JP2007070017A - Variable-speed hoisting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は可変速巻上装置、特にインバータによってモータの巻き上げ、巻き下げ速度を制御する可変速巻上装置に関するものである。 The present invention relates to a variable speed hoisting device, and more particularly to a variable speed hoisting device that controls the winding and unwinding speeds of a motor by an inverter.
従来の可変速巻上装置は、第1の基準周波数及びこの第1の基準周波数よりも高い周波数の第2の基準周波数を出力し得るインバータと、このインバータの出力で回転速度が制御される巻上モータと、この巻上モータの回転速度を検出する検出手段と、上記巻上モータを上記第1の基準周波数で巻上回転させている時、上記検出手段で検出した上記回転速度が予め設定した基準速度を上回った場合に、上記インバータの出力を上記第2の基準周波数に切替える切替手段とを備えた構成としていた。(例えば特許文献1参照)。 A conventional variable speed hoisting device includes an inverter that can output a first reference frequency and a second reference frequency that is higher than the first reference frequency, and a winding whose rotation speed is controlled by the output of the inverter. An upper motor, detection means for detecting the rotation speed of the hoisting motor, and the rotation speed detected by the detection means when the hoisting motor is hoisted and rotated at the first reference frequency is preset. And a switching means for switching the output of the inverter to the second reference frequency when the reference speed is exceeded. (For example, refer to Patent Document 1).
従来の可変速巻上装置は、また、第1の基準周波数及びこの第1の基準周波数よりも高い周波数の第2の基準周波数を出力し得るインバータと、このインバータの出力で回転速度が制御される巻上モータと、この巻上モータの回転速度を検出する検出手段と、上記巻上モータを上記第1の基準周波数で巻下回転させている時、上記検出手段で検出した上記回転速度が予め設定した荷重判断基準速度以下となった場合に、上記インバータの出力を上記第2の基準周波数に切替える切替手段とを備えた構成としていた。(例えば特許文献2参照)。 In the conventional variable speed hoisting apparatus, the first reference frequency and an inverter that can output a second reference frequency that is higher than the first reference frequency, and the rotation speed are controlled by the output of the inverter. A hoisting motor, detecting means for detecting the rotating speed of the hoisting motor, and when the hoisting motor is being wound down at the first reference frequency, the rotational speed detected by the detecting means is A switching means is provided for switching the output of the inverter to the second reference frequency when the load judgment reference speed is lower than a preset value. (For example, refer to Patent Document 2).
従来の可変速巻上装置は、また、2つの巻上機で荷重を共吊りする場合に、荷重を移動させるモータの回転方向及び回転量を検出する回転センサと、上記モータの目標回転量に相当する基準パルスを発生する基準パルス発生手段と、上記基準パルス発生手段のパルス数と上記回転センサが発生するパルス数との偏差を出力する偏差カウンタと、上記インバータの出力周波数を増減して上記偏差カウンタから出力される偏差を無くすように運転制御する運転制御手段とを備えた構成としていた。(例えば特許文献3参照)。 The conventional variable speed hoisting device also has a rotation sensor for detecting the rotation direction and the rotation amount of the motor that moves the load, and the target rotation amount of the motor when the load is suspended by two hoisting machines. A reference pulse generating means for generating a corresponding reference pulse, a deviation counter for outputting a deviation between the number of pulses of the reference pulse generating means and the number of pulses generated by the rotation sensor, and the output frequency of the inverter is increased or decreased. An operation control unit that performs operation control so as to eliminate the deviation output from the deviation counter is employed. (For example, refer to Patent Document 3).
特許文献1及び2に示された従来の可変速巻上装置においては、固定した基準周波数で運転した時の巻上モータのスベリを検出する方式となっているため、荷重が重くなればなるほど、巻上運転では速度が遅くなり、巻下運転では速度が速くなるという問題点があった。
In the conventional variable speed hoisting devices shown in
また、特許文献3に示された従来の可変速巻上装置においては、インバータの出力周波数を増減する方式となっているため、特許文献1及び2に示されたような基準周波数を固定して荷重の程度を判別する方式は適用できないという問題点があった。
In addition, in the conventional variable speed hoisting device shown in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、インバータの出力周波数を増減して荷重の軽重にかかわらず目標回転数を維持させると共に、荷重の程度を判別できる可変速巻上装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to maintain the target rotational speed regardless of the weight of the load by increasing / decreasing the output frequency of the inverter and to adjust the degree of the load. An object is to provide a hoisting device.
