JP5665283B2 - Control device and control method for crushing device - Google Patents
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Description
本発明は、破砕装置の制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a crushing device.
破砕装置は、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部を備え、電動機が変速機構を介して破砕ロータに駆動連結されている。 The crushing device includes a crushing processing unit that crushes an object to be crushed by rotation of a crushing rotor to which a rotary blade is fixed, and an electric motor is drivingly connected to the crushing rotor via a speed change mechanism.
このような破砕装置により、廃プラスチック、端切れ布、古着、雑誌等の紙類等、様々な廃棄物が破砕処理され、破砕処理された廃棄物はRPF(Refuse Paper & Plastic Fuel)の原料として再利用され、また、燃焼機器の燃料として再利用される。 With such a crushing device, various types of waste such as waste plastics, cut pieces of cloth, used clothes, magazines, etc. are crushed, and the crushed waste is recycled as raw material for RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel). Used as a fuel for combustion equipment.
従来、破砕装置の制御装置は、電動機の界磁巻線に印加する電源の周波数を一定に制御し、破砕ロータに異常な高負荷が掛かったことを検知すると、回転刃や固定刃の損傷等を回避するべくフェールセーフ処理として、破砕ロータを停止後、逆転駆動していた。 Conventionally, the crushing device control device controls the frequency of the power supply applied to the field winding of the electric motor to a constant level, and detects abnormally high load on the crushing rotor. As a fail-safe treatment, the crushing rotor was driven in reverse after being stopped.
しかし、通常、破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量により、破砕ロータに掛かる負荷が変動し、負荷が大きくなると定常運転域よりも滑りが大きくなり、二次側銅損が大きくなり消費電力が嵩むばかりでなく、処理効率が低下するという問題があった。 However, the load applied to the crushing rotor varies depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing processing unit. There is a problem that not only the power consumption increases and power consumption increases, but also the processing efficiency decreases.
さらに、破砕ロータに異常な高負荷が掛かり、フェールセーフ処理が実行されると、その間は破砕処理が停止されるため処理効率が大きく低下していた。 Furthermore, when an abnormally high load is applied to the crushing rotor and the fail-safe process is executed, the crushing process is stopped during that period, so that the processing efficiency is greatly reduced.
そこで、特許文献1には、破砕ロータの負荷トルクが予め設定した定常トルクを超えると、電動機の駆動周波数を50%程度に制御して回転数を低下させる制御装置が提案されている。
Therefore,
しかし、破砕ロータに掛かる負荷トルクはダイナミックに変動し、瞬間的に定常トルクを超えても、その後速やかに復帰する場合も多く、定常トルクを超えたときに、直ちに電動機に印加する駆動周波数を大きく低下させると、却って処理効率の低下を招くという問題があった。 However, the load torque applied to the crushing rotor fluctuates dynamically, and even if it instantaneously exceeds the steady torque, it often returns quickly thereafter.When the steady torque is exceeded, the drive frequency immediately applied to the motor is increased. On the other hand, there is a problem in that the processing efficiency is lowered when it is lowered.
また、負荷トルクの変動に対応して頻繁に電動機に印加する駆動周波数を変化させても、大きな慣性を持つ破砕ロータは迅速に応答しないこともあり、制御効率がよくないという問題もあった。 In addition, even if the drive frequency applied to the electric motor is frequently changed in response to fluctuations in the load torque, the crushing rotor having a large inertia may not respond quickly and there is a problem that the control efficiency is not good.
更に、破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によっては、破砕ロータに掛かる負荷トルクの変動特性も異なり、定常トルクを一律に設定すると柔軟性に欠ける。予め被破砕物の組成や量が判明している場合には、被破砕物の組成や量によって異なる定常トルクを設定することも可能であるが、一般的に被破砕物には雑多な種類が混在しており、現実的に対応することは困難である。 Furthermore, depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing processing unit, the fluctuation characteristics of the load torque applied to the crushing rotor are different, and if the steady torque is uniformly set, flexibility is lacking. When the composition and amount of the material to be crushed are known in advance, it is possible to set a steady torque that varies depending on the composition and amount of the material to be crushed, but in general there are various types of materials to be crushed. It is mixed and it is difficult to respond realistically.
本発明は、上述した問題点に鑑み、破砕ロータに掛かる異常な負荷トルクの上昇を回避しながらも、安定的に処理効率の上昇を図ることができる破砕装置の制御装置及び制御方法を提供する点にある。 In view of the above-described problems, the present invention provides a control apparatus and a control method for a crushing apparatus that can stably increase the processing efficiency while avoiding an abnormal increase in load torque applied to the crushing rotor. In the point.
