63023 SDC12986

4. Podział napędów posuwu i scrwonapędów obrabiarek NC

W serwonapędach prądu stałego rozróżnia się napędy z silnikami ze wzbudzeniem elektromagnetycznym i od magnesów trwałych. Obie odmiany są praktycznie stosowane z uwagi na swoje zalety.

Napędy ze wzbudzeniem elektromagnetycznym, przypominające do złudzenia, klasyczne silniki prądu stałego, charakteryzują wysokie nominalne prędkości obrotowe 3000-5-6000 obr/min, co wymaga na ogół stosowania przekładni redukcyjnych między silnikiem i śrubą pociągową (i=1/3-r-1/5).

To niewątpliwie jest wadą. Ale mała bezwładność wirnika, duża przeciążalność prądowa (8-5- 10-krotna wartość prądu nominalnego) i duża pojemność cieplna sprawiają, że silniki te cechuje mała stała czasowa, duża odporność na przeciążenia i dobra równomierność ruchu w zakresie małych prędkości obrotowych.

Podsumowując, silniki te — gabarytowo i masowo większe niż silniki z magnesami trwałymi — są często stosowane w obrabiarkach ciężkich.

Serwonapędy ze wzbudzeniem od magnesów trwałych są często stosowane w napędach posuwu obrabiarek NC. Można wyróżnić serwonapędy:

•    o dużym momencie bezwładności wirnika, które klasyfikuje się na ogół do silników wolnoobrotowych,

•    o małym momencie bezwładności wirnika, które klasyfikuje się na ogół do silników wysokoobrotowych.

Napędy z wirnikiem o małej bezwładności zalicza się do silników o budowę specjalnej, w których konstrukcja wirnika decyduje o jego właściwościach, przede wszystkim dynamicznych, ale i statycznych. Silniki te charakteryzuje nie tylko mała bezwładność wirnika, lecz również, na ogół, duża prędkość obrotowa nominalna. Mała bezwładność wirnika istotnie poprawia właściwości dynamiczne serwonapę-du (stałe czasowe rzędu 10 ms), co umożliwia uzyskiwanie przyspieszeń ok. 15 000 rad/s², tj. 2-5-2,5 razy większych niż dla napędów wolnoobrotowych. Jednakże specyficzna budowa silnika bardzo ogranicza jego pojemność cieplną i dopuszczalną wielkość prądu, co nie tylko ogranicza wartość i czas występowania momentu szczytowego, lecz także bardzo ogranicza wartość statycznego momentu znamionowego. Napędy te mają ograniczone zastosowanie, m.in. w robotach.

Bardzo szerokie zastosowanie znalazły natomiast serwonapędy z wirnikiem o dużym momencie bezwładności, które kwalifikuje się na ogół do wolnoobrotowych. Spośród tych napędów należy wyróżnić:

•    napędy z silnikami o budowie konwencjonalnej,

•    napędy z tzw. silnikami bezszczotkowymi.

W napędach z silnikami o budowie konwencjonalnej magnesy trwałe są umieszczone w stojanie i generują one stałe pole magnetyczne o określonym strumieniu i natężeniu pola. Wirnik natomiast jest zasilany klasycznie, przez układ ko-