高速电主轴加工

在机床加工中，高速电主轴通常采用变频调速的方法，目前主要有三种控制方法：普通变频调速、矢量控制、驱动控制和直接转矩控制。

普通变频调速是标量驱动和控制，其驱动控制特性是恒转矩驱动，输出功率与转速成正比。普通变频控制的动态性能不理想，低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，没有C轴函数。但价格便宜，结构简单，一般用于磨床和普通高速铣床等。

矢量控制技术模仿直流电机的控制，采用转子磁场定向，采用矢量变换方法实现驱动和控制，具有良好的动态性能矢量控制驱动器在启动时具有较大的转矩值。此外，电主轴本身结构简单，惯性小，起动加速大，启动后即可达到允许的极限转速。这种驱动器有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有较好的动态性能，而且可以实现C轴函数，但前者的动态性能稍差，没有C轴功能，但价格便宜。

直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型的高性能交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简单清晰，更适用于高速电主轴的驱动，能够满足高速电主轴的高速、宽调速范围、动态和静态特性、高速瞬时准止的要求，已成为交流传动领域的一项热点技术。

电主轴由内置的电主轴单元、驱动控制器、编码器、通信电缆和直流母线制动器组成，用于将电网的电能转化为电主轴单元的机械能，同时实现电主轴的准停止。准速度准位置系统称为电主轴系统。

普通数控机床主轴系统的结构可以用以下简单的公式来描述：

大型数控铣削(包括并联机构数控铣削)，小型数控车(无轴定位)电主轴单元+开环驱动控制器+直流母线能耗制动器。

电主轴系统的质量是大型数控铣削、加工和数控车削质量的关键之一。这是特别重要的闭环电主轴系统.目前，我国已经能够开发和设计各种高速电主轴.然而，闭环驱动控制器和高级编码器还没有达到标准.选择高质量的进口编码器和驱动控制器与我国开发的电主轴单元相匹配，形成电主轴系统，以满足国内数控机床的迫切需求，降低主机成本，提高主机的市场竞争力，是一种可行的途径。