關(guān)鍵詞：Goodrive300、直驅(qū)式鍛壓機床、一拖二電機、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(zhǔn)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(jìn)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?？刂啤＝o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；
| 電機個數(shù) | 額定功率 | 額定電壓 | 額定電流 | 額定頻率 | 額定轉(zhuǎn)矩 | 恒轉(zhuǎn)矩頻率 |
| 2臺 | 132kW | 380V | 261A | 50Hz | 1727N.M | 5～50Hz |
(2)輸出電壓穩(wěn)定，啟動電流?。?nbsp;
(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(dá)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：
| 功能瑪 | 功能說明 | 參數(shù)值 | 功能瑪 | 功能說明 | 參數(shù)值 |
| P0.00 | 速度控制模式 | 1 | P2.09 | 電機互感 | 3 |
| P0.01 | 運行通道選擇 | 1 | P2.10 | 電機空載電流 | 223.9 |
| P0.05 | 下限頻率 | 8 | P3.20 | 電動轉(zhuǎn)矩上限鍵盤設(shè)定 | 250 |
| P0.10 | 鍵盤給定頻率 | 15 | P3.21 | 制動轉(zhuǎn)矩上限鍵盤設(shè)定 | 250 |
| P0.11 | 加速時間 | 0.5S | P5.02 | S2端子 | 2 |
| P0.12 | 減速時間 | 2S | P5.03 | S3端子 | 16 |
| P1.00 | 啟動運行方式 | 4（注1） | P5.04 | S4端子 | 4 |
| P1.08 | 停機方式選擇 | 3（注2） | P5.05 | S5端子 | 5 |
| P5.06 | S6端子 | 7 | |||
| P2.00 | 電機類型選擇 | 0 | P5.16 | S2端子閉合延時時間 | 0.35 |
| P2.01 | 電機額定功率 | 250 | P6.03 | R01繼電器輸出 | 5 |
| P2.02 | 電機額定頻率 | 50 | P8.06 | 點動運行頻率 | 8 |
| P2.03 | 電機額定電壓 | 380 | P8.07 | 點動運行加速時間 | 1 |
| P2.04 | 電機額定電壓 | 380 | P8.08 | 點動運行減速時間 | 2 |
| P2.05 | 電機額定電流 | 500 | P8.37 | 能耗制動使能 | 1 |
| P2.06 | 電機定子電阻 | 0.006 | P10.04 | 多段速1設(shè)定值 | 20% |
| P2.07 | 電機轉(zhuǎn)子電阻 | 0.011 | P11.06 | 變頻器限流點 | 120% |
| P2.08 | 電機漏感 | 0.1 |
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(hù)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。
