JP3362830B2 - クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータ - Google Patents
クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータInfo
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- JP3362830B2 JP3362830B2 JP24442296A JP24442296A JP3362830B2 JP 3362830 B2 JP3362830 B2 JP 3362830B2 JP 24442296 A JP24442296 A JP 24442296A JP 24442296 A JP24442296 A JP 24442296A JP 3362830 B2 JP3362830 B2 JP 3362830B2
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- crane
- crane traveling
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は機械的なブレーキを
併用するクレーン走行用モートルで、インバータ駆動す
るクレーン走行装置に関するものである。
併用するクレーン走行用モートルで、インバータ駆動す
るクレーン走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】運転作業員（以下オペレータ）がクレー
ンに乗って操作するクレーン走行機械において、走行用
モートルは、 （１）手軽に速度が変更できる。 （２）加減速時間を設定することにより自動的になめら
かに加速減速できる。 （３）高効率運転ができる。 （４）メンテナンスフリーである。
ンに乗って操作するクレーン走行機械において、走行用
モートルは、 （１）手軽に速度が変更できる。 （２）加減速時間を設定することにより自動的になめら
かに加速減速できる。 （３）高効率運転ができる。 （４）メンテナンスフリーである。
【０００３】これらより、近年巻線形モートルを使用し
た二次抵抗制御から、誘導電動機による電圧／周波数を
一定とした周波数制御であるＶ／Ｆインバータが採用さ
れている。インバータ化されたクレーンの走行用モート
ルでは、クレーンのコースチング動作（惰走運転）時、
インバータの出力をしゃ断して、フリーラン状態で運転
していた。図１０は、この運転のタイムチャートを示
す。この理由は減速する場合、オペレータは足による操
作、すなわち、フットブレーキを効かせて減速させるた
め、インバータが運転状態であるとモートル電流が増加
し、インバータは自分自身を保護する目的でトリップ
（出力遮断）動作となる。このためクレーンが停止して
しまうためである。また最悪の場合はインバータの主回
路素子を破損させてしまう。
た二次抵抗制御から、誘導電動機による電圧／周波数を
一定とした周波数制御であるＶ／Ｆインバータが採用さ
れている。インバータ化されたクレーンの走行用モート
ルでは、クレーンのコースチング動作（惰走運転）時、
インバータの出力をしゃ断して、フリーラン状態で運転
していた。図１０は、この運転のタイムチャートを示
す。この理由は減速する場合、オペレータは足による操
作、すなわち、フットブレーキを効かせて減速させるた
め、インバータが運転状態であるとモートル電流が増加
し、インバータは自分自身を保護する目的でトリップ
（出力遮断）動作となる。このためクレーンが停止して
しまうためである。また最悪の場合はインバータの主回
路素子を破損させてしまう。
【０００４】ここでクレーンが停止位置に届かなかった
場合は、コースチング動作から再加速させる。また、行
き過ぎの場合は逆転操作を行えば良い。これらの方法に
は、クレーン以外の負荷ではいくつかの方法がある。例
えば、特公平４−２４９５９号公報では瞬時停電した場
合の説明がなされているが、今回クレーンの場合と比較
すると、コースチング動作は瞬時停電ではないが、フリ
ーラン中の再運転ということから同様に考えてみる。ま
ず、フリーランしているモートルの残留電圧から誘起さ
れている回転周波数を検出する。電源復帰後、インバー
タから与える出力周波数は、検出した周波数とする。イ
ンバータの出力電圧は零付近から徐々に上昇させ、検出
したＶ／Ｆパターンとなるまで上昇した後、通常のＶ／
Ｆ運転に戻す。
場合は、コースチング動作から再加速させる。また、行
き過ぎの場合は逆転操作を行えば良い。これらの方法に
は、クレーン以外の負荷ではいくつかの方法がある。例
えば、特公平４−２４９５９号公報では瞬時停電した場
合の説明がなされているが、今回クレーンの場合と比較
すると、コースチング動作は瞬時停電ではないが、フリ
ーラン中の再運転ということから同様に考えてみる。ま
ず、フリーランしているモートルの残留電圧から誘起さ
れている回転周波数を検出する。電源復帰後、インバー
タから与える出力周波数は、検出した周波数とする。イ
ンバータの出力電圧は零付近から徐々に上昇させ、検出
したＶ／Ｆパターンとなるまで上昇した後、通常のＶ／
Ｆ運転に戻す。
【０００５】また、特開昭５０−８８５２７号公報で
は、残留電圧の有無を検出し、有の時は、出力電圧の位
