KR101403265B1

KR101403265B1 - 피크 전력을 제한하는 생산 시스템에서의 방법

Info

Publication number: KR101403265B1
Application number: KR1020117012953A
Authority: KR
Inventors: 쇠르드 보스가
Original assignee: 에이비비 리써치 리미티드
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2014-06-02
Also published as: BRPI0823357A2; US8869689B2; CN102227306A; EP2373482B1; WO2010063329A1; US20110232513A1; JP2012510896A; EP2373482A1; JP5474998B2; KR20110096029A

Abstract

제 1 모터 (20) 에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재된다. 이 시스템은 서보 모터인 제 2 모터 (22) 를 더 포함한다. 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터의 전력의 함수에 의존하여 제어 유닛에 의해 제어되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 적어도 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터의 피크 전력이 제한될 수도 있다. 이 시스템을 동작시키는 방법 및 컴퓨터 프로그램이 또한 기재된다.

Description

피크 전력을 제한하는 생산 시스템에서의 방법{A METHOD IN A PRODUCTION SYSTEM FOR LIMITING PEAK POWER}

본 발명은 플라이휠과 같은 높은 관성 (high inertia) 디바이스를 구동하는 전기 모터와 배열되는 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 부품 또는 반제품을 형성하는 생산 시스템을 동작하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 생산 시스템에서 피크 전력 소비를 제한하는 방법과 관련된다. 기계적 프레스, 하이브리드 프레스 및/또는 서보 프레스 중 어느 하나를 포함하는 생산 시스템에 대한 바람직한 구성이 또한 기재된다.

스틸 블랭크 (steel blank) 또는 워크피스로부터 스탬프되거나 프레스되는 자동차 부품과 같은 산업적 제품을 형성하기 위해 기계적 프레스가 일반적으로 사용된다. 현재의 대형 기계적 프레스는 플라이휠에 의해 통상적으로 가장 흔히 구동된다. 플라이휠의 기능은 프레싱, 스탬핑, 펀칭 등의 공정을 수행하기 위해 필요한 에너지를 저장하는 것이다. 모터가 플라이휠을 구동하여, 프레스 공정의 시작 이전에, 플라이휠은 프레싱이 발생하는 속도에서 회전한다. 따라서, 플라이휠 모터는 높은 관성 부하를 실질적으로 일정한 속도에서 구동하는 기능을 갖는다.

이러한 프로세스에서, 부품은 상부 다이와 하부 다이 사이에서 프레스된다. 상부 다이는 슬라이드 가이드에서 상하로 이동하는 프레스 슬라이드에 연결되고, 하부 다이는 베드상에 고정되거나 탑재된다. 슬라이드 모션은 크라운 (crown) 으로서 알려진 프레스의 상부 부분에 위치되는 프레스 메카니즘에 의해 구동된다. 프레스 메카니즘은 감속 기어 및 기어의 회전 모션을 슬라이드의 선형 모션으로 전환하는 메카니즘으로 구성된다. 이러한 전환은 상대적으로 간단한 편심 메카니즘, 또는 더욱 복잡한 링크 구동 메카니즘일 수 있다. 현재의 기어는, 클러치를 통해 소위 메인 샤프트 (또는 고속 샤프트) 에 연결되는 플라이휠에 의해 구동된다. 브레이크가 또한 이러한 동일한 샤프트에 연결되어 있다.

종래의 기계적 프레스에서, 프레스는 그것의 편심 휠이 하나의 완전한 회전을 회전할 때까지 각 프레싱 스테이지가 완료된 이후에도 계속 회전한다. 프레싱에 후속하는 이러한 제 2 스테이지 동안, 플라이휠을 구동하는 모터는 회전 속도를 느리게 증가시킬 것이며, 정상 프레싱 속도로 복귀할 것이다. 공정의 종단에서, 클러치가 결합해제되고 브레이크가 프레스의 모션을 중지시키기 위해 사용된다. 종래의 기계적 솔루션에서, 프레스 속도는 고정되고 완전한 동작 동안 플라이휠 속도에 비례한다. 따라서, 프레싱이 (품질 또는 다른 기술적 이유로) 저속에서 행해져야 하면, 완전한 동작은 저속에서 발생할 것이다. 이것은 긴 사이클 시간을 발생시키고, 따라서, 낮은 생산 레이트를 발생시킨다. 프레스 생산 사이클의 넌 프레싱 스테이지에서의 저속의 문제점을 다루기 위해, 서보 프레스 또는 하이브리드 서보 프레스로서 공지되어 있는 가변 속도 구동 모터를 이용한 프레스가 개발되어 있다. 예를 들어, Komatsu 에게 양도된 Drive unit and drive method for press 라는 명칭의 US2004/003729호가, 메인 모터로 플라이휠을 구동하는 제 1 구동 시스템 및 서브 모터로 가변 속도에서 구동 샤프트를 구동하는 제 2 구동 시스템을 갖는 프레스 구동 유닛을 설명한다.

