DE102014003829A1 - Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine - Google Patents

Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102014003829A1
DE102014003829A1 DE201410003829 DE102014003829A DE102014003829A1 DE 102014003829 A1 DE102014003829 A1 DE 102014003829A1 DE 201410003829 DE201410003829 DE 201410003829 DE 102014003829 A DE102014003829 A DE 102014003829A DE 102014003829 A1 DE102014003829 A1 DE 102014003829A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
energy
power supply
supply device
intermediate circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201410003829
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014003829B4 (de
Inventor
Harald FRAUENEDER
Gerhard Dimmler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Engel Austria GmbH
Original Assignee
Engel Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Engel Austria GmbH filed Critical Engel Austria GmbH
Publication of DE102014003829A1 publication Critical patent/DE102014003829A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014003829B4 publication Critical patent/DE102014003829B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14Balancing the load in a network
    • H02J1/16Balancing the load in a network using dynamo-electric machines coupled to flywheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7666Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H02K7/025Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P11/00Arrangements for controlling dynamo-electric converters
    • H02P11/04Arrangements for controlling dynamo-electric converters for controlling dynamo-electric converters having a dc output
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7666Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force
    • B29C2045/7673Recovering energy or power from drive motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/76026Energy, power
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/76033Electric current or voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/7618Injection unit
    • B29C2945/76214Injection unit drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/76224Closure or clamping unit
    • B29C2945/7623Closure or clamping unit clamping or closing drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76451Measurement means
    • B29C2945/76454Electrical, e.g. thermocouples
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76518Energy, power
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494Controlled parameter
    • B29C2945/76525Electric current or voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822Phase or stage of control
    • B29C2945/76846Metering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822Phase or stage of control
    • B29C2945/76866Mould closing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822Phase or stage of control
    • B29C2945/76869Mould clamping, compression of the cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929Controlling method
    • B29C2945/76936The operating conditions are corrected in the next phase or cycle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/03AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01Asynchronous machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Energieversorgungsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine mit
– einem Zwischenkreis (2), welcher mit wenigstens einem Antrieb (3) der Formgebungsmaschine verbindbar ist und zur Versorgung des wenigstens einen Antriebs (3) mit elektrischer Energie geeignet ist,
– einem mit dem Zwischenkreis (2) verbundenen Versorgungsmodul (4),
– einem mit dem Zwischenkreis (2) verbundenen Energiespeicher (5) sowie
– einer Regeleinrichtung (8) zur Regelung eines Energiegehalts (Ekin) des Energiespeichers (5),
wobei der Energiespeicher (5) mittels der Regeleinrichtung (8) derartig regelbar ist, dass der Energiegehalt (Ekin) des Energiespeichers (5) einen Bereich, in dem eine Leistungsaufnahme (P) und/oder eine Leistungsabgabe (P) des Energiespeichers (5) im Wesentlichen konstant ist, nicht verlässt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Unter Formgebungsmaschinen sind dabei Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen sowie insbesondere Vertikalpressen und dergleichen zu verstehen. Der Einfachheit halber wird im Folgenden des Öfteren auf eine Spritzgießmaschine Bezug genommen, ohne dass dies beschränkend zu verstehen ist, da äquivalente Aussagen auch für andere Formgebungsmaschinen gelten.
  • Gattungsgemäße Energieversorgungsvorrichtungen dienen der Versorgung mit elektrischer Energie von meist elektrischen Antrieben der Spritzgießmaschine – beispielsweise Schließantriebe und Einspritzantriebe. Sie verfügen über einen Zwischenkreis, an dem ein Versorgungsmodul angeschlossen ist. Das Versorgungsmodul ist mit einem Energieversorgungsnetz verbunden und sorgt dafür, dass aus dem Energieversorgungsnetz eine korrekte Spannung in den Zwischenkreis eingespeist wird.
  • Die betreffenden Antriebe der Spritzgießmaschine werden dann an den Zwischenkreis angeschlossen und erhalten daraus ihre elektrische Energie.
  • Da Energieversorgungsnetze in der Regel Wechselspannung liefern und da im Zwischenkreis meist eine Gleichspannung herrschen soll, umfasst das Versorgungsmodul zumeist einen Gleichrichter. Liefert das Energieversorgungsnetz schon die gewünschte Stromart (Gleichstrom oder Wechselstrom, gewünschte Spannungen), dann würde das Versorgungsmodul in der einfachsten Ausführungsform lediglich Anschlussleitungen zwischen dem Energieversorgungsnetz und dem Zwischenkreis umfassen.
