CN110168908B - 三相/单相交流电源对应型电动卷扬机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其仅通过在搭载有逆变器以及交流电动机的三相交流电源对应型电动卷扬机上安装结构简单的单相用AC‑DC转换器单元,就能够变更为单相交流电源对应型电动卷扬机。在具备三相交流输入端子(41)、三相整流电路(42)、直流电路(43)、逆变器(44)、三相交流马达(7)的三相交流电源对应型电动卷扬机上,安装具备单相交流输入端子(51)、单相用AC‑DC转换器(52)和直流电路(53)的单相用AC‑DC转换器单元,将其直流输出端子(54)的P极、N极分别与直流电源(43)的P极、N极连接,并断开三相交流输入端子,从而成为单相交流电源对应型电动卷扬机。
Description
技术领域
本发明涉及一种三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其仅通过在搭载有逆变器的三相交流电源对应型电动卷扬机上附加将单相交流转换为直流的简单结构的单相用AC-DC转换器单元,就能够容易地变更为单相交流电源对应型电动卷扬机,并且,当没有搭载该单相AC-DC转换器单元时,可以直接用作三相交流电源对应型电动卷扬机。
背景技术
以往,电动链滑车(通常称为“电动环链葫芦”)、电动葫芦等电动卷扬机中,三相交流电源对应型居多,而单相交流电源对应型数量较少。另外,在该单相交流电源对应型电动卷扬机上,大多搭载单相专用电动机作为货物提升下降用电动机来进行应对。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-130783号公报
专利文献2:日本特开平7-131982号公报
发明内容
发明所要解决的问题
搭载了上述单相专用电动机的单相交流电源对应型电动卷扬机,除了单相专用电动机难以小型化以外,还存在相同的尺寸下,与三相交流电动机相比输出小,并且无法加快速度的问题。因此,现有的单相交流电源对应型电动卷扬机与搭载了相同尺寸的三相交流电动机的电动卷扬机相比,输出小且提升下降速度变慢,因此,为了增大输出并加快提升下降速度,就必然会增大尺寸,存在难以小型化等问题。
另外,由于单相交流电源对应型电动卷扬机的需求较少,并且搭载单相专用电动机作为货物提升下降用电动机,因此除了成本高以外,还存在预估需求而持有大量库存产品导致增加经济负担的问题,因此大多在接受订购后再制造,存在从接受订购到交货为止需要较长的时间,并且价格也高的问题。
另外,还考虑如下方法:在搭载了公知的逆变器的三相交流电源对应型电动卷扬机的三相整流电路中,采用如专利文献1和2所公开的那样将三相整流电路变更为单相整流电路的技术,使之成为单相交流电源对应型电动卷扬机。但是,该方法由于将三相整流电路变更为单相整流电路,因此存在变更电源电路的部分变多,用于变更的工序多,成本也变高的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种搭载有逆变器的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其仅通过在搭载有逆变器和交流电动机的三相交流电源对应型电动卷扬机上搭载将单相交流转换为直流的简单结构的单相用AC-DC转换器单元,就能够转换为单相交流电源对应型电动卷扬机,能够使输出、提升下降速度和价格都与公知的搭载逆变器的三相交流电源对应型电动卷扬机大致相同,能够大幅缩短从订购到产品出厂的时间。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题,本发明的特征在于,具备:三相交流电源对应型的搭载有逆变器的电动卷扬机主体,其具备连接三相交流电源的三相交流输入端子、将输入到该三相交流输入端子的三相交流转换为直流的三相用AC-DC转换器、连接到该三相用AC-DC转换器的输出侧的直流电路、连接到该直流电路的输出侧并将来自该直流电路的直流转换为规定相规定频率的交流电力的逆变器、连接到该逆变器的输出侧的货物提升下降用交流电动机、以及将该交流电动机的旋转力转换为货物悬挂单元的提升下降力的转换机构;以及单相用AC-DC转换器单元,其具备连接单相交流电源的单相交流输入端子、以及将输入到该单相交流输入端子的单相交流转换为直流的单相用AC-DC转换器,其中,在使所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体为三相交流电源对应型时,不使用所述单相用AC-DC转换器单元,将所述三相交流电源连接到所述三相交流输入端子,在使所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体为单相交流电源对应型时,将所述单相用AC-DC转换器单元安装在所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体上,将其输出侧连接到所述直流电路,将所述三相交流输入端子从所述三相交流电源断开,同时将所述单相交流电源连接到所述单相用AC-DC转换器单元的所述单相交流输入端子。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体的所述交流电动机和所述转换机构被收容在壳体内,该壳体的侧方被罩覆盖,该罩内部成为收容电气安装件的电气安装件收容室,使得可以在所述电气安装件收容室内收容配置所述单相用AC-DC转换器单元。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,所述单相用AC-DC转换器单元具备输出电压调整单元,其具备电源电压切换单元,在输入到所述单相交流输入端子的单相交流电源电压不同的情况下,通过切换所述电源电压切换单元使单相用AC-DC转换器单元的直流输出电压值成为规定的恒定值。