相を同一になるよう制御し、無の時には、そのままイン
バータの出力をモートルに供給していた。しかし、残留
電圧が無しの場合、クレーン走行用ではオペレータがフ
ットブレーキ操作により強制的にモートル速度を減速し
ており、それまで出力していた出力周波数、電圧を与え
た場合は、実際の速度と速度指令が一致しておらず、速
度が急変する。出力周波数、電圧を零から与えた場合
は、本願の第１０図のように速度が一旦零まで急減速し
てからソフトスタートするため、クレーンで吊っている
荷物が大きく揺れることがある。このためクレーン走行
用インバータでは、運転中の速度から再加速、逆転操作
は行われていなかった。
は、残留電圧の有無を検出し、有の時は、出力電圧の位
相を同一になるよう制御し、無の時には、そのままイン
バータの出力をモートルに供給していた。しかし、残留
電圧が無しの場合、クレーン走行用ではオペレータがフ
ットブレーキ操作により強制的にモートル速度を減速し
ており、それまで出力していた出力周波数、電圧を与え
た場合は、実際の速度と速度指令が一致しておらず、速
度が急変する。出力周波数、電圧を零から与えた場合
は、本願の第１０図のように速度が一旦零まで急減速し
てからソフトスタートするため、クレーンで吊っている
荷物が大きく揺れることがある。このためクレーン走行
用インバータでは、運転中の速度から再加速、逆転操作
は行われていなかった。
【０００６】さらに、特開昭５０−８８５２７号公報の
従来例で説明している様に、モートルの残留電圧の位相
と周波数が合わない場合、インバータを構成している素
子やモートルに悪影響を及ぼすため、ここには記載され
ていないが、最も一般にクレーン走行用インバータとし
て実施されている例は、確実にモートルが停止するまで
は、再加速しないこと、または逆転操作に入れないこと
であった。これはクレーンにオペレータが乗っているた
め、クレーン（モートル）が停止しているか否かは十分
わかっており、停止するまで待ってから再スタートを行
っていた。
従来例で説明している様に、モートルの残留電圧の位相
と周波数が合わない場合、インバータを構成している素
子やモートルに悪影響を及ぼすため、ここには記載され
ていないが、最も一般にクレーン走行用インバータとし
て実施されている例は、確実にモートルが停止するまで
は、再加速しないこと、または逆転操作に入れないこと
であった。これはクレーンにオペレータが乗っているた
め、クレーン（モートル）が停止しているか否かは十分
わかっており、停止するまで待ってから再スタートを行
っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、 １）コースチング中の減速時、オペレータがフットブレ
ーキ操作、またはフットブレーキ解除しながら走行クレ
ーンが手前で止まりそうなとき、モートルが必ず停止し
てから再加速するのでなく、また行き過ぎたときでも一
旦停止してから逆転でなく、現在運転しているその速度
から再加速、または逆転させ、インバータの出力電圧を
零付近から徐々に上昇させるということなしに、すばや
くそれに対応した動作をさせ、オペレータの意志通り
に、容易に目的位置に停止させることにある。
する課題は、 １）コースチング中の減速時、オペレータがフットブレ
ーキ操作、またはフットブレーキ解除しながら走行クレ
ーンが手前で止まりそうなとき、モートルが必ず停止し
てから再加速するのでなく、また行き過ぎたときでも一
旦停止してから逆転でなく、現在運転しているその速度
から再加速、または逆転させ、インバータの出力電圧を
零付近から徐々に上昇させるということなしに、すばや
くそれに対応した動作をさせ、オペレータの意志通り
に、容易に目的位置に停止させることにある。
【０００８】２）走行用モートル運転時、加速時はイン
バータの加速時間を設定し、荷振れを大きく増長するこ
となくなめらかに加速すること。 ３）応答性がＶ／Ｆインバータの１０倍以上あり即応性
があること。応答性の向上によりオペレータが荷振れを
加減速動作で吸収できることである。Ｖ／Ｆインバータ
の応答性は約１Ｈｚ程度であるが、これをその１０倍以
上の応答性を実現できることである。このため周波数と
位相を一致させることはもちろんであるが、位相がゼロ
クロス付近で速度急変したり、ゼロクロス点を測定して
いる間は再投入できなかった。また、速度が逆転側に急
変するなどの場合にはこれまでインバータでは対応でき
なかった。
バータの加速時間を設定し、荷振れを大きく増長するこ
となくなめらかに加速すること。 ３）応答性がＶ／Ｆインバータの１０倍以上あり即応性
があること。応答性の向上によりオペレータが荷振れを
加減速動作で吸収できることである。Ｖ／Ｆインバータ
の応答性は約１Ｈｚ程度であるが、これをその１０倍以
上の応答性を実現できることである。このため周波数と
位相を一致させることはもちろんであるが、位相がゼロ
クロス付近で速度急変したり、ゼロクロス点を測定して
いる間は再投入できなかった。また、速度が逆転側に急
変するなどの場合にはこれまでインバータでは対応でき
なかった。
【０００９】本発明はこれらに問題なく対応できること
である。なお、本発明は瞬時停電対応ではなく、走行ク
レーンを加減速運転する、通常頻繁に繰り替えし発生す
るコースチング後の再加速、逆転運転時に、オペレータ
の意志通りに操作できる使い勝手の良い、クレーン走行
