JP2005022321A

JP2005022321A - 成形機

Info

Publication number: JP2005022321A
Application number: JP2003191837A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mizuno; 博之水野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP4031398B2

Abstract

【課題】回生抵抗器が小さくて済むような成形機を提供する。
【解決手段】本発明は、モータＭ１〜Ｍｎによる駆動軸を複数備えると共に交流を直流に変換する整流部１１を備え、この整流部は複数の前記モータに対応して設けられている複数のインバータ部１２−〜１２−ｎに共有される構成の成形機に適用される。少なくとも一つのモータが回生運転時に生じる回生電力を、力行あるいは停止中である他のモータに無負荷電流として重畳させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形機に関し、特にモータによる駆動軸を複数備えた成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電動式射出成形機では、射出、型開閉、計量、エジェクタのような各機能を個別に設けられたモータにより実現するようにしている。このような複数のモータのためのドライバの一例を図２を参照して説明する。
【０００３】
図２において、ドライバ３０は、複数の電力半導体素子からなるインバータ部４０と複数の整流ダイオードからなる整流回路部５０とを含んでいる。なお、図２では、便宜上、モータを１つのみ示している。
【０００４】
ところで、これまでのドライバでは、射出成形機の型開閉や射出の減速時に発生するモータＩＭの回生電力を、インバータ部４０と整流回路部５０との間の直流部に接続されたダイナミックブレーキ（ＤＢ）回路部６０に備えられた回生抵抗器６１で熱として消費するようにしている。すなわち、モータＩＭが回生電力を発生すると、直流部の電圧が上昇する。直流部には電圧検出器（図示せず）が備えられており、この電圧検出器で直流部の電圧上昇が検出されるとスイッチ素子６２がオンとされ、回生電力が回生抵抗器６１で消費される。つまり、平滑コンデンサＣが充電されすぎて過電圧となると、インバータ部４０の電力半導体素子を破壊に至らせる可能性があるので、回生電力の一部を回生抵抗器６１で消費させることで直流部の過剰な電圧上昇を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３２６７２号公報（第３頁、第４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回生電力は小さな値ではなく、これを熱に換えて消費するための回生抵抗器６１には大容量のものを使用しなければならない。また、発生熱量が大きい場合には、回生抵抗器６１に冷却手段を組み合わせることが必要となる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、回生抵抗器の容量が小さくて済むような成形機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータによる駆動軸を複数備えると共に交流を直流に変換する整流部を備え、該整流部は複数の前記モータに対応して設けられている複数のインバータ部に共有される構成の成形機において、前記各インバータ部には、インバータ制御用のコントローラが接続されており、少なくとも一つのモータが回生運転時に生じる回生電力を、力行あるいは停止中である他のモータに無負荷電流として重畳させることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記整流部の出力側には電圧検出器が接続されて該電圧検出器の検出値が前記各コントローラに入力されるように構成されている。
【００１０】
また、前記整流部の出力側には各モータで発生する前記回生電力を消費するための回生抵抗器が接続されている。
【００１１】
さらに、前記インバータ部には各々のインバータ制御用のコントローラが接続され、該各々のインバータ制御用のコントローラは、前記回生電力があらかじめ設定された値を越えると、前記回生電力を前記他のモータヘ流す。
【００１２】
さらに、各モータには温度検出器が設けられても良く、この場合、各々のインバータ制御用のコントローラは、前記温度検出器から得られたモータ温度に基づいて、前記回生電力を前記各モータに流す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を射出成形機における複数の駆動軸用のサーボモータ、例えば射出用モータ、型開閉用モータ、計量用モータ、エジェクタ用モータ等のためのサーボドライバに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、射出成形機における複数のモータのためのドライバの構成を示し、ここでは説明を簡単にするために、モータとして射出用モータＭ１、エジェクタ用モータＭｎのみを示す。図１において、このドライバは交流を直流に変換する整流部１１を備え、この整流部１１から射出用モータＭ１、・・・、エジェクタ用モータＭｎにそれぞれインバータ部１２−１、・・・、１２−ｎを介して電力が分割供給される。整流部１１の出力側、つまり整流部１１と各インバータ部との間の直流部には、平滑コンデンサＣと各モータで発生する回生電力を消費するための回生抵抗器Ｒ及び開閉用のスイッチ素子Ｓが接続されている。
【００１５】
本形態において使用される回生抵抗器Ｒは、その容量が従来の回生抵抗器に比べて十分に小さくされるが、その理由は後述する。
【００１６】
インバータ部１２−１、・・・、１２−ｎには、それぞれインバータ制御用のコントローラ（サーボコントローラ）１３−１、・・・、１３−ｎが接続されている。各コントローラは、成形サイクルを構成する計量工程、射出工程、保圧工程、エジェクト工程等に応じて対応するインバータ部の電力半導体素子をスイッチングし、対応するモータを制御する。これらの各工程において駆動する各モータの加減速のタイミングは、それぞれのモータにおいて異なり、従って回生電力が生じるタイミングもモータによって異なっている。勿論、各コントローラは、成形動作中、現在どの工程にあって対応するモータがどのようなモードであるかを把握している。
【００１７】
整流部１１の出力側にはまた電圧検出器１４が接続されており、この電圧検出器１４の検出値は各コントーラ１３−１〜１３−ｎに入力される。
【００１８】
ここで、各コントローラは、上記のモータ制御の他に、入力された電圧検出値があらかじめ設定された値を越えると、対応するモータが力行あるいは停止中である時、対応するインバータ部への入力電力の一部を無効電流として対応するモータ入力に重畳させるように制御する。
【００１９】
例えば、射出用モータＭ１が回生モードになり、この回生電力により直流部の電圧が所定値を越えるとスイッチ素子Ｓがオンとされ、回生電力は回生抵抗器Ｒで消費される。しかし、回生抵抗器Ｒによる消費が間に合わず、直流部の電圧がさらに上昇してあらかじめ定められた設定値を越えると、射出モータ以外の各モータが力行または停止であるとき、各モータに対応する各コントローラ１３−２から１３−ｎは、それぞれに対応するインバータ部の電力半導体素子のオン・オフタイミングを調整し、各モータ入力電流に無効電流を重畳する。各モータに重畳された無負荷電流は、モータ入力部の無効電力成分となるので、モータ出力としては寄与しないが、モータ内部の抵抗成分にて熱となって消費される。
【００２０】
このように、従来、回生抵抗器のみで熱として消費していた回生電力を、モータでも消費できるので、回生抵抗器の容量を小さくしたり、回生抵抗器の数を削減することができる。
【００２１】
さらに、どのモータに無負荷電流として重畳させるのかを判断するために、各モータに温度検出器を取り付け、各コントローラにおいて対応するモータの温度検出器にて検出されたモータ温度に基づいて判断させるようにしてもよい。例えば、検出された温度の低いモータで回生電力を消費させるようにすれば良い。
【００２２】
なお、図１の構成では、各コントローラが、個別に対応するモータのインバータ部を制御する構成となっているが、各コントローラに上位装置として主制御装置が接続される場合がある。つまり、主制御装置は射出成形機におけるすべての動作を制御する。この場合には、電圧検出器１４の検出値が主制御装置に送られる。主制御装置は各モータがどのようなモードにあるのかを把握しているので、力行あるいは停止中にあるモータのコントローラを選択して、選択したコントローラに対して上記の制御動作を行わせるように指令を出すようにする。
【００２３】
また、上記の如く上位装置としての主制御装置を接続することで、回生電力を力行または停止中のモータで消費するように対応するコントローラに指令を送るだけでなく、各モータに温度検出器を設けて各コントローラにおいてモータ温度を監視し、モータ温度があらかじめ定められた温度設定値を越えると、各コントローラによってモータ温度が余裕のあるところに回生電力を無負荷電力として与えるようにしてもよい。この場合、主制御装置にて制御する必要もなく、さらに、複数のモータだけで回生電力を消費させることができるので、回生抵抗器も削減できる。
【００２４】
本発明は射出成形機に限らず、複数のモータによる駆動軸を備え、回生抵抗器を必要とする成形機全般に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のモータによる駆動軸を備えた成形機において、あるモータの回生電力を他のモータで無負荷電流として消費するので、回生抵抗器の容量、数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形機における複数のモータのためのドライバの構成を示した図である。
【図２】射出成形機における複数のモータのためのドライバに適用された従来の回生電力消費方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１１整流部
１２−１、１２−ｎインバータ部
１３−１、１３−ｎコントローラ
１４電圧検出器
Ｃ平滑コンデンサ
Ｒ回生抵抗器
Ｓスイッチ素子
Ｍ１射出用モータ
Ｍｎエジェクタ用モータ

