專用于圓織機的電機的制作方法
【專利摘要】一種專用于圓織機的電機，包括永磁無刷直流電機或永磁同步電機、永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器以及電機的傳動系統，所述的永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器包括控制模塊、角位置測量單元、速度獲取反饋模塊和初始定位模塊，角位置測量單元用于測量永磁無刷直流電機或永磁同步電機定子和轉子的角位置信號，速度獲取反饋模塊用于輸出永磁無刷直流電機或永磁同步電機真實速度信號，并反饋至控制模塊。由于在圓織機上采用了永磁無刷直流電機或永磁同步電機，其與現采用的交流異步電機相比，具有效率高，功率因素高，能力指標好，體積小，重量輕，溫升低。
【專利說明】
專用于圓織機的電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種編織機械的技術領域，尤其涉及一種專用于圓織機的電機。
【背景技術】
[0002]—般圓織機包括主機、送經系統、收卷裝置、機架；所述主機包括主電機、傳動系統、經絲開交機構和引瑋機構，所述引瑋機構包括上門圈、下門圈、連接柱、梭子和推進器；所述傳動系統包括帶輪、主軸、支座；由主電機帶動傳動系統。圓織機的好壞之分可以從以下方面評比。一;機器會不會經常出現停機的狀況，經常停機會降低生產效率，從而加大成本。二是;機器的節能狀況，因為圓織機生產的為編織袋是快消品，所以單個的利潤在幾分錢，他們靠的是量，靠的是不停的工作。所以電機效率很重要，效率太低的話每個小時消耗的電量就多，袋子的成本價就會有所上升的。且機器的運作時間會比較長，只有節能，才能降低電量，從而降低成本。
[0003]現在的圓織機一般米用Y系列二相異步電機，其于交流異步電機的效率和功率因數差及負載率等原因，導致耗能高。其損耗造成效率大致在80%左右，再由于變頻非線性失真、不連續狀態、斜坡效應等因素實際功效在80%以下，控制精度、圓織機穩定性變差，其效率低、壽命低。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種高效、精準、節能、體積小的且專用于圓織機的永磁無刷直流電機或永磁同步電機。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案:一種專用于圓織機的電機，包括永磁無刷直流電機或永磁同步電機、永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器以及電機的傳動系統，所述的永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器包括控制模塊、角位置測量單元、速度獲取反饋模塊和初始定位模塊，角位置測量單元用于測量永磁無刷直流電機或永磁同步電機定子和轉子的角位置信號，速度獲取反饋模塊用于輸出永磁無刷直流電機或永磁同步電機真實速度信號，并反饋至控制模塊:控制模塊采用可編程控制器和微處理器進行硬件電路的搭建，所述的初始定位模塊包括由控制模塊控制產生高頻檢測脈沖信號的高頻脈沖發生器，初始啟動時，控制模塊控制高頻脈沖發生器產生高頻檢測脈沖信號，高頻檢測脈沖檢測信號傳輸至永磁無刷直流電機或永磁同步電機各相位的電源線和繞組上，并通過角位置測量單元檢測永磁無刷直流電機或永磁同步電機的各相位電感值將其傳送至控制模塊，控制模塊處理并計算出定子和轉子的實際角位置信息，并在調整控制模塊控制行程數據后控制電機動作，所述的電機經套于電機輸出軸上的皮帶輪組件傳動。
[0006]本實用新型專用于圓織機的永磁無刷直流電機或永磁同步電機與現有技術相比，由于在圓織機上采用了永磁無刷直流電機或永磁同步電機，其與現采用的交流異步電機相比，具有效率高，功率因素高，能力指標好，體積小，重量輕，溫升低，技能效果顯著等優勢，較好地提高了電網的品質因素，充分發揮了現有電網的容量，節省了電網的投資，且較好地解決了用電設備中“大馬拉小車”現象。