用インバータを提供することにある。
である。なお、本発明は瞬時停電対応ではなく、走行ク
レーンを加減速運転する、通常頻繁に繰り替えし発生す
るコースチング後の再加速、逆転運転時に、オペレータ
の意志通りに操作できる使い勝手の良い、クレーン走行
用インバータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
手段として １）コースチング動作ではオーペレータの意志通りに急
加速、逆転でき応答性を高めるために、速度検出手段を
設ける。 ２）インバータは速度センサー付きベクトル制御、また
は速度センサーは付けるが、インバータはセンサーレス
ベクトル制御、さらに速度検出手段を用いず速度推定演
算による速度センサーレスベクトル制御部のいずれかで
構成する。 ３）コースチング時、フットブレーキ操作またはブレー
キ解除の時は、インバータの出力をフリーラン状態にせ
ず電流を流し続け、インバータとモートル間を電気的に
接続しておき、モートルの最大トルクを制限して、パワ
ーオン状態にしておくことである。
手段として １）コースチング動作ではオーペレータの意志通りに急
加速、逆転でき応答性を高めるために、速度検出手段を
設ける。 ２）インバータは速度センサー付きベクトル制御、また
は速度センサーは付けるが、インバータはセンサーレス
ベクトル制御、さらに速度検出手段を用いず速度推定演
算による速度センサーレスベクトル制御部のいずれかで
構成する。 ３）コースチング時、フットブレーキ操作またはブレー
キ解除の時は、インバータの出力をフリーラン状態にせ
ず電流を流し続け、インバータとモートル間を電気的に
接続しておき、モートルの最大トルクを制限して、パワ
ーオン状態にしておくことである。
【００１１】４）コースチング動作後、再加速または逆
転時はモートル回転数を速度検出手段により検出し、回
転数信号をクレーン走行用速度指令としてプリセットす
る手段を設けることである。 ５）コースチング状態ではトルク制限を掛けておき、ト
ルク制限値はオペレータが自由に設定できること。 ６）コースチング時、インバータはトルク制限状態であ
るが、フットブレーキのオン、オフにかかわらず、イン
バータは力行状態で運転する。または回生（ブレーキ）
状態で運転する。さらに、フットブレーキオン時回生、
オフにより力行が切り替え可能であること。
転時はモートル回転数を速度検出手段により検出し、回
転数信号をクレーン走行用速度指令としてプリセットす
る手段を設けることである。 ５）コースチング状態ではトルク制限を掛けておき、ト
ルク制限値はオペレータが自由に設定できること。 ６）コースチング時、インバータはトルク制限状態であ
るが、フットブレーキのオン、オフにかかわらず、イン
バータは力行状態で運転する。または回生（ブレーキ）
状態で運転する。さらに、フットブレーキオン時回生、
オフにより力行が切り替え可能であること。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１に示す。図
１は速度検出器付きベクトル制御構成図である。１は誘
導電動機でクレーン走行駆動モートルを示す。２は走行
モートルのモータ１への出力側には機械的なブレーキ力
を付与するフットブレーキ３０が装備される速度を検出
する速度検出手段のパルス発電機で、モートルに内蔵ま
たはクレーンに別置されてもよい。パルス発電機は回転
数に比例したパルス周波数を出力し、速度演算部１７で
速度信号ωｒを得る。
１は速度検出器付きベクトル制御構成図である。１は誘
導電動機でクレーン走行駆動モートルを示す。２は走行
モートルのモータ１への出力側には機械的なブレーキ力
を付与するフットブレーキ３０が装備される速度を検出
する速度検出手段のパルス発電機で、モートルに内蔵ま
たはクレーンに別置されてもよい。パルス発電機は回転
数に比例したパルス周波数を出力し、速度演算部１７で
速度信号ωｒを得る。
【００１３】一方、クレーン走行速度は速度設定器３−
１，３−２，３−３により設定されている。図では３段
速設定となっているが、３段に制限されるものではな
い。またこの値は、可変抵抗器で設定されても良いし、
デジタル値で不揮発性または揮発性メモリで設定されて
いても良い。スイッチ４−１，４−２，４−３は速度切
替用で同時に選択されることはない。ただしスイッチの
投入時間、釈放時間遅れにより瞬時スイッチがオンする
ことはやむを得ない。このスイッチはＳＦ０，ＳＦ１，
ＳＦ２と記号を付けてあり、通常は、オペレータがクレ
ーンの速度を切り替えるノッチコントローラで選択され
る。
１，３−２，３−３により設定されている。図では３段
速設定となっているが、３段に制限されるものではな
い。またこの値は、可変抵抗器で設定されても良いし、
デジタル値で不揮発性または揮発性メモリで設定されて
いても良い。スイッチ４−１，４−２，４−３は速度切
替用で同時に選択されることはない。ただしスイッチの
投入時間、釈放時間遅れにより瞬時スイッチがオンする
ことはやむを得ない。このスイッチはＳＦ０，ＳＦ１，
ＳＦ２と記号を付けてあり、通常は、オペレータがクレ
ーンの速度を切り替えるノッチコントローラで選択され
る。
【００１４】また、図に示すようにＳＦ０，ＳＦ１，Ｓ
Ｆ２のいずれも選択されていない場合に、速度設定は速
度検出値が選択される。次に速度指令は加減速演算器５
