专利名称：一种内置机械离合器的工业缝纫机电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的工业机械装置，尤其是涉及一种内置机械离合器的工
业缝纫机电动机。
背景技术：
纺织缝纫行业的工作性质决定了机械需要间隙工作，目前所使用的工业缝纫机电 动机大多是采用单相异步电动机少数采用三相异步电动机作为动力来源。根据缝制作业的 特点尤其是大批量流水线生产时，要求缝纫机具有较高的针速、迅速起动、立即制动停针的 能力，这个特点也就是要求带动缝纫机的电动机具有大扭矩起动、高速运转和快速制动的 性能。要靠电机本身的性能完全满足上述要求必然会对电机的性能提出极高的难以实现的 技术问题，快速反复起动与制动会带来电机的严重发热而大大降低电机的寿命。因此传统 的缝纫机电机通常内置机械离合器与刹车装置来完成上述快速起动与停机。这种结构有效 地解决了电机的频繁起动与制动的问题，但电机的转速受异步电机同步转速的限制无法提 高，缝纫机的缝制速度仍然很低不利于提高生产效率。 近年来市场上出现了几种用直流电机作为动力源的缝纫机电机，它采用电子调速 电气制动，虽然在结构上较为简单但生产成本高、高速时电机的碳刷摩损严重电机寿命低， 加上厂家为了降低成本选用的材料档次较低等原因电机的故障率较高市场前景不很乐观。 由于直流电机需要由直流来供电，而现实生活中的市电都是交流电故电机必须使 用整流电源，普通的整流电源由于受滤波等因素的影响电机会产生大量的谐波既影响了电 机的工作性能又对电网产生噪声污染。为了防止电气噪声的影响，欧盟国家首先制定了严 格的电网用电要求对电气了设备的谐波抑制提出了极高的标谁，普通整流电源供电的电机 不可能满足上述要求而被拒之门外。
发明内容针对现有技术的缺陷，本实用新型为缝制设备提供一种在需要缝制时能迅速以较 大的扭矩起动、在平缝时能够高速缝制、在需要停止时能够迅速停止的工业缝纫机用电机。 为实现上述目的本实用新型采用的技术方案是由电机转子铁芯(1)与电机磁钢 (2)构成的无刷电机转子和由硅钢片铁芯与线圈绕组组成的电机定子电枢(3)再与内置控 制器电路板(13)共同组成高速直流无刷电动机产生动力并将动力输送到与电机转子同轴 转动的贮能飞轮(6)，再通过与贮能飞轮粘接在一起的电机离合器软木磨擦盘(7)、离合器 刹车盘(8)等构成的机械离合器输出动力；运用机械离合器实现缝纫机的频繁快速起动与 制动。在制动运行时电机不停止仍处于旋转状态此时电机的转动能量贮存在与电机转子同 轴转动的贮能飞轮中，在工作机械起动的瞬间通过飞轮将机械能传递到外界实现较大的起 动力矩；在需要停机时离合器在操作杆的推动下，快速脱离动力源的同时又与刹车盘的摩 擦片撵合产生制动力矩快速实现输出轴的制动缝纫机的缝制针能够准确的停止实现精确 缝制。
3[0007] 为了克服电力谐波与功率因素的影响，本装置在内置的直流无刷电机控制中集成 了一个叫PFC的功率因素控制单元，通过一个有源滤波器滤除因交流电整流成直流电而产 生的大量电力谐波，电机始终运行在低谐波高功率因素状态，电机电气性能完全能满足欧 盟技术标准。 本实用新型与现有技术相比取得的有益效果是充分运用直流电动机的高转速和 优秀的调速性能实现电机的高速运转与平稳调速，直接驱动缝纫机高速缝制大大提高了缝 制设备的生产效率同时又能平稳的调速满足不同产品的缝制要求，通过运用机械离合器与 刹车装置满足了工作机械需要实现精确、快速、频繁起停的要求不影响到电机的使用寿命， 内置的贮能飞轮可以很好的吸收停止间隙的电机能量并在起动瞬间将机械能释放提高电 机的起动转矩，满足快速起动的要求。控制器还内置了 PFC电路满足电网对电力谐波与功 率因素的控制要求，提高了系统的运行效率的同时也有效的打破了发达国家的技术壁垒， 扩大了产品的市场准入范围。
图1为本实用新型的整机剖面示意图 图2为本实用新型的整流电路与PFC控制电路原理结构图具体实施方式
本实用新型采用如下步骤实现。如图l在本装置的后面有一个圆形的机座内是
