JP3053715U - 印刷機の直流電動機の制動監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷機、例えば枚葉紙オフセット印刷機の直
流電動機の制動を非常遮断命令に応じて監視する装置で
あって、非常遮断の場合に前記直流電動機の最大トルク
で電気的制動が常時行われる装置を提供すること。 【解決手段】 上記課題は、本考案により、電機子電流
の実際値が検出され、電気制動のために所定の最大値と
の比較が行われ、許容できないほど高い偏差の場合に、
例えば電機子電流の最大値を下回った場合に、電力変換
器の電力遮断と電気的制動を行う装置を構成することに
よって解決される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、印刷機、例えば枚葉紙オフセット印刷機の直流電動機の制動監視装 置であって、非常遮断命令の出力後に直流電動機から送出された電機子電流を制 御することによって制動する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

枚葉紙オフセット印刷機には、多数の箇所に電気的に保全された保護装置が設 けられている。この保護装置により、オペレータが運動ないし回転する機械部分 に接触するのを阻止する。さらに枚葉紙オフセット印刷機には多数の非常遮断キ ーが設けられており、このキーにより印刷機を短時間で停止状態にもたらすこと ができる。そのために安全条件があり、これによると非常遮断キーの操作後ない し所定の動作状態での安全器の開放の際に、印刷機は所定の最大時間後に停止状 態に達しなければならない。多数の運動過程を回転数が低いときも高いときも実 行できるようにするため、現在の枚葉紙オフセット印刷機は通常、電源から給電 される電力変換器（例えば４象限で動作する）を備えた直流駆動部を有する。こ の電力変換器により高回転数領域、高出力、さらに電気制動が可能である。

【０００３】 しかしこの種の駆動部を備えた枚葉紙オフセット印刷機が、非常遮断命令に対 する所定の安全条件を満たすことができるようにするため、付加的な保全手段が 必要である。例えば欧州特許第０２４３７２８号では、制動監視を行うため本来 の回転数制御の他に、駆動装置の回転数の目標値と実際値を検査し、これらの値 が許容されないほど大きく異なる場合に駆動装置の電気機械的制動装置が操作さ れる印刷機用の安全装置が提案されている。したがってこの装置では、非常遮断 命令の場合には基本的に電気制動され、機械ブレーキは回転数実際値が十分に迅 速に低下しない場合のみ操作される。駆動回転数の実際値を検出するために、通 常は回転数発生器が使用される。このことは欠点である。なぜなら結局は、この 安全装置の信頼度が回転数検出の信頼度に依存するからである。別の欠点として 、印刷機は、駆動部に対する支承部の滑らかさが異なるために、動作状態が異な れば負荷も異なるという事実がある。そのため、監視すべき所定の回転数／時間 経過を非常遮断の際には最小可能負荷トルクに適合しなければならない。

【０００４】 欧州特許第０１８７２４７号から、印刷機の運動監視される駆動モータの制動 制御方法および装置が公知である。この印刷機では、電磁ブレーキの制動トルク が印刷機停止状態中にモータの運動の検出によって検出される。しかしこれによ っては、非常遮断命令の結果としての純粋な電気制動を監視することはできない 。

【０００５】 欧州特許出願公開第０５７２８０５号から、直流分巻電動機を有する印刷機の 駆動部に対するクリーピング回転数監視が公知である。これにより所定の動作状 態、例えばクリーピング過程で許容されないほど高い回転数差の発生しないこと が保証される。このために電動機の電機子電圧が監視され、偏差が許容されない ほど大きくなると制御電流回路が遮断される。したがって、駆動部の純粋な回転 数監視が行われる。これにより付加的手段だけで所要の制動過程の維持を検出す ることができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、上記の欠点を回避した枚葉紙オフセット印刷機の制動監視装 置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題は本考案により、電機子電流の値を検出し、 電機子電流が電機子電流の所定の最大値から許容できないほど絶対値で偏差し た場合、直流電動機を無トルク状態に切り替え、 電磁的ブレーキを作動する装置を構成することによって解決される。

【０００８】

【考案の実施の形態】 本考案では、直流駆動部および電源から給電される電力変換器を有する枚葉紙 オフセット印刷機において電機子電流が検出され、その際にこの電機子電流の絶 対値が、非常遮断命令の出力された後で所定の最小値（ＩＡ_max−ＩＡ_Diff）を 上回っているか否か検査される。実際の電機子電流が上回るべき最小値は、所要 の制動過程がどのような場合でも維持されるように選定する。電機子電流の実際 値と所定の最小値との比較の際にこの最小値に達していないことが判明すると、 直流電動機が電力変換器を介して無トルクに切り替え（例えば電力変換器を無電 流状態にする）、さらに電気機械的ブレーキを付加接続する。したがって、直流 駆動部、電力変換器または回転数検出、例えば回転数発生器での故障によって、 所期の制動過程が維持されない、という事態が生じない。

