英威騰MH800電液伺服系統在油壓機的解決方案

1.方案背景：
常規油壓機采用異步感應電機+普通柱塞泵或恒功率柱塞泵，油壓機的位置、速度、方向、壓力的控制由液壓元件的控制來實現。壓力控制采用溢流方法，待機時電機仍然工作，由于泄荷壓力的存在，能量損耗很大。
采用普通柱塞泵作為動力源的機型，速度控制采用節流調速，能量損失嚴重，傳動效率低。采用恒功率泵作為動力源的機型，速度控制采用容積調速，雖然效率可以提高，但控制范圍小，且恒功率泵結構復雜，成本高，故障率高。

將交流永磁同步伺服電機應用于油壓機取代普通感應異步電機，根據生產制程的需求合理配置伺服驅動器和伺服電機，利用交流伺服系統壓力和流量的雙閉環控制凸顯出效率高，可控、可調、可靠性好的優點，利用伺服電機可頻繁啟動、變速的特性，實現伺服控制，從而提高液壓機性能和減少能耗，使油壓機工作性能提高，取消待機泄荷，大大減少能耗。不但能實現普通油壓機主缸快速下行、回程，慢速工作行程、保壓、快速回程以及輔助缸上行、下行等工作模式，且工作行程的主缸速度、壓力可進行實時控制；可實現變壓力浮動壓邊。

2.MH800系列電液伺服系統特點：
● 節能，伺服系統根據工藝需求實時調節功率輸出，節電效果15%~70%；
● 高效，伺服系統高速響應，提高生產效率10%左右；
● 穩定，特有的PQ解耦控制方案和多段PID控制技術，有效控制壓力過沖，優化液壓設備；
● 對精密制品制程的特殊需求；
● 改善工作環境采用內嚙合齒輪泵，比傳統設備的柱塞泵噪音下降15dB左右；
● 降低油溫由于極大的降低油路系統無功泄漏，液壓油溫大幅降低。

3.通訊模式多樣化：
● 支持各類PLC的RS485通訊，模擬量通訊。方便老舊油壓機伺服改造；
● 配套英威騰合作伙伴的油壓機專用控制器進行CAN通訊，提高設備性能和人機界面互通性；
● 支持工業總線通訊，極大提高了設備運行信息傳輸速度，方便實現多設備組網和智能自動化生產線集中組網控制以及遠程控制。

4. 多段PID實現方案
油壓機在主缸下降時對系統速度響應及油壓過壓兩個指標要求很高，主缸快下時需要油泵速度穩定，響應迅速，減小系統油壓變化對速度控制的影響，但在主缸慢下轉保壓過程時會產生較大的壓力過沖，用一段壓力比例和積分增益很難兼顧兩個動作的控制要求。英威騰電液伺服驅動器具備多段PID調制模式（最多可分7段），在油壓機上通常采用兩段壓力比例和積分增益，主缸慢下和保壓動作用一段專用的壓力比例及增益，在切換PI參數時觸發PI控制器退出飽和，使主缸慢下轉保壓壓力超調減小，滿足工藝要求。主缸快下及其它動作共用一段壓力比例和積分增益參數，加快油泵速度上升速率，同時減小系統油壓變化對油泵速度的影響，提高系統穩定性。
相關接線圖如下：

同軸雙聯齒輪泵應用：
可采用同軸雙聯齒輪泵進行配套，在壓力較小工藝狀態時，兩個泵同時輸出流量提供速度，在主缸由快下轉為慢下/保壓階段時，切換成單泵進行加壓，另一路泵無載泄露，大幅降低加壓及保壓狀態下的系統負載。

