Что такое шпиндельный двигатель?

Что такое двигатель шпинделя?

Двигатель шпинделя — это двигатель, в котором интегрированы двигательная часть источника питания и вращающаяся часть.

Поскольку имеется только один вращающийся вал, конфигурация оборудования упрощается. Шпиндель — это вращающийся вал вращающейся машины.

Его также называют шпиндельным узлом, термин, используемый для таких станков, как токарные станки. Поэтому двигатель шпинделя относится к двигателю, интегрированному со шпинделем.

Типичное устройство управления вращением, состоящее из двигателя, шестерен и ремней, как правило, сложно контролировать из-за большого количества деталей. Однако двигатели шпинделя позволяют легко добавлять несколько вращающихся валов параллельно, экономя пространство.

Использование двигателей шпинделя

Двигатели шпинделя широко используются внутри обрабатывающих станков. Ниже приведены примеры применения двигателей шпинделя.

• Сверлильные станки и концевые фрезы
• Вращение жестких дисков для компьютеров
• Режущие инструменты, такие как циркулярные пилы
• Сверлильные и шлифовальные инструменты
• Руки для кооперативных роботов и сочлененных роботов

Существует широкий ассортимент продукции, от моделей с высоким крутящим моментом до продуктов, способных к высокоскоростному вращению. Можно выбрать оптимальный продукт из множества шпиндельных двигателей в соответствии с применением.

В последние годы шпиндельные двигатели также использовались в сочлененных роботах, где ось вращения руки робота совпадает с осью шпиндельного двигателя. Используя преимущества их характеристик экономии пространства, шпиндельные двигатели также могут использоваться для управления вращением жесткого диска.

Принцип шпиндельных двигателей

Структура шпиндельных двигателей часто очень похожа на широко используемые серводвигатели. Шпиндель устанавливается соосно с осью вращения. Используются два типа двигателей: синхронные двигатели и асинхронные двигатели.

1. Синхронный двигатель

Синхронные двигатели состоят из ротора, сделанного из постоянных магнитов, закрепленных на вращающемся валу, и нескольких круглых статорных блоков, установленных по периферии ротора. Статор состоит из электрических проводов, намотанных вокруг железного сердечника, и когда через него протекает переменный ток, он действует как электромагнит и временно сдерживает себя.

Поскольку фаза переменного тока меняется от момента к моменту, полярность электромагнитов также меняется со временем. Поскольку полярность постоянного магнита ротора фиксирована, он может вращать ротор, чередуя притяжение и отталкивание со статором.

2. Асинхронный двигатель

Асинхронные двигатели — это двигатели, которые используют ротор с проводником вместо ротора с постоянными магнитами синхронных двигателей. Для ротора с проводником часто используется металлическая деталь в форме клетки.

Принцип заключается в том, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, генерирует электрический ток в проводнике ротора, вызывая действие электромагнитной индукции, которое вращает вал. В отличие от синхронных двигателей, этот тип двигателя не подходит для точного позиционирования из-за ошибки, называемой «проскальзыванием» в фазе вращения. Однако они широко используются для продуктов с высокой производительностью из-за их низкой стоимости и небольшого количества деталей.

Другая информация о шпиндельных двигателях

Различия между шпиндельными двигателями и серводвигателями

Шпиндель относится к вращающемуся валу промышленного вращающегося оборудования, используемого для резки и шлифования. Поэтому основное назначение шпиндельных двигателей — резка и шлифование. Часто используются двигатели со сверхвысокой скоростью вращения и высоким крутящим моментом.

Напротив, серводвигатели широко используются в прецизионном оборудовании, требующем строгой точности позиционирования. Примерами являются сборочные роботы и автоматическое упаковочное оборудование. Приводные устройства, такие как энкодеры, используются в двигателях для определения положения вращения и скорости ротора.

Эта информация об обнаружении передается на ПЛК или драйвер для реализации управления с обратной связью, что позволяет контролировать высокоскоростное вращение с высокой точностью. Могут применяться как шпиндельные двигатели, так и серводвигатели всех типов.

Однако асинхронные двигатели часто используются для шпиндельных двигателей и серводвигателей большой мощности, в то время как синхронные двигатели часто используются для серводвигателей малой мощности.