に送られ、速度を切り替えた時、荷物が振れないように
最大加速度制限値を設定し、常に設定された傾斜で上
昇、下降する。その傾斜は最高速度になるまでの加速時
間で設定し加速時間、減速時間別々に設定することがで
きる。さらに、この時間はスイッチ７で第１加減速時間
６ー１と第２加減速時間６ー２より切り替えることがで
きる。加減速演算器５の出力は減算器８で速度信号ωｒ
との差を取り誤差調節器９で比例積分増幅し、フィード
バックループを構成する。
Ｆ２のいずれも選択されていない場合に、速度設定は速
度検出値が選択される。次に速度指令は加減速演算器５
に送られ、速度を切り替えた時、荷物が振れないように
最大加速度制限値を設定し、常に設定された傾斜で上
昇、下降する。その傾斜は最高速度になるまでの加速時
間で設定し加速時間、減速時間別々に設定することがで
きる。さらに、この時間はスイッチ７で第１加減速時間
６ー１と第２加減速時間６ー２より切り替えることがで
きる。加減速演算器５の出力は減算器８で速度信号ωｒ
との差を取り誤差調節器９で比例積分増幅し、フィード
バックループを構成する。
【００１５】誤差調節器９の出力はトルク制限器１０
で、走行モートルのトルクを制限する。その制限値はイ
ンバータ、モートルの最大能力で決まる最大トルク値１
３と外部から調整できるトルク制限値または、内部トル
ク制限値１２より決められる。なお、トルク制限値１２
は、外部よりトルク制限有効スイッチ１４でオン、オフ
することにより、選択ができる。
で、走行モートルのトルクを制限する。その制限値はイ
ンバータ、モートルの最大能力で決まる最大トルク値１
３と外部から調整できるトルク制限値または、内部トル
ク制限値１２より決められる。なお、トルク制限値１２
は、外部よりトルク制限有効スイッチ１４でオン、オフ
することにより、選択ができる。
【００１６】トルク制限器１０の出力は走行用モートル
の、トルク分電流Ｉｔとして電流制御器およびＰＷＭイ
ンバータ部１９へ送られる。一方、速度演算部１７の出
力の速度信号ωｒは磁束制御器１８で走行用モートルが
定トルク領域で磁束一定、定出力領域で磁束を回転数に
反比例させる演算を行う。その結果、磁束分電流Ｉｍと
して、電流制御器およびＰＷＭインバータ部１９へ送ら
れる。また、トルク制限器１０の出力Ｉｔは、すべり角
周波数演算器１５に入力され走行用モートルのすべり角
周波数ωｓを演算して、加算器１６で走行用モートルの
出力角周波数ω１＝ωｒ＋ωｓを演算する。
の、トルク分電流Ｉｔとして電流制御器およびＰＷＭイ
ンバータ部１９へ送られる。一方、速度演算部１７の出
力の速度信号ωｒは磁束制御器１８で走行用モートルが
定トルク領域で磁束一定、定出力領域で磁束を回転数に
反比例させる演算を行う。その結果、磁束分電流Ｉｍと
して、電流制御器およびＰＷＭインバータ部１９へ送ら
れる。また、トルク制限器１０の出力Ｉｔは、すべり角
周波数演算器１５に入力され走行用モートルのすべり角
周波数ωｓを演算して、加算器１６で走行用モートルの
出力角周波数ω１＝ωｒ＋ωｓを演算する。
【００１７】電流制御器およびＰＷＭインバータ部１９
ではトルク分電流Ｉｔと磁束分電流Ｉｍにより、走行用
モートルの一次電流の大きさＩ１がベクトル合成演算さ
れ、また走行用モートルの１次出力角周波数ω１によ
り、モートルの一次電流が決められる。さらに、電流制
御器およびＰＷＭインバータ部１９で、パルス幅変調
（ＰＷＭ）制御により走行用モートル１を速度制御す
る。
ではトルク分電流Ｉｔと磁束分電流Ｉｍにより、走行用
モートルの一次電流の大きさＩ１がベクトル合成演算さ
れ、また走行用モートルの１次出力角周波数ω１によ
り、モートルの一次電流が決められる。さらに、電流制
御器およびＰＷＭインバータ部１９で、パルス幅変調
（ＰＷＭ）制御により走行用モートル１を速度制御す
る。
【００１８】次に図２により本発明の動作をタイムチャ
ートで説明する。図２は走行用モートルの加速時の動作
は省略している。速度設定器３ー１，３ー２，３ー３は
それぞれＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２に対応し、ＳＦ０は速
度Ｎ１、ＳＦ１はゼロ速度、ＳＦ２は速度Ｎ２設定され
ている。スイッチ入力は、図１には記載されていないが
正転ＦＷ、逆転ＲＥＶ入力があり、図２では正転入力Ｆ
Ｗの場合を示している。その他トルク制限ＴＬはオンで
トルク制限動作となり、オフで、最大トルクまで出力可
能である。
ートで説明する。図２は走行用モートルの加速時の動作
は省略している。速度設定器３ー１，３ー２，３ー３は
それぞれＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２に対応し、ＳＦ０は速
度Ｎ１、ＳＦ１はゼロ速度、ＳＦ２は速度Ｎ２設定され
ている。スイッチ入力は、図１には記載されていないが
正転ＦＷ、逆転ＲＥＶ入力があり、図２では正転入力Ｆ
Ｗの場合を示している。その他トルク制限ＴＬはオンで
トルク制限動作となり、オフで、最大トルクまで出力可
能である。
【００１９】加速時間切り替えＣＨ１は、加速と減速時
間を第一と第二に切替えるもので、ＣＨ１オフでクレー
ン走行用として荷振れを最少限となる最適な第一加減速
時間が選定されている。ＣＨ１がオンで第二加減速時間
が選定され、加減速時間が最小の値が入力されている。
