JP2020175967A - Belt conveyor driving device and belt conveyor driving program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルトコンベヤを駆動するベルトコンベヤ駆動装置及びベルトコンベヤ駆動プログラムに関する。 The present invention relates to a belt conveyor drive device for driving a belt conveyor and a belt conveyor drive program.
ベルトコンベヤ駆動装置では、例えば下り長距離ベルトコンベヤの始動時におけるコンベヤベルトの急激な張力変動を抑制すると共に、当該ベルトコンベヤ特有の逸走を防止することが、システムの構築において重要である。下り長距離ベルトコンベヤは、コンベヤベルトが下り傾斜となるように配置されると共に、機長が数百m以上に及ぶベルトコンベヤである。 In the belt conveyor drive device, for example, it is important in constructing a system to suppress a sudden tension fluctuation of the conveyor belt at the time of starting a long-distance down belt conveyor and to prevent a runaway peculiar to the belt conveyor. The down long-distance belt conveyor is a belt conveyor in which the conveyor belt is arranged so as to have a down slope and the machine length is several hundred meters or more.
特許文献1には、トルク−速度特性を変更可能なベルトコンベヤ駆動装置が開示されている。特許文献1の従来技術では、ベルトコンベヤの始動時はインバータから、ベルトコンベヤ駆動用の電動機へ電流が供給され、一定時間経過後に、当該電動機への電流供給源がインバータから商用電源に切り替えられる。
しかしながら特許文献1に開示される従来技術では、電流供給源がインバータ装置から商用電源へ切り替えられる時に、一旦、電流経路が開かれるため、開路動作に伴って、突入電流に起因した衝撃トルク(電動機における急峻なトルク変動)が発生すると共に電流経路が開かれることによるコンベヤベルトの逸走が生じる可能性があるという課題がある。
However, in the prior art disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定したベルトコンベヤの始動が可能なベルトコンベヤ駆動装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a belt conveyor driving device capable of stably starting a belt conveyor.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るベルトコンベヤ駆動装置は、ベルトコンベヤに設けられるプーリを回転させる電動機を始動する交流電流を前記電動機へ供給するインバータ始動回路と、商用電源の交流電流を前記電動機へ供給して前記電動機を運転する商用運転回路と、を備える。前記電動機が始動した後は、前記電動機の回転速度が一定速度に達するまでは前記インバータ始動回路から前記電動機へ交流電流が供給され、一定速度に達した後は、前記インバータ始動回路から前記電動機へ供給される交流電流が低下しながら、前記インバータ始動回路と前記商用運転回路の双方から前記電動機へ交流電流が供給され、前記インバータ始動回路から前記電動機への交流電流の供給がなくなった後は、前記商用運転回路から前記電動機へ交流電流が供給される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the belt conveyor drive device according to the present invention includes an inverter starting circuit for supplying an alternating current for starting an electric motor for rotating a pulley provided on the belt conveyor to the electric motor, and a commercial product. It includes a commercial operation circuit that supplies an alternating current of a power source to the electric motor to operate the electric motor. After the electric motor is started, alternating current is supplied from the inverter starting circuit to the electric motor until the rotation speed of the electric motor reaches a constant speed, and after reaching a constant speed, the inverter starting circuit to the electric motor. After the alternating current is supplied to the motor from both the inverter starting circuit and the commercial operation circuit while the supplied alternating current is decreasing, and the alternating current is no longer supplied from the inverter starting circuit to the motor, An alternating current is supplied from the commercial operation circuit to the electric motor.
本発明によれば、安定したベルトコンベヤの始動が可能になる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a stable start of the belt conveyor becomes possible.
