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工业缝纫机步进电机的发展趋势

作者: 东莞市博厚电机有限公司 编辑: 博厚电机 来源: 博厚电机 发布日期: 2019.04.30
信息摘要:
随着工业缝纫机的不断发展,驱动工业缝纫机的步进电机及其控制技术也在不断地发展,到目前为止已经有四代产品,即摩擦片式异步电动机(离合器电机)、…
     随着工业缝纫机的不断发展,驱动工业缝纫机的步进电机及其控制技术也在不断地发展,到目前为止已经有四代产品,即摩擦片式异步电动机(离合器电机)、涡流式异步电动机、混合步进电机和交流伺服电动机。因为产品可靠。价格便宜,离合器电机应用最为广泛,目前主要应用在中低档的工业缝纫机上。交流伺服电动机从80年代后期开发应用以来,因为优越的性能满足了工业缝纫机寄点一体化的发展方向,已被高档工业缝纫机广泛采用。随着交流伺服电动机的大量应用,其他两类产品的市场份额逐渐下降。
离合器电机是工业缝纫机上应用实践最长的电机,主要由异步电动机、离合器和刹车片构成。通电后,电动机一直再运转,当离合器合上,带动缝纫机工作,松开离合器,靠刹车片的摩擦,缝纫机快速刹车。主要优点是结构简单可靠,启动和刹车时间短,满足工业缝纫机快速启停的要求,行业应用量大、成本低,中低端的工业缝纫机主要采用离合器电机。缺点是整机效率低,特别缝纫机停止期间,电机仍然在工作并耗电,同时,离合器和摩擦片徐定期更换,维护工作量较大。为了满足定位定针的要求,摩擦片式电子定位定针电动机也有应用,特点是起步快,但速度和针位控制精度差,且摩擦片的磨损会影响定位的可靠性,需经常保养和维护。
针对摩擦片式电子定位定针电动机的缺点,涡流式异步电动机应运而生,主要由异步电动机、涡流式电磁转差离合器和直流励磁电源等三部分组成,通过控制励磁电流改变磁场强度,是离合器产生大小不同的转矩,从而达到调速的目的。涡流式异步电动机的优点是结构比较简单,可无级调速,维护方便,运行可靠,调速范围也比较宽,对电网无干扰,它可以空载启动,对需要重载启动的负载可获得容量效益,提高电动机运行负载率。缺点是高速区调速特性软,不能全速运行;低俗区调速效率比较低。
混合步进式定位定针电动机由混合式 步进电机和相位的步进控制器构成,具有控制方便的优点,但启动频率、运行频率达不到高速工业缝纫机的要求,定针精度仍不理想。
交流伺服电动机主要由交流电动机(包括永磁同步电动机和异步电动机)、光学编码器、伺服控制器和模式盒构成。当脚踩下踏板时,伺服控制器检测到变化,启动电机运转,并快速到达设定的转速,松开踏板,伺服控制器根据光学编码器的位置信号,把缝纫机停在设定的位置。
采用永磁同步电机的交流伺服系统,电机采用铁硼,因而转动惯量小、体积小、重量轻、动态性能好,调速比达1:10000,具有定位精度高、节能效果好、寿命长、免维护。能在恶劣环境下使用等特点,目前价格也比较高,交流永磁同步伺服系统主要应用在高档的工业缝纫机上。采用异步电机的交流伺服系统,主要性能与交流永磁同步伺服系统基本一致,在电机体积、效率和响应时间方面略有差距。因为电机采用成本较低又可靠的异步电动机,系统成本大大降低,可以使交流伺服系统得到更广泛地应用。

综上所述,工业缝纫机从离合器电机发展到交流伺服电动机,顺应了工业缝纫机从简单控制到自动化和机电一体化的发展过程,不同的电机满足不同自动化程度的要求。从目前的市场趋势来看,交流伺服电动机是发展方向,但目前价格较高,因此主要应用在高档的产品上。由于抵挡的工业峰缝纫机仍然会占有一定的市场比例。为了解决离合器电机能耗问题,市场上出现了有刷直流电机(俗称节能电机),产品有一定的节能效果,但是因为碳刷的存在,维护工作量大。目前,市场上又出现了一种新的产品,是在交流伺服电动机的基础上,采用异步电动机,去掉一些复杂的功能,仅保留了无级调速、定针和剪线等功能,成本大大降低,满足了中高档工业缝纫机对自动控制功能、节能和控制成本的综合要求。

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