上述の目的を達成するため、本発明による破砕装置の制御装置の第一特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部と、破砕ロータを駆動する電動機を備えた破砕装置の制御装置であって、電動機を駆動するインバータ回路と、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数とは異なる第二の周波数に切り替える周波数制御部とを備え、
周波数制御部は、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一負荷レベルが瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている点にある。
In order to achieve the above-mentioned object, the first characteristic configuration of the control device for the crushing device according to the present invention is as described in
The frequency control unit is a first load level for switching from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency, and a second load level for switching from the second frequency to the first frequency , which is lower than the first load level. It is configured to switch the rotation speed of the crushing rotor by switching the set second load level with hysteresis characteristics, and the load level of the motor is an average value of instantaneous load values, and the first load level Is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value .
周波数制御部は、電動機を第一周波数で駆動しているときに、破砕ロータの負荷トルクが第一負荷レベルに達すると、第二周波数に切り替えて駆動し、電動機を第二周波数で駆動しているときに、破砕ロータの負荷トルクが第一負荷レベルとは異なる第二負荷レベルに達すると、第一周波数に切り替えて駆動する。 When the electric motor is driven at the first frequency and the load torque of the crushing rotor reaches the first load level, the frequency controller switches to the second frequency and drives the electric motor at the second frequency. When the load torque of the crushing rotor reaches a second load level different from the first load level, the drive is switched to the first frequency.
つまり、破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷が頻繁に変動する場合であっても、第一周波数と第二周波数間の切替がヒステリシス特性を持たせて行なわれるため、負荷に多少の変動があっても所定の周波数で駆動されるようになり、頻繁に駆動周波数が切り替えられるような制御効率の低下を回避しながらも、安定して破砕処理効率を向上させることができる。 In other words, even when the load applied to the crushing rotor frequently fluctuates depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing processing unit, switching between the first frequency and the second frequency has hysteresis characteristics. Therefore, even if there are some fluctuations in the load, it can be driven at a predetermined frequency, and while avoiding a decrease in control efficiency such that the drive frequency is frequently switched, it can be stably crushed Efficiency can be improved.
例えば、嵩密度の高いものが多く含まれる被破砕物では平均的な負荷が大きくなるが、上限値として設定した第一負荷レベルに達するまでは、高回転数で破砕処理を継続し、第一負荷レベルに達すると第二周波数に切り替えて破砕ロータの回転数を低下させることで、安定的な破砕処理を継続する。 For example, an object to be crushed containing a large amount of high bulk density has an average load, but the crushing process is continued at a high rotational speed until the first load level set as the upper limit is reached. When the load level is reached, a stable crushing process is continued by switching to the second frequency and reducing the rotation speed of the crushing rotor.
その後、例えば、嵩密度の低いものが多く含まれる被破砕物に変化して平均的な負荷トルクが小さくなり、第一負荷レベルより低く設定された第二負荷レベルに達すると、第一周波数に切り替えて破砕ロータの回転数を上昇させることで、効率的に破砕処理を継続することができるようになる。 Then, for example, when the average load torque is reduced by changing to an object to be crushed containing a lot of low bulk density and reaches a second load level set lower than the first load level, the first frequency is reached. By switching and increasing the rotation speed of the crushing rotor, the crushing process can be continued efficiently.
破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷は頻繁に変動する。そのような瞬時負荷値で駆動周波数を切り替えると却って処理効率が低下する虞がある。そこで、負荷レベルを瞬時負荷値の平均値として、駆動周波数を切り替えるための指標である負荷の変動を鈍らすことにより処理効率の低下を回避することができる。このとき、瞬時負荷値の変動幅に応じて第一負荷レベルを異なる値に設定することにより、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルの発生を未然に回避することができる。例えば、瞬時負荷値の変動幅が小さいときの第一負荷レベルより、変動幅が大きいときの第一負荷レベルを小さくなるように適応的に設定するのである。The load applied to the crushing rotor frequently varies depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing unit. If the drive frequency is switched with such an instantaneous load value, the processing efficiency may be reduced. Therefore, it is possible to avoid a decrease in processing efficiency by using the load level as an average value of instantaneous load values and dulling fluctuations in the load, which is an index for switching the drive frequency. At this time, by setting the first load level to a different value according to the fluctuation range of the instantaneous load value, it is possible to avoid the occurrence of an abnormal high load level that requires the crushing rotor to be stopped or reversely controlled. be able to. For example, the first load level when the fluctuation range is large is adaptively set to be smaller than the first load level when the fluctuation range of the instantaneous load value is small.
