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摘要：介紹搗固機控制工藝，提出電氣控制系統的控制策略,設計變頻器控制方案。采用GKAKE變頻器驅動直線電機，取得滿意的運行效果。

一、 直線電機行業介紹

搗固機是由直線電機構成的，在介紹搗固機前，先介紹下直線電機的優點機行業應用，直線電機的優點，直線位移機構的傳動元件和執行元件相結合。按能量轉換定理，進給機構的直線電機可分為同步電動機和異步電動機。直線電機結構緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、運動噪聲低等優點，直線電機 驅動方式與旋轉電機驅動方式的最大區別是，取消了從電動機到工作臺之間的一切機械中間傳動環節，實現了“零傳動”，避免了絲杠傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點。

1. 在工業與自動化中的應用

由于直線電機有其自身獨特的優點，因此在機械設備和機床中的機電一體化方面得到廣泛應用，如直線電機驅動的沖床，電磁錘、螺旋壓力機、電磁打箔機、壓鑄機和型材軋制牽引機等。在機械加工機床中用于往復運動的動力源—直線電磁驅動裝置在車銑、刨、磨、插、鋸、拉等機床中得到應用，替代傳統機械傳動裝置。在激光機械、半導體制造設備上也應用了直線電機驅動的X-Y工作臺。以及用于組合機床自動化生產機床間直線電機驅動傳送線，用于浮法玻璃生產線上的熔融金屬攪拌器。用于電網中的直線電機驅動真空斷路器，用于選礦的直線電機鐵磁分離器。 用于冶金工業中的電磁泵、液態金屬攪拌器。用于紡織工業中的直線電機驅動的電梭子、割麻裝置以及各種自動化儀表和電動執行機構。

2. 在交通運輸業中的應用

直線電機技術在磁懸浮列車方面是很重要的應用，在交通技術發展上是一個很大的突破，除此之外，還有直線電機驅動的電磁推進器，直線電機驅動的地鐵，直線電機驅動的公路高速電動車等。

3. 在物料輸送與搬運方面的應用

直線電機在各種物料輸送和搬運方面具有獨特的優勢，例如：在垂直輸送方面有直線電機電梯、升降機;在平面輸送方面有直線電機驅動的郵政包件分揀輸送線、行李分揀輸送線、鋼材生產輸送線、電氣、電子、機械加工生產線、食品加工線、制藥生產線等各種工業加工線、裝配線、檢測線，商場、醫院等場合的物料輸送及立體倉庫的搬運、立體汽車庫的調度等。

4. 在民用與建筑業方面的應用

在民用與建筑業方面直線電機也得到廣泛應用，如：直線電機驅動的門與門鎖、窗與窗簾、床、餐桌、椅等，達有用直線電機驅動的洗衣機、干燥機、晾衣架、電動工具、搬手、擰緊裝置等。

5. 直線電機在計算機及辦公設備領域的應用

在計算機光驅設備，輸入輸出設備當中，如數字掃描儀、打印機、都采用了直線電機驅動。在辦公設備中如繪圖、筆式記錄儀等直線電機也得到應用。

6. 在軍事、醫療及其它方面

目前國外已把直線電機應用到電磁炮、潛艇、軍用仿真設施中，在衛星和宇宙飛船上也采用了一些直線電機。在醫療儀器中已經出現了直線電機驅動的人工心臟、盲人觸覺模擬器以及在電療、磁療按摩捶擊等方面也應用了直線電機。玩具業也大量使用了直線電機。

二、直線電機驅動搗固機與傳統搗固機優勢

1. 傳統搗固機工作原理

通過電機減速機，利用減速機輸出軸旋轉，通過聯軸器、變速機構、凸輪軸系、凸輪緣圓周運動，將搗固錘拋起400mm，錘桿通過上、下部機架、導向裝置將錘桿準確進入煤槽。通過凸輪軸系連續的圓周運動將搗固錘上下拋起，實現連續搗固

2. 傳統搗固機出現的問題

1) 砸錘問題由于錘桿與導向裝置之間存在間隙較大，在搗固過程中，受外力的作用下，搗固錘無法垂直落入煤槽，造成砸錘。

2) 減速機齒輪打齒問題由于導向不準確，搗固錘在搗固過程中經常擺動，迫使搗固錘做無規則運動，致使搗固減速機在搗固過程中受到不均勻的外力的碰撞，經過長時間的不規則運動，造成減速機齒輪打齒。

3) 機架開裂問題由于原機架設計的鋼結構較軟，部分受力部位薄弱，再加上搗固錘的自重約400Kg，受無規則運動的擊打和搗固過程中的震動力，日積月累，搗固機機架鋼結構疲勞作業，造成機架開裂。

4) 彈性元件損壞問題由于原導向機構導向不準確，搗固錘桿在搗固過程中的擺動，彈性元件受外力擊打，造成頻繁損壞。

5) 設備容損件維護不方便，搗固桿的摩擦片要定期更換，如在生產中有摩擦片脫落擠在偏心輪里，致使搗固桿無法起錘，這種問題處理方式：放開固定絲，取出摩擦片，放下搗固桿，更換新的摩擦片與搗固桿，維修周期長，費用高，影響生產。

三、采用GTAKE變頻直線電機方案

1、 直線電機搗固機組成

單錘搗固機組成，有一臺GK600-4T132G/160L,四臺直線電機，額定功率17.5KW，額定電流35A，額定推力2500N，級數六級，功率因數0.54,一根480Kg錘桿，臺架，導向輪及輔助機械，電控系統有西門子s7-300PLC與Wincc組成。

2、 變頻器驅動直線電機，四臺直線電機為并聯方式

變頻器同時為四臺電機供電，采用V/F控制方式。

控制參數