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    隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jī)正向著高質(zhì)量、高精度、高速度和高自動(dòng)化方向發(fā)展。印刷機(jī)的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從紙張搬運(yùn)到印刷結(jié)束整個(gè)印刷機(jī)運(yùn)行及操作過(guò)程的全自動(dòng)化。凹版印刷機(jī)采用無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)，即每個(gè)單元都由高性能的交流伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所有印刷操作都由中央控制器進(jìn)行同步控制。數(shù)字印刷機(jī)不斷涌現(xiàn)，自動(dòng)化程度比傳統(tǒng)印刷機(jī)更高。市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了既可以滿足在機(jī)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(jī)。而這一系列的動(dòng)作，都是要通過(guò)各種控制系統(tǒng)對(duì)各類電動(dòng)機(jī)實(shí)施控制才能實(shí)現(xiàn)。可以說(shuō)微電機(jī)是當(dāng)今高性能印刷機(jī)不可缺少的執(zhí)行元件和驅(qū)動(dòng)元件，從一臺(tái)印刷機(jī)上使用電機(jī)數(shù)量的多少，就可以衡量出該印刷機(jī)的技術(shù)含量有多高。   印刷機(jī)中常用的微電機(jī)   印刷機(jī)中常用的電機(jī)通常分為兩類，一類主要用于帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械完成各種生產(chǎn)任務(wù)，稱為動(dòng)力電機(jī)。動(dòng)力電機(jī)一般功率較大，在數(shù)千瓦以上；另一類是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中或計(jì)算裝置中作為執(zhí)行元件、檢測(cè)元件用的電動(dòng)機(jī)，稱為控制電機(jī)?？刂齐姍C(jī)一般來(lái)講功率比較小，通常在1千瓦以下，我們稱之為控制微電機(jī)。還有一些是作為驅(qū)動(dòng)用的微電機(jī)，習(xí)慣上我們統(tǒng)稱為微電機(jī)。   本文僅對(duì)印刷機(jī)中常用的微電機(jī)進(jìn)行討論。   伺服電機(jī)   伺服電機(jī)又稱為執(zhí)行電機(jī)，它根據(jù)輸入到電機(jī)中的電壓大小和方向就可以改變伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。它嚴(yán)格執(zhí)行控制信號(hào)的命令，具有“伺服”性質(zhì)。當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，轉(zhuǎn)子不動(dòng)；施加控制信號(hào)以后，轉(zhuǎn)子立即動(dòng)作；信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)分為交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)。直流伺服電機(jī)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(dá)數(shù)千瓦；交流伺服電機(jī)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(jī)具有良好的特性，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。   有些印刷機(jī)中的出墨輥和出水輥采用伺服電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，而不用主電機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)。例如JJ201型對(duì)開(kāi)雙面雙色膠印輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)四個(gè)出水輥和四個(gè)出墨輥全部使用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的無(wú)級(jí)變速控制。印刷狀態(tài)不同，需要的水墨量不同時(shí)，可以分別調(diào)節(jié)水墨輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)水量墨量大小的目的。同時(shí)水墨輥電機(jī)可以跟蹤主機(jī)的速度進(jìn)行變化，保證水墨量與印刷速度對(duì)應(yīng)。   步進(jìn)電機(jī)   步進(jìn)電機(jī)的機(jī)理是基于最基本的電磁鐵作用，根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)，每改變一次勵(lì)磁狀態(tài)就前進(jìn)一定的角度(或長(zhǎng)度)。若不改變勵(lì)磁狀態(tài)則保持在一定的靜止位置，從而實(shí)現(xiàn)印刷包裝設(shè)備一定的準(zhǔn)確位移。步進(jìn)電機(jī)具有易于控制、響應(yīng)性好、精度高以及停止時(shí)具有自鎖功能等特點(diǎn)，因而在包裝印刷機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。   步進(jìn)電機(jī)不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用一個(gè)專門(mén)的電源——步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行供電，提供步進(jìn)電機(jī)需要的脈沖信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，除與電機(jī)自身的性能以外，也在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。因此，對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研究幾乎是與對(duì)步進(jìn)電機(jī)的研究同步進(jìn)行的。   步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般由環(huán)形分配器、信號(hào)處理器、推動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)等部分組成，用大功率的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器還要有多種保護(hù)線路。   環(huán)行分配器用來(lái)接收來(lái)自控制器的CP脈沖，并按步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表要求的狀態(tài)產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)。每來(lái)一個(gè)脈沖，環(huán)行分配器的輸出轉(zhuǎn)換一次。因此，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速啟動(dòng)或停止都完全取決于CP脈沖的有無(wú)頻率。同時(shí)，環(huán)行分配器還必須接受控制器的方向信號(hào)，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(jìn)電機(jī)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(dǎo)通或截止的信號(hào)送入信號(hào)放大處理級(jí)。信號(hào)放大的作用是將環(huán)行分配器輸出信號(hào)加以放大，變成足夠大的信號(hào)送人推動(dòng)級(jí)，這中間一般既需要電壓放大，也需電流放大。信號(hào)處理是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的某些交換、合成功能，產(chǎn)生斬波、抑制等特殊信號(hào)，從而產(chǎn)生特殊功能的驅(qū)動(dòng)。