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    隨著自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代印刷機正向著高質(zhì)量、高精度、高速度和高自動化方向發(fā)展。印刷機的自動化水平越來越高，控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)從紙張搬運到印刷結(jié)束整個印刷機運行及操作過程的全自動化。凹版印刷機采用無軸傳動技術(shù)，即每個單元都由高性能的交流伺服電機獨立驅(qū)動，所有印刷操作都由中央控制器進行同步控制。數(shù)字印刷機不斷涌現(xiàn)，自動化程度比傳統(tǒng)印刷機更高。市場上已經(jīng)出現(xiàn)了既可以滿足在機制版、完成快速印刷要求，又可以使印出的印刷圖像張張不同的電子式數(shù)字印刷機。而這一系列的動作，都是要通過各種控制系統(tǒng)對各類電動機實施控制才能實現(xiàn)?？梢哉f微電機是當今高性能印刷機不可缺少的執(zhí)行元件和驅(qū)動元件，從一臺印刷機上使用電機數(shù)量的多少，就可以衡量出該印刷機的技術(shù)含量有多高。   印刷機中常用的微電機   印刷機中常用的電機通常分為兩類，一類主要用于帶動生產(chǎn)機械完成各種生產(chǎn)任務，稱為動力電機。動力電機一般功率較大，在數(shù)千瓦以上；另一類是在自動控制系統(tǒng)中或計算裝置中作為執(zhí)行元件、檢測元件用的電動機，稱為控制電機?？刂齐姍C一般來講功率比較小，通常在1千瓦以下，我們稱之為控制微電機。還有一些是作為驅(qū)動用的微電機，習慣上我們統(tǒng)稱為微電機。   本文僅對印刷機中常用的微電機進行討論。   伺服電機   伺服電機又稱為執(zhí)行電機，它根據(jù)輸入到電機中的電壓大小和方向就可以改變伺服電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。它嚴格執(zhí)行控制信號的命令，具有“伺服”性質(zhì)。當無信號輸入時，轉(zhuǎn)子不動；施加控制信號以后，轉(zhuǎn)子立即動作；信號消失時，轉(zhuǎn)子立即停止運轉(zhuǎn)。伺服電機分為交流伺服電機和直流伺服電機。直流伺服電機通常用在功率稍大的系統(tǒng)中，其輸出功率約為1W—600W，但也有的可達數(shù)千瓦；交流伺服電機輸出功率約為0．1W—100W，其中最常用的是30W以下。直流伺服電機具有良好的特性，在自動控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。   有些印刷機中的出墨輥和出水輥采用伺服電機單獨驅(qū)動，而不用主電機進行拖動。例如JJ201型對開雙面雙色膠印輪轉(zhuǎn)印刷機四個出水輥和四個出墨輥全部使用直流伺服電機驅(qū)動，通過控制系統(tǒng)的控制實現(xiàn)伺服電機的無級變速控制。印刷狀態(tài)不同，需要的水墨量不同時，可以分別調(diào)節(jié)水墨輥電機的轉(zhuǎn)速達到調(diào)節(jié)水量墨量大小的目的。同時水墨輥電機可以跟蹤主機的速度進行變化，保證水墨量與印刷速度對應。   步進電機   步進電機的機理是基于最基本的電磁鐵作用，根據(jù)輸入的脈沖信號，每改變一次勵磁狀態(tài)就前進一定的角度(或長度)。若不改變勵磁狀態(tài)則保持在一定的靜止位置，從而實現(xiàn)印刷包裝設(shè)備一定的準確位移。步進電機具有易于控制、響應性好、精度高以及停止時具有自鎖功能等特點，因而在包裝印刷機械中得到廣泛應用。   步進電機不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用一個專門的電源——步進電機驅(qū)動電源進行供電，提供步進電機需要的脈沖信號。步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的性能，除與電機自身的性能以外，也在很大程度上取決于驅(qū)動器的優(yōu)劣。因此，對步進電機驅(qū)動器的研究幾乎是與對步進電機的研究同步進行的。   步進電機驅(qū)動器一般由環(huán)形分配器、信號處理器、推動級、驅(qū)動級等部分組成，用大功率的步進電機的驅(qū)動器還要有多種保護線路。   環(huán)行分配器用來接收來自控制器的CP脈沖，并按步進電機狀態(tài)轉(zhuǎn)換表要求的狀態(tài)產(chǎn)生各相導通或截止的信號。每來一個脈沖，環(huán)行分配器的輸出轉(zhuǎn)換一次。因此，步進電機轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速啟動或停止都完全取決于CP脈沖的有無頻率。同時，環(huán)行分配器還必須接受控制器的方向信號，從而決定其輸出的狀態(tài)是按正序或按反序轉(zhuǎn)換，于是就決定了步進電機的轉(zhuǎn)向。接受CP脈沖和方向電平是環(huán)行分配器的最基本功能。   從環(huán)行分配器輸出的各相導通或截止的信號送入信號放大處理級。信號放大的作用是將環(huán)行分配器輸出信號加以放大，變成足夠大的信號送人推動級，這中間一般既需要電壓放大，也需電流放大。信號處理是實現(xiàn)信號的某些交換、合成功能，產(chǎn)生斬波、抑制等特殊信號，從而產(chǎn)生特殊功能的驅(qū)動。