[发明专利]伺服驱动液压系统制动能源再生利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用伺服电机驱动油泵作为主液压泵源的伺服液压驱动形式的注塑机，它可将注塑机工作过程中由于伺服电机减速制动过程中消耗的电能储存起来，然后再将此储存电能通过伺服控制器的直流母线回放到系统中再利用，从而达到节能的目的。

背景技术

随着社会的迅速发展，能源供需矛盾加剧，同时面临艰巨的节能减排任务，因而节能产品成为人们需求的必然趋势，具有重要的社会意义。注塑机液压系统也在向节能方面发展，注塑机液压系统控制从最初应用的异步电机驱动定量泵开始，经历变量泵/电子变量泵的中间发展阶段，现今已过渡到批量使用伺服驱动液压系统。

伺服驱动液压系统包括伺服永磁电机、伺服专用油泵、伺服控制器、制动电阻等。根据压力/流量设定在特定条件下调整伺服永磁电机转速，闭环压力及流量值。因无多余液压油溢流掉，从而有比较高的效率。伺服永磁电机在刹车及减速过程中，电机相当于发电机作用，通过逆变模块向伺服控制器母线送电，当伺服控制器的母线电压(与三相整流后的电压同一点)，高于一定值后，为了保护伺服控制元件，通过制动单元向制动电阻放电，制动电阻发热(电能转换为热能)消耗多余的能量。此过程中一方面制动电阻发热消耗电能，而另一方面为了保证伺服电箱温度(一般情况下制动电阻都安装在伺服电箱内)，又需增加电风扇散热，同时要消耗系统电能，造成了双重浪费。

发明内容

本发明要解决技术问题是提供针对注塑机液压驱动过程中伺服永磁电机在刹车及减速过程中产生的能量，通过伺服驱动制动能源回收单元将此多余能量存储起来，在注塑机其他动作过程中将其释放出来将此能量再利用的一种伺服驱动液压系统制动能源再生利用装置。本发明在解决传统的伺服液压驱动注塑机在注塑机生产过程中，伺服永磁电机在刹车及减速过程中产生能量，只能通过制动电阻让其转换成热量消耗造成能源浪费的现象，可以在节能的伺服液压驱动注塑机消耗的电能基础上再节能达3-8％，大大减少了能源的消耗与浪费。

为解决上述技术问题，本发明一种伺服驱动液压系统制动能源再生利用装置，包括伺服控制伺服永磁电机的伺服控制器，其中：所述伺服控制器由整流模块、制动模块、逆变模块、驱动制动电阻和伺服驱动制动回收单元构成，所述整流模块两相电源输出端和逆变模块输入端间通过直流母线电路连接，经逆变模块逆变输出三相电源驱动伺服永磁电机，所述伺服驱动制动回收单元和驱动制动电阻相并联后并入两相直流母线之间，所述制动模块串设在驱动制动电阻的负极输出端。

上述的伺服驱动液压系统制动能源再生利用装置，所述伺服驱动制动回收单元由电容器、充电电阻、控制继电器及相应的控制线路串接组成。

上述的伺服驱动液压系统制动能源再生利用装置，所述逆变模块为IGBT三相桥式逆变器。

本发明由于采用了上述技术方案，把伺服永磁电机在刹车及减速过程中产生电能有效存贮起来，供后续运行使用，减少能量浪费，同时，能大大减少温控电扇的用量和消耗，进一步减少能源的浪费。具体通过如下步骤实现：①在注塑机伺服液压系统中增加伺服驱动制动能源回收单元，此伺服驱动制动能源回收单元可以存储伺服永磁同步电机在刹车制动过程中产生的电能，同时能够将此电能释放到注塑机的工作过程中；②从源头开始处理，在直流母线上串入伺服驱动制动能源回收单元，以减少制动电阻消耗的能量；③制动电阻和伺服驱动制动能源回收单元并联一起，用以消耗伺服驱动制动能源回收单元储存完成后多余的电能，保护伺服驱动制动单元和伺服驱动系统。其中①所述在伺服液压系统注塑机的伺服装置中增加驱动制动能源回收单元，存储伺服永磁同步电机在刹车制动过程中产生的电能，同时将此电能释放到注塑机的其他动作中。以及③所述制动电阻和伺服驱动制动能源回收单元并联一起，消耗伺服驱动制动能源回收单元储存完成后多余的电能，对伺服驱动制动单元起保护作用均是此发明要求的特点。

所述整流模块是利用电力半导体器件(二极管、晶闸管、IGBT等)的通断原理，将输入的三相工频交流电源(50Hz或60Hz)变换成直流电。只有一个方向，不能把直流电逆变为交流电。

所述制动模块是当伺服永磁电机急剧减速及刹车过程中产生电能无法释放，从而使母线电压远远大于整流电压，而设置的保护元件。制动模块设置一个制动电压，当电压高于设定电压时，制动单元导通，电压回落到低于制动电压，制动单元断开。

所述逆变模块把直流电源根据电机工作不同，变为频率、电压均可控制的三相交流电供给电机，通常为IGBT三相桥式逆变器。