本級(jí)還經(jīng)常與各種保護(hù)電路、各種控制電路組合在一起，形成較高性能的驅(qū)動(dòng)輸出。   推動(dòng)級(jí)的作用是將較小的信號(hào)加以放大，變成足以推動(dòng)級(jí)輸入的較大信號(hào)。有時(shí)，推動(dòng)級(jí)還承擔(dān)電平轉(zhuǎn)換的作用。   保護(hù)級(jí)的作用是保護(hù)驅(qū)動(dòng)級(jí)的安全。一般可根據(jù)需要設(shè)置過(guò)電保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)。有時(shí)還需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常也提供保護(hù)作用。   海德堡四色膠印機(jī)中，配有步進(jìn)電機(jī)完成分區(qū)墨量控制代替手動(dòng)墨量調(diào)節(jié)。   力矩電機(jī)   力矩電機(jī)是一種由伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)結(jié)合起來(lái)發(fā)展而成的特殊電機(jī)。它不經(jīng)過(guò)齒輪等特殊結(jié)構(gòu)而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并由輸入的控制電壓信號(hào)直接調(diào)節(jié)負(fù)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(dòng)機(jī)是一種直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的執(zhí)行元件。   力矩電機(jī)與其它執(zhí)行元件相比，具有快速響應(yīng)、速度和位置精度高、特性的線性度好以及運(yùn)行可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、振動(dòng)小、機(jī)械噪聲小和結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)．因此能獲得很好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，在無(wú)爬行的平穩(wěn)低速運(yùn)行方面尤為顯著，這是齒輪傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法比擬的。采用力矩電機(jī)與高精度的檢測(cè)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(yùn)行的速度可達(dá)到15°／h，甚至更低。調(diào)速范圍可達(dá)幾萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)，位置精度可為角秒級(jí)。   例如，GOSS UNIVERSAL45卷筒紙印刷機(jī)中采用力矩電機(jī)作為拉版電機(jī)。通常在印刷過(guò)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(guò)力矩電機(jī)和機(jī)械機(jī)構(gòu)使印版滾筒移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)一定的位置或角度。此外，PZ4880對(duì)開(kāi)四色膠印機(jī)中每色組中采用兩個(gè)直流力矩電機(jī)分別用于橫向、縱向的調(diào)版。   測(cè)速發(fā)電機(jī)   測(cè)速發(fā)電機(jī)主要用于對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，它將機(jī)械轉(zhuǎn)速變?yōu)殡妷盒盘?hào)，輸出的電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。   通過(guò)測(cè)量測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的電壓而得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。印刷機(jī)中電動(dòng)機(jī)速度的測(cè)量，以及某些轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量經(jīng)常采用測(cè)速發(fā)電機(jī)。測(cè)速發(fā)電機(jī)分直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)。   直流測(cè)速發(fā)電機(jī)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(jiǎn)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(cè)速發(fā)電機(jī)有同步測(cè)速發(fā)電機(jī)、；鼠籠轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)和空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)等幾類。同步測(cè)速發(fā)電機(jī)因其輸出電壓頻率隨轉(zhuǎn)速而變，一般不宜用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中，多半作為轉(zhuǎn)速的直接測(cè)量用。鼠籠轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)因其輸出特性的線性度差，僅用于要求不高的場(chǎng)合作反饋?zhàn)枘?。空心杯轉(zhuǎn)子測(cè)速發(fā)電機(jī)，由于其噪音低、無(wú)干擾、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，且技術(shù)指標(biāo)較前者為佳等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用。   例如：PZ4880對(duì)開(kāi)四色膠印機(jī)和J2108型對(duì)開(kāi)單色膠印機(jī)主電機(jī)采用滑差電機(jī)，該電機(jī)軸上聯(lián)接有測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的電壓值與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，測(cè)速發(fā)電機(jī)的功率約為2W—5W。   錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)   小型錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)在印刷機(jī)中通常作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。因電機(jī)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(dòng)機(jī)。電機(jī)通電工作時(shí)，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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)固定在軸右端的風(fēng)扇制動(dòng)輪由大端向小端運(yùn)動(dòng)，將壓縮彈簧壓緊，松開(kāi)風(fēng)扇制動(dòng)輪，當(dāng)需要紙臺(tái)停止升降時(shí)，斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)電源，轉(zhuǎn)子的軸向力消失，靠壓縮彈簧的作用使風(fēng)扇制動(dòng)輪緊緊壓在制動(dòng)鼓上從而產(chǎn)生制動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)立即停止。   SZ206、SZP880—01自動(dòng)輸紙機(jī)紙臺(tái)升降的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，保持紙臺(tái)升降之后立即保持原位，制動(dòng)力的大小可以調(diào)節(jié)。作者/唐蘇亞