三晶变频器在高速冲床上的应用

1、三晶变频器在高速冲床上的应用三晶变频器在高速冲床上的应用主讲：贺增亮主讲：贺增亮目录：目录：1：冲床的概述：冲床的概述2：冲床的吨位及工作原理：冲床的吨位及工作原理3：S350在冲床上的应用在冲床上的应用4：国内冲床的主要产地：国内冲床的主要产地概述概述 锻压机械是工业基础装备的重要组成部分之一，冲压设备是锻压机锻压机械是工业基础装备的重要组成部分之一，冲压设备是锻压机械家族一大成员，在航空航天、汽车制造、交通运输及冶金化工等重械家族一大成员，在航空航天、汽车制造、交通运输及冶金化工等重要工业部门得到广泛应用。任何一个工业发达国家，其冲压设备的技要工业部门得到广泛应用。任何一个工业发达国家，其

2、冲压设备的技术水平和拥有量，都是其工业发达水平的重要标志。术水平和拥有量，都是其工业发达水平的重要标志。 改革开放以来，中国锻压机床行业经过多种方式（技术引进、合作改革开放以来，中国锻压机床行业经过多种方式（技术引进、合作生产、合资）的运作，有效地提高了我国冲压机床的设计开发能力和生产、合资）的运作，有效地提高了我国冲压机床的设计开发能力和制造水平。制造水平。 市场上应用在冲床行业的变频器一般都是日本产品，也有一部分是市场上应用在冲床行业的变频器一般都是日本产品，也有一部分是中国台湾的产品。中国台湾，日本，德国称为三大高速冲床生产基地。中国台湾的产品。中国台湾，日本，德国称为三大高速冲床生产基

3、地。冲床的定义及用冲床的定义及用途途 冲床就是一台冲压式压力机，故也称为压力机。通过各种模具的应用可以冲床就是一台冲压式压力机，故也称为压力机。通过各种模具的应用可以做出传统机械加工所无法达到的产品。做出传统机械加工所无法达到的产品。 冲压生产主要是针对板材的。通过模具，能对板材做出冲孔，成型，修整，冲压生产主要是针对板材的。通过模具，能对板材做出冲孔，成型，修整，精冲，整形及挤压件等等，广泛应用于电子、通讯、电脑、家用电器、精冲，整形及挤压件等等，广泛应用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具、五金零部件等冲压及成型。家具、交通工具、五金零部件等冲压及成型。 高速冲床是一种高效、高精度

4、及自动化程度高的冲压设备。一般用于生产高速冲床是一种高效、高精度及自动化程度高的冲压设备。一般用于生产数量比较大，产品精度要求比较高冲压件。高速冲床按冲次分为小高速和高数量比较大，产品精度要求比较高冲压件。高速冲床按冲次分为小高速和高速，冲次每分钟三百次左右的，业内称为小高速；大于五百次的称为高速；速，冲次每分钟三百次左右的，业内称为小高速；大于五百次的称为高速；大于一千次的称为超高速冲床。大于一千次的称为超高速冲床。冲床的特点冲床的特点1、高刚性、高精度机架，并经热处理、消除了机身的内应力以使设备长期稳定、高刚性、高精度机架，并经热处理、消除了机身的内应力以使设备长期稳定工作不变形。结构件负

5、荷均匀，钢性平衡。工作不变形。结构件负荷均匀，钢性平衡。 2、高精度：设备主要部件曲轴、齿轮、传动轴等部位均经硬化热处理后在研磨、高精度：设备主要部件曲轴、齿轮、传动轴等部位均经硬化热处理后在研磨加工都有很高的耐磨性，长期性能稳定，确保了高精度稳定的要求。加工都有很高的耐磨性，长期性能稳定，确保了高精度稳定的要求。3、操作性能可靠、安全：采用了区别于传统的刹车器，离合器、操作性能可靠、安全：采用了区别于传统的刹车器，离合器/刹车器的组合装刹车器的组合装置具有很高的灵敏度，确保了冲床滑块高速运动及停止的精确度与安全性。置具有很高的灵敏度，确保了冲床滑块高速运动及停止的精确度与安全性。4、生产自动

6、化、省力、效率高。冲床可搭配相应的自动送料装置，可完全实现、生产自动化、省力、效率高。冲床可搭配相应的自动送料装置，可完全实现自动化生产，成本低、效率高。自动化生产，成本低、效率高。5、滑块调整机构：滑快调整分为手动调整和电动调整，方便可靠、安全快捷，、滑块调整机构：滑快调整分为手动调整和电动调整，方便可靠、安全快捷，精度可达精度可达.mm。冲床的吨位冲床的吨位 目前，大部分冲床生产厂家生产目前，大部分冲床生产厂家生产15-600T的冲床，冲床吨位的选择主要按的冲床，冲床吨位的选择主要按冲裁力来计算。所谓冲裁力，是指在冲裁时材料对模具的最大抵抗力。计算公冲裁力来计算。所谓冲裁力，是指在冲裁时材

7、料对模具的最大抵抗力。计算公式为：式为： P=K x L x t x P平刃口冲裁力（平刃口冲裁力（N）；）； t材料厚度（材料厚度（mm）；）；L冲裁周长（冲裁周长（mm）；）； 材料抗剪强度（材料抗剪强度（MPa）；）；K安全系数，一般取安全系数，一般取K=1.3 ；吨位152535456080110160200260电机2.2/6 3.7/4 3.7/4 5.5/4 5.5/4 7.5/411/415/418/422/4冲床的工作原理冲床的工作原理 高速冲床设计原理是将圆周运动转换高速冲床设计原理是将圆周运动转换为直线运动为直线运动,由主电动机出力由主电动机出力,带动飞轮带动飞轮,高速冲

