CN104943110A - 注射成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够改善转换器装置的电流状态的注射成型机。本发明的注射成型机具备：马达；该马达的驱动电路；转换器装置，并联具有将来自电源的交流电转换成直流电并供给至所述驱动电路的第1电力转换部、及将来自所述驱动电路的再生电力转换成交流电并供给至所述电源的第2电力转换部；主开关，设置于连接该转换器装置与所述电源的电源线路的中途；及控制器，限制所述第2电力转换部的再生动作之后，将所述主开关从开启切换为关闭。

Description

注射成型机
技术领域
本申请主张基于2014年3月31日申请的日本专利申请第2014-074523号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及一种注射成型机。
背景技术
注射成型机具有进行模具装置的闭模、合模及开模的合模装置，向模具装置内填充成型材料的注射装置及从模具装置顶出成型品的顶出装置等。合模装置或注射装置、顶出装置具有马达。
注射成型机具备：转换器装置，将来自电源的交流电转换成直流电；逆变器装置，将来自转换器装置的直流电转换成交流电并供给至各种马达；及DC链路，连接转换器装置与逆变器装置。
转换器装置并联具有：第1电力转换部，将来自电源的交流电转换成直流电并供给至逆变器装置；及第2电力转换部，将来自逆变器装置的再生电力转换成交流电并供给至电源的第2电力转换部(例如，参考专利文献1)。能够回收再生电力并进行再利用，并且能够提高马达的能效。
专利文献1：日本专利公开2013-027987号公报
第1电力转换部与第2电力转换部并联连接，转换器装置的电流状态还需要改善。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够改善转换器装置的电流状态的注射成型机。
为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供一种注射成型机，其具备：
马达；
该马达的驱动电路；
转换器装置，并联具有将来自电源的交流电转换成直流电并供给至所述驱动电路的第1电力转换部、及将来自所述驱动电路的再生电力转换成交流电并供给至所述电源的第2电力转换部；
主开关，设置于连接该转换器装置与所述电源的电源线路的中途；及
控制器，限制所述第2电力转换部的再生动作之后，将所述主开关从开启切换为关闭。
发明效果
根据本发明的一方式，提供一种能够改善转换器装置的电流状态的注射成型机。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的注射成型机的电路的图。
图2是表示第1实施方式的控制器的处理的流程图。
图3是表示第1实施方式的变形例的注射成型机的电路的图。
图4是表示本发明的第2实施方式的注射成型机的电路的图。
图5是表示第2实施方式的控制器的处理的流程图。
图6是表示第2实施方式的变形例的注射成型机的电路的图。
图中：10-马达，20-逆变器装置，30-DC链路，31-直流电源线路，35-电容器，40-转换器装置，41-第1电力转换部，42-第2电力转换部，43B-电阻器，45B-旁通线路，46B-旁通开关，47B-再生开关，51-主开关，61-交流电源线路，80-控制器。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明，各附图中，对于相同或相应的结构标注相同或相应的符号并省略说明。
[第1实施方式]
图1是表示本发明的第1实施方式的注射成型机的电路的图。注射成型机具备马达10、作为驱动电路的逆变器装置20、DC链路30、转换器装置40、主开关51及控制器80等。
马达10可以是合模马达、注射马达、计量马达及顶出马达等中的任一个。合模马达使可动压板相对于固定压板进退，进行模具装置的闭模、合模及开模。模具装置例如由定模及动模构成，定模安装于固定压板的与可动压板对置的面上，动模安装于可动压板的与固定压板对置的面上。注射马达通过使配设于加热缸内的螺杆前进，将螺杆前方的成型材料从加热缸射出并填充至模具装置内。计量马达通过使配设于加热缸内的螺杆旋转，将成型材料沿着形成于螺杆上的螺旋状的槽送至前方，在螺杆的前方蓄积成型材料。也可以在加热缸内配设柱塞来代替螺杆，马达10也可以是使柱塞进退的装置。顶出马达使模具装置内的可动部件进退，从模具装置顶出成型品。图1中，马达10的个数为1个，但也可以是多个。