本級還經(jīng)常與各種保護電路、各種控制電路組合在一起，形成較高性能的驅(qū)動輸出。   推動級的作用是將較小的信號加以放大，變成足以推動級輸入的較大信號。有時，推動級還承擔電平轉(zhuǎn)換的作用。   保護級的作用是保護驅(qū)動級的安全。一般可根據(jù)需要設(shè)置過電保護、過熱保護、過壓保護、欠壓保護。有時還需要對輸入信號進行監(jiān)護，發(fā)現(xiàn)異常也提供保護作用。   海德堡四色膠印機中，配有步進電機完成分區(qū)墨量控制代替手動墨量調(diào)節(jié)。   力矩電機   力矩電機是一種由伺服電動機和驅(qū)動電動機結(jié)合起來發(fā)展而成的特殊電機。它不經(jīng)過齒輪等特殊結(jié)構(gòu)而直接驅(qū)動負載，并由輸入的控制電壓信號直接調(diào)節(jié)負載的轉(zhuǎn)速。在位置控制方式的伺服系統(tǒng)中，它可以工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)；而在速度控制方式的伺服系統(tǒng)中，又可以工作在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)，且輸出較大的轉(zhuǎn)矩。所以力矩電動機是一種直接驅(qū)動負載的執(zhí)行元件。   力矩電機與其它執(zhí)行元件相比，具有快速響應、速度和位置精度高、特性的線性度好以及運行可靠、維護簡便、振動小、機械噪聲小和結(jié)構(gòu)緊湊等特點．因此能獲得很好的靜態(tài)和動態(tài)性能，在無爬行的平穩(wěn)低速運行方面尤為顯著，這是齒輪傳動或液壓傳動系統(tǒng)無法比擬的。采用力矩電機與高精度的檢測元件、放大部件及其他校正環(huán)節(jié)等所組成的閉環(huán)伺服系統(tǒng)，平穩(wěn)運行的速度可達到15°／h，甚至更低。調(diào)速范圍可達幾萬甚至數(shù)十萬，位置精度可為角秒級。   例如，GOSS UNIVERSAL45卷筒紙印刷機中采用力矩電機作為拉版電機。通常在印刷過程中經(jīng)常要調(diào)節(jié)印版的位置，調(diào)節(jié)主要包括橫向、縱向。通過力矩電機和機械機構(gòu)使印版滾筒移動、轉(zhuǎn)動一定的位置或角度。此外，PZ4880對開四色膠印機中每色組中采用兩個直流力矩電機分別用于橫向、縱向的調(diào)版。   測速發(fā)電機   測速發(fā)電機主要用于對轉(zhuǎn)速進行測量，它將機械轉(zhuǎn)速變?yōu)殡妷盒盘?，輸出的電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。   通過測量測速發(fā)電機輸出的電壓而得到電動機轉(zhuǎn)速。印刷機中電動機速度的測量，以及某些轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測量經(jīng)常采用測速發(fā)電機。測速發(fā)電機分直流測速發(fā)電機和交流測速發(fā)電機。   直流測速發(fā)電機按其激磁方式可分為電磁(他激)式和永磁式。永磁式受溫度變化的影響較小，結(jié)構(gòu)簡單。電，磁式的激磁磁通受電源環(huán)境、電源等，影響因素較大，輸出電壓隨之而變。交流測速發(fā)電機有同步測速發(fā)電機、；鼠籠轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機和空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機等幾類。同步測速發(fā)電機因其輸出電壓頻率隨轉(zhuǎn)速而變，一般不宜用于自動控制系統(tǒng)中，多半作為轉(zhuǎn)速的直接測量用。鼠籠轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機因其輸出特性的線性度差，僅用于要求不高的場合作反饋阻尼?？招谋D(zhuǎn)子測速發(fā)電機，由于其噪音低、無干擾、結(jié)構(gòu)簡單、體積小，且技術(shù)指標較前者為佳等優(yōu)點，而得到廣泛應用。   例如：PZ4880對開四色膠印機和J2108型對開單色膠印機主電機采用滑差電機，該電機軸上聯(lián)接有測速發(fā)電機用于測量電機的轉(zhuǎn)速。測速發(fā)電機輸出的電壓值與電機的轉(zhuǎn)速成正比，測速發(fā)電機的功率約為2W—5W。   錐形轉(zhuǎn)子電機   小型錐形轉(zhuǎn)子電動機在印刷機中通常作為驅(qū)動電機使用。因電機的轉(zhuǎn)子和定子外圓均為圓錐形，故稱之為錐形轉(zhuǎn)子電動機。電機通電工作時，產(chǎn)生電磁力分解為徑向力和軸向力。在軸向力的作用下，電動機轉(zhuǎn)子帶動固定在軸右端的風扇制動輪由大端向小端運動，將壓縮彈簧壓緊，松開風扇制動輪，當需要紙臺停止升降時，斷開電動機電源，轉(zhuǎn)子的軸向力消失，靠壓縮彈簧的作用使風扇制動輪緊緊壓在制動鼓上從而產(chǎn)生制動力，使電動機立即停止。   SZ206、SZP880—01自動輸紙機紙臺升降的驅(qū)動力來源于錐形轉(zhuǎn)子電動機，保持紙臺升降之后立即保持原位，制動力的大小可以調(diào)節(jié)。作者/唐蘇亞