Главная » Статьи » Асинхронные шпиндели

Асинхронные шпиндели

Шпиндели со встроенным приводом в виде бесколлекторных асинхронных двигателей с постоянным магнитом признаны самой удачной моделью для высокоскоростной обработки (ВСО). Их козыри: низкая мощность потребления, небольшие габариты, высокая эффективность от большой плотности отдаваемой мощности (КПД = 0,98%). Несмотря на то, что для их управления требуется дополнительное электронное устройство – частотный преобразователь (инвертор), эта технология признана самой передовой в ряду альтернативных вариантов. Можно говорить о приятной тенденции к снижению цены на привод благодаря простоте конструкции, к тому же постоянно модернизируемой за счет использования новых магнитных материалов.


Асинхронные шпиндели с бесколлекторным электрическим приводом от обычных электродвигателей отличаются тем, что на переднем конце их вала имеется инструментальный конус, в котором крепится цанга с режущим инструментом.

Такая компоновка шпинделя дает предельно малые значения радиального биения инструмента, а также возможность получения очень высокой скорости его вращения. Кроме того, такой привод относится к сложному электронному интеллектуальному устройству. Решая задачи по обеспечению различных движений инструмента (которые выполняются с предельной точностью), асинхронный шпиндель выполняет целый ряд вспомогательных функций. Среди них можно выделить такие: контроль над силовыми токами, регулировка питающего напряжения в процессе работы, контроль температурного режима шпинделя, непрерывное тестирование рабочих режимов с целью своевременного реагирования на возникновение нештатных ситуаций. Такие возможности предоставляет использование современных методов управления.

Именно управление с помощью инвертора не только расширяет область функциональных возможностей, но и увеличивает срок службы шпинделя, его надежность (вместе с приводом), уменьшает эксплуатационные расходы. Некоторые модели частотных преобразователей оснащаются 2-хканальными фильтрами компенсации вибраций, возникающих при пуске шпинделя в работу и его остановке.

Асинхронные шпиндели с быстродействующими электродвигателями и принудительным охлаждением могут оснащаться датчиками угла поворота, положения и температуры, которые нужны для векторного управления. Именно такой способ управления способен обеспечить:

  • точность позиционирования режущего инструмента;
  • большой диапазон регулирования частот вращения или крутящего момента (скоростной или силовой режим ВСО);
  • сглаживание неравномерности частот вращения из-за неоднородности обрабатываемых материалов;
  • обеспечение перегрузочной способности шпинделя;
  • высокую динамику привода, которую обуславливают малый собственный вес валов ротора асинхронного двигателя и самого ротора.