서보 프레스를 제공하기 위해, 하나의 옵션은 완전히 새로운 메카닉을 설계하고, 서보 모터 및 관련 변속기를 새로운 설계에 포함하는 것이다. 이러한 옵션, 즉, 새로운 프레스 설계는, 설계가 최적화될 수 있기 때문에, 서보 동작에 가장 적합한 설계를 제공할 수 있는 옵션이다. 예를 들어, 프레싱 단계 동안 프레스의 최적의 제어가능성, 또는 가장 높은 가능한 생산성을 위해 설계될 수 있다. 그러나, 이러한 옵션은 프레스 제조자들 및 그들의 고객들 모두에 대해 높은 위험성을 갖고, 즉, 설계는 새로울 것이며 따라서 증명되지 않았고, 대부분의 제조자 및 소비자는 아직까지, 이러한 설계가 어떻게 수행되어야하는지에 대한 명확한 사양을 거의 또는 아예 갖지 않는다. 그 결과, 상이한 제조자가 매우 상이한 서보 프레스 설계를 제공할 가능성이 있고, 즉, 일부는 기존의 기계적 프레스 보다 느리고, 일부는 매우 고전력 요건을 갖고, 일반적으로, 긴 서비스 수명에 걸쳐 예측불가능할 수도 있는 매우 상이한 성능을 갖는다. 때때로, 직접 구동 체인 구성을 갖는 것으로서 설명되는 특허 출원 US 60/765183 에 개시된 프레스와 같은 서보 프레스는 대형 플라이휠 및 클러치를 갖지 않는다. 서보 모터는 프레스를 직접적으로 구동한다. 동작의 시작에서, 모터는 프레싱 속도 보다 높은 고속으로 프레스를 가속한다. 따라서, 서보 프레스를 포함하는 생산 시스템에서의 서보 모터는 몇 초의 지속기간을 갖는 통상의 사이클 시간으로 상대적으로 빠르게 변화하는 반복 하중을 구동하는 기능을 갖는다. 그 후, 충돌 (impact) 이전에, 모터는 프레싱 속도로 프레스를 늦춘다. 따라서, 프레싱은 기계적 솔루션과 동일한 속도 주위에서 발생한다. 프레싱이 완료되자마자, 모터는 프레스를 고속으로 한번 더 가속한다. 프레스가 그 프레스에 진입하기 위해 언로더 로봇 (unloader robot) 에 대해 충분하게 오픈될 대, 모터는 프레스를 늦추는 것을 시작한다. 따라서, 서보 프레스는 나머지 사이클 동안 고속으로 구동하는 능력으로 인해, 낮은 프레싱 속도에서 매우 개선된 사이클 시간에 도달할 수 있다.

그러나, 서보 프레스는 대형 모터 및 전력 변환기 (완전히 기계적인 프레스 보다 대략 5배 큼) 를 요구한다. 따라서, 기존의 설치를 위해, 서보 프레스에서와 같이 서보 모터를 생산 시스템에 설치하는 것은, 하나 이상의 다른 전기 모터가 구동하고 있을 때 동시에 결합된 전력을 충족시키기 위한 더 큰 전원을 설치하는 것을 요구한다. 새로운 설치에서, 더 큰 전원이 시작부터 치수화될 수 있지만, 양자의 경우에서, 비용 증가가 예상된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 의존하여 제어 유닛에 의해 제어되도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 생산 시스템은 프레스 라인이고, 상기 제 2 모터 (서보 모터) 가 프레스를 구동하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 프레스를 구동하지 않고 상기 제 2 모터 (서보 모터) 가 프레스의 동작과 함께 디바이스를 구동하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수는 전원, 또는 인버터, 및 상기 제 1 모터 및/또는 상기 제 2 모터에 대한 관련 전력 라인에서의 전력 손실에 대해 조절되는 함수이고, 이 전력 손실은 인버터, 정류기, 모터, 케이블링의 그룹 중 어느 하나로 인한 것일 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 상기 생산 시스템은 하이브리드/기계적 프레스 라인이고, 상기 제 2 모터 (서보 모터) 는 상기 제 1 모터가 상기 플라이휠을 구동하도록 구성되는 하이브리드 기계적 프레스를 구동하도록 구성되고, 하이브리드 프레스를 구동하는 상기 제 2 모터가 구성되고, 상기 생산 시스템의 존재하에 다른 제 1 모터들이 존재한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 상기 생산 시스템은 하이브리드/기계적 프레스 라인이고, 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력은 전류, 전압, 토크, 속도의 그룹으로부터의 임의의 또는 몇몇 양들을 사용하여 측정되거나 추정되거나 계산되고, 상기 양들은 측정된 양들, 추정된 양들, 또는 셋포인트들이다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 상기 생산 시스템은 제 1 모터 (20) 및 제 2 모터 (22) 의 총 피크 전력 (포지티브 및 네거티브 모두) 을 서보 모터 단독의 피크 전력 이하인 값으로 제한하는 메모리 저장 디바이스를 포함하는 적어도 하나의 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수에 대해 제어되고, 전원에서 2개 이상의 인버터가 단일 정류기 또는 단일 다이오드 정류기에 접속되도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 제공되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 전원 또는 인버터, 및 상기 제 1 모터 및/또는 상기 제 2 모터에 대한 관련 전력 라인에서의 전력 손실에 대해 조절된 함수인 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 전력의 함수를 사용하여 상기 제 1 모터를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계 및 인버터, 정류기, 모터, 케이블링의 그룹 중 어느 하나로 인한 전력 손실인 전력 손실에 대해 조절된 함수인 상기 제 2 모터 (서보 모터) 에 의해 소모된 전력의 함수를 사용하여 상기 제 1 모터를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 전원 또는 인버터 및 상기 제 1 모터 및/또는 상기 제 2 모터에 대한 관련 전력 라인에서의 전력 손실에 대해 조절된 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 기능에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 상기 제 2 모터 (서보 모터) 에 대한 전력 셋 포인트에 의존하거나, 상기 서보 모터의 셋 포인트 토크에 의존하여 상기 플라이휠에 전력을 제공하는 상기 제 1 모터를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 네거티브 피크 전력이 제로로 제한되도록 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 생산 시스템이 서보 모터의 회생 제동을 사용하여, 전력을 그리드로 역으로 공급하지 않기 위해 제어되고 동작되도록 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터를 제어하고 피크 네거티브 전력을 제로로 제한하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 모터에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동된 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법이 기재되고, 상기 시스템은 서보 모터인 제 2 모터를 더 포함하고, 이 방법은 적어도 하나의 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 함수에 의존하여 플라이휠을 구동하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어하는 단계, 및 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터의 총 피크 전력 (포지티브 및 네거티브 모두) 을 상기 제 2 모터 (서보 모터) 의 피크 전력 이하인 값으로 제한하기 위해 상기 제 1 모터 (플라이휠의 모터) 를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 1 양태에서, 생산 시스템에서 2개의 이상의 전기 모터 구동 디바이스의 총 피크 전력 소모는, 플라이휠을 구동하는 제 1 모터, 또는 상대적으로 높은 관성을 갖는 다른 디바이스에 의해 소모되거나 재생되는 전력이 제 2 모터가 서보 모터인 동일한 생산 시스템에서 프레스 또는 다른 디바이스를 구동하는 제 2 모터에 의해 소모된 전력의 함수에 의존하여 제어되도록 상기 생산 시스템을 제어하는 방법에 의해 제한된다.

