JP2013199099A - 射出成形機及びコンバータ - Google Patents
射出成形機及びコンバータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013199099A JP2013199099A JP2012070436A JP2012070436A JP2013199099A JP 2013199099 A JP2013199099 A JP 2013199099A JP 2012070436 A JP2012070436 A JP 2012070436A JP 2012070436 A JP2012070436 A JP 2012070436A JP 2013199099 A JP2013199099 A JP 2013199099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disconnection
- power
- current
- unit
- injection molding
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7666—Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7666—Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force
- B29C2045/7673—Recovering energy or power from drive motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76003—Measured parameter
- B29C2945/76033—Electric current or voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76177—Location of measurement
- B29C2945/7618—Injection unit
- B29C2945/76214—Injection unit drive means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76929—Controlling method
- B29C2945/76933—The operating conditions are corrected immediately, during the same phase or cycle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
- H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse 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)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
【課題】電力ラインの断線時に他の電力ラインに過電流が流れることを防止できる、射出成形機を提供すること。
【解決手段】モータと、前記モータを駆動する駆動部と、前記駆動部を介して供給される回生電力を交流電力に変換する変換部と、前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、射出成形機。前記制御部は、前記他の電力ラインを流れる電流を当該電力ラインの電圧に同期させる、射出成形機。
【選択図】図1
【解決手段】モータと、前記モータを駆動する駆動部と、前記駆動部を介して供給される回生電力を交流電力に変換する変換部と、前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、射出成形機。前記制御部は、前記他の電力ラインを流れる電流を当該電力ラインの電圧に同期させる、射出成形機。
【選択図】図1
Description
本発明は、射出成形機及びコンバータに関する。
射出成形機のコンバータに関する先行技術文献として、例えば特許文献1が知られている。このコンバータは、三相交流電源に接続されている。
しかしながら、交流電力が伝達する電力ラインに断線が生ずる場合、何ら対策をしなければ、断線していない他の電力ラインに過電流が流れるおそれがある。
そこで、本発明は、電力ラインの断線時に他の電力ラインに過電流が流れることを防止できる、射出成形機及びコンバータの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、
モータと、
前記モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を介して供給される回生電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、射出成形機を提供するものである。
モータと、
