JP2010058317A

JP2010058317A - Method and device of supplying electric power for motor-driven injection molding machine

Info

Publication number: JP2010058317A
Application number: JP2008224770A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamigaichi; 裕治上垣内; Seishi Ochi; 清史越智
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: JP4870129B2

Abstract

【課題】射出工程時の最大電力を低減して、受電設備の電力容量を少なくできる、電動射出成形機の電力供給装置を提供する。
【解決手段】サーボアンプ（ＳＡ１、ＳＡ２、…）に電力を供給する電力供給装置（１）に、電力貯蔵回路（４）を備えた電力貯蔵装置（３）を設ける。電力貯蔵回路（４）を、直流電圧の正端子（Ｐ）と負端子（Ｎ）間にダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を両端に介して接続されたコイル（Ｌ）からなる基本回路（７）と、直流電圧源（Ｐ’）とスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）とコイル（Ｌ）とからなる回路とから構成する。直流電圧源（Ｐ’）からコイル（Ｌ）に電流を流して、電磁エネルギとして電力を貯蔵して、射出工程時に貯蔵された電力を正端子（Ｐ）と負端子（Ｎ）から供給する。
【選択図】図２
An electric power supply device for an electric injection molding machine that can reduce the power capacity of a power receiving facility by reducing the maximum power during an injection process.
A power storage device (3) including a power storage circuit (4) is provided in a power supply device (1) for supplying power to servo amplifiers (SA1, SA2,...). A power storage circuit (4) comprising a basic circuit (7) comprising a coil (L) connected at both ends with diodes (D1, D2) between a positive terminal (P) and a negative terminal (N) of a DC voltage; The circuit is composed of a DC voltage source (P ′), a switch (SW1, SW2), and a coil (L). A current is passed from the DC voltage source (P ′) to the coil (L) to store electric power as electromagnetic energy, and the electric power stored during the injection process is supplied from the positive terminal (P) and the negative terminal (N).
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、電動射出成形機のサーボモータを駆動するサーボアンプに供給されている直流電圧を補助して、予め貯蔵した電力を前記サーボアンプに一時的に供給する電力供給方法と、そのような電力供給方法を実施する電力貯蔵装置を備えた電力供給装置に関するものである。 The present invention provides a power supply method for assisting a DC voltage supplied to a servo amplifier that drives a servo motor of an electric injection molding machine and temporarily supplying previously stored power to the servo amplifier, and The present invention relates to a power supply device including a power storage device that performs a power supply method.

射出成形機は、従来周知のように、一対の金型、これらの金型を型締する型締装置、樹脂を溶融して金型内に射出する射出装置等から構成され、射出装置は、射出シリンダ、この射出シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動されるスクリュ等から構成されている。電動射出成形機においては、このような型締装置、スクリュ等は、それぞれに独立して設けられているサーボモータによって駆動される。一般に、射出成形の工程は、樹脂を溶融してシリンダ内の先端部に溶融樹脂を蓄積する計量工程、金型を型締する型締工程、射出シリンダ内でスクリュを軸方向に駆動して金型に溶融樹脂を射出する射出工程、射出後に溶融樹脂圧力を所定圧に保持する保圧工程、金型を開く型開工程、エジェクタピンを突きだして成形品を金型から取り出す突出工程等からなっている。このうち、射出工程は、スクリュを高速に駆動する必要があるので、駆動装置には大型で高出力のサーボモータが採用されている。電動射出成形機は油圧式に比べて消費される平均電力が小さいので省エネルギの点で有利である。しかしながら、全体の工程から比べると短時間ではあるが、射出工程においては高出力のサーボモータを必要とし大電力が必要になる。近年、転写性に優れ、複雑で微細な形状の成形品や薄肉の成形品であっても転写性良く成形できる、いわゆる超高速射出成形のニーズが高まっている。このような超高速射出成形が実施できる射出成形機においては、さらに高出力のサーボモータが必要になり、短時間に非常に大きい電力が要されるようになっている。 As is well known in the art, an injection molding machine is composed of a pair of molds, a mold clamping device for clamping these molds, an injection device for melting resin and injecting it into the mold, etc. The injection cylinder includes a screw driven in the rotation direction and the axial direction in the injection cylinder. In the electric injection molding machine, such a mold clamping device, a screw and the like are driven by servo motors provided independently of each other. In general, the injection molding process includes a metering process in which the resin is melted and the molten resin is accumulated at the tip of the cylinder, a mold clamping process in which the mold is clamped, and a screw is driven in the injection cylinder in the axial direction. It consists of an injection process for injecting molten resin into the mold, a pressure holding process for maintaining the molten resin pressure at a predetermined pressure after injection, a mold opening process for opening the mold, a protruding process for ejecting the ejector pin and taking out the molded product from the mold, etc. ing. Among these, since the injection process needs to drive the screw at a high speed, a large and high-power servomotor is adopted as the driving device. The electric injection molding machine is advantageous in terms of energy saving because it consumes less average power than the hydraulic type. However, although it is a short time compared with the whole process, a high output servo motor is required in the injection process, and a large amount of power is required. In recent years, there has been an increasing need for so-called ultra-high-speed injection molding, which is excellent in transferability and can be molded with a complicated and fine shape or a thin-walled product with good transferability. In an injection molding machine capable of performing such ultra-high speed injection molding, a servo motor with higher output is required, and very large electric power is required in a short time.

サーボモータは、従来周知のように、インバータ回路からなるサーボアンプによって生成される３相交流電圧によって駆動される。インバータ回路には直流電圧が供給され、この直流電圧は工場の受電設備から供給される３相交流電圧から、従来周知のコンバータによって整流されて得られている。射出工程においてサーボモータに大電力が供給されると、直流電圧は一時的に電圧降下してしまうが、電圧降下の度合いが大きいとサーボモータのトルクが不足して十分に性能を引き出すことができない。電圧降下を最小限にとどめるようにするためには、３相交流電源には大きな電流供給能力が必要になり、工場の受電設備は大きな電力容量が要求されることになる。しかしながら、電気料金は契約する最大電力が大きくなると高額になるので、電力容量の大きい受電設備を設置すると電気料金が嵩むことになる。省エネルギやコスト削減の必要から、受電設備に要求される電力容量を小さくでき、必要な電気料金を下げることができる技術が求められている。 As is well known in the art, the servo motor is driven by a three-phase AC voltage generated by a servo amplifier composed of an inverter circuit. A DC voltage is supplied to the inverter circuit, and this DC voltage is obtained by rectifying from a three-phase AC voltage supplied from a power receiving facility in a factory by a conventionally known converter. When high power is supplied to the servo motor in the injection process, the DC voltage temporarily drops, but if the degree of voltage drop is large, the servo motor torque is insufficient and performance cannot be fully exploited. . In order to minimize the voltage drop, the three-phase AC power supply needs a large current supply capability, and the power receiving equipment in the factory is required to have a large power capacity. However, since the electricity charge increases as the maximum power contracted increases, the installation of a power receiving facility with a large power capacity increases the electricity charge. Because of the need for energy saving and cost reduction, there is a need for a technology that can reduce the power capacity required for power receiving equipment and reduce the required electricity bill.

特開２０００−２４６７７９号公報JP 2000-246777 A

特許文献１には、サーボアンプに供給される直流電圧の正負端子間に所定のコンデンサが設けられている電力供給装置を備えた電動射出成形機が記載されている。コンデンサには所定の電荷が貯蔵され、すなわち電力が貯蔵され、大電力が消費されるときにコンデンサから供給される。従って、短時間に大電力が消費される射出工程においても直流電圧の電圧降下は比較的小さく、サーボモータのトルク不足は免れる。 Patent Document 1 describes an electric injection molding machine including a power supply device in which a predetermined capacitor is provided between positive and negative terminals of a DC voltage supplied to a servo amplifier. A predetermined charge is stored in the capacitor, that is, electric power is stored, and is supplied from the capacitor when a large amount of power is consumed. Therefore, even in the injection process in which a large amount of power is consumed in a short time, the voltage drop of the DC voltage is relatively small and the torque shortage of the servo motor is avoided.