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部と、破砕ロータを駆動する電動機を備えた破砕装置の制御装置であって、電動機を駆動するインバータ回路と、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数とは異なる第二の周波数に切り替える周波数制御部とを備え、周波数制御部は、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一周波数が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている点にある。 In addition to the above-mentioned first characteristic configuration, the second characteristic configuration includes a crushing processing unit that crushes an object to be crushed by rotation of a crushing rotor with a rotating blade fixed thereto, and crushing A control device for a crushing device having an electric motor for driving a rotor, wherein the output frequency of the inverter circuit is different from the first frequency to the first frequency based on the inverter circuit for driving the electric motor and the load level of the electric motor. A frequency control unit that switches to a second frequency, the frequency control unit switching from the first frequency to a second frequency that is lower than the first frequency, and a second load level that switches from the second frequency to the first frequency. The rotation speed of the crushing rotor is switched by switching the load level to a second load level that is set lower than the first load level with hysteresis characteristics. Is configured, the load level of the motor is the average value of the instantaneous load value, in that the first frequency is set to a different value by the fluctuation range of the instantaneous load value.
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例えば、嵩密度の高いものが多く含まれる被破砕物では平均的な負荷が大きくなるが、上限値として設定した第一負荷レベルに達するまでは、高回転数で破砕処理を継続し、第一負荷レベルに達すると第二周波数に切り替えて破砕ロータの回転数を低下させることで、安定的な破砕処理を継続する。 For example, an object to be crushed containing a large amount of high bulk density has an average load, but the crushing process is continued at a high rotational speed until the first load level set as the upper limit is reached. When the load level is reached, a stable crushing process is continued by switching to the second frequency and reducing the rotation speed of the crushing rotor.
その後、例えば、嵩密度の低いものが多く含まれる被破砕物に変化して平均的な負荷トルクが小さくなり、第一負荷レベルより低く設定された第二負荷レベルに達すると、第一周波数に切り替えて破砕ロータの回転数を上昇させることで、効率的に破砕処理を継続することができるようになる。 Then, for example, when the average load torque is reduced by changing to an object to be crushed containing a lot of low bulk density and reaches a second load level set lower than the first load level, the first frequency is reached. By switching and increasing the rotation speed of the crushing rotor, the crushing process can be continued efficiently.
負荷レベルを瞬時負荷値の平均値として、駆動周波数を切り替えるための指標である負荷の変動を鈍らすことにより処理効率の低下を回避する点は、第四の特徴構成と同様である。瞬時負荷値の変動幅に応じて第一周波数を異なる値に設定することによっても、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルの発生を未然に回避することができる。例えば、瞬時負荷値の変動幅が小さいときの第一周波数より、変動幅が大きいときの第一周波数を小さくなるように適応的に設定するのである。Similar to the fourth feature configuration, the load level is an average value of the instantaneous load values, and the decrease in processing efficiency is avoided by dulling the fluctuation of the load, which is an index for switching the drive frequency. By setting the first frequency to a different value according to the fluctuation range of the instantaneous load value, it is possible to avoid the occurrence of an abnormally high load level that requires the crushing rotor to be stopped or reversely controlled. . For example, the first frequency when the fluctuation range is large is adaptively set to be smaller than the first frequency when the fluctuation range of the instantaneous load value is small.
同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、周波数制御部は、負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、負荷レベルが第二負荷レベルより低下するとその状態が所定時間継続した後に第一周波数に切り替える点にある。 In the third feature configuration, as described in claim 3, in addition to the first or second feature configuration described above, the frequency control unit immediately increases the second frequency when the load level rises above the first load level. When the load level falls below the second load level, the state continues for a predetermined time and then switches to the first frequency.
負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルに達する確率が高くなるため、直ちに第二周波数に切り替えて安定した破砕処理を継続する。そして、負荷レベルが第二負荷レベルより低下しても直ちに第一周波数に切り替えることなく、その状態が所定時間継続することを待って、つまり、安定的に負荷レベルが低下した後に第一周波数に切り替える。従って、第一周波数と第二周波数の頻繁な切替が効果的に回避されるようになる。 If the load level rises above the first load level, the probability of reaching an abnormally high load level that requires the crushing rotor to be stopped or reversed is increased, so the stable crushing process continues immediately by switching to the second frequency. To do. And even if the load level falls below the second load level, it does not immediately switch to the first frequency, but waits for the state to continue for a predetermined time, that is, after the load level is stably lowered to the first frequency. Switch. Therefore, frequent switching between the first frequency and the second frequency is effectively avoided.