以下に、本発明の実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置及びベルトコンベヤ駆動プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The belt conveyor drive device and the belt conveyor drive program according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1
図1は本発明の実施の形態1に係るベルトコンベヤ駆動装置200を備えるベルトコンベヤシステム100の構成例を示す図である。図1に示すベルトコンベヤシステム100は、ベルトコンベヤ500と、減速機400を介してベルトコンベヤ500の駆動プーリ501を回転させるためのコンベヤ駆動用電動機300と、コンベヤ駆動用電動機300の回転を制御することによってベルトコンベヤ500を駆動するベルトコンベヤ駆動装置200と、高圧配電系統の電圧をベルトコンベヤ駆動装置200に入力可能な電圧に降圧する降圧トランス600とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a
コンベヤ駆動用電動機300は、例えばかご形電動機である。以下では説明を簡単化するため「コンベヤ駆動用電動機」を「電動機」と称する場合がある。
The conveyor drive
ベルトコンベヤ500は、例えば下り長距離ベルトコンベヤである。前述したように、下り長距離ベルトコンベヤでは、始動時におけるコンベヤベルト510の急激な張力変動を抑制すると共に逸走(意図せず機械が動き出すこと)を防止することがシステムの構築において重要である。本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置200は、このような急激な張力変動や逸走を防止することができるように、電動機300の始動を制御する構成を有する。以下では、図1を用いてベルトコンベヤ駆動装置200の構成を説明し、その後、図2などを用いてベルトコンベヤ駆動装置200の動作を説明する。
The
ベルトコンベヤ駆動装置200は、商用電源の交流電流を電動機へ供給して電動機を運転する商用運転回路210と、電動機を始動するための交流電流を電動機へ供給するインバータ始動回路220と、インバータ始動回路220と商用運転回路210を制御する制御部230とを備える。
The belt
商用運転回路210は、電路の短絡保護のための過電流遮断器である低圧しゃ断器1と、制御部230によって開閉制御される開閉器2と、電動機が長時間過負荷のままで運転されることにより過熱することを抑制するための過負荷保護装置10とを備える。
In the commercial operation circuit 210, the low-
低圧しゃ断器1は、降圧トランス600の出力側に電路に設けられる。
The low
インバータ始動回路220は、電路の短絡保護のための過電流遮断器である低圧しゃ断器3と、同期検出トランス12と、制御部230によって開閉制御される開閉器4と、電動機を始動させるように出力電圧及び出力周波数を変化させる電圧変換部11と、出力リアクトル13と、制御部230によって開閉制御される開閉器5とを備える。
The inverter start circuit 220 starts the low-
開閉器4は電圧変換部11の入力側の電路に設けられる。開閉器5は電圧変換部11の出力側の電路に設けられる。
The
電圧変換部11は、交流電圧を直流電圧に変換する回生機能付きのコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを備える。
The
例えば、商用電源又はインバータ電源が電動機に供給されていないときに、例えば下り長距離ベルトコンベヤのコンベヤベルト510に乗せられた積み荷の自重によって駆動プーリ501が回転すると、電動機が発電機として動作する。このように電動機で発電された電力(回生電力)を商用系統に入力するために、回生機能付きのコンバータが用いられる。なお、回生方式は、回生電力を抵抗器で消費させる抵抗回生方式と、回生電力を商用系統に戻る(入力する)電源回生方式などが存在する。本実施の形態では、下り長距離ベルトコンベヤでは回生エネルギーが比較的高くなることを考慮して、電源回生方式が採用される。回生機能付きコンバータの詳細は、例えば国際公開第2012/172589号、特開2007−001712号公報などに開示されているため、以下では説明を省略する。
For example, when the commercial power supply or the inverter power supply is not supplied to the electric motor, for example, when the
インバータは、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)などのスイッチング素子を複数備える。スイッチング素子は、例えば制御部230から入力されるゲート駆動信号によりスイッチング動作を行う。なおスイッチング素子は、ゲート駆動信号によりスイッチング動作が可能な素子であればよく、IGBTに限定されない。ゲート駆動信号は、制御部から出力されるパルス幅変調信号が、不図示のドライバによってスイッチング素子を駆動可能な値の電圧に増幅された信号である。ゲート駆動信号は、Hレベル又はLレベルの二値をとる矩形波信号である。ゲート駆動信号のオンデューティが変化することによって、インバータの出力電流が変化する。
The inverter includes a plurality of switching elements such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The switching element performs a switching operation by, for example, a gate drive signal input from the
同期検出トランス12は、商用電源の電圧と位相とを計測するものである。その計測した値に一致するように制御部230にて電圧変換部11のインバータ出力を制御する。商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致する(同期する)と、商用運転回路210の開閉器2を閉じ、商用電源とインバータ電源との並列運転になる。商用電源とインバータ電源の並列運転とは、インバータ始動回路220と商用運転回路210の双方から電動機に電流が供給される状態である。
The synchronous detection transformer 12 measures the voltage and phase of the commercial power supply. The
例えば、電圧変換部11から電動機に電流が供給されている状態で、電動機の回転速度が定格速度に達したときの電圧変換部11のインバータ出力電圧の位相が、降圧トランス600から出力される商用電源電圧の位相とずれているときに、商用電源とインバータ電源の並列運転が開始されると、電圧差に起因する突入電流が電動機に入力されてしまい、コンベヤベルト510が上下に波を打つ「サージング現象」が発生し得る。
