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JP2017217836A - Motor-driven injection molding machine provided with power storage apparatus - Google Patents

Motor-driven injection molding machine provided with power storage apparatus Download PDF

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JP2017217836A
JP2017217836A JP2016114302A JP2016114302A JP2017217836A JP 2017217836 A JP2017217836 A JP 2017217836A JP 2016114302 A JP2016114302 A JP 2016114302A JP 2016114302 A JP2016114302 A JP 2016114302A JP 2017217836 A JP2017217836 A JP 2017217836A
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亮 大川内
Akira Okawachi
亮 大川内
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Abstract

【課題】成形サイクルにおける消費電力を平滑化でき、停電時にも所定時間装置を駆動して安全な状態にして停止できる、または継続して駆動可能なように、比較的容量が大きく劣化し難い電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機を提供する。【解決手段】電動射出成形機において、交流直流変圧器(6)と、直流電圧変換回路(17)とを設ける。交流直流変圧器(6)は外部から供給される三相交流電圧を第1の直流電圧に変換するようにする。そして直流電圧変換回路(17)は、第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧するようにし、この第2の直流電圧をインバータ(12、13、14、15)に供給してモータ(M)を駆動するようにする。そして本発明においては、第1の直流電圧が流れる直流電圧線(9)に、蓄電池(28)とコンデンサ(29)とを並列に接続する。【選択図】 図1The power consumption is relatively large and hardly deteriorates so that power consumption in a molding cycle can be smoothed, and the device can be driven to a safe state for a predetermined period of time even in the event of a power failure, or can be stopped continuously. An electric injection molding machine having a storage device is provided. An electric injection molding machine includes an AC / DC transformer (6) and a DC voltage conversion circuit (17). The AC / DC transformer (6) converts a three-phase AC voltage supplied from the outside into a first DC voltage. The DC voltage conversion circuit (17) boosts the first DC voltage to the second DC voltage, and supplies the second DC voltage to the inverter (12, 13, 14, 15) to supply the motor ( M) is driven. In the present invention, the storage battery (28) and the capacitor (29) are connected in parallel to the DC voltage line (9) through which the first DC voltage flows. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、各装置がモータにより駆動されるようになっている電動射出成形機に関するものであり、より詳しくは、インバータに供給する直流電圧を蓄電すると共に必要に応じて供給して電力を平滑化する電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機に関するものである。   The present invention relates to an electric injection molding machine in which each device is driven by a motor. More specifically, the present invention stores a DC voltage supplied to an inverter and supplies it as needed to smooth the power. The present invention relates to an electric injection molding machine provided with an electric power storage device.

射出成形機は、従来周知のように、金型を型締めする型締装置、樹脂を溶融して金型内に射出する射出装置、等から構成され、射出装置は加熱シリンダ、この加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動されるスクリュ等から構成されている。電動射出成形機は、これらの装置がモータによって駆動されるようになっている。電動射出成形機にはコンバータが設けられ、工場から供給される三相交流電圧が直流電圧に変換される。それぞれのモータにはインバータが設けられ、この直流電圧がインバータによって任意の周波数で任意の電圧の三相交流電圧に変換されてモータに供給され、モータが駆動されるようになっている。成形品を成形する成形サイクルは、樹脂を溶融して計量する計量工程、金型を型締めする型締工程、樹脂を射出する射出工程等からなるが、例えば、計量工程においてスクリュを回転方向に駆動するモータ、つまり可塑化軸は長時間電力を消費するが瞬間的な電力の大きさは比較的小さい。これに対して射出工程においてスクリュを軸方向に駆動するモータ、つまり射出軸は駆動時間は短時間であるが、大電力が消費される。つまり成形サイクルにおいては消費される電力が大きく変動する。従って、電動射出成形機のコンバータ等の電源装置は消費される最大電力に見合うように十分な容量が要求される。また消費電力の変動が大きいので工場の受電設備に対する負荷が大きい。   As is conventionally known, an injection molding machine includes a mold clamping device for clamping a mold, an injection device for melting resin and injecting it into a mold, and the like. The screw is driven in the axial direction and the rotational direction. In an electric injection molding machine, these devices are driven by a motor. The electric injection molding machine is provided with a converter, and a three-phase AC voltage supplied from a factory is converted into a DC voltage. Each motor is provided with an inverter, and this DC voltage is converted into a three-phase AC voltage of an arbitrary voltage at an arbitrary frequency by the inverter and supplied to the motor to drive the motor. The molding cycle for molding a molded product consists of a weighing process for melting and weighing the resin, a mold clamping process for clamping the mold, an injection process for injecting the resin, etc. The driving motor, that is, the plasticizing shaft consumes electric power for a long time, but the instantaneous electric power is relatively small. On the other hand, the motor that drives the screw in the axial direction in the injection process, that is, the injection shaft has a short drive time, but consumes a large amount of power. That is, the power consumed greatly varies during the molding cycle. Therefore, a power supply device such as a converter of an electric injection molding machine is required to have a sufficient capacity to meet the maximum power consumed. In addition, since the power consumption varies greatly, the load on the power receiving equipment in the factory is large.