一个高速直流永磁无刷离合器电机；它包括电机转子铁芯(1)与电机磁钢(2)构成无刷电 机转子和由硅钢片铁芯与线圈绕组组成的电机定子电枢(3)、内置控制器电路板(13)组成 直流无刷电动机产生动力并将动力输送到与电机转子同轴转动的贮能飞轮(6)，电机外壳 (4)、离合器箱(5)起到支撑整电机作用。电机转子轴端安装有一个用复合材料制造的传动 贮能飞轮(6)、电机离合器软木磨擦盘(7)与贮能飞轮粘接在一起形成一个整体、离合器刹 车盘(8)、刹车盘刹车软木磨擦片(9)、刹车磨擦片调节垫(10)、离合器轴承滑套(11)、输出 皮带轮(12)、内置控制器电路板(13)、离合器操作杆(14)、离合器复位弹簧(15)、电路转速 调节旋钮(16)、正反转开关(17)。 工作过程是当电机通电后无刷电机在控制器的控制下高速转动，电机的转子通过 转轴带动贮能飞轮(6)高速旋转贮藏机械能；当缝纫机需要缝制时，操作工踏下踏板使离 合器操作杆(14)向下拉动，操作杆带动内部的拨杆拨动离合器轴承滑套(11)向飞轮侧滑 动，离合器摩擦片压紧飞轮通过安装在飞轮上的软木摩擦盘(7)接触通过两者磨擦带动皮 带轮轴向外传送电机转矩带动工作机运动。当停止缝纫时，松开踏脚在离合器复位弹簧 (15)的作用下，离合器操作杆(14)复位，电机离合器软木磨擦盘(7)脱离贮能飞轮磨擦片 两者相距4毫米左右，电机不向外输出转矩，同时磨擦盘(7)背面压向刹车盘刹车软木磨擦 片(9)两者摩擦产生制动转矩电机输出轴被制动保证了缝纫机主轴的快速精确制动停机。 电源输入见图2。市电输入经共扼电感组成的滤波电路进行滤波隔离，电流经四 个二极管组成的桥式整流电路整流成脉动的直流；由于这个脉动的直流含有大量的谐波成 份会对电网产生有害的干扰；本实用新型特增加了一级PFC电子有源功率因素控制电路进 行功率因素控制与滤波，经过滤波使本电机的功率因素与谐波达到欧洲发达国家的技术要
4求，基本消除了电机谐波对电网的干扰。 电机内置控制器电路板(13)，电路板通过电机定子铁芯上传过来的霍尔信号准确 判断电机转子的位置，通过内部专门设计的程序来控制无刷电机的运行。为了很好的满足 纺织工业缝制设备的要求，电机内置程序是专门针对缝制设备设计开发，运用程序控制使 得电机的机械特性与缝制设备机械特性能够良好的啮合，大大提升了机械性能。在电机程 序中还嵌入了调速控制模块，电机可以由用户根据自身需要与加工纺织品的性质不同通过 调节(16)旋钮实现自由地调节电机的转速。(17)是电机的转动方向调节开关，通过这个开 关还可以调节电机的转动方向，满足不同缝纫机的要求。
权利要求一种内置机械离合器的工业缝纫机电动机，它的基本特征在于电机转子铁芯(1)与电机磁钢(2)构成无刷电机转子和电机定子电枢(3)、内置控制器电路板(13)组成直流无刷电动机产生动力并将动力输送到与电机转子同轴转动的贮能飞轮(6)，电机离合器软木磨擦盘(7)在离合器操作杆(14)的操作下磨擦盘与贮能飞轮撵合通过磨擦向输出皮带轮(12)输出动力，当两者分离时又通过离合器刹车盘(8)、刹车盘刹车软木磨擦片(9)撵合产生制动力矩使输出皮带轮快速制动实现快速准确停止，速度调节旋钮(16)、转向开关(17)通过对控制器发出信号可以调节无刷电机的转速与转动方向。
专利摘要本实用新型涉及了一种内置机械离合器的工业缝纫机电动机，它包括电机的定子电枢、转子、皮带轮等及与其同轴动动的传动机械刹车装置与机械离合器装置等组成。电机的动力来源是内置控制器的永磁高速直流无刷电动机。缝纫机工作时通过离合器操作杆操作摩擦式机械离合器输出动力，当需要停止时又通过操作离合器摩擦盘与刹车片撵合产生制动转矩实现精确刹车。电机内置无刷电动机控制器该控制器上集成了针对整流电源设计的有源PFC功率因素控制器，使电机始终工作在高功率因素状态节省了电能同时也大大降低了谐波对电网的污染。
文档编号H02K29/00GK201550004SQ20092011464
公开日2010年8月11日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者赵洪 申请人:浙江三力机电制造有限公司;丽水职业技术学院