JP3395145B2 - Lifting magnet device - Google Patents
Lifting magnet deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリフティングマグネ
ット装置に関し、特に、作業機械に搭載されるリフティ
ングマグネット装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lifting magnet device, and more particularly to a lifting magnet device mounted on a work machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、荷役機械等の作業機械におい
て、リフティングマグネット装置を備えたものが知られ
ている。2. Description of the Related Art Generally, a working machine such as a cargo handling machine is known which is provided with a lifting magnet device.
【０００３】ここで、図１を参照して、従来のリフティ
ングマグネット装置の一例について説明する。Here, an example of a conventional lifting magnet device will be described with reference to FIG.
【０００４】図示のリフティングマグネット装置は、作
業機械に架装されており、例えば、グラップル装置に内
蔵されている。グラップル装置は開閉自在の複数の爪部
を備えており、これら爪部でスクラップ等の荷貨物を掴
み荷役作業を行う。そして、このグラップルは、例え
ば、油圧ショベル等の建設機械（作業機械）に搭載され
ている。The illustrated lifting magnet device is mounted on a working machine, for example, built in a grapple device. The grapple device is provided with a plurality of claws that can be opened and closed, and these claws grab cargo such as scrap and perform cargo handling work. The grapple is mounted on, for example, a construction machine (work machine) such as a hydraulic excavator.
【０００５】このリフティングマグネット装置は、一般
に、内装式と呼ばれる装置であり、リフティングマグネ
ット本体１、制御装置２、計器箱３、及び操作器４を備
えている。リフティングマグネット本体１は、例えば、
グラップル装置の爪部に内蔵されており、グラップル装
置は、油圧機構及び旋回スリップリング機構によって、
３６０度回転可能で自由な位置において作業を行うこと
ができる。This lifting magnet device is generally called a built-in type device and comprises a lifting magnet body 1, a control device 2, a meter box 3 and an operating device 4. The lifting magnet body 1 is, for example,
It is built in the claw part of the grapple device, and the grapple device uses a hydraulic mechanism and a swing slip ring mechanism.
It is possible to rotate 360 degrees and work at any position.
【０００６】このリフティングマグネット装置では、計
器箱３によって制御装置２の出力状態がモニターされ、
操作器４によってスクラップ等の荷貨物の吸着及び釈放
操作が行われる。図示のように、リフティングマグネッ
ト本体１には制御装置２を介して動力源である交流発電
機５から電力が供給され、この交流発電機５の駆動に
は、作業機械のエンジンからのベルト駆動又は油圧モー
タによる駆動が用いられる。In this lifting magnet device, the output state of the control device 2 is monitored by the instrument box 3,
The operation unit 4 performs adsorption and release operations of cargo such as scrap. As shown in the figure, the lifting magnet main body 1 is supplied with electric power from an AC generator 5 as a power source via a control device 2, and the AC generator 5 is driven by a belt drive from an engine of a work machine or Driving by a hydraulic motor is used.
【０００７】さらに、図２に従来のリフティングマグネ
ット装置の他の例を示す。このリフティングマグネット
装置は、外装式と呼ばれる装置であり、図１に示すリフ
ティングマグネット装置と同一の構成要素については同
一の参照番号が付されている。図示のように、リフティ
ングマグネット本体１には制御装置２を介して動力源で
あるエンジン発電機６から電力が供給される（なお、エ
ンジン発電機とは、エンジンと交流発電機とを直結した
装置である）。Further, FIG. 2 shows another example of the conventional lifting magnet device. This lifting magnet device is a device called an exterior type, and the same components as those of the lifting magnet device shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As shown in the figure, the lifting magnet body 1 is supplied with electric power from an engine generator 6 which is a power source via a control device 2 (the engine generator is a device in which an engine and an AC generator are directly connected to each other). Is).
【０００８】ここで、図３を参照して、制御装置２は直
流マグネットであるリフティングマグネット本体１に直
流電圧を供給する直流変換機能と吸引及び釈放等の制御
を行う制御機能を備えており、例えば、制御装置２とし
てサイリスタ位相制御の電源装置（サイリスタ整流器ユ
ニット）８が用いられる。なお、図３において、交流電
源７は、図１に示す交流発電機５又は図２に示すエンジ
ン発電機６を示す。Here, referring to FIG. 3, the control device 2 has a DC conversion function for supplying a DC voltage to the lifting magnet body 1 which is a DC magnet, and a control function for controlling attraction and release. For example, a power supply device (thyristor rectifier unit) 8 for thyristor phase control is used as the control device 2. In addition, in FIG. 3, the AC power supply 7 indicates the AC generator 5 shown in FIG. 1 or the engine generator 6 shown in FIG. 2.
