五自由度交流磁轴承支承的高速电主轴系统

摘要

五自由度交流磁轴承支承的高速电主轴系统，包括压装在钢筒中的交直流三自由度主动磁轴承、高速主轴电机、交流二自由度主动磁轴承、转轴、右端盖和左端盖，高速主轴电机安装在转轴上，所述交直流三自由度主动磁轴承和交流二自由度主动磁轴承分别安装在高速主轴电机的左右两侧。交直流三自由度主动磁轴承和交流二自由度主动磁轴承中的径向两个自由度均采用三极结构、三相逆变器驱动控制，显著降低了功率放大电路的损耗和成本。本发明实现电机与旋转主轴之间和旋转主轴与刀具之间的双处零中间传动，特别是实现电机与旋转主轴之间无接触悬浮运行，具有无机械摩擦磨损、无噪音、低功耗、高速度和高精度等优点。

主权项

五自由度交流磁轴承支承的高速电主轴系统，包括压装在钢筒中的交直流三自由度主动磁轴承(25)、高速主轴电机(26)、交流二自由度主动磁轴承(27)、转轴(3)、右端盖(1)和左端盖(21)，其特征在于，高速主轴电机(26)安装在转轴(3)上，所述的交直流三自由度主动磁轴承(25)和交流二自由度主动磁轴承(27)分别安装在高速主轴电机(26)左右两侧；轴向位移传感器探头(2)安装在右端盖(1)上，处于转轴(3)的轴心线上，检测转轴(3)的轴向位移；径向辅助轴承(4)固定在右端盖(1)中；右端4个径向位移传感器探头(61)沿圆周均匀分布、固定在右端盖(1)与交直流三自由度主动磁轴承(25)之间的右端传感器支架(51)上，检测转轴(3)右端径向2个自由度的位移；高速主轴电机(26)左右两侧分别安装有第二限位套筒(122)和第一限位套筒(121)，第二限位套筒(122)左端紧靠交流二自由度主动磁轴承(27)，第一限位套筒(121)右端紧靠交直流三自由度主动磁轴承(25)；左端传感器支架(52)紧靠左端盖(21)，左端4个径向位移传感器探头(62)沿圆周均匀分布、固定在左端传感器支架(52)上，检测转轴(3)左端径向2个自由度的位移；在交流二自由度主动磁轴承(27)与左端传感器支架(52)之间安装有第三限位套筒(123)进行限位；径向‑轴向辅助轴承(20)安装在左端盖(21)中。