前記モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を介して供給される回生電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、射出成形機を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、
直流電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、コンバータを提供するものである。
直流電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、コンバータを提供するものである。
本発明によれば、電力ラインの断線時に他の電力ラインに過電流が流れることを防止できる。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の一実施形態である電動式の射出成形機1の構成図である。射出成形機1は、モータ50と、インバータ部40と、DCリンク30と、コンバータ70と、上位コントローラ90とを備えている。また、コンバータ70は、コンバータ部20と、制御部60とを備えている。
射出成形機1は、電源10から供給される交流電力に基づいて、コンバータ部20とDCリンク30とインバータ部40とを介して、モータ50に電力を供給する機能を有している。また、射出成形機1は、モータ50によって発生した回生電力を、インバータ部40とDCリンク30とコンバータ部20とを介して、電源10に回生する機能を有している。このような機能によって、射出成形機1の省エネルギー化が図られている。電源10は、例えば、工場設備などの、射出成形機1の外部に設けられた交流電源である。
モータ50は、射出成形機1で使用されるモータであって、モータ50の減速時に回生電力が発生するものである。モータ50の具体例として、型開閉用サーボモータが挙げられる。型開閉用サーボモータは、型締め装置を駆動し、可動プラテンを開閉することができる。可動プラテンの開閉によって、金型を閉じる型閉工程、金型を開く型開工程、金型を締め付ける型締め工程が行われる。
モータ50は、射出用サーボモータでもよいし、エジェクタ用サーボモータでもよい。射出用サーボモータは、その作動によって、加熱シリンダ内のスクリュを前進移動させることができる。スクリュの前進移動によって、スクリュ前方に溜まった溶融材料を金型キャビティ内に射出する射出工程が行われる。エジェクタ用モータは、その作動によって、エジェクタ軸を移動させることができる。エジェクタ軸の移動によって、成形品を金型から押し出す成形品突き出し工程が行われる。また、モータ50は、互いに並列に接続された複数のモータでもよい。
インバータ部40は、コンバータ部20からDCリンク30を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力に基づいて、モータ50を駆動する駆動部である。インバータ部40は、例えば、コンバータ部20から出力されDCリンク30を介して供給される直流電流を、三相交流電流に変換する。また、インバータ部40は、モータ50によって発生した交流の回生電力を直流の回生電力に変換し、変換した直流の回生電力をDCリンク30及びコンバータ部20に供給する。インバータ部40は、例えば、モータ50から供給される三相交流電流を、直流電流に変換する。インバータ部40は、直流電力と三相交流電力との間で双方向に変換する場合、例えば6個のパワートランジスタで構成される三相ブリッジ回路を含むものであるとよい。
DCリンク30は、コンバータ部20の直流出力側とインバータ部40の直流入力側との間に設けられた直流電源経路部であって、一対の直流電源ライン31と、平滑コンデンサ32とを備えている。直流電源ライン31は、コンバータ部20とインバータ部40と平滑コンデンサ32との間を流れる直流電流の伝達経路である。平滑コンデンサ32は、直流電源ライン31の直流電圧を平滑させるキャパシタである。平滑コンデンサ32の具体例として、電解コンデンサが挙げられる。DCリンク30のDCリンク電圧Vdcは、平滑コンデンサ32の両端電圧に相当する。
コンバータ部20は、電源10から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をDCリンク30及びインバータ部40に供給する一方で、インバータ部40及びDCリンク30から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電源10に供給する回生コンバータである。コンバータ部20は、インバータ部40を介して供給される直流の回生電力を交流電力に変換する変換部である。
コンバータ部20は、LCフィルタ22と、電流センサ23と、ブリッジ回路24と、電源ライン25とを有している。コンバータ部20は、ヒューズ21を有してもよい。
ヒューズ21は、電源ライン25に直列に各相に挿入されている。ヒューズ21が溶断することによって、ヒューズ21が溶断した相の電源ライン25に過電流が流れることを防止できる。過電流が遮断されることによって、例えば、射出成形機1や電源10を保護できる。ブレーカなどの他の保護手段が用いられてもよい。
