ABPowerFlex755变频器在大型压力机中的应用

ABPowerFlex755变频器在大型压力机中的应用

陆伟，王瑞国，丁航冰

上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007

【摘要】文章介绍了ABPowerFlex755变频器在大型压力机中的应用，分析了变频器在压力机应用场合的特性，提出了变频器的调试和运行注意事项。

【关键词】AB755；变频器；压力机

引言

当前汽车工业快速发展，冲压作为汽车制造的四大工艺之首其重要性不言而喻，而冲压的主要设备为压力机。随着汽车向生产模块化、产品个性化的方向发展，生产批量相对变小，产品型号变化加快，多种型号共线生产、覆盖件大型化和一体化的趋势日益明显，需要压力机不仅能够高速度、高精度、大负载运转，而且需具有更大的柔性，能方便、迅速地改变输出运动规律，这就要求压力机的主驱动速度可调节。本文以上汽通用五菱汽车股份有限公司冲压车间的2250吨机械压力机为应用背景，对ABPowerFlex755变频器在压力机上的应用进行阐述。

1.变频器

ABPowerFlex755变频器包含多个控制器、硬件和安全选件。主要四大核心部件为：控制盒、整流单元、逆变单元、AFE能量回馈单元。内置的EtherNet/IP网络卡可提供实时作业数据，并可整合于Logix控制系统中。其使用简单、应用灵活且性能卓越，具备多种电机控制选项，用于定位、速度或扭矩控制的场合。本文描述的压力机主驱动变频器为速度控制，主驱动电机为西门子三相交流电机，电机带编码器反馈，控制盒配单通道增量式编码器扩展模块。

2.变频器调试前准备工作

2.1送电前的检查

确认变频器总开关和AFE开关处在关断状态。按照设计图纸检查确认各输入输出线正确连接，各接线牢固可靠。根据现场电源类型变频器使用不直接接地电源的跳线配置。

2.2变频器上电后的检查

首先合上变频器总开关，待初始化完成后观察变频器HIM界面显示信息及各指示灯状态，确认正常后再合上AFE开关，观察AFEHIM界面显示信息，各项启动信息正常后参照使用指导书用万用表测量进线侧和直流侧测试点的电压。

3.变频器的调试

变频器系统调试的步骤应遵循“先空载、继轻载、后重载、最后调参数”的程序进行。把主电机与飞轮的连接脱开，在计算机上启动BOOTP/DHCP软件，配置变频器IP地址，使计算机与变频器在同一个网段上，打开变频器调试软件DriveExecutive，与变频器建立在线通信，按照启动向导根据设计配置相应的参数。DriveExecutive调试软件集成了变频器所有的功能调试，按照启动向导的步骤（如图一）输入对应参数，并确认主电机的输出动作符合设计要求。

图一

以下几点是本文变频器在调试时需关注的内容：

3.1过载能力选择

根据此压力机的使用场合过载能力选择标准负载。标准负载定额的情况，可在最高连续输出额定电流下使用，并允许在110%过载额定值下使用60秒（每10分钟），允许在150%的过载额定值下使用3秒（每分钟）。此配置可使变频器在过载工况下有相应的输出能力，并保护压力机的机械机构。

3.2电机控制模式

为了使压机输出快速响应，主电机控制模式选择磁通矢量控制模式。磁通矢量控制模式产生电流的磁通和转矩是独立控制的，速度由转矩基准值间接控制。变频器可使用速度基准值选择块指定的速度基准值，并将其与速度反馈相比较，速度调节器使用比例积分增益来调整电机的转矩基准值，转矩基准值会尝试使电机以指定速度运行。然后，转矩基准值会转换为产生电机电流分量的转矩，对速度命令和负载变化生成高带宽响应，从而对负载变化做出最快的响应。

3.3方向测试

压力机在使用过程中会根据实际使用情况需要进行正反转，在进行方向测试时必须确保主电机的正反转功能实现，并且方向正确。

3.4加速和减速时间

由于压力机飞轮旋转惯性大，在启停和调速过程中可能会导致变频器过载故障或硬件过流过压故障。为使得变频器不出现过载或过流过压状态，加减速时间必须合理设置，并运行验证，本文所述场合变频器加减速时间设定为50S。

3.5自动调谐

自动调谐功能用于测量电机特性，由几个单独的测试组成，每个测试用于确定一个或多个电机参数，自动调谐获取的信息将保存在变频器非易失性存储器中，供变频器工作期间使用。进行这些测试时，需要将电机铭牌信息输入到变频器参数中，虽然一些参数值可以通过手动更改，但只有使用自整定所得的电机参数，才能使变频器达到最佳的性能。所以输入的电机铭牌信息必须准确无误，且不能随意更改自动调谐得到的参数。

4.变频器运行注意事项

4.1变频器整流单元和电源层接口板的七段数码管显示的信息能准确的提示相应部件的运行状态，有故障报警时必须检查此数码管的显示状态以便快速诊断故障。

4.2最优运行电流：压力机在运行过程中平衡器的风压产生波动，为了保证压力机输出稳定的节拍，变频器会调节输出电流，使主电机输出相应的转速，参数的优化以空载情况下变频器输出的调节电流波动幅度越小越好。

4.3变频器是硬件高度集成的密闭柜体，运行过程中各部件做功产生大量的热量，为保证变频器的性能，必须使热量及时散发。由于是风冷，空气中的灰尘会集结到变频器的电路板上，对散热和绝缘造成影响，必须对变频器进行定期检查和灰尘清除。

5.总结

ABPowerFlex755变频器硬件高度集成，功能强大，自身保护功能齐全，运行稳定可靠，大大降低了设备的故障率，维护工作量小，适合应用在对驱动要求较高的设备上。

【参考文献】

[1]陈春童，唐坚.交流变频调速系统在大型压力机中的运用【J】.装备,2015,06:34-37.

[2]李国强，闫亚玲.AB变频器的调试及维护措施【J】.河北冶金,2011,1:50-51.