JP3629784B2

JP3629784B2 - 吊り上げ電磁石の制御装置

Info

Publication number: JP3629784B2
Application number: JP32351095A
Authority: JP
Inventors: 慎治青山
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09142770A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長時間の励磁状態の継続等による過励磁の防止機能を備えた吊り上げ電磁石の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吊り上げ電磁石の制御装置は、図４のように構成されていた。
１１は交流電源、１２は電源スイッチ、１３は４個又は６個のサイリスタをブリッジに接続して成る整流装置、１４は吊り上げ電磁石で、制御装置１５からのゲートパルス信号によって定まる整流装置１３の直流出力電力は、電路１６ａ、１６ｂを介して吊り上げ電磁石１４の励磁コイル１４ｃに給電されるようになっている。
【０００３】
上記構成において、電源スイッチ１２が投入され、電源１１から整流装置１３を介して吊り上げ電磁石１４の励磁コイル１４ｃに直流電力が給電されると、吊り上げ電磁石１４には吸着力が発生するので、ビレット等の鋼材１７を当てがうことにより、これを吸着し、図示しないクレーンの操作により吊り上げ電磁石１４を移送し、鋼材１７を目的地へ搬送することができる。
一般に、このような鋼材を荷役する吊り上げ電磁石では、鋼材の吸着、搬送時に吊り上げ電磁石のコイルを通電し、鋼材が目的地に到着したときは、コイルの通電を解除して鋼材を釈放し、釈放後はコイルの励磁を行わない休止区間とする間欠運転を行うようにしており、標準的な通電区間としてはＥＤ６０〜７５％となるのが望ましいとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のものでは、特に過励磁に対する保護がされていなかったため、吊り上げ電磁石のコイルに通電したまま荷降し待ちをしていた場合、この待機時間が長時間に及ぶと過励磁による過熱状態となり、コイルの絶縁層が焼損したりする等の事態が発生する恐れがあった。
このような事態は鋼材釈放後の休止期間への移行時に、オペレータがスイッチを切り忘れたまま放置した場合にも同様に生ずる。
本発明は、従来のものの上記課題（問題点）を解決するようにした吊り上げ電磁石の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の吊り上げ電磁石の制御装置は、上記課題を解決するために、吊り上げ電磁石に所定の励磁電力を供給し、吸着対象物を吸着するようにした吊り上げ電磁石の制御装置において、無負荷時と判定するときの磁束密度のしきい値をφ _３とし、有負荷時と判定するときの磁束密度のしきい値をφ _２とするとき、これらの各しきい値の関係がφ _２ > φ _３であるようにし、且つ、吊り上げ電磁石の磁気回路中に、その磁束密度を検出する磁気検出手段と、上記磁気検出手段により検出された磁束密度が前記しきい値φ _２以上のときは、その磁束密度の磁束の供給時間を計時する計時手段と、上記計時手段からの計測時間が所定時間を経過したときには、警報を出す警報手段と、上記磁気検出手段により検出される磁束密度が前記しきい値φ _３以下のときは、無負荷と判断して吊り上げ電磁石の磁路を開路すると共に、上記警報手段からの警報が出された後、所定の安全時間を経過したときは、異常事態発生と判断して吊り上げ電磁石の磁路を開路する制御手段とを備えて構成した。
【０００６】
本発明の構成では、磁気回路中に設けられた磁気検出手段により、吊り上げ電磁石の磁束密度が検出されるから、その磁束密度の値により無負荷と判断されるときは、励磁回路が開路される。
また、負荷があると判断された場合でも通電時間が所定時間を越えるときは、オペレータに警報した上、異常事態が生じていると判断される場合は励磁回路は開路される。
従って、吊り上げ電磁石が過励磁となって焼損される等の事態は防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に示す一実施の形態により本発明を具体的に説明する。
先ず、図３を用いて本発明の構成の基礎となる吊り上げ電磁石と吸着対象物との関係について説明する。