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,所述单相用AC-DC转换器单元具备:电路板;以及散热板,其安装在该电路板的下方并由导热性良好的材料构成,其中,所述单相用AC-DC转换器单元的单相用AC-DC转换器由二极管电桥构成,将该二极管电桥安装在所述散热板上,并且所述单相用AC-DC转换器单元的其他元件安装在所述电路板上,所述散热板的与所述电路板相反的侧面配置成与覆盖所述壳体侧端的端面壳体相接触。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,所述单相用AC-DC转换器单元具备对所述单相交流电源接通时的冲击电流进行抑制的冲击电流抑制单元。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,所述冲击电流抑制单元具备:热敏电阻,其连接在所述单相用AC-DC转换器单元的所述单相交流输入端子与所述单相用AC-DC转换器之间;旁通单元,其旁通该热敏电阻;以及驱动电路,其驱动该旁通单元,其中,所述驱动电路连接有单相整流电路和延迟电容器,延迟电容器连接在该单相整流电路的输出侧,所述单相用AC-DC转换器单元的单相用AC-DC转换器和所述驱动电路被配置为同时接通所述单相交流电源,所述旁通单元在所述延迟电容器的蓄电电压达到规定电压值时动作,将所述热敏电阻旁通。
另外,本发明的特征在于,在上述三相/单相交流电源对应型电动卷扬机中,能够安装噪声滤波器,其除去在所述逆变器将来自所述直流电路的直流转换为交流的过程中产生的噪声。
发明效果
根据本发明,在成为三相交流电源对应型时,可以不使用单相用AC-DC转换器单元,将三相交流电源连接到三相交流输入端子上来进行应对,在成为单相交流电源对应型时,可以仅通过附加将单相用AD-DC转换器单元安装在搭载有逆变器的电动卷扬机主体上、将其输出侧连接到直流电路、并将单相交流电源连接到单相整流单元的单相交流输入端子上的简单的工序来进行应对。因此,如果预先准备三相交流电源对应型电动卷扬机和单相交流电源对应型电动卷扬机共用的搭载有逆变器的电动卷扬机主体,则在接受了三相交流电源对应型电动卷扬机的订购时,当然可以直接使用搭载有逆变器的电动卷扬机主体,在接受了单相交流电源对应型电动卷扬机的订购时,仅通过安装简单结构的单相用AC-DC转换器单元并附加简单的工序就能够进行应对。特别是在接受了单相交流电源对应型电动卷扬机的订购时,能够得到以下优异的效果:仅以与以往相比大幅缩短的交货时间和以下述价格就能够获得具有与三相交流电源用型电动卷扬机大致相同的性能的产品,该价格仅在公知的三相交流电源对应型电动机的价格的基础上附加便宜的单相用AC-DC转换器单元的价格和用于安装该单相用AC-DC转换器单元的简单工序等的价格。
另外,根据本发明,由于能够在电气安装件收容室内收容配置单相整流单元,因此无需对搭载有逆变器的电动卷扬机主体施加大幅度的改造,就能够安装单相整流单元,进而能够促进上述效果。
另外,根据本发明,即使在输入到单相交流输入端子的单相交流的电压值不同、例如为115V、230V的情况下,仅通过切换单相交流电源电压切换单元就可以使单相整流单元的直流输出电压值成为规定的恒定值。
另外,根据本发明,将构成产生大量热量的单相用AC-DC转换器的二极管电桥安装在散热板上,并将该散热板的与电路板相反的侧面配置成与端面壳体相接触,因此二极管电桥产生的热量通过散热板传递到壳体,能够有效散热。
另外,根据本发明,由于单相整流单元具备对单相交流电源接通时的冲击电流进行抑制的冲击电流抑制单元,因此可以抑制从单相交流电源流入的冲击电流。
另外,根据本发明,冲击电流抑制单元的旁通单元在延迟电容器的蓄电电压达到规定电压值时动作,将热敏电阻旁通,因此可以结合实际的冲击电流的变化状态将热敏电阻旁通,能够可靠地防止单相交流电源接通时的过大的冲击电流的流入,并且能够在冲击电流成为规定以下时使热敏电阻无效。
另外,根据本发明,由于能够安装噪声滤波器,因此能够去除在逆变器将直流转换为交流的过程中产生的噪声。
附图说明
图1是本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的外观立体图。
图2是本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的外观侧视图。
图3是图2所示的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的I-I剖视图。
图4是图2所示的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的II-II剖视图。
图5是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的电源电路的一结构例的图。
图6是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的操作部的一结构例的图。
图7是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的电气安装件收容部的内部结构例的图。
图8A是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的电气安装件收容部的其他内部结构例的图。
图8B是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的电气安装件收容部的其他内部结构例的图。
图9A是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的单相用AC-DC转换器单元的一部分结构例的图。
图9B是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的单相用AC-DC转换器单元的一部分结构例的图。
图10是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车上搭载的噪声滤波器的结构例的图。
