專利名稱：一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及使用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵作為主液壓泵源的伺服液壓驅(qū)動(dòng)形式的 注塑機(jī)，它可將注塑機(jī)工作過(guò)程中由于伺服電機(jī)減速制動(dòng)過(guò)程中消耗的電能儲(chǔ)存起來(lái)，然 后再將此儲(chǔ)存電能通過(guò)伺服控制器的直流母線回放到系統(tǒng)中再利用，從而達(dá)到節(jié)能的目 的。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，能源供需矛盾加劇，同時(shí)面臨艱巨的節(jié)能減排任務(wù)，因而節(jié) 能產(chǎn)品成為人們需求的必然趨勢(shì)，具有重要的社會(huì)意義。注塑機(jī)液壓系統(tǒng)也在向節(jié)能方面 發(fā)展，注塑機(jī)液壓系統(tǒng)控制從最初應(yīng)用的異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵開始，經(jīng)歷變量泵/電子變 量泵的中間發(fā)展階段，現(xiàn)今已過(guò)渡到批量使用伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)。伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)包括伺服永磁電機(jī)、伺服專用油泵、伺服控制器、制動(dòng)電阻等。 根據(jù)壓力/流量設(shè)定在特定條件下調(diào)整伺服永磁電機(jī)轉(zhuǎn)速，閉環(huán)壓力及流量值。因無(wú)多余 液壓油溢流掉，從而有比較高的效率。伺服永磁電機(jī)在剎車及減速過(guò)程中，電機(jī)相當(dāng)于發(fā)電 機(jī)作用，通過(guò)逆變模塊向伺服控制器母線送電，當(dāng)伺服控制器的母線電壓(與三相整流后 的電壓同一點(diǎn))，高于一定值后，為了保護(hù)伺服控制元件，通過(guò)制動(dòng)單元向制動(dòng)電阻放電，制 動(dòng)電阻發(fā)熱(電能轉(zhuǎn)換為熱能)消耗多余的能量。此過(guò)程中一方面制動(dòng)電阻發(fā)熱消耗電 能，而另一方面為了保證伺服電箱溫度(一般情況下制動(dòng)電阻都安裝在伺服電箱內(nèi))，又需 增加電風(fēng)扇散熱，同時(shí)要消耗系統(tǒng)電能，造成了雙重浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決技術(shù)問(wèn)題是提供針對(duì)注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程中伺服永磁電機(jī)在 剎車及減速過(guò)程中產(chǎn)生的能量，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元將此多余能量存儲(chǔ)起來(lái)， 在注塑機(jī)其他動(dòng)作過(guò)程中將其釋放出來(lái)將此能量再利用的一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能 源再生利用裝置。本實(shí)用新型在解決傳統(tǒng)的伺服液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)在注塑機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，伺 服永磁電機(jī)在剎車及減速過(guò)程中產(chǎn)生能量，只能通過(guò)制動(dòng)電阻讓其轉(zhuǎn)換成熱量消耗造成能 源浪費(fèi)的現(xiàn)象，可以在節(jié)能的伺服液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)消耗的電能基礎(chǔ)上再節(jié)能達(dá)3-8%，大大 減少了能源的消耗與浪費(fèi)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝 置，包括伺服控制伺服永磁電機(jī)的伺服控制器，其中所述伺服控制器由整流模塊、制動(dòng)模 塊、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元構(gòu)成，所述整流模塊兩相電源輸出端 和逆變模塊輸入端間通過(guò)直流母線電路連接，經(jīng)逆變模塊逆變輸出三相電源驅(qū)動(dòng)伺服永磁 電機(jī)，所述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻相并聯(lián)后并入兩相直流母線之間，所述 制動(dòng)模塊串設(shè)在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻的負(fù)極輸出端。上述的伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，所述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元由 電容器、充電電阻、控制繼電器及相應(yīng)的控制線路串接組成。[0007]上述的伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，所述逆變模塊為IGBT三相橋 式逆變器。本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)方案，把伺服永磁電機(jī)在剎車及減速過(guò)程中產(chǎn)生 電能有效存貯起來(lái)，供后續(xù)運(yùn)行使用，減少能量浪費(fèi)，同時(shí)，能大大減少溫控電扇的用量和 消耗，進(jìn)一步減少能源的浪費(fèi)。具體通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)①在注塑機(jī)伺服液壓系統(tǒng)中增加伺 服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元，此伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元可以存儲(chǔ)伺服永磁同步電機(jī)在剎 車制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電能，同時(shí)能夠?qū)⒋穗娔茚尫诺阶⑺軝C(jī)的工作過(guò)程中；②從源頭開始 處理，在直流母線上串入伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元，以減少制動(dòng)電阻消耗的能量；③制動(dòng) 電阻和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元并聯(lián)一起，用以消耗伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元儲(chǔ)存完 成后多余的電能，保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中①所述在伺服液壓系統(tǒng)注 塑機(jī)的伺服裝置中增加驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元，存儲(chǔ)伺服永磁同步電機(jī)在剎車制動(dòng)過(guò)程中 產(chǎn)生的電能，同時(shí)將此電能釋放到注塑機(jī)的其他動(dòng)作中。