伺服馬達(dá)VS電子馬達(dá)
誰性能更好?
電子馬達(dá)控制器是通過控制一個摩擦式離合器與“全速”運(yùn)行的電機(jī)主動輪接觸(接觸式離合器)來控制電機(jī)的起停和調(diào)速，離合器的控制響應(yīng)較慢，并且控制的性能還取決于離合器的質(zhì)量及新舊程度。對于采用非接觸式離合器的電子馬達(dá)，電控器仍需要通過控制兩個非接觸的離合器之間的耦合力(如磁力)來將電機(jī)主軸的動能傳到另一側(cè)(縫紉機(jī)主軸側(cè))。盡管兩種離合器原理不同，但它們都有一個共性，就是“全速”轉(zhuǎn)動的電機(jī)的主動輪與縫紉機(jī)側(cè)的傳動是通過一個“軟連接”實(shí)現(xiàn)的，在縫紉機(jī)起停時和負(fù)載力矩變化時，速度的穩(wěn)定都會有一個過程，且速度會有一定的波動，特別是在縫紉機(jī)低速運(yùn)行時(如剪線過程中)。這是電子馬達(dá)速度變化和電機(jī)起?？刂品磻?yīng)緩慢的主要原因。
伺服電機(jī)控制器由于可以對電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確的力矩控制，其速度控制和位置控制可以直接通過數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。這樣縫紉機(jī)的力矩控制(如布辛：I．厚度變化)、速度控制(如高低速縫紉)、和位置控制(如停針)可以直接通過電機(jī)軸傳動到縫紉機(jī)主軸上，其性能，反應(yīng)速度和穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于電子馬達(dá)控制器。尤其是采用了高性能稀土永磁材料的伺服電機(jī)，其出力大，慣性小，起停動態(tài)性能特別好，有助于提高生產(chǎn)率和縫紉質(zhì)量。
如上所述，伺服馬達(dá)的控制器采用了電力電子控制和先進(jìn)的數(shù)字信號處理器，其硬件成本要高于電子馬達(dá)系統(tǒng)。目前市面上的電子馬達(dá)系統(tǒng)的單價在工900元左右。鮑麥克斯的伺服系統(tǒng)單價在2400元左右。換句話說，就用戶采購成本而言，伺服系統(tǒng)比電子馬達(dá)系統(tǒng)貴500元左右。
就維修成本而言，兩類電機(jī)均不用栩械耦合，因此兩者的維修成本都很低，存此假定兩者持平。
就運(yùn)行成本而言，主要是電費(fèi)。由于兩著的耗電量具有較大的差別，運(yùn)行成本巾就具有相當(dāng)大的差別。下表對兩種系統(tǒng)每年所需的電費(fèi)進(jìn)行了比較(如下表)。
由此可見，選擇伺服馬達(dá)新型控制系統(tǒng)是眾多廠家的明智之舉。尤其是在孰揀工人少、倡導(dǎo)節(jié)能用電的人環(huán)境下，雨鞋體現(xiàn)了一舉多得的價值：產(chǎn)品上檔次，縫制品質(zhì)高、節(jié)能又省電、運(yùn)營成本低。
誰更能省電?
伺服電機(jī)是最佳的節(jié)能電機(jī)
電子馬達(dá)包括三個部件：三相感應(yīng)電機(jī)+離合器+皮帶輪；圖三是典型的電子馬達(dá)傳動部件，電機(jī)、離合器和皮帶輪。三相感應(yīng)電機(jī)需要三相交流電源，感應(yīng)電機(jī)效率通常低于75％。電子馬達(dá)控制系統(tǒng)中的感應(yīng)電機(jī)自始至終工作在額定轉(zhuǎn)速(無論縫紉與否），離合器有接觸式和非接觸式兩種，前者利用摩擦來傳遞能量，并進(jìn)行調(diào)速，能量損耗大，效率低；而后者常用的是渦流式非接觸式離合器，能量傳遞效率仍很低。需要指出的是，雖然離合器的輸出(皮帶盤)轉(zhuǎn)速可調(diào)，但其輸入(電機(jī))轉(zhuǎn)速卻是恒定的。因此，輸入速度與輸出速度之差就形成了離合器的滑差。在負(fù)載力矩相同的情況下，滑差越大，離合器上損耗的功率也越大。這就是電子馬達(dá)在低轉(zhuǎn)速時特別耗電的原因。
伺服電機(jī)包括兩個部件：交流伺服電機(jī)+皮帶輪；強(qiáng)磁交流伺服電機(jī)可實(shí)現(xiàn)高速高效率，伺服電機(jī)效率通常在80％以上，最高效率可達(dá)95％，最高轉(zhuǎn)速可大于每分鐘6000轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)的起停和調(diào)速是由電控器根據(jù)縫紉工控制踏板來實(shí)現(xiàn)的，且其出力的大小是根據(jù)縫制要求來實(shí)現(xiàn)的。由于伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可滿足高速平縫機(jī)的要求，故皮帶輪的大小可與平縫機(jī)手輪同樣直徑來實(shí)現(xiàn)力矩和速度“雙匹配”，這里能量的傳遞將沒有任何衰減。
伺服電控器是節(jié)能的關(guān)鍵
電子馬達(dá)控制系統(tǒng)的電控部件大部分子部件是相同的，如系統(tǒng)控制面板、三自動電磁鐵、同步傳感器和踏板傳感器等。兩個電控部件的不同僅在于控制器內(nèi)部。
電子馬達(dá)控制器不控制感應(yīng)電機(jī)的起停和速度，而僅僅控制離合器來實(shí)現(xiàn)起停和調(diào)速。因此，這類系統(tǒng)只需要用一個簡單的單片機(jī)(微處理器Microprocessor)來控制一個電流或電壓控制回路實(shí)現(xiàn)閉環(huán)離合器控制，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的起停和調(diào)速。控制器用的元器件少，制造簡單，成本低。但是由于電子馬達(dá)的電控器不控制電機(jī)，而電機(jī)是消耗電能的主要部件，電機(jī)在不受控制的情況下運(yùn)行，它的效率很低；電機(jī)無論縫紉機(jī)工作在什么工況，無論高速或低速、縫厚料或薄料(縫厚料時縫紉機(jī)需要更大的力矩，而縫薄料時需要較少的力矩)，電機(jī)都需要全速運(yùn)行。另外，縫紉機(jī)在實(shí)際工作中有大約l／4 ～ 1／3的時間是在停止?fàn)顟B(tài)(如縫紉工給料時間等)，但電子馬達(dá)的電機(jī)此時仍以“全速”在運(yùn)行。這樣，電子馬達(dá)無辜浪費(fèi)了許多電能。
伺服電機(jī)控制器與電子馬達(dá)控制完全不同，它采用數(shù)字信號處理器(DSP)或高性能的
微控制器(Microcontroller)和一個電力電子變換器來實(shí)現(xiàn)信號到能量的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的起停、速度和力矩控制。整個控制器用了較多的元器件，對制造工藝要求較高，成本也較高。但是，伺服電機(jī)電控器采用了最新的“節(jié)能”控制算法，在數(shù)字型號處理器的控制下，將輸入電機(jī)的電流全部用來產(chǎn)生有用的力矩，使電機(jī)一直工作在最高效的狀態(tài)；伺服電機(jī)控制，系統(tǒng)可以根據(jù)不同的力矩需求，使電機(jī)送出正好縫紉機(jī)所需要的力矩。當(dāng)縫紉機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時，伺服電機(jī)電控器也會使電機(jī)停下來，此時伺服系統(tǒng)幾乎不消耗電能。