すなわち、ＣＨ１オンで加減速機能がキャンセルされ
る。速度設定はスイッチと対応して、ＳＦ０，ＳＦ１，
ＳＦ２で示している。タイムチャートでは、実線がクレ
ーン走行モートルの実速度を示し、２点鎖線が加減速演
算器５の出力、速度指令を表わしている。最初ＳＦ０が
オンしており、クレーン走行速度はＮ１で運転されてい
る。つぎにコースチング動作に入るｔ１時、トルク制限
ＴＬをオン、時間ｔ２で加速時間切り替えＣＨ１をオ
ン、時間ｔ３でゼロ速度設定ＳＦ１をオンする。
間を第一と第二に切替えるもので、ＣＨ１オフでクレー
ン走行用として荷振れを最少限となる最適な第一加減速
時間が選定されている。ＣＨ１がオンで第二加減速時間
が選定され、加減速時間が最小の値が入力されている。
すなわち、ＣＨ１オンで加減速機能がキャンセルされ
る。速度設定はスイッチと対応して、ＳＦ０，ＳＦ１，
ＳＦ２で示している。タイムチャートでは、実線がクレ
ーン走行モートルの実速度を示し、２点鎖線が加減速演
算器５の出力、速度指令を表わしている。最初ＳＦ０が
オンしており、クレーン走行速度はＮ１で運転されてい
る。つぎにコースチング動作に入るｔ１時、トルク制限
ＴＬをオン、時間ｔ２で加速時間切り替えＣＨ１をオ
ン、時間ｔ３でゼロ速度設定ＳＦ１をオンする。
【００２０】なお、ＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２は同時入力
されないようにロジック的に、優先順位が決められてお
り同時入力の場合はＳＦ１，ＳＦ０，ＳＦ２の順に優先
されている。このため、ＳＦ１が入力された時点で速度
はトルク制限されているが、ゼロ速度に向かう。次に時
間ｔ４でＳＦ０がオフする。フットブレーキがオンした
Ａと示された区間、走行モートルは減速の傾斜が急とな
り、フットブレーキをオフしたＢ区間は減速の傾斜はゆ
るやかになる。
されないようにロジック的に、優先順位が決められてお
り同時入力の場合はＳＦ１，ＳＦ０，ＳＦ２の順に優先
されている。このため、ＳＦ１が入力された時点で速度
はトルク制限されているが、ゼロ速度に向かう。次に時
間ｔ４でＳＦ０がオフする。フットブレーキがオンした
Ａと示された区間、走行モートルは減速の傾斜が急とな
り、フットブレーキをオフしたＢ区間は減速の傾斜はゆ
るやかになる。
【００２１】なお、時間ｔ３で２点鎖線の速度指令は加
速時間切り替えＣＨ１がオンであり、ＳＦ１のゼロ速が
選択されているため、ゼロに瞬時設定される。コースチ
ング動作はｔ３からｔ５までで、時間ｔ５でＳＦ１がオ
フされる。この時点ｔ５でＳＦ０、ＳＦ１、ＳＦ２が総
てオフとなるため図１に示すように速度検出値が入力さ
れる。また加速時間切り替えＣＨ１はオンのため加減速
時間は最短で、入力に対し瞬時動作するので、速度検出
値が速度設定にプリセットされる。すなわち、速度拾い
上げが実行された事になる。
速時間切り替えＣＨ１がオンであり、ＳＦ１のゼロ速が
選択されているため、ゼロに瞬時設定される。コースチ
ング動作はｔ３からｔ５までで、時間ｔ５でＳＦ１がオ
フされる。この時点ｔ５でＳＦ０、ＳＦ１、ＳＦ２が総
てオフとなるため図１に示すように速度検出値が入力さ
れる。また加速時間切り替えＣＨ１はオンのため加減速
時間は最短で、入力に対し瞬時動作するので、速度検出
値が速度設定にプリセットされる。すなわち、速度拾い
上げが実行された事になる。
【００２２】次に、時間ｔ６で加速時間切り替えＣＨ１
がオフになるため、クレーン走行用の設定された加減速
時間に戻り、時間ｔ７でトルク制限がオフされる。時間
ｔ８ではＳＦ２がオンとなり速度設定はＮ２が設定され
て、加速時間設定にしたがって加速する。時間ｔ９でＳ
Ｆ１がオンし優先回路により、ゼロ速が設定され、設定
された減速時間にしたがって減速し停止する。図２では
走行クレーンが停止位置より手前過ぎたため、再加速す
る場合で従来のように停止するまで待ってから再加速す
る必要はない。コースチング動作は時間ｔ３からｔ５ま
でであるが、この区間は速度指令はゼロで実速度が高い
ため、モートルは回生動作となりフットブレーキを助け
る動作となる。
がオフになるため、クレーン走行用の設定された加減速
時間に戻り、時間ｔ７でトルク制限がオフされる。時間
ｔ８ではＳＦ２がオンとなり速度設定はＮ２が設定され
て、加速時間設定にしたがって加速する。時間ｔ９でＳ
Ｆ１がオンし優先回路により、ゼロ速が設定され、設定
された減速時間にしたがって減速し停止する。図２では
走行クレーンが停止位置より手前過ぎたため、再加速す
る場合で従来のように停止するまで待ってから再加速す
る必要はない。コースチング動作は時間ｔ３からｔ５ま
でであるが、この区間は速度指令はゼロで実速度が高い
ため、モートルは回生動作となりフットブレーキを助け
る動作となる。
【００２３】なお、図２においてｔ２とｔ３の動作がｔ
２時にゼロ速ＳＦ１がオフからオン、ｔ３時に加速時間
切り替えＣＨ１が、オフからオンになってもトルク制限
ＴＬがオンになっているため、特に問題はない。また、
下に述べる図３〜図６においても同様である。
２時にゼロ速ＳＦ１がオフからオン、ｔ３時に加速時間
切り替えＣＨ１が、オフからオンになってもトルク制限
ＴＬがオンになっているため、特に問題はない。また、
下に述べる図３〜図６においても同様である。
【００２４】図３は停止位置が予定位置を越えそうにな
