KR200377929Y1 - the hydraulic power unit of energy saving type by IPM motor and inverter having function of PID control - Google Patents

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KR200377929Y1
KR200377929Y1 KR20-2004-0028133U KR20040028133U KR200377929Y1 KR 200377929 Y1 KR200377929 Y1 KR 200377929Y1 KR 20040028133 U KR20040028133 U KR 20040028133U KR 200377929 Y1 KR200377929 Y1 KR 200377929Y1
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Abstract

본 고안은 유압펌프를 구동하는 아이피엠모터를, 피아이디제어 기능이 내장된 인버터로 제어하는 유압유니트에 관한 것으로써, 이는 액추에이터에 연결되어, 유압펌프의 토출구 쪽에 설치된 압력센서로 압력값을 검출하고, 액추에이터가 보압 상태일 때, 제어부에 입력된 설정값을 기준으로 인버터가 아이피엠모터의 회전수를 적절하게 제어함에 따라, 액추에이터에 작용하는 압력이 설정값으로 유지하여, 액추에이터에 필요 이상의 고압이 걸리는 것을 방지하고, 에너지가 절약되는 유압유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic unit for controlling an IPM motor driving a hydraulic pump by an inverter with a built-in PID control function, which is connected to an actuator and detects a pressure value by a pressure sensor installed at an outlet of the hydraulic pump. When the actuator is in the holding pressure state, as the inverter appropriately controls the rotation speed of the IP motor based on the set value input to the controller, the pressure acting on the actuator is maintained at the set value, so that the high pressure that is necessary for the actuator is maintained. It is related with the hydraulic unit which prevents this from catching and saves energy.

본 고안은 유압펌프(20)와 이를 구동하는 아이피엠모터(30)를 연결하고, 상기 유압펌프(20)의 유입구에는 기름탱크(10) 내의 흡입필터(13)와 연결되어, 아이피엠모터(30)의 구동으로 유압펌프(20)가 기름탱크(10) 내의 작동유를 흡입하며, 상기 유압펌프(20)의 토출구에는 릴리프밸브(21)와 제어밸브(23)와 같은 보조 장치 및 압력값을 검출하는 압력센서(22)가 설치되고, 이에 인버터(41) 및 패널부(42)로 이루어지는 제어부(40)가 구비되어 유압유니트(100)를 구성하되, 상기 인버터(41)는 피아이디제어 기능이 내장되어 검출된 압력값을 받아 상기 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어하며, 패널부(42)는 설정값을 입력받아 이를 상기 인버터(41)로 전달하고, 검출되는 압력값 및 결과에 대한 출력값을 나타내는 유압유니트(100)가 구성되어, 압력센서(22)의 압력값과 입력받은 설정값에 따라, 인버터(41)의 피아이디제어에 의한 피드백 제어를 통해, 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어하여 액추에이터(60)에 작용하는 압력을 설정값으로 유지하는 대략적인 구성이다.The present invention is connected to the hydraulic pump 20 and the IP motor 30 for driving the same, the inlet of the hydraulic pump 20 is connected to the suction filter 13 in the oil tank 10, the IP motor ( The hydraulic pump 20 sucks the hydraulic oil in the oil tank 10 by the driving of 30, and an auxiliary device such as a relief valve 21 and a control valve 23 and pressure values are discharged to the discharge port of the hydraulic pump 20. A pressure sensor 22 for detecting is installed, and the control unit 40 including the inverter 41 and the panel unit 42 is configured to constitute the hydraulic unit 100, but the inverter 41 has a PID control function. The built-in receives the detected pressure value to control the rotation speed of the IP motor 30, the panel unit 42 receives the set value and transfers it to the inverter 41, the detected pressure value and the result Hydraulic unit 100 is configured to indicate the output value for the pressure value of the pressure sensor 22 and received According to the setting value, the feedback control by the PID control of the inverter 41 controls the rotation speed of the IP motor 30 to maintain the pressure acting on the actuator 60 at the setting value. .

