JP2016185870A - Lifting magnet device and work vehicle - Google Patents

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横山 隆司
Takashi Yokoyama
隆司 横山
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lifting magnet device enabling an easy measurement of insulation resistance of a power cable and capable of suppressing a generation frequency of a trouble such as a breakage of a control component, in view of a fact that when measuring insulation resistance of a power cable for supplying electric power to a lifting magnet, it is necessary to measure by using an insulation resistance meter after removing an end part of the power cable to be measured, therefore there lies a problem that the work takes time.SOLUTION: There is provided a lifting magnet device, including: a power supply part for outputting electric power; a magnet drive circuit for controlling the electric power from the power supply part; a lifting magnet to which the electric power is supplied from the magnet drive circuit via a cable; current measuring means for measuring the current of the electric power supplied to the lifting magnet; and insulation resistance measuring means for measuring insulation resistance of the cable.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リフティングマグネット装置、および作業車両に関する。さらに詳しくは、動力ケーブルの絶縁抵抗を測定できるリフティングマグネット装置、および、作業車両に関する。   The present invention relates to a lifting magnet device and a work vehicle. More specifically, the present invention relates to a lifting magnet device capable of measuring an insulation resistance of a power cable and a work vehicle.

一般に、荷役作業や建設作業等において、鉄片などの搬送物を持ち上げるためのリフティングマグネット装置が知られている。このリフティングマグネット装置は、マグネットの励磁と消磁のみによって、鉄片を吸着、解放する。このためリフティングマグネット装置を構成する制御装置は、制御部品を過電流から保護する保護手段に加えて、特許文献1に示すような注意警告手段を用いて制御部品を保護すると同時に、操作者の意図することなしに鉄片が解放されるのを防止している。   In general, a lifting magnet device for lifting an object such as an iron piece in a cargo handling work or a construction work is known. This lifting magnet device attracts and releases iron pieces only by magnet excitation and demagnetization. For this reason, the control device constituting the lifting magnet device protects the control component using a caution warning unit as shown in Patent Document 1 in addition to the protection unit that protects the control component from overcurrent, and at the same time, the operator's intention This prevents the iron pieces from being released without doing anything.

ここで、リフティングマグネット装置の制御装置内にある部品等の不具合の多くは、機械的に稼働する部分の動力ケーブルの絶縁が破壊されることにより発生する。リフティングマグネットの位置変更による動作や、吸着された搬送対象物との接触により動力ケーブルの絶縁抵抗が低くなって、過電流が流れると、制御装置内の部品に不具合が生じる。よって、このような過電流が流れるような事態を事前に防止するために、リフティングマグネット装置の操作者は、動力ケーブルの絶縁抵抗を定期的に測定し、動力ケーブルの絶縁抵抗が下がってきた場合は、事前に動力ケーブルの交換を行う。しかし、絶縁抵抗の測定は、測定対象の動力ケーブルの端部を外してから絶縁抵抗計を用いて行う必要があり、作業に時間がかかるという問題があった。   Here, many troubles such as parts in the control device of the lifting magnet device are caused by breaking the insulation of the power cable in the mechanically operating portion. If the insulation resistance of the power cable becomes low due to the operation by changing the position of the lifting magnet or the contact with the attracted conveyance object, and an overcurrent flows, problems occur in the components in the control device. Therefore, in order to prevent such an overcurrent situation in advance, the operator of the lifting magnet device periodically measures the insulation resistance of the power cable, and the insulation resistance of the power cable is lowered Replace the power cable in advance. However, the measurement of the insulation resistance needs to be performed using an insulation resistance meter after removing the end of the power cable to be measured, and there is a problem that it takes time.

また、操作者が検査を怠っていた場合には、過電流が流れ、制御部品の保護手段を交換したり、破損した制御部品自体を交換したりする必要が生じるという問題があった。   Further, when the operator neglects the inspection, an overcurrent flows, and there is a problem that it is necessary to replace the protection means of the control parts or to replace the damaged control parts themselves.

特開2008−222368号公報JP 2008-222368 A

本発明は上記事情に鑑み、動力ケーブルの絶縁抵抗を簡易に測定することができ、これにより制御部品の破損などの不具合の発生頻度を抑えることができるリフティングマグネット装置、およびこれを用いた作業車両を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention can easily measure the insulation resistance of a power cable, thereby suppressing the occurrence frequency of problems such as breakage of control components, and a work vehicle using the same. The purpose is to provide.

第1発明のリフティングマグネット装置は、電力を出力する電源部と、該電源部からの電力を制御するマグネット駆動回路と、このマグネット駆動回路からケーブルを介して電力が供給されるリフティングマグネットと、このリフティングマグネットへ供給される電力の電流を測定する電流測定手段と、ケーブルの絶縁抵抗を計測する絶縁抵抗測定手段とを備えることを特徴とする。
第2発明のリフティングマグネット装置は、第1発明において、ケーブルは、マグネット駆動回路とリフティングマグネットとを接続するメインラインと、このメインラインの途中に並列に設けられたサブラインと、を有し、電流測定手段はメインライン中に設けられ、絶縁抵抗測定手段は電流測定手段と並列になるようにサブライン中に設けられ、サブラインには、電力の通電・非通電を切り替え可能なサブラインスイッチが設けられていることを特徴とする。
第3発明のリフティングマグネット装置は、第2発明において、ケーブル中に設けられ、リフティングマグネットへの電力の供給・遮断を切り替え可能なメインラインスイッチを更に備え、該メインラインスイッチは、メインラインに設けられていることを特徴とする。
第4発明のリフティングマグネット装置は、第3発明において、マグネット駆動回路は、電源部の正側出力端に接続される正側ラインと、電源部の負側出力端に接続される負側ラインと、を有し、負側ラインには接地電位に接続される接地ラインスイッチが設けられていることを特徴とする。
第5発明のリフティングマグネット装置は、第2発明において、更に制御部が備えられ、制御部は、リフティングマグネットに電力が供給されて搬送物の吸着及び搬送が行われている際、サブラインスイッチを開放させて絶縁抵抗測定手段に電流が供給Sれないようにすることを特徴とする。
第6発明のリフティングマグネット装置は、第1発明から第5発明のいずれかの発明において、リフティングマグネット装置の状態を表示する表示部を設け、表示部には、絶縁抵抗測定手段で計測された結果が表示されることを特徴とする
第7発明の作業車両は、第1発明から第6発明のいずれかのリフティングマグネット装置が搭載されていることを特徴とする。
A lifting magnet device according to a first aspect of the present invention includes a power supply unit that outputs electric power, a magnet drive circuit that controls electric power from the power supply unit, a lifting magnet to which electric power is supplied from the magnet drive circuit via a cable, It is characterized by comprising current measuring means for measuring the current of power supplied to the lifting magnet and insulation resistance measuring means for measuring the insulation resistance of the cable.
The lifting magnet device according to a second aspect of the present invention is the lifting magnet device according to the first aspect, wherein the cable has a main line for connecting the magnet driving circuit and the lifting magnet, and a sub-line provided in parallel in the middle of the main line, The measuring means is provided in the main line, the insulation resistance measuring means is provided in the subline so as to be in parallel with the current measuring means, and the subline is provided with a subline switch capable of switching between energization and non-energization of power. It is characterized by being.
The lifting magnet device according to a third aspect of the present invention further includes a main line switch provided in the cable and capable of switching power supply / cut-off to the lifting magnet in the second invention. The main line switch is provided in the main line. It is characterized by being.
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the magnet drive circuit includes a positive line connected to the positive output end of the power supply unit, and a negative line connected to the negative output end of the power supply unit. , And a negative line is provided with a ground line switch connected to the ground potential.
The lifting magnet device according to a fifth aspect of the present invention is the control device according to the second aspect, further comprising a control unit, wherein the control unit opens the subline switch when power is supplied to the lifting magnet and the object is attracted and transported. Thus, the current is not supplied to the insulation resistance measuring means.
A lifting magnet device according to a sixth aspect of the present invention is the display device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a display unit for displaying the state of the lifting magnet device is provided, and the display unit is a result measured by an insulation resistance measuring means. Is displayed. The working vehicle of the seventh invention is characterized in that the lifting magnet device of any one of the first to sixth inventions is mounted.

