永磁电机、驱动、控制的集成开发 .
点击数：7503 次 录入时间：03-04 11:43:36 整理：http://www.55dianzi.com 电工基础
在日本和欧美等国，领先的功率电子技术和微控制器技术促进了电机驱动系统的发展，厂家有能力对这3部分进行综合的研究和开发。我国对永磁电机驱动系统的开发和应用还处于起步阶段。如何借鉴国外经验，发挥研发机构、制造厂家、用户各自的优势，加强三者的联系，攻克技术瓶颈，尽快推广这一技术的应用，值得各方面思考和探索。 本文在分析我国研发和推广永磁电机驱动系统面临的现状后，从永磁电机、驱动、控制集成开发的观点，介绍应用于工业缝纫机和油田螺杆泵驱动的永磁电机驱动系统，最后就我国开发永磁电机驱动系统，提出一些关键技术进行探讨。 二 工业缝纫机永磁同步伺服系统 我国是服装生产大国，也是缝纫机生产大国，全世界的工业缝纫机绝大部分在我国制造，平缝机是工业缝纫机的主要机种，年产量在300万台以上。到目前为止，85%以上的平缝机的动力仍是利用电磁滑差离合器调速的异步电机，主要存在以下不足： （1）调速系统效率低； （2）适应不了新的缝纫功能，如自动剪线、前后回缝、拨线、针位控制等。要克服以上不足，必须去掉电磁滑差离合器，由电机直接带动负载。新的永磁同步伺服系统必须具备速度和位置控制的功能，具体指标和功能如下： （3）运行范围宽，从200～6000r/min； （4）速度响应快； （5）位置精确度±3°以内； （6）待机状态电磁转距为零，以便操作者自由盘转。 若用常规思路开发满足以上条件的伺服系统，即图1所示的集中控制结构。就是缝纫机厂家先购买伺服电机和驱动器，再自己开发控制部分。如前所述，缝纫机厂暂时还没有能力或不全具备能力开发控制部分，重要的是500W左右的伺服电机和驱动器是进口产品，价格在人民币4000元以上，远远高出国内按集成开发思路生产的系统价格1600元人民币。 图2是按集成开发思想设计的平缝机伺服系统。与图1结构不同是控制器和驱动器所起的作用。图1中的驱动器仅控制永磁电机，系统的实时控制由控制器完成。图2中的控制器实时任务大大减少，但是增加了驱动器的任务，控制器仅完成显示、键盘、存储、通信等功能，驱动器除了完成永磁电机的磁场定向控制外，还要根据接收的命令和针杆位置，触发相应电磁铁动作，完成剪线、前后回缝、拨线等辅助功能。由于驱动器的控制芯片特别是磁场定向控制中都使用了快速的数字信号处理器（DSP），完成这些辅助功能不影响对永磁电机的控制。但对控制器中微处理器的要求却降低很多，一般的8位单片机即可胜任。 图3（a）是用于平缝机的550W伺服电机，后端盖安装光电编码器，面装式磁钢结构保证电机能以高的功率因数运行，分数槽绕组有效地抑制了齿谐波，减小了振动和噪声。图3（b）是驱动器，功率器件采用功率模块，提高了可靠性，控制芯片为DSP，保证了磁场定向控制的数据处理能力。图3（c）是控制器，又称模式盒，接受操作者的指令并存储，笔记本式的人机界面，操作简洁，感观舒适。经过近年的开发和完善，这类系统在平缝机上已达到每年近30万台的应用规模，在特种缝纫机上也有一定的使用量。上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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