直线电动机驱动冲压机的研究与应用(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:9

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（4）可选择冲压频率（20～300次/min）。
（5）具有各种电、热、机方面的故障检测及保护功能。

具有以上功能的控制系统，特别要注意解决两个问题，这就是确定最佳触发时刻和电机的最佳导通时间。对以上两上问题主要是通过计算机仿真和检测后采用单片机控制线路来解决的。该控制线路原理框图如图3所示。图4为具体线路。

图3 冲力控制框图

图4 冲力控制线路图

四、测试与结果

我们设计和研制了5、10、31.5和50kN四个规格的样机，其测试数据与设计值基本相符。冲力误差在1%～5%之间。我们对直线电机冲压机的冲裁力以及冲压机机身、直线电机初、次级的温升作了试验和检测，测试系统见图5，

我们还测试了运行的脉冲功率和总的耗电情况，测试运行时间一般在4h以上。用户运行连续8h以上。在对电磁冲压机的力、温度和能耗的测试当中，如何准确地测定其冲裁力是本文研究的任务之一。由于电磁冲压机的冲压力是一种瞬态力，其冲压速度快，瞬态过程短（ms级），因此，本文采用了数字信号处理技术并通过计算机辅助测试系统，从而准确地测出力的数据，以下就力的测试系统作一介绍。

1、力的测试系统原理与方法

电磁冲压机的瞬态测试系统主要由三部分组成，即压力传感器、放大单元和记录检测单元，其测试系统原理如图5所示。

测试前，先对压力传感器进行静态和动态标定，以10kN电磁冲压机为例，传感器的静、动态标定系数KF分别为0.07258V/kN和0.07351V/kN，相对误差为1.3%，因此，可以认为，压力传感器具有相同的静动态输出特性。测试时，将传感器固定在直线电机驱动冲压机的底座上，进行冲压，当传感器受到压力机的瞬态作用后，立即产生一微弱的脉冲信号，该信号经过放大、转换、检测处理后，变成所需的瞬态力波形，该波形通过显示器能直接显示出该瞬态力的大小。

作为辅助数据，在冲压机杆顶端安装了一只加速度传感器，利用瞬态力信号与加速度信号的对应关系，便可以很方便地将噪声信号与瞬态力信号区分开来。

2、测试结果

温度的测试，我们用热电偶分别将其放在线圈、铁心、机身、轴等处的7个点上，然后用温度测试仪进行检测（见图5）。我们共测取了7个点的温度，当时室温为30℃，表中所记电机线圈、次级温度为1h后的稳定温度。电能的测量是采用电表进行的。表1为10kN电磁压力机与机械式压力机的一些测试数据的对比。

另外，从目前小批量生产来看，电磁冲压机的制造成本也比机械冲压机低。

五、结论

通过以上讨论，并根据测试结果以及小批量的生产表明，直线电机驱动的冲压机的设计是可行的，控制系统是稳定的。本文认为用直线电机驱动的电磁冲压机和小吨位机械式冲压机相比，它具有文中提到的许多优点，在一些合适的场合，它将会比机械式压力机更受人们欢迎。 (

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