제 2 서보 모터는 동일한 생산 시스템에서의 임의의 서보 모터일 수도 있다. 이것은 서보 프레스 또는 하이브리드 서보 프레스용 구동 모터일 수도 있다. 프레스 구동 모터로서 서보 모터는, 서보 프레스의 경우에서와 같이 시종 프레스를 구동할 수도 있다. 서보 모터는 하이브리드 서보 프레스의 경우에서와 같이 때때로 프레스를 구동할 수도 있다.

생산 시스템의 제 2 모터, 즉, 서보 모터는 또한 메인 프레스 슬라이드, 프레스 쿠션 (서보 쿠션) 과 같은 장비, 또는 프레스를 로딩/언로딩하는 이송 장비, 또는 프레스 내/외부로 재료를 이송하기 위해 구성된 로봇 또는 도핀 (doppin) 을 구동하지 않고 프레스와 결합하여 사용되는 관련 장치용의 구동 모터일 수도 있다.

본 발명은 하이브리드 서보 프레스와 같은 하나의 단일 프레스를 포함하는 프레스 라인 형태의 생산 시스템에 적용될 수도 있다. 다르게는, 프레스 라인은 이송 장비, 프레스 쿠션, 로봇 등과 같은 장비를 구동하도록 구성된 제 2 서보 모터를 갖는 하나의 기계적 프레스를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한, 제 2 모터인 서보 모터가 제 1 서보 프레스에 있고, 제 1 모터인 높은 관성 또는 플라이휠 모터가 기계적 프레스에 있는 서보/기계적 프레스 라인에 적용될 수도 있다. 이러한 방식으로, 결합된 2개의 프레스의 피크 전력은 제 2 서보 프레스에서 제 2 서보 모터에 의해 소모된 전력에 의존하여 기계적 프레스에서의 제 1 플라이휠 모터에 대한 피크 전력을 제어함으로써 제한될 수도 있다.

본 발명은,

- 제 1 및 제 2 모터가 동일한 프레스에 있는 하이브리드 프레스;

- 제 2 모터가 서보 프레스에 있고 제 1 모터가 기계적 프레스에 있는 서보/기계적 프레스 라인;

- 제 2 모터가 서보 프레스에 있고, 기계적 프레스에 다중의 "제 1" 모터가 존재하는 서보/기계적 프레스 라인;

- 제 2 모터가 하이브리드 프레스에 있고, 하이브리드 프레스 및 기계적 프레스에 다중의 "제 1" 모터가 존재하는 하이브리드/기계적 프레스 라인;

- 각 프레스에서, 제 1 모터 및 제 2 모터가 존재하고, 제어가 각 프레스에 대해 개별적으로 적용되는 하이브리드 프레스 라인을 포함하는 생산 시스템에 적용될 수도 있다.

전력 제한 방법은, 제 2 모터에 의해 소모된 전력에 의존하여 제어될 수 있는 플라이휠 또는 다른 높은 관성 부하를 구동하는 임의의 제 1 모터 및 반복 하중을 구동하는 서보 모터인 제 2 모터가 존재하여 총 피크 전력이 제한되는 다수의 상이한 구성에 대한 피크 전력을 제한하기 위해 사용될 수도 있다. 이것은 하이브리드 프레스를 갖는 프레스 라인에 대해,

a) 전체 프레스 라인에서의 임의의 플라이횔 모터가 프레스 라인에서의 임의의 서보의 전력의 함수의 제한을 위해 전력을 제공할 수 있고,

b) 임의의 수의 플라이휠 모터가 결합으로서 취급된 다수의 서보 모터를 포함하는, 프레스 라인에서 임의의 서보 모터의 전력의 함수의 제한을 위해 전력을 제공하도록 함께 제어될 수 있고,

c) 유사하게는, 함께 취해진 임의의 수의 제 1 모터, 즉 플라이휠 모터가 프레스 라인 또는 생산 시스템에서, 서보 모터만 아니라 여러 또는 모든 다른 모터의 결합의 전력의 함수의 제한을 위해 전력을 제공하도록 제어될 수도 있다는 것을 의미한다.

임의의 타입의 프레스 라인 또는 생산 시스템에서, 임의의 또는 여러 플라이휠 모터가 라인에서 결합된 임의의 수의 모터의 총 전력을 제한하기 위해 사용될 수 있다. 이송 장비, 프레스 쿠션, 제 2 슬라이드 등에서 모터를 포함하는, 프레스 마다, 라인 마다, 라인의 부품 마다 모터를 그룹화하는 다수의 방식이 존재한다. 또한, 높은 관성 디바이스를 구동하는 임의의 제 1 모터가 하나 이상의 서보 모터와 전력 제한 결합에서 이용될 수도 있다. 다른 높은 관성의 실질적으로 일정한 속도의 디바이스 뿐만 아니라 플라이휠의 예들이 펌프 및 팬이다.

바람직하게는, 생산 시스템은 상기 플라이휠 및 상기 서보 모터에 전력을 제공하는 적어도 상기 제 1 모터에 대한 공통 전원과 배열된다. 공통 전원은 케이블, 버스 바, 변압기, 차단기/단로기, 정류기와 같은 임의의 공급 디바이스를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 제 1 및 제 2 모터에 대한 전원은 AC 또는 DC 일 수도 있다. 전기 모터는 AC 또는 DC 모터, 임의의 타입의 전기 모터, 회전 타입일 수 있다. 서보 모터는 선택적으로 선형 모터일 수도 있다. 플라이휠 모터의 전력의 제어는 다른 모터 및 그것의 관련 전력 컨버터 (및 케이블링을 포함함) 에 의해 소모된 전력의 함수로서 플라이휠 모터의 관련 전력 컨버터를 포함하기 위해 상세히 연장될 수도 있다.