この発明に係る可変速巻上装置は、インバータで可変速制御される電動機と、上記電動機の回転方向及び回転量に応じた回転パルスを出力する回転センサと、上記電動機の目標回転量に相当する基準パルスを発生する基準パルス発生手段と、上記基準パルス発生手段が発生する基準パルスと上記回転センサが出力する回転パルスとの偏差を出力する偏差カウンタと、上記偏差カウンタからの出力偏差に応じて上記インバータの出力周波数を増減し、上記出力偏差を無くすように上記電動機を運転制御する運転制御手段と、上記出力周波数に応じて負荷の程度を判定する負荷判定手段とを備えたものである。 The variable speed hoisting device according to the present invention corresponds to an electric motor that is controlled at a variable speed by an inverter, a rotation sensor that outputs a rotation pulse corresponding to the rotation direction and the rotation amount of the motor, and a target rotation amount of the motor. A reference pulse generating means for generating a reference pulse, a deviation counter for outputting a deviation between the reference pulse generated by the reference pulse generating means and the rotation pulse output from the rotation sensor, and an output deviation from the deviation counter Operation control means for controlling the operation of the electric motor so as to eliminate the output deviation and load determination means for determining the degree of load according to the output frequency are provided.
この発明に係る可変速巻上装置は上記のように構成されているため、荷重が変化しても巻上モータの回転速度が変化することなく、荷重の程度を判別することができるので、巻上機1台だけで荷重を巻上げる場合、例えば亜鉛のどぶづけメッキにおいて溶融槽から吊荷を引き上げる時に、メッキの仕上がりを左右する引き上げ速度を安定させることができると共に、過荷重になった場合には、それを判定して安全に停止させることができる効果がある。 Since the variable speed hoisting device according to the present invention is configured as described above, the degree of load can be determined without changing the rotational speed of the hoisting motor even if the load changes. When hoisting a load with only one machine, for example, when lifting a suspended load from a melting tank in zinc dip plating, it is possible to stabilize the lifting speed that affects the finish of the plating, and overload Has the effect that it can be judged and stopped safely.
また、この発明によれば、荷重が変化しても巻上モータの回転速度が変化することなく運転することができ、その状態で、荷重の程度を判別することができるので、2台の巻上機で荷重を共吊りするような場合、双方の巻上機にかかる荷重が異なっても、それぞれの巻上機の速度は同一であるため吊荷が傾かないのと同時に、万が一、片荷になって一方の巻上機に過荷重がかかるようなことになっても、その巻上機の過荷重を検出して安全に停止させることができる効果がある。 Further, according to the present invention, even if the load changes, it is possible to operate without changing the rotation speed of the hoisting motor, and in this state, the degree of the load can be determined. When the load is suspended by the upper machine, even if the load applied to both hoisting machines is different, the speed of each hoisting machine is the same, so the suspended load does not tilt and at the same time, Even if one of the hoisting machines is overloaded, the overloading of the hoisting machine can be detected and stopped safely.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。
