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高速电主轴是机床加工的核心单元。因此,电主轴的性能优劣对工件的加工精度影响很大。评价电主轴性能好坏的主要指标之一就是电主轴的损耗。电主轴的损耗给电机带来很大的损害。一方面增加了无功功率,降低了电机的工作效率,另一方面随着损耗的增加,电主轴的温度随之升高,电机中绝缘材料将会受到影响,输出功率受到影响,甚至导致电机烧毁。损耗的产生受很多因素的影响,诸如电主轴供电方式,外界环境,电主轴材料以及安装和操作等等。因此,分析这些因素对电主轴的影响十分有意义。本文基于时步有限元法建立电主轴二维有限元模型,实时分析并记录电主轴的运行状态和各项损耗大小,包括:定子铁芯损耗、转子导条损耗及定子绞线铜耗。基于Maxwell建立电机二维有限元模型,与Simplore耦合,为电主轴提供外接电路控制,达到电主轴的瞬态分析。本文针对引起电主轴的损耗的因素进行了时步有限元仿真分析。分析了载荷对陶瓷电主轴和金属电主轴损耗的影响。分别得出了陶瓷电主轴和金属电主轴定子铁芯损耗、转子导条损耗及定子绞线铜耗随载荷变化的规律。仿真结果显示载荷对陶瓷电主轴和金属电主轴的各项损耗均产生影响,且对陶瓷电主轴的影响要小于金属电主轴。得出了电主轴在最佳效率时的载荷区域。分析了变频器载波比对电主轴的各项损耗的影响。得出陶瓷电主轴和金属电主轴各项损耗均受到变频器载波比的影响,随着载波比的变化,陶瓷电主轴各项损耗变化幅度小于金属电主轴,金属电主轴在载波比为30时,各项损耗远高于其他载波比下的损耗值。通过对气隙大小对陶瓷电主轴和金属电主轴的影响分析,得出陶瓷电主轴在气隙为0.38mm时总损耗值最小,在气隙为0.36mm时总损耗值最大;金属电主轴的在气隙为0.38mm时总损耗值最小,在气隙为0.34mm时最大。分析气隙偏心对电主轴的影响得出气隙静偏心对电主轴损耗产生了较大影响,偏心0.05mm时的陶瓷电主轴的总损耗值比无偏心时的损耗值增加了18.5%,金属电主轴增加了4.1%。基于连接式加载方法,采用电主轴自动测试系统对陶瓷电主轴和金属电主轴的铁芯损耗、导条损耗和定子铜耗进行了分析。结果显示,陶瓷电主轴的铜耗受到载荷的影响最大,实验结果在显示铜耗相对空载时增加了81.4%。铁芯损耗占陶瓷电主轴损耗的比例最大。载荷对陶瓷电主轴损耗的影响小于金属电主轴。