■ 秦川機(jī)床工具集團(tuán)股份公司技術(shù)研究院 （陜西寶雞 721009） 袁 煒

力矩電動(dòng)機(jī)初次安裝使用的調(diào)試

■ 秦川機(jī)床工具集團(tuán)股份公司技術(shù)研究院 （陜西寶雞 721009） 袁 煒

本文介紹了力矩電動(dòng)機(jī)的工作原理、分類以及應(yīng)用場(chǎng)合。以西門子1FW6系列力矩電動(dòng)機(jī)和西門子SINUMERIK S120驅(qū)動(dòng)為例，介紹了力矩電動(dòng)機(jī)初次安裝使用中的調(diào)試要點(diǎn)，以使西門子力矩電動(dòng)機(jī)與SINUMERIK S120驅(qū)動(dòng)能夠更好地結(jié)合使用。

力矩電動(dòng)機(jī)是一種具有軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的特種電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出動(dòng)力。力矩電動(dòng)機(jī)包括：直流力矩電動(dòng)機(jī)、交流力矩電動(dòng)機(jī)和無刷直流力矩電動(dòng)機(jī)。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能自動(dòng)地隨之降低，而輸出力矩增加，保持與負(fù)載平衡。力矩電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、過載能力強(qiáng)、響應(yīng)快、特性線性度好及力矩波動(dòng)小等特點(diǎn)，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載省去減速傳動(dòng)齒輪，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行精度。

1. 回轉(zhuǎn)環(huán)型力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析

隨著NC機(jī)床的不斷發(fā)展，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置需求日益增多。西門子公司的子公司——直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)公司為滿足這種趨勢(shì)，開發(fā)出了一種回轉(zhuǎn)環(huán)型力矩電動(dòng)機(jī)1FW6系列（無框架內(nèi)置式）回轉(zhuǎn)環(huán)型力矩電動(dòng)機(jī)（見圖1）。

圖 1

該電動(dòng)機(jī)包含以下主要部件：

（1）定子：包含了一個(gè)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(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)有液體冷卻系統(tǒng)，此冷卻系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)子：這是電動(dòng)機(jī)的反應(yīng)部件。它包含一個(gè)圓柱形的空心的永磁鋼軸。

（3）冷卻系統(tǒng)連接器：用于并聯(lián)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)和聯(lián)接外部冷卻系統(tǒng)。

（4）電氣接口：用于連接數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊和溫度保護(hù)模塊。

我們就以西門子1FW6系列力矩電動(dòng)機(jī)為例，來介紹一下力矩電動(dòng)機(jī)在西門子公司S120驅(qū)動(dòng)上的初次安裝和使用。

2.力矩電動(dòng)機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的連接

如圖2所示，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電纜連接至數(shù)控系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)模塊的功率輸出接口；電動(dòng)機(jī)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(gè)直接測(cè)量系統(tǒng)，SME120會(huì)求出測(cè)量系統(tǒng)的值，并將求出的值轉(zhuǎn)換為DRIVE-CLiQ信號(hào)；SME120的輸出端連接到數(shù)控系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)模塊的相應(yīng)接口。

3. 調(diào)試準(zhǔn)備

開始調(diào)試前、斷電的情況下，做如下檢查：

（1）冷卻回路：請(qǐng)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(jī)械：①軸必須能在整個(gè)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。②在電動(dòng)機(jī)并聯(lián)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的安裝、定子和轉(zhuǎn)子的安裝位置必須依據(jù)安裝圖樣，并符合力矩電動(dòng)機(jī)選型手冊(cè)的規(guī)定。③如果在“懸掛軸（嚴(yán)重失衡）”上進(jìn)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(yùn)行范圍限制，必須在旋轉(zhuǎn)范圍的兩端配備機(jī)械限位擋塊，并擰緊擋塊。⑥可移動(dòng)的電纜必須按規(guī)定放置在牽引鏈中。

（3）測(cè)量系統(tǒng)：①測(cè)量系統(tǒng)。確定光柵的類型（增量式或絕對(duì)式）、光柵的刻線及光柵的零脈沖等。②確定正的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向。必須確定測(cè)量系統(tǒng)正的計(jì)數(shù)方向，必要時(shí)必須逆轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向。

（4）布線：①必須按照相序“UVW”（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）正確連接功率模塊。②必須連接保護(hù)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(diào)試

做完以上四個(gè)方面的檢查，進(jìn)行初次上電調(diào)試：

（1）限制電動(dòng)機(jī)電流。

（2）將轉(zhuǎn)速極限設(shè)置到最小值。

（3）檢查最終位置。

（4）換向設(shè)置(利用轉(zhuǎn)子位置識(shí)別功能確定力矩電動(dòng)機(jī)的換向角)。

5. 電動(dòng)機(jī)優(yōu)化

在做完電動(dòng)機(jī)的換向設(shè)置后，可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)優(yōu)化。

在力矩電動(dòng)機(jī)可以正常轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，就可以根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化和零件加工。

至此，力矩電動(dòng)機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的連接和調(diào)試基本完成。

20150828）