이것은, 발명자들이 전원, 컨버터 및 심지어 케이블링에서의 손실이 설치에 의존하여 상당할 수 있다는 것을 확립하였기 때문이다.

플라이휠과 같은 높은 관성 부하를 구동하는 하나 이상의 제 1 모터는 제 2 모터, 즉 서보 모터에 의해 소모된 전력에 의존하여 제어될 수도 있다. 이러한 전력은,

a) (예를 들어, 컨버터 (AC 또는 DC) 의 입력측에서 측정되거나, 컨버터의 출력측에서 측정된) 서보에 의해 소모된 실제 전력, 또는 서보 모터의 기계적 출력 전력;

b) (예를 들어, 토크 추정치를 (측정되거나 추정된) 속도와 승산하고, 가능하면, 모터에서의 손실 및/또는 컨버터에서의 손실의 추정치를 가산하는 제어기에 의해 추정된) 서보에 의해 소모된 추정 실제 전력;

c) (예를 들어, 토크 셋포인트를 (측정되거나 추정된) 속도와 승산하고, 가능하면 상기와 같이 손실의 추정치를 가산하는 제어기에 의한) 서보의 추정 "전력" 셋포인트일 수 있다.

프로토타입으로의 테스트가 추정 전력 셋포인트를 사용하여 수행되었다. 실제 전력이 셋포인트와 비교하여 어떤 지연을 갖기 때문에, 이것은 플라이휠 모터의 전력이 시간에 따라 변화될 수도 있다는 것을 의미한다. 그러나, 실제 전력 (즉, 셋포인트가 아니라 실제 값) 이 사용되면, 플라이휠 모터의 제어는 총 전력에서 스파이크를 회피하기 위해 순간적이어야 한다. 따라서, 제 2 모터, 즉, 서보 모터의 전력에 대한 셋포인트의 함수 또는 전력에 대한 셋포인트의 사용은 시스템의 부품에 대한 총 피크 전력을 제한하고, 특히, 생산 시스템을 구동하는 제어 시스템에 대해 더 적은 요구를 하는 하나 또는 다중의 제 1 모터, 즉, 플라이휠 모터 이상의 제어 모드를 제공하는 추가의 이점을 제공한다.

상기 목적들 중 몇몇을 실현하기 위해, 서보 모터 및 관련 변속기 (기어) 는 바람직하게는, 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함되는 ABB 에 양도된 "Motor upgrade kit for a mechanical press" 라는 명칭의 국제 특허 출원 IB2007/001525 에 설명된 바와 같이, 플라이휠 드라이브를 갖는 기존의 기계적 프레스를 하이브리드 서보 프레스로 변경하기 위해 유닛으로서 함께 구성된다. 설명된 유닛은, 프레스 크라운의 상부에 탑재되고, 기존의 프레스 메카니즘의 어떠한 변경도 요구하지 않고 기존의 프레스 기어에 접속하도록 설계된다. 본 설명에서, 용어 서보 모터는 임의의 타입의 제어가능한 가변 출력 전기 모터를 의미하기 위해 사용된다.

그 안에 설명된 프레스 모터 업그레이드 키트는, 일 부품에서 프레스상에 탑재되는 유닛이다. 이것은 충분한 탑재 정확도 및 강성을 가지고 프레스 크라운의 상부 또는 다른 구조적 부품에 고정된다. 유닛의 베이스플레이트 또는 구조상에 (서보) 모터 또는 모터들이 탑재된다. 커플링을 통해, 이러한 모터는 기계적 프레스의 기어 휠에 접속되고, 기어는 일반적으로 모터의 속도를 프레스 크라운에서 기존의 기어의 낮은 속도로 감소시킨다. 그 후, 이러한 접속은 기계적 프레스 드라이브가 원래 설계된 최대 스탬핑 속도 보다 스탬핑하지 않을 때 더 높은 속도 (예를 들어, 50% 더 높음) 까지 포지티브 및 네거티브 방향 모두에서, 가변 속도에서 프레스 기어를 업그레이드 모터가 이동시킬 수 있게 한다. 다른 이점은 생산 사이클의 증가된 플렉시빌리티가 가능해진다는 것이다. 예를 들어, 여기에 설명하는 하이브리드 서보 기술은 사이클 시간을 유지하면서 저속에서의 프레싱을 허용하거나 다르게는, 더 짧은 사이클 시간이지만 동일한 속도에서의 프레싱을 허용하거나, 이들 2개의 혼합을 허용한다.

2배 만큼 피크 전력을 감소시키는 능력은 신규 설치 및 개장 (retrofit) 모두에 대해 매우 바람직하다. 신규 설치에 있어서, 정류기, 케이블링 및 보호 장비와 같은 컴포넌트들의 비용이 현저하게 낮아진다. 개장에 있어서, 전력 제한은 공장의 전원을 업그레이드해야 하는 기술적 도전과제의 재정 비용없이 기존의 설치 또는 생산 시스템의 성능에서 개선을 허용한다. 신규 및 개장의 경우 모두에서, 전력에 대한 감소된 비용은, 전력 유틸리티가 피크 전력에 대해 과금될 때 피크 전력 제한에 의해 제공되고, 이 경우에서, 전력에 대한 통상의 예상 비용은 정격 전력의 피크에서 구동하는 모터로 일반적으로 예상되는 것과 비교하여 감소된다.

본 발명의 방법을 수행하고, 컴퓨터 판독가능한 매체상에 기록되고 메모리 저장 디바이스, 예를 들어, 제어 유닛, 제어기 또는 드라이브 제어기에 저장된 컴퓨터 프로그램이 본 발명의 다른 앙태에 개시된다.