  • Die geläufigste Bauart des Zwischenkreises bei Spritzgießmaschinen ist, wie erwähnt, ein Gleichspannungszwischenkreis. Im Stand der Technik besteht dieser im Wesentlichen aus einer parallel beschalteten Kapazität. Bei gattungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtungen können aber durchaus auch andere Zwischenkreisausführungen Verwendung finden.
  • Es ist bekannt, zusätzlich zu den Antrieben der Spritzgießmaschine einen Energiespeicher mit dem Zwischenkreis zu verbinden (siehe die US 6,333,611 B1 ). Beispielsweise aus der WO 2005/110711 A1 ist es auch bekannt, diesen Energiespeicher als Schwungrad mit einem Antrieb auszuführen, wobei die Energie als kinetische Energie des sich drehenden Schwungrades gespeichert wird.
  • Dies ermöglicht es, von elektrischen Antrieben rekurrierte Energie im Energiespeicher zu speichern und später wieder zu verwenden. Wird also beispielsweise ein Bauteil abgebremst, kann ein elektrischer Antrieb als Generator wirken, die Energie an den Energiespeicher abgeben und weiterhin kann diese Energie verwendet werden, um diesen oder jeglichen anderen Antrieb zu beschleunigen.
  • Nachteilig an gattungsgemäßen Energieversorgungen ist, dass in dem Zwischenkreis recht hohe Schwankungen und Spitzen beispielsweise der Zwischenkreisspannung oder einer Stromstärke im Zwischenkreis auftreten. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei Spritzgießmaschinen sowohl sehr hohe als auch sehr kleine Energiemengen transferiert werden. Es ist die Regel, dass über kurze Zeiträume sehr hohe Energiemengen aus dem Zwischenkreis abgeführt werden, worauf Zeiträume folgen, bei denen dies nur in sehr geringem Maße der Fall ist.
  • Eine Regelung für den Zwischenkreis einzuführen schafft für sich allein keine Abhilfe, denn es ist schwierig die Antriebe der Spritzgießmaschine so zu regeln, dass die auftretenden Spitzen und Schwankungen wesentlich abgedämpft werden. Die Antriebe, die gewöhnlich in Spritzgießmaschinen eingesetzt werden, reagieren dafür zu langsam bzw. können die vorhandene Energie zum jeweiligen Zeitpunkt nicht verwerten.
  • Die diskutierten Schwankungen und Spitzen im Zwischenkreis führen dazu, dass umfangreiche Überlastschutzvorrichtungen bereitgestellt werden müssen, was natürlich der Kosteneffizienz abträglich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine bereit zu stellen, die gegenüber dem Stand der Technik geringere Schwankungen im Zwischenkreis aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Energieversorgungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, dass der Energiespeicher mittels der Regeleinrichtung derartig regelbar ist, dass der Energiegehalt des Energiespeichers einen Bereich, in dem eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des Energiespeichers im Wesentlichen konstant ist, nicht verlässt, können im Zwischenkreis auftretende Schwankungen besser ausgeglichen werden. Anders ausgedrückt bleibt der Energiespeicher, dadurch dass er nie mehr Energie abgibt oder Energie aufnimmt, als dass er einen optimalen Bereich verließe, sehr gut unter Kontrolle und erlaubt dadurch eine exakte Kompensation von Spitzen und Schwankungen im Zwischenkreis.
  • Dies hat außerdem zur Folge, dass das Versorgungsmodul kleiner dimensioniert werden kann, da es ja nur noch weniger belastet wird, wodurch sich natürlich eine Kostenersparnis ergibt.
  • Die Erfindung kann bei Formgebungsmaschinen aller Art eingesetzt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Eine besonders einfache Konstruktion eines Energiespeichers, der einen breiten Bereich mit konstanter Leistungsaufnahme und konstanter Leistungsabgabe aufweist, kann erreicht werden, indem der Energiespeicher ein Schwungrad und einen Speicherantrieb zum Beschleunigen und Verzögern des Schwungrades aufweist und dass eine Umdrehungszahl des Schwungrades derartig regelbar ist, dass die Umdrehungszahl einen Bereich, in dem eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des Speicherantriebs im Wesentlichen konstant ist, nicht verlässt.