【０００９】 本考案は、直流駆動部が外部制御される場合、駆動トルクないし制動トルクの 絶対値は電機子電流に比例するという知識を利用するものである。さらに枚葉紙 オフセット印刷機は最小の負荷トルクを有し、負荷トルクは動作時に印刷インキ の流動、印刷準備、紙搬送等によって増大する。したがって電力変換器を有する 直流駆動部は印刷機の負荷トルクに適合され、これにより、故障のない場合には 、非常遮断命令に続く制動過程を電力変換器によって純粋に電気的に実行するこ とができる。このようにして印刷機はいずれの場合でも最大遅延時間を以て制動 される。

【００１０】 さらに故障のない場合には、非常遮断命令の後に直流駆動部が電力変換器を介 して電流限界にもたらされる。本考案の監視原理では、非常遮断命令の後に電動 機電流ないし電機子電流が実際にこの電流限界の所定の公差内にあるか否かが検 査される。この公差内になければ最大の安全性を得るために、すなわち可及的速 やかな停止を保証するため、電力変換器が電源から切り離され、付加的に機械制 動がかけられる。これにより、非常遮断命令に対していずれの場合でも、印刷機 が最大トルクで、正常時には電気的にまたは故障時には機械的に制動されること が保証される。

【００１１】 本考案の実施例を以下図面に基づいて説明する。

【００１２】

【実施例】

図１には、図示しない枚葉紙オフセット印刷機の直流駆動部の基本構成が示さ れている。この駆動部は、電源から給電される電力変換器ＳＲと、直流電動機Ｍ とを有し、電動機には付加的に回転数発生器Ｔと電気機械的に操作されるブレー キＢが配属されている。電源から給電される電力変換器ＳＲの重要な要素は電機 子電流ＩＡないし電機子電圧ＵＡに対する電力部ＬＴＡと、界磁電流ＩＦを形成 するための電力部ＬＴＦである。電機子電流ＩＡないし界磁電流ＩＦに対して電 力部ＬＴＡないしＬＴＦにはそれぞれ１つの制御器ＲＤないしＲＦが配属されて いる。ここで制御器ＲＦは電力部ＬＴＦを介して界磁電流ＩＦを所定の値に制御 する。制御器ＲＤは電機子電圧ＵＡを、直流電動機Ｍが負荷に依存しないで所定 の回転数で回転するように制御する。電源から給電される電力変換器ＳＲは回転 数の目標値を受け取り、したがって制御器ＲＤは印刷機の制御部Ｓから受け取る 。直流電動機Ｍの回転数実際値は制御器ＲＤに、回転数発生器Ｔを介して回転数 に依存する電圧の形で供給される。それ自体公知のように制御器ＲＤは、回転数 に対する新たな目標値が制御部Ｓにより設定されると、直流電動機Ｍの回転数が 所定のプログラムされた時間ランプに従って追従制御されるように構成されてい る。

【００１３】 制御部Ｓは非常遮断キーＮＡ、並びに別の図示しない例えば保護器に設けられ たスイッチと接続している。印刷機の運転時に例えば非常遮断キーＮＡが操作さ れると、印刷機の制御部Ｓは相応の命令を電源から給電される電力変換器ＳＲに 出力する。これにより直流電動機Ｍは電機子電流ＩＡの電流限界まで下降運転さ れる。このことは、電機子電流ＩＡおよび電機子電圧ＵＡに対する電力部ＬＴＡ を制御器ＲＤによって相応に制御することにより行われる。したがって、制御部 Ｓないし電源から給電される電力変換器ＳＲに故障のない通常の動作時には、回 転数の可及的速やかな下降運転が、印刷機の機械駆動部に負担を掛けないよう純 粋に電気的に行われる。

【００１４】 本考案では監視装置ＵＥが設けられており、この監視装置にはセンサＳＩＡを 介して、直流電動機Ｍの電機子電流ＩＡに相応する信号が供給される。ここに図 示しない別のセンサないし端子を介して、監視装置ＵＥはさらに界磁電流ＩＦな いし電機子電圧ＵＡを検出する。電機子電流ＩＡに対する信号センサＳＩＡない し界磁電流ＩＦに対するセンサは、それ自体公知のように、例えば電機子巻線に 直列に接続されたシャント抵抗または電機子電流ＩＡないし磁界電流ＩＦにより 惹起された磁界強度を検出するセンサ（ホールセンサ）とすることができる。さ らに本考案では、監視装置ＵＥが固有のバスシステムを介して非常遮断キーＮＡ 並びに保護器に設けられた別のスイッチと接続されている。これは図１に基本し か示されていない。非常遮断キーないし保護器に設けられたスイッチの操作によ り、制御部Ｓで信号が形成されるだけでなく、相応の信号が同様に監視装置ＵＥ でも形成される。図１にはさらに、制御部Ｓも監視装置ＵＥも、電源から給電さ れる電力変換器ＳＲの相応の非常停止端子ＮＨに接続されている。この非常停止 端子ＮＨの操作により上に説明した電力変換器ＳＲの電気的制動過程がトリガさ れる。