特開2009−241287号公報JP 2009-241287 A 特開2013−18152号公報JP 2013-18152 A

特許文献1には、直流電圧を所定の電力量だけ貯蔵できる電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機が記載されている。この電力貯蔵装置は、電動射出成形機の電源装置の直流電圧線側に設けられており、各サーボモータを駆動するサーボアンプと並列に接続されている。この電力貯蔵装置は、コイルとコンデンサと2個のスイッチと2個のダイオードとからなる電力貯蔵回路を備えており、直流電圧から電力の供給を受けて、回路内に昇圧した状態で電力を貯蔵することができる。そして短時間に大電力が必要な射出工程において、回路内に貯蔵した電力を直流電圧側に供給する。そうすると成形サイクルにおいて消費電力を平滑化することができる。従ってコンバータ等の電源装置の容量は少なくて済み、工場の受電設備の負担を軽減することができる。   Patent Document 1 describes an electric injection molding machine including a power storage device that can store a DC voltage by a predetermined amount of power. This power storage device is provided on the DC voltage line side of the power supply device of the electric injection molding machine, and is connected in parallel with a servo amplifier that drives each servo motor. This power storage device has a power storage circuit composed of a coil, a capacitor, two switches, and two diodes, and receives power from a DC voltage to store power in a boosted state in the circuit. can do. In an injection process that requires a large amount of power in a short time, the power stored in the circuit is supplied to the DC voltage side. Then, power consumption can be smoothed in the molding cycle. Therefore, the capacity of the power supply device such as a converter is small, and the burden on the power receiving equipment in the factory can be reduced.

特許文献2には、特許文献1と類似した電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機が記載されている。この電動射出成形機も、直流電圧線に電力貯蔵装置が設けられ、比較的電力の消費が少ない工程において電力貯蔵装置に電力を貯蔵し、射出工程等の大電力が必要な工程において電力を供給し、消費電力を平滑化できるようになっている。この文献に記載の電動射出成形機は、停電時に安全に電動射出成形機を停止できる点にも特徴がある。つまり停電時には電力貯蔵装置に貯蔵された電力によって各モータを所定時間だけ駆動できるようになっており、これらを制御する制御装置の制御用電力も電力貯蔵装置から供給されるようになっている。詳しく説明すると制御用電力は、正常時には工場から供給される三相交流電圧を専用の制御電源用コンバータにより低圧の直流電圧に変換して得ているが、停電時には、電力貯蔵装置から直流電圧線に供給される直流電圧を制御電源用のDC/DCコンバータにより降圧して得ている。このようになっているので、特許文献2に記載の電動射出成形機は、停電が発生しても各インバータに必要な直流電圧が供給されると共に制御用電力が確保され、所定時間だけ各装置を駆動することができる。これによって各装置を安全な状態にして停止できる。   Patent Document 2 describes an electric injection molding machine including a power storage device similar to Patent Document 1. This electric injection molding machine is also equipped with a power storage device on the DC voltage line, stores power in the power storage device in processes that consume relatively little power, and supplies power in processes that require high power, such as the injection process. In addition, power consumption can be smoothed. The electric injection molding machine described in this document is also characterized in that the electric injection molding machine can be safely stopped during a power failure. That is, at the time of a power failure, each motor can be driven for a predetermined time by the power stored in the power storage device, and the control power for the control device that controls these motors is also supplied from the power storage device. Explaining in detail, the control power is obtained by converting the three-phase AC voltage supplied from the factory to a low-voltage DC voltage by a dedicated control power converter at the normal time. Is obtained by stepping down the DC voltage supplied to the power supply by a DC / DC converter for control power. Thus, the electric injection molding machine described in Patent Document 2 is provided with a DC voltage necessary for each inverter even when a power failure occurs, and ensures control power, and each device for a predetermined time. Can be driven. As a result, each apparatus can be stopped in a safe state.