第1発明によれば、リフティングマグネットへ供給される電流を測定する電流測定手段と、ケーブルの絶縁抵抗測定手段とを備えていることにより、動力ケーブルの絶縁抵抗を容易に測定することができ、制御部品の破損する原因となる動力ケーブルの絶縁破壊を早期に知ることができる。よって制御部品などの不具合の発生頻度を抑えることができる。
第2発明によれば、ケーブルが、メインラインと、このメインラインに並列に設けられたサブラインとを有し、電流測定手段がメインライン中に、絶縁抵抗測定手段が電流測定手段と並列になるようにサブライン中に設けられており、サブラインに電力の通電・非通電を切り替え可能なサブラインスイッチが設けられていることにより、通常の作業を行う際に、絶縁抵抗測定手段に大電流が流れることがなくなるので、絶縁抵抗測定手段を安価な構成とすることができる。
第3発明によれば、ケーブル中に、リフティングマグネットへの電力の供給・遮断を切り替え可能なメインラインスイッチを備え、このメインラインスイッチは、メインラインに設けられていることにより、リフティングマグネットを除くケーブルだけの絶縁抵抗を測定することが可能になる。
第4発明によれば、マグネット駆動回路は、電源部の正側出力端に接続される正側ラインと、電源部の負側出力端に接続される負側ラインと、を有し、この負側ラインには接地電位に接続される接地ラインスイッチが設けられていることにより、電源部の全電位差を利用してケーブルの絶縁抵抗を測定できる。これにより、測定のための電位差を大きくでき、精度よく絶縁抵抗を測定できる。
第5発明によれば、制御部は、リフティングマグネットに電力が供給されて半蔵物の吸着または搬送が行われている際、サブラインスイッチを開放させて絶縁抵抗測定手段に電流が供給されないようにすることにより、作業者が、サブラインスイッチを動作させる必要がなくなり、誤って絶縁抵抗測定手段に大電流が流れることがない。これにより絶縁抵抗測定手段が故障することが防止できる。
第6発明によれば、表示部に絶縁抵抗測定手段で計測された結果が表示されることにより、別途絶縁抵抗の表示器を設ける必要がなくなる。
第7発明によれば、作業車両にリフティングマグネット装置が搭載されていることにより、様々な形状の鉄片を持ち上げ、その鉄片によって動力ケーブルが破損するケースが多い作業車両において、容易に動力ケーブルの絶縁抵抗を測定できる。
According to the first invention, it is possible to easily measure the insulation resistance of the power cable by including the current measurement means for measuring the current supplied to the lifting magnet and the insulation resistance measurement means for the cable. It is possible to quickly know the insulation breakdown of the power cable that causes the control parts to be damaged. Therefore, it is possible to suppress the occurrence frequency of defects such as control parts.
According to the second invention, the cable has a main line and a subline provided in parallel to the main line, the current measuring means is in the main line, and the insulation resistance measuring means is in parallel with the current measuring means. As a result, a large current flows through the insulation resistance measuring means during normal operation by providing a subline switch that can switch between energization and deenergization of power in the subline. Therefore, the insulation resistance measuring means can be made inexpensive.
According to the third invention, the cable is provided with a main line switch capable of switching supply / cut-off of power to the lifting magnet, and the main line switch is provided in the main line so that the lifting magnet is excluded. It becomes possible to measure the insulation resistance of only the cable.
According to the fourth invention, the magnet drive circuit has a positive line connected to the positive output end of the power supply unit and a negative line connected to the negative output end of the power supply unit. Since the side line is provided with a ground line switch connected to the ground potential, the insulation resistance of the cable can be measured using the total potential difference of the power supply unit. Thereby, the potential difference for measurement can be increased and the insulation resistance can be measured with high accuracy.
According to the fifth aspect of the present invention, when the power is supplied to the lifting magnet and the half-collection is attracted or transported, the control unit opens the subline switch so that no current is supplied to the insulation resistance measuring means. This eliminates the need for the operator to operate the subline switch and prevents a large current from flowing through the insulation resistance measuring means by mistake. As a result, the insulation resistance measuring means can be prevented from failing.
According to the sixth aspect of the invention, since the result measured by the insulation resistance measuring means is displayed on the display unit, it is not necessary to provide a separate indicator of insulation resistance.
According to the seventh invention, since the lifting magnet device is mounted on the work vehicle, the power cable is easily insulated in the work vehicle in which there are many cases in which the iron pieces of various shapes are lifted and the power cable is damaged by the iron pieces. Resistance can be measured.

本発明の第1実施形態に係るリフティングマグネット装置を構成するマグネット駆動回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnet drive circuit which comprises the lifting magnet apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るリフティングマグネット装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the lifting magnet apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (A)リフティングマグネットの両端に印可される電圧の時間波形を示すグラフである。(B)リフティングマグネットに供給される電流の時間波形を示すグラフである。(A) It is a graph which shows the time waveform of the voltage applied to the both ends of a lifting magnet. (B) It is a graph which shows the time waveform of the electric current supplied to a lifting magnet. 本発明の第3実施形態に係るリフティングマグネット装置を構成するマグネット駆動回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnet drive circuit which comprises the lifting magnet apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図1のリフティングマグネット装置を搭載した作業車両の全体図である。It is a general view of the work vehicle carrying the lifting magnet apparatus of FIG.

つぎに、本発明の第1実施形態に係るリフティングマグネット装置2を図面に基づき説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、トランジスタとは、バイポーラ型トランジスタ及び電界効果トランジスタ(FET)の双方を含むものとする。トランジスタがFETである場合、ベースをゲート、コレクタをドレイン、エミッタをソースとそれぞれ読み替えるものとする。   Next, the lifting magnet device 2 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following description, a transistor includes both a bipolar transistor and a field effect transistor (FET). When the transistor is an FET, the base is read as the gate, the collector as the drain, and the emitter as the source.

図2には、第1実施形態に係るリフティングマグネット装置2のブロック構成図を示す。リフティングマグネット10は、クローラで移動する油圧ショベルの先端に、アタッチメントとして搭載されたり、建屋内に設置されている天井クレーンの吊り下げ部先端に用いられていたりする。リフティングマグネット装置2の構成は、鉄片を吸着および解放するリフティングマグネット10と、このリフティングマグネット10に電力を供給するマグネット制御部3と、マグネット制御部3を操作と情報を表示するための入出力・表示部4と、マグネット制御部3に三相交流電力を供給する交流発電機(同期発電機)18とを備えている。本実施形態で交流発電機18は、界磁として永久磁石を有する、いわゆる永久磁石(PM:Permanent Magnet)同期発電機である。交流発電機18は電力を供給(出力)する電源部である。   In FIG. 2, the block block diagram of the lifting magnet apparatus 2 which concerns on 1st Embodiment is shown. The lifting magnet 10 is mounted as an attachment at the tip of a hydraulic excavator that is moved by a crawler, or is used at the tip of a suspended portion of an overhead crane installed in a building. The structure of the lifting magnet device 2 includes a lifting magnet 10 that attracts and releases iron pieces, a magnet control unit 3 that supplies electric power to the lifting magnet 10, an input / output for displaying the operation and information of the magnet control unit 3. The display unit 4 and an AC generator (synchronous generator) 18 that supplies three-phase AC power to the magnet control unit 3 are provided. In this embodiment, the AC generator 18 is a so-called permanent magnet (PM) synchronous generator having a permanent magnet as a field. The AC generator 18 is a power supply unit that supplies (outputs) electric power.

マグネット制御部3は、マグネット駆動回路31と、ブリッジドライバ32と、制御部33と、通信回路34とを有している。マグネット駆動回路31には、交流発電機18から三相交流電圧VAC1〜VAC3が供給される。マグネット駆動回路31は、リフティングマグネット10に電力を供給する回路であり、リフティングマグネット10を流れる電流の向きを制御するHブリッジ回路を含んで構成されている。ブリッジドライバ32は、このHブリッジ回路を駆動する回路である。制御部33は、マグネット10へ供給される電流及び電圧を、ブリッジドライバ32を介して制御する。 The magnet control unit 3 includes a magnet drive circuit 31, a bridge driver 32, a control unit 33, and a communication circuit 34. Three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are supplied from the AC generator 18 to the magnet drive circuit 31. The magnet drive circuit 31 is a circuit that supplies power to the lifting magnet 10 and includes an H-bridge circuit that controls the direction of the current flowing through the lifting magnet 10. The bridge driver 32 is a circuit that drives the H bridge circuit. The control unit 33 controls the current and voltage supplied to the magnet 10 via the bridge driver 32.

