交流伺服系统在绕线机上的应用

交流伺服系统在绕线机上的应用

交流伺服系统应用于 绕线机上，利用交流伺服响应快、稳定性好的特点，很好地满足了绕线机的生产工艺要求，增强了系统性能，节约了设备成本。其控制系统的核心由步进和交流伺服系统组成。
1 设备介绍
绕线机是电子电器行业中广泛使用的一种重要的加工生产设备，其用途是使用漆包铜线绕制电感线圈。绕线机在环形铁芯调压器、变压器、电流互感器制造行业中有着广泛的应用。

在绕线机设备中，上位机一般采用自行开发的单片机，外加文本显示器实现自动控制，用角度和圈数来设定磁环绕制幅度，使用步进电机同步排线。目前，国内多数绕线机设备生产厂家依旧使用变频调速的普通异步电机完成绕线过程，此类电机低速时低扭矩的特性，使得必须选择较大功率的电机以保证起步阶段电机具有足够的扭矩完成拖动，而庞大的电机体积又导致设备难以实现小型化。定位功能的缺失在原材料价格日益上涨的今天，更增加了设备使用者的隐性成本。随着技术的不断发展，该驱动方式正在逐渐被具有相同可靠性，然而体积小巧、调速性能更优的伺服或无刷直流电机所取代。
2 系统设计
为实现其高速、稳定而且十分精确的线圈绕制，在绕线机的设计中普遍采用单片机进行控制，使用步进电机和调频调速伺服电机实现双电机旋转绕线，并应用红外和霍尔器件检测进行精确测控。 工作中绕线轮高速运转使绕线所受冲击惯量较大，为保证绕线质量和避免断线，要求绕线轮启动和停止时速度是由慢到快，然后再由快到慢平滑过渡。上位机输出－10V～＋10V的模拟电压，对应电机－3000RPM～3000RPM的转速，经过优化的上位机输出电压曲线配合交流伺服电机具有的高动态响应特性，很好地完成了该控制要求。设备采用同步带的传动方式驱动绕线轮，绕线最高速度可达1800RPM。调试中，电机在默认增益参数下的特性可能会因同步带安装松紧程度的不同而表现得刚性过强，通过对增益参数的简单调节，有效提高了电机的柔性，实现了绕线动作启停过程的低噪音和平顺化。 绕线机中的自动同步排线系统采用步进电机同时驱动多组主动胶轮，采用H桥双极恒相流细分驱动技术的驱动器使得步进电机不仅定位精准，而且运行噪音很小，从而带动铁芯或线圈按设定方向和线距均匀排线。
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