Главная » Статьи » Бесколлекторный шпиндель

Бесколлекторный шпиндель

Потребность в высокоскоростной обработке материалов заставила конструкторов искать принципиально новые подходы к приводу шпинделей различного вида станков. Один из самых популярных вариантов – использование асинхронного трехфазного двигателя переменного тока. Принцип работы такого двигателя несложен: короткозамкнутый ротор-магнит с собственным магнитным полем помещается в бегущее магнитное поле 3-хфазного статора. Он начинает вращаться за счет взаимодействия магнитных полей – статора и своего, причем с несколько меньшей скоростью. Конструкция асинхронного шпинделя определила особенности  работы режущего инструмента на высоких скоростях.

Первое – это уменьшение веса ротора. Понятно, что чем меньше вес, тем легче его раскрутить на большое число оборотов. Снижение веса удается достигнуть использованием легких редкоземельных металлов (ниобия, самария, кобальта и других), к тому же обладающих сильными магнитными свойствами. Уменьшение размеров ротора также приводит к убавлению его веса и дает возможность достигать высоких скоростей с меньшими усилиями. Второе – форма электродвигателя: он должен иметь вытянутые цилиндрические очертания. Именно такая форма позволяет наиболее полно использовать КПД устройства, к тому же делая его максимально компактным. Таким образом, современный бесколлекторный шпиндель отличается небольшими габаритами и низкой потребляемой мощностью. Это идеальный вариант для настольных мини-станков с ЧПУ, которые используются при обработке изделий из стали, чугуна, древесины, пластика, цветных металлов, драгоценных камней и других материалов.

Скорость такого электрического шпинделя регулируется простым изменением частоты трехфазного тока и его напряжения. Для этого есть частотные преобразователи (инверторы) – обязательная принадлежность каждого асинхронного шпинделя. Причем нужно знать об одной тонкости: технические характеристики мощности шпинделя и частотного преобразователя должны совпадать. Существует два способа управления бесколлекторным шпинделем: скалярный и векторный. В первом случае возможности шпинделя ориентированы на заводские настройки (допустима лишь небольшая регулировка). При векторном управлении все настройки выполняются вручную, что дает возможность подбора наиболее оптимальных режимов