【０００９】交流電源７から三相交流電圧がサイリスタ
整流器ユニット８の交流側に入力される。図示の例で
は、サイリスタ整流器ユニット８は６個のサイリスタ素
子８ａを備えた純ブリッジ直流変換器を構成しており、
図示しないサイリスタ制御ユニットからの制御信号に応
じて所定の制御角で位相制御を行い、リフティングマグ
ネット本体１に制御電圧を出力する。A three-phase AC voltage is input from the AC power supply 7 to the AC side of the thyristor rectifier unit 8. In the illustrated example, the thyristor rectifier unit 8 constitutes a pure bridge DC converter including six thyristor elements 8a,
Phase control is performed at a predetermined control angle according to a control signal from a thyristor control unit (not shown), and a control voltage is output to the lifting magnet body 1.
【００１０】ここで、図４（ａ）及び（ｂ）も参照し
て、図４（ａ）及び（ｂ）は、リフティングマグネット
本体１に磁力を発生させて、スクラップを吸着する吸引
状態における制御を示す図であり、図４（ａ）に示すよ
うに、制御角９０度以下で電力を交流側から直流側へ供
給する出力制御領域で吸引力が可変となるように、制御
角を可変制御して制御電圧（図４（ｂ）に示す）を出力
している。4 (a) and 4 (b), FIGS. 4 (a) and 4 (b) show a control in a suction state in which a magnetic force is generated in the lifting magnet body 1 to adsorb scrap. 4A is a diagram showing a control angle variable control so that the suction force is variable in an output control region for supplying electric power from the AC side to the DC side at a control angle of 90 degrees or less, as shown in FIG. 4A. Then, the control voltage (shown in FIG. 4B) is output.
【００１１】図４（ｃ）及び（ｄ）を参照して、図４
（ｃ）及び（ｄ）は、リフティングマグネット本体１の
磁力を減衰させてスクラップを落下させるため、吸引電
流を減衰させてゼロにする際の制御を示す図であり、図
４（ｃ）に示すように、制御角９０度以上で電力を直流
側から交流側へ変換する回生制御領域であり、この回生
制御によって、リフティングマグネット本体１に蓄えら
れたエネルギーを交流側に変換して吸引時のリフティン
グマグネット電流を素早く減衰させ、ゼロにしている
（図４（ｄ）に制御電圧を示す）。Referring to FIGS. 4 (c) and 4 (d), FIG.
FIGS. 4 (c) and 4 (d) are diagrams showing control when the suction current is attenuated to zero because the magnetic force of the lifting magnet body 1 is attenuated to drop scrap. As described above, this is a regenerative control region for converting electric power from the direct current side to the alternating current side at a control angle of 90 degrees or more, and by this regenerative control, the energy stored in the lifting magnet body 1 is converted to the alternating current side and lifting during attraction. The magnet current is quickly attenuated to zero (control voltage is shown in FIG. 4 (d)).
【００１２】ところで、制御電圧の波形を決定する制御
角（α）は、交流電圧波形（周波数）を基準にして算出
されている関係上、交流電圧波形が大きく変動すると、
予め定められた制御電圧波形が得られず、特に、回生制
御領域では、制御限界を越えて位相制御がうまいいかな
いことがある。By the way, the control angle (α) for determining the waveform of the control voltage is calculated on the basis of the AC voltage waveform (frequency).
A predetermined control voltage waveform cannot be obtained, and especially in the regenerative control region, the phase control may not be performed well beyond the control limit.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、図１に
示すリフティングマグネット装置では、リフティングマ
グネット装置専用の交流発電機が必要となって、エンジ
ンからのベルト駆動又は油圧駆動等を行うため、付帯機
器及びその設置が必要となる。加えて、ベルト駆動の場
合には、作業機械のエンジンとの位置関係で発電機の設
置場所が限定されてしまう。As described above, the lifting magnet device shown in FIG. 1 requires an AC generator dedicated to the lifting magnet device, and the belt drive or hydraulic drive from the engine is performed. Ancillary equipment and its installation are required. In addition, in the case of belt drive, the installation location of the generator is limited due to the positional relationship with the engine of the work machine.