For example, the phase of the inverter output voltage of the
このような問題を回避するため、ベルトコンベヤ駆動装置200では、電動機の回転速度が定格速度に達した後、商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致するように、電圧変換部11の出力周波数及び電圧が制御される。そして、互いの位相が一致したとき、商用電源とインバータ電源の並列運転を開始する。この動作により、上記の突入電流の発生が抑制されてサージング現象を抑制できる。
In order to avoid such a problem, in the belt
制御部230は、プロセッサ231、メモリ232、入出力インターフェイス233、及びバス234を備えるマイクロコンピュータである。プロセッサ231、メモリ232、入出力インターフェイス233はバス234によって相互に接続される。
The
プロセッサ231は、例えばCPU(Central Processing Unit)で構成されており、メモリ232に格納された所定のプログラムを実行することにより、制御部230の機能(商用運転回路210及びインバータ始動回路220を制御するための機能)が実現される。
The
入出力インターフェイス233は、バス234を介して、開閉器2、開閉器4,開閉器5などの開閉動作信号を伝送する。
The input /
次に図1〜図4を用いてベルトコンベヤ駆動装置200の動作を説明する。
Next, the operation of the belt
図2はベルトコンベヤ駆動装置200によってベルトコンベヤ500の運転が開始されてから運転が終了するまでの処理動作を説明するためのフローチャートである。図3はベルトコンベヤ駆動装置200によってベルトコンベヤ500の運転が開始されてから運転が終了するまでの処理動作を説明するためのタイミングチャートである。図4はベルトコンベヤ駆動装置200において電流が流れる経路を概念的に示す図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing operation from the start of the operation of the
ステップS1において、ベルトコンベヤ駆動装置200の運転準備「入り」を示す信号が制御部230に入力されると、制御部230は、開閉器4の状態をOFFからONに変化させると共に、開閉器5の状態をOFFからONに変化させる。
In step S1, when a signal indicating "on" for the operation of the belt
ステップS2において、ベルトコンベヤ駆動装置200の運転開始を示す運転指令が制御部230に入力されると、運転指令を入力した制御部230は、電圧変換部11のスイッチング素子を駆動するゲート駆動信号の生成を開始する。これにより、インバータ始動回路220から電動機へ電流供給が行われる(ステップS3)。
In step S2, when an operation command indicating the start of operation of the belt
ゲート駆動信号が生成されることによって、図3に示すように、インバータ出力周波数とインバータ出力電流が上昇し始める。図3の左から1つ目の概念図には、インバータ始動回路から電動機へ電流供給が行われるときの電流が一点鎖線で示される。このときに流れる電流は、開閉器4、電圧変換部11、開閉器5を介して、電動機に入力される。
When the gate drive signal is generated, the inverter output frequency and the inverter output current start to increase as shown in FIG. In the first conceptual diagram from the left in FIG. 3, the current when the current is supplied from the inverter start circuit to the electric motor is shown by a dashed line. The current flowing at this time is input to the electric motor via the
制御部230は、電動機の回転速度が定常速度(一定速度:例えば50Hz)に達すると、商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致するように、インバータ出力を制御する。電動機の回転速度は不図示の回転速度検出器によって計測される。商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致するまで、制御部230ではステップS4の処理が繰り返される(ステップS4,No)。
When the rotation speed of the electric motor reaches a steady speed (constant speed: for example, 50 Hz), the
商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致したとき(ステップS4,Yes)、同期検出信号が制御部230に入力される。これにより、制御部230は、電動機の回転速度が定常速度に達して、商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが同期したことを検出する。
When the voltage and phase of the commercial power supply and the output of the inverter match (steps S4, Yes), a synchronization detection signal is input to the
ステップS5において、同期したことを検出した制御部230は、インバータ始動回路220と商用運転回路210の双方から電動機に電流が供給されるように、開閉器2の状態をOFFからONに変更する。図3の左から2つ目の概念図には、インバータ始動回路220と商用運転回路210の双方から電動機へ電流供給が行われるときの電流が一点鎖線で示される。
In step S5, the
制御部230は、回転速度が一定速度に達した後、ゲート駆動信号のオンデューティを徐々に低下させることで、インバータ出力電流を徐々に低下させる。これにより、インバータ始動回路220から電動機へ供給される交流電流が低下しながら、インバータ始動回路220と商用運転回路210の双方から電動機への交流電流の供給が継続される(ステップS6)。
After the rotation speed reaches a constant speed, the
ステップS7において、制御部230は、例えば電流検出器で検出されるインバータ出力電流の値を計測し、インバータ出力電流がゼロになったか否かを判断する。インバータ出力電流がゼロになるまでステップS7の処理が繰り返される(ステップS7,No)。
In step S7, the
