專利名稱：具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)及逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及領(lǐng)域注塑機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)及逆變器。
背景技術(shù)：
注塑機(jī)是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。在注塑機(jī)的工作過程中，例如溶膠，射膠，保壓，開合模，頂針等，都需要電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。在注塑機(jī)的逆變器帶電機(jī)負(fù)載制動(dòng)時(shí)，由于機(jī)械慣性的原因，此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，多余的能量經(jīng)過逆變器返回到直流母線的電容中，從而導(dǎo)致母線電壓上升。而母線上的器件有一定的耐壓極限，超過此一定的極限會(huì)導(dǎo)致器件損壞，而使逆變器損壞。通常降低逆變器直流母線有兩種方法(1)在直流母線上并聯(lián)電阻，通過電阻把多余機(jī)械裝置反饋回的能量消耗掉。然而在該方案，很大一部分能量白白消耗在電阻上，造成注塑機(jī)的使用成本上升(對(duì)于一個(gè)用注塑機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其主要成本就是電費(fèi))。(2)在母線上增加能量回饋單元，把多余能量反饋回電網(wǎng)。在該方案中，雖然能將能量反饋回電網(wǎng)，但也只能有部分能量反饋回電網(wǎng)，自身也要消耗掉部分能量。同時(shí)由于能量回饋單元本身是由開關(guān)器件組成，在回饋能量的同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量也會(huì)有一定的影響。此外，上述兩種降低逆變器直流母線電壓的方法中，由于需要特定的電路來確定降壓操作的開始時(shí)間，故而都有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間的問題，在諸如注塑機(jī)等需要快速制動(dòng)的場(chǎng)合也很難做到快速制動(dòng)的效果。并且，上述降壓方法由于存在比較復(fù)雜的電路，還存在使用可靠性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述降低注塑機(jī)逆變器直流母線電壓時(shí)能量浪費(fèi)及相應(yīng)時(shí)間較慢的問題，提供一種具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)及逆變器。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，包括逆變器，所述逆變器包括整流單元、逆變單元、直流母線、儲(chǔ)能單元以及節(jié)能單元，其中所述直流母線的兩端分別連接到整流單元的直流輸出端子和逆變單元的直流輸入端子，所述儲(chǔ)能單元和節(jié)能單元的兩端分別連接到所述直流母線的正母排和負(fù)母排，所述節(jié)能單元包括儲(chǔ)能電容。在本發(fā)明所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)中，所述節(jié)能單元包括上電緩沖電路，所述上電緩沖電路與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接于所述直流母線的正母排和負(fù)母排之間。在本發(fā)明所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)中，所述上電緩沖電路包括與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接的第一電阻以及并聯(lián)連接到所述第一電阻兩端的開關(guān)，所述開關(guān)在儲(chǔ)能電容充滿電后閉合。 在本發(fā)明所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)中，所述節(jié)能電容包括串聯(lián)連接的第一電容和第二電容、以及分別與所述第一電容和第二電容并聯(lián)連接的第二電阻和第三電阻。在本發(fā)明所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)中，所述儲(chǔ)能電容的電容值與注塑機(jī)的功率成正比。本發(fā)明還提供一種逆變器，包括整流單元、逆變單元、直流母線、儲(chǔ)能單元以及節(jié)能單元，其中所述直流母線的兩端分別連接到整流單元的直流輸出端子和逆變單元的直流輸入端子，所述儲(chǔ)能單元和節(jié)能單元的兩端分別連接到所述直流母線的正母排和負(fù)母排， 所述節(jié)能單元包括儲(chǔ)能電容。在本發(fā)明所述的逆變器中，所述節(jié)能單元包括上電緩沖電路，所述上電緩沖電路與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接于所述直流母線的正母排和負(fù)母排之間。在本發(fā)明所述的逆變器中，所述上電緩沖電路包括與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接的第一電阻以及并聯(lián)連接到所述第一電阻兩端的開關(guān)，所述開關(guān)在儲(chǔ)能電容充滿電后閉合。在本發(fā)明所述的逆變器中，所述節(jié)能電容包括串聯(lián)連接的第一電容和第二電容、 以及分別與所述第一電容和第二電容并聯(lián)連接的第二電阻和第三電阻。在本發(fā)明所述的逆變器中，所述儲(chǔ)能電容為直流母線的儲(chǔ)能單元電容值的五分之四。本發(fā)明具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)及逆變器，通過在直流母線增加包括儲(chǔ)能電容的節(jié)能單元，可有效抑制逆變器母線電壓上升，同時(shí)把多余的能量?jī)?chǔ)存起來，不僅省去了制動(dòng)單元，而且有效節(jié)約了能源。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的電路，整個(gè)裝置非?？煽?。