LCフィルタ22は、電源ライン25に流れる電流の高調波成分を抑制する回路部である。LCフィルタ22は、例えば、U,V,Wの各相に直列に挿入された複数のリアクトル間にコンデンサ(キャパシタ)が接続される構成を有している。LCフィルタ22は、例えば図示のような、各相に一端が接続された複数のコンデンサが中性点で共通接続されるY結線構成を有している。なお、LCフィルタ22は、図示の構成に限らず、例えば、各相間にコンデンサが挿入されるΔ結線構成でもよいし、各相に直列にリアクトルのみが挿入される構成でもよい。
電流センサ23は、電源ライン25に流れる交流電流の電流値を検出する電流検出部である。電流センサ23は、三相の電源ライン25のうち二相の電源ラインで検出される相電流を出力し、例えば、U相で検出されるU相電流Iufb及びV相で検出されるV相電流Ivfbに応じた検出信号を出力する。
ブリッジ回路24は、電源ライン25に流れる交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をDCリンク30に供給する一方で、DCリンク30から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電源ライン25に供給する回路である。ブリッジ回路24は、例えば図示のように、6個のパワートランジスタで構成される三相ブリッジ回路を含んでいる。
ブリッジ回路24は、モータ50が力行するときには、主に三相ブリッジ回路を構成するパワートランジスタに並列に接続されたダイオードによって、電源ライン25に流れる交流電流を直流電流に整流する。一方、ブリッジ回路24は、モータ50の回生電力が発生しているときには、DCリンク30から供給される直流電力が電源10に回生されるように、三相ブリッジ回路を構成するパワートランジスタをオン/オフする回生動作を行う。
電源ライン25は、電源10とブリッジ回路24との間を接続する電力ラインであって、ブリッジ回路24から供給される交流電力が伝達する。電源ライン25は、例えば、U,V,Wの三相の電流経路25u,25v,25wから構成されている。
また、図示のコンバータ20は、力行経路と回生経路が共通しているが、コンバータ20は、力行経路と回生経路を並列に有するものでもよい。例えば、力行経路には、電源ライン25に流れる交流電力を直流電力に変換するダイオードブリッジ回路が挿入され、回生経路には、DCリンク30から供給される直流電力を交流電力に変換するブリッジ回路24のような半導体スイッチによるブリッジ回路が挿入される。この場合、力行経路と回生経路の両方に、ヒューズが挿入される。
制御部60は、例えば、マイクロコンピュータを中心に構成された演算制御回路である。制御部60は、例えば、CPU、制御プログラムを格納するROM等の補助記憶装置、演算結果等を格納するRAM等の読み書き可能な主記憶装置、タイマ、カウンタ、入力インターフェース、出力インターフェースを有している。
制御部60は、コンバータ部20のブリッジ回路24の動作(例えば、力行動作、回生動作)を制御する手段である。制御部60は、例えば、PWM信号生成部65によって生成されるPWM信号によってブリッジ回路24をPWM制御することにより、インバータ部40及びDCリンク30を介してブリッジ回路24に入力されるモータ50の回生電力を電源10に回生する制御を行う。
制御部60は、ブリッジ回路24から電源ライン25を介して電源10に流れる交流電流の波形が、電源10の交流電源電圧の位相に同期した正弦波になるように、ブリッジ回路24を動作させることによって、コンバータ部20の出力電圧(すなわち、DCリンク30のDCリンク電圧Vdc)を制御する。
制御部60は、ブリッジ回路24を動作させる手段として、例えば、d−q変換部62と、電圧制御部63と、電流制御部64と、電圧位相検出部61と、PWM信号生成部65とを有している。
d−q変換部62は、電流センサ23によって検出されたU相電流Iufb及びV相電流Ivfbをd−q変換することによって、d−q変換結果であるd軸電流成分Idfb及びq軸電流成分Iqfbを出力する。
電圧制御部63は、所定の電圧指令値UcmdとDCリンク30で検出されたDCリンク電圧Vdcとの誤差に基づいて、その誤差を零に収束させるための、d軸電流成分Idfbの電流指令値Idを生成する。電圧指令値Ucmdは、例えば上位コントローラ90から供給される信号でもよいし、制御部60によって生成される信号でもよい。
電流制御部64は、d−q変換部62から供給されるd軸電流成分Idfbと電圧制御部63から供給される電流指令値Idとに基づいて、d軸成分の電圧指令値Vdを生成する。また、電流制御部64は、d−q変換部62から供給されるq軸電流成分Iqfbと、q軸電流成分Iqfbの電流指令値Iqとに基づいて、q軸成分の電圧指令値Vqを生成する。電流指令値Iqは、電源ライン25の力率が1に調整されるように(すなわち、電源ライン25に流れる交流電流の波形が電源10の交流電源電圧と同位相の正弦波に調整されるように)、零に設定されている(Iq=0)
