JP2018122317A - Servo press system - Google Patents

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藍原　隆司
Takashi Aihara
隆司 藍原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a servo press system capable of stably distributing power command values of a servo press to a motor and power command values to an energy storage part by a simple configuration.SOLUTION: A servo press system, which drives a motor 11 with an inverter circuit IV to perform press working, comprises: a converter CV which converts AC power supplied from the AC power source into DC power to be supplied into the inverter circuit; and a DC power source PS. The converter comprises: a regulator 42 which forms power command values by comparing DC voltage detection values with DC voltage target values; and a distributor 43 which distributes the power command values outputted from this distributor, to a main circuit 41 of the converter itself on the basis of power command values.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータを駆動してプレス加工を行なうサーボプレスの瞬時的な電力を補償するサーボプレスシステムに関する。   The present invention relates to a servo press system that compensates for instantaneous electric power of a servo press that performs press processing by driving a motor.

この種のサーボプレスシステムとしては、特許文献１及び２に記載されている構成が知られている。
特許文献１に記載されたサーボプレスシステムでは、複数のサーボプレスを駆動するインバータに電力を供給する電力供給回路と、複数のサーボプレスの動作を制御する制御部とを備えている。電力供給回路は、交流電源とこの交流電源に接続されたコンバータ及びコンデンサを有するエネルギ蓄積部とで構成されている。制御部は、複数のサーボプレスの加工領域が重複する場合、重複した加工領域における消費電力がエネルギ蓄積部の許容供給電力を超えると判定すると、重複した加工領域がエネルギ蓄積部の許容供給電力の範囲内に収まるように少なくとも１以上のサーボプレスの加工領域の加工開始時期を遅らせて効率のよい電力供給を行なうようにしている。 As this type of servo press system, configurations described in Patent Documents 1 and 2 are known.
The servo press system described in Patent Literature 1 includes a power supply circuit that supplies power to an inverter that drives a plurality of servo presses, and a control unit that controls the operations of the plurality of servo presses. The power supply circuit includes an AC power supply and an energy storage unit having a converter and a capacitor connected to the AC power supply. When the control unit determines that the power consumption in the overlapped machining region exceeds the allowable supply power of the energy storage unit when the processing regions of a plurality of servo presses overlap, the overlapped processing region is determined as the allowable supply power of the energy storage unit. Efficient power supply is performed by delaying the machining start timing of the machining area of at least one servo press so as to be within the range.

特許文献２に記載されたサーボプレスでは、電力グリッドから入力される交流電力を整流器で直流電力に変換してＤＣ電圧中間回路に供給する。このＤＣ電圧中間回路には直流電力を交流電力に変換する電力変換器を介して複数のサーボプレスのモータが接続されている。
また、ＤＣ電圧中間回路には、電力変換器を介してフライホイール蓄積装置が接続されている。このフライホイール蓄積装置には複数のサーボモータで生じるピーク負荷を緩衝するのに必要な量のエネルギであるバッファエネルギが充電される。そして、フライホイール蓄積装置に充電されたバッファエネルギがピーク負荷の発生時に、ＤＣ電圧中間回路に戻される。 In the servo press described in Patent Document 2, AC power input from a power grid is converted into DC power by a rectifier and supplied to a DC voltage intermediate circuit. A plurality of servo press motors are connected to the DC voltage intermediate circuit via a power converter that converts DC power into AC power.
In addition, a flywheel storage device is connected to the DC voltage intermediate circuit via a power converter. The flywheel accumulator is charged with buffer energy, which is an amount of energy necessary to buffer the peak load generated by a plurality of servo motors. The buffer energy charged in the flywheel storage device is returned to the DC voltage intermediate circuit when a peak load occurs.

特開２０１５−１００８０７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-100807 特開２００８−２３５９９号公報JP 2008-23599 A

ところで、上記特許文献１に記載されているサーボプレスシステムでは、インバータの入力側にコンバータ及びコンデンサを含むエネルギ蓄積部が設けられているので、コンデンサの充放電のために直流電圧の変動が生じるが、システム上直流電圧の変動幅を広くすることはできないため、コンデンサ容量を大きくしなければならないという課題がある。
また、上記特許文献２に記載されているサーボプレスシステムでは、直流電源に対する電力指令が必要であり、サーボプレス用モータ駆動用インバータなどから電力情報を得る必要がある。この場合でも、交流電源に接続されるコンバータとの電力分担等を考慮することが難しく、システム全体を効率よく運用できないという課題がある。 By the way, in the servo press system described in Patent Document 1, an energy storage unit including a converter and a capacitor is provided on the input side of the inverter. Since the fluctuation range of the DC voltage cannot be widened on the system, there is a problem that the capacitor capacity must be increased.
In the servo press system described in Patent Document 2, a power command for a DC power supply is required, and it is necessary to obtain power information from a servo press motor drive inverter or the like. Even in this case, it is difficult to consider power sharing with the converter connected to the AC power supply, and there is a problem that the entire system cannot be operated efficiently.