이와 같이, 본 고안은 상기 유압유니트에 연결된 액추에이터가 보압 상태에 놓일 때, 인버터의 피아이디제어에 의해 아이피엠모터의 회전수를 제어함에 따라, 액추에이터에 작용하는 압력을 적절히 유지하여, 액추에이터에 필요 이상의 고압이 걸리는 것을 방지하고, 시스템을 구동하는 에너지를 절약하며, 작동유의 온도 변화 및 물성에 의한 변수 및 기타 외란에 대해서도 적절한 보상을 하여 설정된 압력에서 벗어나지 않게 하여 주는 특징이 있다.As described above, the present invention controls the rotational speed of the IP motor by the PID control of the inverter when the actuator connected to the hydraulic unit is in the holding pressure state, thereby maintaining the pressure acting on the actuator appropriately, which is required for the actuator. It is characterized by preventing the high pressure from being applied, saving energy for driving the system, and compensating for variables and other disturbances caused by temperature change and physical properties of the working oil so as not to deviate from the set pressure.

Description

아이피엠 모터와 피아이디제어 기능이 내장된 인버터를 이용한 에너지 절약형 유압유니트 { the hydraulic power unit of energy saving type by IPM motor and inverter having function of PID control }{The hydraulic power unit of energy saving type by IPM motor and inverter having function of PID control}

본 고안은 유압펌프를 구동하는 아이피엠모터를, 피아이디제어 기능이 내장된 인버터로 제어하는 유압유니트에 관한 것으로써, 이는 액추에이터에 연결되어, 유압펌프의 토출구 쪽에 설치된 압력센서로 압력값을 검출하고, 액추에이터가 보압 상태일 때, 제어부에 입력된 설정값을 기준으로 인버터가 아이피엠모터의 회전수를 적절하게 제어함에 따라, 액추에이터에 작용하는 압력이 설정값으로 유지하여, 액추에이터에 필요 이상의 고압이 걸리는 것을 방지하고, 에너지가 절약되는 유압유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic unit for controlling an IPM motor driving a hydraulic pump by an inverter with a built-in PID control function, which is connected to an actuator and detects a pressure value by a pressure sensor installed at an outlet of the hydraulic pump. When the actuator is in the holding pressure state, as the inverter appropriately controls the rotation speed of the IP motor based on the set value input to the controller, the pressure acting on the actuator is maintained at the set value, so that the high pressure that is necessary for the actuator is maintained. It is related with the hydraulic unit which prevents this from catching and saves energy.

일반적으로 유압장치는 압력에너지를 기계적 에너지로 변화시키는데 사용되는 것으로, 그 장점으로 인해서 전반적인 산업분야에서 많이 쓰이고 있으며, 기본적인 유압장치는 도1에서 도시한 바와 같이 모터를 회전하여 유압펌프를 가동함으로써, 기름탱크 내의 작동유를 제어밸브에 의해 그 양이나 그 출입의 순서를 제어하면서, 액추에이터를 작동시키는 일련의 작업을 수행하게 된다.In general, the hydraulic device is used to convert the pressure energy into mechanical energy, and because of its advantages are widely used in the overall industry, the basic hydraulic device is shown in Figure 1 by operating the hydraulic pump by rotating the motor, The hydraulic oil in the oil tank is controlled by the control valve to control the amount or the order of entry and exit, while performing a series of operations to operate the actuator.

그러나 종래의 유압장치에는 액추에이터가 보압 상태일 때, 예를 들면, 작업 공정에서 가공물을 클램핑하고 있는 상태에서 작업을 하는 경우에, 그 상태를 유지시킬 압력만 있으면 되지만, 모터를 제어하는 요소가 없으므로, 모터가 계속 회전하여 유량을 계속 토출하므로 에너지 낭비가 되는 문제점이 있었다. However, in the conventional hydraulic system, when the actuator is in the pressurized state, for example, when working while clamping the workpiece in the work process, only the pressure to maintain the state is required, but there is no element controlling the motor. There is a problem in that energy is wasted because the motor continues to rotate to discharge the flow rate.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 모터의 회전수를 적절히 제어하여, 에너지를 절약할 수 있는 방법이 고안되었는 바, 이를 살펴보면, 국내등록실용신안공보 제 0345799호 개시된 바와 같이, 사출성형기에 있어서, 작동 실린더의 작동거리와 유압모터의 회전속도를 각각 감지하여, 이를 바탕으로 제어부에서 부하 측의 작동상태를 파악하고, 그 판단 결과에 따라 인버터의 출력을 가변시켜 부하측 상태에 따라 대응되는 최적의 회전동력을 구동모터가 발생하도록 하는 것이다.Therefore, in order to solve such a problem, a method of conserving energy by devising an appropriate control of the rotational speed of the motor has been devised. Looking at this, as disclosed in Korean Utility Model Publication No. 0345799, in the injection molding machine, The controller detects the operating distance of the working cylinder and the rotational speed of the hydraulic motor, respectively, and based on this, the controller detects the operating state of the load side, and varies the output of the inverter according to the result of the determination. The driving power is to generate the rotational power.