った時、逆転動作を示したもので、時間ｔ８で正転ＦＷ
から、逆転ＲＥＶに切り替えている。その他の動作は図
２と同様である。
った時、逆転動作を示したもので、時間ｔ８で正転ＦＷ
から、逆転ＲＥＶに切り替えている。その他の動作は図
２と同様である。
【００２５】図４は図２に対し、コースチング時、速度
設定をＳＦ１のゼロ速に切替えず、そのままＳＦ０のＮ
１のままにする。このため、実速度に対し速度設定が高
いためモートルは、トルク制限ではあるが力行動作とな
る。トルク制限値を負荷トルクにあわせた時は、フット
ブレーキオフ時速度はほぼ水平となり、パワーオン状態
で運転する。
設定をＳＦ１のゼロ速に切替えず、そのままＳＦ０のＮ
１のままにする。このため、実速度に対し速度設定が高
いためモートルは、トルク制限ではあるが力行動作とな
る。トルク制限値を負荷トルクにあわせた時は、フット
ブレーキオフ時速度はほぼ水平となり、パワーオン状態
で運転する。
【００２６】図５は、図３の動作をコースチング時、力
行動作となるよう正転ＦＷから逆転ＲＥＶに切り替えた
ものである。
行動作となるよう正転ＦＷから逆転ＲＥＶに切り替えた
ものである。
【００２７】図６は、図３と図５を組み合わせたもの
で、フットブレーキオン時、モートルは回生動作となる
ように速度指令をゼロ速設定し、フットブレーキを助け
る用に働く。フットブレーキオフ時、速度設定はＳＦ１
のＮ１に切替えモートルは力行動作となる。トルク制限
値の調整により、オペレータが目的位置に調整しやすい
ようフットブレーキオフ時加速気味に設定することがで
きる。
で、フットブレーキオン時、モートルは回生動作となる
ように速度指令をゼロ速設定し、フットブレーキを助け
る用に働く。フットブレーキオフ時、速度設定はＳＦ１
のＮ１に切替えモートルは力行動作となる。トルク制限
値の調整により、オペレータが目的位置に調整しやすい
ようフットブレーキオフ時加速気味に設定することがで
きる。
【００２８】次に、図７に速度検出手段を用いない速度
センサーレスベクトル制御構成を示す。図１と異なる点
は、走行用モートルの速度を検出する速度検出手段のパ
ルス発電機２がない。また、図１では、電流制御器およ
びＰＷＭインバータ部１９に、一次角周波数ω１を、ト
ルク分電流Ｉｔよりすべり角周波数ωｓを求め、速度信
号ωｒと加算することにより与えていたが、図７では電
流制御およびＰＷＭインバータ部１９の中にある出力周
波数ω１を引き出し、トルク分電流Ｉｔｆよりすべり角
周波数演算１５によりすべり角周波ωｓを求め、減算器
８ａによりω１−ωｓを演算して速度信号ωｒを求め
る。また、磁束分電流Ｉｍは図１では速度信号ωｒよ
り、ある一定速度以下で一定磁束、超える場合は磁束弱
め制御を行うが、図７では、速度検出手段２がないた
め、出力角周波数ω１によって行う。減速時のフットブ
レーキ操作と、トルク制限入力ＴＬ、加減速時間切替Ｃ
Ｈ１多段速ＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２のタイミングは、図
２〜図６と全く同様の動作となる。
センサーレスベクトル制御構成を示す。図１と異なる点
は、走行用モートルの速度を検出する速度検出手段のパ
ルス発電機２がない。また、図１では、電流制御器およ
びＰＷＭインバータ部１９に、一次角周波数ω１を、ト
ルク分電流Ｉｔよりすべり角周波数ωｓを求め、速度信
号ωｒと加算することにより与えていたが、図７では電
流制御およびＰＷＭインバータ部１９の中にある出力周
波数ω１を引き出し、トルク分電流Ｉｔｆよりすべり角
周波数演算１５によりすべり角周波ωｓを求め、減算器
８ａによりω１−ωｓを演算して速度信号ωｒを求め
る。また、磁束分電流Ｉｍは図１では速度信号ωｒよ
り、ある一定速度以下で一定磁束、超える場合は磁束弱
め制御を行うが、図７では、速度検出手段２がないた
め、出力角周波数ω１によって行う。減速時のフットブ
レーキ操作と、トルク制限入力ＴＬ、加減速時間切替Ｃ
Ｈ１多段速ＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２のタイミングは、図
２〜図６と全く同様の動作となる。
【００２９】図８，図９はトルク制限入力ＴＬ、加減速
時間ＣＨ１、多段速ＳＦ０、ＳＦ１、ＳＦ２のタイミン
ブ動作をインバータ内部で自動的に発生させる構成にし
たものである。減速入力スイッチ２０をオンすることに
より、フォトカプラ２２がオンし、タイミング発生回路
２３に入力され、図２〜図６に示す時間ｔ１〜ｔ４を次
々と発生する。また、減速入力スイッチ２０をオフした
時には図２〜図６に示す時間ｔ５〜ｔ８が発生し、減速
時のタイミングを走行用インバータで減速入力スイッチ
によって自動的に行う様にしたクレーン走行用インバー
タである。
時間ＣＨ１、多段速ＳＦ０、ＳＦ１、ＳＦ２のタイミン
ブ動作をインバータ内部で自動的に発生させる構成にし
たものである。減速入力スイッチ２０をオンすることに
より、フォトカプラ２２がオンし、タイミング発生回路
２３に入力され、図２〜図６に示す時間ｔ１〜ｔ４を次
々と発生する。また、減速入力スイッチ２０をオフした
時には図２〜図６に示す時間ｔ５〜ｔ８が発生し、減速
時のタイミングを走行用インバータで減速入力スイッチ
によって自動的に行う様にしたクレーン走行用インバー
タである。
【００３０】
【発明の効果】本発明により、
