电动机在数控机床上的应用

机械论文编号:JX432  论文书字数:25176.页数:42 
 目  录
 第一章 引言 1
 第二章 电动机分类 2
 2.1 直流电动机及其工作原理 2
 2.2 直流电动机的结构 3
 2.2.1 定子部分 3
 2.2.2 转子部分 3
 2.2.3 励磁方式 4
 2.3 步进电动机 5
 2.3.1 步进电动机的结构 5
 2.3.2 步进电动机的工作过程 6
 2.3.4 步进电动机的驱动控制 7
 2.3.5 驱动器 9
 2.3.6 步进电动机的应用 9
 2.4 伺服电动机 11
 2.4.1 直流伺服电动机 11
 2.4.2 交流伺服电动机 14
 2.4.3 交、直流伺服电动机的性能比较 17
 2.5 直线电动机 17
 第三章 电动机在数控机床上的应用 19
 3.1 数控机床 19
 3.1.1 数控机床中的伺服系统 19
 3.1.2 伺服系统的结构及分类 20
 3.2 进给运动 20
 3.2.1 进给伺服系统的运动要求 20
 3.2.2 伺服驱动系统的分类 21
 3.3 主轴驱动 22
 3.3.1 主轴驱动的应用 23
 第四章 数控机床对电动机的控制 26
 4.1 普通机床对电机的控制 26
 4.2 现代数控机床对电动机的控制 26
 4.2.1 晶闸管调压软起动器 26
 4.2.2 变频器调速软起动器 27
 第五章 电动机的选择 28
 5.1 电动机容量的选择 28
 5.1.1 连续工作制电动机容量的选择 29
 5.1.2 长期恒定负载运行时电动机容量的选择 29
 5.1.3 长期变动负载运行时电动机容量的选择 29
 5.2 电动机电流种类的选择 30
 5.3 电动机电压等级的选择 30
 5.4 电动机额定转速的选择 31
 第六章 总结 32
 参考文献 33
 附　录： 34

摘要：当今，在制造行业是数控机床普及应用的时候，普通机床已经开始慢慢地被淘汰。根据这一形式我研究了数控机床对电动机的要求。
 通过惯性分析，我知道数控机床上的电动机是从普通电动机演变过来的。而且，不同种类的电动机在某些方面有着类似的工作原理和特性。因此，我就从一般的直流电动机着手，分析它的工作原理，机械性能等一些性质，然后发展到步进电动机，这在数控机床起初阶段，也是有所应用的。接着是直流、交流伺服电动机，主要分析了宽调速永磁直流伺服电动机和永磁交流同步伺服电动机。最后，随着直线电动机的发展，我在数控机床的进给系统中简单的描述了一下。
关键字：伺服电动机 数控机床 电动机控制
 
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

 调研报告
 
 人类社会的生存和发展离不开能源。常见的能源形式有多样，如热能、光能、化学能、机械能、电能、原子能等。电能与其他能源相比具有明显的优点：它适宜大量生产、集中管理、远距离传输和自动控制。因此，在现代社会中，电能的应用已遍及各行各业。
 金属切削机床，随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展，不断完善。今年来，数控机床以其加工精度高、生产效率高、柔性高、自动化程度高适应中小批量生产而日益受到重视。其中，电动机就在数控机床中扮演着重要的角色——提供能源。在数控领域常见的电动机有步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等，根据机床生产的需要选择合适的电动机显得至关重要。
 我国是拥有500万台机床的大国， 数控机床占有率不足10%,  所以数控机床的发展空间非常广阔，经济型数控机床终端执行元件采用步进电动机，其特点是开环控制，容易实现，造价低，而现在的高档位数控机床采用的终端执行元件是交流伺服电动机，其特点是闭环控制，控制精度高，造价昂贵。目前我国随着经济型数控机床逐渐发展和扩大  ,   档位的数控机床也迅速发展 ,  所以步进电动机和交流伺服电动机在数控中各有特点，均具有广阔的发展空间 。
 现代数控机床对电动机的启动控制又称现代软启动，主要通过变频调速及晶闸管调压软起动器两种软起动来控制电动机的转动。其中，变频器调速软起动价格昂贵，常用于控制要求起动转矩较大的中压电动机。晶闸管调压软起动器的价格略高于自耦变压器起动器和Y/Δ起动器，系统工作时对电网无过大冲击，可大大降低系统的配电容量，机械传动系统振动小，起动、停车平滑稳定，可提高电动机的使用寿命和经济效益。
 在机械加工不断高精度的今天，电动机的性能以及控制精度，起到了主导作用。