  • Für eine besonders einfache Bauweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Speicherantrieb als elektrischer Antrieb ausgebildet ist, wobei das Schwungrad vorzugsweise als ein Rotor des Speicherantriebs ausgebildet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zwischenkreis als Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet, d. h. der Zwischenkreis weist einen Kondensator auf, an dem das Versorgungsmodul, der Energiespeicher sowie der wenigstens eine Antrieb parallel angeschlossen sind, wobei optimalerweise eine Gleichspannung am Kondensator anliegt. Bei einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung kann die Kapazität des Kondensators viel kleiner als im Stand der Technik dimensioniert werden, da aufgrund der leichteren Regelbarkeit nur sehr geringe Energiemengen im Zwischenkreis selbst gespeichert werden müssen. Es ist sogar möglich keinen Kondensator zu verbauen, denn die Kapazität, die von den elektrischen Leitungen des Zwischenkreises gebildet wird, ist unter Umständen ausreichend.
  • Besonders stabile Verhältnisse können im Zwischenkreis hergestellt werden, indem eine Zwischenkreisspannung im Zwischenkreis regelbar ist. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn eine Soll-Zwischenkreisspannung, auf welche die Zwischenkreisspannung regelbar ist, im Wesentlichen konstant ist.
  • Insbesondere dann, wenn der wenigstens eine Antrieb mit Wechselspannung zu versorgen ist, kann vorgesehen sein, die Verbindung zwischen dem Zwischenkreis und dem wenigstens einen Antrieb über den wenigstens einen Antrieb über ein Antriebsversorgungsmodul zu regeln, welches vorzugsweise über eine Vorrichtung zum Wechselrichten einer Gleichspannung verfügt.
  • Bevorzugt vorgesehen ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der überschüssige elektrische Energie, welche in dem Zwischenkreis und/oder dem Energiespeicher vorliegt, über das Versorgungsmodul an ein Energieversorgungsnetz rückspeisbar ist. Die Regelung des Energiegehalts im Energiespeicher wird dadurch erleichtert, denn wenn der Energiegehalt zeitweise sehr hoch ist, ohne dass die Energie von Antrieben benötigt würde, kann diese an das Energieversorgungsnetz abgegeben werden.
  • Besonders bevorzugt ist hierbei eine Ausführungsform, bei der ein Gleichrichter im Versorgungsmodul vorhanden ist, der eine Wechselspannung des Energieversorgungsnetzes in eine Gleichspannung für den Zwischenkreis umwandelt, sowie ein Wechselrichter, der im Rückspeisungsfall die Gleichspannung des Zwischenkreises in eine Wechselspannung des Energieversorgungsnetzes umwandelt.
  • Des Weiteren dabei kann vorgesehen sein, dass das Versorgungsmodul eine Netzdrossel und/oder einen Netzfilter zur Verringerung unerwünschter Schwingungen in einem an das Energieversorgungsnetz zurück gespeisten elektrischen Strom aufweist.
  • Schutz wird auch für eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung begehrt, wobei der Zwischenkreis mit dem wenigstens einen Antrieb verbunden ist.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Spritzgießmaschine eine elektrische Spritzgießmaschine ist, d. h. dass der wenigstens eine Antrieb als elektrischer Antrieb ausgebildet ist. Die wichtigsten Beispiele für diese Antriebe sind zum Einen ein Schließantrieb der Schließeinheit sowie ein Einspritzantrieb einer Einspritzeinheit. Ein weiteres Beispiel wäre ein Antrieb für einen Auswerfer an einem Spritzgießwerkzeug.
  • Schutz wird des Weiteren für ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung sowie einer Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung begehrt, wobei der Energiespeicher vor einem Spritzgießzyklus so weit aufgeladen wird, dass der Energiegehalt des Energiespeichers in einem Bereich liegt, in dem vom Energiespeicher eine konstante Leistung aufgenommen oder abgegeben wird.
