能量供給裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分所述特征的用于成型機(jī)的能量供給裝置以及一種具有權(quán)利要求16前序部分所述特征的用于給成型機(jī)供給能量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]成型機(jī)可以是指注射成型機(jī)、壓鑄機(jī)、擠壓機(jī)和諸如此類(lèi)的機(jī)器。
[0003]公知電的軸向運(yùn)動(dòng)通過(guò)能量供給裝置(=提供功率)經(jīng)由DC總線提供。這通過(guò)對(duì)電網(wǎng)輸入電壓和該電網(wǎng)輸入電壓以35 %的附加升高整流成整流值來(lái)進(jìn)行。在功率逆變器內(nèi)，這種DC電壓重新變換成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以便因此驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。經(jīng)由該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)，可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。在具有反饋能力的系統(tǒng)中，能流也可以翻轉(zhuǎn)，以便將儲(chǔ)存在機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)的能量按照相同的路徑重新返回到電網(wǎng)內(nèi).
[0004]供給功率第一針對(duì)名義功率需求和第二針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的最大總峰值功率計(jì)算。例如在壓力注塑機(jī)上在高性能范圍內(nèi)在此引人注目的是，峰值功率與名義功率之間的比例最大為 4: 1。
[0005]因?yàn)楣β誓┘?jí)必須針對(duì)所要產(chǎn)生的最大功率設(shè)計(jì)，所以這種比例要求使用然后不能滿負(fù)荷的大末級(jí).這種情況使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本上升.
[0006]因?yàn)檫^(guò)載僅需由電網(wǎng)提供，所以高的峰值功率收費(fèi)率由電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商結(jié)算.
[0007]概括地說(shuō)，在依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的能量供給裝置中存在以下缺點(diǎn):
[0008]1.能量供給設(shè)備大
[0009]I1.損耗大
[0010]II1.成本高
[0011]IV.利用率差
[0012]V.峰值功率高
[0013]V1.盲功功率需求(Blindleistungsbedarf)大.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于，提供一種用于成型機(jī)的能量供給裝置和一種用于給成型機(jī)供給能量的方法，其中，減小儲(chǔ)能器的容量或減少電網(wǎng)峰值功率的出現(xiàn)。
[0015]該目的在裝置方面通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征和在方法方面利用權(quán)利要求16所述的特征得以實(shí)現(xiàn)。
[0016]這一點(diǎn)通過(guò)如下方式產(chǎn)生:
[0017]為在中間電路上測(cè)量的電壓或在中間電路上測(cè)量的電流確定第一范圍和第二范圍，其中，第二范圍小于第一范圍并完全包含在第一范圍內(nèi)，以及
[0018]在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流離開(kāi)第一范圍時(shí)在數(shù)值方面提高由能量供給網(wǎng)在中間電路上產(chǎn)生的電網(wǎng)功率，而在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流進(jìn)入第二范圍中時(shí)在數(shù)值方面降低電網(wǎng)功率。
[0019]第一和第二范圍可以各自通過(guò)高于或低于極限值或閾值的值給出。這些范圍同樣可以通過(guò)兩個(gè)極限值或閾值之間的值給出。當(dāng)然，也可以想到更復(fù)雜的值范圍.
[0020]表達(dá)方式“在數(shù)值方面提高”可以理解為降低負(fù)的電網(wǎng)功率和提高正的電網(wǎng)功率。
[0021]作為第二范圍小于第一范圍并完全包含在第一范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)可以使用，存在是第一范圍一部分、但不是第二范圍一部分的值以及不存在是第二范圍一部分、但不是第一范圍一部分的值。
[0022]需要注意的是，依據(jù)本發(fā)明的能量供給裝置的調(diào)節(jié)裝置在將所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流調(diào)節(jié)到額定值的意義上不必調(diào)節(jié)在中間電路上施加的電壓或在中間電路上出現(xiàn)的電流.而是在這里在有些更加廣泛的意義上理解調(diào)節(jié)，即，將所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流保持在可接受的范圍內(nèi)。當(dāng)然，盡管如此仍可以附加地控制或調(diào)節(jié)中間電路的參數(shù)例如電壓或電流。
[0023]除另有明確說(shuō)明外，單詞“或者”對(duì)于本專(zhuān)利文獻(xiàn)的目的可以理解成包括，也就是說(shuō)，通過(guò)“或”分開(kāi)的兩個(gè)選項(xiàng)的同時(shí)出現(xiàn)也是可能的。
