BR112012023208B1

BR112012023208B1 - aparelho para a determinação de peso de carga e método para a determinação de peso de carga para guincho elétrico de corrente.

Info

Publication number: BR112012023208B1
Application number: BR112012023208-8A
Authority: BR
Inventors: Kazuhiro Nishikawa
Original assignee: Kito Corporation
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2021-01-12
Also published as: WO2011118641A1; JP5474624B2; CN102811939B; JP2012162327A; KR20130001225A; BR112012023208A2; ES2702100T3; EP2551235A4; CN102811939A; CA2791679C; US8844378B2; CA2791679A1; EP2551235A1; KR101368162B1; US20120325021A1; EP2551235B1

Abstract

APARELHO PARA A DETERMINAÇÃO DE PESO DE CARGA E MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DE PESO DE CARGA PARA GUINCHO ELÉTRICO DE CORRENTE A invenção provê um aparelho para a determinação do peso de carga e um método para a determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente, que são capazes de determinar um peso de carga a partir de uma corrente elétrica de torque do guincho elétrico de corrente, com alta precisão de dentro de um período de tempo curto após o início de uma operação de levantamento. O aparelho para a determinação do peso de carga é para uso em um guincho elétrico de corrente apresentando um motor de levantamento-abaixamento (12) e um controlador de inversão (11). O motor de levantamento-abaixamento (12) gira uma roldana (15) para enrolar e desenrolar uma corrente (16) acoplada à roldana (15). O aparelho para a determinação do peso de carga contém um elemento detector de corrente elétrica (21) que detecta uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento (12) pelo controlador de inversão (11), e uma unidade de determinação de peso de carga (20). Uma corrente elétrica de torque é calculada a partir da corrente elétrica do motor detectada pela unidade de determinação de peso (...).

Description

APARELHO PARA A DETERMINAÇÃO DE PESO DE CARGA E MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DE PESO DE CARGA PARA GUINCHO ELÉTRICO DE CORRENTE.

Campo Técnico:

A presente invenção refere-se a um aparelho para a determinação de peso de carga e a um método para a determinação de peso de carga que são capazes de determinar o peso de uma carga levantada por um guincho elétrico de corrente guincho elétrico de corrente contendo um motor de levantamento-abaixamento acionado por inversão, com alta precisão e em um período de tempo curto apos o início da operação.

Antecedentes da Técnica:

A Fig. 1 é um diagrama mostrando a estrutura geral de um guincho elétrico de corrente acionado por inversão. Como mostrado na figura, o guincho elétrico de corrente contém, um controlador de inversão (11), um motor de levantamento-abaixamento (12), um redutor de velocidade (13) , e uma caixa de controle (14). A caixa de controle (14) apresenta um botão de levantamento (14a) e um botão de abaixamento (14b), que são interruptores de pressão de duas etapas. Quando o botão de levantamento (14a) é pressionado para uma primeira etapa, a caixa de controle (14) produz um sinal de levantamento de baixa velocidade para o controlador de inversão (11) . Quando o botão de levantamento (14a) é pressionado para uma segunda etapa, a caixa de controle (14) produz um sinal de levantamento de alta velocidade para o controlador de inversão (11). Quando o botão de abaixamento (14b) é pressionado para uma primeira etapa, a caixa de controle (14) produz um sinal de abaixamento de baixa velocidade para o controlador de inversão (11). Quando o botão de abaixamento (14b) é pressionado para uma segunda etapa, a caixa de controle (14) produz um sinal de abaixamento alta velocidade para o controlador de inversão (11) .

Ao receber o sinal de levantamento de baixa velocidade, o sinal de levantamento de alta velocidade, o sinal de abaixamento de baixa velocidade, e o sinal de abaixamento de alta velocidade da caixa de controle (14), o controlador de inversão (11) alimenta o motor de levantamento-abaixamento (12) com energia elétrica de levantamento de baixa velocidade, energia elétrica de levantamento de alta velocidade, energia elétrica de abaixamento de baixa velocidade, e energia elétrica de abaixamento de alta velocidade, respectivamente, de freqüência determinada, fazendo com que assim o motor de levantamento-abaixamento (12) gire para frente ou para trás a baixa ou alta velocidade. Conseqüentemente, uma roldana (15) gira para frente ou para trás a baixa ou alta velocidade, por meio do redutor de velocidade (13), e uma corrente (16) acoplada à roldana (15) é enrolada ou desenrolada a baixa ou alta velocidade. Desta forma, uma carga (18) suspensa pela extremidade inferior da corrente (16) por meio de um gancho (17) é levantada ou abaixada a baixa ou alta velocidade.

No guincho elétrico de corrente descrito acima, uma corrente elétrica (doravante chamada de "corrente eletrica do motor") fornecida pelo controlador de inversão (11) para o motor de levantamento-abaixamento (12) pode ser dividida em uma corrente elétrica de excitação (uma corrente elétrica necessária para gerar um fluxo magnético) e uma corrente elétrica de torque (uma corrente elétrica proporcional ao torque de carga), como mostrado na Fig. 2, por um vetor de operação baseado na freqüência de saída e na fase da corrente elétrica para cada fase em relação à voltagem de saída. Da mesma forma, a magnitude do peso da carga (18) pode ser determinado com alta precisão a partir do valor da corrente elétrica de torque detectando-se uma corrente elétrica do motor e dividindo a corrente elétrica do corrente elétrica do motor em uma corrente elétrica de excitação e uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor.