インバータ出力電流がゼロになったとき(ステップS7,Yes)、すなわちインバータ始動回路220から電動機への交流電流の供給がなくなったとき、制御部230は、電動機への電流供給源を商用電源に切り替えるために開閉器5の状態をONからOFFに変化させる(ステップS8)。これにより、商用運転回路210から電動機へ電流が供給される(ステップS9)。図3の左から3つ目の概念図には、商用運転回路210から電動機へ電流供給が行われるときの電流が一点鎖線で示される。
When the inverter output current becomes zero (step S7, Yes), that is, when the AC current supply from the inverter start circuit 220 to the motor is cut off, the
ステップS10において、ベルトコンベヤ駆動装置200の運転停止を示す停止指令が制御部230に入力されると(ステップS10,Yes)、停止指令を入力した制御部230は、開閉器5の状態をONからOFFに変化させることで、電動機への電流供給を停止させる(ステップS11)。
In step S10, when a stop command indicating the stop operation of the belt
ステップS12において、ベルトコンベヤ駆動装置200の運転準備「切り」を示す信号が制御部230に入力されると、制御部230は、開閉器4の状態をONからOFFに変化させる。
In step S12, when a signal indicating the operation preparation "off" of the belt
以上に説明したように、実施の形態1に係るベルトコンベヤ駆動装置200は、ベルトコンベヤ500に設けられる駆動プーリ501を回転させる電動機300を始動する交流電流を電動機へ供給するインバータ始動回路220と、商用電源の交流電流を電動機へ供給して電動機を運転する商用運転回路210と、を備える。ベルトコンベヤ駆動装置200では、電動機が始動した後は、電動機の回転速度が一定速度に達するまではインバータ始動回路220から電動機へ交流電流が供給され、一定速度に達した後は、インバータ始動回路220から電動機へ供給される交流電流が低下しながら、インバータ始動回路220と商用運転回路210の双方から電動機へ交流電流が供給され、インバータ始動回路220から電動機への交流電流の供給がなくなった後は、商用運転回路210から電動機へ交流電流が供給される。
As described above, the belt
従来技術では、インバータ始動回路から商用運転回路への切り替え時に、一旦電流経路が開かれていたが、本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置200では、インバータ始動回路から商用運転回路への切り替え時に、双方を並列運転させる期間を設けることで、電流経路が開かれることがない。そのため、開路動作に伴う突入電流が抑制され、突入電流に起因した衝撃トルク(電動機における急峻なトルク変動)の発生が抑制される。また電流経路が開かれることによる逸走が抑制されるため、安定したベルトコンベヤの始動が可能となる。
In the prior art, the current path was once opened when switching from the inverter start circuit to the commercial operation circuit, but in the belt
また実施の形態1に係るベルトコンベヤ駆動装置200によって駆動される電動機に、巻線形電動機ではなくかご形電動機が利用される場合、以下のような効果を得ることができる。巻線形電動機は、二次抵抗回路の切り替えにより、始動トルクの急激な上昇を抑制した始動が可能になる。ただし、巻線形電動機の構造は複雑なため、その製作のために熟練者が必要であるが、近年、熟練者が不足して巻線形電動機の製造が困難になりつつある。また、巻線形電動機の構造は複雑なため、かご形電動機に比べて製造コストが高いというデメリットがある。そのため、ベルトコンベヤの動力源として、近年では巻線形電動機から、かご形電動機への切り替え要求が高まっている。本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置200の始動方法を利用することによって、かご形電動機を利用しても、トルク変動の少ない始動が可能なる。また、巻線形電動機に比べて安価なかご形電動機を利用することで、ベルトコンベヤシステムを構築するためのコストを低減できる。またかご形電動機は、交換時の調達が容易なため、メンテナンスコストの上昇を抑制できる。
Further, when a cage type electric motor is used instead of a winding type electric motor for the electric motor driven by the belt
なお、かご形電動機の一次電圧を、始動器によって減圧することで、始動トルクの急激な上昇を抑制することも可能である。ただし、この方式では、かご形電動機に印加される電圧の値によっては、始動トルクの過不足が発生して、ベルト張力変動の少ない安定したスムーズな始動が困難である。これに対して本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置200の始動方法を利用することによって、始動トルクの過不足が生じることがなく、トルク変動の少ない始動が可能なる。
By reducing the primary voltage of the squirrel-cage motor with a starter, it is possible to suppress a sudden increase in starting torque. However, in this method, depending on the value of the voltage applied to the squirrel-cage motor, excess or deficiency of the starting torque occurs, and it is difficult to start stably and smoothly with little fluctuation in the belt tension. On the other hand, by using the starting method of the belt
実施の形態2
図5は本発明の実施の形態2に係るベルトコンベヤ駆動装置200Aを備えるベルトコンベヤシステム100Aの構成例を示す図である。図5に示すベルトコンベヤ駆動装置200Aは、複数の商用運転回路210−1〜210−3を備える。商用運転回路の数は、2以上であればよく、3つの限定されるものではない。ベルトコンベヤ駆動装置200Aでは複数の電動機300が駆動される。複数の電動機300のそれぞれは、例えばかご形電動機である。1つの商用運転回路に対して1つの電動機300が駆動される。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a
ベルトコンベヤ駆動装置200Aの制御部230Aは、複数の商用運転回路210−1〜210−3を利用して、複数の商用電源供給経路を順番に形成することで、始動時に発生する突入電流に起因した電圧降下を抑制しながら、負荷が大きいベルトコンベヤ500Aの駆動を行うように構成されている。
