JP2010131624A - Electric motor controller for intermittent load driving - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス機械や射出成形機の様に、間欠的にエネルギーを消費する電動機駆動装置において、電力エネルギーを消費しない時間に、十分高い電圧でしかも電源設備が許容する最大電力でエネルギー貯蔵が可能となる様に、定電流機能を有した、昇圧型正弦波コンバータを具備した、間欠負荷駆動用電動機制御装置に関するものである。 The present invention is an electric motor drive device that intermittently consumes energy, such as a press machine or an injection molding machine, and is capable of storing energy at a sufficiently high voltage and at the maximum power allowed by the power supply equipment in a time when the power energy is not consumed. The present invention relates to an intermittent load drive motor control device including a step-up sine wave converter having a constant current function so as to be possible.
プレス機械や射出成型機の様に、間欠的にエネルギーを消費する機械装置を電動機で駆動する方式に関する提案がなされている。
これらの従来事例では、
1,複雑な運転パターンよりエネルギー消費予測信号等を生成し、直流電源回路の運転
を行う必要があった。
2,機械装置の定点での停止や、緊急停止時に余剰となった回生エネルギーで直流電圧
が異常に上昇する為、エネルギー貯蔵設備の能力以上の回生エネルギーを直流電源部
で吸収出来なかった。
あるいは、回生エネルギーを軽減する為の装置が必要であった。
3,貯蔵エネルギー量を確保する為に、交流電源部に昇圧トランスが必要であった。
4,直流側で電流制限を加えているため、間欠負荷によって直流側電圧が大きく変化し
、そのため入力電力の変動が大きくなり、使用上の便宜に支障を生じていた。
In these conventional cases,
1. It was necessary to generate an energy consumption prediction signal from a complicated operation pattern and operate the DC power supply circuit.
2. Since the DC voltage rises abnormally due to the regenerative energy surplus at the fixed point of the machine or emergency stop, the regenerative energy exceeding the capacity of the energy storage facility could not be absorbed by the DC power supply.
Or the device for reducing regenerative energy was required.
3. A step-up transformer was required in the AC power supply unit to secure the amount of stored energy.
4. Since the current limit is added on the DC side, the DC side voltage is greatly changed by the intermittent load, and the fluctuation of the input power is increased, resulting in a trouble in convenience of use.
本発明は、前記課題に対してなされたもので、その目的は、以下の作用効果を得ることである。
1,エネルギー消費予測信号等を必要とせず、直流電源回路のエネルギーを電動機側へ
もあるいは、交流電源側へも自由に何時でもエネルギー授受出来る。
また、エネルギー貯蔵装置への充電は交流電源設備容量の許容する最大電流で充電す
る事が可能であり、必要最小限の電源設備で最大能力のプレス機や射出成型機を運転
することができる。
2,直流電源部の余剰エネルギーは何時でも交流電源部へ回生する事が可能で、省エネ
ルギーとプレス機や射出成型機の能力向上に寄与する。
3,直流電圧は、昇圧型回生コンバータを用いる事で、コンバータやインバータ又は直
流エネルギー貯蔵装置が許容する最大電圧に自由に設定する事が可能で、交流側の昇
圧トランスを必要とせず、しかも最大限のエネルギー貯蔵が可能となる。
また、正弦波電流でエネルギーの授受を行う為、高調波の抑制と力率の改善が図れる。
4,交流側で電流制限を加えるため、交流系統電圧がほぼ一定であれば、入力にかかる
受電電力の変動を軽減することができる。
This invention was made | formed with respect to the said subject, The objective is to obtain the following effects.
1. The energy consumption prediction signal is not required, and the energy of the DC power supply circuit can be freely transferred to the motor side or the AC power supply side at any time.
In addition, the energy storage device can be charged with the maximum current allowed by the capacity of the AC power supply equipment, and the maximum capacity press machine and injection molding machine can be operated with the minimum power supply equipment. .
2. The surplus energy in the DC power supply can be regenerated at any time to the AC power supply, contributing to energy savings and improving the capacity of presses and injection molding machines.
3, The DC voltage can be set freely to the maximum voltage allowed by the converter, inverter or DC energy storage device by using a step-up regenerative converter, without the need for a step-up transformer on the AC side. In addition, maximum energy storage is possible.
Moreover, since energy is exchanged with a sinusoidal current, harmonics can be suppressed and the power factor can be improved.
4. Since current limitation is applied on the AC side, fluctuations in the received power applied to the input can be reduced if the AC grid voltage is almost constant.
請求項1の発明によれば、間欠的にエネルギーを消費する、プレス機械や射出成形機の電動機駆動装置において、エネルギーを消費しない時間に必要エネルギーを蓄える、エネルギー貯蔵装置と、このエネルギー貯蔵装置に十分高い電圧で、しかも電源設備容量が許容する最大電力で充電可能となる様に電流制限機能を有した、昇圧型正弦波コンバータを具備した事を特徴とする、間欠負荷駆動用電動機制御装置。 According to the first aspect of the present invention, in an electric motor drive device of a press machine or an injection molding machine that consumes energy intermittently, an energy storage device that stores necessary energy at a time when energy is not consumed, and the energy storage device An intermittent load driving motor control device comprising a step-up sine wave converter having a current limiting function so that charging can be performed at a sufficiently high voltage and at a maximum power allowed by the capacity of a power supply facility.
