數(shù)控伺服電機(jī)控制系統(tǒng)成為縫紉機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主流技術(shù)
數(shù)控伺服電機(jī)控制系統(tǒng)逐步取代傳統(tǒng)電子馬達(dá)控制系統(tǒng)而成為縫紉機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主流技術(shù)。越來越多服裝加工企業(yè)大量采用這種省電、免維修、低噪音、尺寸小的新型電機(jī)控制系統(tǒng)已是大勢所趨。是什么原因使伺服控制系統(tǒng)如此受到用戶的青睞?本文在此對兩套系統(tǒng)進(jìn)行一番比較分析。
誰性能更好?
電子馬達(dá)控制器是通過控制一個摩擦式離合器與“全速”運(yùn)行的電機(jī)主動輪接觸(接觸式離合器)來控制電機(jī)的起停和調(diào)速,離合器的控制響應(yīng)較慢,并且控制的性能還取決于離合器的質(zhì)量及新舊程度。對于采用非接觸式離合器的電子馬達(dá),電控器仍需要通過控制兩個非接觸的離合器之間的耦合力(如磁力)來將電機(jī)主軸的動能傳到另一側(cè)(縫紉機(jī)主軸側(cè))。盡管兩種離合器原理不同,但它們都有一個共性,就是“全速”轉(zhuǎn)動的電機(jī)的主動輪與縫紉機(jī)側(cè)的傳動是通過一個“軟連接”實(shí)現(xiàn)的,在縫紉機(jī)起停時和負(fù)載力矩變化時,速度的穩(wěn)定都會有一個過程,且速度會有一定的波動,特別是在縫紉機(jī)低速運(yùn)行時(如剪線過程中)。這是電子馬達(dá)速度變化和電機(jī)起??刂品磻?yīng)緩慢的主要原因。
伺服電機(jī)控制器由于可以對電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確的力矩控制,其速度控制和位置控制可以直接通過數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。這樣縫紉機(jī)的力矩控制(如布辛:I.厚度變化)、速度控制(如高低速縫紉)、和位置控制(如停針)可以直接通過電機(jī)軸傳動到縫紉機(jī)主軸上,其性能,反應(yīng)速度和穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于電子馬達(dá)控制器。尤其是采用了高性能稀土永磁材料的伺服電機(jī),其出力大,慣性小,起停動態(tài)性能特別好,有助于提高生產(chǎn)率和縫紉質(zhì)量。
伺服電控器是節(jié)能的關(guān)鍵
電子馬達(dá)控制系統(tǒng)的電控部件大部分子部件是相同的,如系統(tǒng)控制面板、三自動電磁鐵、同步傳感器和踏板傳感器等。兩個電控部件的不同僅在于控制器內(nèi)部。
電子馬達(dá)控制器不控制感應(yīng)電機(jī)的起停和速度,而僅僅控制離合器來實(shí)現(xiàn)起停和調(diào)速。因此,這類系統(tǒng)只需要用一個簡單的單片機(jī)(微處理器Microprocessor)來控制一個電流或電壓控制回路實(shí)現(xiàn)閉環(huán)離合器控制,從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的起停和調(diào)速。控制器用的元器件少,制造簡單,成本低。但是由于電子馬達(dá)的電控器不控制電機(jī),而電機(jī)是消耗電能的主要部件,電機(jī)在不受控制的情況下運(yùn)行,它的效率很低;電機(jī)無論縫紉機(jī)工作在什么工況,無論高速或低速、縫厚料或薄料(縫厚料時縫紉機(jī)需要更大的力矩,而縫薄料時需要較少的力矩),電機(jī)都需要全速運(yùn)行。另外,縫紉機(jī)在實(shí)際工作中有大約l/4 ~ 1/3的時間是在停止?fàn)顟B(tài)(如縫紉工給料時間等),但電子馬達(dá)的電機(jī)此時仍以“全速”在運(yùn)行。這樣,電子馬達(dá)無辜浪費(fèi)了許多電能。
伺服電機(jī)控制器與電子馬達(dá)控制完全不同,它采用數(shù)字信號處理器(DSP)或高性能的微控制器(Microcontroller)和一個電力電子變換器來實(shí)現(xiàn)信號到能量的轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的起停、速度和力矩控制。整個控制器用了較多的元器件,對制造工藝要求較高,成本也較高。但是,伺服電機(jī)電控器采用了最新的“節(jié)能”控制算法,在數(shù)字型號處理器的控制下,將輸入電機(jī)的電流全部用來產(chǎn)生有用的力矩,使電機(jī)一直工作在最高效的狀態(tài);伺服電機(jī)控制,系統(tǒng)可以根據(jù)不同的力矩需求,使電機(jī)送出正好縫紉機(jī)所需要的力矩。當(dāng)縫紉機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時,伺服電機(jī)電控器也會使電機(jī)停下來,此時伺服系統(tǒng)幾乎不消耗電能。
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