電圧位相検出部61は、電源ライン25の各相の交流電圧を検出することによって、各相の交流電圧の位相を検出する。
電圧位相検出部61は、電源ライン25の各相の交流電圧を検出することによって、各相の交流電圧の位相を検出する。
PWM信号生成部65は、電圧位相検出部61に検出された位相と、電流制御部64から供給されるd−q軸の電圧指令値Vd,Vqとに基づいて、ブリッジ回路24内の各トランジスタのゲートを駆動して動作させるPWM駆動信号を生成する。
図2は、射出成形機1のシミュレーションによる正常時の動作波形を示した図である。Vrは、電圧位相検出部61によってグランド基準で検出された電源ライン25の交流電圧であり、Irは、電流センサ23によって検出された電源ライン25を流れる交流電流であり、VdcはDCリンク30のDCリンク電圧であり、Idfbは交流電流Irがd−q変換部62によってd−q変換されたd軸電流成分であり、Iqfbは交流電流Irがd−q変換部62によってd−q変換されたq軸電流成分である。
コンバータ70の運転は、DCリンク電圧Vdcが所定の閾値電圧Vth1を超えたタイミングt1で開始する。コンバータ70の運転が開始すると、コンバータ部20のブリッジ回路24の回生動作によって平滑コンデンサ32が放電するため、DCリンク電圧Vdcは漸減する。d軸電流成分Idfbは、制御部60によってDCリンク電圧Vdcに応じた回生電流に制御されている。q軸電流成分Iqfbは、q軸電流成分Iqfbの電流指令値Iqが零に固定されているため、零に制御されている。コンバータ70の運転は、DCリンク電圧Vdcが所定の閾値電圧Vth2を下回ったタイミングt2で停止する。コンバータ70の運転が停止すると、コンバータ部20のブリッジ回路24の回生動作は停止する。
一方、図3は、射出成形機1のシミュレーションによる異常時の動作波形を示した図である。図3は、ブリッジ回路24の回生動作による平滑コンデンサ32の放電中に、電源ライン25のW相がタイミングt3で断線した場合を示している。図3に示されるように、電源ライン25の各相の電源ラインうちいずれかの電源ラインが断線すると、d−q変換部62によるd−q変換結果であるq軸電流成分Iqfbの電流値及びd軸電流成分Idfbの電流値は正常時の定常状態に対して大きく変動する。
したがって、ブリッジ回路24の動作の制御に使用されるd−q変換結果を、電源ライン25の断線検出に利用できる。d−q変換結果をブリッジ回路24の回生・力行制御と電源ライン25の断線検出に共通して使用できるため、電源ライン25の断線検出を簡易な構成で実現できる。
図1において、制御部60は、d−q変換部62によるd−q変換結果に基づいて、電源ライン25の断線を検出する。例えば、制御部60は、d−q変換後の電流成分の大きさの変化に基づいて、電源ライン25の断線を検出する。
制御部60は、d−q変換部62によるd−q変換結果に基づいて、電源ライン25の電流経路25u,25v,25wについての断線を検出する断線検出部として、例えば図1に示される信号処理部66、異常判定部67及び断線相判定部68を有している。
信号処理部66は、d−q変換部62によって得られたd−q変換結果について所定のフィルタ演算を行うことで、そのd−q変換結果の電流成分の大きさに等価なデータyを生成する。
図4は、断線検出部を構成する信号処理部66の具体例である。信号処理部66は、絶対値回路71と、一次遅れフィルタ72とを有している。Zはラプラス変換を表し、aは所定の定数である。絶対値回路71は、q軸電流成分Iqfbを絶対値化する。一次遅れフィルタ72は、q軸電流成分Iqfbの絶対値を一次遅れ演算した値yを出力する。なお、所定値以上の大きな電流が電源ライン25に一定期間流れたことが検出されればよいので、一次遅れフィルタをタイマに置き換えてもよい。
なお、信号処理部66の構成は、本構成に限られない。例えば、信号処理部66は、絶対値回路71に代えて、q軸電流成分Iqfbの実効値を出力する実効値回路を有するものでもよい。一次遅れフィルタ72は、q軸電流成分Iqfbの実効値を一次遅れ演算した値yを出力する。
図1において、異常判定部67は、データyを所定の異常判定閾値Vthと比較することによって、電源ライン25の断線の有無を判断する。異常判定部67は、例えば、データyが異常判定閾値Vthを超えている場合、電源ライン25に断線が発生していると判断し、電源ライン25の断線が検出されたことを表す断線検出信号を、上位コントローラ90に対して出力する。異常判定部67は、断線検出信号を、制御部60内の他の機能部に対して出力してもよいし、該他の機能部及び上位コントローラ90以外の他の制御部(例えば、インバータ部40の動作を制御するインバータ制御部)に対して出力してもよい。
断線相判定部68は、電流センサ23によって検出される電源ライン25の各相の電流経路25u,25v,25wの電流を比較することにより、断線した相(断線した電流経路)を判定する。
断線相判定部68は、例えば、電流センサ23によって検出される相電流の電流値が零の電源ラインを、断線した電源ラインと判定する。断線相判定部68は、電流センサ23によって検出される相電流の電流値が零の電源ラインが検出されず、信号処理部66からのデータyに基づいて断線の発生が検出された場合、電流センサ23によって相電流が直接検出されていない電源ラインが断線したと判定する。
