壓力機(jī)具有用途廣泛，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝。本文主要介紹了四方V560系列變頻器在山東淄博某工廠壓力機(jī)上的應(yīng)用，V560系列變頻器卓越的矢量控制性能能滿足壓力機(jī)快速加減速、快速正反轉(zhuǎn)切換工藝要求。

一、工藝介紹和要求: 

        壓力機(jī)由電機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，對(duì)工件施加工藝力，分為螺旋壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī)三大類。

        本文介紹的壓力機(jī)是螺旋壓力機(jī)。螺旋壓力機(jī)是用螺桿、螺母作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并靠螺旋傳動(dòng)飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛壓機(jī)械。啟動(dòng)時(shí)，滑塊從起始位置快速加速到指定速度，快接近工件時(shí)，飛輪失去控制，自由減速，存貯在旋轉(zhuǎn)飛輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為沖擊能，打擊工件后，要求飛輪快速反轉(zhuǎn)（0.1S左右）離開工件，返回到某一位置后準(zhǔn)備下一次打擊。    

二、壓力機(jī)工作原理

        數(shù)控電動(dòng)螺旋壓力機(jī)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，大齒輪有足夠的慣量，起著飛輪儲(chǔ)能的作用。輸入啟動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)小齒輪、大齒輪帶動(dòng)滑塊加速下行，電機(jī)達(dá)到預(yù)先設(shè)置的打擊能量所要求的轉(zhuǎn)速時(shí)，利用大齒輪儲(chǔ)存的動(dòng)能作功，使制件成形。大齒輪釋放能量后電機(jī)立即帶動(dòng)大齒輪反轉(zhuǎn)，返回一定轉(zhuǎn)角后，電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)，使大齒輪帶動(dòng)滑塊回到預(yù)先設(shè)置的位置。

 圖1  工作原理圖

三、系統(tǒng)控制方案

1、系統(tǒng)配置

        主電機(jī)：三相八極異步電動(dòng)機(jī)，額定功率18.5KW，轉(zhuǎn)速范圍50-750r/min；

        驅(qū)動(dòng)器：四方V560-4T0220； 

        其他：臺(tái)達(dá)PLC，威倫觸摸屏，接近開關(guān)，其他線材輔材若干。

2、電氣原理圖（如圖2）

圖2   電氣原理圖

3、變頻器調(diào)試參數(shù)（參考值）：

4、方案介紹：

        本方案的關(guān)鍵在于變頻器的性能與參數(shù)設(shè)置，螺旋壓力機(jī)對(duì)變頻器具有以下的幾個(gè)核心要求：

        （1） 快速加減速；

        （2） 快速正反轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)切換時(shí)無(wú)死區(qū)；

        （3） 抗大慣量負(fù)載沖擊能力強(qiáng)。

        針對(duì)螺旋壓力機(jī)的工藝特點(diǎn)，我們選擇配置四方V560系列變頻器，V560系列是一款高性能矢量變頻器，其有如下特點(diǎn)：

?     過載能力強(qiáng)，150%額定電流可持續(xù)60S；180%額定電流可持續(xù)2S；

?     調(diào)速范圍寬，穩(wěn)速精度高；

?     動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可以實(shí)現(xiàn)快速的加減速和正反轉(zhuǎn)切換；

?     優(yōu)異的加減速特性；

?     矢量模式下零速200%啟動(dòng)力矩。

?     獨(dú)有的過壓過流調(diào)節(jié)器功能，可完美解決大慣量負(fù)載的沖擊問題；

5、系統(tǒng)方案優(yōu)點(diǎn)：

      （1）安全性高，可靠性強(qiáng)：與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制相比，PLC與變頻控制使系統(tǒng)的安全性大大增強(qiáng)；

      （2）控制性能優(yōu)異：優(yōu)異的矢量控制算法可以實(shí)現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間；

      （3）抗大慣量負(fù)載沖擊能力強(qiáng)：非常適合螺旋壓力機(jī)工藝要求；

      （4）工作效率高：通過快速加減速，大大的縮短工作周期時(shí)間；

      （5）操作簡(jiǎn)單方便：V560系列變頻器可選多種通訊方式，可方便的與觸摸屏/PLC組成全自動(dòng)控制系統(tǒng)，只用腳踏開關(guān)啟動(dòng)，自動(dòng)完成整個(gè)打擊過程。

四、小結(jié)

        螺桿壓力機(jī)要求主電機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)大轉(zhuǎn)矩輸出，否則在提升時(shí)出現(xiàn)扭力不足的現(xiàn)象；并且需要有快速加減速能力，實(shí)現(xiàn)在較短的行程內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力。本方案選用四方V560系列高性能矢量型變頻器，具有閉環(huán)矢量、開環(huán)矢量、轉(zhuǎn)矩控制、V/F等多種控制算法，優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)特性，保證主電機(jī)能快速加減速和快速正反切換，完全滿足螺旋壓力機(jī)的工藝要求特性。目前已有數(shù)十套設(shè)備成功應(yīng)用在山東淄博某加工廠，得到了客戶的好評(píng)。