The
「1号電動機」は、インバータ電源で駆動される共に、1つの商用電源(商用運転回路210−1)とインバータ電源の並列運転によって駆動される電動機300である。「2号電動機」は、商用電源(商用運転回路210−2)によって駆動される電動機300である。「1号電動機」及び「2号電動機」の回転力は、減速機400を介して、例えば駆動プーリ501に伝達される。「3号電動機」は、商用電源(商用運転回路210−3)によって駆動される電動機300である。「3号電動機」の回転力は、減速機400を介して、例えば駆動プーリ502に伝達される。ベルトコンベヤ500Aには2つの駆動プーリ501,502が設けられているが、駆動プーリの数は2つに限定されない。
The "No. 1 electric motor" is an
商用運転回路210−1は、電路の短絡保護のための過電流遮断器である低圧しゃ断器1−1と、制御部230Aによって開閉制御される開閉器2−1と、開閉器2−1に直列に接続され商用電源の突入電流を抑制する限流リアクトル14と、限流リアクトル14に並列に接続され、制御部230Aによって開閉制御される開閉器6−1と、過負荷保護装置10とを備える。
The commercial operation circuit 210-1 includes a low-pressure circuit breaker 1-1 which is an overcurrent circuit breaker for short-circuit protection of an electric circuit, a switch 2-1 whose opening and closing is controlled by a
商用運転回路210−2は、電路の短絡保護のための過電流遮断器である低圧しゃ断器1−2と、制御部230Aによって開閉制御される開閉器2−2と、開閉器2−2に直列に接続される限流リアクトル14と、限流リアクトル14に並列に接続され、制御部230Aによって開閉制御される開閉器6−2と、過負荷保護装置10とを備える。
The commercial operation circuit 210-2 includes a low-voltage circuit breaker 1-2 which is an overcurrent circuit breaker for short-circuit protection of an electric circuit, a switch 2-2 whose opening and closing is controlled by a
商用運転回路210−3は、電路の短絡保護のための過電流遮断器である低圧しゃ断器1−3と、制御部230によって開閉制御される開閉器2−3と、開閉器2−3に直列に接続される限流リアクトル14と、限流リアクトル14に並列に接続され、制御部230によって開閉制御される開閉器6−3と、過負荷保護装置10とを備える。
The commercial operation circuit 210-3 includes a low-voltage circuit breaker 1-3 which is an overcurrent circuit breaker for short-circuit protection of an electric circuit, a switch 2-3 whose opening and closing is controlled by a
制御部230Aは、図1に示す制御部230と同様に、プロセッサ231、メモリ232、入出力インターフェイス233、及びバス234を備える。
The
次に図5〜図7を用いてベルトコンベヤ駆動装置200Aの動作を説明する。
Next, the operation of the belt
図6はベルトコンベヤ駆動装置200Aによってベルトコンベヤ500Aの運転が開始されてから運転が終了するまでの処理動作を説明するためのフローチャートである。図7はベルトコンベヤ駆動装置200Aによってベルトコンベヤ500Aの運転が開始されてから運転が終了するまでの処理動作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing operation from the start of the operation of the belt conveyor 500A by the belt
ステップS31において、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの運転準備「入り」を示す信号が制御部230Aに入力されると、制御部230Aは、開閉器4の状態をOFFからONに変化させると共に、開閉器5−1の状態をOFFからONに変化させる。
In step S31, when a signal indicating "on" for the operation of the belt
ステップS32において、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの運転開始を示す運転指令が制御部230Aに入力されると、運転指令を入力した制御部230Aは、電圧変換部11のスイッチング素子を駆動するゲート駆動信号の生成を開始する。これにより、インバータ始動回路220から1号電動機へ電流供給が行われる(ステップS33)。
In step S32, when an operation command indicating the start of operation of the belt
また、運転指令を入力した制御部230Aは、開閉器6−1の状態をOFFからONに変化させる。1号電動機が駆動することによって、コンベヤベルト510を介して間接的に1号電動機と機械的に接続される2号電動機及び3号電動機が回転する。
Further, the
ゲート駆動信号が生成されることによって、インバータ出力周波数とインバータ出力電流が上昇し始める。このときに流れる電流は、開閉器4、電圧変換部11、開閉器5−1を介して、1号電動機に入力される。
By generating the gate drive signal, the inverter output frequency and the inverter output current begin to rise. The current flowing at this time is input to the No. 1 motor via the
制御部230Aは、1号電動機の回転速度が定常速度(一定速度)に達すると、商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致するように、インバータ出力を制御する。商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致するまで、制御部230AではステップS34の処理が繰り返される(ステップS34,No)。
When the rotation speed of the No. 1 motor reaches a steady speed (constant speed), the
商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが一致したとき(ステップS34,Yes)、同期検出信号が制御部230Aに入力される。これにより、制御部230Aは、1号電動機の回転速度が定常速度に達して、商用電源とインバータ出力の電圧と位相とが同期したことを検出する。