制御部33は、例えば、所定のプログラムを格納したメモリと、該所定のプログラムを読み出して実行するCPUとを含むディジタル演算処理回路からなり、制御信号の入出力・表示を、通信回路34を通じて行う。通信回路34は、リフティングマグネット装置2の操作者の操作する入出力・表示部4にある通信回路43と、配線16を介して接続されており、通信回路43との間で通信を行う。なお、マグネット駆動回路31、ブリッジドライバ32、制御部33、及び通信回路34は、一つの筐体35内に収容されている。入出力・表示部4は請求項では表示部と称することとする。   The control unit 33 includes, for example, a digital arithmetic processing circuit including a memory storing a predetermined program and a CPU that reads and executes the predetermined program, and performs input / output / display of control signals through the communication circuit 34. . The communication circuit 34 is connected to the communication circuit 43 in the input / output / display unit 4 operated by the operator of the lifting magnet device 2 via the wiring 16, and communicates with the communication circuit 43. The magnet drive circuit 31, the bridge driver 32, the control unit 33, and the communication circuit 34 are accommodated in one housing 35. The input / output / display unit 4 is referred to as a display unit in the claims.

入出力・表示部4は、操作者の動作指令の入出力用の入出力・表示装置40と、信号処理部42と、通信回路43とを有している。入出力・表示装置40は、リフティングマグネット10に供給される電流および電圧に関わる設定入力を操作者から受け付ける機能を有する。信号処理部42は、通信回路43を介して受け取った信号に基づいて、操作者に制御部33等の状態を覚知させたり、操作者の入力信号に基づいて通信回路43を介して、マグネット制御部3の制御部33に指令を与えたりする。なお、入出力・表示装置40、信号処理部42、及び通信回路43は、一つの筐体45内に収容されている。   The input / output / display unit 4 includes an input / output / display device 40 for inputting / outputting an operation command of an operator, a signal processing unit 42, and a communication circuit 43. The input / output / display device 40 has a function of receiving a setting input related to a current and a voltage supplied to the lifting magnet 10 from an operator. The signal processing unit 42 makes the operator aware of the state of the control unit 33 or the like based on the signal received via the communication circuit 43, or the magnet via the communication circuit 43 based on the input signal of the operator. A command is given to the control unit 33 of the control unit 3. Note that the input / output / display device 40, the signal processing unit 42, and the communication circuit 43 are accommodated in one housing 45.

マグネット操作部5は、リフティングマグネット10の励磁動作および解放動作を操作者が操作するための装置であり、入出力・表示部4と共に配置されている。マグネット操作部5は、二つのスイッチ51、52を有している。スイッチ51、52の一方の端子は互いに接続されると共に、マグネット駆動回路31と配線53を介して接続され、マグネット駆動回路31内部で定電位線と接続されている。また、スイッチ51,52の他方の端子はそれぞれ配線54,55を介してマグネット駆動回路31の制御部33と接続されている。   The magnet operation unit 5 is a device for an operator to operate the excitation operation and the release operation of the lifting magnet 10, and is arranged together with the input / output / display unit 4. The magnet operation unit 5 has two switches 51 and 52. One terminal of each of the switches 51 and 52 is connected to each other, is connected to the magnet drive circuit 31 via the wiring 53, and is connected to a constant potential line inside the magnet drive circuit 31. The other terminals of the switches 51 and 52 are connected to the control unit 33 of the magnet drive circuit 31 via wirings 54 and 55, respectively.

例えば、スイッチ51を操作者が押すと配線54を介して所定電位が制御部33へ伝わり、制御部33は、リフティングマグネット10へ正方向電流(励磁電流)が供給されるようにブリッジドライバ32を制御する。また、スイッチ52を操作者が押すと配線55を介して所定電位が制御部33へ伝わり、制御部33は、リフティングマグネット10へ逆方向電流(解放電流)が供給されるようにブリッジドライバ32を制御する。或いは、制御部33が配線54の電位のみ認識し、スイッチ51が一度押されるとリフティングマグネット10へ励磁電流が供給され、スイッチ51が再度押されるとリフティングマグネット10へ解放電流が供給されるようにしてもよい。   For example, when the operator presses the switch 51, a predetermined potential is transmitted to the control unit 33 via the wiring 54, and the control unit 33 controls the bridge driver 32 so that a positive direction current (excitation current) is supplied to the lifting magnet 10. Control. When the operator presses the switch 52, a predetermined potential is transmitted to the control unit 33 via the wiring 55, and the control unit 33 controls the bridge driver 32 so that a reverse current (release current) is supplied to the lifting magnet 10. Control. Alternatively, the control unit 33 recognizes only the potential of the wiring 54, and when the switch 51 is pressed once, the exciting current is supplied to the lifting magnet 10, and when the switch 51 is pressed again, the release current is supplied to the lifting magnet 10. May be.

漏電操作部6は、リフティングマグネット装置2の漏電を検出する際の操作をするための装置で、3つのスイッチ61、62、63を有している。スイッチ61は、通常運転を行うためのスイッチである。スイッチ62は、リフティングマグネット10に電流を流しながら漏電検出を行うスイッチである。スイッチ63は、リフティングマグネット10に電流が流れないようにしながら漏電検出を行うスイッチである。また、スイッチ61、62、63端子は、それぞれ配線64を介してマグネット駆動回路31の制御部33と接続されている。   The earth leakage operating unit 6 is an apparatus for performing an operation when detecting an earth leakage of the lifting magnet device 2 and includes three switches 61, 62, and 63. The switch 61 is a switch for performing normal operation. The switch 62 is a switch that detects leakage while flowing current through the lifting magnet 10. The switch 63 is a switch for detecting leakage while preventing current from flowing through the lifting magnet 10. The terminals 61, 62, and 63 are connected to the control unit 33 of the magnet drive circuit 31 through the wiring 64, respectively.

図1には、本発明の第1実施形態に係るリフティングマグネット装置2を構成するマグネット制御部3の回路構成図を示す。図1に示すように、マグネット制御部3は、直流電源部36、Hブリッジ回路部37、及びコンデンサ38を有する。なお図1は、リフティングマグネット装置2が、励磁電流や消磁電流を流す通常運転時の回路の状態を示し、絶縁抵抗測定時の回路の状態は後述する。   In FIG. 1, the circuit block diagram of the magnet control part 3 which comprises the lifting magnet apparatus 2 which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown. As shown in FIG. 1, the magnet control unit 3 includes a DC power supply unit 36, an H bridge circuit unit 37, and a capacitor 38. FIG. 1 shows the state of a circuit during normal operation in which the lifting magnet device 2 passes an exciting current and a demagnetizing current, and the state of the circuit when measuring the insulation resistance will be described later.

直流電源部36は、交流発電機18から供給された三相交流電圧VAC1〜VAC3を直流電源電圧VDCへ変換するための回路部分である。本実施形態の直流電源部36は、6個のダイオード36a〜36fを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。なお、直流電源部36は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されてもよい。直流電源部36が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。 The DC power supply unit 36 is a circuit part for converting the three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 supplied from the AC generator 18 into a DC power supply voltage V DC . The DC power supply unit 36 of the present embodiment is configured by a bridge circuit including six diodes 36a to 36f, and performs three-phase full-wave rectification. In addition, the DC power supply unit 36 may be constituted by, for example, a pure bridge circuit using a thyristor or a mixed bridge circuit using a diode and a thyristor. When the DC power supply unit 36 is constituted by a pure bridge circuit or a mixed bridge circuit, the thyristor is phase-controlled at a predetermined control angle by a phase control circuit (not shown).

