变频调速技术在电动裁剪机中的应用

摘要：采用变频调速技术对电动裁剪机进行调速，是服装行业用裁剪机的发展趋势。采用该调速结构的裁剪机，具有体积小、重量轻、操作使用方便、调速范围宽、供电范围宽、可自动提升转矩及滑差补偿、带有过压、过流、过热保护系统、可实现电机的平滑无冲击起动等特点，可以满足各种服装面料的裁剪需要，同时还能够提高工效40%左右，大大地减轻了裁剪工人的劳动强度。

1  前言

近年来随着服装机械机电一体化技术水平的不断提高，在裁剪机中应用交流异步电动机变频调速装置，已成为一种趋势。目前国内裁剪机中仍多采用交流异步电机，电机同步转速为每分钟3 000转，这种机器存在的主要缺点是：

（1）对于像尼龙这样的低熔点面料，裁剪时面料易熔，裁剪质量差；

（2）对于像牛仔服这样较硬的面料，裁剪时阻力大，效率低，操作工劳动强度大；

（3）机器起动瞬间振动大。

为了满足服装面料多样化需求，企业研制出了变频调速自动磨刀裁剪机，解决了采用交流异步电机固定转速下工作的缺陷。

2  调速系统的确定

首先，根据目前国内用户的使用习惯，变频器输入端采用交流220伏、50赫兹单相电源，解决了部分地区由于没有三相电源而无法使用的问题。其次，为了使裁剪机实现可裁剪不同服装面料的功能，确定了采用交流变频调速技术。而要实现这一技术，需要在现有裁剪机基础上改进设计以实现可调速裁剪，其中。裁剪机变速机构是重点改进的结构，改进后它的电器元件有交流异步电动机、电机上固定安装变频器、开关、电位器、传感器等。

3  变频调速剪裁机工作原理

交流异步电动机用变频器传动时的方块图（图1）[1]：

图1  变频调速裁剪机的系统图

裁剪机由电机带动曲柄连杆滑块机构，使刀片做往复直线运动实现服装面料裁剪。裁剪机需要调速时，只需要旋转电位器，即可达到调速目的。当需要磨刀时，用手按动裁剪机上磨刀手柄，此时有两个信号：一个是传感器输出信号，使变频器将电机调速至每分钟3 000转，另一个信号是在磨刀器机械装置控制下使传动轮与曲柄接触，曲柄带动传动轮转动，从而带动双向螺轴、左右方轴及砂带旋转和磨刀架上下直线运动，实现砂带对刀片进行磨刀，直至锋利为止。

变频器电路方式交-直-交变频电路的电气原理图（图2）：

 图2  电气原理图

4  结论

采用变频调速技术对裁剪机进行调速，是服装行业用裁剪机领域的发展趋势。这种调速结构的裁剪机具有以下特点：体积小；重量轻；操作使用方便；调速范围宽（裁剪时调速范围在每分钟1 000～4 200转，磨刀时转速规定为每分钟3 000转）；供电范围宽（电源电压波动±15%范围内裁剪机都能正常工作）；可自动提升转矩及滑差补偿、带有过压、过流、过热保护系统；可实现电机的平滑无冲击起动等。变频调速自动磨刀裁剪机可以满足各种服装面料的裁剪需要，同时还能够提高工效40%左右，大大地减轻了裁剪工人的劳动强度。