作者：田江濤、邱同昌、孔永生、郭小紅、王程

 經(jīng)過十多年的發(fā)展，電動(dòng)螺旋壓力機(jī)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的摩擦壓力機(jī)，成為我國鍛造成型和耐火材料成型行業(yè)的主力設(shè)備，以其能量可控、節(jié)能、自動(dòng)化程度高、成型精度高、操控性好等特點(diǎn)廣受用戶青睞。

 目前，電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要采用開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)和伺服電機(jī)。其工作過程是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋壓力機(jī)的飛輪和螺桿頻繁正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺桿和螺母之間形成運(yùn)動(dòng)副，螺桿驅(qū)動(dòng)螺母和滑塊上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊力，使制件成型。

在電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的工作過程中，其滑塊的速度-時(shí)間關(guān)系圖如下圖一，從O點(diǎn)到A點(diǎn)，滑塊是加速下降過程，飛輪儲(chǔ)能；從A點(diǎn)到B點(diǎn)，滑塊壓制工件，飛輪釋放能量，速度降為0.從B點(diǎn)到C點(diǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)將滑塊提起；從C點(diǎn)到D點(diǎn)，電機(jī)參與制動(dòng)，使滑塊停止在指定高度，一個(gè)循環(huán)結(jié)束。

              圖一、電動(dòng)螺旋壓力機(jī)速度-時(shí)間關(guān)系圖

 在電機(jī)參與制動(dòng)的過程中，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。制動(dòng)能量將會(huì)返回到驅(qū)動(dòng)器的直流母線上，所以直流母線電壓會(huì)上升，這部分能量要釋放掉。這部分能量的釋放一般是通過制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換成熱能釋放掉， 電能白白浪費(fèi)掉，同時(shí)帶來環(huán)境溫度提高。  

 在直流母線上增加儲(chǔ)能電容，可以存儲(chǔ)制動(dòng)時(shí)消耗的能量，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)加速時(shí)儲(chǔ)存的電容又可以釋放出去，提供電機(jī)急加速時(shí)所需要的能量。儲(chǔ)能的多少取決于開始制動(dòng)時(shí)電機(jī)的動(dòng)能以及直流母線上電容的容量，但是增加的儲(chǔ)能電容并不能完全替代制動(dòng)電阻的作用。如果制動(dòng)動(dòng)能大于直流母線上的電容量，同時(shí)直流母線上沒有其他驅(qū)動(dòng)器容納該能量，那么驅(qū)動(dòng)器將會(huì)通過制動(dòng)電阻來消耗該能量。

節(jié)約能效的方法是將直流母線上增加盡可能多的電容，因此，我們需要考慮如下幾點(diǎn)：

1、確保連接到供電電源上的直流母線的電容在較大可允許范圍。

2、制動(dòng)能量不能超過制動(dòng)電阻的較大功率。

3、控制器快速放電問題。

經(jīng)過研究，淄博桑德機(jī)械設(shè)備有限公司開發(fā)出了適合于螺旋壓力機(jī)的SDD系列能量回饋裝置（見圖2），經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試（見圖3）其能量回收率達(dá)到80%。

圖二、SDD能量回饋裝置

     圖三、能量回饋裝置測(cè)試結(jié)果

在鎂碳鋼包磚生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，我們選擇了兩臺(tái)SD20AS-630噸電動(dòng)螺旋壓力機(jī)（90千瓦異步伺服電機(jī)）做對(duì)比試驗(yàn)，生產(chǎn)相同磚型，一臺(tái)加裝了SDD系列能量回饋裝置，一臺(tái)采用原有的電阻箱制動(dòng)，其測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

在另一個(gè)客戶處，我們采用同一臺(tái)SD20A-630壓力機(jī)（90千瓦開關(guān)磁阻電機(jī)）做對(duì)比試驗(yàn)，成型相同磚型，測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

 通過以上數(shù)據(jù)可以看出，加裝了SDD能量回饋裝置的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，具有明顯的節(jié)能效果，是一項(xiàng)具有光明前景的節(jié)能產(chǎn)品，可以給開關(guān)磁阻電機(jī)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋壓力機(jī)配套，提高螺旋壓力機(jī)的節(jié)能效果，為客戶創(chuàng)造效益，該產(chǎn)品已經(jīng)獲得了國家專利授權(quán)。