Hブリッジ回路部37は、リフティングマグネット10へ供給される電流の向きを制御するための回路部分である。Hブリッジ回路部37は、4つのnpn型トランジスタ37a〜37dと、該4つのトランジスタ37a〜37dそれぞれの電流端子間(コレクタ−エミッタ間またはソース−ドレイン間)に電気的に接続された4つのダイオード(フライホイール)37e〜37hと、リフティングマグネット10へ電流を供給するための動力ケーブルが接続される端子37i及び37jとを含むHブリッジ回路によって構成されている。   The H bridge circuit unit 37 is a circuit part for controlling the direction of the current supplied to the lifting magnet 10. The H-bridge circuit unit 37 includes four npn transistors 37a to 37d and four diodes electrically connected between current terminals (collector-emitter or source-drain) of the four transistors 37a to 37d. (Flywheel) It is comprised by the H bridge circuit containing 37e-37h and the terminals 37i and 37j to which the power cable for supplying an electric current to the lifting magnet 10 is connected.

具体的には、トランジスタ37aの一方の電流端子は直流電源部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37aの他方の電流端子は端子37iに電気的に接続されている。直流電源部36の正側出力端に接続されるケーブルは、正側ライン39aと称する。トランジスタ37bの一方の電流端子は端子37iに電気的に接続されており、トランジスタ37bの他方の電流端子は直流電源部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。直流電源部36の負側出力端に接続されるケーブルは負側ライン39bと称する。トランジスタ37cの一方の電流端子は直流電源部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37cの他方の電流端子は端子37jに電気的に接続されている。トランジスタ37dの一方の電流端子は端子37jに電気的に接続されており、トランジスタ37dの他方の電流端子は直流電源部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。また、ダイオード37e〜37hのアノードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの他方の電流端子に電気的に接続されており、ダイオード37e〜37hのカソードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの一方の電流端子に電気的に接続されている。   Specifically, one current terminal of the transistor 37a is electrically connected to the positive output terminal 36g of the DC power supply 36, and the other current terminal of the transistor 37a is electrically connected to the terminal 37i. . The cable connected to the positive output terminal of the DC power source 36 is referred to as a positive line 39a. One current terminal of the transistor 37 b is electrically connected to the terminal 37 i, and the other current terminal of the transistor 37 b is electrically connected to the negative output terminal 36 h of the DC power supply unit 36. The cable connected to the negative output terminal of the DC power supply 36 is referred to as a negative line 39b. One current terminal of the transistor 37c is electrically connected to the positive output terminal 36g of the DC power supply unit 36, and the other current terminal of the transistor 37c is electrically connected to the terminal 37j. One current terminal of the transistor 37d is electrically connected to the terminal 37j, and the other current terminal of the transistor 37d is electrically connected to the negative output terminal 36h of the DC power supply unit 36. The anodes of the diodes 37e to 37h are electrically connected to the other current terminals of the transistors 37a to 37d, respectively. The cathodes of the diodes 37e to 37h are electrically connected to the one current terminals of the transistors 37a to 37d, respectively. It is connected to the.

各トランジスタ37a〜37dの制御端子(ベースまたはゲート)はブリッジドライバ32と電気的に接続されており、各トランジスタ37a〜37dにおける電流端子間の導通状態は、ブリッジドライバ32から提供される制御電流(または制御電圧)によって制御される。例えば、トランジスタ37a及び37dの制御端子に制御電流が提供されると、ある一方向の励磁電流が、トランジスタ37a、端子37i、マグネット10、端子37j、及びトランジスタ37dの順に流れる。また、トランジスタ37b及び37cの制御端子に制御電流が提供されると、ある一方向と逆方向の消磁電流が、トランジスタ37c、端子37j、マグネット10、端子37i、及びトランジスタ37bの順に流れる。   The control terminals (bases or gates) of the transistors 37a to 37d are electrically connected to the bridge driver 32, and the conduction state between the current terminals of the transistors 37a to 37d is a control current (from the bridge driver 32). Or control voltage). For example, when a control current is provided to the control terminals of the transistors 37a and 37d, an exciting current in one direction flows in the order of the transistor 37a, the terminal 37i, the magnet 10, the terminal 37j, and the transistor 37d. When a control current is provided to the control terminals of the transistors 37b and 37c, a demagnetizing current in a direction opposite to a certain direction flows in the order of the transistor 37c, the terminal 37j, the magnet 10, the terminal 37i, and the transistor 37b.

ブリッジドライバ32は、制御部33の出力信号に応じてトランジスタ37a〜37dの何れかを導通させる。制御部33は、図2に示したマグネット操作部5から提供される信号に基づいて、トランジスタ37a〜37dの何れを導通させるかを決定する。また、ブリッジドライバ32は、トランジスタ37a〜37dを必要に応じて断続的に導通させ、マグネット10へ供給される電圧をパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)により調整する。このPWMのパルス幅は、制御部33によって制御される。   The bridge driver 32 makes any of the transistors 37 a to 37 d conductive according to the output signal of the control unit 33. The control unit 33 determines which of the transistors 37a to 37d is to be conducted based on the signal provided from the magnet operation unit 5 illustrated in FIG. Further, the bridge driver 32 intermittently turns on the transistors 37a to 37d as necessary, and adjusts the voltage supplied to the magnet 10 by pulse width modulation (PWM). The PWM pulse width is controlled by the control unit 33.

コンデンサ38は、リフティングマグネット10への励磁電流のリップル軽減のために設けられている。コンデンサ38は、直流電源部36の正側出力端36gと負側出力端36hとの間に電気的に接続されている。   The capacitor 38 is provided to reduce the ripple of the excitation current to the lifting magnet 10. The capacitor 38 is electrically connected between the positive output terminal 36g and the negative output terminal 36h of the DC power supply unit 36.

図1に示すように、本発明の第1実施形態に係るリフティングマグネット装置2は、Hブリッジ回路部37にあるHブリッジ回路とリフティングマグネット10との間に、電流測定手段21と、絶縁抵抗測定手段22とが設けられている。電流測定手段21は、リフティングマグネット10に供給される電流の大きさを測定する測定器で、例えば、シャント抵抗器と、そのシャント抵抗器の両端電圧をディジタル信号に変換するA/D変換機とから構成されている。本実施形態では、絶縁抵抗測定手段22の構成も、電流測定手段21と同様であるが、漏電を検出するためのものであるので、微小な電流を検出することが可能な構成とされている。なお、絶縁抵抗測定手段22を、シャント抵抗器等からなる電流計で構成したが、微細な電流を測定できるものであれば特にこれに限定されない。例えば、電流が流れることにより発熱する半導体などを用いることもできる。   As shown in FIG. 1, the lifting magnet device 2 according to the first embodiment of the present invention includes a current measuring unit 21 and an insulation resistance measurement between an H bridge circuit in the H bridge circuit unit 37 and the lifting magnet 10. Means 22 are provided. The current measuring means 21 is a measuring instrument that measures the magnitude of the current supplied to the lifting magnet 10, and includes, for example, a shunt resistor and an A / D converter that converts the voltage across the shunt resistor into a digital signal. It is composed of In the present embodiment, the configuration of the insulation resistance measuring unit 22 is the same as that of the current measuring unit 21, but is configured to detect a minute current because it is for detecting a leakage. . The insulation resistance measuring means 22 is composed of an ammeter composed of a shunt resistor or the like, but is not particularly limited as long as it can measure a minute current. For example, a semiconductor that generates heat when a current flows can be used.

絶縁抵抗測定手段22は、Hブリッジ回路とリフティングマグネット10との「間に」設けられていると表現されているが、これは絶縁抵抗手段22が電気的に直列にこれらの要素の間に配置されている場合と、これらの要素を結合するケーブルと電気的に並列に配置されている場合を含む。また、本実施形態では、絶縁抵抗測定手段22をHブリッジ回路とリフティングマグネット10との間に設けたが、絶縁抵抗測定手段22を設ける場所は、直流電源部36とHブリッジ回路の間に設けても問題ない。   The insulation resistance measuring means 22 is expressed as being “between” the H-bridge circuit and the lifting magnet 10, which means that the insulation resistance means 22 is electrically arranged between these elements in series. And the case where the elements are arranged in parallel with the cable connecting these elements. In this embodiment, the insulation resistance measuring means 22 is provided between the H bridge circuit and the lifting magnet 10, but the place where the insulation resistance measuring means 22 is provided is provided between the DC power supply unit 36 and the H bridge circuit. There is no problem.

