1前言

　　金屬板材成形設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子、通信及家用電器領(lǐng)域板殼零件的生產(chǎn)，品種和數(shù)量繁多，其中以機(jī)械式壓力機(jī)應(yīng)用最為普遍。隨著制造業(yè)朝著生產(chǎn)規(guī)模化、產(chǎn)品個(gè)性化的方向發(fā)展，產(chǎn)品型號(hào)變化加快，生產(chǎn)批量相對(duì)變小，多種型號(hào)共線生產(chǎn)、覆蓋件大型化，一體化的趨勢(shì)日益明顯，要求壓力機(jī)不僅能夠高速度、高精度、大負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且應(yīng)具有更大的柔性，能迅速、方便地改變輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律。傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)板料沖樂時(shí)由于工作模式固定、運(yùn)動(dòng)特性單一、工藝適用性差，無法滿足不同材料、不同沖壓工藝對(duì)壓力機(jī)滑塊工作曲線柔性可調(diào)的要求。特別是近年來，快速發(fā)展的粉末成形、難成形材料成形、復(fù)雜形狀零件成形、復(fù)合成形以及高精度成形對(duì)壓力機(jī)的工作性能提出了更嚴(yán)格的要求，迫切需要開發(fā)新一代柔性機(jī)械壓力。

　　自上世紀(jì)六、七十年代以來，電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，各種電機(jī)調(diào)速與伺服控制技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，

　　業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。但是，與金屬切削設(shè)備相比，壓力機(jī)械的伺服化、數(shù)字化的開發(fā)進(jìn)程落后了數(shù)十年。10年前，在美、日、歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家興起了交流伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)的研究與開發(fā)，這種伺服壓力機(jī)與上述傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高、滑塊運(yùn)動(dòng)柔性好、降噪節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為第三代壓力機(jī)。目前，這類壓力機(jī)已在日本進(jìn)人了普及期，隨著其在汽車零件，電子零件等高精度、難成形零件加工領(lǐng)域中的應(yīng)用和其優(yōu)良的節(jié)能性，已經(jīng)顯示出了其他壓力機(jī)所無法比擬的優(yōu)越性，己成為世界沖壓技術(shù)及裝備發(fā)展的主要潮流。

2 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)與伺服壓力機(jī)的發(fā)展

　　2.1 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)類型可分為直流cnc)伺服系統(tǒng)和交流(AC)伺服系統(tǒng)。上世紀(jì)50年代，無刷電機(jī)和直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)f產(chǎn)品化，并在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和機(jī)械設(shè)備上獲得了廣泛應(yīng)用，70年代更是直流伺服電機(jī)應(yīng)用最為廣泛的時(shí)代。但是，直流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)受電機(jī)本身缺陷的影響，其發(fā)展受到了限制，直流伺服電機(jī)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)，在運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱，影響了與其連接的其他機(jī)械設(shè)備的精度，難以應(yīng)用到高速及大容量的場(chǎng)合，機(jī)械換向器則成為直流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。交流伺服電機(jī)克服了直流伺服電機(jī)存在的電刷、換向器等機(jī)械部件所帶來的各種缺點(diǎn)，特別是交流伺服電機(jī)的過負(fù)荷特性和低慣性更體現(xiàn)出交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)越性。所以，交流伺服系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用從20世紀(jì)70年代后期到80年代初期，隨著微處理器技術(shù)、大功率高性能半導(dǎo)體功率器件技術(shù)和電機(jī)永磁材料制造工藝的發(fā)展及其性能價(jià)格比的日益提高，交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。交流伺月陡驅(qū)動(dòng)技術(shù)已成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。

　　交流伺服系統(tǒng)按其所采用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型 來分主要有兩大類:永磁同步(SM型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步(IM型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)。其中，永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，具有優(yōu)良的低速性能，并可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)調(diào)速的范圍，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。隨著永磁材料性能的大幅度提高和價(jià)格的降低，其在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流。

　　感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)由于感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易、價(jià)格低廉，因而具有‘很好的發(fā)展前景，代表了伺服技術(shù)電機(jī)的發(fā)展方向。但由于該系統(tǒng)采用矢量變換控制，相對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)來說控制比較復(fù)雜，而且電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)還存在著效率低，發(fā)熱嚴(yán)重等有待克服的技術(shù)問題，目前并未得到普遍應(yīng)用。
 