  • Es ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass eine Energie zur Versorgung des wenigstens einen Antriebs während eines Spritzgießzyklus anteilig von dem Energiespeicher geliefert wird und/oder dass eine von dem wenigstens einen Antrieb während des Spritzgießzyklus rekurrierte Energie anteilig an den Energiespeicher geliefert wird. Dies ermöglicht eine optimale, d. h. kleinst mögliche, Dimensionierung des Energiespeichers, was zur Kostensenkung beitragen kann. Natürlich ist es ohne weiteres denkbar, dass die zu und vom Antrieb gelieferten Energien vollständig vom Energiespeicher bereitgestellt bzw. aufgenommen werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Darin zeigen:
  • 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung,
  • 2a beispielhaft einige Energietransfervorgänge zwischen dem Zwischenkreis und dem wenigstens einen Antrieb,
  • 2b verschiedene Energiemengen, welche bei den Energietransfervorgängen auftreten, sowie
  • 3 eine Leistungskennlinie sowie die Abhängigkeit der gespeicherten kinetischen Energie eines Schwungrades in Abhängigkeit der Umdrehungszahl.
  • Das in 1 dargestellte Schaltbild einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung zeigt zunächst den Zwischenkreis 2 mit seinem Kondensator 18. An den Kondensator 18 sind parallel ein Energieversorgungsmodul 4 sowie zwei Antriebsversorgungsmodule 9 angeschlossen, wobei die Antriebsversorgungsmodule 9 eine Wechselspannung für die elektrischen Antriebe 3 bereitstellen. Die Regeleinrichtung 8 sowie die Zwischenkreisspannungsregelung 17 können natürlich in einem Bauteil vorliegen und sind bei modernen Spritzgießmaschinen in der Regel in einer Maschinensteuerung integriert.
  • Außerdem ist der Energiespeicher 5 parallel mit dem Kondensator 18 verschaltet. Der Energiespeicher 5 verfügt über ein Schwungrad 6, welches als Rotor eines Speicherantriebs 7 ausgebildet ist. Der Speicherantrieb 7 ist in diesem Fall eine Asynchronmaschine, wodurch die Leistungsaufnahme und Leistungsabnahme bei einer gewissen Umdrehungszahl U im Wesentlichen gleich sind.
  • Der Energiespeicher 5 verfügt weiterhin über eine Regeleinrichtung 8, welche die Umdrehungszahl U des Schwungrades in einem Bereich hält, in dem die Leistungsabgabe des Speicherantriebs 7 konstant ist. Die Umdrehungszahl U wird dabei über einen Drehgeber 19 am Speicherantrieb 7 gemessen.
  • Das Energieversorgungsmodul 4 ist über die Kontakte L1, L2, L3 sowie PE mit einem Energieversorgungsnetz verbunden und verfügt zum Einen über einen Gleichrichter 11, der eine Wechselspannung des Energieversorgungsnetzes in eine Gleichspannung für den Zwischenkreis 2 umwandelt, sowie parallel dazu einen Wechselrichter 14, der die Gleichspannung des Zwischenkreises 2 in eine Wechselspannung für das Energieversorgungsnetz umwandelt. Natürlich sind sowohl der Gleichrichter 11 als auch der Wechselrichter 14 derart ausgebildet, dass entgegen der jeweils gedachten Richtungen nur sehr geringe Energiemengen fließen können.
  • Das Versorgungsmodul 4 verfügt weiterhin über eine Netzdrossel, welche nach dem Wechselrichter 14 auftretende Schwingungen mit für das Energieversorgungsnetz zu hohen Frequenzen in Schwingungen mit geringerer Frequenz umwandelt. Außerdem ist ein Netzfilter 13 vorgesehen, der weitere Schwingungen mit unerwünschter Frequenz herausfiltert. Schließlich verfügt das Versorgungsmodul 4 über physische Schalter 15, welche für Anlagen Vorschrift sind, bei denen wie bei Spritzgießmaschinen relativ hohe Spannungen und Ströme auftreten.
  • Eine Zwischenkreisspannung u wird mit Hilfe einer Zwischenkreisspannungsregelung 17 geregelt. Die momentane Zwischenkreisspannung u wird dabei von einem Spannungsmessgerät 16 gemessen und der Zwischenkreisspannungsregelung 17 mitgeteilt. Dies ist ferner mit der Regeleinrichtung 8, den Antriebsversorgungsmodulen 9, dem Gleichrichter 11 sowie dem Wechselrichter 14 verbunden. Dadurch wird es der Zwischenkreisspannungsregelung 17 ermöglicht, die verschiedenen Energieströme (Energieversorgungsnetz L1, L2, L3, PE, Energiespeicher 5 sowie Antriebe 3) so zu balancieren, dass die Gleichspannung im Zwischenkreis 2 konstant bei vorzugsweise 750 Volt liegt.