特許文献１に記載の電力供給装置によっても、大電力が消費されるとき、コンデンサに貯蔵された電力がサーボアンプに供給されるので、直流電圧の電圧降下は比較的小さいし、３相交流電源の供給電流の変動も比較的小さい。従って、受電設備に要求される電力容量も少なくて済む。しかしながら、改良すべき点も見受けられる。例えば、特許文献１に記載の電力供給装置においては、直流電圧の正負端子間に接続されたコンデンサに電力が貯蔵されるようになっているので、コンデンサに貯蔵された電力を十分に利用できない。すなわち、コンデンサが設けられている位置は直流電圧の正負端子間であるので、コンデンサの電圧は直流電圧と常に等しい状態が維持されてしまうし、コンデンサは電力を供給すると電圧が低下してしまうので、コンデンサに十分な電力が貯蔵されていても、直流電圧よりわずかでも電圧が低下してしまうとコンデンサからは電力が供給されなくなってしまう。コンデンサから電力が供給されるのは供給直後の極短時間だけであって、貯蔵されている電力の大部分は利用することができない。従って、大電力を必要とする射出工程において、コンデンサから安定して電力が供給されるようにするには、格別に巨大な静電容量を有するコンデンサが必要になってしまい現実的ではない。このようなコンデンサに十分な電力を貯蔵するには時間も要する。さらには、電力貯蔵を制御できない問題点もある。すなわち、電圧が低下してしまったコンデンサは、直流電圧から電力を奪って貯蔵してしまうので、サーボモータが電力を必要としていても、コンデンサに電力が供給されてしまうと直流電圧が降下して、サーボモータのトルクが不足してしまう。特許文献１に記載の電力供給装置によっては、３相交流電源の供給電流の変動は十分には抑制されないし、受電設備に要求される電力容量も十分に小さくすることはできない。 Even when the power supply device described in Patent Document 1 consumes a large amount of power, the power stored in the capacitor is supplied to the servo amplifier, so that the voltage drop of the DC voltage is relatively small, and the three-phase AC power supply The fluctuation of the supply current is relatively small. Therefore, less power capacity is required for the power receiving equipment. However, there are some points that should be improved. For example, in the power supply device described in Patent Document 1, since power is stored in a capacitor connected between the positive and negative terminals of a DC voltage, the power stored in the capacitor cannot be sufficiently utilized. That is, since the position where the capacitor is provided is between the positive and negative terminals of the DC voltage, the voltage of the capacitor is always kept equal to the DC voltage, and the voltage drops when the capacitor is supplied with power. Even if a sufficient amount of electric power is stored in the capacitor, if the voltage drops slightly even than the DC voltage, no electric power is supplied from the capacitor. The power is supplied from the capacitor only for a very short time immediately after the supply, and most of the stored power cannot be used. Therefore, in an injection process that requires a large amount of power, a capacitor having a particularly large capacitance is required to stably supply power from the capacitor, which is not realistic. It takes time to store sufficient power in such a capacitor. Furthermore, there is a problem that power storage cannot be controlled. In other words, a capacitor whose voltage has been reduced takes power from the DC voltage and stores it. Even if the servomotor needs power, if the power is supplied to the capacitor, the DC voltage will drop. Servo motor torque will be insufficient. According to the power supply device described in Patent Document 1, the fluctuation of the supply current of the three-phase AC power supply is not sufficiently suppressed, and the power capacity required for the power receiving facility cannot be sufficiently reduced.

本発明は、上記したような従来の問題点あるいは課題を解決した、電動射出成形機の電力供給方法と、そのような電力供給方法を実施する電力供給装置を提供することを目的とし、具体的には、電力消費の小さいタイミングを選択して電力を短時間で貯蔵でき、射出工程等の高出力が要求される工程において、貯蔵された電力を十分な電圧で効率よく供給して３相交流電源の最大電力を低減できる、電動射出成形機の電力供給方法と電力供給装置を提供することを目的としている。また、電力消費を平滑化でき、さらには工場の受電設備に要求される電力容量も少なくて済み、設備費を削減できると共に、必要な電気料金も下げることができる、電動射出成形機の電力供給方法と電力供給装置を提供することも目的としている。 An object of the present invention is to provide a power supply method for an electric injection molding machine that solves the above-described conventional problems or problems, and a power supply device that implements such a power supply method. Can store power in a short time by selecting a timing with low power consumption, and in a process that requires high output such as an injection process, the stored power is efficiently supplied with a sufficient voltage to provide a three-phase alternating current. An object of the present invention is to provide a power supply method and power supply apparatus for an electric injection molding machine that can reduce the maximum power of the power supply. In addition, the power supply of the electric injection molding machine can smooth the power consumption, and also requires less power capacity for the power receiving equipment in the factory, reducing the equipment cost and reducing the necessary electricity bill. It is also an object to provide a method and a power supply device.

本発明は、上記目的を達成するために、射出成形機のサーボアンプに供給する直流電圧を補助して、予め貯蔵した電力を前記サーボアンプに一時的に供給するとき、両端に１個ずつダイオードを介したコイルを直流電圧の正端子と負端子との間に設けて、コイルに電圧を印加してコイルに電流を流して電磁エネルギとして電力を蓄え、印加した電圧を解除してコイルに蓄えられた電力を正端子と負端子間に直流電圧として供給するように構成する。また、電動射出成形機のサーボアンプに直流電圧を供給する電力供給装置を、交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器と、電力を貯蔵して前記貯蔵された電力を一時的に前記サーボアンプに供給する電力貯蔵装置とから構成し、電力貯蔵装置は、コイルを含む所定の電力貯蔵回路と電力貯蔵回路を制御する制御回路とから構成して、電力貯蔵回路には電力が貯蔵されると共に、貯蔵された電力が直流電圧の正端子と負端子から供給されるように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention assists a DC voltage supplied to a servo amplifier of an injection molding machine, and temporarily supplies prestored power to the servo amplifier. A coil is provided between the positive and negative terminals of the DC voltage, voltage is applied to the coil, current is passed through the coil to store electric power as electromagnetic energy, and the applied voltage is released and stored in the coil. The generated power is configured to be supplied as a DC voltage between the positive terminal and the negative terminal. A power supply device for supplying a DC voltage to a servo amplifier of an electric injection molding machine; an AC / DC converter for converting an AC voltage into a DC voltage; and storing the power temporarily to store the stored power The power storage device is configured from a power storage device that supplies power to the amplifier. The power storage device includes a predetermined power storage circuit including a coil and a control circuit that controls the power storage circuit, and the power storage circuit stores power. In addition, the stored power is configured to be supplied from the positive terminal and the negative terminal of the DC voltage.

すなわち、請求項１に記載の発明は、電動射出成形機のサーボモータを駆動するサーボアンプに供給されている直流電圧を補助して、予め貯蔵した電力を前記サーボアンプに一時的に供給する方法であって、前記直流電圧の正端子と負端子との間に、前記負端子から前記正端子へ向かう方向を順方向とするダイオードを、両端に１個ずつ介して直列に接続されたコイルに対して、前記コイルの両端に所定の電圧を印加して、前記コイルの前記負端子側から前記正端子側に電流を流して磁気エネルギとして電力を蓄え、前記所定の電圧を解除して、前記蓄えられた電力を前記正端子と前記負端子間に直流電圧として供給するように構成される。 That is, the invention according to claim 1 is a method of assisting a DC voltage supplied to a servo amplifier that drives a servo motor of an electric injection molding machine and temporarily supplying previously stored power to the servo amplifier. A diode having a forward direction from the negative terminal to the positive terminal between a positive terminal and a negative terminal of the DC voltage, and a coil connected in series via one at each end. On the other hand, a predetermined voltage is applied to both ends of the coil, current is passed from the negative terminal side of the coil to the positive terminal side to store electric power as magnetic energy, the predetermined voltage is released, The stored electric power is configured to be supplied as a DC voltage between the positive terminal and the negative terminal.