上位コントローラ90は、異常判定部67からの断線検出信号に基づいて、交流電流が電源ライン25に流れることを停止させる停止部である。上位コントローラ90は、例えば、制御部60と同様に、マイクロコンピュータを中心に構成された演算制御回路である。上位コントローラ90は、例えば、CPU、制御プログラムを格納するROM等の補助記憶装置、演算結果等を格納するRAM等の読み書き可能な主記憶装置、タイマ、カウンタ、入力インターフェース、出力インターフェースを有している。
上位コントローラ90は、例えば、電源ライン25の断線が検出されたことを表す断線検出信号を受信した場合、射出成形機1の運転を停止させるためのサーボオフ指令を発行し、コンバータ70の動作を停止させ、コンバータ部20のブリッジ回路24の動作を停止させる。これにより、コンバータ部20のブリッジ回路24の回生動作は停止するので、交流電流が電源ライン25に流れることを停止させることができる。その結果、電源ライン25に過電流が流れることを防止できる。
また、上位コントローラ90又は異常判定部67は、電源ライン25の断線が検出されたことを表す断線検出信号が出力される場合、電源ライン25に断線が発生したことを射出成形機1のオペレータ(ユーザ)及び/又は他のシステムに通知部91を介して通知してもよい。これにより、オペレータ及び/又は他のシステムに速やかに断線異常を知らせることができる。通知部91は、スピーカ等の音声出力部でもよいし、ディスプレイ等の表示部でもよいし、ランプ等の発光部でもよいし、他のシステムと通信可能な通信部でもよい。また、通知部91は、電源ライン25に断線が発生したこと、及び/又は、後述の異常時制御部69による電流の制御中であることを、ユーザ及び/又は他のシステムに通知するものでもよい。ここで、他のシステムとは、例えば、射出成形機1以外の外部システムでもよいし、射出成形機1の内部システムでもよい。
また、制御部60は、電流経路25u,25v,25wのいずれかの断線が断線相判定部68によって検出された場合、断線相判定部68によって断線が検出されていない残りの電流経路に流れる電流を制御する異常時制御部69を有している。異常時制御部69によって、断線していない電流経路に流れる電流を能動的に制御できるので、その断線していない電流経路に過電流が流れることを防止できる。異常時制御部69は、断線が検出されていない残りの電流経路に流れる交流電流を、その残りの電流経路の交流電圧の位相に同期するように制御すると好適である。
上位コントローラ90又は異常判定部67は、電流経路25u,25v,25wのいずれかの断線が断線相判定部68によって検出された場合、d−q変換部62に基づく制御を停止させ、d−q変換部62に基づく制御から異常時制御部69に基づく制御に切り替える。これにより、電流経路25u,25v,25wのいずれかが断線しているときにd−q変換部62が動作することによって、断線が検出されていない電流経路に流れる交流電流を正しく制御できなくなることを防止できる。
異常時制御部69は、電流センサ23によって検出された電流値の大きさに応じた電流指令値Iaを生成する。
異常時制御部69は、W相の電流経路25wの断線が断線相判定部68によって検出されている場合、U相の電流経路25uに流れるU相電流の電流値の大きさとV相の電流経路25vに流れるV相電流の電流値の大きさに応じた電流指令値Iaを生成する。
また、異常時制御部69は、U相の電流経路25uの断線が断線相判定部68によって検出されている場合、V相の電流経路25vに流れるV相電流の電流値の大きさとW相の電流経路25wに流れるW相電流の電流値の大きさに応じた電流指令値Iaを生成する。このとき、電流経路25wに流れるW相電流の位相は、V相の電流経路25vに流れるV相電流の位相の反転なので、電流経路25wに流れるW相電流の電流値の大きさは、電流経路25vに流れるV相電流の電流値の大きさから算出される。
また、異常時制御部69は、V相の電流経路25vの断線が断線相判定部68によって検出されている場合、U相の電流経路25uに流れるU相電流の電流値の大きさとW相の電流経路25wに流れるW相電流の電流値の大きさに応じた電流指令値Iaを生成する。このとき、電流経路25wに流れるW相電流の位相は、U相の電流経路25uに流れるU相電流の位相の反転なので、電流経路25wに流れるW相電流の電流値の大きさは、電流経路25uに流れるU相電流の電流値の大きさから算出される。
電流制御部64は、電流指令値Iaと電流指令値Idに基づいて、断線が検出されていない残りの電流経路の電圧に同期するように、PWM信号生成部65によって、ブリッジ回路24を構成するスイッチ駆動部26,27,28を制御する。これにより、図5に示されるように、断線していない電流経路には、電源10の交流電源電圧の位相に同期した交流電流が流れる。このとき、PWM信号生成部65は、スイッチ駆動部26,27,28のうち断線が検出されている電流経路に接続されているスイッチ駆動部のスイッチ動作を停止させる信号を出力するとよい。