[0024]本發(fā)明可以使為峰值功率與額定功率的比例小于2: 1設(shè)計(jì)的更小的能量供給系統(tǒng)得到使用。由此在運(yùn)行中可以達(dá)到非常好的利用率。為了符合在技術(shù)上一如既往存在的對(duì)峰值功率的需求，這種需求通過(guò)集成的電儲(chǔ)能器提供.但這種儲(chǔ)能器受其尺寸和電能提供能力限制并且之所以成本更不密集，是因?yàn)閮?chǔ)能器的設(shè)計(jì)和尺寸對(duì)儲(chǔ)能器的制造成本有巨大影響。大部分機(jī)器不在峰值功率范圍內(nèi)運(yùn)行.通過(guò)本發(fā)明可以避免針對(duì)峰值功率范圍調(diào)整儲(chǔ)能器的設(shè)計(jì)，如這一點(diǎn)在現(xiàn)有技術(shù)中還是必需的?？s小和由此帶來(lái)的節(jié)省成本通過(guò)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)。
[0025]因此在本發(fā)明的意義上，附加通過(guò)儲(chǔ)能器提供的電能需求可以在平均的功率曲線圖(Profil)的基礎(chǔ)上計(jì)算。依據(jù)本發(fā)明的成型機(jī)盡管如此仍保證無(wú)瑕疵的功能，因?yàn)閮?chǔ)能器不再能補(bǔ)償?shù)姆逯倒β室部梢酝ㄟ^(guò)能量供給網(wǎng)的附加功率得到補(bǔ)償。
[0026]本發(fā)明的一個(gè)方面存在于這種認(rèn)識(shí)中，S卩，通過(guò)在中間電路上測(cè)量的電壓或在中間電路上測(cè)量的電流可以識(shí)別出所述至少一個(gè)傳動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)功率的大大提尚ο
[0027]這一點(diǎn)同樣適用于所述至少一個(gè)傳動(dòng)裝置的功率的此后的穩(wěn)定。所提出的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)一種滯后效應(yīng)，也就是說(shuō)防止在電網(wǎng)峰值功率釋放后立即限制電網(wǎng)峰值功率(后果將會(huì)是在釋放的與截止的電網(wǎng)峰值功率之間的來(lái)回切換).在重新從能量供給網(wǎng)中提取(或向該能量供給網(wǎng)提供)減少的功率之前取決于情況的時(shí)間間隔的這種存在可以使包括中間電路、成型機(jī)的至少一個(gè)傳動(dòng)裝置和儲(chǔ)能器的系統(tǒng)重新進(jìn)入一種穩(wěn)定的狀態(tài).
[0028]本發(fā)明其他有利的實(shí)施方式在本發(fā)明的從屬權(quán)利要求中限定。
[0029]優(yōu)選可以規(guī)定，調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成為用于在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流低于下極限值時(shí)提高由能量供給網(wǎng)在中間電路上產(chǎn)生的電網(wǎng)功率，而在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流高于下閾值時(shí)降低電網(wǎng)功率，其中，下閾值大于下極限值.在這種情況下要注意的是，在所測(cè)量的電壓是直流電壓或所測(cè)量的電流是直流電流時(shí)，要為測(cè)量值選擇正的約定.在這種實(shí)施方式中，第一范圍通過(guò)大于下極限值的值給出.第二范圍在這種情況下通過(guò)大于下閾值的值給出.
[0030]在設(shè)定向能量供給網(wǎng)反饋電能的能量供給裝置中，同樣可以優(yōu)選規(guī)定，調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成為用于在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流高于上極限值時(shí)提高由中間電路在能量供給網(wǎng)上產(chǎn)生的反饋功率，而在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流低于上閾值時(shí)降低反饋功率，其中，上極限值大于上閾值。
[0031]如果由中間電路在能量供給網(wǎng)上產(chǎn)生功率的話，反饋功率與電網(wǎng)功率相反選擇為正.電網(wǎng)功率也就是說(shuō)通常是反饋功率的負(fù)值。
[0032]在這種實(shí)施方式中，第一范圍通過(guò)低于下極限值的值給出，而第二范圍通過(guò)低于下閾值的值給出。
[0033]當(dāng)然，也可以想到這兩種實(shí)施方式的組合。在這種情況下，第一范圍通過(guò)下極限值與上極限值之間的值形成。第二范圍包含在下閾值與上閾值之間的值。
[0034]本發(fā)明的一種特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式可以通過(guò)如下方式產(chǎn)生，S卩，中間電路具有一一優(yōu)選并聯(lián)的一一中間電路電容器。
[0035]特別是在中間電路具有中間電路電容器的情況下，可以優(yōu)選規(guī)定，測(cè)量?jī)x構(gòu)造成電壓測(cè)量?jī)x和并且所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流是在中間電路上施加的中間電路電壓，其中，中間電路電壓優(yōu)選是在中間電路電容器上施加的電壓.
[0036]為了快速返回至中間電路內(nèi)的穩(wěn)定情況而可以規(guī)定，調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成為用于在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流離開(kāi)第一范圍時(shí)將電網(wǎng)功率在數(shù)值方面提高到最大電網(wǎng)功率上.
[0037]為了在穩(wěn)定運(yùn)行期間也禁止出現(xiàn)昂貴的電網(wǎng)功率峰值而可以規(guī)定，調(diào)節(jié)裝置可以構(gòu)成為用于在所測(cè)量的電壓或所測(cè)量的電流進(jìn)入第二范圍中時(shí)將電網(wǎng)功率在數(shù)值方面限制到能量供給網(wǎng)額定功率的確定的數(shù)倍、優(yōu)選1.1倍上.
[0038]同樣對(duì)具有依據(jù)本發(fā)明的能量供給裝置的成型機(jī)要求保護(hù).