請求項２に記載の発明は、電動射出成形機のサーボモータを駆動するサーボアンプのサーボアンプに直流電圧を供給する電力供給装置であって、該電力供給装置は、交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器と、電力を貯蔵して前記貯蔵された電力を一時的に前記サーボアンプに供給する電力貯蔵装置とからなり、前記電力貯蔵装置は、電力貯蔵回路と制御回路とからなり、前記電力貯蔵回路は、第１の回路と、第２の回路とを備え、前記第１の回路は、前記直流電圧の正端子と、第１のダイオードと、コイルと、第２のダイオードと、前記直流電圧の負端子とが、順に直列に接続された回路からなり、前記第１、２のダイオードは前記負端子から前記正端子へ向かう方向を順方向とするように接続され、前記第２の回路は、前記コイルと、前記コイルの前記負端子側から前記正端子側の向きに電圧を印加する所定の直流電圧源と、少なくとも１個のスイッチとが、順に直列に接続されて前記第１、２のダイオードを迂回する回路からなり、前記スイッチは、前記制御回路の制御信号により駆動されるように構成される。そして、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電力供給装置において、前記第２の回路は、前記所定の直流電圧源と、第１のスイッチと、前記コイルと、第２のスイッチと、前記負端子とが、順に直列に接続された回路からなり、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチが、前記制御回路の制御信号により駆動されるように構成され、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電力供給装置において、前記所定の直流電圧源は、３相交流電源の所定の１相の出力端子と、前記出力端子にアノードが接続された第３のダイオードと、一端が接地され他端が前記第３のダイオードのカソードに接続されているコンデンサとからなる回路からなり、前記カソードとアース間から直流電圧が得られるように構成され、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の電力供給装置において、前記第２の回路は、前記正端子と、第１のスイッチと、前記コイルと、第２のスイッチと、前記負端子とが、順に直列に接続された回路からなり、前記所定の直流電圧源は、前記正端子と前記負端子とから構成され、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチが、前記制御回路の制御信号により駆動されるように構成される。さらには、請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれかの項に記載の電力供給装置が備えられた、電動射出成形機として構成される。 The invention according to claim 2 is a power supply device that supplies a DC voltage to a servo amplifier of a servo amplifier that drives a servo motor of an electric injection molding machine, and the power supply device converts the AC voltage into a DC voltage. An AC / DC converter, and a power storage device that stores power and temporarily supplies the stored power to the servo amplifier, the power storage device includes a power storage circuit and a control circuit, The power storage circuit includes a first circuit and a second circuit, and the first circuit includes a positive terminal of the DC voltage, a first diode, a coil, and a second diode. The DC voltage negative terminal comprises a circuit connected in series in order, and the first and second diodes are connected such that the direction from the negative terminal toward the positive terminal is the forward direction, The circuit of the coil A predetermined DC voltage source for applying a voltage from the negative terminal side to the positive terminal side of the coil and at least one switch are connected in series in order to bypass the first and second diodes. And the switch is configured to be driven by a control signal of the control circuit. According to a third aspect of the present invention, in the power supply apparatus according to the second aspect, the second circuit includes the predetermined DC voltage source, the first switch, the coil, and the second 5. The switch and the negative terminal are configured by a circuit connected in series in order, and the first switch and the second switch are configured to be driven by a control signal of the control circuit. The power supply device according to claim 3, wherein the predetermined DC voltage source is a third one in which a predetermined one-phase output terminal of a three-phase AC power source and an anode are connected to the output terminal. And a capacitor having one end grounded and the other end connected to the cathode of the third diode, and a DC voltage can be obtained between the cathode and the ground. Invention described in 3. The power supply device according to claim 2, wherein the second circuit includes the positive terminal, the first switch, the coil, the second switch, and the negative terminal connected in series in order. The predetermined DC voltage source includes the positive terminal and the negative terminal, and the first switch and the second switch are driven by a control signal of the control circuit. Configured. Furthermore, the invention according to claim 6 is configured as an electric injection molding machine provided with the power supply device according to any one of claims 2 to 5.

以上のように、本発明によると、電動射出成形機のサーボアンプに供給する直流電圧を補助して、予め貯蔵した電力を前記サーボアンプに一時的に供給するとき、直流電圧の正端子と負端子との間に、負端子から正端子へ向かう方向を順方向とするダイオードを、両端に１個ずつ介して直列に接続されたコイルに対して、コイルの両端に所定の電圧を印加して、コイルの負端子側から正端子側に電流を流して磁気エネルギとして電力を蓄え、所定の電圧を解除して、蓄えられた電力を正端子と負端子とに供給するように構成されているので、電力消費の少ないタイミングを選択して電力を貯蔵でき、射出工程等の短時間に高出力が要求される工程において、貯蔵された電力を供給して３相交流電源の最大電力を低減できる。従って、工場の受電設備に要求される電力容量も少なくて済み、設備費を削減できると共に、必要な電気料金も下げることができる。さらには、電力はコイルに貯蔵されるので、電力の貯蔵は短時間で完了することができ、電力が供給されるときも貯蔵された電力は効率よくコイルから取り出されて正負端子間に供給することができる。また、請求項２に記載の発明によると、サーボアンプに直流電圧を供給する電力供給装置は、交流直流変換器と電力貯蔵装置とからなり、電力貯蔵装置を構成する電力貯蔵回路は、第１の回路と、第２の回路とを備え、第１の回路は、直流電圧の正端子と、第１のダイオードと、コイルと、第２のダイオードと、直流電圧の負端子とが、順に直列に接続された回路からなり、第２の回路は、コイルと、所定の直流電圧源と、少なくとも１個のスイッチとからなるので、回路の構成はシンプルであり、電力供給装置を安価に提供することができ、電気部品が少ないので故障もし難いという効果も得られる。また、請求項３に記載の発明によると、電力貯蔵回路の前記の第２の回路は、所定の直流電圧源と、第１のスイッチと、コイルと、第２のスイッチと、負端子とが、順に直列に接続された回路からなるので、第１、２のスイッチを適切に操作すると、コイルに電磁エネルギの形態で電力を貯蔵できるだけでなく、電力貯蔵回路をアイドル状態にして貯蔵された電力を保持することもできる。請求項４に記載の発明によると、請求項３に記載の電力供給装置において、直流電圧源は、３相交流電源の所定の１相の出力端子と、出力端子にアノードが接続された第３のダイオードと、一端が接地され他端が第３のダイオードのカソードに接続されているコンデンサとからなる回路からなるので、シンプルな構成にも拘わらず交流電流を整流して平滑化することができ、安価に直流電圧源を提供することができる。そして、請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の電力供給装置において、第２の回路は、正端子と、第１のスイッチと、コイルと、第２のスイッチと、負端子とが、順に直列に接続された回路からなり、直流電圧源は、正端子と負端子とから構成されるので、電力貯蔵回路はさらにシンプルになり、電力供給装置を安価に提供することができる。 As described above, according to the present invention, when the DC voltage supplied to the servo amplifier of the electric injection molding machine is assisted and the stored power is temporarily supplied to the servo amplifier, the positive terminal and the negative terminal of the DC voltage are negatively charged. A predetermined voltage is applied to both ends of a coil with respect to a coil in which a diode having a forward direction from the negative terminal to the positive terminal is connected in series with one terminal at each end. The electric current is passed from the negative terminal side of the coil to the positive terminal side, the electric power is stored as magnetic energy, the predetermined voltage is released, and the stored electric power is supplied to the positive terminal and the negative terminal. Therefore, power can be stored by selecting a timing with low power consumption, and the stored power can be supplied to reduce the maximum power of the three-phase AC power supply in a process that requires high output in a short time such as an injection process. . Therefore, the power capacity required for the power receiving equipment in the factory can be reduced, and the equipment cost can be reduced and the necessary electricity charge can be reduced. Furthermore, since the electric power is stored in the coil, the electric power storage can be completed in a short time, and when the electric power is supplied, the stored electric power is efficiently extracted from the coil and supplied between the positive and negative terminals. be able to. According to the second aspect of the present invention, the power supply device that supplies a DC voltage to the servo amplifier includes an AC / DC converter and a power storage device, and the power storage circuit that constitutes the power storage device is the first power storage device. And a second circuit. The first circuit has a DC voltage positive terminal, a first diode, a coil, a second diode, and a DC voltage negative terminal in series. Since the second circuit includes a coil, a predetermined DC voltage source, and at least one switch, the circuit configuration is simple and the power supply device is provided at low cost. In addition, since there are few electrical components, an effect that it is difficult to break down can be obtained. According to the invention of claim 3, the second circuit of the power storage circuit includes a predetermined DC voltage source, a first switch, a coil, a second switch, and a negative terminal. Since the circuit is connected in series in sequence, if the first and second switches are operated appropriately, not only can the power be stored in the form of electromagnetic energy in the coil, but also the power stored with the power storage circuit in an idle state. Can also be held. According to a fourth aspect of the present invention, in the power supply apparatus according to the third aspect, the DC voltage source includes a third one-phase output terminal of a three-phase AC power source and an anode connected to the output terminal. Circuit and a capacitor having one end grounded and the other end connected to the cathode of the third diode, the AC current can be rectified and smoothed despite its simple configuration. Therefore, it is possible to provide a DC voltage source at a low cost. And according to invention of Claim 5, in the electric power supply apparatus of Claim 2, a 2nd circuit is a positive terminal, a 1st switch, a coil, a 2nd switch, and a negative switch. Since the DC voltage source is composed of a positive terminal and a negative terminal, the power storage circuit is further simplified, and the power supply device can be provided at low cost. it can.