  • 2a zeigt beispielhaft neun Energietransfers E1 bis E9 vom Zwischenkreis 2 zu den Antrieben 3. In 2b ist parallel dazu für jeden Energietransfer E1 bis E9 der Energiegehalt Ekin (jeweils linker Balken) des Energiespeichers 5, die vom Energiespeicher 5 aufgenommene Energie Et (jeweils mittlerer Balken) sowie die an das Netz zurück gespeiste Energie ENetz (jeweils rechter Balken) dargestellt. Von den Antrieben 3 rekurrierte Energie sowie aus dem Energieversorgungsnetz gewonnene Energie ist jeweils durch einen entsprechenden negativen Wert verdeutlicht.
  • Durch die genaue Regelung der Zwischenkreisspannung, welche durch die Erfindung erreicht wird, kann das Versorgungsmodul entsprechend kleiner dimensioniert werden. In 2a ist zum Vergleich mit den Leistungen, die während eines Spritzgießprozesses von den Antrieben 3 gezogen werden, die maximal erlaubte Leistung PVM (in beiden Richtungen) eingezeichnet. Wenn keine genaue Regelung des Zwischenkreises gegeben ist, muss natürlich auch das Versorgungsmodul 4 deutlich größer dimensioniert werden, sodass dieses in der Lage ist Spitzen auszugleichen.
  • Wird der Rotor einer Asynchronmaschine als Schwungrad 6 verwendet, ergibt sich ein relativ breiter Bereich konstanter Leistung des Speicherantriebs 7. Dies ist in 3 dargestellt. Neben der Leistung P in Abhängigkeit der Umdrehungszahl U ist des Weiteren die kinetische Energie Ekin eingezeichnet, die bei einer gewissen Drehzahl im Energiespeicher 5 gespeichert ist.
  • Ein Bereich für die Umdrehungszahl U, in welcher der Speicherantrieb 7 ein konstante Leistungsaufnahme/Leistungsabgabe P aufweist, kann zwischen 1000 Umdrehungen pro Minute und 6000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt zwischen 2000 Umdrehungen pro Minute und 5000 Umdrehungen pro Minute und besonders bevorzugt zwischen 2800 Umdrehungen pro Minute und 4600 Umdrehungen pro Minute, liegen.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier dargestellte Ausführungsform beschränkt. So muss der Energiespeicher nicht über ein Schwungrad verfügen. Energiespeicher mit konstanter Leistungsaufnahme und -abgabe können beispielsweise auch durch Speicherung elektrischer oder hydraulischer Energie realisiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6333611 B1 [0007]
    • WO 2005/110711 A1 [0007]

Claims (18)

  1. Energieversorgungsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine mit – einem Zwischenkreis (2), welcher mit wenigstens einem Antrieb (3) der Formgebungsmaschine verbindbar ist und zur Versorgung des wenigstens einen Antriebs (3) mit elektrischer Energie geeignet ist, – einem mit dem Zwischenkreis (2) verbundenen Versorgungsmodul (4), – einem mit dem Zwischenkreis (2) verbundenen Energiespeicher (5) sowie – einer Regeleinrichtung (8) zur Regelung eines Energiegehalts (Ekin) des Energiespeichers (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) mittels der Regeleinrichtung (8) derartig regelbar ist, dass der Energiegehalt (Ekin) des Energiespeichers (5) einen Bereich, in dem eine Leistungsaufnahme (P) und/oder eine Leistungsabgabe (P) des Energiespeichers (5) im Wesentlichen konstant ist, nicht verlässt.
  2. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) ein Schwungrad (6) und einen Speicherantrieb (7) zum Beschleunigen und Verzögern des Schwungrades (6) aufweist und dass eine Umdrehungszahl (U) des Schwungrades (6) derartig regelbar ist, dass die Umdrehungszahl (U) einen Bereich, in dem eine Leistungsaufnahme (P) und/oder eine Leistungsabgabe (P) des Speicherantriebs (7) im Wesentlichen konstant ist, nicht verlässt.
  3. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherantrieb (7) als Asynchronmaschine ausgebildet ist.