特許文献1に記載の電動射出成形機は、直流電圧線に電力貯蔵装置を備えているので、電力に余裕があるときには電力を蓄電し、大電力が必要なときには直流電圧線に供給して、成形サイクル全体として消費される電力を平滑化することができ優れている。また特許文献2に記載の電動射出成形機は、電力貯蔵装置を備えているだけでなく制御用電源を直流電圧線から得るようにしているので、停電時であっても制御することができ、電動射出成形機を安全な状態にして停止することができ優れている。しかしながらこれらの電動射出成形機には改善の余地が認められる。具体的には貯蔵できる電力に関する点である。特許文献1、2に記載の電力貯蔵装置は、いずれも電力を貯蔵する対象はコンデンサになっており、一般的にコンデンサは貯蔵できる電力は比較的少ない。電気二重層キャパシタ等の大容量のコンデンサも利用することはできるが、近年の高性能化した電動射出成形機においては射出工程において大量の電力を消費するので、このようなコンデンサであっても必ずしも容量に余裕があるとは言えない。また、停電時に各装置を安全な状態まで駆動するために、十分な電力を貯蔵できるかどうか不安もある。   Since the electric injection molding machine described in Patent Document 1 includes a power storage device in the DC voltage line, it stores power when there is a margin in power, and supplies it to the DC voltage line when large power is required, The power consumed in the entire molding cycle can be smoothed, which is excellent. Moreover, since the electric injection molding machine described in Patent Document 2 is not only equipped with a power storage device but also obtains a control power source from a DC voltage line, it can be controlled even during a power failure. The electric injection molding machine can be stopped in a safe state, which is excellent. However, there is room for improvement in these electric injection molding machines. Specifically, it is a point regarding the electric power which can be stored. In each of the power storage devices described in Patent Documents 1 and 2, an object for storing power is a capacitor, and generally a capacitor can store relatively little power. A large-capacity capacitor such as an electric double layer capacitor can also be used. However, since a high-performance electric injection molding machine in recent years consumes a large amount of power in an injection process, even such a capacitor is not necessarily used. It cannot be said that there is room in capacity. There is also concern about whether sufficient power can be stored to drive each device to a safe state during a power failure.

そこで、例えば特許文献1、2に記載の電力貯蔵装置において、コンデンサに代えて蓄電池に電力を貯蔵するようにすれば、貯蔵できる電力の問題は解決すると思われる。一般的にコンデンサに比して蓄電池は大量の電力を貯蔵できるからである。しかしながら、蓄電池に電力を貯蔵するようにすると別の問題が生じる。蓄電池が早期に劣化してしまう問題である。特許文献1、2に記載の電動射出成形機においては、成形サイクルにおいて消費電力が小さいときに電力貯蔵装置に電力を貯蔵し、消費電力が大きいときに電力貯蔵装置から電力が供給されるようになっている。つまり、電力貯蔵装置においては電力の貯蔵と放出とが頻繁に発生することになる。成形サイクル毎に貯蔵される電力と放出される電力は、蓄電池の容量と比較すると小さい電力であると言えるが、蓄電と放電の頻度が高いので蓄電池は早期に劣化してしまう。そうすると蓄電池を早期に交換せざるを得ない。一般的に蓄電池は高価であるので、頻繁に交換が発生すると電動射出成形機のコストが大きくなるという問題がある。   Therefore, for example, in the power storage devices described in Patent Documents 1 and 2, if power is stored in the storage battery instead of the capacitor, the problem of the power that can be stored is considered to be solved. This is because a storage battery can generally store a large amount of electric power as compared with a capacitor. However, another problem arises when power is stored in the storage battery. This is a problem that the storage battery deteriorates early. In the electric injection molding machine described in Patent Documents 1 and 2, the power is stored in the power storage device when the power consumption is small in the molding cycle, and the power is supplied from the power storage device when the power consumption is large. It has become. That is, power storage and discharge frequently occur in the power storage device. Although it can be said that the electric power stored and discharged | emitted for every shaping | molding cycle are small electric power compared with the capacity | capacitance of a storage battery, since the frequency of electrical storage and discharge is high, a storage battery will deteriorate early. Then, the storage battery must be replaced early. In general, since a storage battery is expensive, there is a problem that the cost of an electric injection molding machine increases when frequent replacement occurs.

本発明は、上記したような問題点を解決した電動射出成形機を提供することを目的とし、具体的には、電力を貯蔵したり必要に応じて放出する電力貯蔵装置を備え、これによって成形サイクルにおける消費電力を平滑化することができる電動射出成形機において、比較的容量が大きいが劣化し難く、従って交換に要するコストを抑制することができる電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an electric injection molding machine that solves the above-described problems, and specifically includes an electric power storage device that stores electric power or discharges it as necessary, thereby forming the electric machine. In an electric injection molding machine capable of smoothing power consumption in a cycle, an electric injection molding machine provided with an electric power storage device that has a relatively large capacity but hardly deteriorates, and therefore can suppress the cost required for replacement is provided. The purpose is to do.

本発明は、上記目的を達成するために、電動射出成形機において、交流直流変圧器と、直流電圧変換回路とを設ける。交流直流変圧器は外部から供給される三相交流電圧を第1の直流電圧に変換するようにする。そして直流電圧変換回路は、第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧するようにし、この第2の直流電圧をインバータに供給してモータを駆動するようにする。そして本発明においては、第1の直流電圧が流れる直流電圧線に、蓄電池とコンデンサとを並列に接続する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an AC / DC transformer and a DC voltage conversion circuit in an electric injection molding machine. The AC / DC transformer converts a three-phase AC voltage supplied from the outside into a first DC voltage. The DC voltage conversion circuit boosts the first DC voltage to the second DC voltage, and supplies the second DC voltage to the inverter to drive the motor. In the present invention, the storage battery and the capacitor are connected in parallel to the DC voltage line through which the first DC voltage flows.

すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、外部から供給される三相交流電圧を第1の直流電圧に変換する交流直流変換器と、前記第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧する直流電圧変換回路とを備え、前記第2の直流電圧がインバータに供給されてモータが駆動されるようになっている電動射出成形機において、前記第1の直流電圧が供給される直流電圧線には、蓄電池とコンデンサとが並列に接続されていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動射出成形機において、前記直流電圧変換回路は必要に応じて前記第2の直流電圧を降圧して前記第1の直流電圧に戻すようになっていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
That is, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an AC / DC converter that converts a three-phase AC voltage supplied from the outside into a first DC voltage; and In the electric injection molding machine comprising: a DC voltage conversion circuit for boosting to a second DC voltage, wherein the second DC voltage is supplied to an inverter and the motor is driven. The DC voltage line to which is supplied is configured as an electric injection molding machine characterized in that a storage battery and a capacitor are connected in parallel.
According to a second aspect of the present invention, in the electric injection molding machine according to the first aspect, the DC voltage conversion circuit steps down the second DC voltage and returns it to the first DC voltage as necessary. It is comprised as an electric injection molding machine characterized by becoming.

以上のように本発明は、外部から供給される三相交流電圧を第1の直流電圧に変換する交流直流変換器と、第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧する直流電圧変換回路とを備え、第2の直流電圧がインバータに供給されてモータが駆動されるようになっている電動射出成形機において、第1の直流電圧が供給される直流電圧線には、蓄電池とコンデンサとが並列に接続されている。そうすると蓄電池とコンデンサは電力を貯蔵し、必要に応じて第1の直流電圧として供給できる。従って成形サイクルにおける消費電力を平滑化することができるし、停電時にもある程度装置を駆動することもできる。ところで成形サイクル毎に蓄電池において蓄電と放電とが頻繁に発生すると、蓄電池が早期に劣化する問題があるが、本発明においては蓄電池にコンデンサが並列に接続されている。従って、比較的少ない電力が短時間に必要になったら電力はコンデンサから優先的に放電され、その後短時間でコンデンサに充電されることになるので、蓄電池からの放電と蓄電池への蓄電はわずかしか発生しない。従って蓄電池の劣化を防止することができる。停電時の駆動のように比較的長時間電力が必要な場合には、蓄電池からの電力が供給されるようになっているので、本発明に係る電動射出成形機は停電時においても安全な状態に装置を駆動して停止させることが可能になる。他の発明によると直流電圧変換回路は必要に応じて第2の直流電圧を降圧して第1の直流電圧に戻すようになっているので、インバータから第2の直流電圧として回生電力が戻ってきたら、これを第1の直流電圧に戻して蓄電池やコンデンサに貯蔵することができる。   As described above, the present invention provides an AC / DC converter that converts a three-phase AC voltage supplied from the outside into a first DC voltage, and a DC voltage conversion circuit that boosts the first DC voltage to a second DC voltage. In the electric injection molding machine in which the second DC voltage is supplied to the inverter and the motor is driven, the DC voltage line to which the first DC voltage is supplied includes a storage battery and a capacitor. Are connected in parallel. Then, the storage battery and the capacitor store electric power and can be supplied as the first DC voltage as required. Therefore, power consumption in the molding cycle can be smoothed, and the apparatus can be driven to some extent even during a power failure. By the way, there is a problem that when storage and discharge frequently occur in the storage battery for each molding cycle, the storage battery deteriorates early. In the present invention, a capacitor is connected in parallel to the storage battery. Therefore, when a relatively small amount of power is required in a short time, the power is preferentially discharged from the capacitor and then charged to the capacitor in a short time, so there is little discharge from the storage battery and power storage in the storage battery. Does not occur. Therefore, deterioration of the storage battery can be prevented. When power is required for a relatively long time, such as driving during a power failure, the power from the storage battery is supplied, so the electric injection molding machine according to the present invention is in a safe state even during a power failure It is possible to drive and stop the apparatus. According to another invention, the DC voltage conversion circuit steps down the second DC voltage and returns it to the first DC voltage as necessary, so that the regenerative power returns from the inverter as the second DC voltage. Then, it can be returned to the first DC voltage and stored in a storage battery or capacitor.

本発明の実施の形態に係る電動射出成形機の給電システムを模式的に示す配線図である。It is a wiring diagram which shows typically the electric power feeding system of the electric injection molding machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電動射出成形機の給電システムの電力貯蔵装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric power storage apparatus of the electric power feeding system of the electric injection molding machine which concerns on embodiment of this invention. 蓄電池とコンデンサのそれぞれについて周波数によって変化する内部抵抗を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically internal resistance which changes with frequency about each of a storage battery and a capacitor.