另外，当马达10的个数为多个时，也可以设置多个由逆变器装置20、DC链路30及转换器装置40构成的电力转换单元，但也可以仅设置1个，并且多个马达10并联连接。
逆变器装置20将来自DC链路30或转换器装置40的直流电转换成交流电并供给至马达10。逆变器装置20具有3个例如由2个开关元件构成的桥臂。另外，桥臂的个数没有特别限定。作为开关元件的具体例，例如可举出MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Filed-EffectTransistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、双极晶体管等。二极管反并联连接于各开关元件。二极管也可以内置于各开关元件内。马达10减速时产生的再生电力经由二极管供给至转换器装置40或DC链路30。
DC链路30包括2根直流电源线路31及电容器35。2根直流电源线路31连接逆变器装置20与转换器装置40。各直流电源线路31在分支点分支成直流电源线路31-1与直流电源线路31-2。一方的直流电源线路31-1与设置于转换器装置40内的第1电力转换部41连接，另一方的直流电源线路31-2与设置于转换器装置40内的第2电力转换部42连接。电容器35使2根直流电源线路31之间的直流电压(以下称为DC链路电压)平滑化。
转换器装置40并列具有第1电力转换部41及第2电力转换部42。第1电力转换部41将来自电源12的交流电转换成直流电，并供给至逆变器装置20或DC链路30。第1电力转换部41例如为三相桥式电路，包括6个二极管。
第2电力转换部42将来自逆变器装置20的再生电力转换成交流电并供给至电源12。第2电力转换部42具有3个例如由2个开关元件构成的桥臂。另外，桥臂的个数没有特别限定。二极管反并联连接于各开关元件。二极管也可以内置于各开关元件内。
第2电力转换部42与第1电力转换部41同样地包括6个二极管，因此也能够将来自电源12的交流电转换成直流电，并供给至逆变器装置20或DC链路30。
主开关51设置于连接电源12与转换器装置40的交流电源线路61的中途。各交流电源线路61在分支点分支成交流电源线路61-1与交流电源线路61-2。一方的交流电源线路61-1与第1电力转换部41连接，另一方的交流电源线路61-2与第2电力转换部42连接。主开关51配设于上述分支点与电源12之间。
主开关51由继电器及电磁开关等构成，在控制器80的控制下开启或关闭。当主开关51开启时，电源12与转换器装置40连接。另一方面，当主开关51关闭时，电源12与转换器装置40被断开。
控制器80具有存储器等存储部及CPU(Central ProcessingUnit)，通过使CPU执行存储在存储部的控制程序来控制主开关51、转换器装置40及逆变器装置20。
控制器80通过开启主开关51，从电源12向第1电力转换部41供给交流电。第1电力转换部41将来自电源12的交流电转换成直流电，并供给至逆变器装置20或DC链路30。
控制器80生成用于进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制的PWM信号，并输出至逆变器装置20。逆变器装置20的各开关元件根据来自控制器80的PWM信号进行切换，并驱动马达10。
在马达10减速时，通过马达10的感应电动势产生再生电力。再生电力经由逆变器装置20被供给至DC链路30等，并且被充电到电容器35。其结果，DC链路电压上升。另一方面，在马达10加速时或恒速时，若电容器35被放电，则DC链路电压下降。能够通过电压检测器36检测DC链路电压。电压检测器36将表示DC链路电压的信号输出至控制器80。
