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案例頻道 一．引言
在很多金屬器件的加工過程中，鍛壓是必須經過的處理階段。工件在加工過程中往往要求鍛壓設備能夠連續精確的擊打，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用。
二． 原系統的組成
圖1 原系統的組成
1．原系統的工作方式
原系統中，傳動輪在異步電機的牽引下單向旋轉。當左飛輪接觸摩擦盤時，鍛錘通過升降螺桿被舉起。當右飛輪接觸摩擦盤時，鍛錘加速下降擊打工件。
2. 原系統的缺陷
A．原系統通過摩擦起降鍛錘，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．原系統中的異步電機始終運行在工頻下，有1/3的時間處于空轉狀態，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的改進
針對原有系統的缺點，我們提出了用同步電機和匯川同步機變頻器的改進方案。改進后的系統圖如下。
圖2 改進的系統簡圖
圖3電氣柜布置
圖4 機械部分構造
改進后的系統由觸摸屏通過通訊設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，系統配備了能量回饋單元，將同步機處于發電狀態的能量回饋電網。
改進后的系統具有以下優點
A． 同步電機直接牽引傳動輪，解決了原系統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成一個獨立的閉環速度控制，具有很高的速度控制精度，通過觸摸屏設定，可以方便準確地調節鍛錘的打擊力。
C． 同步電機低頻力矩大，加快了整個系統的工作速度，使用同步機的鍛壓機床擊打速度可以達到每分鐘22次，工作效率比原系統提高了50%。
D．節能效果好，能量回饋單元的使用，大大節約了能耗，相比原系統能耗降低25%。
四．系統配置
|
項目 |
數量 |
|
匯川MD030同步機變頻器 |
1 |
|
UVW旋轉編碼器 |
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
同步機在鍛壓機床中的應用相比原系統提升了50%工作效率，降低了25%能耗。改進后的系統操作簡潔，同時機械連接環節減少，降低了維護成本。所以，同步機在鍛壓機械行業中的應用將會有廣闊的空間。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號