本発明では、次の効果がある。
1,必要最小限の電源設備で最大能力のプレス機や射出成型機を運転することができる。
2,また、直流電圧を装置の許容する最大値に設定でき、プレス機や射出成型機の能力
をさらに向上する事ができる。
3,さらに、プレス機や射出成型機の定位置停止や緊急停止時の発生する回生エネルギ
ーでエネルギー貯蔵装置で吸収仕切れない余剰エネルギーを、交流側に回生すること
で装置のシャットダウンを防止すると共に、省エネに貢献する。
4,電源に対しては、正弦波電流でエネルギーの授受を行うため、高調波の発生を抑え
、最高力率で運転する事が可能で、電源設備容量の最大値で運転する事が可能である。
5,入力電力の変動を抑え、安定した電力値で運転する事が可能である。
The present invention has the following effects.
1. The maximum capacity press machine and injection molding machine can be operated with the minimum necessary power supply equipment.
2. In addition, the DC voltage can be set to the maximum value allowed by the device, and the capabilities of the press and injection molding machine can be further improved.
3. In addition, the regenerative energy generated when the press machine or injection molding machine is stopped at a fixed position or during an emergency stop is used to regenerate surplus energy that cannot be absorbed by the energy storage device to the AC side, thereby preventing the device from shutting down. Contribute to energy saving.
4.Since the energy is transferred to the power source with a sine wave current, it is possible to operate at the highest power factor while suppressing the generation of harmonics, and to operate at the maximum power supply capacity. is there.
5. It is possible to suppress the fluctuation of input power and operate with a stable power value.
間欠的にエネルギーを消費する電動機駆動装置において、交流―直流電力変換部に昇圧型正弦波コンバータを備え、ここで得られた直流電力を貯蔵する、エネルギー貯蔵装置と、この直流電力を電動機へ導く、直流―交流電力変換部にインバータ装置を具備し、間欠負荷の必要仕事量に対して、電源設備容量を最小にすると共に、電力貯蔵コンデンサー容量を最小にする制御装置を提供する。 In an electric motor drive device that consumes energy intermittently, an AC-DC power converter is provided with a step-up sine wave converter and stores the obtained DC power, and this DC power is guided to the motor. Provided is a control device that includes an inverter device in a direct current to alternating current power conversion unit and minimizes the capacity of a power storage capacitor and the capacity of a power storage capacitor with respect to the required work of an intermittent load.
以下、本発明の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図2に間欠負荷の代表的な、プレス機械を示す。
ここでは、プレス機械として、クランクプレスに適用した例を示す。
電動機1の出力軸2に接続されたギヤ3に主ギヤ4が噛み合わされ、主ギヤ4にはクランク軸5とコンロッド6が接続されている。コンロッドの先端にはスライド7が接続されており、クランク機構によりスライド7が静止側のボルスタ8に対して、上下動する。
スライド7には、回生エネルギーの低減の為にエアーシリンダーダンパー9を設けるものもある。
FIG. 2 shows a typical press machine having an intermittent load.
Here, the example applied to the crank press as a press machine is shown.
A main gear 4 is meshed with a
Some slides 7 are provided with an air cylinder damper 9 for reducing regenerative energy.
クランク軸5を駆動する電動機には可変速電動機が用いられ、正逆転、速度変化が自由に行える。そのため、自由なプレスモーションが得られる。
電動機には、直流電動機や交流電動機が用いられる。
A variable speed electric motor is used as the electric motor for driving the crankshaft 5, and forward / reverse rotation and speed change can be freely performed. Therefore, free press motion can be obtained.
A DC motor or an AC motor is used as the motor.
図3は従来用いられていたシステムである。
交流電源11より昇圧トランス12に接続し、整流回路13で得られた直流電力をコンデンサー14及び、DC/DCチョッパー15でエネルギー貯蔵コンデンサー16に蓄える。
この様にして得られた直流電力を用いて、インバータ17は電動機18を運転する。
ところが、プレス機や射出成型器の仕事量に応じて、直流電圧が変化しその為、電源設備からの交流電流は大きく変化する事となり、複雑なDC/DCチョッパーの制御が必要であった。
また、交流電源設備の電圧仕様や設備容量の違いによって、昇圧トランスの選定が必要であり、さらに、設備容量の最大値でプレス機や射出成型機の運転が困難な場合があった。
FIG. 3 shows a conventionally used system.
The
The
However, the DC voltage changes according to the work of the press machine or the injection molding machine, so that the AC current from the power supply equipment changes greatly, and it is necessary to control a complicated DC / DC chopper.
