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永磁同步電主軸電機的轉子表貼永磁磁鋼,直接形成轉子磁場,無需勵磁;而異步電機轉子一般為銅條或鑄鋁鼠籠式結構,需通過定子勵磁感應產生轉子磁場。
由于異步電機轉子籠條中有很大的感應電流,會形成較大的銅損發(fā)熱,使轉子與主軸溫度最高可達200℃左右。主軸受熱變形較大,軸向穩(wěn)定性差,導致表面加工精度低;而永磁同步電機轉子無感應電流,轉子發(fā)熱小,主軸軸向穩(wěn)定性好,因而表面加工精度高。
由于永磁同步電機無需勵磁電流,功率因數(shù)接近1,幾乎全部定子電流用于輸出轉矩,因此工作效率較高;而異步電機需要很大的勵磁電流分量,導致電機損耗增大,效率降低。一般功率因數(shù)0.3~0.85。所以,同等功率等級下,永磁同步電機比異步電機節(jié)能。
永磁同步電主軸具有極佳的轉矩硬特性,在負載波動情況下具有較高的轉速穩(wěn)定性,可保證刀具或砂輪勻速轉動,因此加工零件的表面質量高。
高速異步電主軸為滿足功率指標,一般額定轉速偏高,導致額定轉矩偏小,因此在較大的低速范圍內帶負載能力很差。如果在相同功率下,選擇較低的額定轉速,則需要較大的額定轉矩輸出,電機體積則大幅度增加。
永磁同步電主軸在額定轉速以下,嚴格遵循恒轉矩規(guī)律,同等轉矩輸出下比異步電機體積可縮小30%。但永磁同步電機最高轉速受反電動勢過高限制,比異步電機要小一些。