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る電動射出成形機は、従来周知の電動射出成形機と同様に、金型を型締めする型締装置、加熱シリンダとスクリュとからなり樹脂を溶融して射出する射出装置、成形品を突き出す突出装置、等から構成され、これらの各装置はサーボモータ等のモータによって駆動されるようになっている。これらのモータを駆動するための給電システム1が図1に示されている。   Embodiments of the present invention will be described below. The electric injection molding machine according to the embodiment of the present invention is similar to a conventionally known electric injection molding machine, and includes a mold clamping device for clamping a mold, a heating cylinder and a screw, and an injection for melting and injecting resin. The apparatus includes a device, a projecting device for projecting a molded product, and the like, and each of these devices is driven by a motor such as a servo motor. A power supply system 1 for driving these motors is shown in FIG.

給電システム1は従来の電動射出成形機の給電システムと同様に、工場電源2からの三相交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器6を備え、各インバータ、例えば射出軸、可塑化軸、型開閉軸、突出軸等の各モータM、M、…を駆動するサーボアンプ12、13、14、15に直流電圧が供給されるようになっている。しかしながら、本実施の形態に係る給電システム1は、直流電圧を電力として貯蔵したり必要に応じて供給する電力貯蔵装置7が設けられている点、およびこの電力貯蔵装置7の構成に特徴がある。電力貯蔵装置7については次に詳しく説明するが、電力貯蔵装置7を設けることができるように、直流電圧を送る直流電圧線は第1、2の直流電圧線9、10に分かれている。詳しく説明すると、本実施の形態に係る給電システム1は、三相交流電圧線4によって工場電源2からの三相交流電圧を受けるようになっており、交流直流変換器6がこれを第1の直流電圧に変換して第1の直流電圧線9に供給している。電力貯蔵装置7は、この第1の直流電圧線9と第2の直流電圧線10に接続されており、第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧して第2の直流電圧線10に供給している。射出軸、可塑化軸、型開閉軸、突出軸等のサーボアンプ12、13、14、15は、第2の直流電圧線10に接続され、第2の直流電圧が供給されるようになっている。   The power supply system 1 includes an AC / DC converter 6 that converts a three-phase AC voltage from a factory power source 2 into a DC voltage, as in the conventional power injection system of an electric injection molding machine, and includes inverters such as an injection shaft and a plasticizing shaft. A DC voltage is supplied to servo amplifiers 12, 13, 14, 15 for driving the motors M, M,. However, the power feeding system 1 according to the present embodiment is characterized in that a power storage device 7 that stores a DC voltage as power or supplies it as necessary is provided, and the configuration of the power storage device 7 is characterized. . The power storage device 7 will be described in detail below. The DC voltage line for sending a DC voltage is divided into first and second DC voltage lines 9 and 10 so that the power storage device 7 can be provided. More specifically, the power feeding system 1 according to the present embodiment is adapted to receive a three-phase AC voltage from the factory power source 2 by the three-phase AC voltage line 4, and the AC / DC converter 6 converts this to the first. It is converted into a DC voltage and supplied to the first DC voltage line 9. The power storage device 7 is connected to the first DC voltage line 9 and the second DC voltage line 10, and boosts the first DC voltage to the second DC voltage to increase the second DC voltage line 10. To supply. Servo amplifiers 12, 13, 14, 15 such as injection shaft, plasticizing shaft, mold opening / closing shaft, and projecting shaft are connected to the second DC voltage line 10 and supplied with a second DC voltage. Yes.