그러나 이 방법은 유압펌프를 가동하는 모터의 회전동력을 인버터로 제어하는 것으로써, 이는 절전을 위해 모터의 회전수가 줄어들어도, 정토크가 유지되어 펌프에서 토출되는 압력이 유지되도록 하여야 하나, 일반 삼상 유도 전동기의 경우 회전수가 떨어지면 정토크가 유지되지 못하므로, 회전수의 감소와 함께 압력이 같이 떨어져, 적정 압력을 유지할 수 없는 문제점이 있었다. However, this method is to control the rotational power of the motor to operate the hydraulic pump by the inverter, which is to maintain the constant torque to maintain the pressure discharged from the pump, even if the motor speed is reduced for power saving, In the case of the induction motor, since the fixed torque cannot be maintained when the rotation speed drops, there is a problem in that the pressure drops together with the decrease in the rotation speed, so that the proper pressure cannot be maintained.

따라서 본 고안의 상기의 문제점을 해결하고자, 기름탱크, 유압펌프, 아이피엠모터 및 피아이디제어 기능이 내장된 인버터가 포함된 제어부 등으로 구성된 유압유니트를 구성하여, 이를 액추에이터에 용량에 맞게 설치하여 사용하되, 상기 액추에이터가 보압 상태를 유지하게 될 때, 제어부가 유압펌프의 토출구에 설치된 압력센서의 압력값을 받아 인버터에 적절한 출력값을 내고, 이 값으로 아이피엠모터의 회전수를 제어함으로써, 회전수가 떨어져도 액추에이터에 작용하는 작동유의 압력을 설정된 값으로 유지되도록 하여, 에너지를 절약하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems of the present invention, by constructing a hydraulic unit consisting of a control unit including an oil tank, a hydraulic pump, an IP motor and an inverter with a built-in PID control function, it is installed in accordance with the capacity of the actuator When the actuator maintains the pressure holding state, the control unit receives the pressure value of the pressure sensor installed at the discharge port of the hydraulic pump and outputs an appropriate output value to the inverter, thereby controlling the rotation speed of the IP motor, thereby rotating. The purpose is to save energy by maintaining the pressure of the hydraulic oil acting on the actuator even if the number falls, to a set value.

또한, 본 고안은 피아이디제어에 의한 피드백으로, 작동유의 온도변화 및 물성에 의한 변수 및 기타 외란에 의한 변수도 적절히 보상할 수 있도록 하며, 콤팩트하게 제작되어, 공작기계, 수송기계, 공장자동화공정 등 산업전반에 걸쳐 유압동력장치에 용이하게 적용되어 사용할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is a feedback control by the PID control, so that it can properly compensate for the variable by the temperature change, physical properties and other disturbances of the hydraulic fluid, and is compactly manufactured, machine tools, transportation machinery, factory automation process Another purpose is to make it easy to apply and use the hydraulic power unit throughout the industry.

본 고안은 유압펌프를 구동하는 아이피엠모터를, 피아이디제어 기능이 내장된 인버터로 제어하는 유압유니트에 관한 것으로써, 이는 액추에이터에 연결되어, 유압펌프의 토출구 쪽에 설치된 압력센서로 압력값을 검출하고, 액추에이터가 보압 상태일 때, 제어부에 입력된 설정값을 기준으로 인버터가 아이피엠모터의 회전수를 적절하게 제어함에 따라, 액추에이터에 작용하는 압력이 설정값으로 유지하여, 액추에이터에 필요 이상의 고압이 걸리는 것을 방지하고, 에너지가 절약되는 유압유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic unit for controlling an IPM motor driving a hydraulic pump by an inverter with a built-in PID control function, which is connected to an actuator and detects a pressure value by a pressure sensor installed at an outlet of the hydraulic pump. When the actuator is in the holding pressure state, as the inverter appropriately controls the rotation speed of the IP motor based on the set value input to the controller, the pressure acting on the actuator is maintained at the set value, so that the high pressure that is necessary for the actuator is maintained. It is related with the hydraulic unit which prevents this from catching and saves energy.