图11是示出本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车的电源电路的一结构例的图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。首先,本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机以电动链滑车为例进行说明,但作为本发明的对象的电动卷扬机并不限定于电动链滑车,当然也可以是例如电动葫芦等其他电动卷扬机。图1和图2是示出本发明涉及的电动链滑车的外观结构例的图,图3是图2的I-I剖视图,图4是图2的II-II剖视图。
本电动链滑车1具备壳体2,在该壳体2中,如后所述,内置有由逆变器驱动的货物提升下降用(升降用)的三相交流马达(三相交流电动机)7、包括用于降低该三相交流马达7的旋转速度的减速机构部8的减速部9、以及从该减速部9的减速机构部8传递动力的负载滑轮10等。在该负载滑轮10上悬挂有悬挂货物的负载链(未图示),通过接受来自减速机构部8的动力并旋转(正转、反转),从而使该负载链提升下降(升降)。另外,在壳体2的侧部并设电气安装件收容部3,在该电气安装件收容部3的下方侧部安装有链筐4。另外,5是安装在用于悬挂货物的负载链的下端的货物悬挂用钩部。
另外,在壳体2的顶部设置有用于将电动链滑车1悬挂在建筑物梁部(省略图示)上的吊架6。此外,也有取代吊架6而设置用于悬挂电动链滑车1的悬挂用钩部的情况。
在由ADC等轻合金制的控制器罩13与外部区隔开的电气安装件收容部3内,收容有单元化的逆变器控制装置12、如后所述的使本电动链滑车1为单相交流电源对应型时的单相用AC-DC转换器单元80、80’(参照图7和图8)、后述的电源噪声滤波器(参照图10)等电气安装件。另外,壳体2的内部,被划分为用于将货物的提升下降用三相交流马达7和减速机构部8收容配置在各自的位置的马达室2a和机构室2b。
三相交流马达7具备卷绕定子线圈的筒状马达定子7a和在该马达定子7a的中心部沿长度方向形成并可自由旋转地插入配置在孔中的马达转子7b。该马达转子7b包括在长度中轴方向上一体地固定的马达轴7c。图中,马达轴7c的靠左端侧的部位经轴承14可自由旋转地支承在将壳体2的室内划分成马达室2a和机构室2b的划分壁上。而且在其右端侧部位形成有与后述的减速机构部8的第一减速齿轮8a啮合的小齿轮15。
另外,在马达轴7c的靠右端侧的部位安装有牵引转子式的制动器16,马达轴7c的靠右端侧的部位经由轴承18插入端盖17中,在马达轴7c的右端侧安装有作为强制冷却机构的风扇19。
制动器16具备花键卡合在马达轴7c上的由磁性材料构成的牵引转子16a、与该牵引转子16a邻接地配置的由磁性材料构成的可动铁心16b和固定在该可动铁心16b上的制动鼓16c。可动铁心16b不能旋转地且可沿轴长度方向在规定范围内移动地花键结合在马达轴7c上。而且,在可动铁心16b与牵引转子16a之间配置有螺旋弹簧16d,将制动鼓16c始终压接在端盖17的内周面上。
而且,安装在马达轴7c的与小齿轮15相反一侧的端部上并向端盖17的外侧突出的风扇19被风扇罩20覆盖。在端盖17上设置有进气口20a、开口部20b、排气口20c。
11是再生电阻器,该再生电阻器11安装在壳体2的板状再生电阻安装部2f上,该再生电阻安装部2f在三相交流马达7的侧方朝着与马达轴7c正交的方向突出。在再生电阻安装部2f的与安装有再生电阻器11的侧面相反的侧面上,形成有从该侧面向机构室2b延伸的肋2g。再生电阻器11的发热被传递到再生电阻安装部2f和肋2g,通过因风扇19的旋转而经由进气口20a被吸入到风扇罩20内的空气来进行强制冷却,并且通过肋2g自然冷却。
在提升下降用三相交流马达7的运转中,如后所述,从配置在电气安装件收容部3内的逆变器控制装置12的逆变器向马达定子7a供给三相交流电力。当供给该三相交流电力时,向马达定子7a的定子线圈通电三相交流电流而产生旋转磁场。通过此旋转磁场的一部分磁场将制动器16的牵引转子16a磁化,可动铁心16b克服螺旋弹簧16d的作用力而被吸引,固定在可动铁心16b上的制动鼓16c从端盖17内周面脱离以释放制动器16。
当上述制动器16被释放时,提升下降用三相交流马达7的马达转子7b旋转,其旋转力经由与马达轴7c左端侧的小齿轮15啮合的减速机构部8的第一减速齿轮8a和第二减速齿轮8d传递至负载齿轮25,并从该负载齿轮25传递至负载滑轮10,通过该负载滑轮10的旋转将负载链提升下降。即,通过后述的操作指令按钮开关的提升操作,使安装在负载链上的货物悬挂用钩部5上升,货物悬挂用钩部5上悬挂的货物上升,反之,通过下降操作使货物悬挂用钩部5上安装的货物下降。
图5是示出向上述电动链滑车1的三相交流马达7供给驱动电力的电源电路的结构例的图。当向货物提升下降用三相交流马达7供给驱动电力时,电源电路40具备:三相交流输入端子41,其连接来自三相交流电源(在此为230V的三相交流电源)的三相交流(R、S、T);三相用AC-DC转换器42,其将输入到该三相交流输入端子41的三相交流整流;直流电路43,其连接到该三相用AC-DC转换器42的输出侧;逆变器44,其连接到该直流电路43的输出侧,并将来自该直流电路43的直流转换为规定频率的三相交流电力。
三相用AC-DC转换器42具备构成三相桥式电路的六个二极管D1~D6,在二极管D1与D4的连接点、二极管D2与D5的连接点、二极管D3与D6的连接点上分别连接有三相交流输入端子41的R相、S相、T相。直流电路43在其正P极与负N极之间连接有平滑电容器45。另外,逆变器44将六个开关晶体管T1~T6与三相电桥连接,并且,各个开关晶体管T1~T6上并联连接有续流二极管Df。64是用于将来自逆变器44的三相交流(U、V、W)输出到三相交流马达7的逆变器输出端子。
在直流电路43上设置有检测正P极与负N极之间的直流电压VD的电压传感器46,由该电压传感器46检测到的直流电压VD被输出到控制部48。另外,在直流电路43上,在正P极与负N极之间连接有再生电阻器(升降制动用电阻器)11与升降制动用开关元件(功率晶体管)47的串联电路。而且,当通过来自货物下降时的三相交流马达7的再生电力使直流电路43的直流电压VD达到规定电压值(在此为380V)时,将升降制动用开关元件47接通,向再生电阻器11通电再生电力电流,并消耗上述再生电力作为再生电阻器11所产生的热。