A este propósito, a magnitude do peso da carga pode ser determinado substancialmente com precisão a partir do valor da corrente elétrica de torque no caso de uma corda de içar acionada eletricamente como descrito na Literatura Patentária 2, no entanto a determinação do peso da carga não pode ser realizada com precisão no caso do guincho elétrico de corrente pelas razões a seguir. 0 guincho elétrico de corrente enrola e desenrola, por uma roldana poligonal (15), uma corrente (16) apresentando elos verticais (1.6a) e elos horizontais (16b) da mesma configuração substancialmente oval, que são alternadamente unidas entre si. Com esta estrutura, o torque de carga varia mesmo para o mesmo peso de carga, e o valor da corrente elétrica de torque varia periodicamente, o que torna impossível a realização da determinação precisa do peso da carga. Como mostrado na Fig. 3, a posição da linha central (A, B) da corrente (16), isto é, o centro do peso de carga, se desloca em afastamento do e na direção do centro de rotação da roldana (15) dentro de uma faixa predeterminada ∆L de acordo com o ângulo de rotação da roldana (15) . Em resposta ao deslocamento do centro do peso da carga em afastamento e na direção do centro de rotação da roldana (15), o torque de carga aplicado à roldana (15) varia dentro de uma faixa predeterminada. A variação do torque de carga causa uma variação no valor da corrente elétrica fornecida para o motor de levantamento-abaixamento (12) proveniente do controlador de inversão (11) . Deve ser observado que o símbolo de referência (Lc) na Fig. 3 indica um comprimento da corrente (16) correspondendo a um elo desta.

A Fig. 4 é um gráfico mostrando a alteração da corrente elétrica de torque durante uma operação de levantamento de baixa velocidade do guincho elétrico de corrente. A curva (A) permite a alteração da corrente elétrica de torque para um peso de carga predefinido (carga; 1,0 W) , isto é, (corrente elétrica/corrente elétrica predefinida [%]), e a curva (B) mostra a alteração da corrente elétrica de torque para um peso da carga predefinido x 1,08 (1,08 W). A Fig. 5 é um gráficc mostrando a alteração da corrente elétrica de torque durante uma operação de levantamento de alta velocidade do guincho elétrico de corrente. A curva (A) mostra a alteração da corrente elétrica de torque para um peso da carga predefinido (1,0 W), isto é, (corrente elétrica/corrente elétrica classificada [%]), a curva (B) mostra a alteração da corrente elétrica de torque para um peso da carga predefinido x 1,08 (1,08 W) . É requerido que uma máquina de içar elétrica levante com segurança quando o peso de carga não está em excesso do peso da carga predefinido e para interromper automaticamente a operação de levantamento-abaixamento quando o peso da carga exceder em 1,08 vezes o peso da carga predefinido. Quando a diferença entre o peso da cargas a ser determinado é pequena como dito acima, a variação de carga devida à roldana poligonal do guincho elétrico de corrente se torna maior que a variação de carga devida à variação no peso da carga, de tal forma que é impossível se distinguir entre uma carga de 1,0 W e uma carga de 1,08 W. Mesmo durante uma operação de levantamento de baixa velocidade, é impossível se distinguir entre uma carga de 1,0 W e uma carga de 1,08 W no momento do início da operação.

[Lista de Citações] [Literatura Patentária]

[ PTL 1] Publicação do pedido de Patente Japonês n° 2009-29590.

[PTL 2] Publicação do pedido de Patente Japonês n° Hei 11-246184

[Sumário da Invenção] [Problema Técnico]

A presente invenção foi desenvolvida tendo em vista as circunstâncias descritas acima. Um objetivo da presente invenção é o de prover um aparelho para a determinação do peso de carga e um método para a determinação do peso de carga por um guincho elétrico de corrente, que são capazes de determinar um peso de carga a partir da corrente elétrica de torque do guincho elétrico de corrente com alta precisão e em um período de tempo curto após o início da operação de levantamento.

[Solução do Problema]

De maneira a solucionar o problema descrito acima, a presente invenção provê um aparelhp para a determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente apresentando um motor de levantamento-abaixamento e um controlador de inversão fornece energia elétrica de acionamento para o motor de levantamento-abaixamento. O motor de levantamento-abaixamento gira uma roldana para enrolar e desenrolar uma corrente acoplada à roldana. O aparelho para a determinação do peso de carga contém um meio de detecção de corrente elétrica do motor que detecta uma corrente elétrica do motor fornecida para o motor de levantamento-abaixamento pelo controlador de inversão, meios para o cálculo da corrente elétrica de torque para calcular uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor pela corrente elétrica do motor detectada, meio para calcular o valor médio de deslocamento da corrente elétrica de torque que calcula sucessivamente uma média da corrente elétrica de torque calculada durante um último período de tempo predeterminado de acordo com uma velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente, e meio para avaliar o peso da carga avaliando se ou não um valor de peso da carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso predeterminado da carga por comparação do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento com um limite definido.