본 고안은 유압펌프(20)와 이를 구동하는 아이피엠모터(30)를 연결하고, 상기 유압펌프(20)의 유입구에는 기름탱크(10) 내의 흡입필터(13)와 연결되어, 아이피엠모터(30)의 구동으로 유압펌프(20)가 기름탱크(10) 내의 작동유를 흡입하며, 상기 유압펌프(20)의 토출구에는 릴리프밸브(21)와 제어밸브(23)와 같은 보조 장치 및 압력값을 검출하는 압력센서(22)가 설치되고, 이에 인버터(41) 및 패널부(42)로 이루어지는 제어부(40)가 구비되어 유압유니트(100)를 구성하되, 상기 인버터(41)는 피아이디제어 기능이 내장되어 검출된 압력값을 받아 상기 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어하며, 패널부(42)는 설정값을 입력받아 이를 상기 인버터(41)로 전달하고, 검출되는 압력값 및 결과에 대한 출력값을 나타내는 유압유니트(100)가 구성되어, 압력센서(22)의 압력값과 입력받은 설정값에 따라, 인버터(41)의 피아이디제어에 의한 피드백 제어를 통해, 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어하여 액추에이터(60)에 작용하는 압력을 설정값으로 유지하는 대략적인 구성이다.The present invention is connected to the hydraulic pump 20 and the IP motor 30 for driving the same, the inlet of the hydraulic pump 20 is connected to the suction filter 13 in the oil tank 10, the IP motor ( The hydraulic pump 20 sucks the hydraulic oil in the oil tank 10 by the driving of 30, and an auxiliary device such as a relief valve 21 and a control valve 23 and pressure values are discharged to the discharge port of the hydraulic pump 20. A pressure sensor 22 for detecting is installed, and the control unit 40 including the inverter 41 and the panel unit 42 is configured to constitute the hydraulic unit 100, but the inverter 41 has a PID control function. The built-in receives the detected pressure value to control the rotation speed of the IP motor 30, the panel unit 42 receives the set value and transfers it to the inverter 41, the detected pressure value and the result Hydraulic unit 100 is configured to indicate the output value for the pressure value of the pressure sensor 22 and received According to the setting value, the feedback control by the PID control of the inverter 41 controls the rotation speed of the IP motor 30 to maintain the pressure acting on the actuator 60 at the setting value. .

본 고안 유압유니트(100)를 도2의 유압 회로도와 도3의 제어 순서도를 참고하여 상세히 설명하되, 먼저, 도2를 참고하여 본 고안의 유압 회로 및 구성을 살펴보면, 먼저, 작동유를 저장하는 기름탱크(10)와 이에 작동유를 토출하기 위한 유압펌프(20)가 구성되고, 상기 유압펌프(20)를 구동하기 위한 아이피엠모터(30)가 연결되며, 상기 유압펌프(20)의 토출구에는 과부하 방지를 위한 릴리프밸브(21)와 작동유의 방향을 순차적으로 제어하는 제어밸브(22) 및 압력을 검출하는 압력센서(23)가 연결되고, 또한, 유압실린더와 같이 작동유에 의해 구동되는 액추에이터(60)와 연결되며, 작동유가 액추에이터(60)를 통과하여 기름탱크(10)로 귀환하는 부분에는 작동유가 통과되면서 그 온도를 낮추는 냉각기(50)가 연결되고, 제어부(40)는 압력센서(22)의 압력값을 받아 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어한다.The present invention hydraulic unit 100 will be described in detail with reference to the hydraulic circuit diagram of Figure 2 and the control flow chart of Figure 3, first, referring to the hydraulic circuit and configuration of the present invention with reference to Figure 2, first, the oil storing the hydraulic oil The tank 10 and the hydraulic pump 20 for discharging the hydraulic oil is configured, the IP motor 30 for driving the hydraulic pump 20 is connected, the discharge port of the hydraulic pump 20 is overloaded A relief valve 21 for prevention, a control valve 22 for sequentially controlling the direction of the hydraulic oil and a pressure sensor 23 for detecting pressure are connected, and an actuator 60 driven by the hydraulic oil, such as a hydraulic cylinder, is connected. Is connected to the coolant 50 to lower the temperature while the hydraulic oil passes through the actuator 60 to the oil tank 10, the control unit 40 is a pressure sensor 22 Take the pressure value of IP The rotation speed of the motor 30 is controlled.