8、床经离合器带动齿轮、曲轴高速冲床经离合器带动齿轮、曲轴(或偏或偏心齿轮心齿轮)、连杆等运转、连杆等运转,来达成滑块的直线来达成滑块的直线运动运动,高速冲床从主电动机到连杆的运动高速冲床从主电动机到连杆的运动为圆周运动。高速冲床连杆和滑块之间为圆周运动。高速冲床连杆和滑块之间需有圆周运动和直线运动的转接点需有圆周运动和直线运动的转接点,其设其设计上大致有两种机构计上大致有两种机构,一种为球型一种为球型,一种为一种为销型销型(圆柱型圆柱型) ,经由这个机构将圆周运动经由这个机构将圆周运动转换成滑块的直线运动。转换成滑块的直线运动。三晶三晶S350冲床专用机的性能特点冲床专用机的性能特点(1)：输出

9、速度稳定；：输出速度稳定；在在1050HZ范围内，冲床离合器闭合瞬间，输出频率稳定范围内，冲床离合器闭合瞬间，输出频率稳定无丝毫波动。三晶无丝毫波动。三晶S350系列变频器采用的无速度传感器矢量控制算法，矢量控系列变频器采用的无速度传感器矢量控制算法，矢量控制的精确性和整机优异过载的能力，保证了冲床离合器加载瞬间完全没有频率制的精确性和整机优异过载的能力，保证了冲床离合器加载瞬间完全没有频率波动现象。波动现象。(矢量控制矢量控制)(2)：停止后快速启动的反应速度快；：停止后快速启动的反应速度快；在电机没有完全停止的任意时刻可以顺利在电机没有完全停止的任意时刻可以顺利的启动，自动跟追踪电机的转速

10、，保证了冲床的无故障操作。三晶的启动，自动跟追踪电机的转速，保证了冲床的无故障操作。三晶S350系列冲系列冲床变频器专为冲床设备设计了转速追踪的算法，保证瞬停瞬起无故障，无冲击。床变频器专为冲床设备设计了转速追踪的算法，保证瞬停瞬起无故障，无冲击。同时这种算法也适用于各种惯性大的现场应用。同时这种算法也适用于各种惯性大的现场应用。（转速追踪）（转速追踪）(3)：多种灵活的控制方式和控制优先级别设定；：多种灵活的控制方式和控制优先级别设定；在完全兼容已有控制模式的同在完全兼容已有控制模式的同时能满足各种新的控制需求。时能满足各种新的控制需求。（特定的优先级）（特定的优先级）矢量控制矢量控制 矢量

11、控制理论最初是西门子的一位博士研究出来的异步电机控制理论，目的矢量控制理论最初是西门子的一位博士研究出来的异步电机控制理论，目的在于实现绕组电流的励磁分量与转矩分量的解耦，像他励直流电机那样，一个在于实现绕组电流的励磁分量与转矩分量的解耦，像他励直流电机那样，一个负责励磁，一个在励磁一定的前提下负责力矩，做到所谓的类直流调速效果的负责励磁，一个在励磁一定的前提下负责力矩，做到所谓的类直流调速效果的控制方式来控制交流电机。控制方式来控制交流电机。 具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流励磁电流) 和产生转矩的电

12、流分量和产生转矩的电流分量 (转矩电流转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。现对交流电机的高性能调速。 众所周知，晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统具有优良的静动态调众所周知，晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统具有优良的静动态调速特性，其根本原

13、因在于作为控制对象的他励直流电动机的电磁转矩可以灵活速特性，其根本原因在于作为控制对象的他励直流电动机的电磁转矩可以灵活地进行控制，因为直流电动机电磁转矩中的两个控制量磁通和电枢电流在空间地进行控制，因为直流电动机电磁转矩中的两个控制量磁通和电枢电流在空间位置上相互正交、位置上相互正交、 和相互独立无耦合，可分别进行控制。和相互独立无耦合，可分别进行控制。转速追踪转速追踪 转速追踪用在高速冲床上，主转速追踪用在高速冲床上，主要是起保护作用。冲床飞轮在停要是起保护作用。冲床飞轮在停止后由于惯性的原因没有在短时止后由于惯性的原因没有在短时间内完全停下来，或者，变频器间内完全停下来，或者，变频器在驱

14、动电机高速运转时突然出现在驱动电机高速运转时突然出现电网跌落，因欠压而失去对电机电网跌落，因欠压而失去对电机的控制，从而出现电机在惯性下的控制，从而出现电机在惯性下的高速旋转，此时，变频器需要的高速旋转，此时，变频器需要先获取电机的转度，然后才可以先获取电机的转度，然后才可以正常的控制电机的运行，否则，正常的控制电机的运行，否则，变频器会出现过压、过流等故障变频器会出现过压、过流等故障报警，或者变频器因长期处于失报警，或者变频器因长期处于失速过流而损坏电机。速过流而损坏电机。特定的优先级特定的优先级冲床的主要产地冲床的主要产地 整个冲床工具行业企业发展迅猛，国内市场容量很大。尤其是近几年来，我整个冲床工具行业企业发展迅猛，国内市场容量很大。尤其是近几年来，我国汽车工业发展迅速，使冲床厂各行业市场更加旺盛。但是，高端技术水平的国汽车工业发展迅速，使冲床厂各行业市场更加旺盛。但是，高端技术水平的产品主要依靠进口，从工业发达国家如日本、德国、意大利等进口较多。产品主要依靠进口，从工业发达国家如日本、德