【００１４】一方、図２に示すリフティングマグネット
装置では、リフティングマグネット装置専用のエンジン
発電機が必要となって、大型重量物であるエンジン発電
機を架装するため、小型の作業機械では、設置が困難と
なってしまう。加えて、設置のための工事が大掛かりと
なってしまう。さらに、エンジン発電機の設置場所によ
っては、作業機械の旋回領域が大きくなってしまい、ま
た、視界が妨げられて作業性が低下してしまう。On the other hand, in the lifting magnet device shown in FIG. 2, an engine generator dedicated to the lifting magnet device is required, and since the engine generator which is a large heavy object is mounted, it cannot be installed in a small working machine. It will be difficult. In addition, the installation work will be a major undertaking. Further, depending on the installation location of the engine generator, the turning area of the work machine becomes large, and the field of view is obstructed, which lowers workability.
【００１５】加えて、図１及び図２に示すリフティング
マグネット装置ともに、動力源機器自体及び架装工事が
大掛かりとなって、結果的に装置が高価となってしま
う。In addition, in both the lifting magnet devices shown in FIGS. 1 and 2, the power source device itself and the installation work become large, resulting in an expensive device.
【００１６】また、従来のリフティングマグネット装置
では、交流発電機の回転数（交流出力電圧の周波数）変
動が存在し、リフティングマグネット本体の制御不良が
発生することが多い。つまり、図１に示すリフティング
マグネット装置では、作業機械のエンジン回転セットを
間違えると、交流発電機が規定回転数とならない（一般
に、エンジン回転セットは、オペレータが手動で行って
いる）。作業機械において、微細作業（操作）を行う
際、エンジン回転数を下げると、交流発電機が規定回転
数とならない。ベルト駆動におけるベルトの伸び又は劣
化によって滑りが発生した場合及び油圧駆動において油
漏れ等が発生した場合等には、発電機駆動部の異常によ
って交流発電機の回転数が変化してしまう。さらに、作
業機械の全負荷が変動すると、エンジン回転数が変化し
て、この結果、交流発電機の回転数が変化してしまう。Further, in the conventional lifting magnet device, fluctuations in the number of revolutions of the AC generator (frequency of the AC output voltage) are present, which often causes poor control of the lifting magnet body. That is, in the lifting magnet device shown in FIG. 1, if the engine rotation set of the working machine is mistaken, the AC generator does not reach the specified rotation speed (generally, the engine rotation set is manually performed by the operator). In a work machine, when performing fine work (operation), if the engine speed is lowered, the alternator does not reach the specified speed. When slippage occurs due to stretching or deterioration of the belt during belt driving, or when oil leakage occurs during hydraulic driving, the rotation speed of the alternator changes due to an abnormality in the generator driving unit. Furthermore, when the total load of the work machine changes, the engine speed changes, and as a result, the AC generator speed changes.
【００１７】さらに、図１及び図２に示すリフティング
マグネット装置ともに、発電機からみたリフティングマ
グネット本体の負荷の変動によって発電機のみの回転数
が変動してしまう。負荷変動は、無負荷〜吸引負荷〜回
生時のエネルギーの逆流であり、交流発電機の回転数変
動によって、予め定められた制御電圧が得られないかま
たは位相制御限界を越えて制御不能となって、オペレー
タが意図しない時に保護動作が作動してリフティングマ
グネット本体の磁力が消滅する危険性がある。Further, in the lifting magnet device shown in FIGS. 1 and 2, the rotation speed of only the generator fluctuates due to the fluctuation of the load of the lifting magnet body viewed from the generator. Load fluctuation is a reverse flow of energy during no load-suction load-regeneration, and due to fluctuations in the number of revolutions of the alternator, a predetermined control voltage cannot be obtained or the phase control limit is exceeded and control becomes impossible. When the operator does not intend, the protective operation may be activated and the magnetic force of the lifting magnet body may disappear.
【００１８】本発明の目的は、専用の動力源を必要とし
ないリフティングマグネット装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a lifting magnet device which does not require a dedicated power source.
