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力矩电机并联使用中的相位角调整
徐兆成,隋海倬,化春雷,刘春时
(沈阳机床(集团)有限责任公司,沈阳110142)
摘要:文中以高速龙门五轴加工中心上使用力矩电机的双摆头为应用实例,介绍了在同一个旋转轴上并联驱动两个
相同力矩电机的相位角调整的必要性,同时给出了两个力矩电机相位角偏差的测量估算方法。
关键词:力矩电机;并联;相位角
中图分类号:TM359.6
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2011)03-0139-02
1引言
2力矩电机并联的必要条件
有时在有限的安装空间下为了获得更大的输出扭
为了获得均匀地控制扭矩及良好的动态特性,使用
矩,从而使所驱动的负载获得良好的特性及均匀的分布一个伺服控制器来控制并联操作的力矩电机必须满足以
力,需要两个完全相同的力矩电机来驱动同一个旋转下几个条件:(1)两个力矩电机必须是完全一样的,也就
轴,并且这两个力矩电机是使用同一个何服控制器来控是说力矩电机的外形尺寸及绕组结构必须相同;(2)两个
制的,这种情况就是力矩电机的并联驱动。力矩电机在力矩电机的相位角必须相同;(3)力矩电机的转子或定子
相同体积、相同极数、相同磁通密度、相同电枢电流条件上的标记必须一致;(4)机床制造厂商必须在机械结构上
下,电机的电磁转矩与电枢直径成正比,也就是说,在其保证有一个0.5°的角度调整量。
他条件不变的情况下,加大电枢外径可以成比例地增大3力矩电机并联的形式
电磁转矩。但是如果安装空间有限,那么只能将两台同
并联驱动力矩电机时有以下几种可能的排列方式
型号规格的力矩电机并联使用,这样,就可以在原堵转
(1)一前一后安装方式,如图1所示。
电压不变的情况下,堵转转矩增大原电机的1倍(堵转
电流亦增大1倍)。
但是由于力矩电机是同步电机,如果两个力矩电机
在安装过程中相位角存在差异,那么用一个伺服控制器
来控制两个完全相同的力矩电机就存在两个电机的输出
图1一前一后安装方式示意图
扭矩不一致,在以额定负载进行持续运行时,导致两个并
在这种安装方式下,两个力矩电机的出线方向相同,
联电机中的一个发生热过载,造成这两个力矩电机的工电机的电缆输出位于同一侧。在使用标准电机时,两台电
作效率大大降低。为了避免出现这种现象,必须在安装的机的旋转方向相同。
过程中使两个力矩电机的相位角保持一致。
(2)镜像安装方式,如图2所示。
寸;若X400
加厚Xmm垫
(2)可消除人为因素对间隙调整量的影啊;直测法调
片)。
整轴承间隙时直接测量轴承上端面距轴承座的距离,由
4效果分析于安装轴承时工艺要求使用铜棒敲击,无具体量化标准,
应用力矩这使得测量结果误差较大。
a
法调整成对圆5结语
100
锥滚子轴承具
经过半年的跟踪,应用力矩法调整行星头部成对圆
有以下优点:锥轴承间隙的截割部使用效果良好,不仅提高了轴承的
间隙/mm
(1)可消除使用寿命,而且解决了浮动密封短期内漏油的老大难问
图5力矩分析图
轴承在安装时题。因此应用力矩法调整成对圆锥滚子轴承间隙的方法
自身间隙对后合理、科学,保证了行星头部成对圆锥轴承间隙调整的准
序调整量的影响;参照先进企业对圆锥滚子轴承间隙调确性,提高了公司产品的产品质量。
(编立明)
整的成熟经验,测量时必须加负载,否则锥轴承不能反映
轴承真实的受力情况,测量也不准确。而直测法调整锥轴作者简介:杨文利(983),男,助理工程师,主要从事产品工艺技术工作。
承间隙无法保证对锥轴承加负载,因此间隙的测量也具收稿日期:2010-12-20
机械工程师2011年第3期139
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4.2相位角偏差值的确定
國·是
示波器
相位角偏差值可以通
CHI CH2
过一个双通道的示波器来
确定。按照图4中所示的连
图2镜像安装方式示意图
接方法将两个力矩电机的
表1并联驱动时的动力线连接
在这种安动力电缆和示波器相连接,
动器主电从电一一后从电像安』装方式下,两然后用手匀速地同时转动图4力矩电机与示波器
个力矩电机的两个力矩电机的转子,这时
连接图
W
W
出线方向不相示波器上就会显示出两条相电压波形(如图5所示)。
同,电机的电
缆输出位于相对的两侧。在使用标准电机时,必须按照表
1中的连接方式对从电机进行接线,借此让两台电机可以
按相同的方向旋转。
这里的从电机指的是装在同一根轴上的第二台电
机,它与第一台电机(主电机)有关电机相U、V、W的旋转
Chi 20V/iv
方向相反。为了能让从电机与主电机的旋转方向相同,必
须拆下并更换从电机上相V和W的端子连接。
Ch2 20V/di
在高速龙门五轴加工中心上我们采用的是镜像连接
方式,电机和伺服驱动器的连接如图3所示。
图5示波器上显示的图形
SME94
611 D/U
在图5的示波器显示图形中,蓝色图形曲线是力矩
XII
电机1(主电机U和V两相间的相间电压,粉色图形曲
TM)M
线是力矩电机2(从电机U和W两相间的相间电压,这
M)主
与我们选择的镜像连接方式是完全对应的。从图5中我
们可以看到两个图形之间相差0.5div,整个周期为8div,
图3电机与伺服驱动器连接图
故可以得出两个力矩电机之间的相位角偏差为:
4相位角偏差的调整
△B=0,3·360°=22.5°
4.1相位角偏差与机械调整角度(孤长)之间的关系
在安装的过程中我们不可避免地要遇到两个力矩电
根据测算出来的相位角偏差,再结合式(3)就可以计
机的相位角不完全一样的情况。如果两个力矩电机的相算出机械上需要调整的偏差量。反复调整后,两个力矩电
位角不一致,那么利用同一伺服控制器来控制这两个力机之间的相位角基本上就可以调整到误差允许约范围内。
矩电机时,有一个力矩电机的电流就会比正常状态下的5结语
电流大,造成该力矩电机发热,进而引起系统报警。这就
采用本文中所述方法可以解决在使用力矩电机并联
要求我们要通过调整定子或转子的机械安装来消除两个时存在的相位角偏差的问题,从而保证在有限的安装空
电机之间的相位角偏差。
间下两个力矩电机并联平均分担负载,并可靠地进行工
机械调整角度△B。与相位角偏差△.之间存在如下作,进而达到理想的控制效果。
[参考文献]
关系:
△=P
[1] 1FW6 Built-in torque motors Configuration Manuall Z]. Siemens,
其中,P表示力矩电机的极对数。
2008
当力矩电机非常大的时候,那么通过调整力矩电机[2]』李宁,刘启新,张丽华交流伺服电动机转子初始位置的精确测
安装孔所在圆弧方向上的偏差会比调整角度偏差更容
定[J]电力电子技术,2003,37(2):66-68.

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