さらに、特許文献２に記載されているサーボプレスでは、全てのプレスモータの挙動を中央監視装置が監視し、最適なフライホイール制御を行なうが、システムが複雑であり、電源として独立できないという問題点がある。
そこで、本発明は、上記従来例の課題に着目してなされたものであり、サーボプレスのモータに対する電力指令値と、直流電源への電力指令値との分配を簡易な構成で安定して行なうことができるサーボプレスシステムを提供することを目的としている。 Furthermore, in the servo press described in Patent Document 2, the central monitoring device monitors the behavior of all press motors and performs optimal flywheel control, but the system is complicated and cannot be independently used as a power source. There is.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the problems of the conventional example described above, and stably distributes the power command value for the servo press motor and the power command value to the DC power source with a simple configuration. The object is to provide a servo press system that can.

上記目的を達成するために、本発明に係るサーボプレスシステムの一態様は、インバータ回路でモータを駆動してプレス加工を行なうサーボプレスシステムであって、前記インバータ回路と直流ラインを介して接続され、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換してインバータ回路に供給するコンバータと、前記直流ラインに接続される直流電源とを備え、コンバータは、前記直流ラインの直流電圧検出値と直流電圧目標値とを比較して電力指令値を形成する調節器と、この調節器から出力される電力指令値を、電力指令値に基づいてコンバータ自体の主回路と前記直流電源とに分配する分配器とを備えている。   In order to achieve the above object, one aspect of a servo press system according to the present invention is a servo press system that performs press working by driving a motor with an inverter circuit, and is connected to the inverter circuit via a DC line. A converter for converting AC power supplied from an AC power source into DC power and supplying the inverter circuit, and a DC power source connected to the DC line, the converter including a DC voltage detection value of the DC line and a DC voltage A regulator that compares the voltage target value to form a power command value, and a power command value that is output from the regulator is distributed to the main circuit of the converter itself and the DC power source based on the power command value With a bowl.

本発明の一態様によれば、コンバータの主回路に対する電力指令値と、エネルギ蓄積部に対する電力指令値とを分配するので、電圧指令値を設定値に維持しながらエネルギ蓄積部の充放電をサーボプレスモータと独立して制御することができ、システム構成を簡略化することができる。また、コンバータの分配器で主回路に対する電力指令値の分配態様を設定することができる。   According to one aspect of the present invention, since the power command value for the converter main circuit and the power command value for the energy storage unit are distributed, the charge / discharge of the energy storage unit is servoed while maintaining the voltage command value at the set value. It can be controlled independently of the press motor, and the system configuration can be simplified. Further, the distribution mode of the power command value for the main circuit can be set by the distributor of the converter.

本発明に係るサーボプレスシステムの一実施形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing one embodiment of a servo press system concerning the present invention. 図１の分配器の構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure of the divider | distributor of FIG. 本発明に係るサーボプレスシステムの変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the modification of the servo press system which concerns on this invention.

次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
Further, the embodiment described below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, The layout is not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

以下、本発明の一の実施の形態に係るサーボプレスシステムについて図面を参照して説明する。
サーボプレスシステム１０は、プレス加工を行うサーボプレスＳＰを備えている。ここで、サーボプレスＳＰは、サーボモータ１１によって駆動されるスライド駆動機構１２でスライド１３を上下動させることにより、スライド１３に支持した上金型とベース１４に支持された下金型とでブランクをプレス加工する。 Hereinafter, a servo press system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The servo press system 10 includes a servo press SP that performs press working. Here, the servo press SP is blanked between the upper mold supported by the slide 13 and the lower mold supported by the base 14 by moving the slide 13 up and down by the slide drive mechanism 12 driven by the servo motor 11. Is pressed.

ここで、サーボモータ１１は、インバータと組み合わせてトルク・回転数が可変で、電力回生が可能であれば、任意の方式のモータを使用可能である。たとえば、三相誘導モータ、三相同期モータ、永久磁石同期モータなどを適用できる。
また、スライド駆動機構１２は、クランク方式、クランクレス方式、トグル方式、ボールスクリュー方式等を適用できる。 Here, as long as the servomotor 11 can be combined with an inverter and the torque and the number of rotations are variable and electric power regeneration is possible, any type of motor can be used. For example, a three-phase induction motor, a three-phase synchronous motor, a permanent magnet synchronous motor, etc. can be applied.
The slide drive mechanism 12 can employ a crank system, a crankless system, a toggle system, a ball screw system, or the like.