マグネット駆動回路31を構成するHブリッジ回路と、リフティングマグネット10とは、ケーブルを介して電気的に接続されている。このケーブルは、マグネット駆動回路31とリフティングマグネットとを接続するメインラインと、このメインラインの途中に設けられたサブラインとを有する。絶縁抵抗測定手段22は、電流測定手段21と並列に位置するように設けられている。すなわち、電流測定手段21はメインライン上に設けられており、絶縁抵抗測定手段22はサブライン上に設けられている。そして、電流測定手段21へ通電させるか否かを操作する第1スイッチ25と絶縁抵抗測定手段22へ通電させるか否かを操作する第2スイッチ26、すなわちサブラインスイッチと、が設けられている。この第1スイッチ25と第2スイッチ26とは排他制御される。すなわち、第1スイッチ25が閉じて電流測定手段21が通電されているときには、第2スイッチ26は開放され絶縁抵抗測定手段22には通電されず、逆に絶縁抵抗測定手段22が通電されているときには電流測定手段21には通電されない。   The H bridge circuit constituting the magnet drive circuit 31 and the lifting magnet 10 are electrically connected via a cable. This cable has a main line for connecting the magnet drive circuit 31 and the lifting magnet, and a sub-line provided in the middle of the main line. The insulation resistance measuring means 22 is provided so as to be positioned in parallel with the current measuring means 21. That is, the current measuring means 21 is provided on the main line, and the insulation resistance measuring means 22 is provided on the subline. A first switch 25 for operating whether or not the current measuring means 21 is energized and a second switch 26 for operating whether or not the insulation resistance measuring means 22 is energized, that is, a subline switch, are provided. The first switch 25 and the second switch 26 are exclusively controlled. That is, when the first switch 25 is closed and the current measuring means 21 is energized, the second switch 26 is opened and the insulation resistance measuring means 22 is not energized, and conversely, the insulation resistance measuring means 22 is energized. Sometimes the current measuring means 21 is not energized.

Hブリッジ回路部37と、リフティングマグネット10との間は、数mmから数十mmの直径の動力ケーブルで接続されている。この動力ケーブルのうち、リフティングマグネット10で荷役を行う際可動する部分が、第1ケーブル23、および第2ケーブル24である。この第1ケーブル23および第2ケーブル24の長さは、リフティングマグネット10の可動距離や可動部分の長さによって異なるが、リフティングマグネット10が油圧ショベルに搭載される場合は、10数mの長さになる。なお、第1ケーブル23は、リフティングマグネット10を励磁する際に正電位側となる動力ケーブルであり、第2ケーブル24はリフティングマグネット10を消磁する際に正電位側となる動力ケーブルである。   The H bridge circuit unit 37 and the lifting magnet 10 are connected by a power cable having a diameter of several mm to several tens of mm. Of the power cable, the first cable 23 and the second cable 24 are movable when the lifting magnet 10 is used for cargo handling. The lengths of the first cable 23 and the second cable 24 vary depending on the movable distance of the lifting magnet 10 and the length of the movable part, but when the lifting magnet 10 is mounted on a hydraulic excavator, the length is a few tens of meters. become. The first cable 23 is a power cable that is on the positive potential side when exciting the lifting magnet 10, and the second cable 24 is a power cable that is on the positive potential side when demagnetizing the lifting magnet 10.

リフティングマグネット10を励磁および消磁する通常運転時は、第1ケーブル23と第2ケーブル24が、リフティングマグネット10と接続されている。また、リフティングマグネット10近傍で、第1ケーブル23と第2ケーブル24には、電気的に接続を遮断するする第3スイッチ27−1、27−2であるメインラインスイッチが設けられている。漏電検出時にこの第3スイッチ27−1、27−2が開かれると、リフティングマグネット10に電流は流れない。   During normal operation of exciting and demagnetizing the lifting magnet 10, the first cable 23 and the second cable 24 are connected to the lifting magnet 10. In the vicinity of the lifting magnet 10, the first cable 23 and the second cable 24 are provided with main line switches that are third switches 27-1 and 27-2 that electrically disconnect the connection. If the third switches 27-1 and 27-2 are opened at the time of leakage detection, no current flows through the lifting magnet 10.

直流電源部36からHブリッジ回路部37側(駆動電流が交流発電機18側に戻る側)でトランジスタ37b、37d側の電源線とフレームグランドとの間には、第4スイッチ28である接地ラインスイッチが設けられている。この第4スイッチ28が閉の状態では、前記電源線がフレームグランドに接続する。   Between the DC power supply unit 36 and the H-bridge circuit unit 37 side (side on which the drive current returns to the AC generator 18 side), a ground line as a fourth switch 28 is provided between the power supply lines on the transistors 37b and 37d side and the frame ground. A switch is provided. When the fourth switch 28 is closed, the power line is connected to the frame ground.

ここで、通常運転時のマグネット駆動回路31の動作について説明する。図3(A)は、リフティングマグネット10の両端に印加される電圧の時間波形を示すグラフを表わし、図3(B)はリフティングマグネット10に供給される電流の時間波形を示すグラフである。図3(B)は電流測定手段21で測定した結果である。なお、上述したようにリフティングマグネット10への印加電圧はPWMによって調整されるが、図3(A)においては、PWMにおける電圧変化を時間的に平均化して得られる実効電圧の値を示している。また、図3(A),(B)における電圧及び電流の符号については、図2での励磁電流の向き(端子37iからリフティングマグネット10へ電流が流れる向き)を正としている。   Here, the operation of the magnet drive circuit 31 during normal operation will be described. 3A is a graph showing a time waveform of the voltage applied to both ends of the lifting magnet 10, and FIG. 3B is a graph showing a time waveform of the current supplied to the lifting magnet 10. FIG. 3B shows the result measured by the current measuring means 21. As described above, the voltage applied to the lifting magnet 10 is adjusted by PWM. In FIG. 3A, the effective voltage value obtained by temporally averaging the voltage change in PWM is shown. . 3A and 3B, the direction of the excitation current in FIG. 2 (the direction in which current flows from the terminal 37i to the lifting magnet 10) is positive.

まず、或る時刻t0において、交流発電機18が駆動されることにより、直流電源部36に三相交流電圧VAC1〜VAC3が提供される。三相交流電圧VAC1〜VAC3は、直流電源部36によって直流電源電圧VDCに変換される。続いて、マグネット操作部5のスイッチ51(または52)を操作者が押すと(時刻t1)、制御部33はリフティングマグネット10の励磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを導通させる。これにより、リフティングマグネット10に励磁電流が流れる。 First, at a certain time t0, the AC generator 18 is driven, so that the three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are provided to the DC power supply unit 36. The three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are converted into the DC power supply voltage V DC by the DC power supply unit 36. Subsequently, when the operator presses the switch 51 (or 52) of the magnet operation unit 5 (time t1), the control unit 33 starts exciting the lifting magnet 10. In other words, the bridge driver 32 that has received an instruction from the control unit 33 causes the transistors 37 a and 37 d of the H bridge circuit unit 37 to conduct. As a result, an exciting current flows through the lifting magnet 10.

