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摘要：采用直驅(qū)式電動螺旋鍛壓機(jī)床取代雙盤摩擦式鍛壓機(jī)床成為趨勢。Goodrive300變頻器在該類直驅(qū)式電動螺旋鍛壓機(jī)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(jī)械的效率。

關(guān)鍵詞：Goodrive300、直驅(qū)式鍛壓機(jī)床、一拖二電機(jī)、矢量控制

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(jī)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(jī)械效率20%）。為克服雙盤摩擦鍛壓機(jī)床的缺點(diǎn)，本文將著重論述變頻器在直驅(qū)式電動螺旋壓力機(jī)床的應(yīng)用。

2.直驅(qū)式壓力機(jī)的特點(diǎn)

● 直驅(qū)式電動螺旋壓力機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子是壓力機(jī)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(jī)的傳動鏈，機(jī)械故障降至低。

● 電機(jī)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，打擊力控制準(zhǔn)確，適應(yīng)于各種金屬精密鍛造。

● 機(jī)身采用預(yù)應(yīng)力機(jī)架、機(jī)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(qiáng)，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(fèi)用，運(yùn)行安全。                                        

● 電機(jī)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。滑塊靜止時，主電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械廠直驅(qū)式電動螺旋壓力機(jī)使用現(xiàn)場的要求為例進(jìn)行說明，具體要求有如下：

(1)客戶提供的電機(jī)參數(shù)見表1。變頻器需控制兩臺132KW異步電機(jī)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(diǎn)動，反轉(zhuǎn)點(diǎn)動，故障復(fù)位；

(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(shí)現(xiàn)

4.1變頻器選擇

采用兩臺異步電動機(jī)同時帶動的電動螺旋壓力機(jī)需要超過額定轉(zhuǎn)矩的啟動轉(zhuǎn)矩，要實(shí)現(xiàn)迅速的啟停控制，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(jī)和永磁同步電機(jī)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(diǎn)：

● 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%高速度 響應(yīng)時間＜20ms

● 內(nèi)置C3濾波器，防干擾能力更強(qiáng)

4.2 控制實(shí)現(xiàn)

變頻器需要一拖二控制兩臺132KW的異步電動機(jī)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(jī)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(yùn)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(dá)到對驅(qū)動電機(jī)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(diǎn)動信號、S5接反轉(zhuǎn)點(diǎn)動信號、S6接故障復(fù)位信號、R01繼電器輸出接故障報(bào)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(jī)參數(shù)輸入變頻器（功率是兩臺電機(jī)的總和，電流是兩臺電機(jī)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(hù)和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。

在調(diào)試過程中，由于正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時間過短，電機(jī)剩磁電壓比較大，導(dǎo)致變頻器過流報(bào)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(jī)的限流點(diǎn)和P11.06變頻器的限流點(diǎn)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(jī)替代傳統(tǒng)的摩擦鍛壓機(jī)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(jī)上的成功應(yīng)用，在鍛壓機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用將會有廣闊的空間。