(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】エネルギーを消費しない時間に必要なエネルギーを蓄えるエネルギー貯蔵装置２３と、該エネルギー貯蔵装置２３に該エネルギー貯蔵装置２３が許容する最大電圧で、しかも電源設備容量が許容する最大電力で充電可能とする電流制限機能を有した昇圧型正弦波コンバータ２２を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該エネルギー貯蔵装置に該エネルギー貯蔵装置が許容する最大電圧で、しかも電源設備容量が許容する最大電力で充電可能とする電流制限機能を有した昇圧型正弦波コンバータを具備することを特徴とする間欠負荷駆動用電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００７−３３１０２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３４４９４６号公報
【特許文献３】特開２００４−７４２７５号公報
【特許文献４】特開２００３−２９０９９８号公報
【特許文献５】特開２０００−１４１４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【発明の効果】
【０００６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の構成図を示す。
【図２】間欠負荷の代表的なプレス機の一例を示す。
【図３】従来用いられていたシステムである
【符号の説明】
【００１５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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