[0039]本發(fā)明優(yōu)選可以在具有至少一個(gè)用于儲(chǔ)存電能的存儲(chǔ)電容器的儲(chǔ)能器上使用.因?yàn)樵谒鰞?chǔ)能器中通過(guò)縮小檢測(cè)容量可以很大地節(jié)省成本。
[0040]儲(chǔ)能器可以實(shí)施在能量供給裝置中或者可以分開(kāi)提供.
[0041]此外可以特別優(yōu)選地規(guī)定，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)電容器的電容大于中間電路電容器的電容。在這里非常特別優(yōu)選的是，存儲(chǔ)電容器的電容以10至30的因子大于中間電路電容器的電容。
【附圖說(shuō)明】
[0042]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)可借助附圖以及所屬的【附圖說(shuō)明】得出。其中:
[0043]圖1示出一個(gè)依據(jù)本發(fā)明的與能量供給網(wǎng)、成型機(jī)的三個(gè)傳動(dòng)裝置以及一個(gè)儲(chǔ)能器連接的能量供給裝置的示意電路圖；
[0044]圖2a和2b示出依據(jù)本發(fā)明的能量供給裝置的第一實(shí)施方式的工作模式的曲線圖和流程圖；以及
[0045]圖3a和3b示出關(guān)于依據(jù)本發(fā)明的能量供給裝置的第二實(shí)施方式的曲線圖和流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1示出一個(gè)依據(jù)本發(fā)明的能量供給裝置1的示意圖，該能量供給裝置在與傳動(dòng)裝置3連接的狀態(tài)下用于向其供給電能.能量供給裝置1與成型機(jī)的多個(gè)傳動(dòng)裝置3、能量供給網(wǎng)4以及儲(chǔ)能器5連接。與能量供給裝置連接的傳動(dòng)裝置3的數(shù)量對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)不重要.為連接能量供給裝置1的中間電路2，該能量供給裝置具有與中間電路2連接的電網(wǎng)連接模塊11。電網(wǎng)連接模塊11此外可與能量供給網(wǎng)4連接，其中，圖1中示出連接狀態(tài)。在能量供給網(wǎng)4與電網(wǎng)連接模塊11之間連接有物理開(kāi)關(guān)15 (主開(kāi)關(guān))、電網(wǎng)濾波器16以及電網(wǎng)扼流圈17。
[0047]電網(wǎng)連接模塊11具有用于對(duì)由能量供給網(wǎng)4提供的交流電壓進(jìn)行整流的整流器12。同樣設(shè)有逆變器13，該逆變器可以從中間電路2內(nèi)的直流電壓產(chǎn)生交流電壓。這可以使電能從中間電路2向能量供給網(wǎng)4反饋。不僅整流器12而且逆變器13均與中間電路2的中間電路電容器8并聯(lián)連接。
[0048]在整流器12與逆變器13之間的分離用于更加簡(jiǎn)單地示出示意圖。在實(shí)際的使用時(shí)，這些元件通常在唯一一個(gè)構(gòu)件內(nèi)實(shí)現(xiàn)(電網(wǎng)反饋因此通過(guò)一個(gè)或多個(gè)IGBT構(gòu)成).
[0049]同樣與中間電路電容器8并聯(lián)連接有用于成型機(jī)的多個(gè)傳動(dòng)裝置3的受控制或調(diào)節(jié)的功率逆變器14。功率逆變器14將從中間電路2中提取的直流電壓轉(zhuǎn)換成用于使傳動(dòng)裝置3運(yùn)行的交流電壓。最后，儲(chǔ)能器5與中間電路電容器8并聯(lián)連接。儲(chǔ)能裝置5具有至少一個(gè)——與中間電路電容器8并聯(lián)連接的——用于儲(chǔ)存電能的電容器。其總電容象征性地通過(guò)一個(gè)電容器9示出。能量供給裝置1除此之外具有一個(gè)用于測(cè)量中間電路電壓UZK的電壓測(cè)量?jī)x6。電壓測(cè)量?jī)x6的測(cè)量值輸送到調(diào)節(jié)裝置7。調(diào)節(jié)裝置7基于該測(cè)量值調(diào)節(jié)整流器12和逆變器13。下面聯(lián)系圖2a和2b以及3a和3b說(shuō)明調(diào)節(jié)裝置7的工作模式.
[0050]通過(guò)圖1所示的設(shè)置可以給傳動(dòng)裝置3供給電能。
[0051]在圖2a中示出兩個(gè)曲線圖，其中，第一曲線圖示出中間電路電壓UZK的假定歷程，而第二曲線圖示出在一個(gè)周期期間被傳動(dòng)裝置3消耗的全部功率的假定歷程，稱(chēng)為PMcitOTZyklus。正如從這兩個(gè)曲線圖的歷程中可看到的那樣，在這種情況下，由于傳動(dòng)裝置3消耗的高功率，中間電路電壓UZK塌陷。
[0052]調(diào)節(jié)裝置7在這種情況下的行動(dòng)方式現(xiàn)在借助圖2b中的流程圖進(jìn)