【００１９】本発明の他の目的は、制御不良が発生する
ことの極めて少ないリフティングマグネット装置を提供
することにある。Another object of the present invention is to provide a lifting magnet device in which control failure is extremely unlikely to occur.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、直流電
源として用いられる電気動力源を有する作業機械に架装
され、リフティングマグネット本体と、該リフティング
マグネット本体に与える制御電圧を制御する制御装置と
を有し、前記リフティングマグネット本体で荷貨物を吸
着して運搬するようにしたするリフティングマグネット
装置において、前記制御装置は、充電器と、前記直流電
源に応じて前記充電器を充電する充電手段と、吸引操作
の際前記リフティングマグネット本体に前記電気動力源
及び前記充電器から吸引電流を供給し釈放操作の際前記
リフティングマグネット本体に蓄積されたエネルギーを
前記充電器に回生して前記吸引電流を減衰させて該吸引
電流が減衰すると前記吸引電流と逆方向の釈放電流を流
して前記リフティングマグネット本体を逆励磁する制御
手段とを有することを特徴とするリフティングマグネッ
ト装置が得られる。そして、前記制御手段は、前記釈放
電流が予め定められた規定値に達すると前記リフティン
グマグネット本体に蓄積されたエネルギーを前記充電器
に回生する。According to the present invention, a control device is mounted on a working machine having an electric power source used as a DC power source, and controls a lifting magnet body and a control voltage applied to the lifting magnet body. In the lifting magnet device, wherein the lifting magnet body is configured to attract and carry a cargo by the lifting magnet body, the control device includes a charger and charging means for charging the charger according to the DC power source. When the suction operation is performed, the suction magnet is supplied to the lifting magnet body from the electric power source and the charger, and the energy accumulated in the lifting magnet body is regenerated in the charger during the release operation to regenerate the suction current. When the suction current is attenuated and then attenuated, a release current in a direction opposite to the suction current is applied to the lifter. Lifting magnet device is obtained, characterized by a control means for inverse excitation the grayed magnet body. Then, the control means regenerates the energy stored in the lifting magnet body to the charger when the release current reaches a predetermined specified value.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２２】図５を参照して、図１及び図２と同一の構
成要素について同一の参照番号を付す。図示のリフティ
ングマグネット装置は、計器箱３及び操作器４を備えて
おり、さらに、制御装置１０及びリフティングマグネッ
ト本体１１を備えている。そして、制御装置１０には作
業機械の電気動力源９が接続されている。電気動力源９
は、例えば、作業機械に標準的に装備されている電気動
力源のオルタネーター及びオルタネーターに並列接続さ
れた作業機械のバッテリー（以下の説明ではオルタネー
ターで代表する）であり、図示の例では、オルタネータ
ーは、定格電圧ＤＣ２４Ｖで、定格容量ＤＣ５０Ａのも
のが使用されている（なお、リフティングマグネットの
負荷容量に応じて適宜変更できる）。また、制御装置１
０は、電気動力源９の出力を入力電源として、リフティ
ングマグネット本体１１に所定の制御電圧を供給する。
なお、図示の例では、リフティングマグネット本体１１
の定格電圧はオルタネーター定格電圧と同一である。Referring to FIG. 5, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. The illustrated lifting magnet device includes an instrument box 3 and an operating device 4, and further includes a control device 10 and a lifting magnet body 11. The electric power source 9 of the work machine is connected to the control device 10. Electric power source 9
Is, for example, an alternator of an electric power source that is standardly equipped in the work machine and a battery of the work machine connected in parallel to the alternator (represented by the alternator in the following description). In the illustrated example, the alternator is A rated voltage of DC24V and a rated capacity of DC50A is used (which can be appropriately changed according to the load capacity of the lifting magnet). In addition, the control device 1
0 uses the output of the electric power source 9 as an input power source to supply a predetermined control voltage to the lifting magnet body 11.
In the illustrated example, the lifting magnet body 11
The rated voltage of is the same as the rated voltage of the alternator.
【００２３】ここで、図６を参照して、ここでは、電気
動力源９の出力が直流電源１２で示されている。この直
流電源１２は配線遮断器１３を介して制御装置１０に接
続されている。制御装置１０は、サイリスタ素子１４、
抵抗器１５ａと逆流阻止ダイオード１５ｂが直列に接続
された直列回路（充電電流抑制回路）１５、コンデンサ
１６、及びＨブリッジ回路１７を備えている。そして、
サイリスタ素子１４及び直列回路１５は、配線遮断器１
３が投入された直後にコンデンサ１６への突入電流を所
定の条件まで抑制する。この抑制制御は、コンデンサ１
６の電圧を図示しない制御回路で監視して行う。コンデ
ンサ１６は、リフティングマグネット本体１１が蓄積し
たエネルギーを、後述するようにして、Ｈブリッジ回路
１７を介して回生する機能を備える平滑コンデンサであ
る。また、図示のように、Ｈブリッジ回路１７は、半導
体スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ４及び逆並列ダイオード
Ｄ１乃至Ｄ４を備えている。Here, referring to FIG. 6, the output of the electric power source 9 is shown by the DC power source 12. The DC power supply 12 is connected to the control device 10 via a wiring breaker 13. The control device 10 includes a thyristor element 14,
A series circuit (charging current suppressing circuit) 15 in which a resistor 15a and a reverse current blocking diode 15b are connected in series, a capacitor 16, and an H bridge circuit 17 are provided. And
The thyristor element 14 and the series circuit 15 are the circuit breaker 1
Immediately after the switch 3 is turned on, the inrush current to the capacitor 16 is suppressed to a predetermined condition. This suppression control is performed by the capacitor 1
The voltage of 6 is monitored by a control circuit (not shown). The capacitor 16 is a smoothing capacitor having a function of regenerating the energy accumulated in the lifting magnet body 11 via the H bridge circuit 17 as described later. Further, as illustrated, the H bridge circuit 17 includes semiconductor switching elements Q1 to Q4 and anti-parallel diodes D1 to D4.