吊り上げ電磁石の負荷となる吸着対象物の態様は多々あるが、大別すると図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、次の３種に分けられる。
（１）ビレット、鋼板、スラブ等のように一体物として充実した鋼材（図３（Ａ））。
（２）製鋼、鋳造の厚材料となるスクラップ鋼材のようなばら鋼材（図３（Ｂ））。
（３）無負荷状態（図３（Ｃ））。
吊り上げ電磁石を励磁した場合、その磁極を通過する磁束密度は負荷が図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の各場合によって、同図（Ｄ）の（１）、（２）及び（３）の各特性のように変化する。
この場合、ある実験例では定格電流のときの上記各場合の磁束密度φ_１、φ_２及びφ_３は下記のようになることが確認されている。
φ_１＝１０，０００ガウス
φ_２＝５，０００〜８，０００ガウス
φ_３＝１，０００〜２，０００ガウス
本発明は上記のように吊り上げ電磁石の磁極を通過する磁束密度が、その負荷状態によって相違する特性を利用し、これを吊り上げ電磁石の過熱防止の制御に活用するもので、以下、このための構成と作用について図１及び図２を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態の構成を示す接続図である。
同図において、１は交流電源、２は電源スイッチである。
３は４個又は６個のサイリスタをブリッジに接続して成る可調整の整流装置、４は吊り上げ電磁石、４ａ、４ｂは夫々磁極、４ｃは励磁コイルである。
５はマイクロコンピュータ等の記憶演算手段（以下ＣＰＵという）を主体に構成される制御装置、５ａは入力端子、５ｂ及び５ｃは夫々出力端子である。
なお、吊り上げ電磁石４の励磁コイル４ｃには、制御装置５の出力端子５ｂから整流装置３の各サイリスタのゲート極に供給されるゲートパルス信号によって定まる直流出力電力が電路６ａ、６ｂを介して給電されるようになっている。
７は吊り上げ電磁石４の吸着対象物となる鋼材である。
８は磁気検出手段で、例えば磁気抵抗素子、ホール素子等の磁気センサより成り、図１に示すように、吊り上げ電磁石４の磁気回路中に封入される。磁気検出手段８の磁束に比例する電流又は電圧等の電気信号で与えられる出力信号は電路８ａを経て、変換装置９に与えられ、レベル等の所要の変換がされた後、制御装置５と計時装置１０に供給される。
計時装置１０は、変換装置９からの入力信号のレベルが図３（Ｄ）に示す磁束密度φ_２に相当する磁束レベル以上となったときは、その磁束レベルの信号の供給時間を計時して制御装置５に伝えるようになっている。
また、計時装置１０は制御装置５の端子５ｃからの警報がでた後の経過時間も計数するものである。
制御装置５を構成するＣＰＵは、次の論理で作動するように、その動作条件がコンピュータプログラムの形で入力されているものとする。
（１）磁気検出手段８による磁束密度の検出量が図３（Ｄ）のφ_３以下に相当すると判断した場合には、制御装置５の出力端子５ｂから出されるゲートパルス信号を停止し、吊り上げ電磁石の励磁回路を開路する。
（２）磁気検出手段８による磁束密度の検出量が図３（Ｄ）のφ_２以上に相当すると判断され、さらに計時装置１０により所定時間経過したことが検出された場合には、制御装置５の出力端子５ｃから警報を出すと共に、さらに警報後、所定時間（例えば３０分）経過することが計時装置１０で検出された場合は、電源スイッチの切り忘れ等の異常事態が生じたとみなして、励磁回路を開路する。
【０００８】
次に、図１のほか、図２に示す流れ図も参照して本発明装置の動作を説明する。
電源スイッチ２を投入すると（Ｓ１）、制御装置５の出力端子５ｂから整流装置３に所定のゲートパルス信号が供給され、励磁回路が閉路され（Ｓ２）、吊り上げ電磁石４の励磁コイル４ｃは所定の励磁がされ、その磁気回路には所定の磁束が通過する。
この磁気回路の磁束量は磁気検出手段８により検出され、変換装置９でレベル合わせがされた上で制御装置５に供給されるから、制御装置５内のＣＰＵで磁束密度に換算され、その値が監視される。
そこで、例えば鋼材７に対して吊り上げ電磁石４の磁極４ａ、４ｂが当てがわれ、この鋼材７が吸着され、図示しないクレーンの操作により目的地へ移搬する場合には、磁気検出手段８により、検出された磁束量が制御装置５内のＣＰＵでの磁束密度の換算値はφ_３相当値を越え（Ｓ３）、φ_２相当値を越えることが検出されるが（Ｓ４）、通常の荷役作業は前記のようにＥＤ６０〜７５％のルールを守って行われるから、このような鋼材７の移搬に予め設定された警報を必要とする所定時間を越えることがない（Ｓ５）。