以及③所述制動(dòng)電阻和伺服驅(qū)動(dòng) 制動(dòng)能源回收單元并聯(lián)一起，消耗伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元儲(chǔ)存完成后多余的電能，對(duì) 伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元起保護(hù)作用均是此實(shí)用新型要求的特點(diǎn)。所述整流模塊是利用電力半導(dǎo)體器件(二極管、晶閘管、IGBT等)的通斷原理，將 輸入的三相工頻交流電源(50Hz或60Hz)變換成直流電。只有一個(gè)方向，不能把直流電逆 變?yōu)榻涣麟?。所述制?dòng)模塊是當(dāng)伺服永磁電機(jī)急劇減速及剎車過(guò)程中產(chǎn)生電能無(wú)法釋放，從而 使母線電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整流電壓，而設(shè)置的保護(hù)元件。制動(dòng)模塊設(shè)置一個(gè)制動(dòng)電壓，當(dāng)電壓高 于設(shè)定電壓時(shí)，制動(dòng)單元導(dǎo)通，電壓回落到低于制動(dòng)電壓，制動(dòng)單元斷開。所述逆變模塊把直流電源根據(jù)電機(jī)工作不同，變?yōu)轭l率、電壓均可控制的三相交 流電供給電機(jī)，通常為IGBT三相橋式逆變器。所述伺服永磁電機(jī)是整個(gè)“伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用技術(shù)”的執(zhí)行機(jī) 構(gòu)和制動(dòng)電能的電能源，當(dāng)伺服永磁電機(jī)在減速及剎車過(guò)程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，伺服永?電機(jī)向逆變模塊送電，再通過(guò)逆變模塊變?yōu)橹绷麟姶鎯?chǔ)在伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元。所述制動(dòng)電阻把電能轉(zhuǎn)換變?yōu)闊崮芟牡舻膱?zhí)行元件，當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收 單元存儲(chǔ)完足夠的電能后，多余的電能通過(guò)制動(dòng)電阻消耗掉，同樣對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回 收單元起保護(hù)作用。所述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元，從源頭開始處理，在直流母線上串入。單元由電 容器、充電電阻、控制繼電器及相應(yīng)的控制線路組成，當(dāng)伺服用磁電機(jī)在剎車及減速過(guò)程中 產(chǎn)生的能量高于某一數(shù)值，回收單元開始工作，將多余的能量?jī)?chǔ)存在電容器內(nèi)，當(dāng)直流母線 電壓回復(fù)到正常水平，回收單元儲(chǔ)存的能量通過(guò)直流母線回放到系統(tǒng)中。伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能 源回收單元相當(dāng)蓄電池，存儲(chǔ)從伺服永磁電機(jī)轉(zhuǎn)變來(lái)的制動(dòng)電能并且使直流母線電壓不會(huì) 高于制動(dòng)電壓，同時(shí)也為系統(tǒng)的動(dòng)作提供所存儲(chǔ)的電能。

下面將結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本實(shí) 用新型的任何限制。圖1本實(shí)用新型伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，包括 伺服控制伺服永磁電機(jī)4的伺服控制器，伺服控制器由整流模塊1、制動(dòng)模塊2、逆變模塊3、 驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻5和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元6構(gòu)成，整流模塊1兩相電源輸出端和逆變模塊 3輸入端間通過(guò)直流母線電路連接，經(jīng)逆變模塊3逆變輸出三相電源驅(qū)動(dòng)伺服永磁電機(jī)4， 伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元6和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻5相并聯(lián)并入兩相直流母線之間，制動(dòng)模塊2串 設(shè)在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻5的負(fù)極輸出端；伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元6由電容器、充電電阻、控制繼 電器及相應(yīng)的控制線路串接組成。本實(shí)用新型是將注塑機(jī)工作過(guò)程中消耗的多余電能通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收 單元存儲(chǔ)起來(lái)，然后將此電能作用于注塑機(jī)的其他運(yùn)動(dòng)上，形成循環(huán)利用，減少了能源的消
耗與浪費(fèi)。本實(shí)用新型具體工作時(shí)如下伺服液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，首先系統(tǒng)的交流電能通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器的整流模 塊1和逆變模塊3轉(zhuǎn)換不同頻率三相交流電，帶動(dòng)伺服永磁同步電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)伺服永磁 同步電機(jī)4的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)伺服液壓專用泵7動(dòng)作提供液壓能，驅(qū)使注塑機(jī)運(yùn)動(dòng)。此過(guò)程中，伺 服液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)所需的壓力與流量均由伺服永磁同步電機(jī)4帶動(dòng)伺服液壓專用泵7提 供，當(dāng)注塑機(jī)工作過(guò)程中需要壓力流量降低或者停止時(shí)，伺服永磁同步電機(jī)4的速度就會(huì) 瞬間減速或者停止，由于速度的瞬間減小，此過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的制動(dòng)電能。