図5(a)は、断線が発生していないときの電流波形を表し、図5(b)は、W相の電流経路25wの断線が発生したときの電流波形を表す。図5(b)に示されるように、U相、V相の電流経路には、U相、V相の電圧(電源10の交流電源電圧)の位相に同期した交流電流Iu,Ivが流れる。
また、上位コントローラ90は、断線が検出されていない電流経路に電流が流れることを、断線が検出されていない電流経路に電流が流れるように異常時制御部69によって上述のように制御された後に、停止させると好適である。これにより、断線が検出されても、コンバータ20による力行動作又は回生動作を止めることを所定のタイミングまで延長させることができる。これにより、例えば、射出成形機1の運転サイクルを下げて、連続運転又は再起動しやすい工程まで射出成形機1を運転させてから停止させることができる。例えば、射出成形機1を型開工程のタイミング(より好ましくは、成形品を金型から取り出すことが可能な、型開完了などのタイミング)まで運転して停止させることができれば、金型内に残った成形品を取り出しやすくなるため、射出工程時に停止するときに比べて、射出成形機1を容易に再起動できる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、組み合わせ及び置換を加えることができる。
例えば、断線検出部は、d軸電流成分Idfbの変化とq軸電流成分Iqfbの変化とを組み合わせて、電源ライン25の断線を検出してもよい。これにより、断線の検出精度を上げることができる。
また、例えば、制御部60が、d−q変換後の電流成分の大きさの変化に基づいて、電源ライン25の断線を検出する場合を示したが、制御部60が、d−q変換後の電流成分の周波数の変化に基づいて、電源ライン25の断線を検出してもよいし、d−q変換後の電流成分の傾きの変化に基づいて、電源ライン25の断線を検出してもよい。
また、断線検出部は、上述のd−q変換結果に基づいて断線を検出する方法に限らず、他の方法を用いて断線検出を行ってもよい。
また、例えば、モータの種類は上述の種類に限ることはなく、本発明は、射出成形機に使用されるモータであれば、他のモータにも適用できる。
1,100 射出成形機
10,110 電源
20,120 コンバータ部
21,121 ヒューズ
22,122 LCフィルタ
23,123 電流センサ
24,124 ブリッジ回路
25,125 電源ライン
25u,25v,25w 電流経路
30,130 DCリンク
31,131 直流電源ライン
32,132 平滑コンデンサ
40,140 インバータ部
50,150 モータ
60,160 制御部
61,161 電圧位相検出部
62,162 d−q変換部
63,163 電圧制御部
64,164 電流制御部
65,165 PWM信号生成部
66 信号処理部
67 異常判定部
68 断線相判定部
70 コンバータ
90 上位コントローラ
10,110 電源
20,120 コンバータ部
21,121 ヒューズ
22,122 LCフィルタ
23,123 電流センサ
24,124 ブリッジ回路
25,125 電源ライン
25u,25v,25w 電流経路
30,130 DCリンク
31,131 直流電源ライン
32,132 平滑コンデンサ
40,140 インバータ部
50,150 モータ
60,160 制御部
61,161 電圧位相検出部
62,162 d−q変換部
63,163 電圧制御部
64,164 電流制御部
65,165 PWM信号生成部
66 信号処理部
67 異常判定部
68 断線相判定部
70 コンバータ
90 上位コントローラ
Claims (9)
- モータと、
前記モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を介して供給される回生電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、射出成形機。 - 前記制御部は、前記他の電力ラインを流れる電流を当該電力ラインの電圧に同期させる、請求項1に記載の射出成形機。
- 前記制御部は、前記他の電力ラインを流れる電流を前記変換部によって制御する、請求項1又は2に記載の射出成形機。
- 前記制御部による他の電力ラインを流れる電流の制御を停止させる停止部を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の射出成形機。
- 前記停止部は、前記制御部による電流の制御を所定のタイミングで停止させる、請求項4に記載の射出成形機。
- 前記所定のタイミングは、型開工程のタイミングである、請求項5に記載の射出成形機。
- 前記断線検出部による断線の検出、及び/又は、前記制御部による電流の制御中であることを、ユーザ及び/又は他のシステムに通知する通知部を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の射出成形機。
- 前記断線検出部は、前記複数の電力ラインに流れる交流電流のd−q変換結果に基づいて、前記電力ラインの断線を検出する、請求項1から7のいずれか一項に記載の射出成形機。