図1は、実施の形態1による可変速巻上装置の構成を示すブロック図である。この図に示すように、可変速巻上装置は、巻上機のドラムを回転させる巻上モータ1と、巻上モータ1と連動して回転し巻上モータ1の回転量と回転方向に応じた回転パルスを発生する回転センサ2と、巻き上げ、巻き下げ用の押ボタンを有する操作回路3と、操作回路3からの巻上指令、巻下指令を受けて巻上モータ1がその周波数でのスベリ無しでの同期運転を目指す基準周波数を計算する基準周波数計算回路4と、基準周波数計算回路4の計算結果に対応した基準パルスを発生する基準パルス発生回路5と、基準パルス発生回路5が発生した基準パルスを累積カウントすると共に、回転センサ2が発生した回転パルスを入力し上記基準パルスの累積を打ち消す方向に累積カウントすることにより上記基準パルスと回転パルスの累積偏差カウントを出力する偏差カウンタ6と、基準パルス累積値が回転パルス累積値を上回り、偏差カウンタ6がプラスの出力をすれば補正周波数をプラス値が大きい程速く増やし、回転パルス累積値が基準パルス累積値を上回ることにより偏差カウンタ6がマイナスの出力をすれば補正周波数をマイナス値が大きい程速く減らすように作用する補正周波数計算回路7と、基準周波数計算回路4の基準周波数に補正周波数計算回路7からの補正周波数を加味して巻上モータ1に印加する電圧の周波数を計算して出力する実行周波数出力回路8により構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the variable speed hoisting apparatus according to the first embodiment. As shown in this figure, the variable speed hoisting device is a hoisting
次に、実施の形態1の動作について説明する。
操作回路3の巻き上げ用押ボタンを押すと、基準周波数計算回路4は始動周波数から定格速度で運転するための定格基準周波数まで、基準周波数を次第に高めるよう計算する。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the winding push button of the
具体例について説明すると、巻上モータ1は4極モータで60Hzでの同期速度は30回転/秒である。回転センサ2が巻上モータの1回転当り100パルス出力すると、60Hzでの同期速度における回転パルスは3000パルス/秒となる。基準周波数が60Hzの時、基準パルス発生回路5から回転パルスと同じ3000パルス/秒の定格基準パルスが発生される。始動周波数6Hz時は定格基準パルスの10分の1の300パルスであるが、定格基準周波数60Hzで3000パルス/秒になるまで徐々に増えていく。
A specific example will be described. The hoisting
巻上運転開始後、基準周波数が次第に高まると実行周波数も高まり、巻上モータ1が加速するが巻上モータ1の加速時のスベリが大きいため、偏差カウンタ6への基準パルス累積値よりも、それを打ち消す回転パルス累積値の方が少なく、従って偏差カウンタ6の偏差カウントはプラスとなる。
When the reference frequency is gradually increased after starting the hoisting operation, the execution frequency is also increased, and the hoisting
実行周波数出力回路8の出力が定格基準周波数に到達した時点でプラスの偏差カウントが残っていると、補正周波数計算回路7の出力が増加する結果、補正周波数が増えていく。実行周波数出力回路8がそれを入力して実行周波数を定格基準周波数から更に高めていく。すると巻上モータ1が更に加速して3000パルス/秒より少なかった回転パルスが増えて回転センサ2の出力パルスが3000パルス/秒を超える結果、プラスだった偏差カウンタ6の偏差カウントが減り始めた後マイナスに転じる。
If a positive deviation count remains when the output of the execution
偏差カウントがマイナスになると今度は補正周波数計算回路7からの補正周波数が減り始め、巻上モータ1の回転速度が低下する。この結果、回転センサ2の回転パルスが減少し、定格基準パルスの3000パルス/秒を下回るようになると、偏差カウンタ6の偏差カウントが増加し始めた後、プラスに転じる。偏差カウントがプラスになると今度は補正周波数が増え始め、巻上モータ1が加速する。この結果、回転センサ2の回転パルスが増加し、定格基準パルスの3000パルス/秒を上回るようになると、偏差カウントが減少し始める。
When the deviation count becomes negative, the correction frequency from the correction frequency calculation circuit 7 starts to decrease and the rotation speed of the hoisting
この動作を繰り返すことにより、巻上モータ1は常に定格回転パルスの3000パルス/秒前後の回転パルスを出すように回転を続けると共に、一定の安定した補正周波数が残ることになる。吊上げ荷重が重くなればなるほど巻上モータのスベリも大きくなるため、これを補うために、補正周波数も荷重が重くなればなるほど大きくなる。
By repeating this operation, the hoisting
100%荷重で定速運転した時の補正周波数と125%荷重で定速運転した時の補正周波数の中間値を過荷重検出基準値として設定しておき、この過荷重検出基準値を定速運転中の安定した補正周波数が越えれば過荷重と判断する。
こうすることにより、100%荷重は過荷重として検出せず、125%荷重は確実に過荷重として検出することができる。また、過荷重を検出すると、リレー接点等で外部に過荷重信号を出力し、巻上運転を停止させる。
An intermediate value between the correction frequency for constant speed operation at 100% load and the correction frequency for constant speed operation at 125% load is set as the overload detection reference value, and this overload detection reference value is set to constant speed operation. If the stable correction frequency inside exceeds, it is judged as overload.
By doing so, a 100% load is not detected as an overload, and a 125% load can be reliably detected as an overload. When an overload is detected, an overload signal is output to the outside through a relay contact or the like, and the hoisting operation is stopped.