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る、電動射出成形機の電力供給装置も、従来周知の電力供給装置と同様に、３相交流電圧を整流して、サーボアンプに直流電圧を供給するようになっている。従って、本実施の形態に係る、電力供給装置１も、図１の（ア）に示されているように、３相交流電源ＰＷに接続されていると共に、直流回路側の正の電圧線ＰにはサーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…の正の端子が接続されている。一方、電力供給装置１もサーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…も負の端子は、負の電圧線Ｎに接続されている。したがって、正の電圧線Ｐを介して電力供給装置１からサーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…に直流電圧が供給されることになる。このようなサーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…は、スクリュを軸方向に駆動し、また回転方向に駆動するサーボモータＳＭ１、型開閉装置を駆動するサーボモータＳＭ２、エジェクタピンを駆動するサーボモータＳＭ３、…をそれぞれ駆動するようになっている。 Embodiments of the present invention will be described below. The power supply device of the electric injection molding machine according to the present embodiment is also configured to rectify the three-phase AC voltage and supply the DC voltage to the servo amplifier, similarly to the conventionally known power supply device. Accordingly, the power supply device 1 according to the present embodiment is also connected to the three-phase AC power supply PW and the positive voltage line P on the DC circuit side as shown in FIG. Are connected to the positive terminals of servo amplifiers SA1, SA2,. On the other hand, the negative terminal of both the power supply device 1 and the servo amplifiers SA1, SA2,... Is connected to the negative voltage line N. Therefore, a DC voltage is supplied from the power supply device 1 to the servo amplifiers SA1, SA2,... Via the positive voltage line P. Such servo amplifiers SA1, SA2,... Drive the screw in the axial direction and also drive in the rotational direction, the servo motor SM1 that drives the mold opening and closing device, the servo motor SM3 that drives the ejector pin,. Are each driven.

このような電力供給装置１は、３相交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器２と、電力貯蔵装置３とからなり、電力貯蔵装置３は後で説明するように、電力を磁気エネルギとして貯蔵したり、出力要求を受けると貯蔵した電力を正の電圧線Ｐに供給するようになっている。 Such a power supply device 1 includes an AC / DC converter 2 that converts a three-phase AC voltage into a DC voltage, and a power storage device 3. The power storage device 3 converts power into magnetic energy as will be described later. When the output request is received, the stored power is supplied to the positive voltage line P.

交流直流変換器２は、３相交流電圧を直流電圧に変換するコンバータであり、ダイオード整流回路、ＰＷＭコンバータ等から構成されている。ダイオード整流回路は、従来周知であり、図１の（イ）に示されているように、６個のダイオード１１、１２、…と１個の平滑化コンデンサＣ１とからなっている。すなわち、一方向に極性が揃えられて２個ずつ直列に並べられたダイオードが、並列に３列設けられて正の直流電圧線と負の直流電圧線に接続され、各列の直列に並べられた２個のダイオードの中間に、３相交流電源の各相Ｒ、Ｓ、Ｔの電線が結線されている。従って、３相交流電圧はダイオード１１、１２、…によって整流されて、正端子Ｐと負端子Ｎから直流電圧が外部に供給されることになる。そして、整流に伴って生じる直流電圧の脈流は、正端子Ｐと負端子Ｎ間に接続された平滑化コンデンサＣ１によって平滑化される。ＰＷＭコンバータも従来周知であり、図１の（ウ）に示されているように、６個のトランジスタ２１、２２、…と６個のダイオード３１、３２、…と１個の平滑化コンデンサＣ１’とからなり、上記ダイオード整流回路を変形した回路になっている。ＰＷＭコンバータは、ダイオード整流回路の各ダイオードに対応するそれぞれのダイオード３１、３２、…に、並列にトランジスタ２１、２２、…が接続されて、トランジスタ２１、２２、…を作動すると、ダイオード３１、３２、…とは逆方向に電流を流せるようになっている。ＰＷＭコンバータは、ダイオード整流回路と同様に、３相交流電流を直流電流に整流できるが、周知のインバータ回路と実質的に同じように構成されているので、図には示されていない制御回路からトランジスタ２１、２２、…を制御すると、従来周知のように直流電流側から電力を回収して、回生電力として３相交流電源側に戻すこともできる。 The AC / DC converter 2 is a converter that converts a three-phase AC voltage into a DC voltage, and includes a diode rectifier circuit, a PWM converter, and the like. The diode rectifier circuit is well known in the art and comprises six diodes 11, 12,... And one smoothing capacitor C1, as shown in FIG. That is, two diodes arranged in series with the same polarity in one direction are arranged in parallel and connected to a positive DC voltage line and a negative DC voltage line, and arranged in series in each column. Between the two diodes, the wires of each phase R, S, T of the three-phase AC power supply are connected. Therefore, the three-phase AC voltage is rectified by the diodes 11, 12,..., And the DC voltage is supplied to the outside from the positive terminal P and the negative terminal N. Then, the pulsating flow of the DC voltage generated along with the rectification is smoothed by the smoothing capacitor C1 connected between the positive terminal P and the negative terminal N. A PWM converter is also well known in the art. As shown in FIG. 1C, six transistors 21, 22,..., Six diodes 31, 32,. Thus, the diode rectifier circuit is modified. In the PWM converter, when transistors 21, 22,... Are connected in parallel to the respective diodes 31, 32,... Corresponding to the diodes of the diode rectifier circuit, and the transistors 21, 22,. The current can flow in the opposite direction. The PWM converter can rectify a three-phase alternating current into a direct current, as in the diode rectifier circuit, but is configured in substantially the same manner as a known inverter circuit, and therefore from a control circuit not shown in the figure. When the transistors 21, 22,... Are controlled, power can be recovered from the direct current side and returned to the three-phase alternating current power supply side as regenerative power as is well known in the art.

本実施の形態に係る電力貯蔵装置３は、図２に示されているように、電力貯蔵回路４と、制御回路５とからなっている。電力貯蔵回路４は、後で説明するようにコイルに電流を流して電磁エネルギとして電力を貯蔵して、貯蔵した電力を正端子Ｐと負端子Ｎに直流電圧として供給する回路であり、制御回路５は電力貯蔵回路４を制御する回路である。実際には、電力貯蔵回路４にはフォトカプラ等を介して制御回路５が接続され、電力貯蔵回路４側の電流が流入して制御回路５内の電子素子が破壊されないように電気的に絶縁されているが、説明を簡単にするために、電力貯蔵回路４と制御回路５は直接接続された状態で示されている。 As shown in FIG. 2, the power storage device 3 according to the present embodiment includes a power storage circuit 4 and a control circuit 5. The power storage circuit 4 is a circuit that stores current as electromagnetic energy by flowing a current through a coil and supplies the stored power as a DC voltage to the positive terminal P and the negative terminal N, as will be described later. Reference numeral 5 denotes a circuit for controlling the power storage circuit 4. Actually, a control circuit 5 is connected to the power storage circuit 4 via a photocoupler or the like, and is electrically insulated so that current on the power storage circuit 4 side does not flow and the electronic elements in the control circuit 5 are not destroyed. However, for simplicity of explanation, the power storage circuit 4 and the control circuit 5 are shown as being directly connected.

本実施の第１の形態に係る電力貯蔵回路４は、電力を貯蔵するコイルＬを含み正端子Ｐと負端子Ｎ間に直流電圧を供給する基本回路７と、該コイルＬに電力を供給する回路とからなっている。基本回路７は、正端子Ｐと、第１のダイオードＤ１と、コイルＬと、第２のダイオードＤ２と、負端子Ｎとからなり、この順で直列に接続されている。第１、２のダイオードＤ１、Ｄ２は、負端子Ｎから正端子Ｐ側に向かう方向を順方向とするように接続されている。すなわち、第１のダイオードＤ１はアノードがコイルＬにカソードが正端子Ｐに接続され、第２のダイオードＤ２はアノードが負端子ＮにカソードがコイルＬに接続されている。 The power storage circuit 4 according to the first embodiment includes a coil L that stores power, a basic circuit 7 that supplies a DC voltage between the positive terminal P and the negative terminal N, and supplies power to the coil L. It consists of a circuit. The basic circuit 7 includes a positive terminal P, a first diode D1, a coil L, a second diode D2, and a negative terminal N, which are connected in series in this order. The first and second diodes D1 and D2 are connected so that the direction from the negative terminal N toward the positive terminal P is the forward direction. That is, the first diode D1 has an anode connected to the coil L and the cathode connected to the positive terminal P, and the second diode D2 has an anode connected to the negative terminal N and a cathode connected to the coil L.