- 直流電力を交流電力に変換する変換部と、
前記交流電力が伝達する複数の電力ラインの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部で断線が検出されると、断線が検出されていない他の電力ラインを流れる電流を制御する制御部とを備える、コンバータ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012070436A JP2013199099A (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 射出成形機及びコンバータ |
CN2013100226728A CN103358508A (zh) | 2012-03-26 | 2013-01-22 | 注射成型机以及转换器 |
EP13160370.6A EP2644356A3 (en) | 2012-03-26 | 2013-03-21 | Injection molding machine and converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012070436A JP2013199099A (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 射出成形機及びコンバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013199099A true JP2013199099A (ja) | 2013-10-03 |
Family
ID=47913182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012070436A Pending JP2013199099A (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 射出成形機及びコンバータ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2644356A3 (ja) |
JP (1) | JP2013199099A (ja) |
CN (1) | CN103358508A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105490577A (zh) * | 2014-10-02 | 2016-04-13 | 发那科株式会社 | 具有直流链路残留能量的放电功能的电动机控制装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112021004457T5 (de) * | 2020-10-26 | 2023-06-07 | Fanuc Corporation | Wandler, aufweisend eine Verdrahtungszustands-Erfassungseinheit, und Motorantriebsvorrichtung |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002166456A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-11 | Tokimec Inc | 横型成形機 |
US6850426B2 (en) * | 2002-04-30 | 2005-02-01 | Honeywell International Inc. | Synchronous and bi-directional variable frequency power conversion systems |
JP2004154961A (ja) | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Toshiba Mach Co Ltd | 回生機能を有する電動射出成形機の駆動制御装置 |
US7161375B2 (en) * | 2005-02-23 | 2007-01-09 | International Rectifier Corporation | Phase-loss detection for rotating field machine |
JP4879953B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2012-02-22 | 株式会社日本製鋼所 | 電動射出成形機の電力表示方法および電力表示装置 |
DE102010000991A1 (de) * | 2010-01-19 | 2011-07-21 | ZF Friedrichshafen AG, 88046 | Verfahren zur Phasenabrisserkennung an einer an einem Stromrichter betriebenen Drehfeldmaschine |