電力貯蔵装置7は、図2に示されているように、直流電圧を昇圧したり降圧するいわゆるチョッパ回路、つまり直流電圧変換回路17を備え、この直流電圧変換回路17が第1、2の直流電圧線9、10に介装されている。直流電圧変換回路17は、昇降圧できる従来のチョッパ回路と同様に、1個のインダクタ18と、IGBTからなる第1、2のトランジスタ20、21と、第1、2のダイオード23、24とからなる。まずインダクタ18は、第1の直流電圧線9の正の電圧線P1に設けられ、このインダクタ18から延びる電圧線は二股に分岐して、一方の分岐には第1のトランジスタ20が介装されて負の電圧線Nに接続され、他の分岐には第1のダイオード23が介装されて第2の直流電圧線10の正の電圧線P2に接続されている。第1のトランジスタ20は駆動されると正の電圧線P1から負の電圧線Nの方向に電流が流れるように設けられ、第1のダイオード23は第1の直流電圧線9の正の電圧線P1から第2の電圧線10の正の電圧線P2の方向に電流が流れるように設けられている。従って、第1のトランジスタ20をON/OFFすると、ONのときに正の電圧線P1から負の電圧線Nに電流が流れてインダクタ18に磁気エネルギが蓄えられ、OFFのときにインダクタ18に起電力が生じて第1の直流電圧線9を流れる第1の直流電圧が昇圧されて第2の直流電圧線10に供給されることになる。第1のトランジスタ20と、第1のダイオード23には、それぞれ第2のダイオード24と第2のトランジスタ21とが並列に接続されている。第2のダイオード24は負の電圧線Nから正の電圧線P1に電流が流れるように設けられ、第2のトランジスタ21は駆動されると第2の電圧線10の正の電圧線P2から第1の直流電圧線9の正の電圧線P1の方向に電流が流れるように設けられている。従って、第2のトランジスタ21をON/OFFすると、ONのときに第2の直流電圧線10から第1の直流電圧線9に電流が流れてインダクタ18に磁気エネルギが蓄えられ、OFFのときにインダクタ18に生じる起電力によって負の電圧線Nから正の電圧線P1に電流が流れる。このようにして第2の直流電圧線10の第2の直流電圧を降圧して第1の直流電圧線9の第1の直流電圧に戻すことができる。このような直流電圧変換回路17は制御装置27によって制御されるが、制御装置27にはインダクタ18の隣に設けられている電流センサ26からの電流と、第1、2の直流電圧線9、10の電圧とが入力され、第1、2の直流電圧を適切な電圧になるように制御している。   As shown in FIG. 2, the power storage device 7 includes a so-called chopper circuit that boosts or lowers a DC voltage, that is, a DC voltage conversion circuit 17, and the DC voltage conversion circuit 17 includes first and second DC voltages. It is interposed in voltage lines 9 and 10. The DC voltage conversion circuit 17 includes a single inductor 18, first and second transistors 20 and 21 made of IGBT, and first and second diodes 23 and 24, as in the conventional chopper circuit capable of step-up / step-down. Become. First, the inductor 18 is provided on the positive voltage line P1 of the first DC voltage line 9. The voltage line extending from the inductor 18 branches into two branches, and the first transistor 20 is interposed in one branch. Are connected to the negative voltage line N, and a first diode 23 is interposed in the other branch and connected to the positive voltage line P2 of the second DC voltage line 10. The first transistor 20 is provided so that a current flows from the positive voltage line P 1 to the negative voltage line N when driven, and the first diode 23 is a positive voltage line of the first DC voltage line 9. A current is provided so as to flow from P1 to the positive voltage line P2 of the second voltage line 10. Therefore, when the first transistor 20 is turned ON / OFF, a current flows from the positive voltage line P1 to the negative voltage line N when ON, and magnetic energy is stored in the inductor 18; Electric power is generated, and the first DC voltage flowing through the first DC voltage line 9 is boosted and supplied to the second DC voltage line 10. A second diode 24 and a second transistor 21 are connected in parallel to the first transistor 20 and the first diode 23, respectively. The second diode 24 is provided so that a current flows from the negative voltage line N to the positive voltage line P1, and the second transistor 21 is driven from the positive voltage line P2 of the second voltage line 10 to the first voltage line P2. The first DC voltage line 9 is provided such that a current flows in the direction of the positive voltage line P1. Therefore, when the second transistor 21 is turned on / off, a current flows from the second DC voltage line 10 to the first DC voltage line 9 when the second transistor 21 is turned on, and magnetic energy is stored in the inductor 18. A current flows from the negative voltage line N to the positive voltage line P1 due to the electromotive force generated in the inductor 18. In this way, the second DC voltage of the second DC voltage line 10 can be stepped down and returned to the first DC voltage of the first DC voltage line 9. Such a DC voltage conversion circuit 17 is controlled by the control device 27, and the control device 27 includes a current from a current sensor 26 provided next to the inductor 18, the first and second DC voltage lines 9, 10 voltages are input, and the first and second DC voltages are controlled to be appropriate voltages.

本実施の形態に係る電力貯蔵装置7は、第2の直流電圧線10には従来周知のように第2の直流電圧を平滑化する平滑化コンデンサ27が設けられているが、第1の直流電圧線9には、特性の異なる2個の蓄電デバイスが並列に設けられている点に特徴がある。具体的には、化学的に電力を貯蔵する蓄電池28と、静電気として電力を貯蔵するコンデンサ29である。このコンデンサ29は、次に説明するように蓄電池28を劣化から保護するようになっているので、保護用コンデンサ29ということができる。   In the power storage device 7 according to the present embodiment, the second DC voltage line 10 is provided with a smoothing capacitor 27 for smoothing the second DC voltage as conventionally known. The voltage line 9 is characterized in that two power storage devices having different characteristics are provided in parallel. Specifically, a storage battery 28 that chemically stores power and a capacitor 29 that stores power as static electricity. Since the capacitor 29 protects the storage battery 28 from deterioration as will be described below, it can be referred to as a protective capacitor 29.