１）コースチング時走行用モートルを一旦停止すること
なく、すばやく再加速、逆転することができるので、オ
ペレータの意志通りに、容易に目的位置に停止させるこ
とができる。 ２）コースチング後、インバータの加速時間が設定でき
るので、荷振れを大きく増長することなくなめらかに加
速することができる。 ３）高速応答できるのでオペレータが荷振れを押さえる
ために、運転中にフットブレーキをオンオフすることが
可能となり、使い勝手が向上した。
なく、すばやく再加速、逆転することができるので、オ
ペレータの意志通りに、容易に目的位置に停止させるこ
とができる。 ２）コースチング後、インバータの加速時間が設定でき
るので、荷振れを大きく増長することなくなめらかに加
速することができる。 ３）高速応答できるのでオペレータが荷振れを押さえる
ために、運転中にフットブレーキをオンオフすることが
可能となり、使い勝手が向上した。
【図１】本発明による制御構成図の一実施例。
【図２】本発明による一実施例の再加速時のタイムチャ
ート。
ート。
【図３】本発明による一実施例の逆転時のタイムチャー
ト。
ト。
【図４】本発明による他の実施例の再加速時のタイムチ
ャート。
ャート。
【図５】本発明による他の実施例の逆転時のタイムチャ
ート。
ート。
【図６】本発明による更に他の実施例の逆転時のタイム
チャートで第３図と第５図を組み合わせたもの。
チャートで第３図と第５図を組み合わせたもの。
【図７】本発明による制御構成図の別の実施例。
【図８】本発明の図１にタイミング回路を具備した実施
例。
例。
【図９】本発明の図７にタイミング回路を具備した実施
例。
例。
【図１０】従来技術の動作を説明するためのタイムチャ
ート。
ート。
１ 誘導電動機（モートル）
２ パルス発電機
３−１，３−２，３−３ 速度設定器または速度データ
４−１，４−２，４−３ スイッチ
５ 加減速演算器
６−１，６−２ 加減速時間データ
７ 切替スイッチ
８ 減算器
９ 誤差調節器
１０ トルク制限器
１１ 最小値回路
１２ トルク制限値
１３ 最大トルク値
１４ トルク制限有効スイッチ
１５ すべり周波数演算器
１６ 加算器
１７ 速度演算部
１８ 磁束制御器
１９ 電流制御器およびＰＷＭインバータ部
８ａ 減算器
１７ａ 速度演算部
２０ 減速入力スイッチ
２１ａ，２１ｂ 固定抵抗
２２ フォトカプラ
２３ タイミング発生回路
２４ａ，２４ｂ インバータユニット
３０ ブレーキ
フロントページの続き
(72)発明者 高瀬 真人
千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号
株式会社日立製作所 産業機器事業部
内
(72)発明者 大橋 敬典
千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号
株式会社日立製作所 産業機器事業部
内
(72)発明者 林 和美
千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号
日立京葉エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 二宮 寿一
東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
株式会社日立製作所内
(72)発明者 竹下 考一
東京都大田区羽田１丁目７番８号 株式
会社大倉製作所内
(56)参考文献 特開 平８−225292（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−124490（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−187565（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−131784（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−61769（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−239898（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B66C 13/22
Claims (5)
- 【請求項１】 クレーン走行用モートルと、 上記クレーン走行用モートルを駆動するインバータと、 上記クレーン走行用モートルの速度を検出する速度検出
手段と、 上記クレーン走行用モートルの速度を設定する速度設定
器と、 上記速度設定器からの速度指令が入力される加減速演算
器と、 上記クレーン走行用モートルの出力に機械的な制御力を
付与するブレーキとを備え、 上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づく
上記インバータの制御によって、上記クレーン走行用モ
ートルを速度制御するクレーン走行装置において、 上記加減速演算器に上記速度検出手段にて検出された速
度に基づく値が入力される構成として、 上記クレーン走行用モートルの惰走運転時、 上記インバータと上記クレーン走行用モートルを電気的
に接続した状態で上記ブレーキを作動させ、 上記クレーン走行用モートルを減速し、 上記クレーン走行用モートルの再加速または逆転動作時