另外,在直流电路43上设置有冲击电流防止电路60,其防止在电源接通时流入平滑电容器45的过大的冲击电流。该冲击电流防止电路60具备冲击电流抑制电阻器61和将该冲击电流抑制电阻器61旁通(无效)的开关触点62。该开关触点62由控制部48进行开关控制,在三相电源接通时,使开关触点62断开规定时间(例如1秒),使得流入平滑电容器45的电流通过冲击电流抑制电阻器61流入,并抑制过大的冲击电流流入平滑电容器45。而且,经过上述规定时间后,将开关触点62接通,将冲击电流抑制电阻器61旁通(无效)。另外,65是连接后述的单相用AC-DC转换器电路单元50的输出端子54a、54b的连接端子,并且具备与直流电路43的正P极连接的端子65a和与负N极连接的端子65b。
本电源电路与公知的逆变器驱动的电动链滑车的电源电路的主要不同点在于,在将电动链滑车1作为单相交流电源对应型使用的情况下,除了上述电源电路40之外,还具备单相用AC-DC转换器电路单元50。单相用AC-DC转换器电路单元50具备:单相交流输入端子51,其具备连接来自单相交流电源(未图示)的单相交流的端子51a、51b;单相用AC-DC转换器52,其将输入到单相交流输入端子51的单相交流转换成直流;直流回路53,其具备对从该单相用AC-DC转换器52输出的直流进行平滑的平滑电容器C1~C4;以及直流输出端子54。而且,直流输出端子54的正P极的输出端子54a和负N极的输出端子54b分别与连接在电源电路40的直流电路43的正P极上的端子65a和连接在负N极上的端子65b连接。此外,在端子51a与单相用AC-DC转换器电路单元50的一个输入端子之间连接有熔丝FU。
单相用AC-DC转换器52具备构成电桥电路的四个二极管D11~D14,并且将二极管D11与D13的连接点连接到后述的冲击电流防止电路57的端子57a,将二极管D12与D14的连接点连接到后述的单相电源切换开关56的触点端子56a。而且,成为将二极管D11和D12的负极与直流电路53的正P极连接、将二极管D13和D14的正极与直流电路53的负N极连接的结构。
直流电路53具备四个平滑电容器C1~C4和两个电阻器R1、R2,是将平滑电容器C1和C3、平滑电容器C2和C4、电阻器R1和R2分别串联连接并将该三个串联电路并联连接的结构。将一方的连接点作为正P极与输出端子54a连接,将另一方的连接点作为负N极与输出端子54b连接。平滑电容器C1和C3的连接点、平滑电容器C2和C4的连接点、以及电阻器R1和R2的连接点相互连接,进而与单相电源切换开关56的触点端子56b连接。
在与上述单相用AC-DC转换器电路单元50的单相交流输入端子51连接的商用单相电源中,有其交流电压为115V和230V的电源。而且,无论与单相交流输入端子51的端子51a、51b连接的交流电压是115V还是230V,从单相用AC-DC转换器电路单元50的直流输出端子54的输出端子54a、54b输出的直流电压值都必须为规定的恒定值。即,单相用AC-DC转换器电路单元50的直流输出电压必须是与向电源电路40的三相交流输入端子41输入230V的三相交流电源时的直流电路43的正P极与负N极间的直流电压值相同的值。
因此,在此假设商用单相交流电源的电压值有115V的情况和230V的情况,在与单相交流输入端子51连接的单相电源电压值为115V时,将单相电源切换开关56切换到触点端子56b侧,在电压值为230V时,将单相电源切换开关56切换到触点端子56a侧。
由此,在单相电源的电压值为115V时,单相交流输入端子51的端子51b经由单相电源切换开关56与直流电路53的平滑电容器C1和C3的连接点、平滑电容器C2和C4的连接点、以及电阻器R1和R2的连接点连接,因此单相用AC-DC转换器52作为倍压整流电路发挥作用,单相用AC-DC转换器电路单元50的直流输出端子54的端子54a、54b间的直流电压值成为115V×2×√2=325V。另一方面,在单相电源电压值为230V时,单相交流输入端子51的端子51b的端子51b就会经由单相电源切换开关56与单相用AC-DC转换器52的二极管D2和D4的连接点连接,因此单相用AC-DC转换器52就会作为全波整流电路发挥作用,单相用AC-DC转换器电路单元50的输出端子54a、54b间的电压值成为230V×√2=325V。即,无论在输入到单相交流输入端子51的端子51a、51b的单相交流电压值是115V的情况下还是230V的情况下,都能够通过切换单相电源切换开关56,使直流输出端子54的端子54a、54b间的直流电压值成为规定的直流电压值。
在单相用AC-DC转换器电路单元50上设置有冲击电流防止电路57,其防止电源接通时的过大的电流流入到直流电路53的平滑电容器C1~C4中。该冲击电流防止电路57连接在单相交流输入端子51的端子51a与单相用AC-DC转换器52的二极管D11和二极管D13的连接点之间。冲击电流防止电路57由热敏电阻57b和与该热敏电阻57b并联连接的继电器RY的常开触点RYa构成。58是驱动继电器RY的继电器驱动电路。
继电器驱动电路58由电阻器R3与电容器C5的并联电路58b、由构成电桥电路的四个二极管D21~D24构成的整流电路58c、以及具备延迟电容器C6和齐纳二极管ZD的直流电路58d构成。而且,将单相交流通入到单相交流输入端子51,若直流电路58d的电压值从电源接通时起延迟由延迟电容器C6的电容等决定的规定时间后达到规定电压值,则继电器RY动作,继电器RY的触点RYa成为接通,热敏电阻57b被旁通。
此外,考虑在单相电源接通后使继电器RY的触点RYa接通的定时、即冲击电流减少为规定值的定时等,来决定电阻器R3的电阻值、电容器C5、延迟电容器C6的各电容值、齐纳二极管ZD的齐纳电压值。在此,设R3=2070Ω,C5=1.5μF,C6=1500μF,ZD的齐纳电压值=24V。