同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、周波数制御部は、負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、所定時間経過後に負荷レベルが第二負荷レベルより低下すると第一周波数に切り替える点にある。
In the fourth feature configuration, as described in
負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルに達する確率が高くなるため、直ちに第二周波数に切り替えて安定した破砕処理を継続する。そして、負荷レベルが第二負荷レベルより低下しても直ちに第一周波数に切り替えることなく、所定時間第二周波数での駆動を継続した後に、負荷レベルが第二負荷レベルより低下したことを検知すると第一周波数に切り替える。従って、第一周波数と第二周波数の頻繁な切替が効果的に回避されるようになる。 If the load level rises above the first load level, the probability of reaching an abnormally high load level that requires the crushing rotor to be stopped or reversed is increased, so the stable crushing process continues immediately by switching to the second frequency. To do. And if it detects that the load level fell from the 2nd load level after continuing driving by the 2nd frequency for a predetermined time, without switching to the 1st frequency immediately even if a load level falls from the 2nd load level. Switch to the first frequency. Therefore, frequent switching between the first frequency and the second frequency is effectively avoided.
同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、第一周波数及び第二周波数が複数組設定されるとともに、何れかの組を選択するスイッチが設けられ、周波数制御部は、スイッチにより選択された組に対応した第一周波数及び第二周波数に対応して、第一周波数から第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルが異なるようにヒステリシス特性を持たせて切り替える点にある。
In the fifth feature configuration, as described in
破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷の変動特性が異なり、処理効率も変動するが、第一周波数及び第二周波数が固定されていると、必ずしも処理効率が適正となる保証はない。そこで、第一周波数及び第二周波数を複数組設定し、スイッチで適正な周波数の組合せに切り替えることにより、被破砕物の組成や量に対応して、適正な処理効率が得られる自由度が向上する。 Depending on the composition and amount of the material to be crushed in the crushing processing unit, the fluctuation characteristics of the load applied to the crushing rotor are different, and the processing efficiency also varies, but if the first frequency and the second frequency are fixed, There is no guarantee that processing efficiency will be appropriate. Therefore, by setting multiple sets of the first frequency and the second frequency, and switching to an appropriate frequency combination with a switch, the degree of freedom for obtaining an appropriate treatment efficiency is improved corresponding to the composition and amount of the material to be crushed. To do.
同第六の特徴構成は、同請求項6に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、第一負荷レベル及び第二負荷レベルが複数組設定されるとともに、何れかの組を選択するスイッチが設けられ、周波数制御部は、スイッチにより選択された組に対応した第一負荷レベル及び第二負荷レベルで、第一周波数から第二周波数に切り替え、または、第二周波数から第一周波数に切り替える点にある。 In the sixth feature configuration, in addition to any of the first to fourth feature configurations described above, a plurality of first load levels and second load levels are set. A switch for selecting one of the sets is provided, and the frequency control unit switches from the first frequency to the second frequency at the first load level and the second load level corresponding to the set selected by the switch, or The point is to switch from the second frequency to the first frequency.
上述と同様、破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷の変動特性が異なり、処理効率も変動するが、第一負荷レベル及び第二負荷レベルが固定されていると、必ずしも処理効率が適正となる保証はない。そこで、第一負荷レベル及び第二負荷レベルを複数組設定し、スイッチで適正な負荷レベルの組合せに切り替えることにより、被破砕物の組成や量に対応して、適正な処理効率が得られる自由度が向上する。 As described above, the fluctuation characteristics of the load applied to the crushing rotor vary depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing processing unit, and the processing efficiency also varies, but the first load level and the second load level are fixed. Therefore, there is no guarantee that the processing efficiency is appropriate. Therefore, by setting multiple sets of the first load level and the second load level and switching to the appropriate load level combination with a switch, it is possible to obtain an appropriate treatment efficiency corresponding to the composition and amount of the object to be crushed. The degree is improved.