には、 上記速度検出手段によって検出された上記クレーン走行
用モートルの回転数に基づく速度の値をクレーン走行用
速度指令として設定し、上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づい
て、上記インバータを制御することを特徴とする クレー
ン走行装置。 - 【請求項２】 上記インバータを回生状態と力行状態を
切替、ブレーキのオン時回生状態、ブレーキのオフ時力
行状態で制御する請求項１記載のクレーン走行装置。 - 【請求項３】 クレーン走行用モートルと、 上記クレーン走行用モートルを駆動するインバータと、 上記インバータの出力周波数に基づいて上記クレーン走
行用モートルの速度を演算する速度演算器と、 上 記クレーン走行用モートルの速度を設定する速度設定
器と、 上記速度設定器からの速度指令が入力される加減速演算
器と、 上記クレーン走行用モートルの出力に機械的な制御力を
付与するブレーキとを備え、 上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づく
上記インバータの制御によって、上記クレーン走行用モ
ートルを速度制御するクレーン走行装置において、 上記加減速演算器に上記速度演算器にて検出された速度
に基づく値が入力される構成とし、 上記クレーン走行用モートルの惰走運転時、 上記インバータと上記クレーン走行用モートルを電気的
に接続した状態で上記ブレーキを作動させ、 上記クレーン走行用モートルを減速し、 上記クレーン走行用モートルの再加速または逆転動作時
には、 上記速度演算器からの出力値をクレーン走行用速度指令
として設定し、上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づい
て、上記インバータを制御することを特徴とする クレー
ン走行装置。 - 【請求項４】 クレーンの惰性運転時にあって、上記イ
ンバータを回生状態と力行状態を切替え、ブレーキのオ
ン時回生状態、ブレーキのオフ時力行状態で運転する請
求項３記載のクレーン走行装置。 - 【請求項５】 クレーン走行用モートルの速度を設定す
る速度設定器と、 上記速度設定器からの速度指令、又はクレーン走行用モ
ートルの速度に基づく値が入力される加減速演算器と、 を備え、 上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づい
て、クレーン走行用モートルを速度制御するようにクレ
ーン走行用モートルを駆動するクレーン走行用インバー
タ装置において、 クレーン走行用モートルの惰走運転時、 上記クレーン走行用インバータ装置とクレーン走行用モ
ートルを電気的に接続した状態でクレーン走行用モート
ルを減速し、 上記クレーン走行用モートルの再加速または逆転動作時
には、 上記クレーン走行用モートルの回転数に基づく速度の値
をクレーン走行用速度指令として設定し、上記加減速演算器から出力された上記速度指令に基づい
て、上記インバータを制御することを特徴とする クレー
ン走行用インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24442296A JP3362830B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24442296A JP3362830B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1087273A JPH1087273A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3362830B2 true JP3362830B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=17118427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24442296A Expired - Fee Related JP3362830B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362830B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101792089A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-08-04 | 上海能港电气工程科技有限公司 | 起重机失控保护开关装置及相关控制方法 |
| JP7424109B2 (ja) * | 2020-03-04 | 2024-01-30 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置およびその制御方法 |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24442296A patent/JP3362830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1087273A (ja) | 1998-04-07 |
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