【００２４】ここで、図７も参照して、リフティングマ
グネット装置によるスクラップ荷役作業における制御装
置の動作について説明する。Now, with reference to FIG. 7, the operation of the control device in the scrap loading and unloading work by the lifting magnet device will be described.
【００２５】まず、作業機械が駆動されて、作業機械の
エンジン回転数に同期して電気動力源（オルタネータ
ー）９の回転が上昇し、直流電源１２が機能を開始す
る。First, the work machine is driven, the rotation of the electric power source (alternator) 9 rises in synchronization with the engine speed of the work machine, and the DC power supply 12 starts to function.
【００２６】その後、配線遮断器１３が投入されて、直
流電源１２を制御装置１０に入力する期間においては、
コンデンサー充電電流抑制回路を介して平滑コンデンサ
１６が充電される。この際、初期においては、サイリス
タ素子１４は阻止状態であるため、直列回路１５を介し
て充電電流を許容値以内に抑えて、コンデンサ１６を充
電する。これによって、コンデンサ１６の電圧は上昇
し、所定の電圧になると、図示しない制御回路によって
サイリスタ素子１４が導通状態とされ、直流電源１２の
全電圧がコンデンサ１６に印加される。直流電源１２の
ピーク値までコンデンサ１６は充電されることになる。
これのようにして、過大な突入電流を抑制して制御装置
１０の電源装置の起動を完了する。なお、この期間の状
態は、図７のＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ａ
で示される。Thereafter, in the period in which the wiring breaker 13 is turned on and the DC power source 12 is input to the control device 10,
The smoothing capacitor 16 is charged via the capacitor charging current suppressing circuit. At this time, since the thyristor element 14 is initially in the blocking state, the charging current is suppressed within the allowable value via the series circuit 15 to charge the capacitor 16. As a result, the voltage of the capacitor 16 rises, and when it reaches a predetermined voltage, the thyristor element 14 is rendered conductive by a control circuit (not shown), and the entire voltage of the DC power supply 12 is applied to the capacitor 16. The capacitor 16 will be charged up to the peak value of the DC power supply 12.
In this way, the excessive inrush current is suppressed and the startup of the power supply device of the control device 10 is completed. The state during this period is the period A of the smoothing capacitor voltage between P1 and N1 in FIG.
Indicated by.
【００２７】次に、操作器４を操作して、吸引操作を行
う。つまり、吸引操作を行うと、図示しない制御回路指
令によってＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素
子Ｑ１及びＱ４が導通状態とされる。これによって、図
６において、Ｐ１−Ｑ１−Ｐ２−「リフティングマグネ
ット本体１１」−Ｎ２−Ｑ４−Ｎ１のルートで、電流Ｉ
0 が流れる。つまり、Ｈブリッジ回路１７の出力側（Ｐ
２−Ｎ２）に制御電圧が出力される。この制御電圧は、
直流電源１２及び平滑コンデンサ１６から供給される。
なお、この期間の状態は、期間Ｂで示される。Next, the operating device 4 is operated to perform a suction operation. That is, when the suction operation is performed, the semiconductor switching elements Q1 and Q4 of the H bridge circuit 17 are brought into a conductive state by a control circuit command (not shown). As a result, in FIG. 6, the current I is taken along the route of P1-Q1-P2- "lifting magnet body 11" -N2-Q4-N1.
0 flows. That is, the output side of the H bridge circuit 17 (P
The control voltage is output to 2-N2). This control voltage is
It is supplied from the DC power supply 12 and the smoothing capacitor 16.
The state of this period is shown as a period B.
