CN105932911A - 电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使电机(1)停止运转的方法，其中，对电机(1)进行开环或闭环控制，使得电机的从动端基本上静止，如果在从动端基本上静止期间转矩和/或力作用到该从动端上，那么该转矩和/或力借助被开环或闭环控制的减负荷运动(E)至少部分地、优选基本上全部消除，并且将电机(1)切换至无力矩的状态。

Description

电机
技术领域
本发明涉及一种电机以及一种用于使电机停止运转的方法.
背景技术
在现有技术中已知的用于使电机停止运转的标准方法包含对电机的开环或闭环控制，使得电机的从动端基本上静止，必要时还包含制动器的激活以及电机的无力矩切换(Momentenfreischaltung).
制动器在此应阻止的是：在无力矩切换后被驱动的设备或电机自身出现不期望的运动.然而，在一些特殊应用领域中该解决方案很难实现或者必须在大量耗费的情况下才能实现.
例如，在注射成型机中，电机通常用于施加大的力.通过该力在注射成型机上产生变形.例如在注射成型机的合模单元中，合模力会引起横梁的拉伸或机架的变形.大的变形同样出现在注射成型模具以及注射成型机的固定的模具夹紧板上。这些由注射单元的挤压以及注射的熔液的压力产生.
在这些应用中出现的由所述变形的恢复导致的作用在从动端上的反转矩或反力不能由制动器补偿.
发明内容
本发明的目的是：提供一种电机以及一种用于使电机停止运转的方法，其跟现有技术相比，即使在反转矩和/或反力非常大的情况下，也实现较低成本的停止运转.
在方法方面，所述目的利用权利要求1的特征得以实现.在电机方面，所述目的利用权利要求11的特征实现.
这通过以下方式得以实现，即，对电机进行开环或闭环控制，使得电机的从动端基本上静止，如果在从动端基本上静止期间转矩和/或力作用到该从动端上，那么转矩和/或力借助被开环或闭环控制的减负荷运动被至少部分地、优选完全地消除并且电机被转换为无力矩的.
因为在根据本发明的无力矩切换中不出现随后的运动，所以相对的安全制动器的尺寸可以大大减小，或者可以完全取消该安全制动器.
本发明的优选的实施方式在从属权利要求中限定.
出于简化的要求可以优选设定：在电机上对在输出轴基本上静止期间作用到从动端上的转矩和/或力进行测量.在此可以采用电机的驱动控制器的电流信号或者力矩信号，在很多情况下驱动控制器自身为了控制采用所述信号.
也可以关于电机在外部对在从动端基本上静止期间作用到从动端上的转矩和/或力进行测量.也就是说也可以使用其它传感器，这些传感器不是电机的组成部分.作为在成型机的合模单元的应用中的实例可以是合模力传感器.
为了保障作用到从动端上的转矩和/或力快速且安全地消除可以规定：在减负荷运动中对剩余转矩和/或剩余力进行测量.
也可以为了简单的目的在电机上或在外部对剩余转矩和/或剩余作用进行测量.
一旦剩余转矩或者剩余力基本上消失，减负荷运动就可以终止.
可以作为准则为作用到从动端上的转矩以及力的完全消除或者为剩余转矩和/或剩余力的消失引入下极限值.一旦低于这个下极限值，就可以将转矩和/或力或者剩余转矩和/或剩余力看作基本上被消除或者说消失.
为了保障在实际中不会出现滚出运动优选设定：根据剩余转矩和/或剩余力对减负荷运动进行开环或闭环控制.
本发明原则上可用于每种电机.然而优选设定用于成型机、特别是用于其合模单元和注射单元.成型机在此可以理解为注射成型机、压铸机、压力机和类似机器.
根据本发明的电机在此可以优选设置为用于驱动可运动的模具夹紧板、顶出器、注射机组、塑化蜗杆和/或注射活塞.
特别优选地设定联合弹性加载的成型模具的应用，这是因为当根据现有技术的方法实施时，在运行中通过弹簧的加载可以预期到在从动端静止后的大的运动的升高的可能性.
附图说明
本发明的另外的优点以及细节借助附图以及附图可以看到.附图中：
图1和2示出用于阐述现有技术中已知的方法以及用于阐述存在问题的曲线图；
图3示出两个用于阐述根据本发明的方法的曲线图；
图4示出根据本发明的C形框架实施形式的注射成型机的合模单元；
图5示出根据本发明的具有四根横梁的实施形式的注射成型机的合模单元.
具体实施方式
图1示出两个曲线图，其中上侧的曲线图示出电机1停转时在其从动端上存在或者说施加的速度V，而下侧的曲线图示出该电机停转时在其从动端上存在或者说施加的转矩M.在时间间隔I中，电机首先以恒定的速度V稳定运行，其通过恒定的转矩M(在完成做功的情况下)保持.在从时间间隔I向时间间隔II过渡时，触发电机1的停止运转.对电机1进行开环或闭环控制，使得速度V基本降至零.为此使得由电机1提供的转矩M的作用方向反转.一旦速度V在测量精度范围内基本消失，由电机1提供的转矩M就基本消失.在从动端的速度V在一段时间被开环或闭环控制为基本保持在零时，电机被切换至无转矩的状态(在从时间间隔II向时间间隔III过渡时).
图1所示的理想状态的特征为，电机1驱动的设备在电机1自身上不施加反作用.
图2示出在具有反作用的转矩MR形式的相应的反作用时的情形.一旦从动端(在时间间隔II中)的速度V基本下降至零时，该从动端必须继续保持一转矩M，因为否则反作用的转矩MR就会导致从动端的运动.这恰恰发生在向时间区域III过渡的时候，此时电机1被转换至无转矩状态.相应的滚出运动A(也用闪电标记标出)由反作用的转矩MR产生.一旦反作用的转矩MR消除，滚出运动A就平息(通过摩擦和类似作用).此处关键的是：滚出运动A不被开环和闭环控制，而是完全不受控制的.因此其具有安全风险.
与图1和图2的图示类似，图3示出用于实施根据发明的方法的曲线图.在从动端的速度V被开环或闭环控制下降至零后，通过检测来测量反作用的转矩MR.如果该反作用的转矩明显不等于零(例如通过超过一极限值来表征)，那么实施被开环或闭环控制的减负荷运动E，并消除反作用的转矩MR.对减负荷运动进行开环或闭环控制，使得出现的剩余转矩MRest在监控下被消除.减负荷运动E在这个实施例中根据电机1从动端的速度并且根据剩余转矩MRest被控制.
当从动端的速度V和转矩M基本上消失后，电机1的无力矩切换才被激活(向时间间隔III的过渡).在此还可以引入低于极限值作为消失的准则.如下地选择极限值，使得在系统中出现的会由未精确消失的速度V和/或转矩M导致的摩擦阻碍运动.
在这个实施例中，根据来自成型机的安全范围的EN60204-1中的“安全转矩关闭分级0”来实施无转矩切换.例如在急停被触发时(在维持滞延时间的情况下)或者在保护盖被打开时，该无转矩切换被激活.
如果不需要安全技术上的关断，也可以简单地内部关断驱动控制器的额定力矩或者说关断该驱动控制器.
图4示出注射成型机的合模单元2，其具有两个根据本发明的电机1.图中略微偏左的电机1用于驱动可运动的模具夹紧板5.分别在可运动的夹紧板5和固定的夹紧板7上装配有注射成型模具8的两个半体.在此由电机1施加高的合模力，该合模力大得使通过机架10的变形产生距离D1的显著改变.如果在这种情况下相应电机1的通过操作者触发或者通过内部或外部的故障信号触发的停止运转在该电机1的开环或闭环控制装置3的接口4上被接收，那么该开环或闭环控制装置3根据本发明对电机1进行控制.如果不是这种情况，那么机架10的恢复运动会触发电机1转子的不受控的运动以及更重要的是会触发合模单元的机构11的不受控的运动.类似地适用于驱动顶出机构6的位于中心的电机1。例如虽然相应的电机1已经被激活，但是顶出器仍然不能实现距离D2的长度改变.如果电机1不根据本发明通过开环或闭环控制装置3得到开环或闭环控制，那么在此会出现顶出机构6的不受控的运动.
图5示出类似于图4的视图，其中，用具有四根横梁12的合模单元2代替具有C形框架的合模单元2.电机1(在图中左侧)在此也用于、在这种情况下通过曲柄杠杆机构13使可运动的模具夹紧板5运动。第二电机用于驱动顶出机构6.在此，距离D3相当于距离D1，而距离D4相当于距离D2.图5应表明，本发明并不依赖于注射成型机的类型.在每种成型机器中都可以避免电机1停止运转时产生的不期望的或者不受控的运动。

