[發明專利]機床

無效

• 申請號: 02106447.4
• 申請日: 2002-02-28
• 公開（公告）號: CN1382560A
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發明（設計）人: 金弘中;奧山俊昭
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: B23Q5/10
• 分類號: B23Q5/10;H02K1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王彥斌

技術領域

本發明涉及一種電機，它采用一種永磁鐵作為場磁鐵，本發明還特別涉及一種電機和一種控制方法，通過它們可以驅動機床或產生電力。

背景技術

在現有技術的永磁型電機中，感應電動勢E是由置于轉子內的永磁鐵所產生的恒磁通量Φ和該電機的旋轉角速度ω來決定的。即當電機的旋轉角速度ω(轉速)增加時，感應電動勢則成比例地增加。

相應地，在一低速范圍內可獲得高轉矩，但由于感應電動勢隨著轉數的增加而增加，使得逆變器的輸出電壓受限制。其結果是，由于可變速范圍窄，在高速范圍內操作是困難的。因而采用一種場削弱控制技術(fieldweakening?control?technology)拓寬高速操作范圍。

此外，一種機床的主軸電機裝備一齒輪機構以維持寬速度范圍內的固定輸出，去應付各種各樣的工作條件。最近這種電機是在使用一繞組轉換單元(winding?change-over?unit)使主軸電機的每相繞組根據主軸的旋轉運動速度在用于低速的繞組和用于高速的繞組之間轉換后被驅動。

雖然可采用現有技術中所述的場削弱控制來拓寬高速驅動范圍，即利用永磁型電機內的磁通量削弱電流(一電樞的d-軸電流)，但由于電流產生熱或效率的降低而受限制。

此外，雖然在加工難以切割的材料如鋁合金時需要以高速旋轉電機，但由于永磁鐵感應電動勢的增加而受限制。

當裝備齒輪機構等等以維持在寬速度范圍內的預定輸出功率時，機械部件數目增加，隨之而來的噪音或機械振動問題產生了。

當用一繞組變換裝置根據主軸轉速轉換每相的繞組時，從電機主體出來的引線數目增加，于是繞組轉換裝置的結構變得復雜化。

發明內容

本發明的目的是提供一種裝備以能在寬速度范圍內維持固定輸出功率的電機的機床。

為實現上述目的，在本發明中采用了下述的機床。該機床包括：一個用于安裝刀具的主軸，在主軸頭端裝備的一臺電機用于旋轉所述的主軸，一個驅動電路(逆變器)用于驅動所述的電機，一個用于控制所述逆變器的控制器，以及一個刀具數據設定裝置用于預設定所述電機功率輸出數值大小，該數值適合于每個所述被應用的刀具的加工條件，所希望的對工件的加工通過所述刀具與所述工件的相對移動來完成。所述電機包括一個具有一個初級繞組的定子和一個具有一個場磁鐵和一個軸的轉子。所述場磁鐵包括一個具有在一旋轉方向順序排列的不同極性磁極的第一場磁鐵和一個具有在一旋轉方向順序排列的不同磁極的第二場磁鐵，以及一個使一個場磁鐵相對于另一個場磁鐵沿軸向和旋轉方向移動的機構，據此，所述第一場磁鐵和所述第二場磁鐵的合成磁場是變化的。

附圖說明

圖1是根據本發明所述的一臺電機和一臺機床的布置圖；

圖2是圖1中電機的總體結構示意圖；

圖3是一個示意圖，表示圖1中電機轉子的等極性磁極中心處于同相的情況；

圖4表示圖1中電機轉子的等極性磁極中心處于異相的情況；

圖5表示各種不同特性與圖1中電機的轉速的關系曲線圖；

圖6是圖1中電機的控制框圖；

圖7表示本發明所述電機的另一種實施例(驅動器斷電狀態)；

圖8表示本發明所述電機的另一種實施例(驅動器接通狀態)；

圖9表示本發明所述電機的另一種實施例轉子內部；

圖10表示本發明所述電機的另一種實施例轉子內部；

圖11是本發明所述電機的另一種實施例(驅動器接通狀態)的透視圖；

圖12是本發明所述電機的另一種實施例的透視圖；

圖13是本發明所述電機的另一種實施例轉子透視圖(加上間隙差)；

圖14是本發明所述電機的另一種實施例轉子示意圖；

圖15是本發明所述電機的另一種實施例轉子示意圖(本發明用于一臺8極電機的實施例)；

圖16是表示本發明所述電機的另一種實施例軸向位移尺寸透視示意圖；

圖17是本發明所述電機安裝其內的另一臺機床示意圖；

圖18是本發明所述電機的另一實施例轉子示意圖(一個制動擋塊置于第二轉子內側)。

具體實施方式

本發明的具體實施方式說明如下。

圖1示出裝有本發明所述實現方式的永磁型同步電機的機床外形圖。