또한, 상기와 같은 회로도를 가진 유압유니트(100)의 작용 과정을 설명하면, 아이피엠모터(30)가 회전하여 유압펌프를 구동함으로써, 작동유가 압력을 받아 제어밸브(23)를 지나 액추에이터(60)에 작용하고, 다시 기름탱크(10)로 귀환되면서, 냉각기(50)를 거쳐 작동유의 온도를 낮추며, 이 제어 과정은 도3에 도시된 바와 같이, 제어부(40)에 입력된 설정값과 압력센서(22)에서 검출된 압력값에 따라, 제어부(40)에서 입력된 설정값으로 아이피엠모터(30)를 제어하여, 유압펌프(20)가 토출하는 유량을 결정하게 되는데, 이때 유압펌프(20)의 토출구에 위치한 압력센서(22)의 압력값은 제어부(40)로 수시로 검출되면서 제어 과정을 피드백 하며, 제어부(40)는 이를 보상한 출력값으로 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어하여, 유압펌프(20)의 토출되는 작동유의 압력을 설정된 값으로 유지한다. In addition, referring to the operation process of the hydraulic unit 100 having the circuit diagram as described above, by rotating the IP motor 30 to drive the hydraulic pump, the hydraulic oil receives the pressure passing through the control valve 23 the actuator 60 ), And back to the oil tank 10, while lowering the temperature of the hydraulic oil via the cooler 50, this control process is shown in Figure 3, the set value and pressure input to the control unit 40 According to the pressure value detected by the sensor 22, the IP motor 30 is controlled by the set value input from the control unit 40 to determine the flow rate discharged from the hydraulic pump 20, wherein the hydraulic pump ( The pressure value of the pressure sensor 22 located at the discharge port of the 20 is fed back to the control process while being detected by the controller 40 from time to time, and the controller 40 controls the rotation speed of the IP motor 30 with the output value compensated for this. To set the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 20 It maintains the value.

또한, 상기와 같은 회로를 가지는 유압유니트(100)를 실제로 구성한 실시예를 도4 및 도5에 도시한 바, 이는 상기 유압유니트(100)를 콤팩트하게 구성하기 위해, 먼저, 층이 2단이고 각 사면이 트인 선반형태의 프레임(70)을 구성하되, 그 하부단에는 기름탱크(10) 및 제어부(40)를 설치하고, 상부단에는 유압펌프(20)와 아이피엠모터(30) 및 냉각기(50)를 설치한 것으로써, 각 부분에 대한 자세한 내용은 다음과 같다.4 and 5 show an embodiment in which the hydraulic unit 100 having the circuit as described above is actually constructed, in order to construct the hydraulic unit 100 compactly, first, two layers are provided. The four sides of the shelf-shaped frame 70 is configured, the lower end of the oil tank 10 and the control unit 40 is installed, the upper end of the hydraulic pump 20, IP motor 30 and the cooler (50) is installed, the detail of each part is as follows.

먼저, 하부의 기름탱크(10)에는 에어브리더(11) 및 오일게이지(12)가 장착되어 있으며, 내부에 유압펌프(20)의 흡입구와 연결된 흡입필터(13)가 있어, 작동유에 포함된 이물질이 유압펌프(20) 내로 유입되는 것을 방지하며, 이 측면으로는 인버터(41)와 패널부(42)로 이루어지는 제어부가(40)가 구성되되, 인버터(41)는 피아이디제어 기능이 내장되어 상기 아이피엠모터(30)를 제어하고, 패널부(42)는 설정값의 입력받아 상기 인버터(41)에 그 값을 전달하며, 압력센서(22)에서 측정된 압력값을 표시하고, 인버터(41), 또는 아이피엠모터(30)의 출력값을 보여주는데, 이 제어부(40)에는 필요에 따라 방열판(43)이 구성되어 발생하는 열을 방출시켜 과열을 방지한다.First, the lower air tank 10 is equipped with an air breather 11 and the oil gauge 12, there is a suction filter 13 connected to the suction port of the hydraulic pump 20 therein, foreign matter contained in the working oil The hydraulic pump 20 is prevented from flowing in, and in this side, the control unit 40 including the inverter 41 and the panel unit 42 is configured, and the inverter 41 has a built-in PID control function. The IMP motor 30 is controlled, and the panel unit 42 receives the input of the set value and transmits the value to the inverter 41, displays the pressure value measured by the pressure sensor 22, and displays the inverter ( 41), or shows the output value of the IP motor 30, the control unit 40 is configured in the heat sink 43 as necessary to release the heat generated to prevent overheating.

