JP2000246779A - 電動射出成形機の制御回路 - Google Patents
電動射出成形機の制御回路Info
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Abstract
アンプにおいて、トルク定数を大きくして小電流により
大トルクを発生させるよう設定し、しかも前記トルク定
数を大きくした分について電圧を高めるように構成する
ことにより、迅速にして適正な電動モータの立上がりの
加速トルク特性および立下がりの減速トルク特性を得る
ことができると共に、簡単かつ小形の構成にして効率的
かつ経済的な電動射出成形機の制御回路を提供する。 【解決手段】 型締装置および射出装置の作動を電動モ
ータ10の駆動制御により行うように構成した電動射出
成形機の制御回路において、3相交流電源をコンバータ
部20において電力変換を行って直流電圧を作成し、こ
の直流電圧をインバータ部22において逆変換して得た
3相電源により電動モータ10を駆動するように駆動ア
ンプ12を構成してなり、前記駆動アンプ12の直流電
圧を得る端子間に昇圧用コンデンサ24を接続配置す
る。
Description
制御回路に係り、特に電動射出成形機を駆動する電動モ
ータの高速動作時の立上がりおよび立下がりに際しての
駆動電力を、電動モータ駆動アンプを大形化することな
く、簡便かつ容易に増大することができる電動射出成形
機の制御回路に関するものである。
射出用電動モータは1台の駆動アンプから供給される電
流によって制御されるように構成されているため、射出
工程における射出用電動モータの加速時間が長くなる場
合があるという難点がある。すなわち、この場合、スク
リュやボールねじ機構等の慣性および溶融樹脂の射出抵
抗に抗して、スクリュを高速度まで加速させるために
は、大形の射出用電動モータを使用して、これに大電流
を供給する必要がある。しかし、大電流を出力可能な大
形の駆動アンプを設置すると、設備コストが増大し、装
置全体が大形化する。
工程で休止している他の電動モータの駆動アンプを使用
して、射出用電動モータに供給する電流を増大すること
により、前記難点を解決することが提案されている(特
公平4−43491号公報)。
の制御方法は、射出工程中の大きな駆動力を必要とする
所定の段階では、射出用電動モータ専用の駆動アンプか
らの電流に対して、射出用電動モータ以外の休止中の電
動モータ用の駆動アンプからの電流を加算して、射出用
電動モータに供給し、前記所定の段階以外の射出工程で
は、射出用電動モータ専用の駆動アンプのみからの電流
を射出用電動モータに供給するよう構成することによ
り、射出工程の立上がり時に、低速度から高速度への変
更時等のように大きな駆動力による高加速度を必要とす
る場合には、射出用電動モータ専用の駆動アンプに加え
て、休止している他の電動モータ用の駆動アンプからも
射出用電動モータに電流が供給されて、射出用電動モー
タに大きな駆動力が得られ、所定時間内に必要な射出速
度を達成することができる。
て、同期サーボモータ等からなる電動モータを駆動制御
する場合、次のような関係が存在する。
ナーシャJとの関係において、次式で示される。
Jdω、dt=(J/T)dωの関係から、例えば加速
時間t(減速時間t′も同様である)は、次式により求
められる。なお、ωは回転数である。
数k0と電流Iとの関係から、次式により求められる。
ータの誘起電圧E0と電動モータの回転数ωとの関係か
ら、次式で示される。
電圧E1、電動モータの誘起電圧E0、回路インピーダン
スZとの関係から、次式で示される。
うに、加減速域すなわち射出立上がり速度および立下が
り速度をそれぞれ確保するには、前記式(5)の関係か
ら、電動モータの供給電圧E1は、誘起電圧(逆起電
力)E0に十分打ち勝つ電圧でなければならない。しか
しながら、誘起電圧E0を抑制してしまうと、前記式
(4)から明らかなように、トルク定数k0が減少して
しまう。このため、短時間での加速および減速(時間t
を小さくする)を実現するには、前記式(2)および式
(3)の関係から、イナーシャJを一定とすれば、トル
クTを大きくし、電流Iを大きくして、図4の(b)に
示すような加速トルクおよび減速トルクが得られるよう
な大電流の出力を有する駆動アンプが必要となる。しか
し、この場合、前記射出立上がり速度および立下がり速
度をそれぞれ確保するために、大電流の出力が得られる
駆動アンプを設けることは、経済性に欠ける難点があ
る。
成形機の制御方法においては、射出用電動モータ専用の
駆動アンプと他の電動モータ用の駆動アンプとを並設
し、これらの駆動アンプを開閉スイッチ等を介して相互
に接続または分離し得るように構成するものであるた
め、回路的な接続構成が複雑になるばかりでなく、前記
開閉スイッチの制御操作も煩雑となり、しかも装置全体
の構成についても大形化する等の難点がある。
結果、一般にこの種の電動モータの駆動アンプは、3相
交流電源をコンバータ部において電力変換を行って直流
電圧を作成し、次いでこの直流電圧をインバータ部にお
いて逆変換して得た3相電源により電動モータを駆動す
るように構成されていることから、加速特性(立上がり
特性)を改善するには、コンバータ部の出力端子P−N
間の電圧を一時的に上昇させて、電動モータの誘起電圧
を高めておけば、誘起電圧に勝るP−N間電圧により、
適正な加速トルクが得られる電流を供給することができ
