基于電容儲能的曲柄伺服壓力機控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究
本文關(guān)鍵詞:基于電容儲能的曲柄伺服壓力機控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究
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【摘要】:隨著金屬板料成形的研究與應(yīng)用不斷深入,材料加工裝備也向柔性化和智能化的方向不斷發(fā)展。由于伺服壓力機本身具有高度柔性化的速度調(diào)節(jié)能力,因此其在板料成形領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的機械壓力機相比,伺服壓力機沒有飛輪與離合器,而是使用伺服電機對設(shè)備進行直接驅(qū)動。本文主要開發(fā)并設(shè)計了一整套曲柄伺服壓力機的控制系統(tǒng),同時將電容儲能裝置與伺服系統(tǒng)進行結(jié)合,采用電容儲能系統(tǒng)以提高伺服系統(tǒng)的能量利用率。針對現(xiàn)在市場上機械壓力機的各種傳動形式,本文選取了曲柄式結(jié)構(gòu),并對曲柄式壓力機的動力學和運動學進行了分析,分析發(fā)現(xiàn)曲柄式壓力機結(jié)構(gòu)與運動形式較為簡單明了,同時在下死點附近有較大的力放大倍數(shù),能較好的滿足下死點附近加工的需求。針對以往伺服壓力機中對于能量的回收一般采用回饋電網(wǎng)或通過制動電阻進行釋放,本文提出采用電容柜輔助控制系統(tǒng)對其制動、減速時的能量進行吸收,并在適當?shù)臅r刻進行釋放,從而提高能量的利用率。最終完成了一套獨立的電容柜儲能釋放控制系統(tǒng)。對于曲柄伺服壓力機控制系統(tǒng)的開發(fā),本文選擇使用西門子Sinamic S120控制系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ),在其基礎(chǔ)上進行程序的下位機開發(fā)。同時將S120控制系統(tǒng)與電容柜系統(tǒng)進行整合,形成一套完整的伺服壓力機控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)現(xiàn)已成功用于自主研發(fā)的2000KN曲柄伺服壓力機,本文對伺服壓力機中各階段的曲線進行分析,對伺服壓力機中的能量流動等作出更進一步的分析。數(shù)據(jù)表明,電容柜輔助控制系統(tǒng)在曲柄伺服壓力機運行過程中能達到預期作用,提高設(shè)備的能量利用率。
【學位授予單位】:華中科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TG305;TP273
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,本文編號:1176576
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