このサーボプレスＳＰのサーボモータ１１が個別に複数例えば３つのインバータＩＶ１〜ＩＶ３によって回転制御される。ここで、インバータは３つ設ける場合に限らず、サーボモータ１１が必要とする電流を賄えれば良く、１つでも２つでも４つ以上でもよい。
各インバータＩＶ１〜ＩＶ３は、共通のコンバータＣＶ及び直流電源ＰＳに直流ラインＤＬを介して接続されている。そして、インバータＩＶ１〜ＩＶ３は、直流ラインＤＬから供給される直流電力をプレス制御装置ＰＣの制御信号によって交流電力に変換して各サーボプレスＳＰのサーボモータ１１に供給する。なお、図１では、インバータＩＶ１〜ＩＶ３に対して１台のプレス制御装置ＰＣから制御信号を与えるようにしているが、各インバータＩＶ１〜ＩＶ３にそれぞれ制御装置を設け、不図示の上位コントローラからの指令値（例えば、位置指令値）に基づいて、各インバータＩＶ１〜ＩＶ３にそれぞれ設けられた制御装置の制御信号によって各インバータＩＶ１〜ＩＶ３を制御するようにしてもよい。 The servo motor 11 of the servo press SP is individually controlled for rotation by a plurality of, for example, three inverters IV1 to IV3. Here, the number of inverters is not limited to three, and it is sufficient that the current required by the servo motor 11 is covered. One, two, or four or more inverters may be provided.
Each inverter IV1 to IV3 is connected to a common converter CV and DC power supply PS via a DC line DL. Then, the inverters IV1 to IV3 convert the DC power supplied from the DC line DL into AC power by the control signal of the press control device PC and supply the AC power to the servo motor 11 of each servo press SP. In FIG. 1, a control signal is supplied from one press control device PC to the inverters IV1 to IV3. However, a control device is provided for each of the inverters IV1 to IV3, and an inverter (not shown) Based on the command value (for example, position command value), each of the inverters IV1 to IV3 may be controlled by a control signal of a control device provided in each of the inverters IV1 to IV3.

直流電源ＰＳは、例えば電気エネルギを蓄積可能な電気二重層コンデンサ、バッテリ，フライホイール等で構成されるエネルギ蓄積部５１と、直流電圧を可変するためのＤＣ／ＤＣコンバータ、昇降圧チョッパ等の直流電圧変換部（不図示）を備え、このエネルギ蓄積部５１が上記直流電圧変換部を介してコンバータＣＶと各インバータＩＶ１〜ＩＶ３との間の直流ラインＤＬに接続されている。また、直流電源ＰＳは、エネルギ蓄積部５１に対して充放電制御を行う充放電制御部５２を備えている。   The DC power source PS includes, for example, an energy storage unit 51 configured by an electric double layer capacitor capable of storing electrical energy, a battery, a flywheel, and the like, a DC / DC converter for changing a DC voltage, and a DC such as a step-up / down chopper. A voltage conversion unit (not shown) is provided, and the energy storage unit 51 is connected to the DC line DL between the converter CV and the inverters IV1 to IV3 via the DC voltage conversion unit. In addition, the DC power supply PS includes a charge / discharge control unit 52 that performs charge / discharge control on the energy storage unit 51.

コンバータＣＶは、交流電源３０から入力される交流電力をインバータＩＶ１〜ＩＶ３で使用する直流電力に変換するとともに、インバータＶ１〜Ｖ３から回生される直流電力を交流電力に変換する主回路４１を備えており、この主回路４１から出力される直流電力がインバータＩＶ１〜ＩＶ３に供給され、交流電力が交流電源３０に回生される。
また、コンバータＣＶは、電力指令値Ｗｔを生成する調節器としての直流電圧調節器４２と、この直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔを主回路４１及びエネルギ蓄積部ＥＡに分配する分配器４３とを備えている。 Converter CV includes a main circuit 41 that converts AC power input from AC power supply 30 into DC power used by inverters IV1 to IV3 and converts DC power regenerated from inverters V1 to V3 to AC power. The DC power output from the main circuit 41 is supplied to the inverters IV1 to IV3, and the AC power is regenerated to the AC power supply 30.
Converter CV also distributes DC command regulator 42 as a regulator for generating power command value Wt, and power command value Wt output from DC voltage regulator 42 to main circuit 41 and energy storage unit EA. And a distributor 43.

直流電圧調節器４２は、各インバータＩＶ１〜ＩＶ３の接続点における直流ラインＤＬの直流電圧を検出する電圧検出部４４から入力される直流電圧検出値Ｖｄと、予め設定した直流電圧目標値Ｖｓとを比較し、その比較結果に対して例えばＰＩ（比例・積分）制御を行なって電力指令値Ｗｔを算出する。
分配器４３は、図２に示すように、直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔが入力される係数乗算器４３ａと、この係数乗算器４３ａの出力が入力されるリミッタ４３ｂと、このリミッタ４３ｂの出力が入力されるローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３ｃとが直列に接続されている。 The DC voltage regulator 42 receives the DC voltage detection value Vd input from the voltage detection unit 44 that detects the DC voltage of the DC line DL at the connection points of the inverters IV1 to IV3, and a preset DC voltage target value Vs. The comparison is performed, and for example, PI (proportional / integral) control is performed on the comparison result to calculate the power command value Wt.
As shown in FIG. 2, the distributor 43 includes a coefficient multiplier 43a to which the power command value Wt output from the DC voltage regulator 42 is input, a limiter 43b to which the output of the coefficient multiplier 43a is input, A low-pass filter (LPF) 43c to which the output of the limiter 43b is input is connected in series.