　　交流伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件一般為電動(dòng)機(jī)，功率變換器件通常采用智能功率模塊IPM為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，司一采用位置和速度閉環(huán)控制。三相交流電流的跟隨控制能有效地提高逆變器的電流響應(yīng)速度，并能限制暫態(tài)電流，從而有利于IPM的安全工作。速度環(huán)和位置環(huán)可使用單片機(jī)控制，以使控制策略獲得更高的控制性能。電流調(diào)節(jié)器若為比例形式，則三個(gè)交流電流環(huán)采用足夠大的比例調(diào)節(jié)器來進(jìn)行控制，其比例系數(shù)應(yīng)該在保證系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的前提下盡量大些，使被控異步電動(dòng)機(jī)三相交流電流的幅值、相位和頻率緊隨給定值快速變化，從而實(shí)現(xiàn)電壓型逆變器的快速電流控制。電流比例調(diào)節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電流跟隨性能好以及限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流快速可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。從伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品當(dāng)前的應(yīng)用來看，直流伺服產(chǎn)品正逐漸減少，交流伺服產(chǎn)品則日漸增加，市場(chǎng)占有率逐步擴(kuò)大。在實(shí)際應(yīng)用中，精度更高、速度更快、使用更方便的伺服產(chǎn)品已經(jīng)成為主流產(chǎn)品。

2.2 伺服壓力機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

　　隨著伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，上世紀(jì)90年代世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家興起了伺服壓力機(jī)的研究。美國(guó)的WIEDEMANN和W.A.WHITNEY公司、西德的TRUMPF和NIXOORF DARADORN公司、日本的AIDA和NISSHINBO公司以及瑞士的RASKIN公司等都對(duì)交流伺服壓力機(jī)進(jìn)行了研究。Tokuz建立了交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)模型;R.F.Fung和K.W.Chen通過對(duì)壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，研究了交流伺服電機(jī)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模型汀an和Chen提出一種由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的變轉(zhuǎn)速曲柄滑塊沖床，對(duì)十不同的沖壓加工，沖床可提供不同的輸人轉(zhuǎn)速;日本會(huì)田(AIDA)和小松(KO-MATSU)公司先后推出的新型數(shù)控壓力機(jī)，在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上采用伺服電機(jī)經(jīng)一級(jí)齒輪傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作。這些交流伺服壓力機(jī)類型有:機(jī)械連桿伺服壓力機(jī)、曲柄多連桿伺服壓力機(jī)、直動(dòng)式伺服壓力機(jī)、液壓式精密伺服壓力機(jī)和液壓式伺服壓力機(jī)等等，壓力機(jī)規(guī)格從40kN到25000kN。其中，世界上最大的交流伺服壓力機(jī)為日本網(wǎng)野公司((AMINO)研制的 25000kN機(jī)械連桿伺服壓力機(jī)。在2005年3月獲得了日本17屆中小企業(yè)優(yōu)秀新技術(shù)獎(jiǎng)、新制品獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)、技術(shù)經(jīng)營(yíng)特別獎(jiǎng)等大獎(jiǎng).

　　目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于伺服壓力機(jī)的研究也日趨廣泛和深人二)一東工業(yè)大學(xué)孫友松教授等對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行了深人的研究。采用超大容量的電容構(gòu)成的“電子飛輪”來替代傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)的飛輪。天津大學(xué)孟彩芳教授也研究了交流伺服混合輸人式機(jī)械壓力機(jī)}s}

　　在第十四屆全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)上，香港中文大學(xué)博士生何凱提出了一項(xiàng)新發(fā)明:一種可控機(jī)械式金屬壓力機(jī)。機(jī)床山一個(gè)恒速電機(jī)與一個(gè)伺服電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，具有可控、節(jié)能、高效及精密等特點(diǎn)。杜如虛、金振林、郭為忠等對(duì)一種新型二自山度機(jī)械式可控壓力機(jī)申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利，機(jī)構(gòu)由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪和曲柄連桿傳動(dòng)，由交流伺服電機(jī)控制，但慣性力平衡問題未得到解決。