When the voltage and phase of the commercial power supply and the output of the inverter match (step S34, Yes), the synchronization detection signal is input to the
ステップS35において、同期したことを検出した制御部230Aは、インバータ始動回路220と商用運転回路210−1の双方から1号電動機に電流が供給されるように、開閉器2−1の状態をOFFからONに変更する。このとき、商用電源は、商用運転回路210−1の開閉器2−1と開閉器6−1を介して、1号電動機に供給される。
In step S35, the
制御部230Aは、回転速度が一定速度に達した後、制御部230は、ゲート駆動信号のオンデューティを徐々に低下させることで、インバータ出力電流を徐々に低下させる。これにより、インバータ始動回路220から1号電動機へ供給される交流電流が低下しながら、インバータ始動回路220と商用運転回路210−1の双方から1号電動機への交流電流の供給が継続される(ステップS36)。
After the rotation speed of the
ステップS37において、制御部230Aは、例えば電流検出器で検出されるインバータ出力電流の値を計測し、インバータ出力電流がゼロになったか否かを判断する。インバータ出力電流がゼロになるまでステップS37の処理が繰り返される(ステップS37,No)。
In step S37, the
インバータ出力電流がゼロになったとき(ステップS37,Yes)、すなわちインバータ始動回路220から1号電動機への交流電流の供給がなくなったとき、制御部230Aは、1号電動機への電流供給源を商用電源に切り替えるために開閉器5−1の状態をONからOFFに変化させる(ステップS38)。これにより、商用運転回路210−1から1号電動機へ電流が供給される(ステップS39)。その後、制御部230Aは、開閉器2−2、開閉器6−2、開閉器2−3、開閉器6−3の順で、これらの開閉器の状態をOFFからONに変化させる。
When the inverter output current becomes zero (step S37, Yes), that is, when the AC current supply from the inverter start circuit 220 to the No. 1 motor is cut off, the
なお、開閉器2−2、開閉器2−3がONされると、突入電流が流れて電流経路のインピーダンスに起因した電圧降下が生じ、この電圧降下が大きな値になると、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの定格容量によっては運転が停止する可能性がある。これを防止するため、開閉器2−2、開閉器2−3がONされたタイミングから一定時間(限流待ち時間:例えば数秒)が経過するまで、限流リアクトル14に電流が流され、限流待ち時間が経過した後、開閉器6−2、開閉器6−3がONされる。これにより、突入電流が抑制されると共に、限流リアクトル14による電力損失が抑制され、ベルトコンベヤシステム100Aの運転効率を向上させることができる。
When the switch 2-2 and the switch 2-3 are turned on, an inrush current flows and a voltage drop occurs due to the impedance of the current path. When this voltage drop becomes a large value, the belt
ステップS40において、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの運転停止を示す停止指令が制御部230Aに入力されると(ステップS40,Yes)、停止指令を入力した制御部230Aは、開閉器2−1〜開閉器2−3の状態をONからOFFに変化させることで、1号電動機〜3号電動機への電流供給を停止させる(ステップS41)。
In step S40, when a stop command indicating the stop of operation of the belt
ステップS42において、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの運転準備「切り」を示す信号が制御部230Aに入力されると、制御部230Aは、開閉器4の状態をONからOFFに変化させる。
In step S42, when a signal indicating the operation preparation "off" of the belt
以上に説明したように実施の形態2に係るベルトコンベヤ駆動装置200Aは、複数の電動機がベルトコンベヤのコンベヤベルトによって相互に機械的に接続されており、複数の電動機の内、1つの電動機が始動した後、当該電動機の回転速度が一定速度に達するまではインバータ始動回路から当該電動機へ交流電流が供給され、当該電動機の回転速度が一定速度に達した時点から一定時間が経過するまでは、インバータ始動回路と商用運転回路の双方から当該電動機へ交流電流が供給され、一定時間が経過した後は、商用運転回路から複数の電動機への交流電流の供給が、限流リアクトルを介して、順次行われる。
As described above, in the belt
この構成により、実施の形態1の効果と共に、複数の電動機へ電流供給を開始するタイミングをずらしながら電動機を順次始動させることが可能となるため、複数の電動機への電流供給のタイミングが同時の場合に比べて、インバータの定格容量を小さくできるため、ベルトコンベヤ駆動装置200Aの製造コストの上昇を抑制しながら、負荷が高いベルトコンベヤ500Aの駆動が可能となる。
With this configuration, along with the effect of the first embodiment, it is possible to sequentially start the electric motors while shifting the timing of starting the current supply to the plurality of electric motors. Therefore, when the timings of the current supply to the plurality of electric motors are simultaneous. Since the rated capacity of the inverter can be reduced as compared with the above, it is possible to drive the belt conveyor 500A having a high load while suppressing an increase in the manufacturing cost of the belt
