交流伺服曲柄壓力機的節(jié)能分析
1 曲柄壓力機的能耗分析與能量回收法
1.1 能耗分析
在壓力機工作的過程中，其所消耗的總能量用A來表示，其中 A 的組成部分為：A＝A1＋A2＋A3＋A4＋A5＋A6＋A7，其中 A1代表的是工件變形功；A2代表的是工作過程中受曲柄滑塊機構(gòu)摩擦產(chǎn)生的能量消耗；A3代表的是壓力機在空程上下運動時產(chǎn)生的能量消耗；A4代表的是單次行程的過程中，離合器接合的過程中產(chǎn)生的能量消耗；A5代表的是拉延墊工作功；A6代表的是工作過程中受壓力系統(tǒng)的作用，在彈性變形的過程中產(chǎn)生的能量消耗；A7代表的滑塊在飛輪空轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生的能量消耗。
工件變形功可以表示為材料成形的過程中產(chǎn)生的能量消耗，屬于有用功，而剩余的六種能量消耗均為無用功，對于任意一種能量消耗來說都能夠采用相應(yīng)的方式來達到節(jié)能效果。在普通的壓力機當(dāng)中，所產(chǎn)生無用功所消耗的能量占總量的比例較大，空形成所占的比例大約為10～35%之間，飛輪空轉(zhuǎn)占的比例在6～30%之間，離合器接合占的比重大約為20%。如若將伺服電機驅(qū)動引入其中，便能夠減少飛輪與離合器產(chǎn)生的能耗，其他能量也將在一定程度上減少，最終達到了節(jié)能效果。
1.2 能量回收的方式
交流伺服壓力機采用電磁制動實現(xiàn)減速，運動部件在減速后動能開始逐漸向電能轉(zhuǎn)變，如若這部分電能無法得到有效回收，便只能借助電阻的力量進行消耗，這樣不但會使效率顯著降低，還需要將電阻箱與冷卻系統(tǒng)加入其中。在能量回收方面主要可以采用三種方式來實現(xiàn)。
（1）反饋電網(wǎng)。此種方式雖然可以節(jié)約部分電能，但是需要將逆變系統(tǒng)加入其中，從而使成本得到顯著提升；
（2）多機直流互聯(lián)。如若在車間中同一時間段內(nèi)有多個伺服壓力機工作，則需要對直流層中的聯(lián)網(wǎng)進行驅(qū)動，這樣便能夠使峰值電流的沖擊減少，從而達到節(jié)能的效果。同時，還可以無需將電容器與逆變裝置加入其中，但事實上這種應(yīng)用受到外界條件的制約較為嚴重；
（3）電容儲存。在驅(qū)動電路當(dāng)中將大容量電容加入其中，在制動的過程中能夠形成大量的電能；在壓制的過程中電能由此釋放出來，為電機的運行提供動力。此種方式不但能夠節(jié)省大量電能，更重要的是能夠盡可能的減少工作過程中產(chǎn)生大量電流對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊。此種方式的缺陷在于這種大容量電容的價格較高，體積也較大，因此在應(yīng)用時對場地大小的要求較高[1]。
2 交流伺服驅(qū)動與壓力機優(yōu)勢分析
2.1 交流伺服驅(qū)動
該系統(tǒng)能夠使輸出量隨著輸入量的變化而做出動態(tài)改變，交流電機的控制精度十分準確、過載能力較強、矩頻性能較強。近年來，伺服電機驅(qū)動曲柄壓力機已經(jīng)在鍛壓機械方面的研究十分廣泛。隨著大功率交流伺服電機的不斷發(fā)展，加之控制技術(shù)不斷更新優(yōu)化，使其性價比逐漸提升，已經(jīng)開始逐漸替代普通電機在工程中所處位置，實現(xiàn)滑塊運動的動態(tài)轉(zhuǎn)變，并且獲得較為顯著的節(jié)能效果。