　　臺(tái)灣地區(qū)的鍛壓機(jī)床行業(yè)雖然起步于上世紀(jì)50年代，但由于島內(nèi)五金、電子行業(yè)發(fā)展需求，鍛壓機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅速，以價(jià)廉物美在國(guó)際市場(chǎng)上贏得了良好聲譽(yù)，每年有80%的鍛壓設(shè)備出口。金豐、協(xié)易(SEYI)兩公司先后躋身世界鍛壓企業(yè)前十名。其中協(xié)易(SEYI)公司已成為亞洲第一大沖壓機(jī)床供應(yīng)商，市場(chǎng)占有率超過30%。但臺(tái)灣壓力機(jī)企業(yè)在伺服機(jī)械壓力機(jī)研究生產(chǎn)上未見報(bào)道。

由于國(guó)外技術(shù)封鎖的原因，國(guó)外產(chǎn)品資料中對(duì)這種交流伺服壓力機(jī)機(jī)構(gòu)特性及控制力‘式的介紹很少，特別是不轉(zhuǎn)讓大功率交流伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)，加之其大功率的交流伺服電動(dòng)機(jī)或者不銷售、或者價(jià)格高得驚人。因此，國(guó)內(nèi)在短時(shí)間內(nèi)還無法推廣使用交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

3 開關(guān)磁阻伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及其在壓力機(jī)中的應(yīng)用

　　開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched  Reluctance  MotorDrive，簡(jiǎn)稱SRD)是上世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的一種新型調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，調(diào)速性能優(yōu)良，在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)具有較高效率，可以在較小的電流下實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和頻繁正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高精度、快響應(yīng)、高效率和高輸出的性能指標(biāo)。其轉(zhuǎn)矩電流明顯高于大多數(shù)電機(jī).它不用永磁材料，優(yōu)勢(shì)明顯，已成為直流電機(jī)調(diào)速、無刷直流電機(jī)調(diào)速和交流電機(jī)調(diào)速等系統(tǒng)強(qiáng)有力的竟?fàn)幷撸鸶鲊?guó)學(xué)者和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。經(jīng)過20多年的研究與發(fā)展，目前SRD已開始應(yīng)用于制造業(yè)、航令和家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，處于全面商品階段

　　3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理

　　開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行原理遵循“磁阻最小原理”，即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合，而具有一定形狀的鐵心在移動(dòng)到最小磁阻位置時(shí)，必使自己的主軸線和磁場(chǎng)的軸線重合。

　電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子呈雙凸極形式，極數(shù)互不相等，轉(zhuǎn)子由硅鋼片沖片疊壓而成，無繞組，定子凸極上嵌有集中繞組，定子繞組可根據(jù)需要采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合的形式在相應(yīng)的極上得到徑向磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子上裝有位置傳感器來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，使定子繞組按一定的順序通斷，保持電機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。電機(jī)磁阻隨著轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極的中心線對(duì)準(zhǔn)或錯(cuò)開而變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極在定子磁極中心線位置時(shí)，相繞組電感最大，當(dāng)轉(zhuǎn)子極間中心線對(duì)準(zhǔn)定子磁極中心線時(shí)，相繞組電感最小。

　　以圖中四相8/6極定、轉(zhuǎn)子的相劉位置作為起始位置，即A相定、轉(zhuǎn)子極正好相對(duì)，切向磁拉力消失，轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)。此時(shí)斷開A相開關(guān)SLS2,合上B相開關(guān)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)迅速建立起以Bb為軸線的徑向磁場(chǎng)，磁通通過定子扼、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子扼等處閉合。通過氣隙的磁力線是彎曲的，此時(shí)磁路的磁導(dǎo)小于定、轉(zhuǎn)子磁極軸線重合時(shí)的磁導(dǎo)，轉(zhuǎn)子將受到氣隙中彎曲磁力線的切向磁拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的作用，使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針力一向轉(zhuǎn)動(dòng)150，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子極軸線重合時(shí)，轉(zhuǎn)子己達(dá)到新的平衡位置。依此類推，定子繞組A-B-C-D相輪流通電一次，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)轉(zhuǎn)子極距。因此，連續(xù)不斷地按A-B-C-D的順序分別給定子各相繞組通電，電動(dòng)機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)軸線沿A-B-C-D的方向不斷移動(dòng)，轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向不斷旋轉(zhuǎn)。如按D-C-B-A的順序給定子各相繞組輪流通電，則磁場(chǎng)沿著D-C-B-A的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子則沿著與之相反的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

