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案例頻道 一．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（如圖1）。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，本文將著重論述同步機變頻器在鍛壓機床的應(yīng)用。
二． 原系統(tǒng)的組成
圖1 原系統(tǒng)的組成
1．原系統(tǒng)的工作方式
原系統(tǒng)中，傳動輪在異步電機的牽引下單向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)左飛輪接觸摩擦盤時，鍛錘通過升降螺桿被舉起。當(dāng)右飛輪接觸摩擦盤時，鍛錘加速下降擊打工件。
2. 原系統(tǒng)的缺陷
A．原系統(tǒng)通過摩擦起降鍛錘，大部分的機械能通過摩擦被消耗，機械效率只有20%，機械效率低下。
B．原系統(tǒng)中的異步電機始終運行在工頻下，有1/3的時間處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，電能的利用率低下。
C．鍛錘的擊打力難以控制，擊打力精度低。
D．擊打速度慢，鍛錘的擊打速度只有每分鐘15次。
三． 采用匯川同步機變頻器對該系統(tǒng)的改進
針對原有系統(tǒng)的缺點，我們提出了用同步電機和匯川同步機變頻器的改進方案。改進后的系統(tǒng)圖如下。
圖2 改進的系統(tǒng)簡圖
圖3電氣柜布置
圖4 機械部分構(gòu)造
改進后的系統(tǒng)由觸摸屏通過通訊設(shè)定鍛錘的擊打力和鍛錘的擊打頻率。同步機在工作中頻繁正反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)配備了能量回饋單元，將同步機處于發(fā)電狀態(tài)的能量回饋電網(wǎng)。
改進后的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點
A． 同步電機直接牽引傳動輪，解決了原系統(tǒng)中摩擦傳動的能量消耗，提高了機械效率。
B． 變頻器和電機之間構(gòu)成一個獨立的閉環(huán)速度控制，具有很高的速度控制精度，通過觸摸屏設(shè)定，可以方便準確地調(diào)節(jié)鍛錘的打擊力。
C． 同步電機低頻力矩大，加快了整個系統(tǒng)的工作速度，使用同步機的鍛壓機床擊打速度可以達到每分鐘22次，工作效率比原系統(tǒng)提高了50%。
D．節(jié)能效果好，能量回饋單元的使用，大大節(jié)約了能耗，相比原系統(tǒng)能耗降低25%。
四．系統(tǒng)配置
|
項目 |
數(shù)量 |
|
匯川MD030同步機變頻器 |
1 |
|
UVW旋轉(zhuǎn)編碼器 |
1 |
|
同步機PG卡 |
1 |
|
能量回饋單元 |
1至2（視具體工況） |
|
匯川PLC |
1 |
|
觸摸屏 |
1 |
五.總結(jié)
同步機在鍛壓機床中的應(yīng)用相比原系統(tǒng)提升了50%工作效率，降低了25%能耗。改進后的系統(tǒng)操作簡潔，同時機械連接環(huán)節(jié)減少，降低了維護成本。所以，同步機在鍛壓機械行業(yè)中的應(yīng)用將會有廣闊的空間。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號