【００２８】次に、操作器４を操作して、釈放操作を行
う。釈放操作を行うと、図示しない制御回路指令によっ
てＨブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１及
びＱ４がオフ状態とされる。これによって、リフティン
グマグネット本体１１に蓄積されたエネルギーは、「リ
フティングマグネット本体１１」−Ｎ２−Ｄ３−Ｐ１−
「平滑コンデンサ１６」−Ｎ１−Ｄ２−Ｐ２のルートで
Ｈブリッジ回路１７の逆並列ダイオードを介して平滑コ
ンデンサ１６に回生充電される。この動作によって、リ
フティングマグネット本体１１に流れていた吸引電流Ｉ
0 は、素早く減衰してゼロとなる。なお、この期間の状
態は期間Ｃで示される。Next, the operating device 4 is operated to perform the releasing operation. When the release operation is performed, the semiconductor switching elements Q1 and Q4 of the H bridge circuit 17 are turned off by a control circuit command (not shown). As a result, the energy accumulated in the lifting magnet body 11 is "lifting magnet body 11" -N2-D3-P1-.
The smoothing capacitor 16 is regeneratively charged via the anti-parallel diode of the H bridge circuit 17 through the route of "smoothing capacitor 16" -N1-D2-P2. By this operation, the attraction current I flowing in the lifting magnet body 11
0 quickly decays to zero. The state of this period is shown as a period C.
【００２９】この際、平滑コンデンサ１６は充電される
ことによって、電圧が上昇して、その電圧が逆極性でＰ
２−Ｎ２間に出力される。この状態は、Ｐ２−Ｎ２間出
力電圧及びＰ１−Ｎ１間平滑コンデンサ電圧の期間Ｃで
示される。At this time, the smoothing capacitor 16 is charged, so that the voltage rises and the voltage has a reverse polarity P.
It is output between 2 and N2. This state is indicated by a period C of the P2-N2 output voltage and the P1-N1 smoothing capacitor voltage.
【００３０】次に、吸引されたスクラップを完全に釈放
するため、リフティングマグネット本体１１を逆励磁す
るための釈放電流を流す。つまり、吸引電流が完全に消
滅すると同時に、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチ
ング素子Ｑ２及びＱ３を導通状態とする。これによっ
て、図６において、Ｐ１−Ｑ３−Ｎ２−「リフティング
マグネット本体１１」−Ｐ２−Ｑ２−Ｎ１のルートで、
期間Ｃで充電された平滑コンデンサ１６が放電する。そ
して、直流電源１２から吸引電流Ｉ0 と逆方向の釈放電
流が流れる。なお、この状態は、期間Ｄで示される。Next, in order to completely release the sucked scrap, a release current for reversely exciting the lifting magnet body 11 is passed. That is, the semiconductor switching elements Q2 and Q3 of the H-bridge circuit 17 are turned on at the same time when the attracting current disappears completely. As a result, in FIG. 6, in the route of P1-Q3-N2- "lifting magnet main body 11" -P2-Q2-N1,
The smoothing capacitor 16 charged in the period C is discharged. Then, a release current in the opposite direction to the suction current I0 flows from the DC power supply 12. Note that this state is indicated by the period D.
【００３１】次に、釈放電流を減衰させる。つまり、釈
放電流が予め定められた規定値に達すると、図示しない
制御回路の指令によって、Ｈブリッジ回路１７の半導体
スイッチング素子Ｑ２及びＱ３がオフ状態とされる。こ
れによって、リフティングマグネット本体１１のコイル
に蓄積されたエネルギーは、「リフティングマグネット
本体１１」−Ｐ２−Ｄ１−Ｐ１−「平滑コンデンサ１
６」−Ｎ１−Ｄ４−Ｎ２のルートで、Ｈブリッジ回路１
７の逆並列ダイオードを介して平滑コンデンサ１６に回
生される。この動作によって、リフティングマグネット
本体１１に流れていた釈放電流は素早く減衰してゼロと
なる。Next, the release current is attenuated. That is, when the release current reaches a predetermined specified value, the semiconductor switching elements Q2 and Q3 of the H bridge circuit 17 are turned off by a command from a control circuit (not shown). As a result, the energy stored in the coil of the lifting magnet body 11 is "lifting magnet body 11" -P2-D1-P1- "smoothing capacitor 1".
6 "-N1-D4-N2 route to the H bridge circuit 1
It is regenerated by the smoothing capacitor 16 via the anti-parallel diode 7. By this operation, the release current flowing in the lifting magnet body 11 is quickly attenuated to zero.
【００３２】操作器４から新たな操作指令を与えない限
り、Ｈブリッジ回路１７の半導体スイッチング素子Ｑ１
乃至Ｑ４は全てオフ状態となり、制御装置１０からの出
力制御電圧はゼロとなる。これによって、一連のリフテ
ィングマグネット運転作業に応じた制御装置の動作は終
了する。Unless a new operation command is given from the operation unit 4, the semiconductor switching device Q1 of the H bridge circuit 17
To Q4 are all turned off, and the output control voltage from the control device 10 becomes zero. As a result, the operation of the control device according to the series of lifting magnet driving operations is completed.
