交流变频器驱动主轴：提升加工效率的必备技术

早期的数控机床多采用直流主轴驱动系统。为使主轴电动机能输出较大的功率，所以一般采用他激式的直流电动机。为缩小体积，改善冷却效果，以免电动机过热，常采用轴向强迫风冷或热管冷却技术。

直流主轴电动机驱动器有可控硅调速和脉宽调制PWM调速两种形式。由于脉宽调制PWM调速具有很好的调速性能，因而在对静动态性能要求较高的数控机床进给驱动装置上曾广泛使用。而三相全控可控硅调速装置则适用于大功率场合。由于直流电动机需机械换向，换向器表面线速度、换向电流、电压均受到限制，所以限制了其转速和功率的提高，并且它的恒功率调速范围也较小。由于直流电动机的换向增加了电动机的制造难度、成本，并使调速控制系统变得复杂，另外换向器必须定时停机检查和维修，使用和维护都比较麻烦。

20世纪80年代后，微电子技术、交流调速理论、现代控制理论等有了很大发展，同时新型大功率半导体器件如大功率晶体管GTR、绝缘栅双极晶体管IGBT以及IPM智能模块不断成熟并应用于交流驱动系统，并可实现高转速和大功率主轴驱动，其性能已达到和超过直流驱动系统的水平。交流电动机体积小、重量轻，采用全封闭罩壳，防尘和防污染性能好，因此，现代数控机床90%都采用交流主轴驱动系统。(www.xing528.com)

交流主轴驱动系统通常采用感应电动机作为驱动电动机，由变频逆变器实施控制，有速度开环或闭环控制方式。也有采用永磁同步电动机作为驱动电动机，由变频逆变器实现速度环的矢量控制，这种方式具有快速的动态响应特性，但其恒功率调速范围较小。

数控机床异步电动机虽然具有多变量、强耦合、非线性的特点，但是随着现代数控机床调速技术的发展，现代电力电子器件和电机控制用数字信号处理器的不断推陈出新，数控机床异步电动机主轴调速系统已经逐渐成为机床主轴驱动变频系统的主流，数控机床调速系统在性能上已经可以和直流调速系统相媲美。目前，数控机床上数控机床异步电动机的调速主要有以下几种常规控制策略。