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工缝驱动的另一种选择
发布人: 中科德润 发布来源: 中科德润 发布日期: 2012-1-20 点击数:377

近年来,缝纫机向高速化、自动化和电子化的方向迅速发展,要求有与之相配套的驱动电机及其控制系统,而原有的离合器电机等传统电机已不能适应这一要求。迄今为止,为了摆脱离合器电机的应用,工缝机用电机已发展了四代产品,即摩擦片式、涡流式、混合步进电机和永磁电机。

摩擦片式电子定位针电动机起步快,但速度和针位控制精度差,且摩擦片的摩损会影响定位可靠性,需经常保养和维修。

涡流式电子定位针电动机虽定位精度较高,但起步慢,噪声和振动大,不受制衣行业欢迎。

混合式步进电机定位系统虽具有控制方便的优点,但起动频率、运行频率达不到高速工缝机的要求,定位精度仍不理想。

永磁电机是国外90年代初期开发应用的产品。1996年以来,以日本工缝机行业,如重机公司、兄弟公司等,已把永磁电机运用到各类微电脑控制的高性能、高速平缝机、多功能电脑绣花机等缝纫设备中(如重机公司的PIJM系列中厚料高速平缝机,兄弟公司的BAS一326型筒式平缝机等)。并以每年12%的递增速度取代原有的摩擦片或涡流式电子定位针电动机。这类永磁电机采用铷铁硼永磁转子,结构细长,在非轴伸端装有光学编码器,因而转动惯量小、体积小、重量轻、动态性能好,调速比达1,1000。且有高精度定位、效率高、寿命长、免维修、能在恶劣环境条件下使用等特点。该类电机在高速自动工业缝纫机上使用操纵自如,无噪声污染,给人以舒适的工作环境。鉴于带微电脑控制的永磁电机控制系统所具有的优点,国内工业缝纫机行业对它产生了极大的兴趣和国产化配套的迫切性。有关专家指出,“我们制造高档工业缝纫机,在机械和电子控制方面没有问题,只是当前电机性能不过关,一时还没有合适的电机能替代。我们现在很需要永磁电机。随着高档机的研制和生产,今后永磁电机需求量是相当大的”。

但是在对永磁电机的理解中,我们往往容易忽略一点:永磁电机家族不仅包括永磁同步电机,还包括了永磁直流无刷电机。由于关西电机有限公司创业伊始就站在永磁同步电机的高度来进行缝制驱动设备的研究,所以我们往往容易忽略永磁直流无刷电机在缝制驱动设备上的应用和巨大的市场——截止2010年,采用永磁直流无刷电机进行缝纫机整机配套仍然是国内整机配套市场的主流。

与直流有刷电机相比,永磁直流无刷电机利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向装置,克服了电刷和换向器所带来的一系列缺点,如噪声、电磁干扰、换相火花、电刷磨损和可靠性差等,它既具有直流电机优良的调速性能,又具有交流电机的种种优点。它的优点可以总结为:

1.免维修:无离合器、制动器等摩擦部分,无需维护保养。

2.控制方式简单:没有永磁同步电机复杂的控制算法,技术门槛较低。

3.节电:由于缝纫机停止运行时,BLDCM也停止运转,因缝纫机的运转率只有25%~30%,故消耗电力约可节省一半。

4.低噪声、低振动:由于缝纫机和BLDCM同时停止运行,故停止时从电机发出的风扇噪声和振动噪声消除了;另外,也没有了离合器和制动器的冲击声。

5.小型、轻量:因没有离合器和制动器,故体积小、重量轻(重量比传统的下降30%~45%),安装调试容易。

6.针位停止精度高:因为控制容易,电源电压变动因素小,因而定位误差也小。

7.可中速连续运行:离合器在中速运行时易发热,故连续运行困难,而BLDCM可以。

8.即使瞬时断续缝制,运转速度也不降低:离合器电机在短时间瞬时断续运行,由于飞轮惯性关系,使运转速度下降,而BLDCM运转速度可不降低。

9.可进行正反转控制:正反转控制对离合器来说是不可能的,要想反转,必须附加缝纫机的反转机构。

    然而,与更高端的永磁同步电机相比,BLDCM又存在以下缺点:

①速度稳定性较低,系统响应慢和定位相对不精确。这些问题制约了其在高精度、高稳定性场合的应用。

②永磁同步电机是正弦波分布,而直流无刷电机是梯形磁感分布,梯形气隙磁感分布对电网的谐波污染较大。

③功率因数较低,节能率没有永磁同步电机高。

尽管如此,尽管以永磁同步电机为动力的平缝机产品市场呈现抬头趋势,永磁无刷直流电机仍然以其优良的性价比优势,深受缝制工业界的欢迎,成为工业缝纫机自动控制系统的主流,占据着比永磁同步电机更大量的市场。认识这个事实,无疑对我们下一步的产品定位、项目规划和商业策略具有一定的参考价值。

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