“FDM”伺服定針馬達(dá)

    在服裝生產(chǎn)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的工業(yè)用縫紉機(jī)多采用機(jī)械離合式電機(jī)，通過腳踏控制板拉動手柄使從動輪與主動輪嚙合，從而帶動負(fù)載工作，靠離合軟木與主動輪之間的滑差變化進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。這種電機(jī)操作方便、價格低廉，但功能單一，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，無法滿足客戶對縫制設(shè)備高精度和功能多樣化的要求。

    20世紀(jì)80年代初，帶自動功能的高速自動平縫機(jī)的研發(fā)成功，縫制設(shè)備開始朝著自動化的方向發(fā)展，但與離合器電機(jī)價格差懸殊較大，無法在中小服裝企業(yè)普及。2008年7月，浙江方正電機(jī)股份有限公司開始著手替代高能耗的離合器電機(jī)的新型節(jié)能電機(jī)的研發(fā)。歷時一年的反復(fù)實(shí)驗與檢測，該款具有劃時代意義的伺服定針馬達(dá)已于近期正式面市

    1 研發(fā)背景與思路

    現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)，經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，技術(shù)發(fā)展日趨高效率化、直接驅(qū)動、通用化、環(huán)保節(jié)能、機(jī)電一體化。目前進(jìn)口伺服控制縫紉機(jī)占據(jù)了絕大部分高端市場，國產(chǎn)電腦控制縫紉機(jī)在中低端市場占有一席之地，但傳統(tǒng)工業(yè)縫紉機(jī)的市場份額仍然相當(dāng)大。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國際市場上對自動調(diào)速電機(jī)的需求為50萬套/年，離合器電機(jī)的年需求量約為500萬臺/年，而目前服裝行業(yè)離合器電機(jī)的保有量約為3 000萬臺。隨著近幾年來節(jié)能減排呼聲的高漲，各服裝生產(chǎn)企業(yè)對先進(jìn)裝備的認(rèn)識也逐步提高。傳統(tǒng)的機(jī)械離合式電機(jī)正面臨被節(jié)能產(chǎn)品逐步淘汰的命運(yùn)。“FDM”伺服定針馬達(dá)的研發(fā)本著替代離合器電機(jī)的方向而開展，有著非常廣闊的市場前景。

    2008年7月20日，方正公司將伺服定針馬達(dá)的研發(fā)正式列入項目，主要研究開發(fā)內(nèi)容有：一是高效節(jié)能縫紉機(jī)用伺服馬達(dá)及控制系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，通過采用稀土材料的永磁材料、直流無刷電機(jī)的電子換向器、控制軟件及傳感器技術(shù)、光電技術(shù)和熱傳導(dǎo)技術(shù)的研發(fā)設(shè)計，達(dá)到替代普通離合器電機(jī)，提高普通平縫機(jī)等縫制設(shè)備工作效率，擴(kuò)大適用范圍及節(jié)能的目的；二是研發(fā)高密度集成控制系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)體積小、重量輕；三是采用“力矩猝發(fā)引擎技術(shù)”，已解決在負(fù)載急劇加大條件下控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)輸出力矩問題；四是直流無刷電機(jī)的電子換向器的設(shè)計；五是對電機(jī)相電流（包含續(xù)流成分）進(jìn)行預(yù)測，通過矢量分析，采用PWM后延調(diào)制技術(shù)結(jié)合峰值電流控制方法，功率因素達(dá)到0.9以上。

     2 產(chǎn)品特點(diǎn)

    節(jié)能電機(jī)作為一種新型伺服馬達(dá)，需要重點(diǎn)解決如下關(guān)鍵技術(shù)：直流無刷電機(jī)的電子換向器的設(shè)計；控制軟件的設(shè)計；電子元器件的貼裝工藝；電子換向器的安裝工藝；編碼器的安裝工藝；IGBT的散熱處理；定子線圈的繞制、整形工藝；低成本高效節(jié)能馬達(dá)及控制系統(tǒng)的研發(fā)。

    “FDM”伺服定針馬達(dá)在綜合方正公司多年機(jī)電一體化產(chǎn)品制造經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，如期順利攻克了以上關(guān)鍵技術(shù)，并形成了自己的特點(diǎn).

    （1）研發(fā)高密度集成控制系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)體積小、重量輕。

    （2）采用“力矩猝發(fā)引擎技術(shù)”，已解決在負(fù)載急劇加大條件下控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)輸出力矩問題。

    （3）直流無刷電機(jī)的電子換向器的設(shè)計。

    （4）通過傳感器技術(shù)、光電技術(shù)、熱傳導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到與普通離合器相比節(jié)能30%以上的目標(biāo)。

    （5）對電機(jī)相電流（包含續(xù)流成分）進(jìn)行預(yù)測，通過矢量分析，采用PWM后延調(diào)制技術(shù)結(jié)合峰值電流控制方法，功率因素達(dá)到0.9以上。

    “FDM”伺服定針馬達(dá)通過傳感器技術(shù)應(yīng)用，使普通平縫機(jī)實(shí)現(xiàn)自動停車功能。與普通離合器馬達(dá)相比，“FDM”伺服定針馬達(dá)節(jié)能可達(dá)30%以上。采用了光電技術(shù)和熱傳感技術(shù)，使用該產(chǎn)品的普通平縫機(jī)能準(zhǔn)確計縫紉針數(shù)。采用“力矩猝發(fā)引擎技術(shù)”，該產(chǎn)品即使在負(fù)載急劇加大條件下伺服驅(qū)動系統(tǒng)也能快速響應(yīng)輸出力矩的增大。“FDM”伺服定針馬達(dá)產(chǎn)品成本相對于變頻調(diào)速伺服控制系統(tǒng)有很大的競爭優(yōu)勢，僅為其成本的1/3。