In addition, depending on the voltage specifications and the capacity of the AC power supply equipment, it is necessary to select a step-up transformer. Furthermore, there are cases where it is difficult to operate a press or an injection molding machine with the maximum equipment capacity.
図1は本発明の構成図を示す。
交流電源21より昇圧型正弦波コンバータ22に接続し、得られた直流電力をコンデンサー23に蓄える。この様にして得られた直流電力を用いて、インバータ24は電動機25を運転する。
この様に構成すると、プレス機や射出成型器の仕事量に応じて、直流電圧が変化しても、電源設備からの交流電流は設備容量の最大値で充放電する事が可能である。
言い換えると、交流電源の設備容量の最大値、あるいは必要最小限の設備容量で、最大のプレス機や射出成型機の能力を発揮する事が可能となる。
また、昇圧トランス12や、回生エネルギー吸収用のエアーシリンダーダンパー9が不要となる。
さらに、直流電圧を自由に設定できる事から、大きな電力貯蔵が可能となり、コンデンサー容量の低減に寄与する。
加えて、プレス機や射出成型機の仕事量に必要なエネルギーは電力貯蔵装置のみならず、交流電源設備の最大値で供給することが可能で、プレス機や射出成型機のさらなる能力の増大に寄与する。
FIG. 1 shows a block diagram of the present invention.
The
If comprised in this way, even if a direct current voltage changes according to the work volume of a press machine or an injection molding machine, the alternating current from a power supply equipment can be charged / discharged with the maximum value of equipment capacity.
In other words, the maximum capacity of the AC power supply or the minimum necessary capacity of the AC power supply can be exhibited and the capacity of the maximum press machine or injection molding machine can be exhibited.
Further, the step-
Furthermore, since the DC voltage can be set freely, a large amount of power can be stored, which contributes to the reduction of the capacitor capacity.
In addition, the energy required for the work load of the press and injection molding machine can be supplied not only by the power storage device but also by the maximum value of the AC power supply equipment, which further increases the capacity of the press machine and injection molding machine. Contribute.
本発明により、間欠的にエネルギーを消費する電動機駆動装置において、以下の作用効果が発現され、使用運転の便宜に資する。
1,エネルギー消費予測信号等を必要とせず、直流電源回路のエネルギーを電動機側へ
もあるいは、交流電源側へも自由に何時でもエネルギー授受出来る。
また、エネルギー貯蔵装置への充電は交流電源設備容量の許容する最大電流で充電す
る事が可能であり、必要最小限の電源設備で最大能力のプレス機や射出成型機を運転
することができる。
2,直流電源部の余剰エネルギーは何時でも交流電源部へ回生する事が可能で、省エネ
ルギーとプレス機や射出成型機の能力向上に寄与する。
3,直流電圧は、昇圧型回生コンバータを用いる事で、コンバータやインバータ又は直
流エネルギー貯蔵装置が許容する最大電圧に自由に設定する事が可能で、交流側の昇
圧トランスを必要とせず、しかも最大限のエネルギー貯蔵が可能となる。
また、正弦波電流でエネルギーの授受を行う為、高調波の抑制と力率の改善が図れる。
4,交流側で電流制限を加えるため、交流系統電圧がほぼ一定であれば、入力にかかる受電電力の変動を軽減することができる。
According to the present invention, in the electric motor driving apparatus that consumes energy intermittently, the following functions and effects are exhibited, which contributes to the convenience of use operation.
1. The energy consumption prediction signal is not required, and the energy of the DC power supply circuit can be freely transferred to the motor side or the AC power supply side at any time.
In addition, the energy storage device can be charged with the maximum current allowed by the capacity of the AC power supply equipment, and the maximum capacity press machine and injection molding machine can be operated with the minimum power supply equipment. .
2. The surplus energy in the DC power supply can be regenerated at any time to the AC power supply, contributing to energy savings and improving the capacity of presses and injection molding machines.
3, The DC voltage can be set freely to the maximum voltage allowed by the converter, inverter or DC energy storage device by using a step-up regenerative converter, without the need for a step-up transformer on the AC side. In addition, maximum energy storage is possible.
Moreover, since energy is exchanged with a sinusoidal current, harmonics can be suppressed and the power factor can be improved.
4. Since the current limit is applied on the AC side, fluctuations in the received power applied to the input can be reduced if the AC system voltage is substantially constant.
1 電動機
2 出力軸
3 ギヤ
4 主ギヤ
5 クランク軸
6 コンロッド
7 スライド
8 ボルスタ
9 エアーシリンダーダンパー
11 交流電源
12 昇圧トランス
13 整流回路
14 コンデンサー
15 DC/DCチョッパー
16 エネルギー貯蔵コンデンサー
17 インバータ
18 電動機
21 交流電源
22 昇圧型正弦波コンバータ
23 コンデンサー
24 インバータ
25 電動機
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Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2008309202A JP2010131624A (en) | 2008-12-04 | 2008-12-04 | Electric motor controller for intermittent load driving |
Applications Claiming Priority (1)
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2008
- 2008-12-04 JP JP2008309202A patent/JP2010131624A/en active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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