四方 560系列变频器在压力机上的应用

    压力机具有用途广泛，生产效率高等特点，可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。本文主要介绍了四方V560系列变频器在山东淄博某工厂压力机上的应用，V560系列变频器卓越的矢量控制性能能满足压力机快速加减速、快速正反转切换工艺要求。

一、工艺介绍和要求: 

        压力机由电机经过传动机构带动工作机构，对工件施加工艺力，分为螺旋压力机、曲柄压力机和液压机三大类。

        本文介绍的压力机是螺旋压力机。螺旋压力机是用螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。启动时，滑块从起始位置快速加速到指定速度，快接近工件时，飞轮失去控制，自由减速，存贮在旋转飞轮的动能转化为冲击能，打击工件后，要求飞轮快速反转（0.1S左右）离开工件，返回到某一位置后准备下一次打击。    

二、压力机工作原理

        数控电动螺旋压力机运行时，电机带动滑块运动，大齿轮有足够的惯量，起着飞轮储能的作用。输入启动信号后，电机由静止状态经小齿轮、大齿轮带动滑块加速下行，电机达到预先设置的打击能量所要求的转速时，利用大齿轮储存的动能作功，使制件成形。大齿轮释放能量后电机立即带动大齿轮反转，返回一定转角后，电机进入制动状态，由电动机转为发电机，使大齿轮带动滑块回到预先设置的位置。

 图1  工作原理图

三、系统控制方案

1、系统配置

        主电机：三相八极异步电动机，额定功率18.5KW，转速范围50-750r/min；

        驱动器：四方V560-4T0220； 

        其他：台达PLC，威伦触摸屏，接近开关，其他线材辅材若干。

2、电气原理图（如图2）

图2   电气原理图

3、变频器调试参数（参考值）：

4、方案介绍：

        本方案的关键在于变频器的性能与参数设置，螺旋压力机对变频器具有以下的几个核心要求：

        （1） 快速加减速；

        （2） 快速正反转，正反转切换时无死区；

        （3） 抗大惯量负载冲击能力强。

        针对螺旋压力机的工艺特点，我们选择配置四方V560系列变频器，V560系列是一款高性能矢量变频器，其有如下特点：

     过载能力强，150%额定电流可持续60S；180%额定电流可持续2S；

     调速范围宽，稳速精度高；

     动态响应快，可以实现快速的加减速和正反转切换；

     优异的加减速特性；

     矢量模式下零速200%启动力矩。

     独有的过压过流调节器功能，可完美解决大惯量负载的冲击问题；

5、系统方案优点：

      （1）安全性高，可靠性强：与传统的继电器接触器控制相比，PLC与变频控制使系统的安全性大大增强；

      （2）控制性能优异：优异的矢量控制算法可以实现快速的转矩响应时间；

      （3）抗大惯量负载冲击能力强：非常适合螺旋压力机工艺要求；

      （4）工作效率高：通过快速加减速，大大的缩短工作周期时间；

      （5）操作简单方便：V560系列变频器可选多种通讯方式，可方便的与触摸屏/PLC组成全自动控制系统，只用脚踏开关启动，自动完成整个打击过程。

四、小结

        螺杆压力机要求主电机在低转速时大转矩输出，否则在提升时出现扭力不足的现象；并且需要有快速加减速能力，实现在较短的行程内产生强大的冲击力。本方案选用四方V560系列高性能矢量型变频器，具有闭环矢量、开环矢量、转矩控制、V/F等多种控制算法，优异的驱动特性，保证主电机能快速加减速和快速正反切换，完全满足螺旋压力机的工艺要求特性。目前已有数十套设备成功应用在山东淄博某加工厂，得到了客户的好评。