3.2 開關(guān)磁阻調(diào)速的特點(diǎn)及其與其他幾種調(diào)速系統(tǒng)的比較

　　3.2.1調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　歸納起來，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)具有以下幾方面特點(diǎn)陰:①電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)、價(jià)格低，可用干超速運(yùn)行及適應(yīng)惡劣的環(huán)境;②轉(zhuǎn)矩力一向與繞組內(nèi)電流方向無關(guān)，功率變換電路可得以簡(jiǎn)化且不會(huì)出現(xiàn)直通故障，可靠性大為提高;③啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小，在額定電流之下即可使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩大2-3倍，特別適合于頻繁啟停、頻繁正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)所;④調(diào)速范圍寬、調(diào)速性能好，易于實(shí)現(xiàn)各種特殊要求的轉(zhuǎn)矩一速度特性;(5)效率高，特別是在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)及負(fù)載大幅度變化時(shí)，依然保持高效率;⑥能實(shí)現(xiàn)四相限運(yùn)行，具有較強(qiáng)的再生制動(dòng)能力;⑦轉(zhuǎn)子上既無繞組又無永磁體，能承受高溫，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。

　　3.2.2與直流調(diào)速系統(tǒng)的比較

　　20世紀(jì)70年代直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)具備了調(diào)速性能好、調(diào)速控制電路簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)勢(shì)，并且占據(jù)了調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。然而隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流調(diào)速系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)也就逐漸成為發(fā)展提高的障礙。主要問題在于直流電動(dòng)機(jī)所固有的電刷、換向器結(jié)構(gòu)上，電刷與換向器的接觸不良問題，特別容易產(chǎn)生電火花，電刷的磨損需經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng);直流電動(dòng)機(jī)的體積笨重，價(jià)格昂貴也都制約了它在高速、大容量、高精度系統(tǒng)及多塵、潮濕、易燃易爆環(huán)境下的使用。SRD調(diào)速系統(tǒng)屬無刷無級(jí)、調(diào)速性能優(yōu)異的調(diào)速系統(tǒng)，可在惡劣環(huán)境卜免維護(hù)運(yùn)行。

　　3.2.3與交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的比較

　　20世紀(jì)80年代交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由丁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小與調(diào)速方便受到了人們的追捧。在現(xiàn)實(shí)使用中，人們對(duì)它們的表現(xiàn)依然感到不滿意。主要因?yàn)榻涣鞲袘?yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)效率和功率因素較高，而一旦低速運(yùn)行或負(fù)載變化時(shí)，其效率和功率因素將急劇下降，電機(jī)與變頻器發(fā)熱嚴(yán)重。當(dāng)外部環(huán)境溫度、濕度較高時(shí)，往往造成過熱保護(hù)動(dòng)作，只有等待溫度降下來之后，才能重新啟動(dòng)該機(jī)使其正常運(yùn)行另外，變頻器不可能根本解決感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大的毛病，變頻調(diào)速系統(tǒng)工作時(shí)還不可避免地存在電磁諧波對(duì)電路系統(tǒng)的+擾。開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由于在全調(diào)速范圍內(nèi)均具有高效率，不存在低速運(yùn)行及負(fù)載變化時(shí)電機(jī)、控制器嚴(yán)重發(fā)熱問題。SRD啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)更能適應(yīng)頻繁啟停、頻繁正反轉(zhuǎn)的壓力機(jī)械的需求。SRD的電磁諧波干擾也比變頻調(diào)速系統(tǒng)小得多

　　3.2.4與直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的比較

　　直流無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也是現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)的杰出代表之一。它的最大特點(diǎn)是用恒磁體做電機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組則山一組電子開關(guān)有選擇地通電。其轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理類似于直流電動(dòng)機(jī)，但省掉了電刷、換向器，實(shí)現(xiàn)了“無刷”。隨著國(guó)內(nèi)電力電子控制技術(shù)水平、恒磁材料加工水平的提高及電機(jī)制造手段、工_藝的進(jìn)步，直流無刷電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速，產(chǎn)品逐步得到r用戶的一認(rèn)可。但遺憾的是直流無刷電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子中的}h磁體會(huì)長(zhǎng)期處于交變磁場(chǎng)之中，磁性逐漸出現(xiàn)衰退是不可避免的。這樣，最終將會(huì)導(dǎo)致這種電機(jī)的有效出力和效率不斷下降。在這方面卻又恰恰是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，由于其轉(zhuǎn)子并沒有使用恒磁材料，因此，也就從根本上杜絕了上述現(xiàn)象。

