本文關(guān)鍵詞：基于電容儲能的曲柄伺服壓力機(jī)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(jī)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(jī)械壓力機(jī)相比,伺服壓力機(jī)沒有飛輪與離合器,而是使用伺服電機(jī)對設(shè)備進(jìn)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(jī)的控制系統(tǒng),同時將電容儲能裝置與伺服系統(tǒng)進(jìn)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(jī)械壓力機(jī)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(jī)的動力學(xué)和運動學(xué)進(jìn)行了分析,分析發(fā)現(xiàn)曲柄式壓力機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)行吸收,并在適當(dāng)?shù)臅r刻進(jìn)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(jī)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(jìn)行程序的下位機(jī)開發(fā)。同時將S120控制系統(tǒng)與電容柜系統(tǒng)進(jìn)行整合,形成一套完整的伺服壓力機(jī)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(jī),本文對伺服壓力機(jī)中各階段的曲線進(jìn)行分析,對伺服壓力機(jī)中的能量流動等作出更進(jìn)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(jī)運行過程中能達(dá)到預(yù)期作用,提高設(shè)備的能量利用率。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG305;TP273

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