制御部33は、最初の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を最大の100%として励磁電圧(実効値)を最大値VOSとする。この期間Tをオーバーシュート期間(OS期間)と称し、リフティングマグネット10への励磁電流Iを短時間で立ち上げるための期間である。また、制御部33は、期間Tの次の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を最大より低下させて(例えば90%)、励磁電圧(実効値)をVOE(<VOS)とする。この期間Tをオーバーエキサイト期間(OE期間)と称し、吊荷を容易に捕捉できるようにリフティングマグネット10の磁力を一時的に高める期間である。また、制御部33は、期間Tの次の期間Tにおいて、PWMのデューティ比を更に低下させて、励磁電圧(実効値)をVRA(<VOE)とする。この期間Tを定格励磁期間と称し、リフティングマグネット10の定格電力付近の電力を供給しつつ励磁状態を維持する期間である。なお、定格励磁期間Tは、次の解放動作へ移行するまで継続される。 Control unit 33, in the first period T 1, the excitation voltage the duty ratio of the PWM to 100% of the maximum rms and maximum value V OS. The period T 1 called overshoot period (OS period) is a period for starting up the exciting current I 1 to the lifting magnet 10 in a short time. In addition, in the period T 2 following the period T 1 , the control unit 33 reduces the PWM duty ratio from the maximum (for example, 90%) and sets the excitation voltage (effective value) to V OE (<V OS ). . The period T 2 designated as over-excited period (OE period) is a period during which temporarily increase the force of the lifting magnet 10 so that the suspended load can be easily captured. The control unit 33, in the next period T 3 period T 2, and further reduce the duty ratio of the PWM, and the excitation voltage (effective value) V RA (<V OE). It referred to the period T 3 the rated exciting period, a period for maintaining the excited state while supplying power near rated power of the lifting magnet 10. Incidentally, the rated exciting period T 3 is continued until the process proceeds to the next release operation.

このような励磁電力をリフティングマグネット10へ供給することにより、リフティングマグネット10が励磁され、鉄片等の吊荷を吸着して持ち上げることが可能となる。   By supplying such excitation power to the lifting magnet 10, the lifting magnet 10 is excited, and it becomes possible to attract and lift a suspended load such as an iron piece.

続いて、リフティングマグネット10から鉄片等を解放するための動作に移る。マグネット操作部5の他方のスイッチ52(または51)を操作者が押すと(時刻t2)、制御部33はリフティングマグネット10の消磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを非導通とし、トランジスタ37b及び37cを導通させる。これにより、リフティングマグネット10に流れる電流の向きが反転し、解放電流が流れる(期間T)。この解放電流は、リフティングマグネット10のインダクタンスの影響から或る時定数でもって所定値に近づく。これにより、マグネット10および吊荷が消磁され、吊荷が開放される。制御部33は、解放電流の大きさが設定値ILMに達すると、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37b及び37cを非導通とし、電力回生のためトランジスタ37a及び37dを一定時間だけ導通させた後(期間T)、全てのトランジスタ37a〜37dを非導通として電力供給を停止する。 Then, it moves to the operation | movement for releasing an iron piece etc. from the lifting magnet 10. FIG. When the operator presses the other switch 52 (or 51) of the magnet operation unit 5 (time t2), the control unit 33 starts demagnetization of the lifting magnet 10. That is, the bridge driver 32 that has received an instruction from the control unit 33 turns off the transistors 37a and 37d of the H bridge circuit unit 37 and turns on the transistors 37b and 37c. As a result, the direction of the current flowing through the lifting magnet 10 is reversed, and a release current flows (period T 4 ). This release current approaches a predetermined value with a certain time constant due to the influence of the inductance of the lifting magnet 10. Thereby, the magnet 10 and the suspended load are demagnetized, and the suspended load is released. When the magnitude of the release current reaches the set value I LM , the control unit 33 makes the transistors 37b and 37c of the H-bridge circuit unit 37 non-conductive and makes the transistors 37a and 37d conductive for a certain time for power regeneration. (period T 5), and stops power supply to all of the transistors 37a~37d made nonconductive.

次に、漏電検出時、すなわち動力ケーブル絶縁抵抗測定時の、マグネット駆動回路31の動作について説明する。リフティングマグネット装置2の操作者は、始業前点検等の際に漏電検出を行う。操作者は、漏電操作部6のスイッチ62を押して第1の漏電検出モードを行うと、制御部33は交流発電機18を駆動し、直流電源部36に三相交流電圧VAC1〜VAC3が供給される。制御部33は、第2スイッチ26、第3スイッチ27−1、27−2を導通させ、第4スイッチ28も導通させる。第2スイッチ26が導通されると第1スイッチ25は非導通になる。この状態で、制御部33は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37aをオンさせ、トランジスタ37b、37c、37dをオフして、直流電圧を第1ケーブル23と第2ケーブル24とに付加する。このとき、リフティングマグネット10と第1ケーブル23と第2ケーブル24とのいずれかの場所で絶縁が悪くなっていると、トランジスタ37aから第1ケーブル23を介して、リフティングマグネット10と第1ケーブル23と第2ケーブル24とのいずれかから漏電した電流がフレームグランドを介してスイッチ28側に流れ、直流電源部36側に戻る。すると、絶縁抵抗測定手段22が微弱な数ミリアンペアから数十アンペア程度の電流を検知し、この値から算出された抵抗値を制御部33は入出力・表示部40上に表示させる。表示された値が、あらかじめ定めた閾値よりも小さいときは、漏電はないので、操作者は通常の業務を行う。閾値以上であると、操作者は動力ケーブルである第1ケーブル23と第2ケーブル24とを交換する。 Next, the operation of the magnet drive circuit 31 at the time of detecting electric leakage, that is, at the time of measuring the power cable insulation resistance will be described. The operator of the lifting magnet device 2 detects leakage during a pre-start inspection. When the operator performs the first leakage detection mode by pressing the switch 62 of the leakage operating unit 6, the control unit 33 drives the AC generator 18, and the three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are supplied to the DC power supply unit 36. Supplied. The control unit 33 causes the second switch 26 and the third switches 27-1 and 27-2 to conduct, and also causes the fourth switch 28 to conduct. When the second switch 26 is turned on, the first switch 25 is turned off. In this state, the control unit 33 turns on the transistor 37a of the H-bridge circuit unit 37, turns off the transistors 37b, 37c, and 37d, and adds a DC voltage to the first cable 23 and the second cable 24. At this time, if insulation is deteriorated at any of the lifting magnet 10, the first cable 23, and the second cable 24, the lifting magnet 10 and the first cable 23 are connected from the transistor 37 a via the first cable 23. And the current leaked from either the second cable 24 flows to the switch 28 side via the frame ground and returns to the DC power supply 36 side. Then, the insulation resistance measuring means 22 detects a weak current of several milliamperes to several tens of amperes, and the control unit 33 displays the resistance value calculated from this value on the input / output / display unit 40. When the displayed value is smaller than a predetermined threshold value, there is no electric leakage, and the operator performs normal work. If it is equal to or greater than the threshold value, the operator exchanges the first cable 23 and the second cable 24 that are power cables.

リフティングマグネット10へ供給される電流を測定する電流測定手段21と、Hブリッジ回路とリフティングマグネット10とが接続されている動力ケーブルの絶縁抵抗測定手段22とが、設けられていることにより、動力ケーブルの絶縁抵抗を容易に測定することができ、制御部品の破損する原因となる動力ケーブルの絶縁破壊を早期に知ることができる。よって制御部品などの不具合の発生頻度を抑えることができる。   By providing the current measuring means 21 for measuring the current supplied to the lifting magnet 10 and the insulation resistance measuring means 22 for the power cable to which the H bridge circuit and the lifting magnet 10 are connected, the power cable is provided. The insulation resistance of the power cable can be easily measured, and the insulation breakdown of the power cable that causes damage to the control component can be known at an early stage. Therefore, it is possible to suppress the occurrence frequency of defects such as control parts.

絶縁抵抗測定手段22が、直流電源部36からの直流電圧を付加させて、動力ケーブルの絶縁抵抗を測定することにより、絶縁抵抗測定のために必要な高電圧を、既存の設備から得ることができる。よって、コストを抑えながら動力ケーブルの絶縁抵抗の測定を容易に行うことができる。   The insulation resistance measuring means 22 adds a DC voltage from the DC power supply unit 36 and measures the insulation resistance of the power cable, thereby obtaining a high voltage necessary for measuring the insulation resistance from the existing equipment. it can. Therefore, it is possible to easily measure the insulation resistance of the power cable while reducing the cost.