圖1是本發(fā)明具節(jié)能裝置的注塑機(jī)的實(shí)施例的示意圖。圖2是圖1中節(jié)能單元的實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式經(jīng)調(diào)查，注塑機(jī)的運(yùn)營成本主要由生產(chǎn)產(chǎn)品的電費(fèi)與生產(chǎn)產(chǎn)品所要的時(shí)間來決定。為了提高生產(chǎn)效率，需要把注塑機(jī)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)如溶膠，射膠，保壓，開合模，頂針都需要電機(jī)快速制動(dòng)。此外，注塑機(jī)的制動(dòng)和諸如起重機(jī)、電梯、風(fēng)機(jī)的制動(dòng)不同，其特點(diǎn)是 制動(dòng)頻繁，但制動(dòng)慣量小?；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明提出一種新穎的制動(dòng)方式，可以有效避免制動(dòng)過程的能量浪費(fèi)和提高制動(dòng)的快速響應(yīng)。本發(fā)明通過在直流母線增加節(jié)能裝置代替制動(dòng)單元，將注塑機(jī)的機(jī)械慣量的反饋能量?jī)?chǔ)存起來，不僅可滿足注塑機(jī)的制動(dòng)需求，而且可以節(jié)省整個(gè)注塑機(jī)的耗電量。如圖1所示，是本發(fā)明具節(jié)能裝置的注塑機(jī)的實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例中，注塑機(jī)包括逆變器，該逆變器包括整流單元21、逆變單元22、直流母線M、儲(chǔ)能單元23以及節(jié)能單元25，其中直流母線M的兩端分別連接到整流單元21的直流輸出端子和逆變單元 23的直流輸入端子，儲(chǔ)能單元22和節(jié)能單元25分別連接連接于直流母線M的正負(fù)母排之間，節(jié)能單元25包括有儲(chǔ)能電容。在電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，整流單元21將工頻電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變單元23將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出到電機(jī)，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作；在電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸在慣性作用下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生交流電，此時(shí)逆變部分23將上述電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出到直流母線對(duì)，儲(chǔ)能單元22及節(jié)能單元25將上述電能進(jìn)行儲(chǔ)存。儲(chǔ)能單元22及節(jié)能單元 25儲(chǔ)存的電能在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)釋放到直流母線對(duì)，從而為電機(jī)運(yùn)行供電。在本實(shí)施例中，電機(jī)控制模塊中的整流單元21、儲(chǔ)能單元22和逆變單元23與是普通逆變器的結(jié)構(gòu)相同。公式(1)是制動(dòng)時(shí)的機(jī)械慣量與電壓上升的關(guān)系。G C*腳(1)
其中G是電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值，C是直流母線上的電容值，U是直流母線電壓值。由公式(1)可知，在機(jī)械慣量(也等效為反饋回直流母線的功率)一定的情況下，增大逆變器的直流母線電容，可以抑制母線電壓的上升。例如，在注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動(dòng)器(采樣20A的驅(qū)動(dòng)器，該伺服驅(qū)動(dòng)器的母線電容約為2500uF)中，當(dāng)節(jié)能單元的電容取2000uF左右時(shí)，也即約4/5的直流母線電容，注塑機(jī)正常工作時(shí)母線電壓最高限制在700V以下；而無節(jié)能單元時(shí)，注塑機(jī)正常工作時(shí)直流母線電壓最高達(dá)到850V左右，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)過壓保護(hù)。從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以反映出，增加節(jié)能單元后，驅(qū)動(dòng)器可以不用安裝額外的制動(dòng)單元。上述具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)由于制動(dòng)時(shí)沒有能量損耗，因此可以節(jié)省5%的電量。 不同的工況節(jié)能效果不同。通常，節(jié)能單元中儲(chǔ)能電容的值與注塑機(jī)電機(jī)的功率成正比。如圖2所示，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，如果節(jié)能單元不是和母線電容(即儲(chǔ)能單元)同時(shí)上電，還要增加一個(gè)上電緩沖電路，即上電緩沖電路與儲(chǔ)能電容串聯(lián)后接于直流母線的正母排(P)和負(fù)母排(N)之間。