此制動(dòng)電能通過(guò)伺服控制器中的逆變模塊3回流到直流母線，返回到伺服驅(qū)動(dòng)制 動(dòng)能源回收單元6，此時(shí)的母線電壓已高于整流模塊1輸入的電壓，整流模塊1已不工作，當(dāng) 伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6存儲(chǔ)足夠的制動(dòng)電能后，如果還有多余的制動(dòng)電能，此多余 的電能會(huì)通過(guò)與制動(dòng)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6相連接的制動(dòng)電阻5轉(zhuǎn)換熱能消耗掉，同時(shí) 與制動(dòng)電阻5連接在一起制動(dòng)模塊2也能夠充分保護(hù)好伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6，制動(dòng) 模塊2的作用是當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中的“ + ”電壓值高于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源 回收單元6的設(shè)定電壓值時(shí)，制動(dòng)模塊2的開關(guān)就會(huì)連接，使系統(tǒng)的“ + ”極通過(guò)制動(dòng)電阻5 和“_”極連通，降低系統(tǒng)電壓到設(shè)定電壓值以下。伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6完成存儲(chǔ)電量后，伺服液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)進(jìn)行下一個(gè) 動(dòng)作時(shí)，首先釋放伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6的電能。當(dāng)電壓低于整流模塊輸入的電壓 時(shí)，才使用外部電能，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)4運(yùn)動(dòng)，這些電量又重新轉(zhuǎn)換成注塑機(jī)系統(tǒng)所需要的壓 力和流量，完成注塑機(jī)動(dòng)作。同理，當(dāng)注塑機(jī)工作過(guò)程中仍需要減速或停止動(dòng)作時(shí)，伺服電機(jī)4在制動(dòng)停止過(guò) 程中產(chǎn)生的動(dòng)能重新轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)在伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元6中，以完成下一個(gè)動(dòng) 作。綜上所述，本實(shí)用新型已如說(shuō)明書及圖示內(nèi)容，制成實(shí)際樣品且經(jīng)多次使用測(cè)試， 從使用測(cè)試的效果看，可證明本實(shí)用新型能達(dá)到其所預(yù)期之目的，實(shí)用性價(jià)值乃毋庸置疑。 以上所舉實(shí)施例僅用來(lái)方便舉例說(shuō)明本實(shí)用新型，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限 制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本實(shí)用新型所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)， 利用本實(shí)用新型所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本實(shí)用
5新型的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，包括伺服永磁電機(jī)(4)的伺服控制器，其特征在于所述伺服控制器由整流模塊(1)、制動(dòng)模塊(2)、逆變模塊(3)、驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻(5)和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元(6)構(gòu)成，所述整流模塊(1)兩相直流電源輸出端和逆變模塊(3)輸入端間通過(guò)直流母線電路連接，所述逆變模塊(3)三相輸出端電路連接伺服永磁電機(jī)(4)，所述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元(6)和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻(5)相并聯(lián)并入兩相直流母線之間，所述制動(dòng)模塊(2)串設(shè)在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻(5)的負(fù)極輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，其特征在于所 述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元(6)由電容器、充電電阻、控制繼電器及相應(yīng)的控制線路串接組 成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，其特征在于所 述逆變模塊(3)為IGBT三相橋式逆變器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種伺服驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)制動(dòng)能源再生利用裝置，包括伺服控制伺服永磁電機(jī)的伺服控制器，所述伺服控制器由整流模塊、制動(dòng)模塊、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻和伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元構(gòu)成，所述整流模塊兩相電源輸出端和逆變模塊輸入端間通過(guò)直流母線電路連接，經(jīng)逆變模塊逆變輸出三相電源驅(qū)動(dòng)伺服永磁電機(jī)，所述伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)回收單元和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻相并聯(lián)并入兩相直流母線之間，所述制動(dòng)模塊串設(shè)在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)電阻的負(fù)極輸出端；本實(shí)用新型的針對(duì)注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)過(guò)程中伺服永磁電機(jī)在剎車及減速過(guò)程中產(chǎn)生的能量，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能源回收單元將此多余能量存儲(chǔ)起來(lái)，在注塑機(jī)其他動(dòng)作過(guò)程中將其釋放出來(lái)將此能量再利用的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H02P6/24GK201623537SQ201020027070
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者伍耀華, 宋繼沛, 李向東, 江永忠, 蔡國(guó)強(qiáng), 陳志雄 申請(qǐng)人:東華機(jī)械有限公司