Além disto, no aparelho para a determinação do peso de carga descrito acima para o guincho elétrico de corrente de acordo com a presente invenção, o período de tempo predeterminado do meio para o cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento é calculado pelo meio para o cálculo da variação do ciclo da corrente elétrica de torque variation que calcula um ciclo de variação da corrente elétrica de torque do guincho elétrico de corrente.

Além disto, no aparelho para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente descrito acima de acordo com a presente invenção, o meio para o cálculo do ciclo de variação da corrente elétrica de torque pode calcular um ciclo de variação da corrente elétrica de torque durante levantamento de alta velocidade e um ciclo de variação da corrente elétrica de torque durante levantamento de baixa velocidade, e o meio para o cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento pode calcular uma corrente elétrica de torquemédia em deslocamento durante o levantamento de alta velocidade e uma corrente elétrica de torque média em deslocamento durante o levantamento de baixa velocidade. C meio de avaliação do peso de carga define diferentes limites respectivamente para o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade e avalia se ou não um valor de peso da carga levantado está em excessc em relação a um valor de sobrepeso de carga predeterminado durante o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade, respectivamente.

Em adição, a presente invenção provê um método para e determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente apresentando um motor de levantamento-abaixamento e um controlador de inversão que fornece energia elétrica de acionamento para o motor de levantamento-abaixamento. O motor de levantamento-abaixamento, gira uma roldana para enrolar e desenrolar uma corrente acoplada à roldana. O método para a determinação do peso de carga compreende a detecção de uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento pelo controlador de inversão, cálculo de uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor da corrente elétrica do motor detectada, cálculo sucessivo de uma média da corrente elétrica de torque durante o último período de tempo predeterminado de acordo com uma velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente de maneira a se obter um valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento, e comparação do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento com um limite definido para se avaliar se ou não um valor de peso da carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso de carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso da carga.

Além disto, de acordo com o método para a determinação do peso de carga descrito acima para o guincho elétrico de corrente, . um período de tempo necessário para enrolar um comprimento da corrente correspondendo a 2 elos da corrente é calculado a partir de uma velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente de maneira a se determinar o período de tempo predeterminado para o cálculo de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento.

Além disto, de acordo com o método para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente, o cálculo de uma corrente elétrica de torque é realizado durante o levantamento de alta velocidade e durante o levantamento de baixa velocidade, respectivamente, e o período de tempo predeterminado para o cálculo do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento é definido respectivamente para o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade. O cálculo de um valor, da corrente elétrica de torque médio em deslocamento é realizado durante o levantamento de alta velocidade e durante o levantamento de baixa velocidade, respectivamente. O valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento durante o levantamento de alta velocidade e um limite definido são comparados entre si para se avaliar se ou não um peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso de carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso da carga, e o valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento durante o levantamento de baixa velocidade e um limite definido são comparados entre si para se avaliar se ou não um peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso de carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso da carga.

Além dsito, de acordo com o método para a determinação do peso de carga descrito acima para o guincho elétrico de corrente, a determinação do peso da carga durante o levantamento de alta velocidade realizada após o término do início da corrente elétrica de torque, e a determinação do peso da carga durante o levantamento de baixa velocidade é realizado antes do térmico do início da corrente elétrica.

[Efeitos Vantajosos da Invenção]

A presente invenção realiza a determinação do peso da carga pelo cálculo de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento de uma corrente elétrica de torque variável de um guincho elétrico de corrente. Mais especificamente, um valor da corrente elétrica de torque médio durante um último periodo de tempo necessário para enrolar um comprimento de uma corrente correspondendo a 2 elos da corrente é sucessivamente calculado para se obter um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento, e o valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento é comparado com um limite predefinido de maneira a se realizar a determinação do peso da carga. Desta forma, um peso da carga pode ser determinado com alta precisão e em um periodo de tempo curto após o inicio de uma operação de levantamento do guincho elétrico de corrente.

[Breve Descrição dos Desenhos]