実施の形態1によれば、過荷重になっても巻上モータのスベリがゼロの状態で安定した定速運転をしながら過荷重検出ができるので、2つの巻上機を共吊りの形で使用する場合にも、荷重が傾かず安全に作業することができる。また、機械式や電気式の過荷重検出器を別途取付ける必要がないので小型、低価格の装置とすることができる。 According to the first embodiment, even if an overload occurs, overload detection can be performed while performing a stable constant speed operation with zero slippage of the hoisting motor. Even when it is used, the load is not inclined and the work can be performed safely. Further, since it is not necessary to separately install a mechanical or electric overload detector, a small and low-priced device can be obtained.
次に、定格速度の6分の1、即ち10Hzの同期速度での低速運転動作について説明する。操作回路3の巻き上げ用押ボタンを押すと、基準周波数計算回路4は始動周波数から定格速度の6分の1で運転するための低速基準周波数まで、基準周波数を次第に高めるよう計算する。
Next, a description will be given of a low-speed driving operation at one-sixth of the rated speed, that is, a synchronous speed of 10 Hz. When the winding push button of the
具体例について説明すると、巻上モータ1は4極モータで10Hzでの同期速度は5回転/秒である。回転センサ2が巻上モータの1回転当り100パルス出力すると、10Hzでの同期速度における回転パルスは500パルス/秒となる。基準周波数が10Hzの時、基準パルス発生回路5から回転パルスと同じ500パルス/秒の低速基準パルスが発生される。
A specific example will be described. The hoisting
始動周波数6Hz時は定格基準パルスの10分の1の300パルスであるが、低速基準周波数10Hzで500パルス/秒になるまで、0Hzから60Hzまでの加速を1秒とすると、約67msecで増えていく。 When the starting frequency is 6 Hz, it is 300 pulses, which is one tenth of the rated reference pulse. However, when the acceleration from 0 Hz to 60 Hz is set to 1 second until it reaches 500 pulses / second at the low speed reference frequency of 10 Hz, it increases at about 67 msec. Go.
巻上運転開始後、基準周波数が次第に高まると実行周波数も高まり、巻上モータ1が加速するが巻上モータ1の低周波域でのスベリが大きいため、偏差カウンタ6への基準パルス累積値よりも、それを打ち消す回転パルス累積値の方が少なく、従って偏差カウンタ6の偏差カウントはプラスとなる。
When the reference frequency gradually increases after starting the hoisting operation, the execution frequency also increases, and the hoisting
実行周波数出力回路8の出力が低速基準周波数に到達した時点でプラスの偏差カウントが残っていると、補正周波数計算回路7の出力が増加する結果、補正周波数が増えていく。実行周波数出力回路8がそれを入力して実行周波数を低速基準周波数から更に高めていく。すると巻上モータ1が更に加速して500パルス/秒より少なかった回転パルスが増えて回転センサ2のパルスが500パルス/秒を超える結果、プラスだった偏差カウンタ6の偏差カウントが減り始めた後マイナスに転じる。
If a positive deviation count remains when the output of the execution
偏差カウントがマイナスになると今度は補正周波数計算回路7からの補正周波数が減り始め、巻上モータ1の回転速度が低下する。この結果、回転センサ2の回転パルスが減少し、低速基準パルスの500パルス/秒を下回るようになると、偏差カウンタ6の偏差カウントが増加し始めた後、プラスに転じる。偏差カウントがプラスになると今度は補正周波数が増え始め、巻上モータ1が加速する。この結果、回転センサ2の回転パルスが増加し、低速基準パルスの500パルス/秒を上回るようになると、偏差カウントが減少し始める。
When the deviation count becomes negative, the correction frequency from the correction frequency calculation circuit 7 starts to decrease and the rotation speed of the hoisting
この動作を繰り返すことにより、巻上モータ1は常に低速回転パルスの500パルス/秒前後の回転パルスを出すように回転を続けると共に、一定の安定した補正周波数が残ることになる。吊上げ荷重が重くなればなるほど巻上モータのスベリも大きくなるため、これを補うために、補正周波数も荷重が重くなればなるほど大きくなる。
By repeating this operation, the hoisting
100%荷重で低速運転した時の補正周波数と125%荷重で低速運転した時の補正周波数の中間値を過荷重検出基準値として設定しておき、この過荷重検出基準値を低速運転中の安定した補正周波数が越えれば過荷重と判断する。
こうすることにより、100%荷重は過荷重として検出せず、125%荷重は確実に過荷重として検出することができる。
An intermediate value between the correction frequency for low-speed operation at 100% load and the correction frequency for low-speed operation at 125% load is set as the overload detection reference value, and this overload detection reference value is used for stability during low-speed operation. If the corrected frequency exceeds the specified value, it is judged as an overload.