なお、実施の形態2に係るベルトコンベヤ駆動装置200Aの駆動対象は、巻線形電動機ではなく、かご形電動機である場合、ベルトコンベヤシステム100Aを構築するためのコストを低減でき、またメンテナンスコストの上昇を抑制できる。
When the drive target of the belt
また本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動プログラムは、ベルトコンベヤに設けられるプーリを回転させる電動機を始動する交流電流を電動機へ供給するインバータ始動回路によって電動機を始動させるステップと、電動機が始動した後、電動機の回転速度が一定速度に達するまではインバータ始動回路から電動機へ交流電流を供給させるステップと、一定速度に達した後は、インバータ始動回路から電動機へ供給される交流電流を低下させながら、インバータ始動回路と商用運転回路の双方から電動機へ交流電流を供給させるステップと、インバータ始動回路から電動機への交流電流の供給がなくなった後は、商用運転回路から電動機へ交流電流を供給させるステップと、をコンピュータに実行させる。 Further, the belt conveyor drive program according to the present embodiment includes a step of starting the electric motor by an inverter starting circuit that supplies an AC current to start the electric motor for rotating the pulley provided in the belt conveyor, and after the electric motor is started. The step of supplying AC current from the inverter start circuit to the motor until the rotation speed of the motor reaches a constant speed, and after reaching a constant speed, the inverter while reducing the AC current supplied from the inverter start circuit to the motor. A step of supplying AC current from both the starting circuit and the commercial operation circuit to the motor, and a step of supplying AC current from the commercial operation circuit to the motor after the supply of AC current from the inverter starting circuit to the motor is stopped. Let the computer run.
また、本実施の形態に係るベルトコンベヤ駆動装置200、200Aで駆動される電動機として、ある値の速度垂下特性を備えたハイスリップ電動機を用いてもよい。ハイスリップ電動機は、かご形電動機のかご部の抵抗を大きく設計してすべりを大きくしたモータである。ハイスリップ電動機を用いることによって、複数の電動機間で負荷分散が行われて、それぞれのモータを駆動する回路の定格容量を大きくしなくても、ベルトコンベヤ駆動装置200、200Aの構築が可能となり、ベルトコンベヤ駆動装置200、200Aの製造コストの上昇を抑制できる。
Further, as the electric motor driven by the belt
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 :断器
1−1 :断器
1−2 :断器
1−3 :断器
2 :開閉器
2−1 :開閉器
2−2 :開閉器
2−3 :開閉器
3 :断器
4 :開閉器
5 :開閉器
5−1 :開閉器
5−2 :開閉器
5−3 :開閉器
6 :開閉器
6−1 :開閉器
6−2 :開閉器
6−3 :開閉器
10 :過負荷保護装置
11 :電圧変換部
12 :同期検出トランス
13 :出力リアクトル
14 :限流リアクトル
100 :ベルトコンベヤシステム
100A :ベルトコンベヤシステム
200 :ベルトコンベヤ駆動装置
200A :ベルトコンベヤ駆動装置
210 :商用運転回路
210−1 :商用運転回路
210−2 :商用運転回路
210−3 :商用運転回路
220 :インバータ始動回路
230 :制御部
230A :制御部
231 :プロセッサ
232 :メモリ
233 :入出力インターフェイス
234 :バス
300 :コンベヤ駆動用電動機
400 :減速機
500 :ベルトコンベヤ
500A :ベルトコンベヤ
501 :駆動プーリ
502 :駆動プーリ
510 :コンベヤベルト
600 :降圧トランス
1: Breaker 1-1: Breaker 1-2: Breaker 1-3: Breaker 2: Switch 2-1: Switch 2-2: Switch 2-3: Switch 3: Switch 4: Switch 4: Switch 5: Switch 5-1: Switch 5-2: Switch 5-3: Switch 6: Switch 6-1: Switch 6-2: Switch 6-3: Switch 10: Overload Protective device 11: Voltage converter 12: Synchronous detection transformer 13: Output reactor 14: Current limiting reactor 100:
Claims (5)
商用電源の交流電流を前記電動機へ供給して前記電動機を運転する商用運転回路と、
を備え、
前記電動機が始動した後は、前記電動機の回転速度が一定速度に達するまでは前記インバータ始動回路から前記電動機へ交流電流が供給され、
一定速度に達した後は、前記インバータ始動回路から前記電動機へ供給される交流電流が低下しながら、前記インバータ始動回路と前記商用運転回路の双方から前記電動機へ交流電流が供給され、
前記インバータ始動回路から前記電動機への交流電流の供給がなくなった後は、前記商用運転回路から前記電動機へ交流電流が供給されるベルトコンベヤ駆動装置。 An inverter start circuit that supplies an alternating current to the electric motor that starts the electric motor that rotates the pulley provided on the belt conveyor, and
A commercial operation circuit that operates the electric motor by supplying the alternating current of the commercial power supply to the electric motor,
With
