[00791941]高速高功率密度系列主轴电机的研制及应用

数控机床行业正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的要求：更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损，而解决这些问题的症结就在数控机床中的动力执行部件—电机。因此运用电动机进行“直接传动”成为数控机床的主要形式，电机作为数控机床的动力执行部件，其性能直接决定数控机床设备等的性能，进而决定数控机床动态特性、精度、加工速度、振动和噪声等等。项目主要特点为：1.采用多场综合分析的方法对感应电机进行优化设计，使得主轴电机与传统Y系列电机相比功率密度提高10%～15%，节能节材效果得到体现；2.采用高可靠轴承设计技术和主轴电机温度控制技术的主轴电机比传统电机寿命要长30%～40%，无故障使用时间增加；3.将永磁同步电动机运动到主轴系统中，提出易于生产的高弱磁能力的永磁同步主轴电机结构；4.提出异型隔磁桥的方式改进永磁同步主轴电机的转矩波动，使得永磁同步电主轴转矩波动较普通永磁电机转矩波动小1倍，比同型号的感应电主轴小30%～50%。经过近20年的合作发展，课题组已经形成了转速从1500rpm到180000rpm，功率从0.5kW到100kW的8大类，20个系列，200多种主轴电机产品。该系列主轴电机已经在航空航天、高速机床和数控机床领域内大量应用，并取得了显著的经济和社会效益。产品销售后，用户反映效果良好，间接为其他制造领域企业创造产值超过10亿元以上。此外，该系列主轴电机长期工作，间接地为国家节省了电能及材料费用，附和了国家现阶段节能减排方案的实施。哈尔滨工业大学同洛阳轴研科技股份有限公司一起在高速主轴电机领域和高速轴承领域内带动了行业的发展和进步，促进了高速主轴电机的蓬勃发展，打破了国外主轴电机在高档数控机床上的垄断地位，为中国高精度数控机床的国产化奠定了坚实的基础。