缝纫设备伺服马达新型控制系统解析
日期：2008-8-11 22:42:45 来源：中国自动化网
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缝纫机的节能、环保起到决定性作用的电机成为了当前的焦点。随着缝纫机的发展，衣车电机在近年来发展也同样很快，这个市场不再只是离合电机的主宰了，也不再风平浪静了。节能电机的应时而生，矛头直指离合器电机；在高端市场上，伺服电机来势凶猛，给电子马达致命一击，从低端到高端，电机市场正演绎着一场酝酿已久的变革。
节能电机将替代离合器电机？
使用在缝纫机上的电机最普遍、量最大的要属离合电机了，由于它有低成本的优势，所以离合器电机的地位一直难以被其它电机动摇。离合器电机之所以能够占这么大的市场，主要还是因为离合器电机自身拥有的优势。但它同时也拥有与生俱来的缺点，就是高能耗、高噪音、高振动、高温升，这些缺点都制约着缝纫机迈向“节能、环保”主题的步伐。目前与工业缝纫机相配套的大多是传统的离合器电机。由于离合器电机的动力是靠离合器的离合来传递，不管是否在缝纫，电机始终在运转，因而电机空载时间往往超过工作时间，空耗很大。如果能解决电机的运转与缝纫机同步,能实现即开即停,无空载耗电，也就是通俗所说的--不踩不耗电的问题,那么也就合理解决了离合器电机始终在运转的耗电难题。另一方面,工缝离合器电机是交流异步电机,输出功率只有输入功率的50%，这就要解决输出功率的利用率的问题。离合电机据有本身低成本的优势，但是也同样具有先天的缺陷，当电荒成为时代之痛时，离合电机的与生俱来的缺陷显得更加突出。
在能源供应越来越趋向紧张的今天,缺电成为永远的话题,省电成为永恒的主题。全社会缺电状况正由季节性、时段性变为全年性,持久性。人们已经意识到了节能的重要性，可是对于客户的选择来说除了离合电机比较实惠的电机以外真不知道还有什么其它选择。在这种背景下,由浙江丽水天宁电机有限公司研发的TN-400A节能工缝电子调速电机应运而生,这种电机与传统的工缝离合器电机相比节电60%以上。天宁这款节能电机在2004年经专家评审，该产品被国家科技部火炬中心认定为“2004年国家火炬计划”项目之一；同年被浙江省高新技术认定委员会认定为“高新技术产品”；并被推荐为“浙江省名优科技产品”。这款节能电机是用的是比较原始的“炭刷”式电机，这给行业内人士带来了很多疑虑。首先，炭刷电机的故障率很高，这在以前的一些炭刷机电产品中经常出现的问题，性能的稳定性一直倍受关注；其次，炭刷和转子是天宁这款电机的易损件，如果经常更换既影响工作程序又浪费成本，担心会顾此失彼。
就这些问题记者采访了天宁公司负责人，天宁方面充满自信并一一做了解答。天宁电子调速电机是直流电机,效率高达85%.经专家测试,电子调速电机比同功率的离合器电机省电60%以上。制革行业由于缝纫机工作时待机时间较长,节电更在75%以上。天宁电子调速电机是为工业缝纫机配套而专门设计开发的节能电机。炭刷式的电机并不是向在人们心目中想像的一样，天宁节能电机在技术上得到了全面的改进，性能非常未定，并得到众多专家的肯定。虽然炭刷是消耗件但是成本只需1.5元一个，根据使用情况一般在10个月到一年的时间更换一次，转子的使用年限大约在3年左右，天宁公司保证向客户提供以旧换新的服务，只收50％的费用35元人民币，平均每年只消耗12元左右，但是按节省耗电量60％计算那一台节能电机约一年节省400多元的电费。
节能电机的优点：
节能电机不仅省电显著，价格也非常低廉，只有国外同类产品伺服电机价格的十分之一左右,虽然略高于离合器电机,但它己拥有伺服电机的许多优点,因而性能价格比高;同时它还具有无级变速、最高转速可调等离合器电机所不具备的功能。
作为核心技术之一---电子调速刹车系统，完全克服了离合器电机通过磨擦片调整所产生的缺陷，具有永不磨损，性能稳定的特点。调整功能不随使用时间延长而减弱，不随衣车工的更替而变化。不论是在慢速区还是提速到快速区，衣车工的脚力控制都非常稳定，方便掌握。衣车工基本上可以做到连续轻松操作，大大提高缝纫响应速度。
天宁工缝电子调速电机带动缝制设备工作时，只听见缝制设备的运转声，缝制设备停时则完全不发声。天宁电机的的低噪音特点，是离合器电机所无法达到的。它能大大改善缝制车间的工作环境，令人感觉舒服，从而提高工作质量和生产效率。天宁电机的体积和重量都只有同功率离合器电机的一半，在它带动缝制设备运转时振动非常轻微，能有效地保护缝制设备，延长缝制设备寿命。
短评：虽然节能电机有诸多优点，从理论上说要优于离合器电机，但是同样要遵循市场规律，有效果比有道理更能在市场上站住脚。现在市场给天宁节能电机出的最大的难题就是市场是否认可，天宁电机现在也急切希望有更多的人了解。天宁负责人说：只要客户了解节能电机，节能电机就一定会成为离合器电机的替代产品。
