力矩電動機初次安裝使用的調試

■ 秦川機床工具集團股份公司技術研究院 （陜西寶雞 721009） 袁 煒

力矩電動機初次安裝使用的調試

■ 秦川機床工具集團股份公司技術研究院 （陜西寶雞 721009） 袁 煒

本文介紹了力矩電動機的工作原理、分類以及應用場合。以西門子1FW6系列力矩電動機和西門子SINUMERIK S120驅動為例，介紹了力矩電動機初次安裝使用中的調試要點，以使西門子力矩電動機與SINUMERIK S120驅動能夠更好地結合使用。

力矩電動機是一種具有軟機械特性和寬調速范圍的特種電動機。這種電動機的軸不是以恒功率輸出動力而是以恒力矩輸出動力。力矩電動機包括：直流力矩電動機、交流力矩電動機和無刷直流力矩電動機。當負載增加時，電動機的轉速能自動地隨之降低，而輸出力矩增加，保持與負載平衡。力矩電動機具有低轉速、大轉矩、過載能力強、響應快、特性線性度好及力矩波動小等特點，可直接驅動負載省去減速傳動齒輪，從而提高了系統的運行精度。

1. 回轉環型力矩電動機結構分析

隨著NC機床的不斷發展，對于回轉運動的驅動裝置需求日益增多。西門子公司的子公司——直線電動機系統公司為滿足這種趨勢，開發出了一種回轉環型力矩電動機1FW6系列（無框架內置式）回轉環型力矩電動機（見圖1）。

圖 1

該電動機包含以下主要部件：

（1）定子：包含了一個鐵芯和一副三相繞組。繞組是鑲鑄的，是為了更好地消除熱膨脹。電動機設計有液體冷卻系統，此冷卻系統根據電動機外徑的大小而分為冷卻水套（Cooling Jacket）和集成冷卻（Integrated Cooling）兩種。

（2）轉子：這是電動機的反應部件。它包含一個圓柱形的空心的永磁鋼軸。

（3）冷卻系統連接器：用于并聯內部冷卻系統和聯接外部冷卻系統。

（4）電氣接口：用于連接數控系統驅動模塊和溫度保護模塊。

我們就以西門子1FW6系列力矩電動機為例，來介紹一下力矩電動機在西門子公司S120驅動上的初次安裝和使用。

2.力矩電動機與數控系統的連接

如圖2所示，電動機動力電纜連接至數控系統電動機模塊的功率輸出接口；電動機溫度電纜連接至外部編碼器模塊SME12x

圖 2

（本文以SME120為例）；通過外部編碼器模塊SME120上可以在電氣柜外部連接一個直接測量系統，SME120會求出測量系統的值，并將求出的值轉換為DRIVE-CLiQ信號；SME120的輸出端連接到數控系統電動機模塊的相應接口。

3. 調試準備

開始調試前、斷電的情況下，做如下檢查：

（1）冷卻回路：請確保冷卻回路和冷卻液都滿足“冷卻”的要求，并確保冷卻回路功能正常。

（2）機械：①軸必須能在整個旋轉范圍內自由轉動。②在電動機并聯時，電動機的安裝、定子和轉子的安裝位置必須依據安裝圖樣，并符合力矩電動機選型手冊的規定。③如果在“懸掛軸（嚴重失衡）”上進行了配重，則必須確保該配重功能正常。④如果配備了抱閘，必須確保抱閘功能正常。⑤如果存在運行范圍限制，必須在旋轉范圍的兩端配備機械限位擋塊，并擰緊擋塊。⑥可移動的電纜必須按規定放置在牽引鏈中。

（3）測量系統：①測量系統。確定光柵的類型（增量式或絕對式）、光柵的刻線及光柵的零脈沖等。②確定正的驅動旋轉方向。必須確定測量系統正的計數方向，必要時必須逆轉旋轉方向。

（4）布線：①必須按照相序“UVW”（順時針旋轉磁場）正確連接功率模塊。②必須連接保護接地線。③屏蔽層必須接地。④正確連接溫度傳感器。

4. 上電調試

做完以上四個方面的檢查，進行初次上電調試：

（1）限制電動機電流。

（2）將轉速極限設置到最小值。

（3）檢查最終位置。

（4）換向設置(利用轉子位置識別功能確定力矩電動機的換向角)。

5. 電動機優化

在做完電動機的換向設置后，可進行電動機優化。

在力矩電動機可以正常轉動的情況下，就可以根據機床的實際情況，對電動機進行優化和零件加工。

至此，力矩電動機與數控系統的連接和調試基本完成。

20150828）