絶縁抵抗測定手段22は、電流測定手段21と並列に位置するように設けられており、電流測定手段21により電流が測定されているときは、絶縁抵抗測定手段22には電流が供給されないことにより、通常運転時に流れる数百アンペアの電流が、絶縁抵抗測定手段22に付加されることがなくなる。よって安価な絶縁抵抗測定手段22を使用することができる。   The insulation resistance measuring means 22 is provided so as to be positioned in parallel with the current measuring means 21. When the current is measured by the current measuring means 21, no current is supplied to the insulation resistance measuring means 22. A current of several hundred amperes flowing during normal operation is not added to the insulation resistance measuring means 22. Therefore, an inexpensive insulation resistance measuring means 22 can be used.

リフティングマグネット装置2の制御部33は、測定指示信号にしたがって、Hブリッジ回路部37を接地した以後に、絶縁抵抗測定手段22に直流電源部36から電圧を付加させることにより、リフティングマグネット装置2の操作者が、ボタンを押すなどの簡易な操作により、漏電を検出することができる。   The control unit 33 of the lifting magnet device 2 causes the insulation resistance measurement means 22 to apply a voltage from the DC power supply unit 36 after grounding the H bridge circuit unit 37 in accordance with the measurement instruction signal, thereby The operator can detect a leakage by a simple operation such as pressing a button.

制御部33は、測定指示信号にしたがって、動力ケーブルを構成する第1ケーブル23と第2ケーブル24との第3スイッチ27−1、27−2を接続することにより、リフティングマグネット10と動力ケーブル全体の漏電を一度の操作で検出することができる。   The control unit 33 connects the lifting magnet 10 and the entire power cable by connecting the third switches 27-1 and 27-2 of the first cable 23 and the second cable 24 constituting the power cable according to the measurement instruction signal. Can be detected with a single operation.

次に、第2実施形態に係るリフティングマグネット装置の、漏電検出時のマグネット駆動回路31の動作について説明する。リフティングマグネット装置2の操作者は、始業前点検等の際に漏電検出を行う。操作者は、漏電操作部6のスイッチ63を押して第2の漏電検出モードを行うと、制御部33は交流発電機18を駆動し、直流電源部36に三相交流電圧VAC1〜VAC3が供給される。制御部33は、第2スイッチ26、第3スイッチ27−1、27−2を開放させ、第4スイッチ28も開放させる。第2スイッチ26が導通されると第1スイッチ25は非導通になる。この状態で、制御部33は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37aと37dをオンさせ、トランジスタ37b、37cをオフして、直流電圧を第1ケーブル23と第2ケーブル24とに付加する。このとき、第1ケーブル23と第2ケーブル24との絶縁が悪くなっていると、トランジスタ37aから第1ケーブル23を介して、第2ケーブル24に漏電した電流が流れる。そして、第2ケーブル24からトランジスタ37dを介して直流電源部36側に戻る。すると、絶縁抵抗測定手段22が微弱な数ミリアンペアから数十アンペア程度の電流を検知し、この値から算出された抵抗値を制御部33は入出力・表示装置40上に表示させる。表示された値が、あらかじめ定めた閾値よりも小さいときは、漏電はないので、操作者は通常の業務を行う。閾値以上であると、操作者は動力ケーブルである第1ケーブル23と第2ケーブル24とを交換する。 Next, the operation of the magnet drive circuit 31 when leakage is detected in the lifting magnet device according to the second embodiment will be described. The operator of the lifting magnet device 2 detects leakage during a pre-start inspection. When the operator performs the second leakage detection mode by pressing the switch 63 of the leakage operating unit 6, the control unit 33 drives the AC generator 18, and the three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are applied to the DC power supply unit 36. Supplied. The control unit 33 opens the second switch 26 and the third switches 27-1 and 27-2 and opens the fourth switch 28. When the second switch 26 is turned on, the first switch 25 is turned off. In this state, the control unit 33 turns on the transistors 37a and 37d of the H bridge circuit unit 37, turns off the transistors 37b and 37c, and adds a DC voltage to the first cable 23 and the second cable 24. At this time, if the insulation between the first cable 23 and the second cable 24 is deteriorated, a leaked current flows from the transistor 37a through the first cable 23 to the second cable 24. And it returns to the direct-current power supply part 36 side via the transistor 37d from the 2nd cable 24. Then, the insulation resistance measuring means 22 detects a weak current of several milliamperes to several tens of amperes, and the control unit 33 displays the resistance value calculated from this value on the input / output / display device 40. When the displayed value is smaller than a predetermined threshold value, there is no electric leakage, and the operator performs normal work. If it is equal to or greater than the threshold value, the operator exchanges the first cable 23 and the second cable 24 that are power cables.

図4には、本発明の第3実施形態に係るリフティングマグネット装置2の、マグネット駆動回路31の回路構成図を示す。第1実施形態とは、Hブリッジ回路部37とリフティングマグネット10との間の回路のみが相違している。   In FIG. 4, the circuit block diagram of the magnet drive circuit 31 of the lifting magnet apparatus 2 which concerns on 3rd Embodiment of this invention is shown. Only the circuit between the H bridge circuit unit 37 and the lifting magnet 10 is different from the first embodiment.

第3実施形態では、第1ケーブル23の電流測定手段21よりリフティングマグネット10側に、絶縁抵抗測定手段22が設けられ、電流測定手段21と絶縁抵抗測定手段22との間に第1スイッチ25が設けられている。第1ケーブル23に、電流測定手段21と絶縁抵抗測定手段22が直列に設けられている。また、絶縁抵抗測定手段22を迂回して電気をリフティングマグネット装置2側に流すために、第1ケーブル23の第1スイッチ25の手前から絶縁抵抗測定手段22のリフティングマグネット装置2側を接続する第3ケーブル29が設けられている。第3ケーブル29には第2スイッチ26が設けられている。   In the third embodiment, the insulation resistance measuring means 22 is provided on the lifting magnet 10 side of the current measuring means 21 of the first cable 23, and the first switch 25 is provided between the current measuring means 21 and the insulation resistance measuring means 22. Is provided. The first cable 23 is provided with a current measuring means 21 and an insulation resistance measuring means 22 in series. Further, in order to bypass the insulation resistance measuring means 22 and flow electricity to the lifting magnet device 2 side, a first connecting the lifting magnet device 2 side of the insulation resistance measuring means 22 from before the first switch 25 of the first cable 23 is connected. Three cables 29 are provided. The third cable 29 is provided with a second switch 26.

リフティングマグネット装置2の通常運転時は、第1スイッチ25を開放させると共に第2スイッチ26を閉じ、第3ケーブル29によりリフティングマグネット10と、Hブリッジ回路部37とを電気的に接続している。漏電検出時は、第1スイッチ25を閉じて接続すると共に、第2スイッチ26を開いて、絶縁抵抗測定手段22に電源側から電流が流れるようにする。   During normal operation of the lifting magnet device 2, the first switch 25 is opened and the second switch 26 is closed, and the lifting magnet 10 and the H bridge circuit unit 37 are electrically connected by the third cable 29. When leakage is detected, the first switch 25 is closed and connected, and the second switch 26 is opened so that a current flows through the insulation resistance measuring means 22 from the power source side.

第3実施形態に係るリフティングマグネット装置の、漏電検出時のマグネット駆動回路31の動作について、第1実施形態と相違する点を説明する。漏電操作部6のスイッチ62かスイッチ63を押して漏電検出モードを行うと、制御部33は交流発電機18を駆動し、直流電源部36に三相交流電圧VAC1〜VAC3が供給される。制御部33は、第1スイッチ25を閉じて導通させ、絶縁抵抗測定手段22に電源側からの電流が流れるようにする。このことにより、絶縁抵抗測定手段22が漏電の電流を計測できる状態になる。その後の制御部33の動作は、第1、第2実施形態と同様である。 The difference of the operation of the magnet drive circuit 31 when leakage is detected in the lifting magnet device according to the third embodiment will be described. When the leakage detection mode is performed by pressing the switch 62 or 63 of the leakage operating unit 6, the control unit 33 drives the AC generator 18, and the three-phase AC voltages V AC1 to V AC3 are supplied to the DC power supply unit 36. The control unit 33 closes the first switch 25 so that the current flows from the power supply side to the insulation resistance measuring unit 22. As a result, the insulation resistance measuring means 22 can measure the leakage current. The subsequent operation of the control unit 33 is the same as in the first and second embodiments.

