基于电容储能的曲柄伺服压力机控制系统设计与实验研究

发布时间：2017-11-12 16:01

  本文关键词：基于电容储能的曲柄伺服压力机控制系统设计与实验研究

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【摘要】：随着金属板料成形的研究与应用不断深入,材料加工装备也向柔性化和智能化的方向不断发展。由于伺服压力机本身具有高度柔性化的速度调节能力,因此其在板料成形领域得到了越来越广泛的应用。与传统的机械压力机相比,伺服压力机没有飞轮与离合器,而是使用伺服电机对设备进行直接驱动。本文主要开发并设计了一整套曲柄伺服压力机的控制系统,同时将电容储能装置与伺服系统进行结合,采用电容储能系统以提高伺服系统的能量利用率。针对现在市场上机械压力机的各种传动形式,本文选取了曲柄式结构,并对曲柄式压力机的动力学和运动学进行了分析,分析发现曲柄式压力机结构与运动形式较为简单明了,同时在下死点附近有较大的力放大倍数,能较好的满足下死点附近加工的需求。针对以往伺服压力机中对于能量的回收一般采用回馈电网或通过制动电阻进行释放,本文提出采用电容柜辅助控制系统对其制动、减速时的能量进行吸收,并在适当的时刻进行释放,从而提高能量的利用率。最终完成了一套独立的电容柜储能释放控制系统。对于曲柄伺服压力机控制系统的开发,本文选择使用西门子Sinamic S120控制系统为硬件基础,在其基础上进行程序的下位机开发。同时将S120控制系统与电容柜系统进行整合,形成一套完整的伺服压力机控制系统。该控制系统现已成功用于自主研发的2000KN曲柄伺服压力机,本文对伺服压力机中各阶段的曲线进行分析,对伺服压力机中的能量流动等作出更进一步的分析。数据表明,电容柜辅助控制系统在曲柄伺服压力机运行过程中能达到预期作用,提高设备的能量利用率。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305;TP273

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本文编号：1176576