[0007]再者本實用新型采用了初始高頻脈沖電感定位，避免了霍爾電路對電機的影響，無需重新布線，提高了位置信號的準確性和及時性，便于對無刷直流電機的運動進行精確調整，大大提高了電機功效。且將Y系列三相異步變頻電機改成了永磁無刷直流電機或永磁同步電機，大大提升了功效，節能環保效果非常明顯，且電機裝配或改裝時無需對圓織機重新布線或改線，兼容性和通用性強。由于永磁無刷直流電機或永磁同步電機和永磁同步電機的高效率，負載率及調速時在很寬的范圍內效率依然很高，因此將永磁無刷直流電機或永磁同步電機和永磁同步電機應用在圓織機領域會產生很高的節能效果。
[0008]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
【附圖說明】

[0009]圖1為本實用新型一種專用于圓織機的電機的原理方框圖。
[0010]圖2為本實用新型單向輪組件的結構示意圖。
[0011 ]圖3為永磁直流無刷電機或永磁同步電機與異步電機的效率曲線圖。
[0012 ]圖4為永磁直流無刷電機或永磁同步電機與異步電機的功率因數曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1、圖2所示，本實用新型專用于圓織機電機一種實施例，包括永磁無刷直流電機或永磁同步電機、永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器以及電機的傳動系統，所述的永磁無刷直流電機或永磁同步電機控制器包括控制模塊、角位置測量單元、速度獲取反饋模塊和初始定位模塊，角位置測量單元用于測量永磁無刷直流電機或永磁同步電機定子和轉子的角位置信號，速度獲取反饋模塊用于輸出永磁無刷直流電機或永磁同步電機真實速度信號，并反饋至控制模塊:控制模塊采用可編程控制器和微處理器進行硬件電路的搭建。為了避免霍爾電路對永磁無刷直流電機或永磁同步電機磁場影響而拉低功率，本實用新型為采用了初始定位模塊，所述的初始定位模塊包括由控制模塊控制產生高頻檢測脈沖信號的高頻脈沖發生器，初始啟動時，控制模塊控制高頻脈沖發生器產生高頻檢測脈沖信號，高頻檢測脈沖檢測信號傳輸至永磁無刷直流電機或永磁同步電機各相位的電源線和繞組上，并通過角位置測量單元檢測永磁無刷直流電機或永磁同步電機的各相位電感值將其傳送至控制模塊，控制模塊處理并計算出定子和轉子的實際角位置信息，并在調整控制模塊控制行程數據后控制電機動作，所述的電機經套于電機輸出軸上的皮帶輪組件傳動。本實用新型的高頻脈沖發生器作為獨立的高頻檢測脈沖信號源，高頻檢測脈沖信號與電機的驅動電壓分頻復用電源線，無需重新布線，便于連接裝配和改造，在檢測位置信號的同時不影響永磁無刷直流電機或永磁同步電機的驅動電壓信號，提高位置信號的準確性和及時性。
[0014]本實施例為了保證永磁無刷直流電機或永磁同步電機轉子跟定子位置和速度的精準度，還設有與控制模塊、角位置測量單元相連接的限位補償裝置，在工作中微調補償由于實際角位置信息與控制模塊計算角位置信息的差異。本實施例的控制模塊包括位置控制模塊和速度控制模塊，初始位置信號與所述的實際角位置信息。
[0015]采用本實用新型專用于圓織機的永磁無刷直流電機或永磁同步電機的圓織機與現有采用異步電機的圓織機相比，具有以下方面的優勢:
[0016]—、在效率及功率方面，異步電機在工作時，轉子繞組要從電網吸收部分電能勵磁，消耗了電網電能，這部分電能最終以電流在轉子繞組中發熱消耗掉，該損耗約占電機總損耗的20?30%，它使電機的效率降低。該轉子勵磁電流折算到定子繞組后呈感性電流，使進人定子繞組中的電流落后于電網電壓一個角度，造成電機的功率因數降低。由于交流異步電機控制器采用變頻的方式調速，導致電機的諧波等因素，使得電機的效率進一步降低。而本實用新型專用于圓織機的永磁直流無刷電機或永磁同步電機在轉子上嵌了永磁體后，由永磁體來建立轉子磁場，在正常工作時轉子與定子磁場同步運行，轉子中無感應電流，不存在轉子電阻損耗，只此一項可提高電機效率20?30%。由于在專用于圓織機的永磁直流無刷電機或永磁同步電機轉子中無感應電流勵磁，定子繞組有可能呈純阻性負載，使電機功率因數幾乎為I，較好地提高了電網的品質因素，充分發揮了現有電網的容量。另外，從圖