上電緩沖電路包括與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接的第一電阻Rl以及并聯(lián)連接到第一電阻 Rl兩端的開關(guān)K1，該開關(guān)Kl通過端口 PR1-PR2連接到控制邏輯并在儲(chǔ)能電容充滿電后閉合。在本實(shí)施例中，開關(guān)Kl采用接觸器。節(jié)能電容包括串聯(lián)連接的第一電容Cl和第二電容C2、以及分別與第一電容Cl和第二電容C2并聯(lián)連接的第二電阻R2和第三電阻R3，其中第二電阻R2和第三電阻R3的阻值與第一電容Cl和第二電容C2的值相關(guān)，用于均衡第一電容Cl和第二電容C2兩端的電壓。上述第二電阻R2和第三電阻R3也可省略。在逆變器上電后(也可在儲(chǔ)能單元充滿電后)，節(jié)能單元通過第一電阻Rl給儲(chǔ)能電容充電，當(dāng)儲(chǔ)能電容充滿電后，通過RR1-RR2吸合接觸器，自此節(jié)能單元上電完成，進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，上述上電緩沖電路也可由其他現(xiàn)有的具有相同功能的電路代替。上述實(shí)施例中的逆變器也可應(yīng)用于其他制動(dòng)頻繁、制動(dòng)慣量小的場(chǎng)合，進(jìn)行相應(yīng)的電機(jī)控制。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，包括逆變器，其特征在于，所述逆變器包括整流單元、 逆變單元、直流母線、儲(chǔ)能單元以及節(jié)能單元，其中所述直流母線的兩端分別連接到整流單元的直流輸出端子和逆變單元的直流輸入端子，所述儲(chǔ)能單元和節(jié)能單元的兩端分別連接到所述直流母線的正母排和負(fù)母排，所述節(jié)能單元包括儲(chǔ)能電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，其特征在于，所述節(jié)能單元包括上電緩沖電路，所述上電緩沖電路與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接于所述直流母線的正母排和負(fù)母排之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，其特征在于，所述上電緩沖電路包括與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接的第一電阻以及并聯(lián)連接到所述第一電阻兩端的開關(guān)，所述開關(guān)在儲(chǔ)能電容充滿電后閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，其特征在于，所述節(jié)能電容包括串聯(lián)連接的第一電容和第二電容、以及分別與所述第一電容和第二電容并聯(lián)連接的第二電阻和第三電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，其特征在于，所述儲(chǔ)能電容的電容值與注塑機(jī)的功率成正比。
6.一種逆變器，其特征在于，包括整流單元、逆變單元、直流母線、儲(chǔ)能單元以及節(jié)能單元，其中所述直流母線的兩端分別連接到整流單元的直流輸出端子和逆變單元的直流輸入端子，所述儲(chǔ)能單元和節(jié)能單元的兩端分別連接到所述直流母線的正母排和負(fù)母排，所述節(jié)能單元包括儲(chǔ)能電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變器，其特征在于，所述節(jié)能單元包括上電緩沖電路，所述上電緩沖電路與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接于所述直流母線的正母排和負(fù)母排之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器，其特征在于，所述上電緩沖電路包括與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接的第一電阻以及并聯(lián)連接到所述第一電阻兩端的開關(guān)，所述開關(guān)在儲(chǔ)能電容充滿電后閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的逆變器，其特征在于，所述節(jié)能電容包括串聯(lián)連接的第一電容和第二電容、以及分別與所述第一電容和第二電容并聯(lián)連接的第二電阻和第三電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變器，其特征在于，所述儲(chǔ)能電容為直流母線的儲(chǔ)能單元電容值的五分之四。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有節(jié)能裝置的注塑機(jī)，包括逆變器，所述逆變器包括整流單元、逆變單元、直流母線、儲(chǔ)能單元以及節(jié)能單元，其中所述直流母線的兩端分別連接到整流單元的直流輸出端子和逆變單元的直流輸入端子，所述儲(chǔ)能單元和節(jié)能單元的兩端分別連接到所述直流母線的正母排和負(fù)母排，所述節(jié)能單元包括儲(chǔ)能電容。本發(fā)明還涉及一種逆變器。本發(fā)明在基于逆變器控制的注塑機(jī)上增加節(jié)能單元，可有效抑制逆變器母線電壓上升，同時(shí)把多余的能量?jī)?chǔ)存起來，不僅省去了制動(dòng)單元，而且有效節(jié)約了能源。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102457060SQ20101051974
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者李紫奎 申請(qǐng)人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司