ることが判った。
研究を重ねた結果、特に電動モータの加速駆動を行う場
合には、電動モータの誘起電圧は電動モータのトルク定
数に逆比例するので、トルク定数を大きくして小電流に
より大トルクを発生させることができることから、出力
端子P−N間にコンデンサを接続配置することにより、
トルク定数を大きくした分についてP−N間電圧を高め
ることができ、電動射出成形機に必要とされる十分な加
速トルクを発生させることができることを突き止めた。
を構成する電動モータの駆動アンプにおいて、トルク定
数を大きくして小電流により大トルクを発生させるよう
設定し、しかも前記トルク定数を大きくした分について
電圧を高めるように構成することにより、迅速にして適
正な電動モータの立上がりの加速トルク特性および立下
がりの減速トルク特性を得ることができると共に、簡単
かつ小形の構成にして効率的かつ経済的な電動射出成形
機の制御回路を提供することにある。
に、本発明に係る電動射出成形機の制御回路は、固定ダ
イプレートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配
置して金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この
型締装置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回
転自在に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ
内に溶融樹脂を供給する射出装置とを備え、前記型締装
置および射出装置の作動を電動モータの駆動制御により
行うように構成した電動射出成形機の制御回路におい
て、3相交流電源をコンバータ部において電力変換を行
って直流電圧を作成し、この直流電圧をインバータ部に
おいて逆変換して得た3相電源により電動モータを駆動
するように駆動アンプを構成してなり、前記駆動アンプ
の直流電圧を得る端子間に昇圧用コンデンサを接続配置
したことを特徴とする。
ータ部を電源回生機能を有するリアクトルと他励順変換
器とからなるパルス幅変調コンバータ部として構成する
ことができる。
圧調整回路を接続配置することができる。
部の直流電圧の出力側に、各種の用途に応じた複数の電
動モータをそれぞれ駆動制御する各インバータ部を並列
接続した駆動アンプを構成することもできる。
機の制御回路の実施例につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
ける電動モータを駆動するための制御回路の一実施例を
示す制御回路図である。
電動射出成形機の射出用電動モータを示し、この電動モ
ータ10は駆動アンプ12により駆動制御されるように
構成されている。なお、この駆動アンプ12に対して
は、射出開始操作部14よりコントローラの射出パター
ン設定部16および制御部18を介して所要の制御指令
が供給されるように構成されている。
ては、一般的に固定ダイプレートに対し移動ダイプレー
トを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを
行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱
バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆
動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置
とを備え、前記型締装置および射出装置の作動を電動モ
ータの駆動制御により行うように構成したものであり、
前記電動モータが本発明における制御回路の対象となる
ものである。
流電源を電力変換して端子P−N間に直流電圧を発生さ
せるコンバータ部20と、このコンバータ部20の端子
P−N間において発生した直流電圧を逆変換して3相電
源を得るインバータ部22とから構成されている。
(k0は比例定数としてのトルク定数)の関係式より、
電流Iを加えれば、所要のトルクTが発生するが、その
条件としては、電動モータ10の誘起電圧(逆起電力)
に打ち勝つ電圧、すなわち十分な端子P−N間電圧が必
要となる。
タ10の加速駆動を行う場合には、電動モータ10の誘
起電圧は電動モータ10のトルク定数k0に逆比例する
ので、トルク定数k0を大きくして小電流Iにより大ト
ルクTを発生させることができる。従って、前記出力端
子P−N間にコンデンサ24を接続配置することによ
り、前記コンデンサ24の充電電圧が付加されることに
よって、トルク定数を大きくした分についてP−N間電
圧を高めることができ、電動射出成形機に必要とされる
十分な加速トルクを発生させることができる〔図4の
(b)参照〕。
るため、前記コンバータ部20の端子P−N間電圧を十
分高めるためには、昇圧回路構成とすれば好適である。
そこで、例えば図2に示すように、コンバータ部を電源
回生機能を有するパルス幅変調コンバータ部21により
構成し、その電源側にリアクトルLを接続配置する。そ
して、電動モータ10の駆動前において、前記コンバー
タ部21をスイッチング動作させて前記リアクトルLの
機能と共にコンデンサ24を充電し、一時的に端子P−
N間の昇圧回路として機能させることができる。
は、電動モータ10の駆動後において、電源回生モード
により回生動作させることにより、省エネルギーに寄与