그리고 이들 상부로는 유압펌프(20)와 아이피엠모터(30)가 연결·구성되며, 또한, 이의 측면으로는 팬(51) 및 냉각기(50)가 순차적으로 형성되는데, 상기 유압펌프(20)의 흡입구에는 하부의 기름탱크(10)의 흡입필터(13)와 연결되고, 상기 유압펌프(20)의 토출구에는 압력을 검출하는 압력센서(22) 및 작동유의 방향을 제어하는 제어밸브(23)가 설치되며, 상기 제어밸브(23)의 귀환로에는 냉각기(50)와 연결되는 배관이 형성되어, 액추에이터(60)에서 사용된 작동유가 기름탱크(10)로 귀환하면서, 냉각기(50)를 거쳐 온도를 낮추며, 이때 냉각기(50)의 측면으로 팬(51)이 형성되어, 냉각기(50)에 바람을 불어 냉각 효율을 높인다.And the upper portion of the hydraulic pump 20 and the IP motor 30 is connected and configured, and the fan 51 and the cooler 50 are sequentially formed on the side thereof, the hydraulic pump 20 The suction port of the oil tank 10 is connected to the suction filter 13 of the lower, the discharge port of the hydraulic pump 20, the pressure sensor 22 for detecting the pressure and the control valve 23 for controlling the direction of the hydraulic oil Is installed, a pipe connected to the cooler 50 is formed in the return path of the control valve 23, while the operating oil used in the actuator 60 is returned to the oil tank 10, through the cooler 50 Lowering the temperature, at this time, the fan 51 is formed on the side of the cooler 50, blows the cooler 50 to increase the cooling efficiency.

한편, 상기 아이피엠모터(IPM모터, Internal Permanent Magnet Motor) 및 피아이디제어 방법은, 아이피엠모터의 회전수 변화에 대한 정토크 및 압력의 유지가 양호하도록 하며, 속도 제어에 대한 반응성(응답성)이 빠른 특징이 있으며, 특히, 피아이디제어는 비례동작(Proportional control)과 적분동작(Integral control) 및 미분동작(Derivative control)의 각 동작을 조합시킨 것으로, 조작량이 동작 신호에 비례하여 변하는 비례 동작에 대해 생길 수 있는 잔류편차를 적분 동작이 없애 어 주며, 미분 동작에 의해 과도응답을 줄여 줌으로써 응답시간을 빠르게 하여 주는 특징이 있는데, 최근에는 이 피아이디제어 기능이 내장된 인버터가 출시되어 있으므로, 이것을 사용하는 것이 따로 피아이디제어에 대한 회로를 새로 구성하는 것보다 편리하며, 더욱 콤팩트한 유압유니트를 구성할 수 있는 특징이 있다.On the other hand, the IPM motor (IPM motor, Internal Permanent Magnet Motor) and the PID control method, to maintain the constant torque and pressure for the rotational speed change of the IP motor, and to respond to the speed control (responsiveness) In particular, PID control is a combination of proportional operation, integral control, and derivative control, and the amount of manipulation varies in proportion to the operation signal. Integral operation eliminates residual deviations that may occur in operation, and reduces the transient response by differential operation to speed up the response time. Recently, the inverter with this PID control function has been introduced. It is more convenient to use this than to construct a new circuit for ID control, and to build a more compact hydraulic unit. There are features you can.

이와 같이 구성된 유압유니트(100)의 사용 방법 및 작용 과정을 살펴보면, 먼저, 유압동력장치에 맞는 유압유니트(100)를 선정·설치하며, 패널부(42)에 설정 압력과, 최저 압력, 최대 유량 등과 같은 설정값을 입력하여 이를 작동하면, 아이피엠모터(30)가 회전함에 따라 유압펌프(20)를 구동하여, 기름탱크(100)의 작동유를 액추에이터(60)로 보내게 되는데, 액추에이터(60)가 보압 상태에 이르게 되면, 압력센서(22)에 검출되는 압력값이 상승하고, 이는 제어부(40)에 의해 인버터(41)에 의한 피아이디제어에 대한 결과의 출력값으로 아이피엠모터(30)의 회전수를 제어함으로써, 초기에 설정된 설정값이 유지되어, 액추에이터에 필요 이상의 압력 걸리는 것을 방지하여 에너지를 절약하도록 한다.Looking at the use method and operation process of the hydraulic unit 100 configured as described above, first, selecting and installing the hydraulic unit 100 suitable for the hydraulic power unit, the set pressure, the minimum pressure, the maximum flow rate in the panel 42 When a setting value, such as, and the like is operated, the hydraulic pump 20 is driven as the IPM motor 30 rotates, and the hydraulic oil of the oil tank 100 is sent to the actuator 60, the actuator 60. ) Reaches a pressure holding state, the pressure value detected by the pressure sensor 22 increases, which is the output value of the result of the PID control by the inverter 41 by the control unit 40. By controlling the number of rotations, the set value initially set is maintained to prevent the actuator from applying more pressure than necessary, thereby saving energy.