コイルＬに電力を供給する回路は、一端がアースされた正の直流電圧源Ｐ’と、絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる第１のスイッチＳＷ１と、コイルＬと、絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる第２のスイッチＳＷ２と、アースすなわち負端子Ｎとからなり、これらがこの順で直列に接続されている。コイルＬは基本回路７と共通になっており、第１、２のダイオードＤ１、Ｄ２はこの回路には含まれていない。コイルＬの正端子Ｐ側の第１の端子Ｔ１は第２のスイッチＳＷ２に、負端子Ｎ側の第２の端子Ｔ２は第１のスイッチＳＷ１にそれぞれ接続されている。第１のスイッチＳＷ１は、信号線Ｓ１によって制御回路５に接続されており、ＯＮされると直流電圧源Ｐ’から第２の端子Ｔ２の方向に電流が流れるようになっている。第２のスイッチＳＷ２は、信号線Ｓ２によって制御回路５に接続されており、ＯＮされると第１の端子Ｔ１からアースに電流が流れるようになっている。従って、第１のスイッチＳＷ１をＯＮすると、コイルＬの第２の端子Ｔ２には直流電圧源Ｐ’の正の電圧が印加され、第２のスイッチＳＷ２をＯＮすると、コイルＬの第１の端子Ｔ１は零電位になり負端子Ｎと短絡する。電力貯蔵回路４を単独で考えると、第２の端子Ｔ２の電位は第１の端子Ｔ１の電位よりも低くなることはない。従って、第１、２のスイッチＳＷ１、２に、逆方向の電圧が印加されて、第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２が破壊されることは考えにくい。しかしながら、本実施の形態においては、安全を考慮して、第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２には、それぞれ並列に第３、４のダイオードＤ３、Ｄ４が接続されて、万一第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２に逆方向の電圧が印加されたとしても、第３、４のダイオードＤ３、Ｄ４から電流が流れて第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２が破壊されないように保護されている。 A circuit for supplying power to the coil L includes a positive DC voltage source P ′ having one end grounded, a first switch SW1 formed of an insulated gate bipolar transistor, a coil L, and a second switch formed of an insulated gate bipolar transistor. The switch SW2 and the ground, that is, the negative terminal N, are connected in series in this order. The coil L is common to the basic circuit 7, and the first and second diodes D1 and D2 are not included in this circuit. The first terminal T1 on the positive terminal P side of the coil L is connected to the second switch SW2, and the second terminal T2 on the negative terminal N side is connected to the first switch SW1. The first switch SW1 is connected to the control circuit 5 by a signal line S1, and when turned on, a current flows from the DC voltage source P 'to the second terminal T2. The second switch SW2 is connected to the control circuit 5 by a signal line S2, and when turned on, a current flows from the first terminal T1 to the ground. Therefore, when the first switch SW1 is turned on, the positive voltage of the DC voltage source P ′ is applied to the second terminal T2 of the coil L, and when the second switch SW2 is turned on, the first terminal of the coil L is turned on. T1 becomes zero potential and short-circuits with the negative terminal N. Considering the power storage circuit 4 alone, the potential of the second terminal T2 does not become lower than the potential of the first terminal T1. Therefore, it is unlikely that the reverse voltage is applied to the first and second switches SW1 and SW2 to destroy the first and second switches SW1 and SW2. However, in the present embodiment, for safety reasons, third and fourth diodes D3 and D4 are connected in parallel to the first and second switches SW1 and SW2, respectively. Even when a reverse voltage is applied to the first and second switches SW1 and SW2, the current is passed from the third and fourth diodes D3 and D4 so that the first and second switches SW1 and SW2 are protected from destruction.

直流電圧源Ｐ’は、３相交流電源の所定の１相の出力端子と、この出力端子に接続された第５のダイオードＤ５と、コンデンサＣ２とからなり、本実施の形態においては、３相交流電源の所定の１相の出力端子はＲ相の出力端子Ｒが採用されている。第５のダイオードＤ５は、アノードが出力端子Ｒに接続され、カソードがコンデンサＣ２を介して接地されていると共に第１のスイッチＳＷ１に接続されている。従って、出力端子Ｒから出力される交流電圧は第５のダイオードＤ５によって整流されると共に、コンデンサＣ２によって平滑化されて、第１のスイッチＳＷ１には正の直流電流、すなわち正の直流電圧が供給されることになる。 The DC voltage source P ′ includes a predetermined one-phase output terminal of a three-phase AC power source, a fifth diode D5 connected to the output terminal, and a capacitor C2. An R-phase output terminal R is adopted as a predetermined one-phase output terminal of the AC power supply. The fifth diode D5 has an anode connected to the output terminal R, a cathode grounded via the capacitor C2, and is connected to the first switch SW1. Accordingly, the AC voltage output from the output terminal R is rectified by the fifth diode D5 and smoothed by the capacitor C2, and a positive DC current, that is, a positive DC voltage is supplied to the first switch SW1. Will be.

図３によって、本実施の形態に係る電力供給装置１の作用を説明する。図３には、正端子Ｐと、負端子Ｎと、電力貯蔵回路４と、交流直流変換器２の平滑化コンデンサＣ１と、１個のサーボアンプＳＡ１とが示されている。なお、電力貯蔵回路４の第３、４のダイオードＤ３、Ｄ４は、図３には示されていない。初期状態においては、サーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…に直流電圧を供給する正の電圧線Ｐと、接地された負の電圧線Ｎとは等電位になっている。最初に、正の電圧線Ｐ、すなわち正端子Ｐに正の電圧を印加する準備作業について説明する。電力供給回路４の第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦした状態で、第１のスイッチＳＷ１をＯＮする。そうすると、図３の（ア）に示されているように、直流電圧源Ｐ’と、第１のスイッチＳＷ１と、コイルＬと、第１のダイオードＤ１と、平滑化コンデンサＣ１とからなる回路ＬＰ１に電流が流れる。平滑化コンデンサＣ１に所定の電荷が蓄えられると共に、コイルＬに電磁エネルギが貯蔵される。次いで、第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦする。そうするとコイルＬのインダクタンスによってコイルＬを流れる電流が維持されるように起電力が生じるので、負端子Ｎと、第２のダイオードＤ２と、コイルＬと、第１のダイオードＤ１と、平滑化コンデンサＣ１と、からなる回路に電流が流れ、引き続き平滑化コンデンサＣ１に電荷が蓄えられる。第１のスイッチＳＷ１のＯＮ、ＯＦＦを繰り返して、平滑化コンデンサＣ１に充電する。平滑化コンデンサＣ１に十分な電荷が貯蔵されると、正端子Ｐと負端子Ｎとの間に所定の直流電圧が印加されて、サーボアンプＳＡ１、ＳＡ２、…に交流直流変換器２から直流電圧の供給が可能な状態になる。準備作業を完了する。 The operation of the power supply device 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a positive terminal P, a negative terminal N, a power storage circuit 4, a smoothing capacitor C1 of the AC / DC converter 2, and one servo amplifier SA1. Note that the third and fourth diodes D3 and D4 of the power storage circuit 4 are not shown in FIG. In the initial state, the positive voltage line P that supplies a DC voltage to the servo amplifiers SA1, SA2,... And the grounded negative voltage line N are equipotential. First, preparation work for applying a positive voltage to the positive voltage line P, that is, the positive terminal P will be described. With the second switch SW2 of the power supply circuit 4 turned off, the first switch SW1 is turned on. Then, as shown in FIG. 3A, a circuit LP1 including a DC voltage source P ′, a first switch SW1, a coil L, a first diode D1, and a smoothing capacitor C1. Current flows through A predetermined charge is stored in the smoothing capacitor C1, and electromagnetic energy is stored in the coil L. Next, the first switch SW1 is turned off. Then, an electromotive force is generated so that the current flowing through the coil L is maintained by the inductance of the coil L. Therefore, the negative terminal N, the second diode D2, the coil L, the first diode D1, and the smoothing capacitor C1. Then, a current flows through the circuit consisting of the following, and charges are continuously stored in the smoothing capacitor C1. The smoothing capacitor C1 is charged by repeating ON / OFF of the first switch SW1. When a sufficient charge is stored in the smoothing capacitor C1, a predetermined DC voltage is applied between the positive terminal P and the negative terminal N, and a DC voltage is supplied from the AC / DC converter 2 to the servo amplifiers SA1, SA2,. Can be supplied. Complete preparatory work.

