[發明專利]一種機床能量回收系統

有效

• 申請號: 201010197265.7
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101867206A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 陶緒財;曹華軍;劉飛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02P3/18
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 梁展湖;張先蕓

技術領域

本發明涉及機械制造業中，在具有電機和旋轉機床主軸的機械加工式機床中使用的機床能量回收系統。

背景技術

目前節能、低碳已成為21世紀最熱的主題詞，節能降耗已經被各行各業作為重點研究對象。在我國電機耗電量占我國總發電量的一半左右，其中有很可觀的一部分電機容量都被作為機械加工機床動力源。但是機床在工作過程中，不是每時每刻機床主軸都處于加工狀態，在工件加工的間隙，會產生空轉現象，空轉又稱空載，很多機床又不適合于頻繁啟停，因為很多機床在啟動后的開始段時間內功耗最大，隨著運轉功耗將逐漸減小，最后趨于穩定，加之很多機床頻繁啟動其壽命將會受到一定影響，這樣為節約能源且兼顧機床壽命，機床的空轉是難以避免的，如此便會造成能量的不必要損耗。同時機床在每次制動過程中都會有動能被無謂地損耗掉，特別是對于頻繁啟停的機床，這部分無謂損耗的能量就相當可觀；故如何設計一種可回收利用機床的多余損耗能源的裝置，達到節約能源的目的，就成為本技術領域有待解決的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，怎樣提供一種可以回收機床多余損耗能源的機床能量回收系統。

為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案：

一種機床能量回收系統，其特點在于，包括空載能量回收裝置，所述空載能量回收裝置包括蓄電池、電機能量轉化裝置、空載檢測裝置；所述電機能量轉化裝置包括設置在電機軸上的電機軸繞組線圈，與電機軸繞組線圈對應設置的永磁體，所述電機軸繞組線圈與蓄電池串聯成空載充電電路；所述空載檢測裝置包括電機空載檢測電路和主軸空載檢測電路，所述電機空載檢測電路用于檢測到電機電路工作時，令空載充電電路中對應位置處的開關元件自動接通，所述主軸空載檢測電路用于檢測到主軸沒有扭矩時，令空載充電電路中對應位置處的開關元件自動接通并將空載充電電路的交流電流轉化為直流電流。

申請人研究發現，機床電機的最佳運行效果是在額定負載下運行，而機床在空載的時候電機的運行功率大約為額定功率的50％左右，此時電機效率極為低下，造成大量能量損耗和浪費。故申請人設計了上述技術方案，增加電機輸出端的負載，提高電機運行效率，將機床空載時電機損耗浪費的部分能量轉化收集存儲起來，達到回收機床空載時的多余損耗能源的目的。上述技術方案中，采用電機空載檢測電路來檢測電機電路是否工作，采用主軸空載檢測電路檢測主軸是否存在扭矩，當檢測到電機電路在工作的同時主軸不存在扭矩，則表明此時機床處于空載狀況。此時使空載充電電路自動接通，所述電機軸繞組線圈隨電機軸轉動切割與其對應設置的永磁體磁場磁感線，產生電流，進而將產生的電能通過充電電路儲存到蓄電池中。這樣就達到了回收機床多余損耗能源的目的。

作為上述技術方案中，所述電機空載檢測電路的一種優化設計形式，其結構為包括一個用于檢測電機電路電流的電流互感器，所述電流互感器與一個二極管、一個放大器以及一個常開式電磁繼電器的電磁鐵串聯為電機檢測電路作為繼電器控制端回路；所述常開式電磁繼電器的工作回路端開關串聯入空載充電電路。這樣，當電機在工作時，電流互感器感應到電機電路中的交流電，會產生互感電流，該互感電流是與電機電路電源頻率相同的交流電，互感電流通過放大器和二極管轉換為比較大的單向電流。使得常開式電磁繼電器的電磁鐵通電后產生磁場，并吸附銜鐵導致工作回路端的常開開關閉合。使空載充電電路接通。這樣，具有結構簡單，檢測方便準確的優點。當然具體實施時，也還可以采用其他公知結構的電機空載檢測電路。只需使其能夠檢測電機是否在工作，并在電機工作時通過開關保證空載充電電路的接通即可。