Claims (12)

1.用于使电机(1)停止运转的方法，其中
-对电机(1)进行开环或闭环控制，使得电机的从动端基本上静止，
-如果在从动端基本上静止期间转矩和/或力作用到该从动端上，那么该转矩和/或力借助被开环或闭环控制的减负荷运动(E)至少部分地、优选基本上全部消除，并且
-将电机(1)切换至无力矩的状态.
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助电机(1)来实施减负荷运动(E).
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据优选从动端的速度来对减负荷运动(E)进行开环或闭环控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在电机(1)上对在从动端基本上静止期间作用到该从动端上的转矩和/或力进行测量.
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在减负荷运动(E)期间优选在电机(1)上对剩余转矩和/或剩余力进行测量.
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据剩余转矩和/或剩余力对减负荷运动(E)进行开环或闭环控制.
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当剩余转矩和/或剩余力基本消失时，减负荷运动(E)终止.
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，根据速度和/或位置、特别是根据从动端的速度和/或位置来对电机(1)进行控制.
9.用于运行电机的方法，其中，基于操作者的信号以及/或者外部和/或内部的故障信号来实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法.
10.用于运行成型机的合模单元(2)和/或注射单元的方法，其具有至少一个电机(1)，其中，所述电机借助根据权利要求9的方法运行.
11.特别是用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的电机，该电机包括：
-从动端，
-用于测量作用到从动端上的力和/或作用到从动端上的转矩的测量装置，和
-与所述测量装置连接的开环或闭环控制单元(3)，该开环或闭环控制单元具有用于传输用于触发电机(1)停止运转的信号的接口(4)，
其特征在于，所述开环或闭环控制单元(3)在存在用于触发停止运转的信号时对电机(1)进行开环或闭环控制，使得
-该电机的从动端基本静止，并且
-当测量装置的测量信号显示在从动端基本静止期间，该从动端上作用有转矩和/或力时，借助开环或闭环控制的减负荷运动(E)消除该转矩和/或力，并且开环或闭环控制单元(3)在减负荷运动(E)后将电机切换至无转矩状态.
12.成型机的合模单元和/或注射单元，其具有根据权利要求11所述的电机，其中，电机(1)设置成特别是用于驱动可运动的模具夹紧板(5)和/或顶出器(6)和/或注射机组和/或塑化蜗杆和/或注射活塞。
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