ここで、係数乗算器４３ａは、入力される電力指令値Ｗｔに“１”以下の値に設定される係数ｋを乗算して主回路４１の実効値を低減させて、コンバータＣＶの容量を低減できる。
リミッタ４３ｂは、主回路４１に対する電力指令値を設定値で制限し、電源電力のピークカットを行なうことができる。 Here, the coefficient multiplier 43a reduces the effective value of the main circuit 41 by multiplying the input power command value Wt by a coefficient k set to a value of “1” or less, thereby reducing the capacity of the converter CV. it can.
The limiter 43b can limit the power command value for the main circuit 41 with a set value, and can perform peak cut of the power supply power.

ローパスフィルタ４３ｃは、リミッタ４３ｂの出力に対してローパスフィルタ動作を行なって、主回路４１に対する電力指令値を緩やかに変化させて電源負荷の急変を防止し、フリッカ対策を行なう。このローパスフィルタ４３ｃから出力されるフィルタ出力が主回路４１に対する電力指令値Ｗｔｃとして出力される。
また、分配器４３は、直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔからローパスフィルタ４３ｃから出力される電力指令値Ｗｔｃを減算して直流電源ＰＳの充放電制御部５２に対する電力指令値Ｗｔｅを出力する減算器４３ｄを備えている。 The low-pass filter 43c performs a low-pass filter operation on the output of the limiter 43b, gently changes the power command value for the main circuit 41 to prevent a sudden change in the power load, and takes measures against flicker. The filter output output from the low-pass filter 43c is output as a power command value Wtc for the main circuit 41.
Further, the distributor 43 subtracts the power command value Wtc output from the low-pass filter 43c from the power command value Wt output from the DC voltage regulator 42 to thereby determine the power command value Wte for the charge / discharge control unit 52 of the DC power supply PS. Is provided.

次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、サーボプレスシステムについて説明する。
サーボプレスＳＰでブランクをプレス加工する場合には、プレス時に負荷が急増して使用電力が最大となり、最大使用電力と最小使用電力の差が大きくなるとともに、最大使用電力が高くなる。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, the servo press system will be described.
When a blank is pressed with the servo press SP, the load increases rapidly during pressing, and the power consumption becomes maximum, the difference between the maximum power consumption and the minimum power consumption increases, and the maximum power consumption increases.

そこで、本実施形態では、直流ラインＤＬの直流電圧を電圧検出部４４で検出し、検出した直流電圧検出値ＶｄをコンバータＣＶの直流電圧調節器４２に入力する。
このため、直流電圧調節器４２では、入力される直流電圧検出値Ｖｄと予め設定された直流電圧目標値Ｖｓとを比較し、その差分をＰＩ制御することにより、サーボプレスシステムで使用する直流電圧を直流電圧目標値Ｖｓに一致させる電力指令値Ｗｔを算出する。 Therefore, in the present embodiment, the DC voltage of the DC line DL is detected by the voltage detection unit 44, and the detected DC voltage detection value Vd is input to the DC voltage regulator 42 of the converter CV.
For this reason, the DC voltage regulator 42 compares the input DC voltage detection value Vd with a preset DC voltage target value Vs and performs PI control on the difference to thereby detect the DC voltage used in the servo press system. The power command value Wt is calculated so as to match the DC voltage target value Vs.

この直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔを分配器４３に供給することにより、この分配器４３で、主回路４１の電力指令値Ｗｔｃと直流電源ＰＳの充放電制御部５２の電力指令値Ｗｔｅとに分配する。
すなわち、例えば電力負荷が少なくコンバータＣＶの主回路４１における実効値を低減する必要がない場合には、分配器４３の係数乗算器４３ａで係数ｋを“１”に設定する。この場合には、直流電圧調節器４２から入力される電力指令値Ｗｔがそのままリミッタ４３ｂに供給されることになる。このリミッタ４３ｂでも電力のピークカットを行なわない場合には、直流電圧調節器４２から入力される電力指令値Ｗｔがそのままローパスフィルタ４３ｃに供給される。 By supplying the power command value Wt output from the DC voltage regulator 42 to the distributor 43, the power command value Wtc of the main circuit 41 and the power of the charge / discharge control unit 52 of the DC power supply PS are supplied by the distributor 43. Distribute to command value Wte.
That is, for example, when the power load is small and there is no need to reduce the effective value in the main circuit 41 of the converter CV, the coefficient k is set to “1” by the coefficient multiplier 43a of the distributor 43. In this case, the power command value Wt input from the DC voltage regulator 42 is supplied to the limiter 43b as it is. If the limiter 43b does not perform peak cutting of power, the power command value Wt input from the DC voltage regulator 42 is supplied to the low-pass filter 43c as it is.

したがって、ローパスフィルタ４３ｃによる電力指令値Ｗｔの急変を抑制して緩やかな変化となる電力指令値が主回路４１に対する電力指令値Ｗｔｃとして出力される。
このため、直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔが、緩やかな変化を繰り返している状態から急激な変化となったときに、ローパスフィルタ４３ｃから出力される主回路４１に対する電力指令値Ｗｔｃは緩やかな変化を継続する。 Therefore, a power command value that changes gradually while suppressing a sudden change in the power command value Wt by the low-pass filter 43c is output as the power command value Wtc for the main circuit 41.
For this reason, when the power command value Wt output from the DC voltage regulator 42 changes suddenly from a state in which a gradual change is repeated, the power command value for the main circuit 41 output from the low-pass filter 43c. Wtc continues to change gradually.

