西门子主轴电机
1PH7 风冷交流主轴电机是一种转动平稳，无须维护的四极鼠笼式异步电动机。专门设计用于与SIMODRIVE 611 驱动系统相连接。
提供通风的风机沿轴向安装在电机的尾部。气流的正常流向是从驱动端到非驱动端，以便让机床中的热量更好的排走。
电机配置了一个内置的编码器，用来测量电机的转速和间接的位置。

  ：余鑫（工程师）                        
 
       ：:：同步
                                               
         :

西门子主轴电机

产品名称： 

产品型号：1PH7

1PH7 交流主轴电机能够提供：
■ 较短的电机长度
■ 内装端子盒将噪音曲线降低
■ 速度高达9000 转/ 分(可选用12,000 转/ 分)
■ 全域恒扭矩输出，包括静止时
■ 很高的过载能力
■ 对SIMODRIVE 611的各种功率水平进行优配置
1PH7 风冷交流主轴电机是一种转动平稳，无须维护的四极鼠笼式异步电动机。专门设计用于与SIMODRIVE 611 驱动系统相连接。
提供通风的风机沿轴向安装在电机的尾部。气流的正常流向是从驱动端到非驱动端，以便让机床中的热量更好的排走。
电机配置了一个内置的编码器，用来测量电机的转速和间接的位置。

1PH7交流电机是紧凑、强制风冷型鼠笼异步电机，保护等级为IP55。电机是通过一个独立安装的风扇单元散热。电机订货时可以选择吹风从电机驱动端(DE)到电机非驱动端(NDE)或者相反。这些电机为连接变频器采用了特殊的设计。根据控制要求，可以选择合适的编码器。这些编码器用于检测电机的速度和位置。

优点

电机尺寸小，功率密度高

保护等级高

调速范围宽

转矩不受速度影响

基本免维护

用于高悬臂力负载

即使在低速度，也能达到高旋转精度

集成编码器系统来检测电机速度

端子盒连接功率电缆

KTY84监测电机温度

多种冷却方式常用的外部冷却方式也可以通过管子连接

可选带有多润滑部件的轴承和绝缘轴承(NDE)

应用范围

安装于干燥区域(无腐蚀性气体)。

起重机系统起重机启动、停止传动装置港口的提升和传输装置

印刷行业印刷机械的单轴或多轴的主驱动

橡胶、塑料、金属丝和玻璃制造业

挤压机、压光机和橡胶挤压机驱动

西门子伺服系统可实现优秀的动态定位和精确的运动控制序列，而丰富的西门子伺服电机产品结构紧凑，可实现的动态特性和运行效率。在某些传动范围内，须要对被控东西完成高精度的位置控制，而实现正确的位置操纵的一个基本条件是需要有高精度的伺服电机。西门子伺服电机将是您的*。

一、西门子伺服电机分类：交流伺服和直流伺服两大类

交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%～15%和小于15%～25%)等特点。

直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。

西门子直流伺服电机和西门子交流伺服电机的优缺点

1、直流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。

缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)

2、交流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护(适用于无尘、易爆环境)

缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线

交流伺服电机

(1)笼型两相交流伺服电机(细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑)

(2)非磁性杯型转子两相交流伺服电机(空心杯转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流较大、小功率伺服、低速运转平滑)

(3)铁磁杯型转子两相交流伺服电机(铁磁材料杯型转子、机械特性近似线性、转子转动惯量大、齿槽效应小、运行平稳)

(4)同步型永磁交流伺服电机(由永磁同步电机、测速机及位置检测元件同轴一体机组，定子为3相或2相，磁性材料转子，必须配驱动器;调速范围宽、机械特性由恒转矩区和恒功率区组成，可连续堵转，快速相应性能好，输出功率大，转矩波动小;有方波驱动和正弦波驱动两种方式，控制性能好，为机电一体化产品)

(5)异步型三相交流伺服电机(转子与笼型异步电机相似，必须配驱动器，采用矢量控制，扩大了恒功率调速范围，多用于机床主轴调速系统)

2、直流伺服电机

(1)印制绕组直流伺服电机(盘形转子、盘形定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，无齿槽效应，无饱和效应，输出转矩大)