A Fig. 1 é um diagrama mostrando a estrutura geral de um guincho elétrico de corrente acionado por inversão.
A Fig. 2 é um gráfico mostrando a relação entre a corrente elétrica de excitação e a corrente elétrica de torque de uma corrente elétrica do motor do guincho elétrico de corrente.
A Fig. 3 é um diagrama mostrando da maneira pela qual a linha central de uma corrente oscila em resposta à rotação de uma roldana do guincho elétrico de corrente.
A Fig. 4 é um gráfico mostrando a alteração da corrente elétrica de torque durante uma operação de levantamento de baixa velocidade do guincho elétrico de corrente.
A Fig. 5. é um gráfico mostrando a alteração da corrente elétrica de torque durante uma operação de levantamento de alta velocidade do guincho elétrico de corrente.
A Fig. 6 é um gráfico mostrando a variação da corrente elétrica de torque e a variação da velocidade de levantamento durante o levantamento de baixa velocidade.
A Fig. 7 é um gráfico mostrando the variação da corrente elétrica de torque e a variação da velocidade de levantamento durante o levantamento de alta velocidade.
A Fig. 8 é um gráfico mostrando a alteração da corrente elétrica de torque média durante o levantamento de baixa velocidade.
A Fig. 9 é um gráfico mostrando a alteração da corrente elétrica de torque média durante o levantamento de alta velocidade.
A Fig. 10 é um fluxograma mostrando o fluxo do processamento da determinação do peso da carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com a presente invenção.
A Fig. 11 é um diagrama mostrando a estrutura geral de um guincho elétrico de corrente acionado por inversão contendo um aparelho para a determinação do peso de carga de acordo com a presente invenção.

[Descrição das Realizações] [Exemplo 1]

As realizações da presente invenção serão explicadas abaixo em detalhes. A estrutura geral de um guincho elétrico de corrente no qual o aparelho para a determinação do peso de carga e o método para a determinação do peso de carga de acordo com a presente invenção são implementados é a mesma que a mostrada na Fig. 1, e, por esta razão, ilustração e explicação desta são omitidas. Em um guincho elétrico de corrente como mostrado na Fig. 1, uma corrente elétrica do motor fornecida para um motor de levantamento-abaixamento (12) por um controlador de inversão (11) pode ser dividida em uma corrente elétrica de excitação e uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor, como mostrado na Fig. 2. A corrente elétrica de torque é proporcional à carga no motor de levantamento-abaixamento (12) (isto é, a magnitude do peso da carga (18) levantada neste caso) . Desta forma, é possível se determinar se ou não o guincho elétrico de corrente está sobrecarregado pela comparação da corrente elétrica de torque com um valor permitido definido (limite) para o guincho elétrico de corrente de maneira a se avaliar se ou não a corrente elétrica de torque está em excesso em comparação com o limite.

No que diz respeito ao peso de uma carga levantada pelo guincho elétrico de corrente, é requerido que guincho elétrico de corrente levante com segurança quando o peso da carga não está em excesso do peso da carga predefinido (carga predefinida) e para interromper automaticamente a operação de levantamento quando o peso da carga excede em 1,08 vezes o peso da carga predefinido. A este propósito, no entanto, a corrente elétrica de torque durante uma operação de levantamento do guincho elétrico de corrente varia periodicamente mesmo para o mesmo peso da carga, como mostrado nas Figs. 4 e 5, de tal forma que um limite apropriado não pode ser estabelecido entre um peso da carga predefinido (1,0 W) no qual a carga em questão deve ser levantada e um peso da carga (1.08 W) no qual o levantamento deve ser desabilitado. No momento do inicio de uma operação de levantamento, em particular, a corrente elétrica de torque quando o peso da carga é de 1,0 W e a corrente elétrica de torque quando o peso da carga é de 1,08 W estão em uma faixa na qual as correntes elétricas de torque se sobrepõem entre si. Da mesma forma, é impossível se realizar uma determinação precisa do peso da carga com base na corrente elétrica de torque.

A propósito, a variação da corrente elétrica de torque e a variação da velocidade de levantamento durante o levantamento de baixa velocidade e durante o levantamento de alta velocidade são como mostradas nas Figs. 6 e 7, respectivamente. Será entendido a partir das figuras que a velocidade varia em um ciclo (T) predeterminado (Tdl, Tdh) durante tanto o levantamento de baixa velocidade quanto o levantamento de alta velocidade e que a corrente elétrica de torque varia no mesmo ciclo (T) (Tdl, Tdh) conforme a variação da velocidade. O ciclo (T) coincide com um período de tempo necessário para enrolar um conjunto de um elo vertical (16a) e um elo horizontal (16b) pela roldana (15) . A este propósito, os valores médios de corrente elétrica em deslocamento baseados no ciclo (T) são mostrados pelas curvas (C) e (D) nas Figs. 8 e 9. Mais especificamente, a curva (C) mostra a corrente elétrica de torque média em deslocamento quando o peso da carga é de 1,0 W, e a curva (D) mostra a corrente elétrica de torque média em deslocamento quando o peso da carga é de 1,08 W. Como mostrado nas Figs. 8 e 9, as curvas (C) e (D) são claramente separadas entre si, exceto por um período de tempo predeterminado a partir do momento do inicio da operação de levantamento. Desta forma, a definição de um limite predeterminado entre as duas curvas (C) e (D) torna possível a determinação com alta precisão de se ou não a carga no motor de levantamento-abaixamento (12), isto é, o peso da carga (18), está em excesso em relação ao limite.