在继电器驱动电路58中,在电源接通时,继电器RY不动作,因此其触点RYa断开,电流就会通过高电阻值的热敏电阻57b而被供给。因此,电源接通时的冲击电流被热敏电阻57b的高电阻值抑制。而且,当热敏电阻57b的温度因通电发热而上升时,其电阻值变大,因此进一步抑制冲击电流。另一方面,在继电器驱动电路58中,对继电器RY的动作线圈施加的电压随着时间的推移而上升,当经过规定时间时,继电器RY动作,其触点RYa成为接通,将热敏电阻57b旁通而使其无效。
此外,在上述例子中,使用继电器RY作为将热敏电阻57b旁通的旁通单元,利用其触点RYa将热敏电阻57b旁通,但作为旁通单元并不限于继电器RY,例如,虽然未图示,但是也可以将功率晶体管并联连接在热敏电阻57b上,并且当延迟电容器C6的充电电压值成为规定电压值时接通该功率晶体管,将热敏电阻57b旁通。
图6是示出对电动链滑车1进行操作的操作部的一例的方框电路图。本操作部具备控制逆变器44的逆变器控制部70和操作部72。虽然未图示,但在操作电动链滑车1的操作盒中,操作部72具备提升用两级按钮开关PBU和下降用两级按钮开关PBD。若将提升用两级按钮开关PBU按下一级,则提升信号US被输出到逆变器控制部70,若进一步按到第二级,则提升信号US和高速信号HS被输出到逆变器控制部70,若将下降用两级按钮开关PBD按下一级,则下降信号US被输出到逆变器控制部70,若进一步按到第二级,则下降信号DS和高速信号HS被输出到逆变器控制部70。
逆变器控制部70接收到上述提升信号US时,控制逆变器44,向三相交流马达7输出低速正转用的规定频率的三相交流电力。由此,三相交流电流流过三相交流马达7的马达定子7a,产生正转方向的旋转磁场,并且通过其一部分磁场将制动器16的牵引转子16a磁化,制动器16被释放。由此,三相交流马达7以规定的低转速旋转,使负载链提升(上升),因此悬挂在货物悬挂用钩部5上的货物以规定的低速提升。
在上述低速下的货物提升运转中,当逆变器控制部70接收到高速信号HS时,将向三相交流马达7供给的三相交流电力切换为高速正转用的规定频率,使三相交流马达7以规定的高速正转,将货物高速地提升。然后,当高速信号HS、提升信号US停止时,向三相交流马达7的马达定子7a供给的三相交流电流停止,将制动器16的牵引转子16a消磁,制动器16动作。
另外,逆变器控制部70接收到上述下降信号DS时,控制逆变器44,在三相交流马达7中将低速反转用频率的三相交流电流输出到三相交流马达7的马达定子7a,在马达定子7a中产生反转方向的旋转磁场,并且通过其一部分磁场将制动器16的牵引转子16a磁化,制动器16被释放,使三相交流马达7以规定的低速转速向反向旋转,将悬挂于货物悬挂用钩部5的货物以低速下降(降低)。在该低速下降中,当逆变器控制部70接收到高速信号HS时,将供给到三相交流马达7的三相交流电力切换为高速反转用的频率的三相交流电力,使三相交流马达7以规定的高速反转,使货物高速下降。在该下降运转时,也与上述提升运转一样,制动器16被释放,并且在下降运转停止时制动器16动作。
若在图1至图4所示结构的电动链滑车1上搭载图5所示的电源电路40,则成为三相交流电源对应型电动链滑车。如上所述,对具备电源电路40的三相交流电源对应型电动链滑车的需求很大。因此,通常可以在预期需求量大的情况下准备大量库存,因此如果接受订购,则可以缩短产品交货的时间。
与上述三相交流电源对应型电动链滑车相比,单相交流电源对应型电动链滑车的需求少,因此预先大量制造和储存采用货物提升下降用电动机专用的单相交流电动机的电动链滑车,经济负担大,因此不设置库存或减少其数量。因此,从接受订购到产品交货为止的时间必然变长,同时,其价格变得昂贵。
相对于此,在本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车中,仅通过如上述那样在电动链滑车1上搭载了电源电路40的三相交流电源对应型电动链滑车上搭载单相用AC-DC转换器电路单元50,就可以成为单相交流电源对应型电动链滑车,因此,就会在三相交流电源对应型电动链滑车与单相交流电源对应型电动链滑车之间共享搭载有电源电路40的电动链滑车1,仅通过预先准备搭载有电源电路40的电动链滑车1作为库存,在接受了单相交流电源对应型电动链滑车的订购时,仅通过搭载单元化的单相用AC-DC转换器电路单元50,就可以变更为单相交流电源对应型电动链滑车,因此能够大幅度缩短从接受订购到交货为止的时间。
也就是说,在接受了三相交流电源对应型电动链滑车的订购时,可以直接将搭载有电源电路40的电动链滑车1作为三相交流电源对应型交货,并且,在接受了单相交流电源对应型电动链滑车的订购时,仅通过搭载预先准备的单元化的单相用AC-DC转换器电路单元50就能够应对,能够大幅度缩短从接受订购到产品交货为止的时间,并且由于仅需要在三相交流电源对应型电动链滑车上安装单元化的单相用AC-DC转换器电路单元50,因此可以降低价格总和。
另外,上述三相交流电源对应型电动链滑车,其结构、构成元件为熟练技术,其效率及性能稳定,其价格也可以降低,因此,在该三相交流电源对应型电动链滑车上搭载单相用AC-DC转换器电路单元50而成的单相交流电源对应型电动链滑车的效率及性能也稳定。
以下,对单元化的单相用AC-DC转换器电路单元50的结构和向电动链滑车1的安装进行说明。图7是示出电动链滑车1的电气安装件收容部3的内部的图(拆下图3的控制器罩13并从图2的正面观察电气安装件收容部内部的图)。如图所示,在电气安装件收容部3内部,面对壳体2的端面壳体2e配置收容有逆变器控制装置12和单相用AC-DC转换器单元80。
逆变器控制装置12是将图5所示的构成电源电路40的三相用AC-DC转换器42的二极管D1~D6、构成直流电路43的平滑电容器45、构成逆变器44的并联连接有续流二极管Df的开关晶体管T1~T6、构成冲击电流防止电路60的冲击电流抑制电阻器61、开关触点62、控制部48以及电压传感器46等安装在基板等上的单元。另外,逆变器控制装置12的壳体成为由作为绝缘材料的树脂材料覆盖来确保绝缘的结构。