伺服电机和电子马达争天下
电子马达一统高端电机市场的时代已经过去了，数控伺服电机控制系统正在逐步取代传统电子马达控制系统而成为缝纫机驱动系统的主流技术。这也符合缝纫机当前的制造主题――环保、节能。伺服电机具有省电、免维修、低噪音、尺寸小的优势，这让更多的服装厂青睐于伺服马达的使用。伺服马达的控制器采用了电力电子控制和先进的数字信号处理器，其硬件成本要高于电子马达系统。但是，伺服马达能够在市场上受宠，不仅在性能、反应速度和稳定性都明显优于电子马达控制器，在价格上也同样具有优势。鲍麦克斯是中外合资专业制造伺服电机的公司，目前市面上的电子马达系统的单价在1900元左右，鲍麦克斯的伺服系统单价在2400元左右，就采购成本而言，伺服系统比电子马达系统贵500元左右，但是其伺服马达的性能要远远优于电子马达。
电子马达控制系统同样有着像离合器电机一样的高能耗弊端，电子马达的控制方法是先将系统上电后，（无论是否需要缝纫）感应电机将维持额定转速“全速”旋转，电控器接收缝纫工的操作命令及踏板命令，并根据同步器的反馈来控制离合器的啮合状态以及各电磁铁的动作来完成所需要的缝纫工作。虽然电子马达能够很好的控制缝制效果，但是依然没有解决浪费电能的问题。
电子马达控制器不控制感应电机的起停和速度，而仅仅控制离合器的来实现起停和调速。但是由于电子马达的电控器不控制电机，而电机是消耗电能的主要部件，电机在不受控制的情况下运行，它的效率很低；电机无论缝纫机工作在什么工况，无论高速或低速、缝厚料或薄料（缝厚料时缝纫机需要更大的力矩，而缝薄料时需要较少的力矩），电机都需要全速运行。另外，缝纫机在实际工作中有大约1/4 ~ 1/3的时间是在停止状态（如缝纫工给料时间等），但电子马达的电机此时仍以“全速”在运行。这样，电子马达无辜浪费了许多电能。
伺服马达的优点：
新型的伺服电机采用了强磁稀土材料，使电机的尺寸明显减小，重量大大减轻，使伺服电机单位体积里产生的输出功率远远大于其它各种其他电机。伺服电机在控制器上电后并不转动，电机只有在需要时（即缝纫工踩踏板时）才转动而不会像电子马达或其他离合器控制马达那样不停地转动。另外，伺服电机控制器会根据需要调整电机的速度，一般来说，电机转速低时，噪音较低。相对于接触式电子马达（或其他离合器式马达），伺服电机控制器没有摩擦接触部件，不会磨损。因此，基本上能够不需要机械维修或更换，大大减低了服装厂机修工的劳动强度和维护成本。
服装厂用户在选择控制系统时必须考虑其成本，包括采购成本、运行成本和维修保养成本。就维修成本而言，两类电机均不用机械耦合，因此两者的维修成本都很低，在此假定两者持平。就运行成本而言，主要是电费。由于两者的耗电量具有较大的差别，运行成本也就具有相当大的差别。下表对两种系统每年所需的电费进行了比较。
短评：伺服马达新型控制系统选择和应用会越来越广泛，是高端设备应用的一种趋势。尤其是在熟练工人少、倡导节能用电的大环境下，更是体现了一举多得的价值：产品上档次、缝制品质高、节能又省电、运营成本低。但是当前的伺服电机应用状况还处于起始阶段，不过取代电子马达的趋势已经是势不可挡了。
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就这些问题记者采访了天宁公司负责人，天宁方面充满自信并一一做了解答。天宁电子调速电机是直流电机,效率高达85%.经专家测试,电子调速电机比同功率的离合器电机省电60%以上。制革行业由于缝纫机工作时待机时间较长,节电更在75%以上。天宁电子调速电机是为工业缝纫机配套而专门设计开发的节能电机。炭刷式的电机并不是向在人们心目中想像的一样，天宁节能电机在技术上得到了全面的改进，性能非常未定，并得到众多专家的肯定。虽然炭刷是消耗件但是成本只需1.5元一个，根据使用情况一般在10个月到一年的时间更换一次，转子的使用年限大约在3年左右，天宁公司保证向客户提供以旧换新的服务，只收50％的费用35元人民币，平均每年只消耗12元左右，但是按节省耗电量60％计算那一台节能电机约一年节省400多元的电费。
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节能电机的优点：
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节能电机不仅省电显著，价格也非常低廉，只有国外同类产品伺服电机价格的十分之一左右,虽然略高于离合器电机,但它己拥有伺服电机的许多优点,因而性能价格比高;同时它还具有无级变速、最高转速可调等离合器电机所不具备的功能。
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