しかし、昼休みの休憩時間又は夕方の作業終了時等に、オペレータがうっかり、電源を切り忘れてクレーン運転室から降りてしまった場合には、先ず、無負荷状態で放置された場合には磁束密度がφ_３以下となるから（Ｓ３）、制御装置５は無負荷と判断して、端子５ｂからのゲートパルス信号を停止するので励磁回路は開路される。
さらに、有負荷で放置された場合に過励磁の危険があるがこの場合は、磁束密度がφ_２以上の状態が所定時間を越える事態が計数装置１０の計数結果から制御装置５において確認されるので（Ｓ５）、制御装置５は警報出力を出す（Ｓ６）。
従って、オペレータはこの警報を聞いて負荷対象の鋼材を安全場所に釈放した後、電源スイッチ２を切る等の所定の処理を行う。
万一、警報が安全時間（例えば３０分以上）出力されても、所定の処理がされないことが計数装置１０から計数出力により制御装置５に知らされ異常事態が発生していると判断したときは（Ｓ７）、制御装置５はその端子５ｂからのゲートパルス信号を切り、励磁回路を開路する（Ｓ８）。
このような適切な制御がなされるので、吊り上げ電磁石４が過励磁になって焼損する等の事態は防止される。
【０００９】
【発明の効果】
本発明は上記のように磁気検出手段、計時手段、警報手段及び制御手段とを備えて、負荷状態を監視するように構成したから、次のような優れた効果を有する。
（１）従来のものでは、負荷対象である吸着物の有無にかかわらず、一度電源スイッチが投入されるとオペレータが制御しない限り連続通電されるから、オペレータの不注意で電源スイッチの切り忘れ等があると過励磁となり、焼損事故を生ずる恐れがあった。
しかし、本発明のものでは、無負荷の場合には、磁気検出手段と制御手段により無負荷の状態が検出され、励磁回路を開路され、一方、有負荷の場合も磁気検出手段及び計時手段により磁気回路の磁束が所定値以上である状態が所定時間経過したときは、過励磁状態と判断して警報を出してオペレータの注意を喚起し、所要の処理が取れるようにし、さらに、警報が出されても安全時間が経過した場合には、計時手段と制御手段とにより、異常事態発生と判断して励磁回路を開路するようにした。
従って、吊り上げ電磁石が荷役作業終了後、鋼材釈放後にオペレータがスイッチを切り忘れの状態（無負荷の状態）が継続することも、また過励磁となって焼損事故が発生するような異常事態も未然に防止される。
（２）また、上記のような制御を行うから、無駄な励磁電力が節減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す接続図である。
【図２】本発明装置の動作を示す流れ図である。
【図３】本発明の原理を説明する図で、同図（Ａ）はビレット等の充実した鋼材を吸着した状態を、同図（Ｂ）はスクラップ鋼材等のばら鋼材を吸着した状態を、同図（Ｃ）は無負荷の状態を、さらに同図（Ｄ）は同図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）における各場合についての磁束密度と起磁力の関係を示す特性図を夫々示す。
【図４】従来のものの構成を示す接続図である。
【符号の説明】
４：吊り上げ電磁石
５：制御装置
８：磁気検出手段
１０：計時装置

Claims

吊り上げ電磁石に所定の励磁電力を供給し、吸着対象物を吸着するようにした吊り上げ電磁石の制御装置において、
無負荷時と判定するときの磁束密度のしきい値をφ _３とし、有負荷時と判定するときの磁束密度のしきい値をφ _２とするとき、これらの各しきい値の関係がφ _２ > φ _３であるようにし、且つ、
吊り上げ電磁石の磁気回路中に、その磁束密度を検出する磁気検出手段と、
上記磁気検出手段により検出された磁束密度が前記しきい値φ _２以上のときは、その磁束密度の磁束の供給時間を計時する計時手段と、
上記計時手段からの計測時間が所定時間を経過したときには、警報を出す警報手段と、
上記磁気検出手段により検出される磁束密度が前記しきい値φ _３以下のときは、無負荷と判断して吊り上げ電磁石の磁路を開路すると共に、
上記警報手段からの警報が出された後、所定の安全時間を経過したときは、異常事態発生と判断して吊り上げ電磁石の磁路を開路する制御手段とを
備えたことを特徴とする吊り上げ電磁石の制御装置。