基于开关磁阻电机的织机主轴直接传动系统研究

摘要

无梭织机采用直接主轴传动系统克服了间接传动的不足，从机械上取消了电磁摩擦离合器和制动器，简化了无梭织机的传动结构。织机直接主轴传动系统的研究对改进织机传动方式和开发新型织机具有重要意义。织机负载特性的分析，为直接传动系统选用合适的电机提供了可靠的理论基础。开关磁阻电机以其简单可靠的结构、高起动转矩、宽调速范围以及良好的调速性能等优点，应用于无梭织机直接主轴传动系统，不仅降低了织机的造价，为以后维护机构减少了大量的开支，而且织机可以利用较低的电流在起动过程中获得较高的起动转矩，摒弃了原来交流感应电机必须使用△-Y大电流起动的状况，并且成功解决了织机布面易出现开车痕疵点的问题，比原有同类幅宽织机取得降低能耗的功能。
　　 本文首先系统的研究了开关磁阻电机的工作原理和基本运行机理以及其调速系统的基本构成。开关磁阻电机调速系统与其他几种常用的调速系统相比，在无梭织机主轴驱动系统的应用中更有优势，在解决开车痕的问题上也有其独特的优势。然后，本文在分析和研究了无梭织机工作原理的基础上，重点对打纬机构进行了动力学和运动学分析。在绘制出描述织机各机构运动时间配合的工作圆图和分析了织机的回转不匀率的特性的基础上，得到了理论的织机主轴转速曲线和织机负载特性，推导出织机的摩擦转矩公式、加速筘座转矩的公式，从而得到驱动织机的转矩公式，以此为依据进行织机主电机功率和转矩的选择，并对选出的开关磁阻电机进行了转矩过载倍数的核算。
　　 随着低价、高性能的DSP芯片的出现，DSP已经越来越多的被应用于控制领域。与单片机和PLC相比，DSP以其优越的性能，更加适合无梭织机的机电一体化控制系统。本文按照无梭织机直接主传动系统的控制要求，采用TI公司的TMS320F2812作为主控制器，进行了控制系统的硬件设计和软件设计。