是從普通電動機演變過來的。而且，不同種類的電動機在某些方面有著類似的工作原理和特性。因此，我就從一般的直流電動機著手，分析它的工作原理，機械性能等一些性質，然后發展到步進電動機，這在數控機床起初階段，也是有所應用的。接著是直流、交流伺服電動機，主要分析了寬調速永磁直流伺服電動機和永磁交流同步伺服電動機。最后，隨著直線電動機的發展，我在數控機床的進給系統中簡單的描述了一下。
關鍵字：伺服電動機 數控機床 電動機控制
 
Abstract: Nowadays, during the period of creating industry is that numerical control machine tool popularizes application, the average machine tool already begins to be sifted out slowly cover.
 According to this one form, I have studied demand of numerical control machine tool to electric motor. By the fact that inertia analysing , I knowing numerical control machine tool, the upper electric motor is to develop from average electric motor over. And, the different kind electric motor has similar operating principle and characteristic property in the field of some. Therefore, I set about right away from the same direct current motivation , analyse its operating principle , mechanical performance after some character , develop and then to step.by.step electric motor, this is also to apply to some extent in numerical control machine tool entrance stage. Direct.current , permanent magnetism direct.current servo electric motor and permanent magnetism exchange synchronism servo electric motor having exchanged the servo electric motor , having analysed widerange speed cotrol mainly follow. Development of final , subsequently rectilinear electric motor, I have been described an once simplely in by system in numerical control machine tool moving forward.
Key words: servo motors  NC machine tool  motor controlling

 調研報告
 
 人類社會的生存和發展離不開能源。常見的能源形式有多樣，如熱能、光能、化學能、機械能、電能、原子能等。電能與其他能源相比具有明顯的優點：它適宜大量生產、集中管理、遠距離傳輸和自動控制。因此，在現代社會中，電能的應用已遍及各行各業。
 金屬切削機床，隨著社會生產的發展和科學技術的進步而不斷發展，不斷完善。今年來，數控機床以其加工精度高、生產效率高、柔性高、自動化程度高適應中小批量生產而日益受到重視。其中，電動機就在數控機床中扮演著重要的角色——提供能源。在數控領域常見的電動機有步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等，根據機床生產的需要選擇合適的電動機顯得至關重要。
 我國是擁有500萬臺機床的大國， 數控機床占有率不足10%,  所以數控機床的發展空間非常廣闊，經濟型數控機床終端執行元件采用步進電動機，其特點是開環控制，容易實現，造價低，而現在的高檔位數控機床采用的終端執行元件是交流伺服電動機，其特點是閉環控制，控制精度高，造價昂貴。目前我國隨著經濟型數控機床逐漸發展和擴大  ,   檔位的數控機床也迅速發展 ,  所以步進電動機和交流伺服電動機在數控中各有特點，均具有廣闊的發展空間 。
 現代數控機床對電動機的啟動控制又稱現代軟啟動，主要通過變頻調速及晶閘管調壓軟起動器兩種軟起動來控制電動機的轉動。其中，變頻器調速軟起動價格昂貴，常用于控制要求起動轉矩較大的中壓電動機。晶閘管調壓軟起動器的價格略高于自耦變壓器起動器和Y/Δ起動器，系統工作時對電網無過大沖擊，可大大降低系統的配電容量，機械傳動系統振動小，起動、停車平滑穩定，可提高電動機的使用壽命和經濟效益。
 在機械加工不斷高精度的今天，電動機的性能以及控制精度，起到了主導作用。