專利名稱：一種工業縫紉機用交流變頻電機系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種縫紉機用電機系統，更具體的說，是涉及一種工業縫 紉機用變頻電機系統。
技術背景離合器電機因其可靠性高的特點，被廣泛應用在工業縫紉機上。現有離合 器電機工作時，電機始終處于運轉狀態，當縫紉機需要運轉時，離合器合上，縫紉機工作；當縫紉機需要停止時，離合器松開，同時制動摩擦片起作用，使 縫紉機停下來。因此，離合器電機在縫紉機不運轉時， 一直在運轉并耗能，同 時，剎車的時候，會產生較大的噪音。離合器電機的調速是通過調整離合器摩 擦片的接觸程度來調整的，其調速范圍有限，能耗高，因為一部分能量轉換為 熱量，同時離合器和制動摩擦片需定期更換。離合器電機工作時，電源電壓降 低會引起電機電流過大，嚴重時燒壞電機。 實用新型內容本實用新型的目的在于針對離合器電機的不足，通過對變頻電機和變頻控 制器的特殊設計，提供一種實現電機與縫紉機同步工作、同步停止的節能型工 業縫紉機用交流變頻電機系統。本實用新型的工業縫紉機用交流變頻電機系統包括速度調節部分，還包括 由定子、轉子、皮帶輪和軸承構成的交流變頻電機；由電力電子開關、驅動單 元、控制單元和限速調節開關構成的變頻控制器；所述速度調節部分包括調速 踏板、拉桿和速度傳感器；所述速度調節部分通過速度傳感器與變頻控制器的 控制單元相連接，控制單元依次通過限速調節開關、驅動單元、電力電子開關與交流變頻電機相連接。
所述調速踏板通過拉桿與速度傳感器連接；所述速度傳感器通過固定在座 上的調速、剎車霍爾元件與裝在滑輪上調速、剎車磁鐵位置的相對變化，由調速、剎車霍爾元件輸出電平信號變化來進行速度調節和剎車；所述變頻控制器還包括正反轉開關、電源開關和PWM開關；當電源電壓在額定電壓±30%范圍 內甚至以上變化時，所述變頻電機系統都能正常工作。與現有技術相比較，本實用新型的有益效果是(l)本實用新型系統通過 電力電子開關，實現電機與縫紉機同步工作、同步停止，與離合器電機相比， 實現了節能；(2)在停機階段，通過電機與變頻控制器的配合控制，采用能耗 制動和反接制動，實現了快速停車和靜音運行；(3)采用調速踏板，通過變頻 控制器調整輸出電壓和頻率，控制電機的轉速，滿足縫紉機對速度調節的要求； (4)通過對電機和變頻控制器的優化設計，實現了電機的寬電壓運行。
圖1是本實用新型的系統結構示意圖； 圖2是本實用新型的速度傳感器結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。如圖1所示，本實用新型的工業縫紉機用交流變頻電機系統，包括由定子 3、轉子4、皮帶輪5和軸承2組成的交流變頻電機1;由電力電子開關6、驅 動單元7、控制單元8、限速調節開關11、正反轉開關12、電源開關13和PWM 開關14構成變頻器；由調速踏板10、拉桿15和速度傳感器9構成的速度調 節部分。工作原理如下調速踏板10通過拉桿15調節速度傳感器9，控制單元8 接受到速度信號，根據限速調節開關U，輸出控制信號到驅動單元7，并控制 電力電子開關6的通斷，輸出電壓和頻率可變的三相電壓到變頻電機1的定子 3，驅動變頻電機1的轉子4，帶動皮帶輪5旋轉，通過皮帶，帶動縫紉機工 作。調速踏板完全松開時，變頻控制器不再輸出交流電壓，電機停止工作，縫