また、電力指令値Ｗｔと主回路４１に対する電力指令値Ｗｔｃとの差分が直流電源ＰＳの充放電制御部５２に対する電力指令値Ｗｔｅとなる。この電力指令値Ｗｔｅが充放電制御部５２に入力されることにより、エネルギ蓄積部５１から電力指令値Ｗｔｅに応じて充放電される。例えば、電圧検出部４４で検出する直流電圧検出値Ｖｄが予め設定された直流電圧目標値Ｖｄよりも小さい場合、エネルギ蓄積部５１から出力される直流電力がコンバータＣＶの主回路４１から出力される直流電力に加算されて直流ラインＤＬの直流電力は電力指令値Ｗｔに相当するものとなり、この直流電力が各インバータＩＶ１〜ＩＶ３に供給される。したがって、インバータＩＶ１〜ＩＶ３で消費する電力が瞬時に増加した場合には、エネルギ蓄積部５１によって補充することができる。   Further, the difference between the power command value Wt and the power command value Wtc for the main circuit 41 becomes the power command value Wte for the charge / discharge control unit 52 of the DC power supply PS. When the power command value Wte is input to the charge / discharge control unit 52, the energy storage unit 51 is charged / discharged according to the power command value Wte. For example, when the DC voltage detection value Vd detected by the voltage detection unit 44 is smaller than a preset DC voltage target value Vd, the DC power output from the energy storage unit 51 is output from the main circuit 41 of the converter CV. The DC power of the DC line DL added to the DC power corresponds to the power command value Wt, and this DC power is supplied to each of the inverters IV1 to IV3. Therefore, when the power consumed by the inverters IV1 to IV3 increases instantaneously, it can be supplemented by the energy storage unit 51.

また、交流電源３０の電力ピークカットを行なう場合には、コンバータＣＶの分配器４３のリミッタ４３ｂの制限値ＷｔＬＩＭを所望値に設定する。これにより、直流電圧調節器４２から出力される電力指令値Ｗｔが制限値ＷｔＬＩＭ未満であるときには、リミッタ４３ｂの出力は電力指令値Ｗｔと同じになる。
しかしながら、電力指令値Ｗｔが制限値ＷｔＬＩＭを超えたときに、リミッタ４３ｂの出力は、制限値ＷｔＬＩＭに制限される。このため、ローパスフィルタ４３ｃから出力される直流電力が制限値ＷｔＬＩＭに制限される。このとき、電力指令値Ｗｔと制限値ＷｔＬＩＭとの差分を表す電力指令値Ｗｔｅが直流電源ＰＳの充放電制御部５２に出力される。このため、充放電制御部５２で電力指令値Ｗｔｅに応じて充放電され、直流ラインＤＬの直流電圧を直流電圧目標値Ｖｓに維持することができる。 Further, when power peak cut of AC power supply 30 is performed, limit value Wt LIM of limiter 43b of distributor 43 of converter CV is set to a desired value. Thereby, when the power command value Wt output from the DC voltage regulator 42 is less than the limit value Wt LIM , the output of the limiter 43b becomes the same as the power command value Wt.
However, when the power instruction value Wt exceeds the limit value Wt LIM, the output of the limiter 43b are limited to the limit value Wt LIM. For this reason, the DC power output from the low-pass filter 43c is limited to the limit value Wt LIM . At this time, a power command value Wte representing a difference between the power command value Wt and the limit value Wt LIM is output to the charge / discharge control unit 52 of the DC power supply PS. For this reason, charging / discharging control part 52 is charged / discharged according to electric power command value Wte, and can maintain DC voltage of DC line DL at DC voltage target value Vs.

さらに、コンバータＣＶの主回路４１の実効値を低下させる場合には、分配器４３の係数乗算器４３ａで、係数ｋを所望値例えばｋ＝０．７に設定すると、この係数乗算器４３ａから出力される電力指令値Ｗｔａは、Ｗｔａ＝ｋ・Ｗｔ＝０．７×Ｗｔとなる。
そして、必要に応じてリミッタ４３ｂで制限され、ローパスフィルタ４３ｃで電力指令値の急激な変動が緩やかな変動に抑制される。このため、主回路４１で、電力指令値Ｗｔの７割を分担することになり、残りの３割を直流電源ＰＳで分担することになり、コンバータＣＶの容量を低減することができる。 Further, when the effective value of the main circuit 41 of the converter CV is lowered, the coefficient multiplier 43a of the distributor 43 sets the coefficient k to a desired value, for example, k = 0.7, and outputs from the coefficient multiplier 43a. The electric power command value Wta is Wta = k · Wt = 0.7 × Wt.
And it restrict | limits with the limiter 43b as needed, and the rapid fluctuation | variation of an electric power command value is suppressed to a gentle fluctuation | variation by the low-pass filter 43c. For this reason, 70% of power command value Wt is shared by main circuit 41, and the remaining 30% is shared by DC power supply PS, so that the capacity of converter CV can be reduced.