By doing so, a 100% load is not detected as an overload, and a 125% load can be reliably detected as an overload.
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2による可変速巻上装置の構成及び基本動作は実施の形態1と同様であるため図示及び説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration and basic operation of the variable speed hoisting apparatus according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.
実施の形態2の特徴は、25%荷重で定速運転した時の補正周波数を軽負荷検出基準値として設定しておき、この軽負荷検出基準値を定速運転中の安定した補正周波数が下回れば軽負荷と判断するようにした点である。軽負荷と判断したら、リレー接点等で外部に軽負荷信号を出力し、定格速度を超える軽負荷高速運転に切替えるようにする。 The feature of the second embodiment is that a correction frequency when a constant speed operation is performed with a 25% load is set as a light load detection reference value, and this light load detection reference value falls below a stable correction frequency during constant speed operation. In other words, it is determined that the load is light. If it is determined that the load is light, output a light load signal to the outside via a relay contact, etc., and switch to light load high speed operation exceeding the rated speed.
実施の形態2によれば、巻上モータのスベリがゼロの状態で安定した定速運転をしながら軽負荷検出ができるので、2つの巻上機を共吊りの形で使用する場合にも、荷重が傾かず安全に作業することができる。また、機械式や電気式の軽負荷検出器を別途取付ける必要がないので小型、低価格の装置とすることができる。なお、実施の形態1の過荷重検出機能と共にこの軽負荷検出機能を備えることも可能である。 According to the second embodiment, it is possible to detect a light load while performing a stable constant speed operation in a state where the winding of the hoisting motor is zero, so even when two hoisting machines are used in a co-suspended form, The load is not tilted and it can work safely. Further, since it is not necessary to separately install a mechanical or electrical light load detector, a small and low-priced device can be obtained. It is also possible to provide this light load detection function together with the overload detection function of the first embodiment.
また、実施の形態1及び2では、巻上運転時の説明をしたが、巻下運転時には、巻上モータの回転方向が逆になり、スベリによって回転速度が逆に速くなるため、過荷重の判定は、出力周波数が設定値より低い場合にその判定が行なわれる。また、軽負荷の判定は、出力周波数が設定値より高い場合にその判定が行なわれる。
Further, in
この発明に係る可変速巻上装置は、荷重が変化しても速度が変化せず、軽負荷高速機能や過荷重防止機能を有するので、単独で荷重を巻き上げまたは巻き下げする用途でも速度安定性が必要で、しかも作業速度を求められたり、安全性を要求される用途に最適である。
特に2台の巻上機で共吊りする場合、傾きを発生しないだけでなく、片荷になって一方の巻上機に過荷重がかかっても安全に停止できるので、互いの軽負荷判断信号を共吊り相手の巻上機に知らせるようにし、自機が軽負荷を判断した時に相手機からも軽負荷判断信号が入力されていることを条件に軽負荷高速運転に切替えることにより、2台同時に軽負荷高速運転に切替えることができ、共吊りでも軽負荷高速運転が使用できるようになる。
The variable speed hoisting device according to the present invention does not change the speed even if the load changes, and has a light load high speed function and an overload prevention function. This is ideal for applications where work speed is required and safety is required.
In particular, when two hoisting machines are suspended together, not only does it not tilt, but it can also be stopped safely even if one hoisting machine is overloaded and one of the hoisting machines is overloaded. 2 units by switching to light load high speed operation on condition that the light load judgment signal is also input from the partner machine when the own machine judges light load. At the same time, it is possible to switch to light-load high-speed operation, and light-load high-speed operation can be used even when suspended.
1 巻上モータ、 2 回転センサ、 3 操作回路、 4 基準周波数計算回路、
5 基準パルス発生回路、 6 偏差カウンタ、 7 補正周波数計算回路、
8 実行周波数出力回路。
1 winding motor, 2 rotation sensor, 3 operation circuit, 4 reference frequency calculation circuit,
5 Reference
8 Execution frequency output circuit.
Claims (8)
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