Aqui, é preciso explicar o método de cálculo do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento mostrado na Fig. 8, que mostra uma alteração dos valores das correntes elétricas de torque médios em deslocamento durante o levantamento de baixa velocidade. Assumindo o seguinte: (F) é a freqüência de saída (Hz) do controlador de inversão (11) ; (P) é o número de pólos do motor de levantamento-abaixamento (12); e é o fator de deslizamento do motor de levantamento-abaixamento (12); (N) é o número de revoluções (rpm) do motor de levantamento-abaixamento (12); (S) é o número de revoluções (rpm) da roldana (15); (M) é a razão de redução de velocidade do redutor de velocidade (13); (K) é o número de.ângulos da roldana (15); e (T) é a duração do tempo (sec) necessário para enrolar um comprimento 2Lc da corrente correspondente a 2 elos de corrente. Com isto, as seguintes expressões são fornecidas:
N = 120 x F/Px(1-e) (1)
S = NxM (2)
T = 60/S/K (3)

A partir das expressões (1), (2) e (3), a seguinte expressão é obtida:
T = P/{2xFx(1-e)xMxK} (4)

Assumindo que F = 5 Hz (freqüência de saída durante o levantamento de baixa velocidade), P = 4, e = 0,05, M = 0,06, e K = 5, o ciclo (T) de variação é de 1,404 segundos de acordo com a expressão (4). Assumindo que os valores das correntes elétrica de torque são cada uma calculada (amostrada) a cada 10 milissegundos por uma operação de vetor do controlador de inversão (11) e que um número predeterminado dos últimos valores da corrente elétrica de torque assim amostrados são armazenados em uma memória enquanto são atualizados. Uma média dos últimos 141 (1,404/0,010 = 140,4) valores da corrente elétrica de torque destes armazenados na memória é calculada de maneira a se determinar um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento. A Fig. 8 é um gráfico mostrando os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento sucessivamente calculados a toda vez que um valor da corrente elétrica de torque é calculado (amostrado) (a cada 10 milissegundos). Deve ser observado que um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento durante um periodo de tempo menor que o ciclo (T) de variação (1,404 segundo) a partir do momento do inicio do levantamento é também calculado dividindo a soma total dos valores da corrente elétrica de torque obtidos a partir do inicio do levantamento por um número (141) obtido pela divisão do ciclo (T) de variação pelo intervalo de amostragem (10 milissegundos).

O que se segue é uma explicação do método de cálculo dos valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento mostrado na Fig. 9, que mostra uma alteração dos valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento durante o levantamento de alta velocidade. Os valores da corrente elétrica de torque são calculados (amostrados) a cada 10 milissegundos por uma operação de vetor do controlador de inversão (11), e um número predeterminado dos últimos valores da corrente elétrica de torque assim amostrados são armazenados em uma memória enquanto sendo atualizados. Assumindo que F = 60 Hz (freqüência de saída durante o levantamento de alta velocidade), P = 4, e = 0,05, M = 0,06, e K = 5, o ciclo (T) de variação é de 0,117 segundos de acordo com a expressão (4). Uma média dos últimos 12 (0,117/0,010 = 11,7) valores da corrente elétrica de torque dos armazenados na memória é calculada de maneira a se determinar um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento. A Fig. 9 é um gráfico mostrando valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento calculados sucessivamente todas as vezes que um valor da corrente elétrica de torque é calculado (amostrado) (a cada 10 milissegundos) . Deve ser observado que um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento durante um periodo de tempo menor que o ciclo (T) de variação (0,117 segundos) a partir do momento do inicio do levantamento é também calculado dividindo a soma total dos valores da corrente elétrica de torque obtidos a partir do inicio do levantamento por um número (12) obtido pela divisão do ciclo (T) de variação pelo intervalo de amostragem (10 milissegundos).

Entre os guinchos elétricos de corrente acionados por inversão, recentemente foi proposto um guincho elétrico de corrente no qual uma corrente elétrica do motor fornecida para um motor de levantamento-abaixamento (12) por um controlador 'de inversão (11) é dividida em uma corrente elétrica de excitação e uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor, como mostrado na Fig. 2, e uma compensação de voltagem é feita de forma a suprir uma corrente elétrica do motor correspondendo à carga (peso da carga (18)), possibilitando assim um alto torque a ser obtido a baixa velocidade. Neste guincho elétrico de corrente, o controlador de inversão (11) é provido com a função de detecção de uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento (12) e dividindo a corrente elétrica do motor em uma corrente elétrica de excitação e uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor. Desta forma, o controlador de inversão (11) é automaticamente provido com a função de calcular um ciclo (T) da variação da corrente elétrica de torque pelas equações (1) a (4) descritas acima, a função de calcular um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento durante um período de tempo correspondendo ao ciclo (T), e a função de determinar o peso da carga pela comparação do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento com um limite definido para, desta forma, determinar se ou não o peso da carga (18) é um sobrepeso da carga. Assim fazendo, é possível se realizar a determinação do peso da carga com alta precisão em um periodo de tempo curto.