また、サーボプレスＳＰで、サーボモータ１１が減速制御されることにより、回生電力が発生すると、これがインバータＩＶ１〜ＩＶ３から直流ラインＤＬに出力される。このとき、インバータＩＶ１〜ＩＶ３からの回生電力により直流ラインＤＬの直流電圧が上昇し、電圧検出部４４で検出する直流電圧検出値Ｖｄが予め設定された直流電圧目標値Ｖｄよりも大きくなる。直流電圧調節器４２では、直流電圧検出値Ｖｄと直流電圧目標値Ｖｓとの差分をＰＩ制御することにより、電力指令値Ｗｔを算出する。コンバータＣＶでは、分配器４３において算出された電力指令値Ｗｔｃに基づいて主回路４１で直流ラインＤＬの回生電力を交流電力に変換して交流電源３０側へ回生する。これと同時にエネルギ蓄積部５１では、分配器４３で算出された電力指令Ｗｔｅに基づいて回生電力を充電する。   Further, when the servo motor 11 is decelerated and controlled by the servo press SP, when regenerative power is generated, this is output from the inverters IV1 to IV3 to the DC line DL. At this time, the DC voltage of the DC line DL rises due to the regenerative power from the inverters IV1 to IV3, and the DC voltage detection value Vd detected by the voltage detection unit 44 becomes larger than the preset DC voltage target value Vd. The DC voltage regulator 42 calculates the power command value Wt by performing PI control on the difference between the DC voltage detection value Vd and the DC voltage target value Vs. In converter CV, based on power command value Wtc calculated in distributor 43, main circuit 41 converts the regenerative power of DC line DL into AC power and regenerates it to AC power supply 30 side. At the same time, the energy storage unit 51 charges regenerative power based on the power command Wte calculated by the distributor 43.

このように、上記実施形態によると、交流電源３０に接続されるコンバータＣＶは、出力する直流電圧を一定に制御するため、システムを安定化できる。
また、コンバータＣＶから出力する直流電力と、エネルギ蓄積部ＥＡから出力する直流電力との分配比率を、インバータＩＶ１〜ＩＶ３の動作状況を把握することなく、独立して制御することができる。 Thus, according to the above embodiment, the converter CV connected to the AC power supply 30 controls the output DC voltage to be constant, so that the system can be stabilized.
Further, the distribution ratio between the DC power output from converter CV and the DC power output from energy storage unit EA can be independently controlled without grasping the operation status of inverters IV1 to IV3.

さらに、コンバータＣＶ内の直流電圧調節器４２の出力は全体の電力指令値となっているが、これを分配器４３に供給してコンバータの主回路４１と外部の直流電源ＰＳの充放電制御部５２とに分配している。このため、分配器４３の分配条件を設定することにより、目的に合わせたシステム運用が可能となる。
例えば、コンバータＣＶの主回路４１が出力する直流電力を一定以下に制限するリミッタ４３ｂを設けることにより、電源の電力ピークをカットすることができる。また、電源の電力変動を抑制するローパスフィルタ４３ｃを設けることにより、電源周辺に発生するフリッカを抑制することができる。さらに、主回路４１の実効値を設定する係数乗算器４３ａを設けることにより、コンバータＣＶの実効値を低減して抑制してコンバータＣＶ自体の容量を小さくすることができる。 Further, the output of the DC voltage regulator 42 in the converter CV is the entire power command value, which is supplied to the distributor 43 to supply a charge / discharge control unit for the converter main circuit 41 and the external DC power supply PS. 52. For this reason, by setting the distribution conditions of the distributor 43, it is possible to operate the system according to the purpose.
For example, the power peak of the power source can be cut by providing a limiter 43b that limits the DC power output from the main circuit 41 of the converter CV to a certain level or less. Further, by providing the low-pass filter 43c that suppresses power fluctuation of the power supply, flicker generated around the power supply can be suppressed. Furthermore, by providing the coefficient multiplier 43a for setting the effective value of the main circuit 41, the effective value of the converter CV can be reduced and suppressed to reduce the capacity of the converter CV itself.

さらに、分配器４３は、係数乗算器４３ａ、リミッタ４３ｂ及びローパスフィルタ４３ｃを設ける場合には、電力指令値Ｗｔの入力側から上記の順序で配置することにより、係数乗算器４３ａで発揮する実効値低減機能、リミッタ４３ｂで発揮する電力ピークカット機能及びローパスフィルタ４３ｃで発揮する電力指令値変動抑制機能を、他の機能の影響を受けることなく最適状態に設定することができる。   Further, when the distributor 43 is provided with the coefficient multiplier 43a, the limiter 43b, and the low-pass filter 43c, the distributor 43 is arranged in the above order from the input side of the power command value Wt, thereby providing the effective value exhibited by the coefficient multiplier 43a. The reduction function, the power peak cut function exhibited by the limiter 43b, and the power command value fluctuation suppression function exhibited by the low pass filter 43c can be set to the optimum state without being affected by other functions.