  4. Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherantrieb (7) als elektrischer Antrieb ausgebildet ist, wobei das Schwungrad (6) vorzugsweise als ein Rotor des Speicherantriebs (7) ausgebildet ist.
  5. Energieversorgungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreis (2) als Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet ist.
  6. Energieversorgungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenkreisspannung (u) im Zwischenkreis (2) regelbar ist.
  7. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Zwischenkreisspannung, auf welche die Zwischenkreisspannung (u) regelbar ist, im Wesentlichen konstant ist.
  8. Energieversorgungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung des Zwischenkreises (2) mit dem wenigstens einen Antrieb (3) wenigstens ein Antriebsversorgungsmodul (9) zur Versorgung des wenigstens einen Antriebs (3) mit wenigstens einer Antriebswechselspannung vorgesehen ist.
  9. Energieversorgungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsmodul (4) mit einem Energieversorgungsnetz verbunden ist und einen Gleichrichter (11) zum Gleichrichten einer Versorgungsspannung des Energieversorgungsnetzes aufweist.
  10. Energieversorgungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssige elektrische Energie, welche in dem Zwischenkreis (2) und/oder dem Energiespeicher (5) vorliegt, über das Versorgungsmodul (4) an ein Energieversorgungsnetz rückspeisbar ist.
  11. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsmodul (4) eine Netzdrossel (12) und/oder einen Netzfilter (13) zur Verringerung unerwünschter Schwingungen in einem an das Energieversorgungsnetz zurück gespeisten elektrischen Strom aufweist.
  12. Energieversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsmaschine eine Spritzgießmaschine ist.
  13. Formgebungsmaschine mit einer Energieversorgungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreis (2) mit dem wenigstens einem Antrieb (3) verbunden ist.
  14. Formgebungsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Antrieb (3) als elektrischer Antrieb ausgebildet ist.
  15. Formgebungsmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Antrieb (3) einen Schließantrieb und/oder einen Einspritzantrieb umfasst.
  16. Formgebungsmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsmaschine eine Spritzgießmaschine ist.
  17. Verfahren zum Betrieb einer Energieversorgungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einer Formgebungsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) vor einem Spritzgießzyklus so weit aufgeladen wird, dass der Energiegehalt (Ekin) des Energiespeichers (5) in einem Bereich liegt, in dem vom Energiespeicher (5) eine konstante Leistung (P) aufgenommen oder abgegeben wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energie zur Versorgung des wenigstens einen Antriebs (3) während des Spritzgießzyklus anteilig von dem Energiespeicher (5) geliefert wird und/oder dass eine von dem wenigstens einen Antrieb (3) während des Spritzgießzyklus rekurrierte Energie anteilig an den Energiespeicher (5) geliefert wird.
DE102014003829.7A 2013-03-19 2014-03-18 Energieversorgungsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, Formgebungsmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb Active DE102014003829B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA215/2013 2013-03-19
ATA215/2013A AT514175B1 (de) 2013-03-19 2013-03-19 Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014003829A1 true DE102014003829A1 (de) 2014-09-25
DE102014003829B4 DE102014003829B4 (de) 2020-08-13

Family

ID=51484781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014003829.7A Active DE102014003829B4 (de) 2013-03-19 2014-03-18 Energieversorgungsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine, Formgebungsmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10424922B2 (de)
CN (1) CN104057591B (de)
AT (1) AT514175B1 (de)
DE (1) DE102014003829B4 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333611B1 (en) 1998-11-05 2001-12-25 Nisso Electric Company Motor drive apparatus for an injection molding machine
WO2005110711A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Husky Injection Molding Systems Ltd. Energy management apparatus and method for injeciton molding systems

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE515193C2 (sv) 1993-11-24 2001-06-25 Westinghouse Atom Ab Drivsystem för en huvudcirkulationspump och förfarande för intern återcirkulation av kylmedel i en kärnreaktor
