CN106015199A - 伺服液压驱动多泵联动控制系统 - Google Patents

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李向东
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components

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Abstract

本发明提供了一种伺服液压驱动多泵联动控制系统，包括与三相交流电源连接的整流模块、多个伺服控制电机，各伺服控制电机分别与其对应的油泵连接，其中各伺服控制电机分别电路连接有逆变模块，多个逆变模块的输入端通过直流母线分别与整流模块的两相直流电源输出端连接；本发明替代传统独立电源模块、独立逆变的组合方式，将多个逆变模块采用共直流母线的方式共用同一个整流模块，大大降低生产的成本。

Description

伺服液压驱动多泵联动控制系统
技术领域
本发明涉及一种伺服液压驱动多泵联动控制系统，尤其适用于注塑机、橡胶机等成型设备的液压动力单元系统。
背景技术
自中国加入世界经贸组织(WTO)后，国外的机械制造业加速对华转移，促使国内注塑机、橡胶机等成型设备的快速发展，人们对成型设备的制品多样化市场需求越来越大。
以注塑机为例，早期的注塑机都是全液压式的，由于环保和节能的需要，后来推出了一种采用伺服电机驱动定量泵形式而形成的伺服液压驱动系统，该系统融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点，被人们大规模应用于成型设备中。
这种伺服液压驱动系统是采用独立电源模块、独立逆变的组合方式(即一台油泵匹配一台伺服电机，一台伺服电机匹配一套动力单元)，由于中大型注塑机的需求泵源的流量较大，为保证正常的作业，需要采用多泵串并联方式，将多组油泵由多组驱动器分别驱动，每组伺服电机连接独立的动力单元，通过每个驱动器的独立逆变器进行交直流的转化，这样的伺服液压驱动系统存在不必要的能量损耗，不利于企业的生产发展。因此，如何解决上述的问题，为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种安全稳定、成本低的伺服液压驱动多泵联动控制系统。
为实现上述的目的，本发明的伺服液压驱动多泵联动控制系统，包括与三相交流电源连接的整流模块、多个伺服控制电机，各伺服控制电机分别与其对应的油泵连接，其中各伺服控制电机分别电路连接有逆变模块，多个逆变模块的输入端通过直流母线分别与整流模块的两相直流电源输出端连接。
整流模块是利用电力半导体器件(二极管、晶闸管、IGBT等)的通断原理，将输入的三相工频交流电源(50Hz或60Hz)变换成直流电，并通过电容、电阻电路实现电能的储能和滤波。
上述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，在逆变模块与整流模块之间设有制动能量泄放模块；当伺服控制电机在刹车或减速过程中产生的动能将会转变为电能而输入逆变模块，此时，制动能量泄放模块能够将输入逆变模块的电机反馈能量稳定在合理的范围内。
上述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，所述的制动能量泄放模块由开关电路和制动电阻连接组成，所述开关电路的输入端与整流模块的输出端连接，所述开关电路的输出端与制动电阻连接，所述的制动电阻接地；在开关电路设置一个制动电压，实际电压低于设定电压时，开关电路断开，而当实际电压高于设定电压时，开关电路导通，电能通过制动电阻释放，从而保护电路连接的安全稳定。
上述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，与各伺服控制电机对应连接的油泵分别与多个油缸连接形成多套伺服液压控制油路；在每套伺服液压控制油路上的油泵之间设有单向阀；单向阀能够确保每套伺服液压控制油路的稳定性。
上述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，所述的逆变模块为IGBT三相桥式逆变器。
本发明由于采用上述的技术方案，通过多个逆变模块的输入端通过直流母线分别与整流模块的两相直流电源输出端连接，替代传统独立电源模块、独立逆变的组合方式(即一台油泵匹配一台伺服电机，一台伺服电机匹配一套动力单元)，以多台伺服控制电机对应多个逆变模块，多个逆变模块进行并联而共用同一个整流模块，实现多台伺服电机共用一套动力单元的技术目的，大大降低了生产成本；而且在逆变模块与整流模块之间设有制动能量泄放模块，制动能量泄放模块能够稳定伺服电机反馈的能量，保证电路连接的安全稳定性。