控制器80监视DC链路电压，当DC链路电压超过第1阈值时，生成PWM信号等控制信号，并输出至第2电力转换部42。第2电力转换部42的各开关元件根据来自控制器80的控制信号进行切换，并将再生电力转换成交流电供给至电源12。能够回收再生电力并进行再利用，并且能够提高马达10的能效。另外，能够抑制电容器35的过度充电，并且能够抑制电容器35的损伤。当电容器35通过电源再生而被放电，且DC链路电压为第2阈值(第2阈值≤第1阈值)以下时，控制器80停止第2电力转换部42的再生动作，并且停止电容器35的放电。
另外，第2电力转换部42的控制可以不是PWM控制，也可以是例如120°通电控制。
图2是表示第1实施方式的控制器的处理的流程图。在图2所示的步骤S12中，控制器80监视是否收到紧急停止信号。紧急停止信号为紧急停止按钮52被按压时或安全门被打开时等停止注射成型的信号。
在步骤S14中，控制器80确认是否收到紧急停止信号。没有收到紧急停止信号时(步骤S14，NO)，控制器80返回步骤S12并继续执行步骤S12之后的处理。另一方面，当收到紧急停止信号时(步骤S14，YES)，控制器80停止马达10(步骤S16)。由于马达10被减速停止，因此产生再生电力，并且DC链路电压上升。
接着，控制器80关闭第2电力转换部42的开关元件(称为伺服关闭)而进行第2电力转换部42的再生动作的限制(本实施方式中为停止)(步骤S18)。之后，控制器80将主开关51从开启切换为关闭(步骤S20)，结束这次处理。
根据本实施方式，在第2电力转换部42的再生动作停止后，进行将主开关51从开启切换为关闭。由此，能够防止回流。回流是指来自第2电力转换部42的交流电不会供给至电源12，而在第1电力转换部41中被转换成直流电并供给至DC链路30的现象。根据本实施方式，能够防止回流，因此能够防止第2电力转换部42的不必要的再生动作。
另外，马达10的停止(步骤S16)和第2电力转换部42的再生动作的停止(步骤S18)中可以先进行任一个步骤，也可以同时进行。
当收到紧急停止信号等紧急停止要求时，控制器80停止第2电力转换部42的再生动作之后，将主开关51从开启切换为关闭。
本实施方式的控制器80具有指令部81，指令部81进行接收紧急停止信号、马达10的停止、第2电力转换部42的再生动作的停止及将主开关51从开启切换为关闭。
[第1实施方式的变形例]
图3是表示第1实施方式的变形例的注射成型机的电路的图。另外，本变形例的控制器80A的处理与图2的处理相同，因此省略图示。
如图3所示，注射成型机具备马达10、作为驱动电路的逆变器装置20、DC链路30、转换器装置40、主开关51及控制器80A等。
控制器80A具有指令部81A。当紧急停止按钮52被按压时或安全门被打开时等，指令部81A接收使注射成型中断的紧急停止信号。
指令部81A收到紧急停止信号时停止马达10。马达10被减速停止，从而产生再生电力，并且DC链路电压上升。
并且，指令部81A收到紧急停止信号时，关闭第2电力转换部42的开关元件从而停止第2电力转换部42的再生动作。
控制器80A具有延时电路82A。延时电路82A与指令部81A同样地接收紧急停止信号，并且从收到紧急停止信号起经过规定时间之后，将主开关51从开启切换为关闭。第2电力转换部42的再生动作停止后，进行将主开关51从开启切换为关闭。能够防止回流，并且能够防止第2电力转换部42的不必要的再生动作。
[第2实施方式]
图4是表示本发明的第2实施方式的注射成型机的电路的图。注射成型机具备马达10、作为驱动电路的逆变器装置20、DC链路30、转换器装置40B、主开关51及控制器80B等。
除了第1电力转换部41及第2电力转换部42之外，转换器装置40B还具有电阻器43B、旁通线路45B、旁通开关46B及再生开关47B。
电阻器43B设置于与第1电力转换部41连接的直流电源线路31-1的中途。在图4中，电阻器43B设置于低压侧的直流电源线路31-1的中途，但也可以设置于高压侧的直流电源线路31-1的中途。
在将主开关51从关闭切换为开启时，电阻器43B限制从第1电力转换部41向DC链路30的突入电流。能够防止电容器35的急速充电，并且能够抑制电容器35的损伤。
旁通线路45B从直流电源线路31-1分支并绕开电阻器43B。在旁通线路45B的中途设置有旁通开关46B，旁通开关46B与电阻器43B并联连接。
旁通开关46B由继电器及电磁开关等构成，在控制器80的控制下开启或关闭。当旁通开关46B开启时，电流不会流过电阻器43B。另一方面，当旁通开关46B关闭时，电流流过电阻器43B。