No que diz respeito aos valores de torque médios em deslocamento obtidos durante o levantamento de alta velocidade mostrado na Fig. 9, a curva (C) representa os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento para 1,0 W que excedem o valor da região plana da curva (D) que representa os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento para 1,08W no momento do inicio do levantamento. No que diz respeito aos valores médios de torque em deslocamento obtidos durante o levantamento de baixa velocidade mostrado na Fig. 8, a curva (C) representa os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento para 1,0 W que não excedem o valor da região plana (região estável) da curva (D) que representa os valores da corrente elétrica de torque, médios em deslocamento para 1,08 W mesmo no momento do inicio do levantamento. Desta forma, o limite é definido para um valor entre um valor que é - uma quantidade menor predeterminada que a região plana (região estável) da curva (D) e o valor mais alto da curva (C) , que representa valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento para 1,0 W. Assim fazendo, mesmo quando a corrente elétrica inicial ainda não finalizou desde o inicio do levantamento, o valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento isrá exceder o limite, desde que o peso da carga não esteja acima de 1,0 W, e não haja qualquer possibilidade de confundir um peso da carga de 1,0 W com um sobrepeso da carga. Para o levantamento de alta velocidade, por outro lado, a determinação do peso de carga é iniciada após ter passado um tempo predeterminado (Tnh) a partir do momento do inicio do levantamento. Assim fazendo, não há qualquer possibilidade de confundir uma carga de 1,0 W com um sobrepeso de carga.

Embora no exemplo descrito acima seja utilizado um ciclo do ciclo (T) de variação como base par ao cálculo de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento, se um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento calculado com base em uma integral múltipla do ciclo (T) de variação for utilizado, os valores da corrente elétrica de torque são adicionalmente atenuados, e a precisão da determinação é aumentada. Com este método, entretanto, a detecção de sobrecarga leva um tempo mais longo que o método utilizando um ciclo (T) de variação como base para o cálculo. Desta forma, é melhor se utilizar como critério para a determinação de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento por um periodo de tempo correspondendo a um ciclo (T) de variação.

Nas expressões descritas acima (1) a (4), o ciclo (T) de variação é calculado e ajustado com base em uma freqüência de saída que o controlador de inversão (11) produz para o motor de levantamento-abaixamento. A este propósito, um ciclo de variação pode ser calculado pela medição do número de revoluções do eixo de saída do motor de levantamento-abaixamento (12) , ou o número de revoluções da roldana (15) , ou o número de revoluções do eixo de engrenagem ou semelhante do redutor de velocidade (13), ou medindo seqüencialmente um periodo de tempo necessário enrolar um comprimento da corrente (16) correspondendo a 2 elos da corrente (16). Entretanto, o método para o cálculo do número de revoluções do motor de levantamento-abaixamento (12) a partir da freqüência de saída fornecida para o guincho elétrico é simpler e fácil e tem precisão suficientemente alta. Alternativamente, o método a seguir pode ser adotado. Os ciclos de variação correspondendo a velocidades predefinidas no guincho elétrico de corrente são armazenados em uma memória, e um ciclo de variação correspondendo a uma velocidade de comando é lido a partir da memória e definido como um ciclo (T) de variação a ser utilizado (um periodo base para o cálculo de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento: número de amostragens utilizado para o cálculo da média).

A Fig. 10 é um fluxograma mostrando o fluxo de processamento da determinação do peso da carga descrita acima. Primeiramente, a fonte de energia do guincho elétrico de corrente é ligada. Na etapa (STl), um ciclo de variação (Tdh) de alta velocidade, que é um ciclo de variação de corrente elétrica de torque em uma operação a alta velocidade, e um ciclo de variação (Tdl) de baixa velocidade, que é um ciclo de variação da corrente elétrica de torque em uma operação a baixa velocidade, são calculados de acordo com as expressões descritas acima (1) a (4) e definidos. Então, o processo prossegue para a etapa (ST2) . Na etapa (ST2) , é avaliado se ou não há um sinal da operação de levantamento proveniente da caixa de controle (14). Se "Sim" for a resposta, o processo prossegue para a etapa (ST3) . Se "Não" for a resposta na etapa (ST2), é preferível se redefinir um número predeterminado dos valores da corrente elétrica de torque amostrados e armazenados na memória. Na etapa (ST3), a amostragem da corrente elétrica de torque (medição e cálculo) é iniciada, e então o processo prossegue para a etapa (ST4). Nâ etapa (ST4), é avaliado se o sinal da operação é um sinal de uma operação de alta velocidade ou um sinal de operação de baixa velocidade. Se o sinal de operação for um sinal de operação de baixa velocidade, o processo prossegue para a etapa (ST5) . Se o sinal de operação for um sinal de operação de alta velocidade, o processo prossegue para a etapa (ST8).

Na etapa (ST5), é calculado um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento (Dl) com base no ciclo (T) de variação de baixa velocidade (dl), e o processo prossegue para a etapa (ST6). Na etapa (ST6), é avaliado se ou não o tempo da operação de baixa velocidade excedeu a corrente elétrica de inicio da baixa velocidade ignorando o periodo (Tnl) (ver Fig. 8) (operação de baixa velocidade tempo > Tnl) . Se "Não" for a resposta, o processo retorna para a etapa (ST2) descrita acima. Se "Sim" for a resposta, o processo prossegue para etapa (ST7). Na etapa (ST7), é avaliado se ou não o valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento (Dl) calculado na etapa (ST5) está em excesso em relação a um limite da média de baixa velocidade em deslocamento (Hl) (Dl > Hl). Se "Não" for a resposta, o processo retorna para a etapa (ST2) descrita acima. Se "Sim" for a resposta, o processo prossegue para a etapa STll, onde a operação de levantamento é interrompida.