【００３３】上述の例のように、リフティングマグネッ
ト装置の運転に必要な制御は、その動力源電圧の周波数
に依存せずに行うことができる。なお、上述の例では、
半導体スイッチング素子を用いて制御電圧を制御する例
を示したが、半導体スイッチング素子に限定されず、他
の素子等を用いることもできる。As in the above-described example, the control required for operating the lifting magnet device can be performed without depending on the frequency of the power source voltage. In the above example,
Although the example in which the control voltage is controlled by using the semiconductor switching element has been shown, the invention is not limited to the semiconductor switching element, and other elements or the like can be used.
【００３４】さらに、上述の例では、リフティングマグ
ネット本体が電磁石式である場合について説明したが、
リフティングマグネット本体が永久磁石式である場合に
も同様にして制御を行うことができる。図７を参照して
簡単に説明すると、例えば、図示しない制御回路からの
指令で、図７の期間Ｂの制御を行う。その後自動的に
（例えば、２乃至３秒の後）、図７の期間Ｃの制御を行
って（吸引電流を減衰させて電流をゼロとする）、制御
装置の出力をオフ状態とする。これによって、永久磁石
鋼が着磁されて、マグネットは永久磁石状態となってス
クラップを吸着したまま荷役を行う（この期間は、図７
の期間Ｃと期間Ｄの間であり、制御出力オフの期間であ
る）。Further, in the above example, the case where the lifting magnet body is of the electromagnet type has been described.
The same control can be performed when the lifting magnet body is a permanent magnet type. To briefly explain with reference to FIG. 7, for example, a control from a control circuit (not shown) controls the period B in FIG. After that, automatically (for example, after 2 to 3 seconds), the control of the period C in FIG. 7 is performed (the suction current is attenuated to make the current zero), and the output of the control device is turned off. As a result, the permanent magnet steel is magnetized, and the magnet enters a permanent magnet state to carry out cargo handling while adsorbing scrap (see FIG.
Between period C and period D, which is a period of control output OFF).
【００３５】次に、釈放の際には、図示しない制御回路
からの指令で釈放制御を行い、図７の期間Ｄと期間Ｅの
間制御を行う。Next, at the time of release, release control is performed by a command from a control circuit (not shown), and control is performed during period D and period E in FIG.
【００３６】このように、吸引初期の制御において、着
磁のためのタイマー回路を追加するだけで、永久磁石式
マグネットにも適用することができる。As described above, the present invention can be applied to a permanent magnet type magnet only by adding a timer circuit for magnetization in the control at the initial stage of attraction.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、リフ
ティングマグネット本体の定格電圧を作業機械の電気動
力源の定格電圧と同一として、制御装置をこの電気動力
源のみで動作するようにしたから、つまり、作業機械の
電気動力源のみを動力源として用いるようにしたから、
リフティングマグネット装置専用の動力源が不要である
という効果がある。従って、小型で作業機械の作業性を
向上させることができるばかりでなく、架装が容易で安
価な装置を提供できる。As described above, according to the present invention, the rated voltage of the lifting magnet body is made the same as the rated voltage of the electric power source of the working machine, and the control device is operated only by this electric power source. In other words, only the electric power source of the work machine is used as the power source,
The effect is that a power source dedicated to the lifting magnet device is unnecessary. Therefore, not only the workability of the working machine can be improved with a small size, but also a device that is easy to mount and inexpensive can be provided.
【００３８】さらに、本発明では、動力源電圧の周波数
に無関係な制御を行うようにしたから、動力源の出力が
作業機械のエンジン回転数によって変動しても、リフテ
ィングマグネット制御には影響を与えることがない。Further, in the present invention, the control independent of the frequency of the power source voltage is performed, so that the lifting magnet control is affected even if the output of the power source fluctuates depending on the engine speed of the working machine. Never.
【図１】従来のリフティングマグネット装置の一例を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional lifting magnet device.
【図２】従来のリフティングマグネット装置の他の例を
示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing another example of a conventional lifting magnet device.
【図３】図１及び図２に示す制御装置の一例を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing an example of the control device shown in FIGS. 1 and 2.
【図４】従来のリフティングマグネット装置における位
相制御及び制御出力電圧を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining phase control and a control output voltage in a conventional lifting magnet device.
【図５】本発明によるリフティングマグネット装置の一
例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a lifting magnet device according to the present invention.
【図６】図５に示す制御装置の一例を示す図である。6 is a diagram showing an example of a control device shown in FIG.
