CN113246422A - 注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法。该方法设计了系统解耦模式下的压力‑流量计算单元，该单元以压力给定为输入，以流量为输出，该单元将液压系统的压力控制方式转换为流量控制方式，保证了液压系统工作在射胶阶段时对速度的要求。还通过设定数字量输入信号，实现常规压力控制器和压力‑流量计算单元之间的切换，既能满足解耦模式下的速度要求，又不影响系统在其他阶段正常模式时对压力的要求。

Description

注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法
技术领域
本发明属于交流电机传动技术领域，涉及一种永磁同步电机液压系统控制方法，特别涉及注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法。
背景技术
注塑机是一种将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的成型设备，主要由注射系统、合模系统、液压系统和电气系统组成。传统注塑机液压系统采用异步电机+定量泵结构，电机以恒定转速提供恒定流量，注塑过程的负载总是处于变化状态，多余的液压油通过溢流阀回流，由此造成的能量损失高达30％-70％。
将永磁同步电机应用于注塑机液压系统，形成的伺服电气液压系统，是近些年来发展起来的电气液压一体化系统，解决了上述高能耗问题。伺服电气液压系统具有响应速度快、保压精度高的优点，由于其油泵的供油量与实际流量需求相一致，几乎消除溢流现象，减少甚至完全消除待机和保压时的能量消耗，因此可以达到节能的目的。
射胶是注塑机成型工艺中的重要环节，对于一些材料如高黏性的PVC、ABS等，由于其材料的特性在射胶阶段很难实现精确的压力控制，会出现射胶无力的现象，进而影响到生产工艺和产品质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法，将常规压力控制器替换为压力-流量计算单元，该单元以压力给定为输入，以流量为输出；通过数字输入信号，实现常规压力控制器和压力-流量计算单元之间的切换，以满足射胶阶段对速度的要求，提高注塑机成型工艺过程中的提高射胶速度，避免射胶无力。
注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1、设置压力-流量计算单元
压力-流量计算单元输出流量n为：
Figure BDA0003013159700000011
其中，p1为压力给定1，p2为压力给定2，n1为压力给定1对应的流量，n2为压力给定2对应的流量，n0为流量偏置，p为输入压力。
为保证输出流量，对n进行限幅：
Figure BDA0003013159700000021
步骤2、设置射胶阶段的输出
定义一数字量输入端口，当系统工作在射胶阶段时，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为高电平，将常规压力控制器切换为步骤一设定的压力-流量计算单元，流量给定由压力-流量计算单元输出。
步骤3、设置其他阶段的输出
当系统结束射胶工作，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为低电平，压力-流量计算单元切换为常规压力控制器，流量给定由常规压力控制器输出。
本发明具有以下有益效果：
1、在射胶阶段采用压力-流量计算单元，将压力控制转换为流量控制，满足了射胶阶段对速度的要求；
2、通过数字量输入信号，实现常规压力控制器和压力-流量计算单元之间的切换，既提高了射胶质量，又不影响其它阶段对压力的要求。
附图说明
图1是实施例中注塑机用永磁同步电机液压系统矢量控制系统图。
图2是实施例中注塑机用永磁同步电机液压系统压力环控制器结构。
图3是实施例中注塑机用永磁同步电机液压系统解耦模式。
图4是实施中注塑机用永磁同步电机液压系统常规模式。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的解释说明；
图1为本实施例中无传感器永磁同步电机矢量控制系统，包括永磁同步电机，三相电压源型逆变器，空间矢量PWM调制单元，电流检测与变换单元，直轴电流调节器，交轴电流调节器，转速调节器，和位置和转速计算单元。其中转速环给定nr为输出流量。
注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1、设置压力-流量计算单元
如图2所示，压力-流量计算单元输出流量n为：
Figure BDA0003013159700000022
其中，p1为压力给定1，p2为压力给定2，n1为压力给定1对应的流量，n2为压力给定2对应的流量，n0为流量偏置，p为输入压力。
为保证输出流量，对n进行限幅：
Figure BDA0003013159700000031
步骤2、设置射胶阶段的输出
定义一数字量输入端口，当系统工作在射胶阶段时，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为高电平，将常规压力控制器切换为步骤一设定的压力-流量计算单元，即系统为解耦模式，流量给定由压力-流量计算单元输出，如图3所示。
步骤3、设置其他阶段的输出
当系统结束射胶工作，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为低电平，压力-流量计算单元切换为常规压力控制器，即系统为常规模式，流量给定由常规压力控制器输出，如图4所示。

Claims (1)

1.注塑机用永磁同步电机液压系统压力流量解耦控制方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
步骤1、设置压力-流量计算单元
压力-流量计算单元输出流量n为：
Figure FDA0003013159690000011
其中，p1为压力给定1，p2为压力给定2，n1为压力给定1对应的流量，n2为压力给定2对应的流量，n0为流量偏置，p为输入压力；
为保证输出流量，对n进行限幅：
Figure FDA0003013159690000012
步骤2、设置射胶阶段的输出
定义一数字量输入端口，当系统工作在射胶阶段时，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为高电平，将常规压力控制器切换为步骤一设定的压力-流量计算单元，流量给定由压力-流量计算单元输出；
步骤3、设置其他阶段的输出
当系统结束射胶工作，注塑机控制屏输入到电机伺服驱动器的输入信号为低电平，压力-流量计算单元切换为常规压力控制器，流量给定由常规压力控制器输出。
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Assignor: HANGZHOU DIANZI University

Contract record no.: X2022330000253

Denomination of invention: Pressure flow decoupling control method of permanent magnet synchronous motor hydraulic system for injection molding machine

Granted publication date: 20211221

License type: Common License

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