A főorsók nyomában I. – Motorok

„Melyik a legjobb szerszámgép?” Sokszor hallhatja az ember ezt a kérdést. Manapság sok gyártó vonultatja fel széles szerszámgép palettáját. Különböző gépváz, főorsó, vezetékezési- és hajtásrendszer kialakítások lelhetőek fel ma a piacon. Vannak gyártók, akiknek a termék kínálatuk a lehetséges konstrukciós megoldások szinte mindegyikét lefedi. Vannak, akik egy adott kialakításra esküsznek. De kinek van igaza? A következő írásomban egy szemszögből szeretném megvizsgálni a fent említett kérdést, a főorsó kialakítások szemszögéből.

foorso_cikk_1_slider

Főorsó motorok

A CNC szerszámgépekben, kiváltképpen eszterga- és megmunkáló központokban a forgacsoló-főmozgás hajtására váltóáramú, aszinkron (más néven indukciós motorokat) és szinkron villanymotorokat alkalmaznak leggyakrabban. Az aszinkronmotor működési elve a következő: két főbb részegységből áll: állórész (sztátor) és forgórész (rotor).

01_abra_cikkbe

1. ábra Forgó mágneses mező [1]

Aszinkron motoroknál az állórész a motorházban kialakított tekercselést jelenti, a forgórész a hajtótengely köré kiépített tekercselést jelenti. Az állórészre kapcsolt váltakozó feszültségű elektromos áram, a feszültség változása miatt forgó mágneses teret alakít ki maga körül. A forgó mágneses mező (lásd 1. ábra) az állórész és a forgórész közötti légrésen keresztül mindig metszi a forgórész tekercselését. Ha a forgórész áll, akkor hozzá képest az állórész forgó mágneses mezeje mindig mozgásban van. A mágneses indukció változása egy vezetőben töltésszétválasztást indukál, mely feszültséget eredményez a vezetőben. Az említett vezető a forgórész tekercselése. Az indukált feszültség a forgórészben is létrehozza a saját mágneses mezejét, akárcsak az állórész.  A két forgó mágneses tér hatására a forgórész elfordul, viszont az állórészhez képest mindig visszamaradva. Ha a forgórész utolérné az állórész forgó mágneses mezejét, akkor a forgórész tekercselést metsző mágneses erőtér mindig állandó lenne, így nem lenne mágneses indukcióváltozás, nem gerjesztődne a forgórész tekercselésében áram. Emiatt a forgórész frekvenciája, így a tényleges fordulatszáma mindig visszamarad (aszinkron) a tápfeszültség frekvenciájához képest.

02_abra_cikkbe

2. ábra Szinkron motor [2]

A szinkron motor kialakítását tekintve hasonló. Az állórész kialakítása, és forgó mágneses mezejének létrehozása megegyezik az aszinkron motorjáéval. Viszont, a szinkron gépek forgórészének tekercselése egyenáramú gerjesztő tekercsekkel történik, vagy permanens mágnesekkel. Így a szinkron motor nem a mágneses gerjesztés elvén hozza létre a forgó rész mágneses mezejét, hanem külsőleg, gerjesztő tekercsel, vagy mágnessel. Így az állórész forgó mágneses mezeje magával vonzza a forgórész mágneses mezejét. Így a forgórész fordulatszáma mindig megegyezik az állórész forgó mágneses mezejének fordulatával, szinkronban mozog.

Az aszinkron motorok kialakítása sokkal egyszerűbbek, így azonos teljesítmény mellett olcsóbbak, mint a szinkron motorok. Ellenben a szinkron motoroknak jobb a hatásfoka, kedvezőbb a teljesítménytényezője, rövidebb a gyorsítási-lassítási idejük. Modern szerszámgépekben leginkább szinkron motorokat alkalmaznak (lásd 2. ábra).

Szerző: Juhász Miklós

Képek forrása:
[1] wikipedia.org
[2] fanuc.com