【図７】図６に示す制御装置の動作を説明するための波
形図である。7 is a waveform diagram for explaining the operation of the control device shown in FIG.
１，１１ リフティングマグネット本体 ２，１０ 制御装置 ３ 計器箱 ４ 操作器 ５ 交流発電機 ６ エンジン発電機 ７ 交流電源 ８ サイリスタ整流器ユニット ９ 電気動力源（オルタネーター） １２ 直流電源 １３ 配線遮断器 １４ サイリスタ素子 １５ 直列回路（充電電流抑制回路） １６ 平滑コンデンサ １７ Ｈブリッジ回路 1,11 Lifting magnet body 2,10 Control device 3 instrument boxes 4 controls 5 AC generator 6 engine generator 7 AC power supply 8 Thyristor rectifier unit 9 Electric power source (alternator) 12 DC power supply 13 wiring breaker 14 Thyristor element 15 Series circuit (charging current suppression circuit) 16 Smoothing capacitor 17 H bridge circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−71085（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−343222（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B66C 1/06,1/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-11-71085 (JP, A) JP-A-5-343222 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B66C 1 / 06,1 / 08
Claims (5)
有する作業機械に架装され、リフティングマグネット本
体と、該リフティングマグネット本体に与える制御電圧
を制御する制御装置とを有し、前記リフティングマグネ
ット本体で荷貨物を吸着して運搬するリフティングマグ
ネット装置において、 前記制御装置は、充電器と、前記直流電源に応じて前記
充電器を充電する充電手段と、吸引操作の際前記リフテ
ィングマグネット本体に前記充電器からも吸引電流を供
給し釈放操作の際前記リフティングマグネット本体に蓄
積されたエネルギーを前記充電器に回生して前記吸引電
流を減衰させて該吸引電流が減衰すると前記吸引電流と
逆方向の釈放電流を流して前記リフティングマグネット
本体を逆励磁する制御手段とを有し、 前記作業機械の前記電気動力源は、所定の定格電圧を有
している一方、前記リフティングマグネット本体の定格
電圧は、前記所定の定格電圧に等しい ことを特徴とする
リフティングマグネット装置。1. A lifting machine body, which is mounted on a work machine having an electric power source used as a DC power source, and which has a lifting magnet body and a control device for controlling a control voltage applied to the lifting magnet body. In a lifting magnet device for adsorbing and transporting cargo, the control device includes a charger, charging means for charging the charger according to the DC power source, and the charger for the lifting magnet body during a suction operation. When a releasing operation is performed, the energy stored in the lifting magnet body is regenerated in the charger to attenuate the attracting current, and when the attracting current decays, the releasing current in the opposite direction to the attracting current is released. have a control means for inverse excitation of the lifting magnet body by flowing the working machine The electric power source, have a predetermined rated voltage
Meanwhile, the rating of the lifting magnet body
The lifting magnet device is characterized in that the voltage is equal to the predetermined rated voltage .
ネット装置において、前記制御手段は、前記釈放電流が
予め定められた規定値に達すると前記リフティングマグ
ネット本体に蓄積されたエネルギーを前記充電器に回生
するようにしたことを特徴とするリフティングマグネッ
ト装置。2. The lifting magnet device according to claim 1, wherein the control means regenerates the energy stored in the lifting magnet body to the charger when the release current reaches a predetermined specified value. The lifting magnet device is characterized in that
ネット装置において、前記電気動力源はオルタネーター
及び該オルタネーターに並列接続されたバッテリーであ
ることを特徴とするリフティングマグネット装置。3. The lifting magnet device according to claim 1 , wherein the electric power source is an alternator and a battery connected in parallel to the alternator.
ネット装置において、前記充電器は平滑コンデンサであ
ることを特徴とするリフティングマグネット装置。4. The lifting magnet device according to claim 1, wherein the charger is a smoothing capacitor.
ネット装置において、前記充電手段は、前記直流電源が
投入された際充電電流を予め定められた許容値に抑えて
前記平滑コンデンサに与える第１の回路と、前記平滑コ
ンデンサの電圧が予め定められた電圧となると前記直流
電源のピーク値まで前記平滑コンデンサを充電する第２
の回路とを有することを特徴とするリフティングマグネ
ット装置。5. The lifting magnet device according to claim 1, wherein the charging means suppresses a charging current to a predetermined allowable value and applies the charging current to the smoothing capacitor when the DC power source is turned on. A circuit, and a second charging circuit for charging the smoothing capacitor to a peak value of the DC power source when the voltage of the smoothing capacitor reaches a predetermined voltage
And a lifting magnet device.
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