3、圖4所示的永磁直流無刷電機和永磁同步電機與異步電機的效率及功率因數曲線圖，其圖中I為永磁直流無刷電機或永磁同步電機的效率以及功率因數曲線，2為異步電動機的效率以及功率因數曲線，從圖3、圖4可看出，在負載率P2/Pn〈50 % (P2電機實際功率、Pn電機額定功率)時，其運行效率和運行功率因數大幅度下降，所以一般都要求其在經濟區內運行，即負載率在75 % -100 %之間。而永磁直流無刷電機和永磁同步電機在負載率>20 %時，其運行效率和運行功率因數隨之變化不大，且運行效率>80 %。
[0017]二、在起動轉矩方面，異步電機起動時，要求電機具有足夠大的起動轉矩，但又希望起動電流不要太大，以免電網產生過大的電壓降落而影響接在電網上的其他電機和電氣設備的正常運行。此外，起動電流過大時，將使電機本身受到過大電做力的沖擊，如果經常起動，還有使繞組過熱的危險。因此，異步電機的起動設計往往面臨著兩難選擇。本實用新型的永磁直流無刷電機或永磁同步電機采用壓頻開環方式，由于永磁直流無刷電機或永磁同步電機正常工作時轉子繞組不起作用，在設計永磁電機時，可使轉子繞組完全滿足高起動轉矩的要求，例如使起動轉矩倍數由異步電機的1.8倍上升到2.5倍，甚至更大，較好地解決了動力設備中“大馬拉小車”的現象。
[0018]三、在工作溫升方面
[0019]由于異步電機工作時，轉子繞組有電流流動，而這個電流完全以熱能的形式消耗掉，所以在轉子繞組中將產生大量的熱量，使電機的溫度升高，影響了電機的使用壽命。
[0020]而本實用新型的永磁直流無刷電機或永磁同步電機效率高，轉子繞組中不存在電阻損耗，定子繞組中較少有或幾乎不存在無功電流，使電機溫升低，延長了電機的使用壽命O
[0021]四、在電網運行的影響方面
[0022]異步電機的功率因數低，電機要從電網中吸收大量的無功電流，造成電網、用電設備及發電設備中有大量無功電流，進而使電網的品質因數下降，加重了電網及用電設備及發電設備的負荷，同時無功電流在電網、用電設備及發電設備中均要消耗部分電能，造成電力電網效率變低，影晌了電能的有效利用。同樣由于異步電機的效率低，要滿足輸出功率的要求，勢必要從電網多吸收電能，進一步增加了電網能量的損失，加重了電網負荷。
[0023]本實用新型專用于圓織機的永磁直流無刷電機或永磁同步電機轉子中無感應電流，電機的功率因數高，提高了電網的品質因數，使電網中不再需安裝補償器。同時，因永磁電機的高效率，也節約了電能。
[0024]綜上所述，由于圓織機現在的狀況是使用4極2.2KW或3KW加過橋變速來驅動，而我們將永磁直流無刷電機或永磁同步電機應用在圓織機上可以大大節能還可以省去過橋。整體設備體積更小、更輕，成本又低。圓織機工作穩定，大大提高了圓織機的工作效率、環保節能，且作為配件供給圓織機廠商時，無需對圓織機本身做更改布線，通用性強，同時本實用新型結構簡單、成本低廉，符合圓織機的實際生產環境。
[0025]雖然本實用新型已以具體實施例公開如上，然而其并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，仍可作些許的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍應當視所附的權利要求書的范圍所界定者為準。
【主權項】
1.一種專用于圓織機的永磁無刷直流電機，其特征在于:包括永磁無刷直流電機主體、永磁無刷直流電機控制器以及電機的傳動系統，所述的永磁無刷直流電機控制器包括控制模塊、角位置測量單元、速度獲取反饋模塊和初始定位模塊，角位置測量單元用于測量永磁無刷直流電機定子和轉子的角位置信號，速度獲取反饋模塊用于輸出永磁無刷直流電機真實速度信號，并反饋至控制模塊:控制模塊采用可編程控制器和微處理器進行硬件電路的搭建，所述的初始定位模塊包括由控制模塊控制產生高頻檢測脈沖信號的高頻脈沖發生器，初始啟動時，控制模塊控制高頻脈沖發生器產生高頻檢測脈沖信號，高頻檢測脈沖檢測信號傳輸至永磁無刷直流電機各相位的電源線和繞組上，并通過角位置測量單元檢測永磁無刷直流電機的各相位電感值將其傳送至控制模塊，控制模塊處理并計算出定子和轉子的實際角位置信息，并在調整控制模塊控制行程數據后控制電機動作，所述的電機經套于電機輸出軸上的單向輪組件皮帶單向傳動。
【文檔編號】D03D51/02GK205711198SQ201620688410
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】黃君華
【申請人】蒼南縣華仲機電有限公司