이제, 본 발명의 실시형태들을 첨부한 도면들을 참조하여 오직 예로서 설명할 것이다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 따라 서보 전력, 플라이휠 전력, 총 전력, % × 100 에서 플라이휠 속도 변화가 도시되는 전력 제한의 시뮬레이션의 도면이다.
도 2 는, 서보 모터 전력 플라이휠 모터 전력, 계산된 총 전력, 측정된 정류기 입력 전력이 도시되는 전력 제한의 측정의 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 따른 전원 시스템 레이아웃에 대한 간략한 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 제한 동안 전력 흐름의 예를 도시하는 도 3 의 전원 시스템 레이아웃에 대한 간략한 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태에 따른 기계적 프레스에 대한 모터 업그레이드 키트의 간략한 블록도이다.
도 6 의 (a) 는 본 발명의 실시형태에 따른 기계적 프레스에 대한 모터 업그레이드 키트의 사시도를 도시하는 개략도이고, 도 6 의 (b) 는 본 발명의 실시형태에 따른 모터 업그레이드 키트의 상대적 위치와 함께 정면도로서 기계적 프레스의 크라운 부분의 도면을 포함하는 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태에 따른 방법에 대한 플로우차트이다.

도 1 은 서보 모터의 전력에 의존하여 플라이휠 모터를 제어함으로써 피크 전력을 제한하는 시뮬레이션에 대한 시간 (초 단위) 에 대해 측정된 값을 나타내는 도면이다. 곡선은 서보 모터 전력, 플라이휠 모터 전력, % 단위의 플라이휠 속도 변화, 및 모터 양자의 결합된 총 전력 소모인 총 전력에 대한 값을 나타낸다.

이러한 시뮬레이션에서, 토크 제어는 이상적이고 순간적인 것으로 가정된다. 예시적인 시뮬레이션이 도 1 에 도시된다. 여기서, 총 전력 제한은 100 kW 로 설정되었다. 서보 전력이 이러한 값 이상으로 증가하자 마자, 플라이휠 모터 전력은 네거티브가 되고, 100 kW 에서 전체가 유지된다. 서보 전력의 부호가 변경될 때, 플라이휠 속도 제어기는 먼저 플라이훨 속도를 원하는 값에 가깝게 되돌린다. 그 후, 전력 제한은, 네거티브 총 전력이 -100 kW 로 제한된다는 것을 계속 보장한다. 이러한 시뮬레이션에서, 플라이휠 속도는 1% 만큼만 강하한다.

도 2 는 테스트 설치 동안 시간에 대해 측정된 값을 나타내는 도면이다. 곡선은 서보 모터 전력, 플라이휠 모터 전력, 측정된 정류기 입력 전력, 및 계산된 총 전력에 대한 값을 나타낸다. 도 2 는 테스트 설치에서 구현된 전력 제한의 실험 결과를 나타낸다. 이러한 테스트에서, 전력 제한은 60 kW 로 설정되고, 서보 드라이브의 피크 전력은 100 kW 에 도달한다. 이러한 곡선은, 제한이 양호하게 작동하며 시뮬레이션과 유사하다는 것을 나타낸다. 그러나, 정류기 입력 전력은, 테스트에서 구현된 전력 제한 알고리즘이 모터, 인버터 및 정류기 손실을 고려하지 않았기 때문에 원한 60 kW 보다 많다. 따라서, 정류기 전력은 원하는 제한 보다 항상 더욱 포지티브이다. 이것은 전력 제한 알고리즘에 손실 추정을 가산함으로써 보상될 수도 있다.

도 3 은 실시형태에 따른 생산 시스템에서의 전원 시스템 레이아웃에 대한 그래프 도면이다. 이 도면은 인버터 (21a, 21c) 와 각각 구성된 플라이휠 드라이브 모터 (20) 및 서보 모터 (22) 를 도시한다. 인버터 양자는 그리드에 접속되는 하나의 컨버터/인버터 (21b) 에 접속된다.

시스템 치수화. 테스트 설치에서 연구된 생산 시스템은 도 3 에 도시된 기본 구성을 사용한다. 플라이휠 드라이브에는 160 kW 유도 모터 (20) 가 장착되고, 서보 드라이브에는 189 kW 영구 자석 동기 모터 (22) 가 장착된다. 이러한 경우에서 2개의 드라이브는 오버로딩없이 동작되고, 즉, 드라이브 각각에 의해 소모되거나 재생되는 피크 전력은 공칭 전력과 동일하다. 2개의 인버터 (21a, 21c) 가 이러한 전력에 대해 치수화된다. 어떠한 전력 제한없이, 정류기 및 전력 접속은 160 + 189 = 349 kW (또는 모든 3개의 컨버터에서의 손실을 고려하면 다소 많음) 의 전력에 대해 치수화되어야 한다.

2배 만큼 피크 전력을 감소시키는 능력은 신규 설치 및 개장 양자에 대해 매우 바람직하다. 신규 설치에 있어서, 정류기, 케이블링 및 보호 장비의 비용은 현저하게 낮을 것이다. 개장에 있어서, 전력 제한은 공장의 전기적 설치를 업그레이드하지 않고 기존의 설치 또는 생산 시스템의 성능에서 개선을 허용한다. 양자의 경우에서, 전력 유틸리티가 피크 전력에 대해 과금되면 제한은 더 바람직하며, 이 경우에서, 전력에 대한 통상의 예상 비용은 정격 전력의 피크에서 구동하는 모터로 통상적으로 예상되는 것과 비교하여 감소된다. 예시적인 경우에서, 총 피크 전력은 160 (플라이휠 모터) + 189 (서보 모터) = 349 kW 로부터 단지 160 kW 까지 감소된다.

본 설명에서 설명하는 전력 제한의 목적은, 서보 드라이브에 의해 소모된 전력의 함수로서 플라이휠 드라이브에 의해 소모되거나 재생된 전력을 제어함으로써 가능한 한 많이 총 피크 전력을 제한하는 것이다. 예시적인 동작 포인트가 상술한 도 2 에 그래프적으로 예시된다. 예를 들어, 플라이휠 시동에서 또는 기계적 프레스의 동작에 의해 플라이휠로부터 취해진 운동 에너지를 복원할 때, 더 많은 전력을 제한하는 것이 드라이브의 성능에 영향을 미치기 때문에, 총 피크 전력의 절대 최하한은 플라이휠 드라이브의 전력과 동일하다.