(2)线绕盘式直流伺服电机(盘形转子、定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，控制性能优于其他直流伺服电机，效率高，输出转矩大)

(3)杯型电枢永磁直流电机(空心杯转子，转子转动惯量小，适用于增量运动伺服系统)

(4)无刷直流伺服电机(定子为多相绕组，转子为永磁式，带转子位置传感器，无火花干扰，寿命长，噪声低)

3、力矩电机

(1)直流力矩电机(扁平结构，极数槽数换向片数串联导体数多;输出转矩大，低速或堵转下可连续工作，机械和调节特性好，机电时间常数小)

(2)无刷直流力矩电机(与无刷直流伺服电机结构相似，但为扁平状，极数槽数串联导体数多;输出转矩大，机械和调节特性好，寿命长，无火花，噪声低)

(3)笼型交流力矩电机(笼型转子，扁平结构，极数槽数多，启动转矩大，机电时间常数小，可*堵转运行，机械特性较软)

(4)实心转子交流力矩电机(铁磁材料实心转子，扁平结构，极数槽数多，可*堵转，运行平滑，机械特性较软)

4、步进电机

(1)反应式步进电机(定转子均由硅钢片叠成，转子铁心上无绕组，定子上有控制绕组;步距角小，启动与运行频率较高，步距角精度较低，无自锁力矩)

(2)永磁步进电机(永磁式转子，径向磁化极性;步距角大，启动与运行频率低，有保持转矩，消耗功率比反应式小，但须供正、负脉冲电流)

(3)混合式步进电机(永磁式转子，轴向磁化极性;步距角精度高，有保持转矩，输入电流小，兼有反应式和永磁式两者的优点)

5、开关磁阻电机(定转子均由硅钢片叠成，都为凸极式，与极数相接近的大步距反应式步进电机结构相似，带有转子位置传感器，转矩方向与电流方向无关，调速范围小，噪声大，机械特性由恒转矩区、恒功率区、串励特性区三部分组成)

四、西门子电机维护面临的问题

生产过程中，电机是十分关键的设备，它的损坏，往往意味着机械设备的停止和生产过程的停顿。为了防止电机发生机械损坏，并尽早发现故障点，需要对电机的运行状态进行持续监视。

1、西门子电机振动需要专业测量

电机振动需要使用的测量仪器，比如压电式振动传感器和加速度传感器，这些传感器需要专门用的接口模块来进行信号处理。

另外，这些传感器的安装位置需要与实际机械结构相配合，才能达到测量效果。错误的安装位置，会影响测量的准确性和实时性;合适的安装位置，才能准确及时地反映设备的运行状态，这需要有丰富工程经验的工程师才能完成。

2、西门子电机振动数据需要专业分析

由振动传感器得到的数据并不能直接反映故障原因及位置，基于原始数据而进行的系统维护显得盲目而低效。

这些原始振动数据需要交由振动分析专家，使用专业的软件工具，对振动的时域特性和频域特性进行分析，找到潜在的故障源并提供确凿可信的解决方案，终指导维护人员更有针对性地开展维护工作，有效降低电机出现机械故障的概率。

下图为：电机状态监视与分析服务系统结构图

3、电机状态监视与分析服务解决方案

通过机旁固定安装的电机状态数据监视箱，电机的工作状态将会得到*监视，比如轴承振动、绕组温度、转子速度等信号，都可以在本地进行*实时监视。一旦异常，系统将自动通过指示灯、短信、邮件等方式提醒现场维护人员。

另外，电机状态数据会通过4G网络保持与西门子服务器的同步，西门子振动分析专家可以远程对电机状态数据进行分析，并向客户提供专业的分析报告和指导建议。

五、西门子电机的产品亮点及客户受益

维护更加方便： 减少计划停机时间，维护工作量减小; 维护更有针对性，基于状态的维护习惯; 更长的维护间隔，更低的维护成本;

设备寿命延长：早期即发现问题，避免致命故障的发生; 更加科学的保养，更长的设备使用寿命;

备件更加明确：基于历史数据，统计分析故障规律;更加有效的备件，提高备件利用率;节省备件成本，提升企业利润。