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1、微电机2004年第37卷第4期(总第139期)综述·REVIEW工业缝纫机永磁同步伺服电动机系统12姜淑忠,祁贲(1.上海交通大学上海200030;2.上工技术中心上海200082)摘要:文中对工业缝纫机电气系统的组成和分类进行探讨,探索开发电气系统的技术路线,给出平缝机和套结机两种采用永磁同步伺服电机电气系统的开发实例。关键词:缝纫机;电气系统;永磁同步伺服电机中图分类号:TM383.4文献标识码:A文章编号:1001-6848(2004)04-0050-02PMSynchronousservomotorSystemofIndustrialSewingMachines12JIANGShu-z
2、hong,QIBen(1.ShanghaiJiao-TongUniv.,Shanghai200030;2.ShanggongtechnologyCenter,Shanghai200082China)Abstract:Theformationandclassificationofelectricalsystemofindustrialsewingmachinesarediscussedinthispaper.Thenthetechnologyroutineisexplored.Finally,theelectricalsystemsonthePMsynchronousservomotorofth
3、elockstitcherandbartackdeareintroduced.Keywords:Sewingmachines;Electricalsystem;Permanentmagneticsynchronousservomotor制器功能各异,但硬件构成却基本相同。主要由旋1前言钮、按键、数码管、液晶显示器、执行机构(电机、电磁2002年我国生产工业用缝纫机370多万台。作铁)和微控制器组成。用于缝纫机的电机主要有感应为缝纫机的驱动部件,电机大多使用离合器调速的电机、步进电机和永磁同步伺服电机,功率范围从感应电机,效率低,体积大,调速围窄,位置控制难,400瓦到1500瓦,最高转速从每分
4、钟数百转到9000造成缝纫机的功能单一,自动化程度低,使得我国的转[2]。高档缝纫依赖进口。随着服装加工企业的规模化经营,服装产品的档次提升,加工企业对缝纫机的需求多样化,缝纫机的驱动方式将从传统的机械类产品向机电一体化产品过渡。因此必须推进缝纫机电气系统的研究和开发。文中对工业缝纫机电气系统的组成和分类进行探讨,给出平缝机和套结机两种采用永磁同步伺服电机电气系统的实例。2电气系统的组成图1缝纫机电气系统缝纫机电气系统包括控制器、驱动器、电机和电3电气系统的开发磁铁,如图1所示。控制器主要分为两类,一类是控制单台电机即主驱动电机的运动,借助电磁铁完成电气系统由控制器、电机和驱动器三部分构成。(
5、1)控制器三部分中价格最低,技术最成熟,其它辅助功能,如拨线、剪线、松线、前后加固、抬压脚等。另一类则控制多台电机的协调动作。虽然控实现最容易,见效最快。其构成与市场上存在多年的单片机应用系统相似,具有借鉴作用;收稿日期:2003-12-29(2)电机以上种类的电机中,感应电机技术最成熟,但目前产品中仍沿用传统的电磁滑差调速方—50—工业缝纫机永磁同步伺服电动机系统姜淑忠祁贲法。电机经过改进和优化设计,可用变频器替代机械离合器调速。步进电机经过十多年的发展已趋成熟,用在高速且频繁起停的情况下,动态响应性能需提高。永磁同步伺服电机已进入发展期,愈来愈引起工业界的重视。单从电机本身来看,国内厂家完
6、全具备与国外厂家竞争的能力。(3)驱动器是制约电气系统产业化的瓶颈,主要原因:一是复杂准确的电机模型难以在传统的单片机上实现;二是功率电子器件的可靠性及系统设计水平低下。由于近年数字信号处理器(DSP)和专图3套结机控制器用智能功率模块(ASIPM)的发展,难度大大降低。两种缝纫机的主驱动电机都采用永磁同步伺服从缝纫机的性能要求和市场发展方向来看,永电机。主要参数:输入电压190V～240V,额定功率磁同步伺服电机及驱动器起着到关重要的作用,是375W,恒转矩运行到600r/min。开发缝纫机电气系统的突破口。它的成功开发可将驱动器如图4所示,由DSP和ASIPM组成。对其技术演化到其它种类的
7、电机和驱动器上,起到事永磁同步电机实行磁场定向控制。功率变换由半功倍的效果。ASIPM完成,内部集成了整流、逆变、前置驱动、多4开发实例种保护等功能,与DSP电平兼容。DSP的正交编码器和捕获单元电路对位置信号进行处理,与控制器上工集团近来分别开发了平缝纫和套结机两种发出的命令信号比较,PI调节后得到转矩电流分量电气系统。两种系统的控制器框图分别如图2和图iq。DSP内部的模数转换器将来自电流传感