실제 도전과제는, 서보 드라이브의 동역학을 따를 수 있도록 플라이휠 드라이브 전력을 충분히 빠르게 제어 (제한) 하는 것이다. 플라이휠 드라이브의 빠른 토크 제어는 전제조건이지만 충분하지는 않다. 서보 드라이브의 전력이 서보 제어기에서 알려지고 플라이휠 드라이브가 상이한 제어기에 의해 (통상적으로) 제어되기 때문에, 통신 지연이 통상적으로 발생한다. 또한, 플라이휠 드라이브의 동적 응답은, 서보 전력에서의 고속 과도전류가 발생할 때 마다 총 전력에서 스파이크를 야기하는 몇몇의 필연적인 지연을 가질 것이다. 본 발명자는, 토크 제한 계산에 대한 입력으로서 실제 서보 전력이 아니라 서보 토크 셋포인트 및 서보 속도에 의해 표현된 바와 같은 전력 셋포인트를 사용함으로써 이러한 영향이 거의 완벽하게 제거될 수도 있다는 것을 발견하였다. 셋포인트에 대한 플라이휠 드라이브의 응답이 서보 드라이브의 응답과 유사하고, 통신 지연이 충분하게 낮으면, 총 전력 스파이크가 회피될 수 있다. 따라서, 도 1, 도 3 을 참조하여 상술한 바와 같이, 서보 모터 (22) 에 대한 전력 셋포인트의 값이 통신 지연으로 인한 어려움을 회피하기 위해 측정되거나 실제의 서보 전력 대신에 사용될 수도 있다.

도 5 는 2개의 드라이브 : 클러치 (30) 및 관련 모터 (20) 를 갖는 플라이휠 (35) 을 포함하는 기계적 드라이브 (2), 및 관련 변속기 (5) 를 갖는 서보 모터 (22) 를 갖는 기계적 프레스의 토폴로지를 도시한다. 이 도면은 또한, 프레스를 개방 및 폐쇄하기 위해 편심 휠 (29) 및 프레스 변속기 기어 (27) 를 통해 메인 샤프트 (34) 에 의해 상호 모션 (V) 으로 구동되는 프레스 램 (23) 을 도시한다.

동작 중에 드라이브 양자, 기존의 모터 (20) 및 업그레이드 모터 (22) 를 이용하면, 이것은 하이브리드 서보 프레스의 토폴로지이다. 가동중이거나 동작중에 기계적 드라이브만을 이용하면, 이것은 클래식 기계적 프레스이다. 동작중에 모터 업그레이드 키트 (1) (및 가능하면, 비상 브레이크) 만을 이용하면, 이것은 "풀 (full)" 서보 프레스이다.

도 6 의 (a) 는 단일 모터를 갖는 업그레이드 키트 (1) 의 원리 도면 뿐만 아니라 키트가 도 6 의 (b) 에서의 프레스의 기어와 어떻게 상호작용하는지의 개략도를 도시한다. 도 6 의 (a) 는 모터 (22) 로부터 전력을 전송하기 위해 기어 (9) 의 세트에 또한 부착되는 구조적 베이스플레이트 (4) 상에 탑재된 모터 업그레이드 모터 (22) 를 도시한다. 도 6 의 (b) 는 기계적 프레스의 크라운 또는 상부 (T) 의 도면을 도시한다. 이 도면은 베이스플레이트 (4) 상에 구성된 기어 (9) 의 세트 및 업그레이드 모터 (22) 를 갖는 키트 (1) 를 도시한다. 여기서, 키트 (1) 의 기어 (9) 의 세트 중 기어 (5) (도 5) 가 기계적 프레스의 기존의 전력 송신 트레인의 기어 (7) (도 5) 와 협력하도록 구성되어서, 업그레이드 모터 (22) 가 프레스의 기존의 전력 트레인을 통해 프레스를 구동할 수 있도록 프레스의 크라운의 상부상에 구성된 키트가 도시되어 있다.

업그레이드된 프레스는 새로운 모터를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 유닛과 구성될 수도 있다. 제어 유닛은 또한 모터 모두를 제어하도록 구성될 수도 있다. 기존의 기계적 프레스에 서보 모터를 추가하는 이점은, 서보 모터의 속도가 프레스 사이클 동안 적응형 방식으로 변화되고, 서보 모터가 또한 프레스 라인 또는 프레스 라인을 포함하는 생산 시스템에서의 적어도 하나의 다른 디바이스의 이동 또는 위치에 하이브리드 서보 프레스의 이동을 동기시키도록 제어될 수도 있다는 것이다. 제어 유닛 또는 제어 시스템은 또한, 도 1 내지 도 4 에 관하여 상술한 바와 같이 에너지 버퍼로서 플라이휠을 사용하여, 서보 모터의 피크 전력 이하인 값으로 2개의 모터 (20, 22) 의 총 피크 전력 (포지티브 및 네거티브 양자) 을 제한하기 위해 플라이휠의 기존 또는 새로운 모터 및 그것의 기존 또는 새로운 인버터를 제어하도록 구성될 수도 있다.

모터 속도 제어 수단은 도시된 바와 같은 주파수 컨버터, 인버터/정류기 또는 다른 모터 속도 제어 수단을 포함할 수도 있다. 모터 속도 제어 수단은 또한, 프레스 라인 또는 생산 시스템에서 다른 프레스 또는 머신과 공유될 수도 있다. 드라이브는 멀티드라이브, 즉, 2개 이상의 인버터가 단일의 정류기를 공유하는 시스템일 수도 있다. 이것은, 상기 언급한 전력 제한으로 인해, 정류기의 피크 전력이 서보 모터에 대한 인버터의 피크 전력 이하인 경우에 대해 바람직하다. 또한, 플라이휠이 프레싱을 위해 사용되지 않는 업그레이드 프레스의 장치 (즉, 하이브리드 서보가 아니라 직접/풀 서보를 구동할 때) 에서, 플라이휠은 상기 언급한 전력 제한을 위해 여전히 사용될 수도 있다는 것에 유의해야 한다.