【００１５】 図２には、監視装置により検出される電機子電流ＩＡの時間経過が示されてい る。この実施例では、印刷機は時点ｔ１まで所定の動作回転数で運転されること を前提とする。ここで発生する負荷トルクに相応して電機子電流ＩＡは所定の正 値を有する。時点ｔ１で例えば非常遮断キーＮＡの操作により非常遮断命令が出 力される。制御部Ｓと監視装置ＵＥは同時に、またはわずかに時間的にずれて非 常停止端子ＮＨを切り替える。電力変換器ＳＲは次に直流電動機Ｍを制動するた め発電機として電源に接続する。電機子電流ＩＡの符号は反転し、電機子電流Ｉ Ａの大きさは電力変換器ＳＲを介して最大値ＩＡ_maxに制御される。印刷機は次 に直流電動機Ｍにより最大トルクで制動され、時点ｔ３で停止状態に達する。こ れにより電機子電流ＩＡはゼロになる。ここで説明した電機子電流ＩＡの時間特 性は電力変換器ＳＲないし直流電動機Ｍに故障のない動作時に得られるものであ る。

【００１６】 図３は、所定の非常遮断命令の後、電力変換器ＳＲ並びに直流電動機Ｍの制動 過程がまず正常に開始された場合の電機子電流ＩＡの時間特性を示す。この線図 では時点ｔ１で非常遮断命令が出力される。これに基づき、電機子電流ＩＡの電 流方向の符号が変化し、電力変換器ＳＲにより最大値ＩＡ_maxに、反転された符 号の下で制御される。ここでは、時点ｔ’で直流電動機Ｍまたは電力変換器ＳＲ に故障が発生したと仮定する。このことにより電機子電流ＩＡは所定の大きさだ け最大値ＩＡ_maxから偏差する。本考案の監視装置は、電機子電流の最大偏差値 ＩＡ_Diffを記憶している。非常遮断命令の後、電機子電流ＩＡは最大でこの最大 偏差値だけ、所定の最大値ＩＡ_maxから偏差してもよい。前に仮定した故障によ り、時点ｔ’で電機子電流ＩＡは制動中に絶対値で、所定の最大値ＩＡ_maxマイ ナスＩＡ_Diffよりも小さくなる。その結果、これに基づき監視装置ＵＥにより電 力変換器ＳＲを無電流状態に切り替えるための主保護器ＨＳが操作され、さらに ブレーキＢがかけられる。これにより直流電動機Ｍは時点ｔ’の後、無電流状態 となり、ひいてはトルクがなくなる。その結果、印刷機は電磁的に操作されるブ レーキＢ並びに負荷トルクにより制動される。ブレーキＢの制動トルクは、この 電流限界（電機子電流の最大値ＩＡ_max）における直流電動機Ｍの駆動トルクな いし制動トルクよりも大きいから、印刷機はすでに時点ｔ２＜ｔ３で停止する。 したがって、電力変換器ＳＲないし直流電動機Ｍでの故障により印刷機は、純粋 に電気的に制動される故障のない動作時のときよりも比較的に急速に停止される 。

【００１７】 本考案では、監視装置ＵＥが電機子電流の値ＩＡが所定の電流限界値ＩＡ_max を絶対値で上回ることも下回ることも検査するようにすることができる。したが って監視装置により電子回路での故障のため直流電動機Ｍの制動作用が小さく、 そのため非常遮断命令の後の所定の最大停止時間を維持することができないとい うことを検出できるだけではない。他に電機子電流ＩＡが所定の最大値ＩＡ_max を上回ることも検出できる。これにより直流電動機Ｍおよび電力変換器ＳＲに過 度に大きな電流が流れることが識別され、ひいてはこれによる損傷を回避するこ とができる。この場合も監視装置ＵＥは電力変換器ＳＲを主保護器ＨＳを介して 無電流状態にし、電気機械的ブレーキＢを作動する。

