定子繞組接通電源后,產(chǎn)生的旋轉磁場使磁滯轉子產(chǎn)生異步轉矩而起動旋轉,隨后自行牽入同步運轉狀態(tài)。在電動機異步運行時,定子旋轉磁場以轉差頻率反復地磁化轉子;在同步運行時,轉子上的磁滯材料被磁化而出現(xiàn)了永磁磁極,從而產(chǎn)生同步轉矩。
軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現(xiàn)平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。
待電機達到額定轉數(shù)時,啟動過程結束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管,為電動機正常運轉提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉矩沖擊。
他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電,其勵磁電流也較恒定,起動轉矩與電樞電流成正比。轉速變化也為5%~15%??梢酝ㄟ^消弱磁場恒功率來提高轉速或通過降低轉子繞組的電壓來使轉速降低。
復勵直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外,還裝有與轉子繞組串聯(lián)的串勵繞組(其匝數(shù)較少)。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同,起動轉矩約為額定轉矩的4倍左右,短時間過載轉矩為額定轉矩的3.5倍左右。轉速變化率為25%~30%(與串聯(lián)繞組有關)。轉速可通過消弱磁場強度來調(diào)整。
換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料,用高強度塑料模壓成。電刷與換向器滑動接觸,為轉子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成,一般為12槽,內(nèi)嵌12組電樞繞組,各繞組間串聯(lián)接后,再分別與12片換向片連接。
直線電機
機床上傳統(tǒng)的“旋轉電機 + 滾珠絲杠”進給傳動方式,由于受自身結構的限制,在進給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高,已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進給系統(tǒng)伺服性能提出的更高要求。直線電機將電能直接轉換成直線運動機械能,不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)響應快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點。在機床進給系統(tǒng)中,采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環(huán)節(jié),把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為“零傳動”。正是由于這種“零傳動”方式,帶來了原旋轉電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。
1、高速響應
由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應時間常數(shù)較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2、精度
直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構產(chǎn)生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3、動剛度高由于“直接驅(qū)動”,避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象,同時也提高了其傳動剛度。