并且,虽然未图示,但上述逆变器控制装置12的三相交流输入端子41配置在从三相交流电源引出的引出线容易连接的位置上,逆变器输出端子64的U、V、W配置在从三相交流马达7引出的引出线容易连接的位置上。另外,直流电路43的连接端子65的端子65a、65b配置在从单相用AC-DC转换器电路单元50的直流输出端子54的输出端子54a、输出端子54b引出的引出线容易连接的位置上(例如,从输出端子54a、输出端子54b引出的引出线可以直接连接在端子65a、65b上而无需拆下其他元件、布线)。
单相用AC-DC转换器单元80安装有图5所示的构成单相用AC-DC转换器电路单元50的单相用AC-DC转换器52的二极管D1~D4、构成直流电路53的电容器C1~C4和电阻器R1~R2、构成冲击电流防止电路57的热敏电阻57b、以及单相电源切换开关56。而且,构成继电器驱动电路58的电阻器R3和电容器C5的并联电路58b、由二极管D1~D4构成的整流电路58c、以及具备延迟电容器C6和齐纳二极管ZD的直流电路58d被安装在印刷电路板等上而被单元化。
并且,具有端子51a、51b的单相交流输入端子51配置在从单相交流电源引出的引出线容易连接的位置(例如,仅拆下或者无需拆下控制器罩13就可以连接从单相交流电源引出的引出线的位置)上,具有输出端子54a、输出端子54b的直流输出端子54配置在从其引出的引出线容易与电源电路40的直流电路43的连接端子65的端子65a、65b连接的位置上。这样一来,在将单元化的单相用AC-DC转换器单元80配置在电气安装件收容部3内之后,将单相交流电源连接到单相交流输入端子51的端子51a、51b变得容易,并且,单相用AC-DC转换器电路单元50的直流输出端子54的输出端子54a、输出端子54b与电源电路40的连接端子65的端子65a、65b的连接变得容易,可以非常容易地将三相交流电源对应型电动链滑车变更为单相交流电源对应型电动链滑车。
图7的单相用AC-DC转换器单元80中的电路板81上的电子元件的配置,特别是作为直流电路53的电解电容器的电容器C1~C4的配置,是壳体2相对于电路板81足够大的情况,即,电气安装件收容部3中电路板81的设置空间足够充分的情况。与此相对,在壳体2较小并且电气安装件收容部3内的单相用AC-DC转换器单元80的设置空间较小时,例如,电容器C1与轻合金制壳体2、控制器罩13的绝缘距离d1、壳体2、控制器罩13与电容器C6的绝缘距离d2不够大,耐电压(绝缘性)可能会出现问题。在这样的情况下,根据情况,有时不符合设置电动卷扬机的地方(国家等)规定的耐压(绝缘)基准法,就不能设置该电动卷扬机。
在上述那样的情况下,作为消除耐电压(绝缘性)的问题的第一方法,可以举出提高各个电子元件的绝缘性能的方法,作为第二方法,可以举出变更配置在电路板81上的电子元件的配置位置、特别是作为需要较大配置空间的电解电容器的电容器C1~C4在电气安装件收容部3内的配置位置的方法。作为消除上述耐电压(绝缘性)的问题的第一示例的更具体示例,例如,有如下方法:对于作为电解电容器的电容器C1~C5的全部或者需要绝缘强化的至少一个电容器,利用具有规定厚度的未图示的绝缘管(树脂制、具有规定的绝缘功能的热收缩管)从电容器产品外皮的上部开始进一步覆盖外周。示出第二示例的图8是示出了配置有单相用AC-DC转换器单元80’的电动链滑车1的电气安装件收容部3的内部的图。进一步详细说明第二示例。图8A与图7相同,示出在电气安装件收容部3内面对壳体2的端面壳体2e配置收容有逆变器控制装置12和单相用AC-DC转换器单元80’的状态,图8B是从箭头A-A方向观察单相用AC-DC转换器单元80’的安装状态的图。在该单相用AC-DC转换器单元80’中,将需要较大设置空间的电容器C1~C4靠近逆变器控制装置12侧配置在电路板81上。通过这样将电容器C1~C4配置得靠近逆变器控制装置12侧,即使是离壳体2最近的电容器C3,与壳体2的绝缘距离d3也足够大。如果分别单独地实施清除上述耐电压(绝缘性)的问题的第一示例、第二示例,或者实施双方,则能够进一步有效地应对耐电压(绝缘性)的问题。
另外,如上所述,通过将电容器C1~C4配置得靠近逆变器控制装置12侧,在电路板81上的开放空间(图7的电路板81的配置有电容器C3的空间)内未图示的构成开关56的引线L,其一端与单相交流输入端子51电连接,另一端电连接有带绝缘套筒的插入型连接端子56c。端子56a和端子56b是如图5所示那样与电路板81的电路电连接固定的凸舌,能够供引线L的插入型连接端子56c选择性地连接而构成开关56。在端子56a和端子56b中,优选在未插入引线L的插入型连接端子56c的一方的端子(凸舌)上覆盖绝缘物而确保绝缘。适宜地,在此绝缘物上可装卸地安装有由绝缘套筒等绝缘被覆物覆盖的插入型端子、绝缘盖等。绝缘物在切换开关时从端子56a或端子56b暂时拆下,因此为了防止丢失,优选经由绝缘物与引线L连结,但也可以通过提示铭牌等来显示忘记插入到空的端子上的提示。通过采取这些对策,能够清除上述耐电压(绝缘性)的问题。此外,如上所述,逆变器控制装置12的壳体由作为绝缘材料的树脂材料覆盖而确保了绝缘,因此即使将电容器C1~C4配置得靠近逆变器控制装置12侧,也不会特别产生耐电压(绝缘性)的问题,但是在需要进一步改善绝缘性时,将以作为产品而绝缘包覆的电容器C1~C4为代表的电子元件进一步用绝缘膜等进行绝缘包覆的方法也是有效的。另外,在电动链滑车中优选的形态是,单相用AC-DC转换器电路单元中,用硅系或环氧系粘合剂将安装于电路板81的各电子元件彼此粘合或者将电子元件与电路板81粘合,以提高抗振性能、耐冲击性能。
在上述单相用AC-DC转换器单元80’中,将构成图5的单相用AC-DC转换器52的四个二极管D1~D4以图示的方式连接而作为二极管电桥元件的转换器单元在市场上有出售。图9A是示出将未图示的四个二极管D1~D4如图5的单相用AC-DC转换器52那样连接,作为整体用绝缘树脂材料模塑而形成为平板状的二极管电桥元件83的转换器单元的外观的俯视图。如图所示,二极管电桥元件83是在其绝缘树脂材料模塑体的侧边具备两个单相交流输入端子TAC、TAC和两个直流输出端子T+、T-的结构。而且,在其中央部形成有安装用孔83a。