Na etapa (ST8) descrita acima, é calculado um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento (Dh) com base no ciclo (T) de variação de alta velocidade (dh) , e o processo prossegue para a etapa (ST9). Na etapa (ST9), é avaliado se ou não o tempo de operação de alta velocidade excedeu uma corrente elétrica de inicio de alta velocidade ignorando o periodo (Tnh) (ver Fig. 9) (operação de alta velocidade tempo > Tnh) . Se "Não" for a resposta, o processo retorna para a etapa (ST2) descrita acima. Se "Sim" for a resposta, o processo' prossegue para a etapa (ST10) . Na etapa (ST10) , é avaliado se ou não o valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento (Dh) calculado na etapa (ST8) excede um limite médio de deslocamento de alta velocidade (Hh) (Dh > Hh) . Se "Não" for a resposta, o processo retorna para a etapa (ST2) descrita acima. Se "Sim" for a resposta, o processo prossegue para s etapa (STll) , onde a operação de levantamento é interrompida. Deve ser observado que o periodo ignorado de corrente elétrica de ínico de baixa velocidade (Tnl) e o periodo ignorado de corrente elétrica de ínico de alta velocidade (Tnh) são ambos definidos para o tempo mais curto no qual a corrente elétrica de início se torna tão pequena que um sobrepeso da carga pode ser determinado por um limite médio. Assim fazendo, é possível se realizar uma determinação de peso da carga de alta precisão no tempo mais curto após o início da operação de levantamento. Em um caso mostrado na Fig. 8, Tnl pode ser dajustado para O, como foi afirmado acima.

Após a interrupção da operação de levantamento na etapa (STll), o processo prossegue para a etapa (ST12), onde é avaliado se ou não uma operação de redefinição foi realizada. Se "Não" for a resposta, uma operação de redefinição é esperada. Se "Sim" for a resposta, o processo retorna para a etapa (ST2). A operação de redefinição é realizada pelo pressionamento de um botão de interrupção de emergência ou o botão de abaixamento (14b).

Deve ser observado que, na realização descrita acima, o controlador de. inversão (11) realiza um processamento tal como a detecção de uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento (12) pelo controlador de inversão (11), processamento de divisão da corrente elétrica do motor em uma corrente elétrica de excitação e uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor, cálculo de um ciclo de variação da corrente elétrica de torque (T) de acordo com as expressões descritas acima (1) a (4) , cálculo de um valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento com base no ciclo (T) , e comparação do valor da corrente elétrica de torque médio em deslocamento com um limite definido. A presente invenção, entretanto, não está limitada ao acima. Por exemplo, a disposição pode ser como se segue. Como mostrado na Fig. 11, uma unidade de determinação do peso de carga (20) é provida separadamente do controlador de inversão (11). A unidade de determinação do peso de carga (20) é alimentada com uma corrente elétrica do motor detectada por um elemento detector de corrente elétrica (21) e também alimentada com os ciclos de variação das correntes elétricas de torque (Tdh) e (Tdl) de alta velocidade e baixa velocidade provenientes do controlador de inversão (11). A unidade de determinação do peso de carga (20) calcula as correntes elétricas de torque de alta velocidade e baixa velocidade das correntes elétricas do motor durante o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade, respectivamente, por uma operação de vetor, calcula os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento de alta velocidade e baixa velocidade das correntes elétricas de torque de alta velocidade e baixa velocidade com base nos ciclos de variação das correntes elétricas de torque (Tdh) e (Tdl) de alta velocidade e baixa velocidade, respectivamente, e compara os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento de alta velocidade e baixa velocidade com os respectivos limites definidos. Se os valores da corrente elétrica de torque médios em deslocamento de alta velocidade e baixa velocidade estão em eexcesso em relação aos respectivos limites, é avaliado se o guincho elétrico de corrente está em sobrecarga, e a unidade de determinação do peso de carga (20) produz um sinal de sobrecarga para uma unidade de alarme (22) para produzir um alarme e enviar um sinal de interrupção (S) para o controlador de inversão (11).

Embora realizações da presente invenção tenham sido explicadas acima, a presente invenção não se limita às realizações acima, mas pode ser modificada em uma variedade de formas sem se afastarem do escopo das reivindicações e idéia técnica indicados no relatório e desenhos.

[Aplicabilidade Industrial]

A presente invenção apresenta meio de detecção da corrente elétrica do motor que detecta uma corrente elétrica do motor fornecida a um motor de levantamento-abaixamento por um controlador de inversão, meio para o cálculo da corrente elétrica de .. torque que calcula uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor a partir da corrente elétrica do motor detectada, meio para o cálculo do ciclo de variação da corrente elétrica de torque que calcula um ciclo de variação da corrente elétrica de torque, meio para o cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento que calcula um valor médio da corrente elétrica de torque a partir de dados de amostragem durante um periodo de tempo correspondendo ao ciclo de variação da corrente elétrica de torque, e meio de avaliação do peso de carga que avalia se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso de carga por comparação do valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque com um limite definido. Desta forma, a presente invenção pode ser utilizada como um aparelho para a determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente que pode determinar um peso da carga com alta precisão e em um periodo de tempo curto após o inicio de uma operação de levantamento.