電力貯蔵装置３の電力の貯蔵は、電力貯蔵回路４のコイルＬに電力を貯蔵することであり、コイルＬには電磁エネルギとして電力が貯蔵される。コイルＬへの電磁エネルギの貯蔵について説明する。第２のスイッチＳＷ２をＯＮする。次いで、第１のスイッチＳＷ１をＯＮする。そうすると、図３の（イ）に示されているように、直流電圧源Ｐ’と、第１のスイッチＳＷ１と、コイルＬと、第２のスイッチＳＷ２とからなる回路ＬＰ１に電流が流れて、コイルＬに電磁エネルギが貯蔵される。第１のスイッチＳＷ１をＯＮした直後は、インダクタンスによってコイルＬに誘導起電力が生じるので、コイルＬを流れる電流は少ないが、時間の経過と共に誘導起電力は減少して電流は増加する。第１のスイッチＳＷ１をＯＮした状態を維持してコイルＬに十分な電磁エネルギを貯蔵させることも可能であるが、直流電圧源Ｐ’から供給される電流が比較的大きくなるし、短時間に比較的大きな電力を供給する必要が生じてしまう。本実施の形態においては、電磁エネルギをコイルＬに貯蔵するとき、直流電圧源Ｐ’からコイルＬに断続的に電力を供給して、直流電圧源Ｐ’から供給される電流を平準化して小さくすると共に、供給される電力も平準化して小さくなるように実施される。そして、直流電圧源Ｐ’から電力の供給が中断されている間は、電流貯蔵回路４をいわゆるアイドリング状態にして、コイルＬに貯蔵された電磁エネルギが保持されるように実施される。具体的には以下のように実施する。第１のスイッチＳＷ１をＯＮしてわずかな時間が経過した後に、第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦする。そうすると、図３の（ウ）に示されているように、コイルＬのインダクタンスによってコイルＬの電流が維持されるように、負端子Ｎと、第２のダイオードＤ２と、コイルＬと、第２のスイッチＳＷ２とからなる回路ＬＰ３に電流が流れる。すなわちアイドリング状態になる。わずかな時間経過後に、再び第１のスイッチＳＷ１をＯＮする。そうすると、直流電圧源Ｐ’から電力が供給されて、コイルＬを流れる電流が増加する。再び第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦしてアイドリング状態にする。アイドリング状態においては、回路ＬＰ３全体にわずかに抵抗があるので、電流はわずかに減衰してコイルＬに貯蔵された電磁エネルギも減衰するが、アイドリング状態の時間を短くすれば、減衰する電磁エネルギは比較的少なくて済む。第１のスイッチＳＷ１のＯＮ、ＯＦＦを繰り返して、コイルＬに十分な電磁エネルギを貯蔵する。 The storage of power in the power storage device 3 is to store power in the coil L of the power storage circuit 4, and power is stored in the coil L as electromagnetic energy. The storage of electromagnetic energy in the coil L will be described. The second switch SW2 is turned on. Next, the first switch SW1 is turned on. Then, as shown in FIG. 3A, a current flows through a circuit LP1 including the DC voltage source P ′, the first switch SW1, the coil L, and the second switch SW2, Electromagnetic energy is stored in the coil L. Immediately after the first switch SW1 is turned on, an induced electromotive force is generated in the coil L due to the inductance, so that the current flowing through the coil L is small, but the induced electromotive force is decreased and the current is increased with time. Although it is possible to keep the first switch SW1 in the ON state and to store sufficient electromagnetic energy in the coil L, the current supplied from the DC voltage source P ′ becomes relatively large and in a short time. It becomes necessary to supply relatively large electric power. In the present embodiment, when electromagnetic energy is stored in the coil L, power is intermittently supplied from the DC voltage source P ′ to the coil L, and the current supplied from the DC voltage source P ′ is leveled to be small. At the same time, the power supplied is also leveled and reduced. Then, while the supply of power from the DC voltage source P ′ is interrupted, the current storage circuit 4 is put in a so-called idling state, and the electromagnetic energy stored in the coil L is held. Specifically, it is carried out as follows. After a short time has elapsed since the first switch SW1 was turned on, the first switch SW1 is turned off. Then, as shown in FIG. 3C, the negative terminal N, the second diode D2, the coil L, and the second terminal so that the current of the coil L is maintained by the inductance of the coil L. A current flows through the circuit LP3 including the switch SW2. That is, the engine is idling. After a short time has elapsed, the first switch SW1 is turned on again. Then, electric power is supplied from the DC voltage source P ′, and the current flowing through the coil L increases. The first switch SW1 is turned off again to enter the idling state. In the idling state, since the entire circuit LP3 has a slight resistance, the current is slightly attenuated and the electromagnetic energy stored in the coil L is also attenuated. However, if the idling state time is shortened, the decaying electromagnetic energy is reduced. It is relatively small. Sufficient electromagnetic energy is stored in the coil L by repeatedly turning on and off the first switch SW1.

図４のグラフには、アイドリング状態を挟んで、直流電圧源Ｐ’から断続的に電力を供給してコイルＬに電磁エネルギを貯蔵するときの、第１のスイッチＳＷ１を流れる電流Ｉ_ＳＷ１と、コイルＬを流れるコイル電流Ｉ_Ｌと、直流電圧源Ｐ’の第５のダイオードＤ５を流れる電流Ｉ_Ｄ５とが示されている。第２のスイッチＳＷ２をＯＮした状態で、最初に第１のスイッチＳＷ１をＯＮすると、符号４１、符号４２に示されているように第１のスイッチＳＷ１を流れる電流Ｉ_ＳＷ１とコイル電流Ｉ_Ｌは直線的に増加する。次いで第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦしてアイドリング状態にすると、コイル電流Ｉ_Ｌは、符号４３に示されているようにわずかに減衰する。次いで第１のスイッチＳＷ１をＯＮして、符号４４に示されているように、コイル電流Ｉ_Ｌを増加させ、再び第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦしてアイドリング状態にする。第２のスイッチＳＷ２をＯＮした状態で第１のスイッチＳＷ１のＯＮ、ＯＦＦを繰り返すと、コイル電流Ｉ_Ｌは次第に増加して、符号４６で示されているように最大電流Ｉ_ＭＡＸ１に達する。このとき第１のスイッチＳＷ１を流れる電流Ｉ_ＳＷ１も符号４７に示されているように最大電流Ｉ_ＭＡＸ１に達する。コイル電流Ｉ_Ｌが最大になると、符号４８に示されているようにアイドル状態のときに減衰する電流が大きくなってしまう。従って、無駄な電力が消費されないように、コイルＬへの電磁エネルギの貯蔵は、電力をサーボアンプＳＡ１に供給する射出工程の直前に実施されるようにする。既に説明されているように、直流電圧源Ｐ’の直流電流は、第５のダイオードＤ５によって整流され、コンデンサＣ２によって平滑化されて得られるようになっている。従って、第５のダイオードＤ５を流れる電流Ｉ_Ｄ５は、符号５１、５２に示されているように、第１のスイッチＳＷ１を流れる電流Ｉ_ＳＷ１よりも小さく、流れている時間幅は広い。第５のダイオードＤ５を流れる電流Ｉ_Ｄ５の最大電流Ｉ_ＭＡＸ２は、符号５３に示されているように、コイルＬに流れる最大電流Ｉ_ＭＡＸ１よりも小さく、３相交流電源から供給される電流は小さくて済む。 In the graph of FIG. 4, current I _SW1 flowing through the first switch SW1 when electric power is intermittently supplied from the DC voltage source P ′ and electromagnetic energy is stored in the coil L across the idling state, the coil current I _L flowing through the coil L, and a current I _D5 through the fifth diode D5 of the DC voltage source P 'is shown. While ON the second switch SW2, the first ON the first switch SW1 to the result, the code 41, the current _{I SW1} flowing through the first switch SW1 as indicated by reference numeral 42 and the coil current _{I L} Increases linearly. Next, when the first switch SW1 is turned OFF to the idling state, the coil current _IL is slightly attenuated as indicated by reference numeral 43. Then ON the first switch SW1, as shown by reference numeral 44, to increase the coil current _{I L,} which in the idling state and OFF the first switch SW1 again. ON the first switch SW1 while ON the second switch SW2, Repeated OFF, coil current _{I L} gradually increases and reaches a maximum current _{I MAX1} as indicated by reference numeral 46. At this time, the current I _SW1 flowing through the first switch SW1 also reaches the maximum current I _MAX1 as indicated by reference numeral 47. When the coil current _IL is maximized, the current that attenuates in the idle state increases as indicated by reference numeral 48. Therefore, storage of electromagnetic energy in the coil L is performed immediately before the injection process for supplying power to the servo amplifier SA1 so that useless power is not consumed. As already described, the DC current of the DC voltage source P ′ is obtained by being rectified by the fifth diode D5 and smoothed by the capacitor C2. Accordingly, the current I _D5 flowing through the fifth diode D5 is smaller than the current I _SW1 flowing through the first switch SW1, as indicated by reference numerals 51 and 52, and the flowing time width is wide. Maximum current _{I MAX2} of the current _{I D5} through the fifth diode D5, as shown by reference numeral 53, less than the maximum current _{I MAX1} flowing through the coil L, the current supplied from the three-phase AC power source are small I'll do it.