することができる。
タ部21においては、出力端子P−N間において、前記
コンデンサ24と並列にスイッチング素子、ダイオー
ド、リアクトルおよびコンデンサからなる電圧調整回路
26を接続配置すれば、インバータ部22に対する電圧
の安定化を図るのに好適である。
射出成形機の制御回路においては、例えば図3に示すよ
うに、単一のパルス幅変調コンバータ部21の直流電圧
の出力側に対し、複数のインバータ部22a、22b、
22c、22dを並列に接続することにより、それぞれ
の用途に応じた電動モータ10a、10b、10c、1
0dを一括的に駆動制御することができる駆動アンプ1
2を構成することが可能となり、効率的かつ経済的な電
動射出成形機の駆動制御を簡便に達成することができ
る。
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変
更を行うことが可能である。
発明に係る電動射出成形機の制御回路は、固定ダイプレ
ートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配置して
金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この型締装
置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回転自在
に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ内に溶
融樹脂を供給する射出装置とを備え、前記型締装置およ
び射出装置の作動を電動モータの駆動制御により行うよ
うに構成した電動射出成形機の制御回路において、3相
交流電源をコンバータ部において電力変換を行って直流
電圧を作成し、この直流電圧をインバータ部において逆
変換して得た3相電源により電動モータを駆動するよう
に駆動アンプを構成してなり、前記駆動アンプの直流電
圧を得る端子間に昇圧用コンデンサを接続配置した構成
とすることにより、簡単な構成で低コストに製造するこ
とができ、しかも効率的かつ経済的な電動射出成形機の
駆動制御を簡便に達成することができる制御回路を得る
ことができる。
タを駆動するための制御回路の一実施例を示す制御回路
図である。
回路図である。
の応用例を示すブロック回路図である。
電動モータを駆動制御特性を示す波形図であり、(b)
は電動モータのを駆動制御特性を改善するための電動モ
ータのトルク特性を示す波形図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 固定ダイプレートに対し移動ダイプレー
トを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを
行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱
バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆
動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置
とを備え、前記型締装置および射出装置の作動を電動モ
ータの駆動制御により行うように構成した電動射出成形
機の制御回路において、 3相交流電源をコンバータ部において電力変換を行って
直流電圧を作成し、この直流電圧をインバータ部におい
て逆変換して得た3相電源により電動モータを駆動する
ように駆動アンプを構成してなり、前記駆動アンプの直
流電圧を得る端子間に昇圧用コンデンサを接続配置した
ことを特徴とする電動射出成形機の制御回路。 - 【請求項2】 コンバータ部を電源回生機能を有するリ
アクトルと他励順変換器とからなるパルス幅変調コンバ
ータ部として構成してなる請求項1記載の電動射出成形
機の制御回路。 - 【請求項3】 直流電圧を得る端子間に電圧調整回路を
接続配置してなる請求項2記載の電動射出成形機の制御
回路。 - 【請求項4】 単一のパルス幅変調コンバータ部の直流
電圧の出力側に、各種の用途に応じた複数の電動モータ
をそれぞれ駆動制御する各インバータ部を並列接続した
駆動アンプを構成してなる請求項2または3に記載の電
動射出成形機の制御回路。
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|---|---|---|---|
| JP04981099A JP3437934B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 電動射出成形機の制御回路 |
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| US9784414B2 (en) | 2006-12-22 | 2017-10-10 | Liquidpower Specialty Products, Inc. | Drag reduction of asphaltenic crude oils |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP04981099A patent/JP3437934B2/ja not_active Expired - Fee Related
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