따라서, 이와 같이 구성된 유압유니트는 유압동력장치가 필요한 곳에 바로 설치가 가능하고, 특히, 일반 유압시스템이 가지는 유량―압력 사이의 높은 비선형성의 특성과, 작동유의 온도 상승에 의한 점도 변화, 작동유의 압축성 및 누설, 마찰 특성 등과 같은 불확실한 변수와, 작동 중에 발생하는 부하 변화 및 예측 불가능한 외란 등에 의해서도 발생할 수 있는 압력 변화를 피아이디제어에 의한 피드백으로 보상함으로써, 아이피엠모터를 효율적으로 구동하여 에너지를 절약할 수 있는 특징이 있다.Therefore, the hydraulic unit configured in this way can be installed immediately where the hydraulic power unit is needed, and in particular, the characteristics of high nonlinearity between the flow rate and pressure of the general hydraulic system, the viscosity change due to the temperature rise of the hydraulic oil, and the compressibility of the hydraulic oil And feedback by PID control to compensate for uncertain variables such as leakage and friction characteristics, and pressure changes that may occur due to load changes and unpredictable disturbances during operation, thereby efficiently saving energy by driving IPPM motors efficiently. There are features that can be done.

따라서 본 고안은 기름탱크, 유압펌프, 아이피엠모터 및 피아이디제어 기능이 내장된 인버터가 포함된 제어부 등으로 구성된 유압유니트를 구성하여, 액추에이터에 용량에 맞게 설치하여 사용하되, 상기 액추에이터가 보압 상태를 유지하게 될 때, 제어부가 유압펌프의 토출구에 설치된 압력센서의 압력값을 받아 인버터에 적절한 출력값을 내고, 이 값으로 아이피엠모터의 회전수를 제어함으로써, 회전수가 떨어져도 액추에이터에 작용하는 작동유의 압력이 설정된 값으로 유지하므로, 에너지를 절약하는 효과가 있다.Therefore, the present invention constitutes a hydraulic unit consisting of a control unit including an oil tank, a hydraulic pump, an IP motor, and an inverter with a built-in PID control function, and is installed and used according to a capacity of the actuator. The controller receives the pressure value of the pressure sensor installed in the discharge port of the hydraulic pump and outputs an appropriate output value to the inverter, and controls the rotation speed of the IMP motor with this value, so that the hydraulic oil acting on the actuator even if the rotation speed is decreased. Since the pressure is kept at a set value, there is an effect of saving energy.

또한, 본 고안은 피아이디제어에 의한 피드백으로, 작동유의 온도변화 및 물성에 의한 변수 및 기타 외란에 의한 변수도 적절히 보상할 수 있으며, 콤팩트하게 제작되어, 공작기계, 수송기계, 공장자동화공정 등 산업전반에 걸쳐 유압동력장치에 용이하게 적용되어 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is a feedback control by PID control, and can properly compensate for the variable by the temperature change, physical properties and other disturbances of the hydraulic fluid, and is compactly manufactured, such as machine tool, transportation machine, factory automation process, etc. There is an effect that can be easily applied to the hydraulic power unit used throughout the industry.

도 1은 통상적인 기본 유압 회로도.1 is a conventional basic hydraulic circuit diagram.

도 2는 본 고안에 따른 유압 회로도.2 is a hydraulic circuit diagram according to the present invention.

도 3은 본 고안의 제어 순서를 나타낸 제어 순서도.3 is a control flowchart showing a control sequence of the present invention.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 정면도.4 is a front view according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 측면도.5 is a side view according to an embodiment of the present invention.