附图说明
下面将结合附图中的具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明伺服液压驱动多泵联动控制系统的结构示意图；
图2为本发明伺服液压驱动多泵联动控制系统的基本工作原理；
图3为本发明伺服液压驱动多泵联动控制系统的应用原理图。
图中：1为整流模块，2为伺服控制电机，3为逆变模块，4为制动能量泄放模块，41为开关电路，42为制动电阻，5为单向阀。
具体实施方式
如图1、图2所示，伺服液压驱动多泵联动控制系统，包括与三相交流电源连接的整流模块1、多个伺服控制电机2，各伺服控制电机2分别与其对应的油泵连接，各伺服控制电机2分别电路连接有逆变模块3，多个逆变模块3的输入端通过直流母线分别与整流模块1的两相直流电源输出端连接；在逆变模块3与整流模块1之间设有制动能量泄放模块4；制动能量泄放模块4由开关电路41和制动电阻42连接组成，开关电路41的输入端与整流模块1的输出端连接，所述开关电路41的输出端与制动电阻42连接，所述的制动电阻42接地；逆变模块3为IGBT三相桥式逆变器。
作为进一步改进方案，在整流模块1与逆变模块3之间还可以设有逆变回送单元，将大系统发电、用电内部平衡后将多余的电能回馈电网，达到进一步节能的目的；当然也可以设有电能储存单元，将大系统发电、用电内部平衡后将多余的电能储存起来。
交流电源通过整流模块1和多个逆变模块3转换不同频率的三相交流电驱动多个伺服控制电机2转动，而伺服控制电机2的启动联动油泵动作以提供液压能，驱使设备运作。当伺服控制电机2瞬间减速或停止运转时，会产生制动电能经过整流模块回流到直流母线上，制动能量泄放模块4的开关电路41设定有电压以保护电路安全稳定，当直流母线的电压高于设定电压，开关电路41将连通，通过泄放电阻42使直流母线的电压降低至预设的安全电压范围。
如图3所示，为注塑机与本发明结合的具体应用，以下进行说明：
锁模油缸及射胶油缸由于需要较大的流量，而单泵无法完成流量供给，所以均以多泵形式并联获得更大的流量；①、②、③、④、⑤为油泵，分别与本发明的伺服控制电机2连接。
而油泵①、②与锁模油缸形成锁模伺服液压控制油路；而油泵③、④、⑤与射胶油缸形成射胶伺服液压控制油路；两套独立的伺服液压控制油路能够独立动作，当不需要同步动作时，可根据系统所需流量要求直接将泵①、②去掉，而将泵③、④、⑤构成的射胶伺服液压控制油路接入锁模油缸的换向阀的P口即可。
且通过采用多泵联动共直流母线，用一整流模块1同时驱动多台伺服控制电机2，取代现有整流模块1传统用法，具有显著的进步性。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.伺服液压驱动多泵联动控制系统，包括与三相交流电源连接的整流模块(1)、多个伺服控制电机(2)，各伺服控制电机(2)分别与其对应的油泵连接，其特征在于：各伺服控制电机(2)分别电路连接有逆变模块(3)，多个逆变模块(3)的输入端通过直流母线分别与整流模块(1)的两相直流电源输出端连接。
2.根据权利要求1所述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，其特征在于：在逆变模块(3)与整流模块(1)之间设有制动能量泄放模块(4)。
3.根据权利要求2所述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，其特征在于：所述的制动能量泄放模块(4)由开关电路(41)和制动电阻(42)连接组成，所述开关电路(41)的输入端与整流模块(1)的输出端连接，所述开关电路(41)的输出端与制动电阻(42)连接，所述的制动电阻(42)接地。
4.根据权利要求1所述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，其特征在于：与各伺服控制电机(2)对应连接的油泵分别与多个油缸连接形成多套伺服液压控制油路。
5.根据权利要求4所述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，其特征在于：在每套伺服液压控制油路上的油泵之间设有单向阀(5)。
6.根据权利要求1至5任一所述的伺服液压驱动多泵联动控制系统，其特征在于：所述的逆变模块(3)为IGBT三相桥式逆变器。
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