[Lista de Sinais de Referência]

11: controlador de inversão
12: motor de levantamento-abaixamento
13: redutor de velocidade
14: caixa de controle
15: roldana
16: corrente
17: gancho
18: carga
20: unidade de determinação de peso de carga
21: elemento detector de corrente elétrica
22: unidade de alarme

Claims

Aparelho para a determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente apresentando um motor de levantamento-abaixamento (12) e um controlador de inversão (11) que fornece energia elétrica de acionamento para o motor de levantamento-abaixamento (12), onde o motor de levantamento-abaixamento (12) gira uma roldana (15) para enrolar e desenrolar uma corrente acoplada à roldana (15); compreendendo:
- - meio de detecção da corrente elétrica do motor (21) para detectar uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento (12) pelo controlador de inversão (11); e
- - meio de cálculo da corrente elétrica de torque (20) para calcular uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor a partir da corrente elétrica do motor detectada;
caracterizado por:
- - meio de cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento (20) calculando sucessivamente uma média da corrente elétrica de torque calculada durante um último período de tempo predeterminado de acordo com a velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente; e
- - meio de avaliação do peso de carga (20) para avaliar se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso da carga predeterminado pela comparação do valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque com um limite definido.
Aparelho para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do período de tempo predeterminado do meio de cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento (20) ser calculado pelo meio para o cálculo do ciclo de variação da corrente elétrica de torque (11) que calcula um ciclo de variação da corrente elétrica de torque do guincho elétrico de corrente.
Aparelho para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato do meio de cálculo do ciclo de variação da corrente elétrica de torque (11) poder calcular um ciclo de variação da corrente elétrica de torque durante levantamento de alta velocidade e um ciclo de variação da corrente elétrica de torque durante levantamento de baixa velocidade, e o meio de cálculo do valor médio da corrente elétrica de torque em deslocamento (20) poder calcular uma média da corrente elétrica de torque em deslocamento durante o levantamento de alta velocidade e uma média da corrente elétrica de torque em deslocamento durante o levantamento de baixa velocidade, e onde o meio de avaliação do peso de carga (20) define limites diferentes respectivamente para o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade e avalia se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso da carga predeterminado durante o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade, respectivamente.
Método para a determinação do peso de carga para um guincho elétrico de corrente apresentando um motor de levantamento-abaixamento (12) e um controlador de inversão (11) que fornece energia elétrica de acionamento para o motor de levantamento-abaixamento (12), onde o motor de levantamento-abaixamento (12) gira uma roldana (15) para enrolar e desenrolar uma corrente (16) acoplada à roldana (15); compreendendo:
- - a detecção de uma corrente elétrica do motor fornecida ao motor de levantamento-abaixamento (12) pelo controlador de inversão (11) e cálculo de uma corrente elétrica de torque por uma operação de vetor a partir da corrente elétrica do motor detectada;
caracterizado por:
- - cálculo sucessivo de uma média da corrente elétrica de torque durante um último período de tempo predeterminado de acordo com uma velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente para se obter um valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque; e
- - comparação do valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque com um limite definido para a avaliação de se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso da carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso de carga.
Método para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de um período de tempo necessário para enrolar um comprimento da corrente (16) correspondendo a 2 elos (16a, 16b) da corrente (16) ser calculado a partir de uma velocidade de levantamento do guincho elétrico de corrente para determinar o período de tempo predeterminado para o cálculo de um valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque.
Método para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato do cálculo de uma corrente elétrica de torque ser realizado durante o levantamento de alta velocidade e durante o levantamento de baixa velocidade, respectivamente, e o período de tempo predeterminado para o cálculo de um valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque ser definido, respectivamente, para o levantamento de alta velocidade e o levantamento de baixa velocidade;
- - o cálculo de um valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque sendo realizado durante o levantamento de alta velocidade e durante o levantamento de baixa velocidade, respectivamente;
onde o valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque durante o levantamento de alta velocidade e um limite definido são comparados entre si para se avaliar se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso da carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso de carga, e o valor médio em deslocamento da corrente elétrica de torque durante o levantamento de baixa velocidade e um limite definido são comparados entre si para se avaliar se ou não um valor de peso de carga levantado está em excesso em relação a um valor de sobrepeso da carga predeterminado, realizando assim a determinação do peso de carga.
Método para a determinação do peso de carga para o guincho elétrico de corrente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da determinação do peso de carga durante o levantamento de alta velocidade ser realizada após o térmico de uma corrente elétrica de torque inicial, e a determinação do peso de carga durante o levantamento de baixa velocidade ser realizado antes do término da corrente elétrica inicial.