如上所述,将由绝缘树脂材料一体地模塑了二极管D1~D4而成的二极管电桥元件83作为单相用AC-DC转换器52时,由该二极管电桥元件83产生的热量较大,在将该二极管电桥直接安装于电路板81的结构中,存在产生的热量不能充分散热的问题。因此,在此,如图8B所示,在电路板81的下方,在与电路板81之间隔开规定间隔设置有散热板82,其由铝材等导热性良好的材料构成并兼作框体。即,使安装构成单相用AC-DC转换器电路单元50的各元件的基板为2层结构,并将构成单相用AC-DC转换器52的二极管电桥元件83如图9B所示那样安装在散热板82上。
在兼作框体的散热板82上设置有用于安装二极管电桥元件83的孔,为了将二极管电桥元件83安装在散热板82上,要将螺钉84插入散热板82的孔中,并且将螺钉84插入到二极管电桥元件83的安装用孔83a中,将螺母85螺合到该螺钉84的前端并紧固。此外,在图9B中,螺钉84的前端以及螺母85被由树脂材料构成的热收缩管86覆盖,提高了电路板81与螺钉84的前端和螺母85的绝缘性。虽然在从散热板82到电路板81的安装高度存在余量时,不需要热收缩管86,但是,当需要将安装高度抑制得更低时,该方法是有效的。另外,二极管电桥元件83的各端子T向上方弯折,将其前端部插入电路板81的规定图案,将各端子T的前端部与该规定图案电连接。
如上所述,将构成单相用AC-DC转换器52的二极管电桥元件83安装在兼作框体的散热板82上,进而将单相用AC-DC转换器单元80’的2层结构基板的散热板82紧密接触地配置在壳体2的端面壳体2e的侧面上,该单相用AC-DC转换器单元80’通过将构成单相用AC-DC转换器电路单元50的各元件安装在电路板81上而形成。由此,从构成单相用AC-DC转换器52的二极管电桥元件83产生的热经由兼作框体的散热板82传递到端面壳体2e而有效地散热。此外,图7所示的单相用AC-DC转换器单元80也采用上述电路板81和散热板82的双重构造,单相用AC-DC转换器52的二极管D1~D4也采用二极管电桥元件83。
在搭载有上述逆变器44的电动链滑车中,逆变器44通过逆变器控制部70的PWM等的控制来接通、断开开关晶体管T1~T6,将来自直流电路43的直流转换为规定频率的三相交流,并供给到三相交流马达7,以进行电动链滑车的提升下降运转(升降运转)。此开关晶体管T1~T6由于接通、断开而产生噪声,其噪声传播到交流电源等中,会存在对电源、与其连接的设备等造成各种不良影响的问题。
如上所述,为了消除由逆变器44的开关晶体管T1~T6的接通、断开而产生的噪声的影响,安装噪声滤波器并消除产生的噪声是有效的。另外,根据国家或地区(例如EU)等,也存在法律上要求根据搭载有逆变器的电动设备等进行噪声滤波器的设置,以消除逆变器的开关晶体管的接通、断开而产生的噪声的情况。
因此,在本发明涉及的三相/单相交流电源对应型电动链滑车中,也能够通过在电动链滑车1上搭载噪声滤波器来应对该问题。图10是示出该噪声滤波器的电路结构例的电路图。噪声滤波电路90具备在两端分别具有输入端子RIN、SIN、TIN和输出端子ROUT、SOUT、TOUT的电力线R、S、T。而且是如下结构:将电阻器R12、电容器C12、C15连接在电力线R与S之间,将电阻器R13、电容器C13、C14连接在电力线S与T之间,将电阻器R11、电容器C11、C16连接在电力线R与T之间,进而分别将电容器C17、C18、C19连接在电力线R、S、T与壳体2之间。而且,将壳体2与地线E连接。
将上述结构的噪声滤波电路90例如通过如下方式插入连接在三相电源与电源电路40之间:将其输入端子RIN、SIN、TIN分别连接在未图示的三相电源的R、S、T相端子上,将输出端子ROUT、SOUT、TOUT分别连接在电动链滑车1的电源电路40的三相交流输入端子41的R、S、T端子上。由此,由于逆变器44的开关晶体管T1~T6的接通、断开而产生的、将要通过直流电路43和三相用AC-DC转换器42向三相交流电源传播的噪声,通过由电阻器R11~R13、电容器C11~C19构成的滤波器经由壳体2向地线E传播而被去除。
通过预先将构成上述噪声滤波电路90的构成元件安装在基板等上并进行单元化,在要求去除由逆变器44产生的噪声时,如果能够预先将此单元化的噪声滤波电路90安装在图7和图8A所示的电动链滑车1的电气安装件收容部3内,则也能够容易地应对上述噪声去除的要求。
此外,在上述实施方式示例中,虽然说明了单相交流电源电压为115V、230V的例子,但单相交流电源电压也可以是100V或110V和其倍电压200V、220V。但是,在该情况下,优选将电容器C5的容量增大到1.5μF~2.2μF。
另外,也可以使用半导体继电器代替图5所示的电源电路的单相用AC-DC转换器电路单元50的机械继电器RY。图11是示出使用半导体继电器代替单相用AC-DC转换器电路单元50的继电器RY的电源电路的结构的图。如图所示,半导体继电器是具有晶体管101、光耦合器102以及三端双向可控硅开关103的结构。晶体管101的集电极和发射极连接在继电器驱动电路58的输出端子之间,其基极连接在齐纳二极管ZD与电阻器RZ之间。
当单相交流被通入到单相交流输入端子51时,直流电路58d的电压值从电源接通时起延迟由延迟电容器C6的电容等决定的规定时间后成为规定电压值。然后,当齐纳二极管ZD与电阻器RZ之间的电压达到规定电压值后,晶体管101接通。由此,经由光耦合器102,三端双向可控硅开关103接通,热敏电阻57b被旁通。这样,当直流电路58d的电压成为规定值时,热敏电阻57b被旁通,这一点与图5所示的电源电路的单相用AC-DC转换器电路单元50相同。另外,图11的单相用AC-DC转换器电路单元50除了上述点以外,其结构和动作与图5的单相用AC-DC转换器电路单元50相同,因此省略其说明。另外,电源电路40的结构和动作与图5和图11相同,因此省略其说明。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,可以在权利要求书、说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。例如,在上述实施方式例中,作为提升下降用的马达,以三相交流感应马达(异步型马达)7为例进行了说明,但在逆变器44构成为将其输出电力作为三相以上的多相的交流电力输出时,提升下降用马达并不限于提供三相以上的多相的交流电力的感应型交流马达(异步型感应型),还可以是同步型马达、AC伺服马达、DC无刷马达。
