JP2018111572A - 油圧式グラブバケットを備えたクレーンの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、ポンプに固定容量ポンプを商用電源で駆動する場合、余剰の作動油をリリーフバルブを介して油タンクに逃がすようにしているが、ポンプの吐出流量は一定となるため、ポンプのリークによる発熱に加えて、リリーフバルブにおいても発熱し、グラブバケット内の油圧回路に流れる作動油の温度が上昇する。
しかしながら、このグラブバケット搭載用油圧ユニットは、正逆転駆動可能な電動機及び可逆可変容量油圧モータを用いる特殊仕様のものであり、上記可変容量ポンプを用いる場合の問題点に加え、既存のグラブバケットに適用することができず、汎用性を欠くものであった。
この油圧式グラブバケットを備えた天井クレーン1は、従来の油圧式グラブバケットを備えた天井クレーンと同様、グラブバケット2の開閉操作を行う油圧シリンダ23を伸縮動作させるように、具体的には、電動機21によってポンプ22を駆動し、このポンプ22から吐出される作動油を電磁方向制御弁24を介して油圧シリンダ23のヘッド側又はロッド側に選択的に供給して、油圧シリンダ23を伸縮動作させ、これによって、グラブバケット2の爪20の開閉操作を行うように構成されている。
一方、油圧機器や管路内には作動油が流れることによる摩擦が生じ、損失エネルギとしてその大半は熱に変わることが知られており、発熱量は次式で示すことができる。
H=α×Q×ΔP
ここで、H:発熱量、Q:流量、ΔP:圧力損失(ΔP=βQ2)である。
=α×Q×βQ2
=γ×Q3
ここで、α、β、γは油の粘性や管路形状で決まる係数である。
すなわち、流量(Q)を少なくすれば、発熱量(H)も少なくなる。
このことから、作動油の温度上昇の抑制には作動油の流量を適正に調整することが必要となることがわかる。
Q=N×q
ここで、N:ポンプの回転数、q:ポンプの容量である。
ポンプの容量(q)が一定の場合は、回転数(N)を最適に調整すれば、必要流量(Q)を確保することができる。このことから、下記式で示す電力(W)と吐出圧力(P)の関係により、必要な吐出圧力(P)を確保できる電力(W)を監視し、ポンプの回転数(N)、すなわち、電動機の回転数を必要最少にすることで、作動油の温度上昇を抑制することが可能となる。
W=N×q×P
ここで、W:電力、P:吐出圧力である。
ここで、電動機駆動装置11及び電動機制御装置12による電動機21の回転数制御は、インバータ等の一般的な周波数制御装置により行うことによって、電動機駆動装置11の周波数指令値を可変にすることで、電動機21の回転数を可変にし、ポンプ22の回転数を可変になるようにしている。
ここで、グラブバケット2の爪20の追い閉じの開始は、電力量演算値が低下するため、電動機駆動装置11の周波数指令値を上げることにより、電動機21の回転数を上げて、ポンプ22の回転数を上げるようにする。
図4に示すように、サイクルロジック制御を行うことによって、油圧ユニット内の温度上昇が小さく、かつ、電力消費量を削減(29%減)できること確認した。
11 電動機駆動装置
12 電動機制御装置
2 グラブバケット
20 爪
21 電動機
22 ポンプ
23 油圧シリンダ
24 電磁方向制御弁
25 リリーフバルブ
26 油タンク
Claims (2)
- 油圧式グラブバケットを備えたクレーンの制御方法において、グラブバケットの開閉動作を行う油圧シリンダを駆動するポンプの吐出流量を調整するために、グラブバケット側に配設したポンプを駆動する電動機を駆動している、天井クレーン側に配設した電動機駆動装置の電圧値と電流値から求められる電力量演算値に基づいて電動機制御装置により電動機の回転数制御を行うことで、油圧回路に流れる作動油の発熱量を抑制することを特徴とする油圧式グラブバケットを備えたクレーンの制御方法。
- 前記電力量演算値が、最大電力量となる前に電動機駆動装置の周波数指令値を下げることを特徴とする油圧式グラブバケットを備えたクレーンの制御方法。
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