[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ][Description of Code for Major Parts of Drawing]

10 : 기름탱크 20 : 유압펌프 30 : 아이피엠모터10: oil tank 20: hydraulic pump 30: IP motor

40 : 제어부 50 : 냉각기 60 : 액추에이터40: control unit 50: cooler 60: actuator

70 : 프레임70: frame

Claims (3)

모터에 의해 유압펌프를 구동하여 기름탱크의 작동유를 액추에이터에 작용하도록 구성된 통상 유압유니트에 있어서,In a conventional hydraulic unit configured to drive a hydraulic pump by a motor to actuate the hydraulic oil in the oil tank to the actuator, 유압펌프(20)에 이를 구동하는 아이피엠모터(30)가 연결되며, 상기 유압펌프(20)의 입구부에는 작동유를 저장하는 기름탱크(10)가 연결되고, 유압펌프(20)의 토출구에는 압력을 검출하는 압력센서(22)가 설치되며, 이에 이들을 제어하는 제어부(40)가 구비되어 유압유니트(100)를 구성하되, The IMP motor 30 driving the hydraulic pump 20 is connected thereto, and an oil tank 10 for storing hydraulic oil is connected to an inlet of the hydraulic pump 20, and an outlet of the hydraulic pump 20 is connected. Pressure sensor 22 for detecting the pressure is installed, which is provided with a control unit 40 for controlling them to constitute a hydraulic unit 100, 검출된 압력값 및 설정값을 받아, 내장된 피아이디제어 기능으로 아이피엠모터(30)를 제어하는 인버터(41)와, 설정값을 입력받아 인버터(41)에 전달하고, 검출된 압력값 및 제어의 결과값을 표시하는 패널부(42)가 포함된 제어부(40)로 유압유니트(100)를 구성하여,The inverter 41 receives the detected pressure value and the set value, controls the IP motor 30 with the built-in PID control function, receives the set value, and transfers the set value to the inverter 41. The hydraulic unit 100 is configured by the control unit 40 including the panel unit 42 displaying the result of the control, 유압으로 작동하는 액추에이터(60)에 연결되어, 패널부(42)에 설정값을 입력함에 따라, 이 설정값 및 검출된 압력값을 인버터(41)가 받아, 피아이디제어에 의한 아이피엠모터(60)의 제어로 액추에이터(60)에 작용하는 압력이 적절하게 유지되어,Connected to the actuator 60 which operates hydraulically, inputting a set value to the panel unit 42, the inverter 41 receives the set value and the detected pressure value, the IP motor by the PID control ( The pressure acting on the actuator 60 is properly maintained by the control of 60), 액추에이터에 필요 이상의 고압이 걸리는 것을 방지함을 특징으로 하는 아이피엠 모터와 피아이디제어 기능이 내장된 인버터를 이용한 에너지 절약형 유압유니트.Energy-saving hydraulic unit using IP motor and inverter with built-in PID control function, which prevents the actuator from applying high pressure. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 작동유의 귀환로에 냉각기(50)를 설치하여,The cooler 50 is installed in the return path of the working oil, 작동유의 온도 상승으로 점도가 저하되는 것을 방지함을 특징으로 하는 아이피엠 모터와 피아이디제어 기능이 내장된 인버터를 이용한 에너지 절약형 유압유니트.Energy saving type hydraulic unit using IP motor and inverter with built-in PID control function, which prevents viscosity from rising due to rising oil temperature. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상·하 두 개의 단으로 구성된 선반 형태의 프레임(70)가 구비되어, 상기 유압유니트(100)의 각 구성 요소가 배치되되, The shelf-shaped frame 70 is formed of two upper and lower stages, and each component of the hydraulic unit 100 is disposed, 하부단에는 기름탱크(10)와 제어부(40)를 배치하고, 상기 제어부(40)의 측면으로는 제어부(40)의 과열을 방지하는 방열판(43)이 설치되며, 상부단으로는 상기 기름탱크(10) 내부의 흡입필터(13)와 연결되는 유압펌프(20)가 배치되고, 이에 아이피엠모터(30)가 연결되며, 이의 측면으로는 팬(51)에 의해 냉각되는 냉각기(50)가 배치된 유압유니트(100)를 구성하여, An oil tank 10 and a control unit 40 are disposed at the lower end, and a heat sink 43 is installed at the side of the control unit 40 to prevent overheating of the control unit 40. 10, the hydraulic pump 20 is connected to the suction filter 13 therein, the IP motor 30 is connected, the cooler 50 is cooled by the fan 51 to the side thereof By configuring the arranged hydraulic unit 100, 통상 유압동력장치에 설치 시, 공간 효율성을 높임을 특징으로 하는 아이피엠 모터와 피아이디제어 기능이 내장된 인버터를 이용한 에너지 절약형 유압유니트.Energy-saving hydraulic unit using IP motor and inverter with built-in PID control function.
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