力矩电动机初次安装使用的调试

■ 秦川机床工具集团股份公司技术研究院 （陕西宝鸡 721009） 袁 炜

力矩电动机初次安装使用的调试

■ 秦川机床工具集团股份公司技术研究院 （陕西宝鸡 721009） 袁 炜

本文介绍了力矩电动机的工作原理、分类以及应用场合。以西门子1FW6系列力矩电动机和西门子SINUMERIK S120驱动为例，介绍了力矩电动机初次安装使用中的调试要点，以使西门子力矩电动机与SINUMERIK S120驱动能够更好地结合使用。

力矩电动机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电动机。这种电动机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。力矩电动机包括：直流力矩电动机、交流力矩电动机和无刷直流力矩电动机。当负载增加时，电动机的转速能自动地随之降低，而输出力矩增加，保持与负载平衡。力矩电动机具有低转速、大转矩、过载能力强、响应快、特性线性度好及力矩波动小等特点，可直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。

1. 回转环型力矩电动机结构分析

随着NC机床的不断发展，对于回转运动的驱动装置需求日益增多。西门子公司的子公司——直线电动机系统公司为满足这种趋势，开发出了一种回转环型力矩电动机1FW6系列（无框架内置式）回转环型力矩电动机（见图1）。

图 1

该电动机包含以下主要部件：

（1）定子：包含了一个铁芯和一副三相绕组。绕组是镶铸的，是为了更好地消除热膨胀。电动机设计有液体冷却系统，此冷却系统根据电动机外径的大小而分为冷却水套（Cooling Jacket）和集成冷却（Integrated Cooling）两种。

（2）转子：这是电动机的反应部件。它包含一个圆柱形的空心的永磁钢轴。

（3）冷却系统连接器：用于并联内部冷却系统和联接外部冷却系统。

（4）电气接口：用于连接数控系统驱动模块和温度保护模块。

我们就以西门子1FW6系列力矩电动机为例，来介绍一下力矩电动机在西门子公司S120驱动上的初次安装和使用。

2.力矩电动机与数控系统的连接

如图2所示，电动机动力电缆连接至数控系统电动机模块的功率输出接口；电动机温度电缆连接至外部编码器模块SME12x

图 2

（本文以SME120为例）；通过外部编码器模块SME120上可以在电气柜外部连接一个直接测量系统，SME120会求出测量系统的值，并将求出的值转换为DRIVE-CLiQ信号；SME120的输出端连接到数控系统电动机模块的相应接口。

3. 调试准备

开始调试前、断电的情况下，做如下检查：

（1）冷却回路：请确保冷却回路和冷却液都满足“冷却”的要求，并确保冷却回路功能正常。

（2）机械：①轴必须能在整个旋转范围内自由转动。②在电动机并联时，电动机的安装、定子和转子的安装位置必须依据安装图样，并符合力矩电动机选型手册的规定。③如果在“悬挂轴（严重失衡）”上进行了配重，则必须确保该配重功能正常。④如果配备了抱闸，必须确保抱闸功能正常。⑤如果存在运行范围限制，必须在旋转范围的两端配备机械限位挡块，并拧紧挡块。⑥可移动的电缆必须按规定放置在牵引链中。

（3）测量系统：①测量系统。确定光栅的类型（增量式或绝对式）、光栅的刻线及光栅的零脉冲等。②确定正的驱动旋转方向。必须确定测量系统正的计数方向，必要时必须逆转旋转方向。

（4）布线：①必须按照相序“UVW”（顺时针旋转磁场）正确连接功率模块。②必须连接保护接地线。③屏蔽层必须接地。④正确连接温度传感器。

4. 上电调试

做完以上四个方面的检查，进行初次上电调试：

（1）限制电动机电流。

（2）将转速极限设置到最小值。

（3）检查最终位置。

（4）换向设置(利用转子位置识别功能确定力矩电动机的换向角)。

5. 电动机优化

在做完电动机的换向设置后，可进行电动机优化。

在力矩电动机可以正常转动的情况下，就可以根据机床的实际情况，对电动机进行优化和零件加工。

至此，力矩电动机与数控系统的连接和调试基本完成。

20150828）