射出成形の各工程の中で電力消費が最大の射出工程において、電力貯蔵装置３からサーボアンプＳＡ１に直流電力を供給する。電力貯蔵装置３の電力の供給、すなわち電力貯蔵回路４の電力の供給について説明する。コイルＬに電磁エネルギが十分に貯蔵された状態で、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２を共にＯＦＦする。そうすると、コイルＬには、コイルＬを流れる電流が維持されるように起電力が発生して、正端子Ｐと負端子Ｎ間に直流電圧が印加される。そうすると、図３の（エ）に示されているように、負端子Ｎと、第２のダイオードＤ２と、コイルＬと、第１のダイオードＤ１と、サーボアンプＳＡ１とからなる回路ＬＰ４に電流が流れてサーボアンプＳＡ１に電力が供給される。電力貯蔵回路４から供給される電力が、サーボアンプＳＡ１が消費する電力よりも過剰な場合、負端子Ｎと、第２のダイオードＤ２と、コイルＬと、第１のダイオードＤ１と、平滑用コンデンサＣ１とからなる回路ＬＰ４’にも電流が流れて、平滑用コンデンサＣ１に電荷が貯蔵される。平滑用コンデンサＣ１の電圧、すなわち、正端子Ｐと負端子Ｎ間の直流電圧は一時的に昇圧する。このような電圧の昇圧を検出したら、第２のスイッチＳＷ２をＯＮして、アイドリング状態にして、コイルＬに貯蔵された電磁エネルギの供給を一時的に中断する。平滑用コンデンサＣ１が放電されて所定の電圧に戻ったら、再び第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦして、電力貯蔵回路４から電力を供給する。 DC power is supplied from the power storage device 3 to the servo amplifier SA1 in the injection process that consumes the largest amount of power in each process of injection molding. The power supply of the power storage device 3, that is, the power supply of the power storage circuit 4 will be described. In a state where electromagnetic energy is sufficiently stored in the coil L, both the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off. Then, an electromotive force is generated in the coil L so that the current flowing through the coil L is maintained, and a DC voltage is applied between the positive terminal P and the negative terminal N. Then, as shown in FIG. 3D, a current is supplied to the circuit LP4 including the negative terminal N, the second diode D2, the coil L, the first diode D1, and the servo amplifier SA1. Then, power is supplied to the servo amplifier SA1. When the power supplied from the power storage circuit 4 is more than the power consumed by the servo amplifier SA1, the negative terminal N, the second diode D2, the coil L, the first diode D1, and the smoothing capacitor A current also flows through the circuit LP4 ′ composed of C1, and charges are stored in the smoothing capacitor C1. The voltage of the smoothing capacitor C1, that is, the DC voltage between the positive terminal P and the negative terminal N is temporarily boosted. When such a voltage boost is detected, the second switch SW2 is turned on to enter an idling state, and the supply of electromagnetic energy stored in the coil L is temporarily interrupted. When the smoothing capacitor C1 is discharged and returns to a predetermined voltage, the second switch SW2 is turned off again to supply power from the power storage circuit 4.

図５のグラフには、射出工程から次の射出工程までの１サイクルが３秒を要する射出成形サイクルにおける、コイル電流Ｉ_Ｌの変化が示されている。射出工程の０．５秒前に、符号５５で示されているように、コイルＬへの電磁エネルギの貯蔵が開始される。コイル電流Ｉ_Ｌが、複数回のアイドリング状態を経て階段状に増加して、符号５６で示されているように最大電流に達した後に、電力貯蔵回路４はアイドリング状態にされる。符号５７において射出工程が開始されて、電力貯蔵回路４に貯蔵された電力がサーボアンプＳＡ１に供給され、符号５８に示されているように０．０３秒後に射出工程が完了する。グラフに示されている射出工程の開始時のコイル電流Ｉ_Ｌは７００Ａであり、射出工程の完了時のコイル電流Ｉ_Ｌは１００Ａである。射出工程の完了後は、第２のスイッチＳＷ２をＯＮしてアイドリング状態にして、コイルＬに貯蔵された余剰の電磁エネルギが消費される。コイル電流Ｉ_Ｌは徐々に減衰して符号５９で示されているように零になる。 The graph of Figure 5, in the injection molding cycle takes 1 cycle 3 seconds from the injection process to the next injection process, the change of the coil current I _L is shown. 0.5 seconds before the injection process, the storage of electromagnetic energy in the coil L is started as indicated by reference numeral 55. Coil current I _L, and increased stepwise through the idling state of the plurality of times, after reaching the maximum current as shown by reference numeral 56, the power accumulating circuit 4 is in the idling state. At 57, the injection process is started, and the electric power stored in the power storage circuit 4 is supplied to the servo amplifier SA1, and as shown by 58, the injection process is completed after 0.03 seconds. Coil current I _L at the start of the injection step shown in the graph is 700A, the coil current I _L at the completion of the injection step is 100A. After the injection process is completed, the second switch SW2 is turned on to be in an idling state, and surplus electromagnetic energy stored in the coil L is consumed. The coil current _IL is gradually attenuated to zero as indicated by reference numeral 59.

図６の（ア）には、第２の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ａが示されている。第１の実施の形態に係る電力貯蔵回路４と同様の作用を奏する構成要素、すなわち電気部品には同じ参照番号を付して詳しくは説明しない。第２の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ａにおいては、直流電圧源Ｐ’は正端子Ｐと負端子Ｎとからなり、正端子Ｐから正の直流電圧が供給されるように構成されている。第２の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ａにおいても、第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２を第１の実施の形態に係る電力貯蔵回路４と同様に操作すれば、コイルＬに電磁エネルギを貯蔵したり、アイドリング状態にしたり、電力貯蔵回路４ａに貯蔵された電力を正端子Ｐと負端子Ｎから供給することができる。さらに、第２の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ａにおいては、第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２について異なる操作をしても同様に実施できる。例えば、第１のスイッチＳＷ１をＯＮしたまま、第２のスイッチＳＷ２をＯＮしても、コイルＬに電磁エネルギを貯蔵できるし、第１のスイッチＳＷ１をＯＮした状態で第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦしても、第１のスイッチＳＷ１と、コイルＬと、第１のダイオードＤ１とからなる回路に電流が流れてアイドル状態にすることができる。そして、このような状態で第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦすると、電力貯蔵回路４ａに貯蔵された電力を正端子Ｐと負端子Ｎ間から直流電圧として供給することができる。 FIG. 6A shows a power storage circuit 4a according to the second embodiment. The same reference numerals are assigned to components that exhibit the same action as the power storage circuit 4 according to the first embodiment, that is, electric components, and will not be described in detail. In the power storage circuit 4a according to the second embodiment, the DC voltage source P ′ includes a positive terminal P and a negative terminal N, and is configured such that a positive DC voltage is supplied from the positive terminal P. . Also in the power storage circuit 4a according to the second embodiment, if the first and second switches SW1 and SW2 are operated in the same manner as the power storage circuit 4 according to the first embodiment, electromagnetic energy is supplied to the coil L. The power stored in the power storage circuit 4a can be supplied from the positive terminal P and the negative terminal N. Furthermore, the power storage circuit 4a according to the second embodiment can be similarly implemented even if different operations are performed on the first and second switches SW1 and SW2. For example, even if the second switch SW2 is turned on while the first switch SW1 is turned on, electromagnetic energy can be stored in the coil L, and the second switch SW2 is turned off while the first switch SW1 is turned on. Even in this case, the current flows through the circuit including the first switch SW1, the coil L, and the first diode D1, and the idle state can be set. When the first switch SW1 is turned off in such a state, the power stored in the power storage circuit 4a can be supplied as a DC voltage from between the positive terminal P and the negative terminal N.

図６の（イ）には、第３の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ｂが示されている。第１の実施の形態に係る電力貯蔵回路４と同様の作用を奏する構成要素、すなわち電気部品には同じ参照番号を付して詳しくは説明しない。第３の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ｂにおいては、コイルＬに電力を供給する回路は、直流電圧源Ｐ’と、第３のスイッチＳＷ３と、コイルＬとからなる。第３の実施の形態に係る電力貯蔵回路４ｂにおいては第３のスイッチＳＷ３をＯＮすると、コイルＬに第１の端子Ｔ２から第２の端子Ｔ１の方向に電流が流れてコイルＬに電磁エネルギを貯蔵することができ、第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦすると、電力を正端子Ｐと負端子Ｎから供給することができる。第３の実施の形態に係る電力貯蔵回路４においては、回路をアイドリング状態にすることはできないが、操作するスイッチは１個だけなので制御は容易である。 FIG. 6B shows a power storage circuit 4b according to the third embodiment. The same reference numerals are assigned to components that exhibit the same action as the power storage circuit 4 according to the first embodiment, that is, electric components, and will not be described in detail. In the power storage circuit 4b according to the third embodiment, the circuit that supplies power to the coil L includes a DC voltage source P ', a third switch SW3, and the coil L. In the power storage circuit 4b according to the third embodiment, when the third switch SW3 is turned ON, a current flows in the coil L from the first terminal T2 to the second terminal T1, and electromagnetic energy is supplied to the coil L. When the third switch SW3 is turned off, power can be supplied from the positive terminal P and the negative terminal N. In the power storage circuit 4 according to the third embodiment, the circuit cannot be set in an idling state, but control is easy because only one switch is operated.

