“FDM”伺服定针马达

    在服装生产领域，传统的工业用缝纫机多采用机械离合式电机，通过脚踏控制板拉动手柄使从动轮与主动轮啮合，从而带动负载工作，靠离合软木与主动轮之间的滑差变化进行速度调节。这种电机操作方便、价格低廉，但功能单一，结构较复杂，无法满足客户对缝制设备高精度和功能多样化的要求。

    20世纪80年代初，带自动功能的高速自动平缝机的研发成功，缝制设备开始朝着自动化的方向发展，但与离合器电机价格差悬殊较大，无法在中小服装企业普及。2008年7月，浙江方正电机股份有限公司开始着手替代高能耗的离合器电机的新型节能电机的研发。历时一年的反复实验与检测，该款具有划时代意义的伺服定针马达已于近期正式面市

    1 研发背景与思路

    现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，技术发展日趋高效率化、直接驱动、通用化、环保节能、机电一体化。目前进口伺服控制缝纫机占据了绝大部分高端市场，国产电脑控制缝纫机在中低端市场占有一席之地，但传统工业缝纫机的市场份额仍然相当大。据不完全统计，目前国际市场上对自动调速电机的需求为50万套/年，离合器电机的年需求量约为500万台/年，而目前服装行业离合器电机的保有量约为3 000万台。随着近几年来节能减排呼声的高涨，各服装生产企业对先进装备的认识也逐步提高。传统的机械离合式电机正面临被节能产品逐步淘汰的命运。“FDM”伺服定针马达的研发本着替代离合器电机的方向而开展，有着非常广阔的市场前景。

    2008年7月20日，方正公司将伺服定针马达的研发正式列入项目，主要研究开发内容有：一是高效节能缝纫机用伺服马达及控制系统研发及产业化开发，通过采用稀土材料的永磁材料、直流无刷电机的电子换向器、控制软件及传感器技术、光电技术和热传导技术的研发设计，达到替代普通离合器电机，提高普通平缝机等缝制设备工作效率，扩大适用范围及节能的目的；二是研发高密度集成控制系统，使得控制系统体积小、重量轻；三是采用“力矩猝发引擎技术”，已解决在负载急剧加大条件下控制系统的快速响应输出力矩问题；四是直流无刷电机的电子换向器的设计；五是对电机相电流（包含续流成分）进行预测，通过矢量分析，采用PWM后延调制技术结合峰值电流控制方法，功率因素达到0.9以上。

     2 产品特点

    节能电机作为一种新型伺服马达，需要重点解决如下关键技术：直流无刷电机的电子换向器的设计；控制软件的设计；电子元器件的贴装工艺；电子换向器的安装工艺；编码器的安装工艺；IGBT的散热处理；定子线圈的绕制、整形工艺；低成本高效节能马达及控制系统的研发。

    “FDM”伺服定针马达在综合方正公司多年机电一体化产品制造经验的基础上，如期顺利攻克了以上关键技术，并形成了自己的特点.

    （1）研发高密度集成控制系统，使得控制系统体积小、重量轻。

    （2）采用“力矩猝发引擎技术”，已解决在负载急剧加大条件下控制系统的快速响应输出力矩问题。

    （3）直流无刷电机的电子换向器的设计。

    （4）通过传感器技术、光电技术、热传导技术的应用，达到与普通离合器相比节能30%以上的目标。

    （5）对电机相电流（包含续流成分）进行预测，通过矢量分析，采用PWM后延调制技术结合峰值电流控制方法，功率因素达到0.9以上。

    “FDM”伺服定针马达通过传感器技术应用，使普通平缝机实现自动停车功能。与普通离合器马达相比，“FDM”伺服定针马达节能可达30%以上。采用了光电技术和热传感技术，使用该产品的普通平缝机能准确计缝纫针数。采用“力矩猝发引擎技术”，该产品即使在负载急剧加大条件下伺服驱动系统也能快速响应输出力矩的增大。“FDM”伺服定针马达产品成本相对于变频调速伺服控制系统有很大的竞争优势，仅为其成本的1/3。