【００１８】 上に説明したように、監視装置ＵＥはまた電機子電圧ＵＡ並びに界磁電流ＩＦ の値ないし相応の信号も検出する。界磁電流ＩＦの検出によって、通常は一定に 保持すべき界磁電流ＩＦが、許容できないほど所定の値を上回ったか、または下 回ったかを検出する。これに基づいて、監視装置ＵＥは同様に主保護器ＨＳを切 り替え、ブレーキＢを操作する。電気制動過程中のこの付加的な界磁電流ＩＦの 監視は、界磁電流ＩＦが電機子電流ＩＡと同じように直流電動機Ｍの制動トルク の大きさに影響するから有利である。とくに界磁電流ＩＦが所定の値を下回ると 、電機子電流が所定の最大値ＩＡ_maxにある場合でも、電気的制動が所定の最大 トルクを得ることが保証できなくなる。

【００１９】 付加的手段として監視装置はまた電機子電圧ＵＡを監視する。その際、電機子 電圧ＵＡの符号および電機子電流ＩＡの符号から、実際に電気ブレーキも実行さ れるか否かを検出することができる。電機子電流ＩＡを絶対値だけで監視してい れば、電力変換器ＳＲが故障の場合には、直流電動機Ｍが理論的には電流限界Ｉ Ａ_maxまで加速してしまうことがあり得る。これにより、いかなる場合にも回避 すべきこのような状況が阻止される。

【００２０】 監視装置ＵＥはさらに電機子電流ＩＡと電機子電圧ＵＡの符号を検査する。こ れは、実際に制動されたか否かを検査するだけでなく、付加的に印刷機の停止時 点を検出するためである。これは電機子電流ＩＡも電圧ＵＡもゼロになる場合に 他ならない。これに続いて電力変換器ＳＲが無電流状態に切り替えられ、ブレー キＢが操作される。

【００２１】

【考案の効果】

本考案により、非常遮断命令があった場合、確実に印刷機を停止することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印刷機駆動部の基本回路図である。

【図２】電機子電流の時間経過を示す線図である。

【図３】電機子電流の時間経過を示す線図である。

【符号の説明】

ＳＲ 電力変換器 Ｍ 直流電動機 Ｓ 制御部 Ｔ 回転数発生器 Ｂ ブレーキ ＬＴＡ 電力部（電機子） ＬＴＦ 電力部（界磁巻線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ハラルト テーゲル ドイツ連邦共和国 シュランゲンバート ３ トゥルペンシュトラーセ ８

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷機の直流電動機の制動監視装置であ
   って、 前記印刷機は、電磁的ブレーキと電源から給電される電
   力変換器とを備えた直流電動機を有し、 非常遮断命令の出力後に制動が、直流電動機から送出さ
   れた電機子電流を制御することによって行われる形式の
   装置において、 監視装置（ＵＥ）には電機子電流（ＩＡ）の値が供給さ
   れ、 監視装置（ＵＥ）は、電磁的に操作されるブレーキ
   （Ｂ）および電力変換器（ＳＲ）と接続されており、 電機子電流（ＩＡ）が電機子電流最大値（ＩＡ_max）か
   ら許容できないほど偏差する場合に、監視装置（ＵＥ）
   によって直流電動機（Ｍ）の無トルク切り替えが電力変
   換器（ＳＲ）を介して行われ、 かつブレーキ（Ｂ）の操作が行われることを特徴とする
   装置。
2. 【請求項２】 監視装置（ＵＥ）には付加的に電機子電
   圧（ＵＡ）の値が供給され、 監視装置（ＵＥ）は、電機子電圧（ＵＡ）の符号から、
   制動時に加えるべき電機子電流（ＩＡ）の方向を検出す
   るように構成されている請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 監視装置（ＵＥ）には付加的に電力変換
   器（ＳＲ）の界磁電流（ＩＦ）の実際値が供給され、 界磁電流（ＩＦ）が所定の目標値から許容できないほど
   偏差する場合、直流電動機（Ｍ）の無トルク切り替えが
   電力変換器（ＳＲ）を介して行われ、 かつ電磁的ブレーキ（Ｂ）が操作される請求項１または
   ２に記載の装置。
4. 【請求項４】 監視装置（ＵＥ）によって、所定の最大
   値（ＩＡ_max）からの電機子電流（ＩＡ）の許容できな
   いほどの偏差が検出され、直流電動機（Ｍ）の相応の無
   トルク切り替えが行われ、電磁ブレーキ（Ｂ）が界磁電
   流（ＩＦ）の実際値に依存して作動される請求項３に記
   載の装置。
5. 【請求項５】 電力変換器（ＳＲ）は、監視装置（Ｕ
   Ｅ）と接続された主保護器（ＨＳ）を介して電源に接続
   されている請求項１から４までのいずれか１項に記載の
   装置。
6. 【請求項６】 所定の最大値（ＩＡ_max）からの電機子
   電流（ＩＡ）の最大許容偏差を、検出された界磁電流
   （ＩＦ）に依存して選択する請求項３に記載の装置。