図5は、本発明に係るリフティングマグネット装置2が搭載される作業車両1の構成を示す斜視図である。作業車両1は、リフティングマグネット10を、アーム12の先端に搭載し、クローラで動作する油圧ショベルである。図5に示すように、作業車両1は、アーム12の先端に、鋼材などの吊荷90を磁力により吸着して捕獲するリフティングマグネット10が備えられており、リフティングマグネット10の位置や励磁動作および解放動作を操作する操作者を収容する運転室14を備えている。   FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the work vehicle 1 on which the lifting magnet device 2 according to the present invention is mounted. The work vehicle 1 is a hydraulic excavator in which a lifting magnet 10 is mounted on the tip of an arm 12 and operated by a crawler. As shown in FIG. 5, the work vehicle 1 is provided with a lifting magnet 10 that attracts and captures a suspended load 90 such as a steel material by a magnetic force at the tip of an arm 12. A cab 14 for accommodating an operator who operates the release operation is provided.

また、マグネット制御部3は運転室14の外部に設置されており、入出力・表示部4は運転室14の内部に設置されている。作業車両1は、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの油圧により駆動される油圧モータとを搭載しており、マグネット制御部3に三相交流電力を供給する交流発電機(同期発電機)18は、この油圧モータによって駆動される。   The magnet control unit 3 is installed outside the cab 14, and the input / output / display unit 4 is installed inside the cab 14. The work vehicle 1 is equipped with a hydraulic pump driven by the engine and a hydraulic motor driven by the hydraulic pressure from the hydraulic pump, and an AC generator that supplies three-phase AC power to the magnet control unit 3 ( The synchronous generator 18 is driven by this hydraulic motor.

作業車両1にリフティングマグネット装置2が搭載されていることにより、様々な形状の鉄片を持ち上げ、その鉄片によって動力ケーブルが破損するケースが多い作業車両1において、容易に動力ケーブルの絶縁抵抗を測定できる。   Since the lifting magnet device 2 is mounted on the work vehicle 1, it is possible to easily measure the insulation resistance of the power cable in the work vehicle 1 in which there are many cases in which iron pieces of various shapes are lifted and the power cable is damaged by the iron pieces. .

マグネット制御部3に三相交流電力を供給する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、交流発電機18が、大容量のリチウムイオン電池のような蓄電装置で構成されているものに用いることもできる。この場合、直流電源部36は不要で、蓄電装置は、請求項の電源部となる。   Although the configuration for supplying the three-phase AC power to the magnet control unit 3 has been described, the configuration is not limited thereto, and the AC generator 18 is configured by a power storage device such as a large-capacity lithium ion battery. It can also be used. In this case, the DC power supply unit 36 is unnecessary, and the power storage device is a power supply unit of the claims.

また、3つの実施形態のいずれも、電流測定手段21と、絶縁抵抗測定手段22とを別の要素であるように記載したが、これに限定されない。たとえば一つのシャント抵抗器を動力ケーブルに設け、通常運転時と漏電検出時とで、そこから出てくる電圧信号に対応する表示装置を切り替えることで実体として一つの電流計で2つの手段を兼用することも可能である。   In all of the three embodiments, the current measurement unit 21 and the insulation resistance measurement unit 22 are described as separate elements, but the present invention is not limited to this. For example, a single shunt resistor is installed in the power cable, and two means are combined with one ammeter as a substance by switching the display device corresponding to the voltage signal coming out of it during normal operation and leakage detection. It is also possible to do.

また、3つの実施形態のいずれも、交流発電機18からの交流電源を直流電源部36で直流に変換し、Hブリッジ回路37を介してリフティングマグネット10に供給する例で説明したが、これに限定されない。例えば、交流を直流に変換する直流電源部36とHブリッジ回路37を兼ねた、サイリスタ式交直変換装置を設けても可能である。   Moreover, although all three embodiments demonstrated the example which converts the alternating current power supply from the alternating current generator 18 into direct current with the direct current power supply part 36, and supplies it to the lifting magnet 10 via the H bridge circuit 37, It is not limited. For example, it is possible to provide a thyristor type AC / DC converter that also serves as the DC power source 36 for converting AC to DC and the H-bridge circuit 37.

1 作業車両
2 リフティングマグネット装置
10 リフティングマグネット
21 電流測定手段
22 絶縁抵抗測定手段
33 制御部
36 直流電源部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Working vehicle 2 Lifting magnet apparatus 10 Lifting magnet 21 Current measuring means 22 Insulation resistance measuring means 33 Control part 36 DC power supply part

Claims (7)

搬送物を吸着して搬送するリフティングマグネット装置であって、
電力を出力する電源部と、
該電源部からの電力を制御するマグネット駆動回路と、
前記マグネット駆動回路からケーブルを介して電力が供給されるリフティングマグネットと、
前記リフティングマグネットへ供給される電力の電流を測定する電流測定手段と、
前記ケーブルの絶縁抵抗を計測する絶縁抵抗測定手段と、を備える
ことを特徴とするリフティングマグネット装置。
A lifting magnet device that attracts and conveys a conveyed object,
A power supply unit that outputs power;
A magnet drive circuit for controlling power from the power supply unit;
A lifting magnet to which power is supplied from the magnet drive circuit via a cable;
Current measuring means for measuring a current of electric power supplied to the lifting magnet;
Insulation resistance measuring means for measuring the insulation resistance of the cable.
前記ケーブルは、前記マグネット駆動回路と前記リフティングマグネットとを接続するメインラインと、該メインラインの途中に並列に設けられたサブラインと、を有し、
前記電流測定手段は、前記メインライン中に設けられ、
前記絶縁抵抗測定手段は、前記電流測定手段と並列になるように前記サブライン中に設けられ、
前記サブラインには、電力の通電・非通電を切り替え可能なサブラインスイッチが設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のリフティングマグネット装置。
The cable includes a main line that connects the magnet drive circuit and the lifting magnet, and a subline provided in parallel in the middle of the main line,
The current measuring means is provided in the main line,
The insulation resistance measuring means is provided in the subline so as to be in parallel with the current measuring means,
The subline is provided with a subline switch capable of switching between energization / non-energization of power,
The lifting magnet device according to claim 1.
前記ケーブル中には、前記リフティングマグネットへの電力の供給・遮断を切り替え可能なメインラインスイッチを更に備え、
該メインラインスイッチは、前記メインラインに設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載のリフティングマグネット装置。
The cable further includes a main line switch capable of switching between supply and interruption of power to the lifting magnet,
The main line switch is provided in the main line,
The lifting magnet device according to claim 2.
前記マグネット駆動回路は、前記電源部の正側出力端に接続される正側ラインと、前記電源部の負側出力端に接続される負側ラインと、を有し、
前記負側ラインには接地電位に接続される接地ラインスイッチが設けられている、
ことを特徴とする請求項3に記載のリフティングマグネット装置。
The magnet drive circuit has a positive line connected to the positive output end of the power supply unit and a negative line connected to the negative output end of the power supply unit,
The negative line is provided with a ground line switch connected to the ground potential.
The lifting magnet device according to claim 3.
前記リフティングマグネット装置には、制御部が備えられ、
該制御部は、前記リフティングマグネットに電力が供給されて前記搬送物の吸着または搬送が行われている際、前記サブラインスイッチを開放させて前記絶縁抵抗測定手段に電流が供給されないようにする、
ことを特徴とする請求項2に記載のリフティングマグネット装置。
The lifting magnet device includes a control unit,
The controller is configured to open the subline switch so that no current is supplied to the insulation resistance measuring means when power is supplied to the lifting magnet and the transported object is attracted or transported.
The lifting magnet device according to claim 2.
前記リフティングマグネット装置の状態を表示する表示部を設け、
前記表示部には、前記絶縁抵抗測定手段で計測された結果が表示される、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のリフティングマグネット装置。
A display unit for displaying the state of the lifting magnet device;
The display unit displays the result measured by the insulation resistance measuring means.
The lifting magnet device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lifting magnet device is provided.
請求項1から請求項6に記載のリフティングマグネット装置が搭載されている作業車両。   A work vehicle on which the lifting magnet device according to claim 1 is mounted.
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