ちなみに、リミッタ４３ｂ、係数乗算器４３ａ及びローパスフィルタ４３ｃの順に配置すると、リミッタ４３ｂで制限された値に対して係数乗算器４３ａで係数ｋを乗算することになり、実効値低減効果が制限される。同様に、ローパスフィルタ４３ｃ、係数乗算器４３ａ、リミッタ４３ｂの順に配置した場合には、ローパスフィルタ４３ｃで変動を緩和した電力指令値Ｗｔに対して係数ｋの乗算や制限をかけることになり、実効値低減機能及び電力ピークカット機能を十分に発揮することができない。   Incidentally, if the limiter 43b, the coefficient multiplier 43a, and the low-pass filter 43c are arranged in this order, the value limited by the limiter 43b is multiplied by the coefficient k by the coefficient multiplier 43a, and the effective value reduction effect is limited. . Similarly, when the low-pass filter 43c, the coefficient multiplier 43a, and the limiter 43b are arranged in this order, the power command value Wt whose fluctuation is reduced by the low-pass filter 43c is multiplied or restricted by the coefficient k. The value reduction function and the power peak cut function cannot be fully exhibited.

なお、上記実施形態では、１台のサーボプレスＳＰをコンバータＣＶ及び直流電源ＰＳで駆動する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図３に示すように、複数ｎ台のサーボプレスＰＳ１、ＰＳ２・・・ＰＳｎを１台のコンバータＣＶ及び直流電源ＰＳで駆動することもできる。
この場合、各サーボプレスＰＳ１〜ＰＳｎのサーボモータ１１毎にインバータ回路ＩＶ１〜ＩＶｎが設けられ、各インバータ回路ＩＶ１〜ＩＶｎが個別のプレス制御装置ＰＣ１〜ＰＣｎによって制御される。各インバータＩＶ１〜ＩＶｎには、１台のコンバータＣＶ及び直流電源ＰＳから直流ラインＤＬを介して直流電力が供給される。そして、複数のサーボプレスＳＰ１〜ＳＰｎが１つのプレス加工ラインに配置されているものとすると、各サーボプレスＳＰ１〜ＳＰｎが同期制御される。このため、各サーボプレスＳＰ１〜ＳＰｎのサーボモータ１１が同時にプレス加工するタイミングで瞬時使用電力が最大となり、このような制御を行うと、瞬時最大使用電力がより高くなる。 In the above embodiment, the case where one servo press SP is driven by the converter CV and the DC power source PS has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of n servos are provided as shown in FIG. The presses PS1, PS2,... PSn can be driven by a single converter CV and a DC power source PS.
In this case, inverter circuits IV1 to IVn are provided for the servo motors 11 of the servo presses PS1 to PSn, and the inverter circuits IV1 to IVn are controlled by individual press control devices PC1 to PCn. Each inverter IV1 to IVn is supplied with DC power from one converter CV and DC power supply PS via a DC line DL. If a plurality of servo presses SP1 to SPn are arranged in one press processing line, the servo presses SP1 to SPn are synchronously controlled. For this reason, the instantaneous power consumption is maximized at the timing when the servomotors 11 of the servo presses SP1 to SPn are simultaneously pressed. When such control is performed, the instantaneous maximum power consumption becomes higher.

このため、コンバータＣＶに加えて直流電源ＰＳを設けることにより、コンバータＣＶの最大出力電力を制限しながら、瞬時最大使用電力を直流電源ＰＳで賄うことができる。
また、上記実施形態では、サーボプレスＳＰが１つのサーボモータ１１を備えている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、サーボプレスＳＰが複数のサーボモータを備えている場合には、この複数のサーボモータのそれぞれにインバータ回路を設ければよい。 For this reason, by providing the DC power source PS in addition to the converter CV, the instantaneous maximum use power can be covered by the DC power source PS while limiting the maximum output power of the converter CV.
In the above embodiment, the case where the servo press SP includes one servo motor 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the servo press SP includes a plurality of servo motors. An inverter circuit may be provided for each of the plurality of servo motors.

また、上記実施形態では、分配器４３に係数乗算器４３ａ、リミッタ４３ｂ及びローパスフィルタ４３ｃを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、目的に合わせて係数乗算器４３ａ、リミッタ４３ｂ及びローパスフィルタ４３ｃの少なくとも１つを選択することができる。   In the above-described embodiment, the case where the coefficient multiplier 43a, the limiter 43b, and the low-pass filter 43c are provided in the distributor 43 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the coefficient multiplier 43a and the limiter are arranged according to the purpose. At least one of 43b and the low-pass filter 43c can be selected.