本実施の形態に係る電動射出成形機は、工場電源2からの三相交流電圧が正常に供給されているときには、成形サイクルを通じて供給される電力が実質的に一定になり、それによって最大電力を抑制するように運転することができる。これを説明する。成形サイクルにおいて、可塑化工程、型開閉工程、突出工程等の、消費される電力が比較的小さいときには、電力貯蔵装置7に電力を貯蔵する。つまり蓄電池28と保護用コンデンサ29に電力を貯蔵する。短時間で大電力を必要とする射出工程においては第2の直流電圧線10においてサーボアンプ12に大量の電流が供給されるので第2の直流電圧が瞬間的に低下する。第2の直流電圧を維持するために制御装置27が直流電圧変換回路17を制御して、第1の直流電圧線9から直流電流を昇圧して第2の直流電圧線10に電流を供給し、第2の直流電圧を維持する。そうすると第1の直流電圧線9は、瞬間的に電圧が低下する。電圧が低下したら蓄電池28と保護用コンデンサ29とから第1の直流電圧線9に電力が供給される。ところで図3に示されているように、蓄電池28の内部抵抗31は保護用コンデンサ29の内部抵抗32はより常に大きく、特に周波数が大きいときのそれぞれの内部抵抗31、32の差は大きい。第1の直流電圧が瞬間的に変動する状態は周波数が大きい状態と言える。そうすると、第1の直流電圧線9に供給される電力のほとんどは内部抵抗32が小さい保護用コンデンサ29の方からとなる。瞬間的な電圧変動においては蓄電池28から供給される電力は比較的少ない。射出工程の完了後は消費される電力は少なくなる。電力を供給した保護用コンデンサ29には、交流直流変換器6によって変換される第1の直流電圧の直流電流が供給されて蓄電される。また少量の電力を供給した蓄電池28にも電力が蓄電される。このように蓄電池28と保護用コンデンサ29がバッファとなり、成形サイクルにおける消費電力を平滑化することができる。ところで上で説明したように、成形サイクルにおいて蓄電池28に蓄電されたり蓄電池28から供給される電力はわずかであるので、蓄電池28は劣化し難い。つまり内部抵抗32が小さい保護用コンデンサ29によって、蓄電池29の劣化が抑制される。   In the electric injection molding machine according to the present embodiment, when the three-phase AC voltage from the factory power supply 2 is normally supplied, the power supplied through the molding cycle becomes substantially constant, thereby increasing the maximum power. It can be driven to suppress. This will be explained. In the molding cycle, when the consumed power is relatively small, such as a plasticizing process, a mold opening / closing process, and a protruding process, the power is stored in the power storage device 7. That is, electric power is stored in the storage battery 28 and the protective capacitor 29. In an injection process that requires a large amount of power in a short time, a large amount of current is supplied to the servo amplifier 12 through the second DC voltage line 10, so that the second DC voltage drops instantaneously. In order to maintain the second DC voltage, the control device 27 controls the DC voltage conversion circuit 17 to boost the DC current from the first DC voltage line 9 and supply the current to the second DC voltage line 10. The second DC voltage is maintained. Then, the voltage of the first DC voltage line 9 decreases instantaneously. When the voltage drops, power is supplied from the storage battery 28 and the protective capacitor 29 to the first DC voltage line 9. Incidentally, as shown in FIG. 3, the internal resistance 31 of the storage battery 28 is always larger than the internal resistance 32 of the protective capacitor 29, and the difference between the internal resistances 31 and 32 is particularly large when the frequency is large. It can be said that the state where the first DC voltage fluctuates instantaneously is a state where the frequency is large. As a result, most of the power supplied to the first DC voltage line 9 comes from the protective capacitor 29 having a smaller internal resistance 32. In the instantaneous voltage fluctuation, the power supplied from the storage battery 28 is relatively small. After the injection process is completed, less power is consumed. The protective capacitor 29 supplied with the electric power is supplied with the direct current of the first direct current voltage converted by the alternating current direct current converter 6 to be stored. The electric power is also stored in the storage battery 28 supplied with a small amount of electric power. Thus, the storage battery 28 and the protective capacitor 29 serve as a buffer, and the power consumption in the molding cycle can be smoothed. By the way, as explained above, since the electric power stored in the storage battery 28 or supplied from the storage battery 28 is small in the molding cycle, the storage battery 28 is hardly deteriorated. That is, the deterioration of the storage battery 29 is suppressed by the protective capacitor 29 having a small internal resistance 32.

