永磁交流伺服电机驱动系统在喷绘机的应用

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1、永磁交流伺服电机驱动系统在喷绘机的应用黄捷建，等永磁交流伺服电机驱动系统在喷绘机的应用黄捷建，肖哲之(深圳市雷赛机电技术公司，深圳518052)摘要：针对高档喷绘机要求电机响应快、精度高、运行平稳等特点，设计了永磁同步电机(PMSM)及其矢量控制交流伺服驱动器。该文重点介绍了永磁同步电机和矢量控制驱动器组成的交流伺服系统。同时详细介绍了喷绘机小车轴电机负载计算方法。关键词：交流伺服电机；永磁同步电机；Foc矢量控制；喷绘机；电机选型中图分类号：TM351；TM36+1文献标志码：A文章编号：1001—6848(2010)09·0097—04ACServoMotorSyst

2、emUsedintheInk-jetPrinterHUANGJie-jian，XIAOZhe—zhi(ShenzhenLeadshineCompanyLtd．Shenzhen518052，China)Abstract：Advancedink-jetprinterrequiresthemotorwiththeperformances：fastresponse，highresolu—tion，andsmoothrunning．Aimingattheserequests，designedthePMsyachronousmotorandthevectorcontrolACserv

3、odriver．ThisarticlemainlyintroducedthePMSMandtheFOCmotordrivesystem，gavethedetailmethodforcalculatingthenecessarytorquerequiredfortheink-jetprinter．KeyWords：ACservomotor；PMSM；FOC；Vectorcontrol；Ink-jetprinter；Motorselection选择上，优先采用了36V作为交流伺服系统的额定0引言电压，所设计电机额定参数为36V，200W，喷绘机是利用电脑技术，将图像设计与精密

4、喷头3000r／min。电机定子采用分数槽绕组，18槽8极。控制技术和机电自动化技术相结合的高科技产品。传转子磁极采用性能较好的稀土永磁材料(烧结Nd．统的滚筒结构喷绘机工作时，小车带喷头左右移动，FeB)。电机的位置反馈元件采用2500线光电式增量同时滚筒带动材料向前移动，能在灯箱布，车身贴，编码器，驱动器对编码器信号4倍频后，其分辨率无涂层卷材等广告材料上喷上色彩绚丽的图案。为10000脉冲／每转。电机参数见表1。目前喷绘机的送布电机和小车板电机主要采用覆23器交嚎{l是机直流伺服电机和交流伺服电机。但随着产品的升级，蠓f一匿亟客户在喷绘机高速能力，过载能力等方面提出

5、更高的要求，特别是喷绘机越来越多出口欧美的需要，●-一直流伺服驱动方案已经不能满足某些客户要求，适’'一，r■●喷头车!应这种需要，我们开发了新的永磁交流伺服驱动系控制喷头喷墨统(驱动器ACS806+电机ACM602V36)来满足客户图1喷绘机交流伺服驱动系统的这种较高需求。本文重点论述用于3．2m幅面，8喷头的喷绘机交流伺服驱动系统的原理及特点。表1电机参数表额定电压／V36反电势常数／V8．51永磁交流伺服电机ACM602V36额定功率／w200线电阻／n0．39额定转矩／N·m0．64线电感／mH0．33喷绘机要求小车轴电机转速范围较宽，转速从峰值转矩N·m1．92

6、转子惯量／kg·in35．5×1060r／min一2200r／min，要求响应快，运行平稳。计额定转速／r·min一3000机身长度／mm123(含编码器)算表明，喷绘机所需电机的功率不大(200W就已有额定电枢电流／A7．98极对数4峰值电枢电流／A24重量／kg1．3足够余量)，电流等级不高，再加上当前大多数喷绘转矩常数／Nm·A一0．082机上都具有36V开关电源，所以我们在电压等级的收稿日期：2010一Ol-29·97·徽电机测得电机特性曲线如图2所示。测试方法是先机系统进行对比测试发现，在快速响应性，平稳性设定电机空载转速为3000r／min，然后从0负载慢等方

7、面，测试结果基本相同。慢增加到额定转矩0．64Nm。测试数据表明，在加2交流伺fla-~动器ACS806载过程中，电机转速稳定在(3000±1)r／min，稳速精度比较理想。另外，曲线表明，伺服系统在额定现代交流伺服系统对控制的要求是：响应快、点的总效率为72％左右。排除驱动器的损耗后，则精度高、转矩脉动小。实现交流永磁电动机瞬时转电机本身的效率达75％，特别是电机在很宽的负载矩的高精度控制是满足这些要求的关键因素。目前力矩范围内(0．3T～1．5T)都能保持较高的效率，普遍应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢这是传统直流