Claims

モータによる駆動軸を複数備えると共に交流を直流に変換する整流部を備え、該整流部は複数の前記モータに対応して設けられている複数のインバータ部に共有される構成の成形機において、
前記各インバータ部には、インバータ制御用のコントローラが接続されており、
少なくとも一つのモータが回生運転時に生じる回生電力を、力行あるいは停止中である他のモータに無負荷電流として重畳させることを特徴とする成形機。
請求項１に記載の成形機において、前記整流部の出力側には電圧検出器が接続されて該電圧検出器の検出値が前記各コントローラに入力されるように構成されていることを特徴とする成形機。
請求項１又は２に記載の成形機において、前記整流部の出力側には各モータで発生する前記回生電力を消費するための回生抵抗器が接続されていることを特徴とする成形機。
請求項１〜３のいずれかに記載の成形機において、前記インバータ部には各々のインバータ制御用のコントローラが接続され、該各々のインバータ制御用のコントローラは、前記回生電力があらかじめ設定された値を越えると、前記回生電力を前記他のモータヘ流すことを特徴とする成形機。
請求項１〜４のいずれかに記載の成形機において、各モータには温度検出器が設けられ、各々のインバータ制御用のコントローラは、前記温度検出器から得られたモータ温度に基づいて、前記回生電力を前記各モータに流すことを特徴とする成形機。