本発明の電力供給装置１は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、電力貯蔵回路４、４ａ、４ｂ、…には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３が設けられているように説明され、これらのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は電流は一方向にしか流さないが、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は高速スイッチングが可能なスイッチであれば良く、トライアックやサイダック等の双方向に電流を流すことのできるサイリスタ等から構成されていても良い。また、第１の実施の形態に係る電力貯蔵回路において、第１、２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２を保護するために、第３、４のダイオードＤ３、Ｄ４が設けられているように説明されているが、第３、４のダイオードＤ３、Ｄ４が設けられていなくても、同様に実施できる。また、第１の実施の形態に係る電力貯蔵回路において、直流電圧源Ｐ’は、他の独立した電圧源から構成されていても同様に実施できることは明らかである。さらには、電力貯蔵回路から正端子Ｐと負端子Ｎに直流電圧を供給するときに、交流直流変換器２から供給される直流電圧と等しい電圧で供給するように説明されているが、交流直流変換器２から供給される直流電圧よりも高電圧で供給するように実施してもよい。 The power supply device 1 of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms. For example, the power storage circuits 4, 4 a, 4 b,... Are described as being provided with switches SW 1, SW 2, SW 3 made of insulated gate bipolar transistors, and these switches SW 1, SW 2, SW 3 have a current flowing in one direction. However, the switches SW1, SW2, and SW3 may be switches that can perform high-speed switching, and may be configured by a thyristor or the like capable of flowing a current bidirectionally, such as a triac or a Sidac. In the power storage circuit according to the first embodiment, the third and fourth diodes D3 and D4 are provided to protect the first and second switches SW1 and SW2. However, even if the third and fourth diodes D3 and D4 are not provided, the same can be implemented. Further, in the power storage circuit according to the first embodiment, it is obvious that the DC voltage source P ′ can be similarly implemented even if it is composed of other independent voltage sources. Furthermore, it is described that when a DC voltage is supplied from the power storage circuit to the positive terminal P and the negative terminal N, it is supplied at a voltage equal to the DC voltage supplied from the AC / DC converter 2. You may implement so that it may supply with a higher voltage than the DC voltage supplied from the converter 2. FIG.

本発明の電力供給装置は、射出成形機だけでなく、生産機械や産業機械等の、他の機械にも適用可能である。 The power supply apparatus of the present invention is applicable not only to injection molding machines but also to other machines such as production machines and industrial machines.

本実施の形態に係る電力供給装置と、電力供給装置を構成する一部の装置である交流直流変換器の回路を示す図であり、その（ア）は電力供給装置と射出成形機の各サーボアンプの接続状態を模式的に示す平面図、その（イ）は、ダイオード整流回路を示す回路図、その（ウ）はＰＷＭコンバータを示す回路図である。It is a figure which shows the circuit of the power supply device which concerns on this Embodiment, and the AC / DC converter which is a one part apparatus which comprises a power supply device, The (a) is each servo of a power supply device and an injection molding machine FIG. 2 is a plan view schematically showing a connection state of amplifiers, (a) is a circuit diagram showing a diode rectifier circuit, and (c) is a circuit diagram showing a PWM converter. 本実施の形態に係る電力貯蔵装置の電力貯蔵回路と制御回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric power storage circuit and control circuit of the electric power storage apparatus which concern on this Embodiment. 本実施の第１の形態に係る電力貯蔵回路の作用を模式的に示す図であり、その（ア）は平滑用コンデンサに電荷を貯蔵する準備段階における回路の動作状態を、その（イ）は電力貯蔵回路に電力を貯蔵する場合の回路の動作状態を、その（ウ）は電力貯蔵回路をアイドリング状態にする場合の回路の動作状態を、その（エ）は貯蔵された電力を正端子と負端子から供給する場合の回路の動作状態を、それぞれ説明する動作説明図である。It is a figure which shows typically the effect | action of the power storage circuit which concerns on this 1st Embodiment, The (a) is the operation state of the circuit in the preparatory stage which stores an electric charge in the smoothing capacitor, The (a) is The operation state of the circuit when power is stored in the power storage circuit, (c) is the operation state of the circuit when the power storage circuit is in the idling state, and (d) is the stored power as the positive terminal. It is operation | movement explanatory drawing explaining the operation state of the circuit in the case of supplying from a negative terminal, respectively. 本実施の形態に係る電力貯蔵回路において、電力を貯蔵するときの各電気部品を流れる電流を示すグラフであり、その（ア）は第１のスイッチを流れる電流を、その（イ）はコイルを流れるコイル電流を、その（ウ）は第５のダイオードを流れる電流を、それぞれ示すグラフである。In the power storage circuit according to the present embodiment, it is a graph showing the current flowing through each electrical component when storing power, (A) is the current flowing through the first switch, (A) is the coil (C) is a graph showing the current flowing through the fifth diode, respectively. 本実施の形態に係る電力貯蔵回路において、射出工程から次の射出工程までの１サイクルにおける、コイル電流の変化を示すグラフである。In the power storage circuit according to the present embodiment, it is a graph showing the change of the coil current in one cycle from the injection process to the next injection process. 本発明の他の実施の形態に係る電力貯蔵回路を示す回路図であり、その（ア）（イ）は、第２、３の実施の形態に係る電力貯蔵回路についての回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric power storage circuit which concerns on other embodiment of this invention, (a) (b) is a circuit diagram about the electric power storage circuit which concerns on 2nd, 3rd embodiment.

Explanation of symbols

１電力供給装置２交流直流変換器
３電力貯蔵装置
４、４ａ、４ｂ電力貯蔵回路
５制御回路７基本回路
Ｐ正端子Ｎ負端子
Ｌコイル
Ｄ１、Ｄ２ダイオード
Ｐ’ 直流電圧源
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３スイッチ
Ｃ１平滑化コンデンサ
ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ４サーボアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply apparatus 2 AC / DC converter 3 Power storage apparatus
4, 4a, 4b Power storage circuit 5 Control circuit 7 Basic circuit P Positive terminal N Negative terminal L Coil D1, D2 Diode P 'DC voltage source SW1, SW2, SW3 Switch C1 Smoothing capacitor SA1, SA2, SA3, SA4 Servo amplifier

Claims

A method of assisting a DC voltage supplied to a servo amplifier that drives a servo motor of an electric injection molding machine and temporarily supplying previously stored power to the servo amplifier,
Between a positive terminal and a negative terminal of the DC voltage, a diode having a forward direction from the negative terminal toward the positive terminal, a coil connected in series via one at each end, the coil Applying a predetermined voltage to both ends of the coil, passing a current from the negative terminal side of the coil to the positive terminal side to store electric power as magnetic energy,
The power supply method of canceling the predetermined voltage and supplying the stored power as a DC voltage between the positive terminal and the negative terminal.

A power supply device that supplies a DC voltage to a servo amplifier of a servo amplifier that drives a servo motor of an electric injection molding machine, the power supply device converting an AC voltage into a DC voltage, and an electric power A power storage device that stores and temporarily supplies the stored power to the servo amplifier;
The power storage device comprises a power storage circuit and a control circuit,
The power storage circuit includes a first circuit and a second circuit,
The first circuit comprises a circuit in which a positive terminal of the DC voltage, a first diode, a coil, a second diode, and a negative terminal of the DC voltage are connected in series, The first and second diodes are connected so that the direction from the negative terminal toward the positive terminal is a forward direction,
In the second circuit, the coil, a predetermined DC voltage source that applies a voltage from the negative terminal side to the positive terminal side of the coil, and at least one switch are connected in series in order. A circuit that bypasses the first and second diodes,
The power supply device of the electric injection molding machine, wherein the switch is driven by a control signal of the control circuit.

3. The power supply device according to claim 2, wherein the second circuit includes the predetermined DC voltage source, the first switch, the coil, the second switch, and the negative terminal in series. Consisting of a circuit connected to
The power supply apparatus for an electric injection molding machine, wherein the first switch and the second switch are driven by a control signal of the control circuit.

4. The power supply device according to claim 3, wherein the predetermined DC voltage source includes a predetermined one-phase output terminal of a three-phase AC power source, a third diode having an anode connected to the output terminal, and one end thereof. An electric injection molding characterized by comprising a circuit comprising a capacitor grounded and the other end connected to the cathode of the third diode, wherein a DC voltage can be obtained between the cathode and ground. Machine power supply device.

3. The power supply device according to claim 2, wherein in the second circuit, the positive terminal, the first switch, the coil, the second switch, and the negative terminal are sequentially connected in series. The predetermined DC voltage source is composed of the positive terminal and the negative terminal,
The power supply apparatus for an electric injection molding machine, wherein the first switch and the second switch are driven by a control signal of the control circuit.

An electric injection molding machine provided with the power supply device according to any one of claims 2 to 5.