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摩擦產生的能量消耗；A3代表的是壓力機在空程上下運動時產生的能量消耗；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的作用，在彈性變形的過程中產生的能量消耗；A7代表的滑塊在飛輪空轉的過程中產生的能量消耗。

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的方式來達到節能效果。在普通的壓力機當中，所產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%。如若將伺服電機驅動引入其中，便能夠減少飛輪與離合器產生的能耗，其他能量也將在一定程度上減少，最終達到了節能效果。

1.2 能量回收的方式

交流伺服壓力機采用電磁制動實現減速，運動部件在減速后動能開始逐漸向電能轉變，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加入其中。在能量回收方面主要可以采用三種方式來實現。

（1）反饋電網。此種方式雖然可以節約部分電能，但是需要將逆變系統加入其中，從而使成本得到顯著提升；

（2）多機直流互聯。如若在車間中同一時間段內有多個伺服壓力機工作，則需要對直流層中的聯網進行驅動，這樣便能夠使峰值電流的沖擊減少，從而達到節能的效果。同時，還可以無需將電容器與逆變裝置加入其中，但事實上這種應用受到外界條件的制約較為嚴重；

（3）電容儲存。在驅動電路當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省大量電能，更重要的是能夠盡可能的減少工作過程中產生大量電流對電網產生的沖擊。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，因此在應用時對場地大小的要求較高[1]。

2 交流伺服驅動與壓力機優勢分析

2.1 交流伺服驅動

該系統能夠使輸出量隨著輸入量的變化而做出動態改變，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，伺服電機驅動曲柄壓力機已經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展，加之控制技術不斷更新優化，使其性價比逐漸提升，已經開始逐漸替代普通電機在工程中所處位置，實現滑塊運動的動態轉變，并且獲得較為顯著的節能效果。