DE19621904C2 (de) * 1996-05-31 2000-05-04 Boy Gmbh Dr Verfahren zum energiesparenden Betreiben einer Spritzgießmaschine
WO2002085599A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-31 Demag Ergotech Gmbh Spritzgiessmaschine mit elektromotorischem spindelantrieb und federarbeitsspeischer zur unterstützung des elektromotors
US6788029B1 (en) * 2001-11-02 2004-09-07 Christopher W. Gabrys Flywheel with switched coupling regulator
SE524541C2 (sv) * 2002-11-18 2004-08-24 Uppsala Power Man Consultants Effektlagringssystem samt fordon försett med ett sådant
DE102006033562B3 (de) 2006-07-20 2008-02-28 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Servopresse mit Energiemanagement
US8044631B2 (en) * 2008-12-30 2011-10-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion systems and methods for controlling harmonic distortion
US9197071B2 (en) * 2009-12-04 2015-11-24 Kevin R. Williams Energy storage system for supplying power to loads of a drilling rig
US8749083B2 (en) * 2010-05-31 2014-06-10 Birumen Kagoshima Co., Ltd. Wind power generator
DE102010023536A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur intelligenten antriebsbasierten Netzleistungsregulierung durch kinetische Energiespeicherung
JP5086396B2 (ja) * 2010-07-06 2012-11-28 株式会社日本製鋼所 電動射出成形機の電力供給方法
CA2879158C (en) * 2012-07-30 2019-01-08 Chakratec Ltd. Magnetically coupled flywheel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333611B1 (en) 1998-11-05 2001-12-25 Nisso Electric Company Motor drive apparatus for an injection molding machine
WO2005110711A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Husky Injection Molding Systems Ltd. Energy management apparatus and method for injeciton molding systems

Also Published As

Publication number Publication date
AT514175B1 (de) 2021-01-15
CN104057591B (zh) 2016-10-05
AT514175A1 (de) 2014-10-15
CN104057591A (zh) 2014-09-24
US10424922B2 (en) 2019-09-24
US20140285162A1 (en) 2014-09-25
DE102014003829B4 (de) 2020-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007021089B3 (de) Verfahren zur Steuerung parallel geschalteter Ersatzstromquellen und Vorrichtung mit parallel geschalteten Ersatzstromquellen
EP1735890B1 (de) Elektrische anlage zur kopplung eines stromversorgungsnetzes und eines zentralen gleichspannungsstrangs sowie verfahren zum betrieb einer solchen anlage
EP2761690A1 (de) Betriebsverfahren eines elektrischen energie-systems eines kraftfahrzeugs umfassend eine brennstoffzellen-anlage, einen akkumulator und einen elektromotor
DE202010001742U1 (de) Speiseeinrichtung für ein Wechselstromnetz
WO2014169302A1 (de) Antrieb und verfahren zum betreiben eines solchen antriebs
WO2019185267A1 (de) Verfahren zum betrieb eines pumpspeicherkraftwerks
EP3688860A1 (de) Verfahren zum versorgen von windenergieanlagenkomponenten mit energie sowie energieversorgungseinrichtung und windenergieanlage damit
DE102010025647A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur intelligenten Netzleistungsregulierung durch kapazitive Energiespeicherung
DE102012012619A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Energieversorgung einer industriellen Anlage
DE102006004267B4 (de) Bordnetz für ein Fahrzeug
DE102018200017A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur energieversorgung eines antriebssystems mit zwischenkreis
DE102009014495A1 (de) Elektrisches Antriebssystem mit Energiepufferung
WO2017125347A1 (de) Verbesserte energiespeicher-anordnung mit mehreren energiespeichern
DE102015008436B4 (de) Formgebungsmaschine
DE102014003829A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine
EP3297115B1 (de) Anordnung mit einer energiespeichereinrichtung und energiewandlereinrichtung zum aufnehmen von elektrischer energie aus einem stromnetz und abgeben von elektrischer energie an das stromnetz
DE102008023210A1 (de) Verfahren zum Starten eines Systems zur Erzeugung von elektrischer Energie
DE102011086988B3 (de) Verfahren zum Betrieb einer Windturbine
DE102015117892A1 (de) Verfahren zum Auf- oder Entladen einer Fahrzeugbatterie
WO2019166202A1 (de) Kombiniertes kraftwerk und verfahren zum betrieb
DE102013208067A1 (de) Mehrphasige elektrische Schaltung
DE665185C (de) Verfahren zur Schnellregelung der Spannung von gleichstromerregten Wechselstrommaschinen bei ploetzlichen Belastungsaenderungen
DE102016218842A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug
DE2159722A1 (de) Elektrisches Energieversorgungssystem
EP2701260B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Automatisierungsgerätes

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final