采用直驅(qū)式電動螺旋鍛壓機床取代雙盤摩擦式鍛壓機床成為趨勢。Goodrive300變頻器在該類直驅(qū)式電動螺旋鍛壓機械的成功應(yīng)用，體現(xiàn)了矢量變頻器優(yōu)異的驅(qū)動能力及矢量控制特性，大大提升了鍛壓機械的效率。

1.引言

在很多金屬器件的加工過程中，鍛壓是必須經(jīng)過的處理階段。工件在加工過程中往往要求鍛壓設(shè)備能夠連續(xù)精確的擊打，同時在加工效率上要求有比較高的擊打速度。目前大多數(shù)的鍛壓機床采用雙盤摩擦的方式。這種方式存在的問題是擊打精度低(誤差10%)，擊打速度慢(每分鐘15次)，能耗高(機械效率20%)。為克服雙盤摩擦鍛壓機床的缺點，本文將著重論述變頻器在直驅(qū)式電動螺旋壓力機床的應(yīng)用。

2.直驅(qū)式壓力機的特點

●直驅(qū)式電動螺旋壓力機電動機的轉(zhuǎn)子是壓力機飛輪的組成部分，直接驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動，減少了傳統(tǒng)螺旋壓力機的傳動鏈，機械故障降至最低。

●電機裝有位置傳感器，位置信號反饋給控制器，控制器按程序數(shù)字化控制電機運轉(zhuǎn)，打擊力控制準確，適應(yīng)于各種金屬精密鍛造。

●機身采用預(yù)應(yīng)力機架、機架與滑塊之間采用矩型導(dǎo)軌，導(dǎo)向精度高、抗偏載能力強，適應(yīng)于多模膛鍛造。

●結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，傳動鏈短，操作維修方便，檢修工作量很小，節(jié)約勞動力和維修費用，運行安全。

●電機起動電流小，當(dāng)起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的150%時，起動電流僅為額定數(shù)值的30%，對電網(wǎng)沖擊小?；瑝K靜止時，主電機不工作，電量消耗低。節(jié)電效果顯著。

●制動器為瓦塊式結(jié)構(gòu)性能可靠，加上電機自身帶有制動功能，雙重剎車，可有效避免設(shè)備及人身傷害，安全性能高。

●與摩擦螺旋壓力機相比，無摩擦盤、橫軸等中間傳動裝置和摩擦帶易損件，零部件少，可靠性高，精度好，效率高。

3.控制要求

本文僅以青島某鍛壓機械廠直驅(qū)式電動螺旋壓力機使用現(xiàn)場的要求為例進行說明，具體要求有如下：

(1)客戶提供的電機參數(shù)見表1。變頻器需控制兩臺132KW異步電機的同時啟停控制。給變頻器控制命令有：正轉(zhuǎn)啟動，反轉(zhuǎn)啟動，多段速指令，正轉(zhuǎn)點動，反轉(zhuǎn)點動，故障復(fù)位;

(2)輸出電壓穩(wěn)定，啟動電流小;

(3)矢量控制;

(4)停車方式：正轉(zhuǎn)自由停車，反轉(zhuǎn)減速停車;

(5)啟動方式：正轉(zhuǎn)直接啟動，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速追蹤啟動。

4.系統(tǒng)原理及控制實現(xiàn)

4.1變頻器選擇

采用兩臺異步電動機同時帶動的電動螺旋壓力機需要超過額定轉(zhuǎn)矩的啟動轉(zhuǎn)矩，要實現(xiàn)迅速的啟?？刂?，對控制精度的要求也較高，必須選用矢量控制型變頻器。Goodrive300系列變頻器是一款用來控制異步交流感應(yīng)電機和永磁同步電機的變頻器，能很好滿足其性能要求。該變頻器具有以下技術(shù)特點：

●低頻起動轉(zhuǎn)矩大，無PG矢量控制0.25Hz/150%(SVC)

●過載能力：150%額定電流60s，180%額定電流10s，200%額定電流1s

●調(diào)速比：無PG矢量控制1：200

●速度控制精度：無PG矢量控制：±0.2%最高速度響應(yīng)時間<20ms

●內(nèi)置C3濾波器，防干擾能力更強

4.2控制實現(xiàn)

變頻器需要一拖二控制兩臺132KW的異步電動機充分考慮其啟動時要求的轉(zhuǎn)矩大，選用GD300-500G-4變頻器。直驅(qū)式壓力機需快速啟停，正反轉(zhuǎn)快速切換。下壓時(正轉(zhuǎn))直接啟動，碰到下壓停止接近開關(guān)后自由停車，靠慣性打擊完部件后(有個反彈的力)輸出反轉(zhuǎn)信號，上升(反轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)速追蹤啟動，碰到上升停止接近開關(guān)后有效制動，完成一次打擊動作。整個變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣接線如圖所示

5.系統(tǒng)接線及調(diào)試

整個系統(tǒng)是由PLC給變頻器運行命令的.Goodrive300系列變頻器在矢量控制上性能優(yōu)異，只需簡單的自學(xué)習(xí)就能達到對驅(qū)動電機的精確控制。

5.1系統(tǒng)接線

變頻器從S1接受啟動信號、S2接收反轉(zhuǎn)信號、S3接多段速控制信號(端子和反轉(zhuǎn)信號并聯(lián))、S4接正轉(zhuǎn)點動信號、S5接反轉(zhuǎn)點動信號、S6接故障復(fù)位信號、R01繼電器輸出接故障報警信號。

5.2系統(tǒng)調(diào)試

調(diào)試主要包括參數(shù)自學(xué)習(xí)、空載調(diào)試兩個階段。

首先將電機參數(shù)輸入變頻器(功率是兩臺電機的總和，電流是兩臺電機的額定電流的總和)，輸入后將P00.01改為0，通過P00.15改為2(靜態(tài)自學(xué)習(xí))，學(xué)習(xí)完畢后對參數(shù)表2上所述的參數(shù)一一輸入變頻器內(nèi)。開始空載調(diào)試。

5.3變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見表2：

注1：4為正轉(zhuǎn)直接啟動，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速追蹤啟動;

注2：3為正轉(zhuǎn)自由停車，反轉(zhuǎn)減速停車;

本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行。

在調(diào)試過程中，由于正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時間過短，電機剩磁電壓比較大，導(dǎo)致變頻器過流報警，可是適當(dāng)調(diào)整P5.16反轉(zhuǎn)指令延時閉合時間，適當(dāng)調(diào)整P3.20,P3.21電機的限流點和P11.06變頻器的限流點的比例值。

6.結(jié)束語

隨著控制技術(shù)的發(fā)展，直驅(qū)式電動螺旋壓力機替代傳統(tǒng)的摩擦鍛壓機床的趨勢越來越明顯了，而英威騰變頻器在直驅(qū)式壓力機上的成功應(yīng)用，在鍛壓機械行業(yè)中的應(yīng)用將會有廣闊的空間。