“森創”步進和交流伺服系統在繞線機上的應用
北京和利時電機技術有限公司(原四通電機)
摘要：“syntron森創”交流伺服系統應用于繞線機上，利用“森創”產品響應快、穩定性好的特點，很好地滿足了繞線機的生產工藝要求，增強了系統性能，節約了設備成本。其控制系統的核心由步進和交流伺服系統組成。
關鍵詞：繞線機，步進電機，伺服，控制，森創
1 設備介紹
繞線機是電子電器行業中廣泛使用的一種重要的加工生產設備，其用途是使用漆包銅線繞制電感線圈。繞線機在環形鐵芯調壓器、變壓器、電流互感器制造行業中有著廣泛的應用。
在繞線機設備中，上位機一般采用自行開發的單片機，外加文本顯示器實現自動控制，用角度和圈數來設定磁環繞制幅度，使用步進電機同步排線。目前，國內多數繞線機設備生產廠家依舊使用變頻調速的普通異步電機完成繞線過程，此類電機低速時低扭矩的特性，使得必須選擇較大功率的電機以保證起步階段電機具有足夠的扭矩完成拖動，而龐大的電機體積又導致設備難以實現小型化。定位功能的缺失在原材料價格日益上漲的今天，更增加了設備使用者的隱性成本。隨著技術的不斷發展，該驅動方式正在逐漸被具有相同可靠性，然而體積小巧、調速性能更優的伺服或無刷直流電機所取代。
設備圖
2 系統設計
為實現其高速、穩定而且十分精確的線圈繞制，在繞線機的設計中普遍采用單片機進行控制，使用步進電機和調頻調速伺服電機實現雙電機旋轉繞線，并應用紅外和霍爾器件檢測進行精確測控。
以環形繞線機為例，工作中繞線輪高速運轉使繞線所受沖擊慣量較大，為保證繞線質量和避免斷線，要求繞線輪啟動和停止時速度是由慢到快，然后再由快到慢平滑過渡。上位機輸出－10V～＋10V的模擬電壓，對應電機－3000RPM～3000RPM的轉速，經過優化的上位機輸出電壓曲線配合“森創”交流伺服電機具有的高動態響應特性，很好地完成了該控制要求。設備采用同步帶的傳動方式驅動繞線輪，繞線最高速度可達1800RPM。調試中，電機在默認增益參數下的特性可能會因同步帶安裝松緊程度的不同而表現得剛性過強，通過對增益參數的簡單調節，有效提高了電機的柔性，實現了繞線動作啟停過程的低噪音和平順化。設備中的自動同步排線系統采用“森創” 56或110系列的步進電機同時驅動多組主動膠輪，采用H橋雙極恒相流細分驅動技術的驅動器使得步進電機不僅定位精準，而且運行噪音很小，從而帶動鐵芯或線圈按設定方向和線距均勻排線。
3 使用效果
通過與行業領袖企業的默契配合，“森創”系列電機在環形繞線機上已經成功應用多年，產品90％以上供應國外市場。“森創”電機可靠的品質、過硬的性能以及相對低廉的價格裝備出了高性價比的產品，得到了設備制造商和用戶的一致認同。
制造商：北京和利時電機技術有限公司
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