細紗小樣機電錠控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、細紗機的紡紗錠子是紡紗工廠中，數(shù)量最多、運轉時間最長、對紡紗質量有直接影響的紡紗專件。傳統(tǒng)環(huán)錠細紗機錠子的傳動是靠皮帶傳動的，雖然控制起來比較方便，但由于皮帶存在打滑現(xiàn)象，并且皮帶長時間運行后，其機械性能也會產生不可控的變化，嚴重影響了成紗的質量。電錠細紗機采用單電機直接驅動錠子，不僅簡化了錠子的傳動機構，而且可以大幅度提升錠速，對于提高生產效率和提升紗線質量有重要意義。
　　在細紗機電錠系統(tǒng)中，經常會根據(jù)實際情況需要，進行錠子調

2、速或停車制動。在紡紗行業(yè)這個微利的領域，不僅要提高控制精度，而且要盡可能的節(jié)能。本文針對細紗機電錠的停車制動過程，進行了系統(tǒng)的研究，提出了基于能量再生制動的電氣制動控制策略，并針對能量再生制動低速時，制動力矩不足的問題，引入了反接制動。仿真結果表明，采用基于能量再生制動+反接制動的電氣制動控制策略，與電機自由停轉相比，制動時間減小了81％。此外，采用能量再生制動控制策略，能量回收效率為76.8%。并且，實現(xiàn)了整個制動過程的恒轉矩制動，制

3、動過程更加穩(wěn)定。
　　在理論分析的基礎上，本文設計了一套細紗小樣機電錠驅動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)每個錠子的獨立控制，控制精度和控制靈活度也有了質的提升。
　　在分析國內外相關研究的基礎上，本文進行了以下工作：
　　首先，本文在綜合考慮各項因素的條件下，選用永磁無刷直流電機作為電機式錠子（電錠）驅動的專用電機。設計了一套電錠專用無刷直流電機的控制系統(tǒng)。同時，介紹了傳統(tǒng)環(huán)錠細紗機的工作原理，指出了其存在的主要問題。并對電

4、錠的機械結構進行了分析。
　　其次，本文推導了無刷直流電機的數(shù)學模型，利用MATLAB建立了電錠專用電機的系統(tǒng)數(shù)值仿真模型，對錠子的運轉情況進行了仿真研究。并針對電錠電機的制動要求，提出了一種基于能量再生制動+反接制動的電氣制動控制策略，實現(xiàn)了電機的恒轉矩制動。
　　最后，本文設計并制作完成了一套電錠專用無刷直流電機的控制器。對其主要電路進行了設計分析，本方案以DSPIC33F系列芯片作為主控制器，實現(xiàn)了無刷直流電機的速度閉