After the electric motor is started, an alternating current is supplied from the inverter starting circuit to the electric motor until the rotation speed of the electric motor reaches a constant speed.
After reaching a certain speed, the alternating current supplied from the inverter starting circuit to the electric motor decreases, and the alternating current is supplied to the electric motor from both the inverter starting circuit and the commercial operation circuit.
A belt conveyor drive device in which an alternating current is supplied from the commercial operation circuit to the electric motor after the supply of the alternating current from the inverter start circuit to the electric motor is stopped.
複数の前記電動機の内、1つの電動機が始動した後、当該電動機の回転速度が一定速度に達するまでは前記インバータ始動回路から当該電動機へ交流電流が供給され、
一定速度に達した後は、前記インバータ始動回路から当該電動機へ供給される交流電流が低下しながら、前記インバータ始動回路と前記商用運転回路の双方から当該電動機へ交流電流が供給され、
前記インバータ始動回路から当該電動機への交流電流の供給がなくなった後は、前記商用運転回路から複数の前記電動機への交流電流の供給が、限流リアクトルを介して、順次行われる請求項1〜3の何れか一項に記載のベルトコンベヤ駆動装置。 The plurality of the electric motors are mechanically connected to each other by the conveyor belt of the belt conveyor.
After one of the plurality of electric motors is started, alternating current is supplied from the inverter starting circuit to the electric motor until the rotation speed of the electric motor reaches a constant speed.
After reaching a certain speed, the alternating current supplied from the inverter starting circuit to the motor is reduced, and the alternating current is supplied to the motor from both the inverter starting circuit and the commercial operation circuit.
After the supply of alternating current from the inverter start circuit to the electric motor is stopped, the supply of alternating current from the commercial operation circuit to the plurality of electric motors is sequentially performed via the current limiting reactor. The belt conveyor drive device according to any one of 3.
前記電動機が始動した後、前記電動機の回転速度が一定速度に達するまでは前記インバータ始動回路から前記電動機へ交流電流を供給させるステップと、
一定速度に達した後は、前記インバータ始動回路から前記電動機へ供給される交流電流を低下させながら、前記インバータ始動回路と、商用電源の交流電流を前記電動機へ供給して前記電動機を運転する商用運転回路との双方から前記電動機へ交流電流を供給させるステップと、
前記インバータ始動回路から前記電動機への交流電流の供給がなくなった後は、前記商用運転回路から前記電動機へ交流電流を供給させるステップと、
をコンピュータに実行させるベルトコンベヤ駆動プログラム。 A step of starting the electric motor by an inverter starting circuit that supplies an alternating current to the electric motor for starting the electric motor for rotating a pulley provided on a belt conveyor.
After the electric motor is started, a step of supplying an alternating current from the inverter start circuit to the electric motor until the rotation speed of the electric motor reaches a constant speed,
After reaching a certain speed, the AC current supplied from the inverter starting circuit to the electric motor is reduced, and the AC current of the inverter starting circuit and the commercial power supply is supplied to the electric motor to operate the electric motor. The step of supplying alternating current to the motor from both the operation circuit and
After the supply of the alternating current from the inverter start circuit to the electric motor is stopped, the step of supplying the alternating current from the commercial operation circuit to the electric motor
A belt conveyor drive program that causes a computer to execute.
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