5.參考系統配置

單泵系統配置：

伺服編號	油壓機需求參數		電液私服系統配置
伺服編號	系統壓力	系統流量	油泵	伺服電機	伺服驅動器
DH-25044	25 MPa	44 L/min	HG0-20/20cc	K036F18C18P	SV-MH800-7R5-33-S00
DH-25055	25 MPa	55 L/min	HG1-25/25cc	K058F18C18P	SV-MH800-011-33-S00
DH-25070	25 MPa	70 L/min	HG1-32/32cc	K072F18C18P	SV-MH800-015-33-S00
DH-25088	25 MPa	88 L/min	HG1-40/40cc	K091F15C18P	SV-MH800-018-33-S00
DH-25110	25 MPa	110 L/min	HG1-50/50cc	K105F20C18P	SV-MH800-025-33-S00
DH-25126	25 MPa	126 L/min	HG1-63/63cc	K132F18C18P	SV-MH800-025-33-S00
DH-25160	25 MPa	160 L/min	HG2-80/80cc	K187F18C25P	SV-MH800-037-33-S00
DH-25200	25 MPa	200 L/min	HG2-100/100cc	K235F20C25P	SV-MH800-045-33-S00
DH-25250	25 MPa	250 L/min	HG2-125/125cc	K290F18C25P	SV-MH800-045-33-S00

PQ能力曲線：

雙聯泵系統配置：

伺服編號	油壓機需求參數		電液私服系統配置
	系統壓力	系統流量	油泵	伺服電機	伺服驅動器
SH-25176	25 MPa	176 L/min	HG11-40-40 (40cc+40cc)	K105F20C18P	SV-MH800-025-33-S00
SH-25200	25 MPa	200 L/min	HG11-50-50 (50cc+50cc)	K130F22C18P	SV-MH800-030-33-S00
SH-25226	25 MPa	226 L/min	HG11-63-50 (63cc+50cc)	K148F21C25P	SV-MH800-030-33-S00
SH-25252	25 MPa	252 L/min	HG11-63-63 (63cc+63cc)	K235F20C25P	SV-MH800-037-33-S00
SH-25286	25 MPa	286 L/min	HG21-80-63 (80cc+63cc)	K235F20C25P	SV-MH800-037-33-S00
SH-25320	25 MPa	320 L/min	HG22-80-80 (80cc+80cc)	K240F22C25P	SV-MH800-045-33-S00
SH-25360	25 MPa	360 L/min	HG22-100-80 (100cc+80cc)	K290F18C25P	SV-MH800-045-33-S00
SH-25400	25 MPa	400 L/min	HG22-100-100 (100cc+100cc)	K395F15C25P	SV-MH800-055-33-S00
SH-25450	25 MPa	450 L/min	HG22-125-100 (100cc+125cc)	K395F15C25P	SV-MH800-055-33-S00
SH-25500	25 MPa	500 L/min	HG22-125-125 (125cc+125cc)	K395F15C25P	SV-MH800-055-33-S00

PQ能力曲線：

6.應用場合：
500T壓機：
制品：汽車覆蓋件
系統流量：700L/min
系統壓力：25MPa
制程周期：9.5秒

采用兩套雙聯泵伺服系統配置
系統一:
油泵：125cc+100cc
電機：61kW
驅動器：55kW
系統二：
油泵：100cc+80cc
電機：47kW
驅動器：45kW
低速加壓時，兩臺雙排量泵切換到小排量泵承載壓力，大排量泵同軸低速泄漏。
節電率：53%

多工位油壓機：
制品：汽車濾清器外殼
配置7套伺服系統，各伺服系統通過CAN總線通訊；
采用油浸冷電機，電機本體置于油箱內，冷卻效果好，噪音低；
利用伺服系統的高響應特性和精密控制，制品的成品率提升5%。

10T高精度伺服壓機：
高精度伺服壓機
制品：軸承（軍工企業用）
系統要求：
驅動器：7.5kW
電機：7.5kW
單套雙聯泵伺服系統的完美配置，完全滿足苛刻的工藝、速度和流量要求。
工進速度極慢，最慢可達0.4mm/s；
回程速度要求快，可達35-40mm/s；兩者相差近100倍；
位移誤差±0.1mm。

框架式油壓機：
制品：汽車鈑金件
配置多泵合流，各伺服系統通過CAN總線通訊，雙閉環控制，高效精確。
采用英威騰大功率電液伺服，大大降低噪音的同時，提高生產效率10%~15%,相比原有異步電機節電20%~30%。

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