符号说明
1 电动链滑车
2 壳体
2a 马达室
2b 机构室
2e 端面壳体
2f 再生电阻安装部
2g 肋
3 电气安装件收容部
4 链筐
5 货物悬挂用钩部
6 吊架
7 三相交流马达
7a 马达定子
7b 马达转子
7c 马达轴
8 减速机构部
8a 第一减速齿轮
8d 第二减速齿轮
9 减速部
10 负载滑轮
11 再生电阻器
12 逆变器控制装置
13 控制器罩
14 轴承
15 小齿轮
16 制动器
16a 牵引转子
16b 可动铁心
16c 制动鼓
16d 螺旋弹簧
17 端盖
18 轴承
19 风扇
20 风扇罩
20a 进气口
20b 开口部
20c 排气口
25 负载齿轮
40 电源电路
41 三相交流输入端子
42 三相用AC-DC转换器
43 直流电路
44 逆变器
45 平滑电容器
46 电压传感器
47 升降制动用开关元件
48 控制部
50 单相用AC-DC转换器电路单元
51 单相交流输入端子
52 单相用AC-DC转换器
53 直流电路
54 直流输出端子
56 单相电源切换开关
57 冲击电流防止电路
57b 热敏电阻
58 继电器驱动电路
60 冲击电流防止电路
61 冲击电流抑制电阻器
62 开关触点
64 逆变器输出端子
65 连接端子
70 逆变器控制部
72 操作部
80 单相用AC-DC转换器单元
80’ 单相用AC-DC转换器单元
81 电路板
82 散热板
83 二极管电桥元件
84 螺钉
85 螺母
86 热收缩管
90 噪声滤波电路
101 晶体管
102 光耦合器
103 三端双向可控硅开关
Claims (7)
1.一种三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,具备:三相交流电源对应型的搭载有逆变器的电动卷扬机主体,其具备连接三相交流电源的三相交流输入端子、将输入到该三相交流输入端子的三相交流转换为直流的三相用AC-DC转换器、连接到该三相用AC-DC转换器的输出侧的直流电路、连接到该直流电路的输出侧并将来自该直流电路的直流转换为规定相规定频率的交流电力的逆变器、连接到该逆变器的输出侧的货物提升下降用交流电动机、以及将该交流电动机的旋转力转换为货物悬挂单元的提升下降力的转换机构;以及
单相用AC-DC转换器单元,其具备连接单相交流电源的单相交流输入端子、以及将输入到该单相交流输入端子的单相交流转换为直流的单相用AC-DC转换器,
其中,在使所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体为三相交流电源对应型时,不使用所述单相用AC-DC转换器单元,将所述三相交流电源连接到所述三相交流输入端子,
在使所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体为单相交流电源对应型时,将所述单相用AC-DC转换器单元安装在所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体上,将其输出侧连接到所述直流电路,将所述三相交流输入端子从所述三相交流电源断开,同时将所述单相交流电源连接到所述单相用AC-DC转换器单元的所述单相交流输入端子。
2.根据权利要求1所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
所述搭载有逆变器的电动卷扬机主体的所述交流电动机和所述转换机构被收容在壳体内,该壳体的侧方被罩覆盖,该罩内部成为收容电气安装件的电气安装件收容室,使得能够在所述电气安装件收容室内收容配置所述单相用AC-DC转换器单元。
3.根据权利要求1或2所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
所述单相用AC-DC转换器单元具备输出电压调整单元,其具备电源电压切换单元,在输入到所述单相交流输入端子的单相交流电源电压不同的情况下,也通过切换所述电源电压切换单元使单相用AC-DC转换器单元的直流输出电压值成为规定的恒定值。
4.根据权利要求2所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
所述单相用AC-DC转换器单元具备:电路板;以及散热板,其安装在该电路板的下方并由导热性良好的材料构成,
其中,所述单相用AC-DC转换器单元的单相用AC-DC转换器由二极管电桥构成,将该二极管电桥安装在所述散热板上,并且所述单相用AC-DC转换器单元的其他元件安装在所述电路板上,所述散热板的与所述电路板相反的侧面配置成与覆盖所述壳体侧端的端面壳体相接触。
5.根据权利要求1或2所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
所述单相用AC-DC转换器单元具备对所述单相交流电源接通时的冲击电流进行抑制的冲击电流抑制单元。
6.根据权利要求5所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
所述冲击电流抑制单元具备:热敏电阻,其连接在所述单相用AC-DC转换器单元的所述单相交流输入端子与所述单相用AC-DC转换器之间;旁通单元,其旁通该热敏电阻;以及驱动电路,其驱动该旁通单元,
其中,所述驱动电路连接有单相整流电路和延迟电容器,延迟电容器连接在该单相整流电路的输出侧,
所述单相用AC-DC转换器单元的单相用AC-DC转换器和所述驱动电路被配置为同时接通所述单相交流电源,所述旁通单元在所述延迟电容器的蓄电电压达到规定电压值时动作,将所述热敏电阻旁通。
7.根据权利要求1或2所述的三相/单相交流电源对应型电动卷扬机,其特征在于,
能够安装噪声滤波器,其除去在所述逆变器将来自所述直流电路的直流转换为交流的过程中产生的噪声。
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