紉機也停止工作，實現了節能；同時，當縫紉機需要調速時，由于離合器電機 是通過減少離合片的摩擦力來調速，電機的輸出效率降低，而本變頻電機系統 是通過改變電源頻率來實現調速，電機的效率大大改善。其中，速度傳感器9的工作方式是速度傳感器9的機械滑輪9-3上裝有 調速磁鐵9-5和剎車磁鐵9-2，速度傳感器9的機械座9-7裝有調速霍爾元件 9-6和剎車霍爾元件9-1。當踩調速踏板10時，拉桿15連動拉桿滑條9-4令 機械滑輪9-3向順時針方向旋轉運動，隨著機械滑輪9-3的旋轉運動，鑲嵌在 機械滑輪9-3上的調速磁鐵9-5從右向左相對于機械座上的調速霍爾元件9-6 運動，調速霍爾元件9-6的輸出電壓隨著運動變化，該電壓變化作為變頻控制 器的變頻信號控制輸出電流的頻率，達到對變頻電動機1無級調速的目的，完 成調速動作。調速踏板完全松開恢復到機械自由狀態時，變頻控制器控制電機 進行能耗制動，變頻電動機1在短時間停機。當反方向踩踏板10時，同樣鑲 嵌在機械滑輪9-3上的剎車磁鐵9-2相對于機械座9-7上的剎車霍爾元件9-1 逆時針運動到另一端，剎車霍爾元件9-l輸出變化電平，變頻控制器輸出一個 反電勢電流令變頻電動機1在短時間停車，完成剎車動作。當電源電壓在額定電壓±30%范圍內甚至以上變化時，所述變頻電機系統 都能正常工作。本系統在設計時，降低了變頻電機的工作電壓，當電源電壓在 設計的范圍內變化時，通過變頻器的調節，輸出到電機的電壓完全滿足電機的 要求，不僅保護了電機，而且降低了能耗。
權利要求1、一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，包括速度調節部分，其特征在于還包括由定子、轉子、皮帶輪和軸承構成的交流變頻電機；由電力電子開關、驅動單元、控制單元和限速調節開關構成的變頻控制器；所述速度調節部分包括調速踏板、拉桿和速度傳感器；所述速度調節部分通過速度傳感器與變頻控制器的控制單元相連接，控制單元依次通過限速調節開關、驅動單元、電力電子開關與交流變頻電機相連接。
2、 根據權利要求1所述的一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，其特征 在于，所述調速踏板通過拉桿與速度傳感器連接。
3、 根據權利要求1和2所述的一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，其 特征在于，所述速度傳感器通過固定在座上的調速、剎車霍爾元件與裝在滑 輪上調速、剎車磁鐵位置的相對變化，由調速、剎車霍爾元件輸出電平信號 變化來進行速度調節和剎車。
4、 根據權利要求3所述的一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，其特征 在于，所述變頻控制器還包括正反轉開關、電源開關和PWM開關。
5、 根據權利要求4所述的一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，其特征 在于，當電源電壓在額定電壓±30%范圍內變化時，所述變頻電機系統都能正 常工作。
專利摘要本實用新型公開了一種工業縫紉機用交流變頻電機系統，包括速度調節部分、交流變頻電機和變頻控制器；所述速度調節部分通過速度傳感器與變頻控制器的控制單元相連接，控制單元依次通過限速調節開關、驅動單元、電力電子開關與交流變頻電機相連接。本實用新型系統通過電力電子開關，實現電機與縫紉機的同步工作、同步停止，與離合器電機相比，實現了節能；在停機階段，通過電機與變頻器的配合控制，采用能耗制動和反接制動，實現了快速停車和靜音運行；采用調速踏板，通過變頻控制器調整輸出電壓和頻率，控制電機的轉速，滿足縫紉機對速度調節的要求；同時，通過對電機和變頻器的優化設計，實現了電機的寬電壓運行。
文檔編號H02P27/04GK201024292SQ20072004943
公開日2008年2月20日 申請日期2007年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者陳黎明 申請人:廣州華南智信微系統有限公司