再生开关47B设置于连接主开关51与第2电力转换部42的交流电源线路61-2的中途。再生开关47B由继电器及电磁开关等构成，在控制器80的控制下开启或关闭。当主开关51为开启且再生开关47B为开启时，电源12与第2电力转换部42连接。另一方面，当主开关51为开启且再生开关47B为关闭时，电源12与第2电力转换部42被断开。当主开关51为关闭时，与再生开关47B的状态无关，电源12与第1电力转换部41被断开，并且电源12与第2电力转换部42被断开。
控制器80B根据DC链路30的状态(例如DC链路电压)控制旁通开关46B，由此限制从第1电力转换部41向DC链路30的突入电流。并且，控制器80B根据DC链路30的状态控制再生开关47B，由此限制从电源12向第2电力转换部42的突入电流。突入电流在电容器35没有充分充电的情况下产生。
图5是表示第2实施方式的控制器的处理的流程图。图5所示的处理例如在将主开关51从关闭切换为开启时开始。
在将主开关51从关闭切换为开启时，旁通开关46B设为关闭，从第1电力转换部41流入DC链路30的直流电流经过电阻器43B。能够限制向DC链路30的突入电流，并且能够抑制电容器35的急速充电，并且能够抑制电容器35的损伤。
并且，在将主开关51从关闭切换为开启时，再生开关47B设为关闭，电源12与第2电力转换部42被断开。由此，能够限制向第2电力转换部42的突入电流，并且能够抑制第2电力转换部42的损坏。
在图5所示的步骤S32中，控制器80C监视DC链路电压Vdc。控制器80C确认DC链路电压Vdc是否为阈值Vdc0以上(步骤S34)。阈值Vdc0设定为能够限制向DC链路30或第2电力转换部42的突入电流。
当DC链路电压Vdc小于阈值Vdc0时(步骤S34，NO)，电容器35的充电不足，因此控制器80C返回步骤S32并继续执行步骤S32之后的处理。
另一方面，当DC链路电压Vdc为阈值Vdc0以上时(步骤S34，YES)，控制器80C开启旁通开关46B(步骤S36)。从第1电力转换部41流入DC链路30的直流电流不经过电阻器43B而经过旁通线路45B。接着，控制器80C开启再生开关47B(步骤S38)。电源12与第2电力转换部42连接，从而能够使电源再生。
可以在将旁通开关46B从关闭切换为开启(步骤S36)之后，进行将再生开关47B从关闭切换为开启(步骤S38)。与同时进行切换的情况相比，由于再生开关47B在DC链路电压Vdc较高的状态下被开启，因此能够降低第2电力转换部42的额定功率。
本实施方式的控制器80B具有指令部81B，指令部81B进行DC链路电压Vdc的监视、将旁通开关46B从关闭切换为开启及将再生开关47B从关闭切换为开启。
[第2实施方式的变形例]
图6是表示第2实施方式的变形例的注射成型机的电路的图。本变形的控制器80C的处理与图5所示的处理相同，因此省略图示。
如图6所示，注射成型机具备马达10、作为驱动电路的逆变器装置20、DC链路30、转换器装置40B、主开关51及控制器80C等。
控制器80C根据DC链路30的状态控制旁通开关46B，由此限制从第1电力转换部41向DC链路30的突入电流。控制器80C具有指令部81C及延时电路82C。
当检测到将主开关51从关闭切换为开启时，指令部81C向延时电路82C输出将旁通开关46B从关闭切换为开启的开启信号。在收到开启信号起经过规定时间之后，延时电路82C将旁通开关46B从关闭切换为开启。
在将主开关51从关闭切换为开启时，旁通开关46B设为关闭，从第1电力转换部41流入DC链路30的直流电流经过电阻器43B，从而不会成为大电流。因此，能够抑制电容器35的急速充电，并且能够抑制电容器35的损伤。
在延时电路82C收到开启信号起经过规定时间之后，DC链路电压Vdc成为阈值Vdc0以上，因此延时电路82C将旁通开关46B从关闭切换为开启。从第1电力转换部41流入DC链路30的直流电流不经过电阻器43B而经过旁通线路45B。
控制器80C根据DC链路30的状态控制再生开关47B，由此限制从电源12向第2电力转换部42的突入电流。控制器80C除了指令部81C之外，还具有延时电路83C。