정류기는 양방향성이도록 구성될 수도 있어서, 에너지는 그리드로 피드백될 수 있다. 그 경우에서, 정류기가 액티브 정류기이기 때문에, 무효 전력을 공장 그리드에 공급할 수 있다. 따라서, 다른 프레스에서 사용된 정류기에 의해 소모된 무효 전력 중 일부를 보상하기 위해 사용될 수도 있다. 가능한 구성은 다음을 포함한다.

- 기존의 플라이휠 모터, 인버터, 정류기가 유지됨

- 기존의 플라이휠 모터, 인버터, 정류기가 교체되고, 정류기가 서보 드라이와 공유됨 (이것은 최대 피크 전력 제한을 허용함)

- 기존의 모터가 유지되지만 인버터 및 정류기가 교체됨 (모터가 AC 모터이면 이전과 거의 동일함)

서보 모터는 상이한 타입의 프레스 사이클에 대해 상이한 전략에 따라 구동하도록 제어될 수도 있다. 예를 들어, 사이클 시간을 감소시키고/시키거나 사이클 시간을 유지하지만 프레싱 속도를 감소시키기 위해, 프레싱 이전 및 이후의 프레싱 속도 보다 높다.

도 7 은 본 발명의 실시형태에 따른 방법에 대한 플로우차트를 도시한다. 이 플로우차트는, 2개의 제한이 제 1 플라이휠 모터의 속도 제어기에 대해 계산되는 단계 40 을 나타내고, 이들 2개의 제한은,

의 형태에서와 같이 상한이다.

다른 단계 41 에서, 플라이휠 모터 속도 제어기는 플라이휠 속도를 플라이휠 속도 셋포인트와 비교한다.

단계 42 에서, 속도 제어기의 출력과 상한 사이에서 비교가 이루어지고,

전력이 더 크면 (단계 43), 플라이휠 모터에 대한 전력 셋포인트가 상한으로 설정된다.

그렇지 않으면, 단계 44 에서, 속도 제어기 전력이 플라이휠 전력에 대한 상한 보다 크지 않을 때, 속도 제어기의 전력과 하한 사이에서 비교가 이루어지고,

단계 45 에서, 플라이휠 셋포인트는 플라이휠 모터에 대한 하한에 비교되고,

동일하면, 전력 제한이 적용되고, 단계 44 의 결과로, 속도 제어기의 전력이 플라이휠 하한 보다 작지 않을 때, 이루어진 플라이휠 전력 셋포인트는 단계 46 에서 속도 제어기 전력과 동일하고,

피크 전력 제한이 적용된다.

최대 플라이휠 전력이 네거티브일 수도 있고, 최소 플라이휠 전력이 포지티브일 수도 있다는 것에 유의한다. 대부분의 드라이브가 포지티브 최대 제한 및 네거티브 최소 제한만을 수용하기 때문에, 이들은 제 1 구현 도전과제를 제기한다. 또한, 실제 구현에 있어서, 전력 제한은 토크 제한으로 변환되어야 한다.

또한, 전체 프로세스 섹션의 라인 조정은, 부분적으로는 직접 서보 또는 하이브리드 서보 프로세스의 개선된 제어가능성으로 인해, 본 발명의 실시형태에 따른 방법을 수행하도록 구성된 단일 제어기를 사용하여 이러한 라인을 제어함으로써 개선될 수도 있다. 이것은 로봇 제어기 유닛 및/또는 다른 제어 유닛에 의해 수행될 수도 있다. 조정 또는 최적화는, (예를 들어, 사이클의 프레싱/스탬핑 부분 동안 요구된 속도 및 에너지 출력을 유지하면서) 프레스의 개/폐 동안 속도를 적응시킴으로써 부분적으로 달성될 수도 있고, 이것은, 다운스트림 프로세스의 상태, 또는 업스트림 프로세스의 상태 또는 전체 전력 소모와 같은 다른 고려사항, 감소된 에너지 소모, 프레스 라인에서의 전력 소모 피크의 평활화와 같은 파라미터에 의존하여 감소될 수도 있는 사이클 시간을 발생시킨다.

다른 실시형태에서, 제 1 모터, 즉, 플라이휠 모터의 전력 제한은 상기 제 2 모터에 의해 소모된 전력의 함수에 의존하고, 이 함수는 제 2 모터, 즉 서보 모터의 실제 또는 추정된 순수 출력 전력, 전원 또는 인버터에서의 전력 손실 및 관련 전력 라인에 대해 조절된다.

다른 실시형태에서, 생산 시스템은 전력 제한 제어를 포함할 수도 있고, 여기서, 네거티브 피크 전력이 제로로 제한될 수도 있다. 이것은 2개의 모터의 치수화 및 동작 모드에 의존하여 모든 설치에서 가능하지 않을 것이고, 가능한 경우에서, 이것은 다이오드 정류기가 양방향성 정류기 대신에 사용될 수 있다는 것을 의미하기 때문에 특히 바람직하다.

피크 네거티브 전력을 제로로 제한하는 이점은, 제안된 바와 같은 전력 제한을 이용하여, 생산 시스템이 (버퍼로서 플라이휠을 사용함으로써) 그리드로 전력을 역으로 공급하지 않고 서보 모터의 회생 제동을 사용하기 위해 제어되고 동작될 수도 있다는 것이다. 이것은, 그리드로 전력을 역으로 공급하는 것이 허용되지 않거나, 광범위한 변경없이 실현불가능한 기존의 설치에 대한 적응을 간략화한다.

이러한 명세서에서 상술한 바와 같은 전력 제한의 방법은, 프로세서 또는 컴퓨터에 로딩될 때, 컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 방법 단계들을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 엘리먼트 또는 소프트웨어 코드를 포함하는 컴퓨터 애플리케이션에 의해 수행될 수도 있다. 도 7 과 관련하여 설명한 바와 같은 방법의 기능은, 디지털 기능, 알고리즘 및/또는 컴퓨터 프로그램을 프로세싱하고/하거나, 아날로그 컴포넌트 또는 아날로그 회로 또는 디지털 및 아날로그 기능 양자의 조합에 의해 수행될 수도 있다.