本実施の形態に係る電動射出成形機は、停電時において各装置を安全な状態に駆動して停止することができる。これを説明する。工場電源2からの三相交流電圧の供給が停止する。すなわち停電する。型締装置や突出装置は、その位置によって金型を破損することがある。従って型開閉軸と突出軸のモータM、Mを駆動するためにサーボアンプ14、15を駆動して安全な状態にする必要がある。そうすると第2の直流電圧10において電力が消費される。第2の直流電圧を維持するために、制御装置27により直流電圧変換回路17を駆動して第1の直流電圧線9から第2の直流電圧線10に電力を供給する。工場電源2は停電しているので、三相交流電圧の供給はなく、交流直流変換器7から第1の直流電圧線9への直流電圧の供給は停止しているが、蓄電池28と保護用コンデンサ29には電力が貯蔵されている。特に蓄電池28には大電力が貯蔵されているので、十分な電力を第1の直流電圧線9に供給することができる。型締装置と突出装置が安全な位置に達したら、これらを停止する。電動射出成形機を停止する。   The electric injection molding machine according to the present embodiment can drive and stop each device in a safe state during a power failure. This will be explained. The supply of the three-phase AC voltage from the factory power supply 2 is stopped. That is, a power failure occurs. The mold clamping device and the protruding device may damage the mold depending on the position. Therefore, in order to drive the motors M and M of the mold opening / closing shaft and the protruding shaft, it is necessary to drive the servo amplifiers 14 and 15 to be in a safe state. Then, power is consumed at the second DC voltage 10. In order to maintain the second DC voltage, the controller 27 drives the DC voltage conversion circuit 17 to supply power from the first DC voltage line 9 to the second DC voltage line 10. Since the factory power supply 2 has a power failure, there is no supply of three-phase AC voltage, and supply of DC voltage from the AC / DC converter 7 to the first DC voltage line 9 is stopped. Electric power is stored in the capacitor 29. In particular, since a large amount of power is stored in the storage battery 28, sufficient power can be supplied to the first DC voltage line 9. When the clamping device and the protruding device reach a safe position, they are stopped. Stop the electric injection molding machine.

本実施の形態に係る電動射出成形機は色々な変形が可能である。例えば本実施の形態においては直流電圧変換回路17には、第2のトランジスタ21と第2のダイオード24とが設けられているが、これらは回生電力を第2の直流電圧線10から第1の直流電圧線9に戻すためのものであるので、無くても本発明を実施できる。また他の変形も可能であり、交流直流変換器6はPWMコンバータからなるように説明したが、三相ブリッジ整流回路から構成してもよい。また、本実施の形態に係る電動射出成形機は停電時には各装置を安全な状態に駆動して、その後停止するように説明したが、必ずしも停止する必要はない。つまり蓄電池28は十分な電力を貯蔵できるので、蓄電池28からの供給電力により停電時であっても停止することなく継続して電動射出成形機を運転することもできる。   The electric injection molding machine according to the present embodiment can be variously modified. For example, in the present embodiment, the DC voltage conversion circuit 17 is provided with the second transistor 21 and the second diode 24, which regenerate power from the second DC voltage line 10 to the first DC voltage conversion circuit 17. Since it is for returning to the DC voltage line 9, this invention can be implemented even if it does not exist. Other modifications are possible, and the AC / DC converter 6 has been described as being composed of a PWM converter, but may be composed of a three-phase bridge rectifier circuit. In addition, although the electric injection molding machine according to the present embodiment has been described to drive each device to a safe state at the time of a power failure and then stop, it is not always necessary to stop. That is, since the storage battery 28 can store sufficient electric power, the electric injection molding machine can be continuously operated without stopping by the power supplied from the storage battery 28 even during a power failure.

1 給電システム 2 工場電源
4 三相交流電圧線 6 交流直流変換器
7 電力貯蔵装置 9 第1の直流電圧線
10 第2の直流電圧線
12、13、14、15 サーボアンプ
17 直流電圧変換回路 28 蓄電池
29 保護用コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply system 2 Factory power supply 4 Three-phase AC voltage line 6 AC / DC converter 7 Power storage device 9 1st DC voltage line 10 2nd DC voltage line
12, 13, 14, 15 Servo amplifier 17 DC voltage conversion circuit 28 Storage battery 29 Protection capacitor

Claims (2)

外部から供給される三相交流電圧を第1の直流電圧に変換する交流直流変換器と、前記第1の直流電圧を第2の直流電圧に昇圧する直流電圧変換回路とを備え、前記第2の直流電圧がインバータに供給されてモータが駆動されるようになっている電動射出成形機において、
前記第1の直流電圧が供給される直流電圧線には、蓄電池とコンデンサとが並列に接続されていることを特徴とする電動射出成形機。
An AC / DC converter that converts a three-phase AC voltage supplied from the outside into a first DC voltage; and a DC voltage conversion circuit that boosts the first DC voltage to a second DC voltage. In the electric injection molding machine in which the direct current voltage is supplied to the inverter and the motor is driven,
An electric injection molding machine, wherein a storage battery and a capacitor are connected in parallel to a DC voltage line to which the first DC voltage is supplied.
請求項1に記載の電動射出成形機において、前記直流電圧変換回路は必要に応じて前記第2の直流電圧を降圧して前記第1の直流電圧に戻すようになっていることを特徴とする電動射出成形機。   2. The electric injection molding machine according to claim 1, wherein the DC voltage conversion circuit steps down the second DC voltage and returns it to the first DC voltage as necessary. Electric injection molding machine.
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