JP5481286B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2014-04-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換システムおよび電力変換装置 |
-
2012
- 2012-03-26 JP JP2012070436A patent/JP2013199099A/ja active Pending
-
2013
- 2013-01-22 CN CN2013100226728A patent/CN103358508A/zh active Pending
- 2013-03-21 EP EP13160370.6A patent/EP2644356A3/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105490577A (zh) * | 2014-10-02 | 2016-04-13 | 发那科株式会社 | 具有直流链路残留能量的放电功能的电动机控制装置 |
JP2016077031A (ja) * | 2014-10-02 | 2016-05-12 | ファナック株式会社 | 直流リンク残留エネルギーの放電機能を有するモータ制御装置 |
US10069444B2 (en) | 2014-10-02 | 2018-09-04 | Fanuc Corporation | Motor control apparatus having function of discharging energy remaining in DC link |
CN105490577B (zh) * | 2014-10-02 | 2019-06-11 | 发那科株式会社 | 具有直流链路残留能量的放电功能的电动机控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2644356A2 (en) | 2013-10-02 |
CN103358508A (zh) | 2013-10-23 |
EP2644356A3 (en) | 2014-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9787084B2 (en) | Motor driving device | |
JP5495867B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
KR100549349B1 (ko) | 사출성형기용 모터의 제어장치 | |
JP4756559B2 (ja) | 電動射出成形機の電力供給装置および電動射出成形機 | |
EP2664439B1 (en) | Injection molding machine and power regenerating device | |
JP5755522B2 (ja) | 電動射出成形機およびその電力貯蔵装置 | |
JP6247189B2 (ja) | 直流リンク残留エネルギーの放電機能を有するモータ制御装置 | |
JP2014050912A (ja) | スイッチング素子の短絡故障を検出するブレーキ駆動制御回路 | |
JP5855475B2 (ja) | 射出成形機システム及び射出成形機、並びに配電装置 | |
JP6000558B2 (ja) | 射出成形機及びコンバータ | |
JP2013199099A (ja) | 射出成形機及びコンバータ | |
EP2552011A2 (en) | Injection molding machine | |
JP2015527858A (ja) | モーション及びコントロールシステム | |
JP5801128B2 (ja) | 射出成形機 | |
US9302417B2 (en) | Injection molding machine for continuing operation in event of power outage | |
JP2004154961A (ja) | 回生機能を有する電動射出成形機の駆動制御装置 | |
JP6158881B2 (ja) | インバータの保護方法に特徴を有するモータの制御方法 | |
JP6340913B2 (ja) | 制御装置及び制御方法 | |
JP6656954B2 (ja) | 射出成形機およびコンバータ | |
JP6381572B2 (ja) | 外部に電力供給が可能な電動射出成形機 | |
JP2017060306A (ja) | インバータにより駆動されるモータの制御方法 | |
JP2008086094A (ja) | マトリクスコンバータ | |
JP2013027986A (ja) | 射出成形機 | |
US20200032805A1 (en) | Apparatus for controlling compressor, control system for compressor and method for controlling compressor | |
JP2018051859A (ja) | 電動射出成形機用の電力貯蔵装置および電動射出成形機 |