본 발명의 방법은 상술한 바와 같이, 컴퓨터 또는 프로세서상에서 구동하는 컴퓨터 프로그램 코드 또는 소프트웨어 부분을 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 수행될 수도 있다. 마이크로프로세서 (또는 프로세서) 는 본 발명의 하나 이상의 양상에 따른 방법의 단계들을 수행하는 중앙 처리 유닛 (CPU) 을 포함한다. 이것은 예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 메모리 또는 메모리 저장 디바이스에 저장되는 하나 이상의 상기 컴퓨터 프로그램의 도움으로 수행된다. 프로그램의 일부가 프로세서 및/또는 또한 ROM, RAM, PROM, FPGA, EPROM 또는 EEPROM 칩 또는 유사한 메모리 수단에 저장될 수도 있다. 각 프로세서 또는 다른 메모리 저장 디바이스는 제어 유닛 또는 모터 제어기 또는 모터 드라이브 제어기에 있을 수도 있다. 방법을 수행하는 프로그램이 로컬 또는 분산 컴퓨터화 제어 시스템에서의 로컬 또는 중앙 제어 시스템에서 또한 구동될 수도 있다.

프로그램은 부분적으로 또는 전체적으로, 데이터 서버 또는 데이터 서버의 하나 이상의 어레이상에 저장된 펌웨어로서, 자기 디스크, CD-ROM 또는 DVD 디스크, 하드 디스크, 자기 광학 메모리 저장 수단과 같은 다른 적합 컴퓨터 판독가능 매체, 휘발성 메모리, 플래시 메모리에 또한 저장될 수도 있다. 소니 메모리 스틱 (TM) 및 다른 착탈식 플래시 메모리와 같은 착탈식 메모리 매체, 하드 드라이브 등을 포함하는 다른 공지된 적합한 매체가 또한 사용될 수도 있다.

설명된 컴퓨터 프로그램은 또한, 거의 동시에 여러 상이한 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템상에서 구동할 수 있는 분산 애플리케이션으로서 부분적으로 구성될 수도 있다. 프로그램 뿐만 아니라 시작 위치와 같은 데이터, 또는 플래그 관련 정보는 검색, 전달 또는 프로그램의 경우에는 인터넷을 통한 실행을 위해 이용가능해질 수도 있다. 데이터는 OPC, OPC 서버, 오브젝트 요청 브로커 중 어느 하나에 의해 액세스될 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태들을 상술하였지만, 첨부한 청구항에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 개시된 솔루션에 대해 이루어질 수도 있는 여러 변경물 및 변형물이 존재한다는 것에 유의해야 한다.

Claims

제 1 모터 (20) 에 의해 구동된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하고, 서보 모터인 제 2 모터 (22) 를 더 포함하는 생산 시스템으로서,
상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터의 전력이 제어 유닛에 의해 제어됨으로써, 상기 제 1 모터 (20) 및 상기 서보 모터 (22) 의 포지티브 및 네거티브 양자의 총 피크 전력이 상기 서보 모터 단독의 피크 전력의 미만인 값으로 제한되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터의 상기 전력의 함수는, 전원, 또는 인버터, 또는 정류기에서의 전력 손실과 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터 중 적어도 하나에 대한 관련 전력 라인들에서의 전력 손실에 대해 조절되는 함수인 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터의 전력은, 전원 또는 인버터에서의 전력 손실과 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터 중 적어도 하나에 대한 관련 전력 라인들에서의 전력 손실에 대해 제어되고 조절되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터에 의해 소모된 상기 전력의 함수는, 인버터, 정류기, 모터, 케이블링의 그룹 중 몇몇에서의 전력 손실에 대해 조절되지 않는 함수인 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 생산 시스템은 프레스 라인이고, 상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터는 상기 제 1 모터가 상기 플라이휠에 전력을 공급하도록 구성되는 하이브리드 기계적 프레스를 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
플라이휠 모터가 상기 서보 모터에 대한 전력 셋포인트 또는 토크에 의존하여 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 항에 있어서,
전원에서 하나 보다 많은 인버터가 단일 정류기 또는 단일 다이오드 정류기에 접속되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
제 1 모터 (20) 에 의해 전력공급된 플라이휠에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 적어도 하나의 기계적 프레스를 포함하고, 서보 모터인 제 2 모터 (22) 를 더 포함하는 생산 시스템을 동작시키는 방법으로서,
상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터의 전력을 제어함으로써, 상기 제 1 모터 (20) 및 상기 서보 모터 (22) 의 포지티브 및 네거티브 양자의 총 피크 전력이 상기 서보 모터 단독의 피크 전력의 미만인 값으로 제한되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
전원, 또는 인버터, 또는 정류기에서의 전력 손실과 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터 중 적어도 하나에 대한 관련 전력 라인들에서의 전력 손실에 대해 조절된 함수인 상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터의 전력의 함수를 사용하여 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터가 전원 또는 인버터에서의 전력 손실과 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터 중 적어도 하나에 대한 관련 전력 라인들에서의 전력 손실에 대해 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
인버터, 정류기, 모터, 케이블링의 그룹 중 몇몇에서의 전력 손실에 대해 조절되지 않는 함수인 상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터에 의해 소모된 상기 전력의 함수를 사용하여 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터에 대한 전력 셋포인트 또는 토크 셋포인트에 의존하여 상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
네거티브 피크 전력이 제로로 제한될 수 있도록 상기 플라이휠에 전력공급하는 상기 제 1 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
하나의 인버터, 또는 단일 정류기에 접속된 적어도 2개의 인버터, 및 상기 제 1 모터, 즉, 상기 플라이휠의 모터를 제어하도록 구성된 제어 유닛 또는 제어 시스템에 의해, 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터의 포지티브 및 네거티브 양자의 총 피크 전력을, 상기 제 2 모터, 즉, 서보 모터의 피크 전력 이하인 값으로 제한하도록, 전원에 대해 상기 생산 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 생산 시스템을 동작시키는 방법.
컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 제 8 항에 기재된 방법을 수행하게 하는, 컴퓨터 코드 수단 및 소프트웨어 코드부 중 적어도 하나를 포함하는, 생산 시스템을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
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