　　3.3 開關(guān)磁阻電機(jī)在壓力機(jī)中的應(yīng)用

　　近年來，國(guó)內(nèi)一些高校和企業(yè)開始就開關(guān)磁阻電機(jī)在壓力機(jī)行業(yè)的應(yīng)用展開研究與推廣工作，利用開關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)取代現(xiàn)有的壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，針對(duì)不同的機(jī)型，對(duì)一設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出了一系列開關(guān)磁阻數(shù)控壓力機(jī)，主要包括螺旋壓力機(jī)、伺服壓力機(jī)、調(diào)速壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)等。開關(guān)磁阻數(shù)控壓力機(jī)已在國(guó)內(nèi)多家單位投人試適行，取得了如下喜人的研究成果:

　　(1)滑塊運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)貪化控制?；瑝K運(yùn)動(dòng)曲線可根據(jù)工藝要求進(jìn)行數(shù)字設(shè)置，可以設(shè)計(jì)特殊的工作特性曲線，進(jìn)行高難度、高精度加工，能夠?qū)崿F(xiàn)低速鍛沖急回的變速功能。

　　(2)生產(chǎn)率提高?？梢愿鶕?jù)工況和自動(dòng)化連線的需要，在較大范圍內(nèi)數(shù)字沒定滑塊行程次數(shù)，其寬范圍調(diào)速功能，可以提高生產(chǎn)率。

　　(3)設(shè)備柔性、通用性提高?，F(xiàn)有壓力機(jī)根據(jù)工藝不同而種類繁多，開關(guān)磁阻數(shù)控壓力機(jī)可依工藝調(diào)節(jié)，而滿足不同工藝的需求，使同一臺(tái)壓力機(jī)工作在不同工況，如同一臺(tái)螺旋壓力機(jī)可以工作在制坯、預(yù)鍛、終鍛等不同工藝狀態(tài)，也可實(shí)現(xiàn)多膛模鍛。

　　(4)制件精度高、模具壽命長(zhǎng)。因工作能量和速度可準(zhǔn)確數(shù)控，使制件精度和模具壽命顯著提高

　　(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。摩擦壓力機(jī)可去掉雙摩擦盤，離合器式螺旋壓力機(jī)可去掉離合器及其提升機(jī)構(gòu)，伺服壓力機(jī)沒有了大皮帶輪、離合器等。

　　(6)節(jié)能。壓力機(jī)多在額定狀態(tài)點(diǎn)以下工作，開關(guān)磁阻電機(jī)比其他電機(jī)耗能低，在低速運(yùn)行時(shí)，節(jié)能更加明顯。31 SOkN開關(guān)磁阻數(shù)控調(diào)速壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)30kW，一般沖片每小時(shí)耗電S度左右。數(shù)控螺旋壓力機(jī)、數(shù)控伺服壓力機(jī)沒有離合器結(jié)合能耗，滑塊停止后，電機(jī)停轉(zhuǎn)，也沒有了電機(jī)、皮帶輪空轉(zhuǎn)，能耗顯著降低。目前應(yīng)用中的開關(guān)磁阻數(shù)控螺旋壓力機(jī)比摩擦螺旋壓力機(jī)節(jié)能50%以上。

　　(7)工作可靠性高。與其他電機(jī)系統(tǒng)相比，開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子即無繞組也無永磁體，機(jī)械強(qiáng)度高。電機(jī)在三相輸入電源缺相或者欠功率運(yùn)行或者悶車的情況下，不會(huì)燒毀電機(jī)和控制器。功率器件不會(huì)發(fā)生因控制錯(cuò)誤導(dǎo)致短路而燒毀的現(xiàn)象，并且溫升低。

4 結(jié)論

　　伺服壓力機(jī)可大大提高設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平，改善壓力機(jī)的工作特險(xiǎn)，是新一代成形設(shè)備的發(fā)展方向。目前，國(guó)內(nèi)受高容量、大扭矩、低轉(zhuǎn)速交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的制約，限制了該技術(shù)在壓力機(jī).上的推廣應(yīng)用。鑒于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的明顯優(yōu)點(diǎn)一將汗關(guān)磁阻電機(jī)應(yīng)用于機(jī)械壓力機(jī)領(lǐng)域，研制開發(fā)開關(guān)磁阻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)伺服壓力機(jī)，對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)壓力機(jī)行業(yè)技術(shù)水平的提升是極其必要的。