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永磁交流同步电机驱动的电动螺旋压力机研究

永磁交流同步电机驱动的电动螺旋压力机研究

转矩的快速响应和稳定输出是电动螺旋压力机稳定运行的关键。电动螺旋压力机采用电机直接驱动飞轮,结构简单,做功效率高,故障率低,易于维护;打击能量可精确控制,模具寿命长、成形精度高、制件公差小,特别适合于精密锻造;因此,在国外得到广泛应用,最大冷击力可达320MN,是目前除航空用模锻液压机外吨位最大的模锻设备。

电动螺旋压力机的电机总处于带有大惯量负载和频繁正反转启动状态的非稳态过程中,若采用直接启动方案,则启动电流大,对电网有很大的干扰且电机温升问题严重;同时,飞轮加速度大小与电机输出转矩成正比关系,要提高生产效率,就要求电机在启动阶段的转矩响应快。华中科技大学是国内最早研究电动螺旋压力机的单位之一,20世纪80年代初研制成功了JD58  100型电动螺旋压力机,但当时受电力电子技术的限制,电机采用直接起停的控制方案,启动电流高,对电网干扰大,电机发热严重,无法得到更好的发展。

近年来,电力电子技术和交流调速理论的发展为克服电动螺旋压力机的关键控制技术难题提供了解决方案,交流伺服驱动技术进入了工业应用阶段,表现出极大的优越性,在成形装备的应用领域也越来越广泛。永磁交流同步电机不存在励磁电流,电流与转矩成正比,能够精确控制电机的转矩,并且电流不会超调,温升和过载转矩方面存在优势。基于矢量控制技术的交流伺服系统可以获得象直流电机一样良好的动态特性,转矩响应快、控制精度高。