当检测到将主开关51从关闭切换为开启时，指令部81C向延时电路83C输出将再生开关47B从关闭切换为开启的开启信号。在收到开启信号起经过规定时间之后，延时电路83C将再生开关47B从关闭切换为开启。
在将主开关51从关闭切换为开启时，再生开关47B设为关闭，电源12与第2电力转换部42被断开。因此，能够抑制向第2电力转换部42的突入电流，并且能够抑制第2电力转换部42的损坏。
在延时电路83C收到开启信号起经过规定时间之后，DC链路电压Vdc成为阈值Vdc0以上，因此延时电路83C将再生开关47B从关闭切换为开启。电源12与第2电力转换部42连接，从而能够使电源再生。
再生开关47B用的延时电路83C的延迟时间也可以比旁通开关46B用的延时电路82C的延迟时间长。在将旁通开关46B从关闭切换为开启(步骤S36)之后，进行将再生开关47B从关闭切换为开启(步骤S38)。与同时进行切换的情况相比，由于再生开关47B在DC链路电压Vdc较高的状态下被开启，因此能够降低第2电力转换部42的额定功率。
以上，对注射成型机的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在技术方案的范围中所记载的本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形和改进。
例如，第1实施方式或者该变形例的控制器也可以具有第2实施方式或者该变形例的控制器的功能。

Claims (8)

1.一种注射成型机，其具备：
马达；
该马达的驱动电路；
转换器装置，并联具有将来自电源的交流电转换成直流电并供给至所述驱动电路的第1电力转换部、及将来自所述驱动电路的再生电力转换成交流电并供给至所述电源的第2电力转换部；
主开关，设置于连接该转换器装置与所述电源的电源线路的中途；及
控制器，限制所述第2电力转换部的再生动作之后，将所述主开关从开启切换为关闭。
2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，
所述控制器在收到紧急停止要求时，限制所述第2电力转换部的再生动作，之后，将所述主开关从开启切换为关闭。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，
具备连接所述转换器装置与所述驱动电路的DC链路，
所述转换器装置包括再生开关，所述再生开关设置于连接所述电源与所述第2电力转换部的电源线路的中途，
所述控制器根据所述DC链路的状态控制所述再生开关，由此限制从所述电源向所述第2电力转换部的突入电流。
4.根据权利要求3所述的注射成型机，其中，
所述转换器装置具有：电阻器，限制从所述第1电力转换部向所述DC链路的突入电流；旁通线路，旁通该电阻器；及旁通开关，设置于该旁通线路的中途，
所述控制器根据所述DC链路的状态控制所述旁通开关，由此限制从所述第1电力转换部向所述DC链路的突入电流。
5.根据权利要求4所述的注射成型机，其中，
所述控制器将所述旁通开关从关闭切换为开启之后，将所述再生开关从关闭切换为开启。
6.一种注射成型机，其具备：
马达；
该马达的驱动电路；
转换器装置，并联具有将来自电源的交流电转换成直流电并供给至所述驱动电路的第1电力转换部、及将来自所述驱动电路的再生电力转换成交流电并供给至所述电源的第2电力转换部；
DC链路，连接所述转换器装置与所述驱动电路；
再生开关，设置于连接所述电源与所述第2电力转换部的电源线路的中途；及
控制器，根据所述DC链路的状态控制所述再生开关，由此限制从所述电源向所述第2电力转换部的突入电流。
7.根据权利要求6所述的注射成型机，其中，
所述转换器装置具有：电阻器，限制从所述第1电力转换部向所述DC链路的突入电流；旁通线路，旁通该电阻器；及旁通开关，设置于该旁通线路的中途，
所述控制器根据所述DC链路的状态控制所述旁通开关，由此限制从所述第1电力转换部向所述DC链路的突入电流。
8.根据权利要求7所述的注射成型机，其中，
所述控制器将所述旁通开关从关闭切换为开启之后，将所述再生开关从关闭切换为开启。
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