１０…サーボプレスシステム、ＳＰ１〜ＳＰｎ…サーボプレス、１１…サーボモータ、１２…スライド駆動機構、１３…スライド、ＩＶ，ＩＶ１〜ＩＶｎ…インバータ、ＣＶ…コンバータ、３０…交流電源、４１…主回路、４２…直流電圧調節器、４３…分配器、４３ａ…係数乗算器、４３ｂ…リミッタ、４３ｃ…ローパスフィルタ、４３ｄ…減算器、ＰＳ…直流電源、５１…エネルギ蓄積部、５２…充放電制御部、ＰＣ、ＰＣ１〜ＰＣｎ…プレス制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Servo press system, SP1-SPn ... Servo press, 11 ... Servo motor, 12 ... Slide drive mechanism, 13 ... Slide, IV, IV1-IVn ... Inverter, CV ... Converter, 30 ... AC power supply, 41 ... Main circuit, 42 ... DC voltage regulator, 43 ... distributor, 43a ... coefficient multiplier, 43b ... limiter, 43c ... low pass filter, 43d ... subtractor, PS ... DC power supply, 51 ... energy storage unit, 52 ... charge / discharge control unit, PC, PC1 to PCn: Press control device

Claims (6)

インバータ回路でモータを駆動してプレス加工を行なうサーボプレス装置であって、
前記インバータ回路と直流ラインを介して接続され、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記インバータ回路に供給するコンバータと、
前記直流ラインに接続される直流電源とを備え、
前記コンバータは、前記直流ラインの直流電圧検出値と直流電圧目標値とを比較して電力指令値を形成する調節器と、該調節器から出力される電力指令値を、当該電力指令値に基づいて当該コンバータ自体の主回路と前記直流電源とに分配する分配器とを備えていることを特徴とするサーボプレス装置。 A servo press device that performs press processing by driving a motor with an inverter circuit,
A converter connected to the inverter circuit via a DC line, converting AC power supplied from an AC power source into DC power and supplying the inverter circuit;
A DC power source connected to the DC line,
The converter compares a DC voltage detection value of the DC line with a DC voltage target value to form a power command value, and a power command value output from the regulator is based on the power command value. And a distributor for distributing the main circuit of the converter itself and the DC power source. 前記分配器は、前記調節器から入力された前記電力指令値を設定値に制限するリミッタを有し、該リミッタから出力される電力指令制限値と入力された前記電力指令値との差分を前記直流電源に分配することを特徴とする請求項１に記載のサーボプレス装置。   The distributor includes a limiter that limits the power command value input from the regulator to a set value, and calculates a difference between the power command limit value output from the limiter and the input power command value. 2. The servo press device according to claim 1, wherein the servo press device is distributed to a DC power source. 前記分配器は、前記調節器から入力された前記電力指令値の急激な変化を抑制するローパスフィルタを有し、該ローパスフィルタから出力される電力指令値と、入力された前記電力指令値との差分を前記直流電源に分配することを特徴とする請求項１又は２に記載のサーボプレス装置。   The distributor includes a low-pass filter that suppresses a rapid change in the power command value input from the regulator, and the power command value output from the low-pass filter and the input power command value 3. The servo press device according to claim 1, wherein the difference is distributed to the DC power source. 前記分配器は、前記調節器から入力された前記電力指令値に対して前記主回路の実効値を低減させる係数を乗算する係数乗算器を有し、該係数乗算器から出力される電力指令値と、入力された前記電力指令値との差分を前記直流電源に分配することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のサーボプレス装置。   The distributor includes a coefficient multiplier that multiplies the power command value input from the regulator by a coefficient that reduces the effective value of the main circuit, and the power command value output from the coefficient multiplier. The servo press device according to claim 1, wherein a difference between the input power command value and the input power command value is distributed to the DC power source. 前記分配器は、前記調節器から入力された前記電力指令値に対してコンバータの実効値を低減させる係数を乗算する係数乗算器と、該係数乗算器から出力される電力指令値を設定値に制限するリミッタと、該リミッタから出力される電力指令制限値の急激な変化を抑制したコンバータ電力指令値を出力するローパスフィルタと、前記調節器から入力された前記電力指令値から前記ローパスフィルタから出力されるコンバータ電力指令値を減算する減算器とを備え、前記ローパスフィルタから出力されるコンバータ電力指令値を前記主回路に供給し、前記減算器から出力される減算結果を前記直流電源に出力することを特徴とする請求項１に記載のサーボプレス装置。   The distributor includes a coefficient multiplier for multiplying the power command value input from the regulator by a coefficient for reducing an effective value of the converter, and a power command value output from the coefficient multiplier as a set value. A limiter for limiting, a low-pass filter for outputting a converter power command value that suppresses a sudden change in a power command limit value output from the limiter, and an output from the low-pass filter from the power command value input from the regulator A subtractor for subtracting the converter power command value to be supplied, supplying the converter power command value output from the low-pass filter to the main circuit, and outputting the subtraction result output from the subtractor to the DC power source. The servo press apparatus according to claim 1. 前記直流電源は、コンデンサ、バッテリ、フライホイール蓄積装置の何れか１つで構成されるエネルギ蓄積部を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のサーボプレス装置。   6. The servo press device according to claim 1, wherein the DC power source includes an energy storage unit including any one of a capacitor, a battery, and a flywheel storage device. .
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