同第七の特徴構成は、同請求項7に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、破砕装置に、破砕処理部に対して出退駆動され、被破砕物を破砕処理部に押圧するプッシャ機構が設けられ、負荷レベルがプッシャ機構の破砕処理部への進出作動時の所定時間内の瞬時負荷値の平均値で設定されている点にある。
The seventh characterizing feature of the can, as noted in the
プッシャ機構が進出作動して被破砕物が破砕処理部に押圧されている状態で破砕処理が効率的に進行するが、プッシャ機構が引退作動して被破砕物の破砕処理部への押圧状態が解消されている状態では破砕処理がそれほど効率的には進まないため、それぞれで破砕ロータに掛かる負荷が異なる。そこで、破砕ロータに掛かる負荷が大きくなる進出作動時の瞬時負荷値の平均値を負荷レベルとして採用することにより、破砕処理の効率を上昇させるための適正な制御が可能になる。 The crushing process proceeds efficiently in a state where the pusher mechanism is advanced and the object to be crushed is pressed by the crushing part, but the pusher mechanism is retreated and the pressing state of the object to be crushed is in the crushing part. Since the crushing process does not proceed so efficiently in the state of being eliminated, the load applied to the crushing rotor is different for each. Therefore, by adopting the average value of the instantaneous load values at the time of advance operation in which the load applied to the crushing rotor is large as the load level, it is possible to perform appropriate control for increasing the efficiency of the crushing process.
同第八の特徴構成は、同請求項8に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、インバータ回路の出力周波数域が複数領域に区分され、各領域で第一周波数及び第二周波数が設定されている点にある。
In the eighth feature configuration, as described in
破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷トルクも様々に異なるため、複数領域に区分されたインバータ回路の出力周波数の各領域で第一周波数及び第二周波数を設定することにより、被破砕物の組成や量に応じて適切な条件で効率的な破砕処理を行なうことができる。 Since the load torque applied to the crushing rotor varies depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing unit, the first frequency and the second frequency in each of the output frequencies of the inverter circuit divided into a plurality of regions. By setting the frequency, an efficient crushing process can be performed under appropriate conditions according to the composition and amount of the object to be crushed.
同第九の特徴構成は、同請求項9に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、破砕処理部で破砕処理された被破砕物の処理量に基づいて、処理量が増大し、及びまたは消費電力が低減するように第一周波数または第二周波数を設定する学習部を備えている点にある。 The ninth characterizing feature of the can, as noted in the claim 9, in addition from the first described above eighth any feature configuration of, based on the throughput of objects to be crushed which is crushing in crushing treatment unit Thus, a learning unit that sets the first frequency or the second frequency so as to increase the processing amount and / or reduce the power consumption is provided.
破砕処理部で破砕処理された被破砕物の処理量が学習部により学習され、設定被破砕物の組成や量に対応した適切な、つまり処理量が増大するような、或いは消費電流が低減するような駆動周波数が自動的に設定されるようになる。 The processing amount of the object to be crushed by the crushing processing unit is learned by the learning unit, which is appropriate for the composition and amount of the set object to be crushed, that is, the processing amount increases or the current consumption decreases. Such a drive frequency is automatically set.
本発明による破砕装置の制御方法の第一の特徴構成は、同請求項10に記載した通り、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部と、破砕ロータを駆動する電動機、電動機を駆動するインバータ回路を備えた破砕装置の制御方法であって、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一負荷レベルが瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている点にある。
The first characteristic feature of the control method of the crushing apparatus according to the present invention, as described in the
同第二の特徴構成は、同請求項11に記載した通り、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部と、破砕ロータを駆動する電動機、電動機を駆動するインバータ回路を備えた破砕装置の制御方法であって、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一周波数が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている点にある。
In the second characteristic configuration, as described in
同第三の特徴構成は、同請求項12に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、電動機の負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、負荷レベルが第二負荷レベルより低下するとその状態が所定時間継続した後に第一周波数に切り替える点にある。In addition to the first or second feature configuration described above, the third feature configuration is switched to the second frequency as soon as the load level of the motor rises above the first load level, as described in
同第四の特徴構成は、同請求項13に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、電動機の負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、所定時間経過後に負荷レベルが第二負荷レベルより低下すると第一周波数に切り替える点にある。
In addition to the first or second feature configuration described above, the fourth feature configuration is switched to the second frequency as soon as the load level of the motor rises above the first load level, as described in
以上説明した通り、本発明によれば、破砕ロータに掛かる異常な負荷トルクの上昇を回避しながらも、安定的に処理効率の上昇を図ることができる破砕装置の制御装置及び制御方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, there is provided a control device and a control method for a crushing device capable of stably increasing the processing efficiency while avoiding an abnormal increase in load torque applied to the crushing rotor. I was able to do it.
以下に本発明による破砕装置の好ましい実施形態を説明する。
図1から図3に示すように、一軸せん断方式の破砕装置1は、電化製品や建築廃材などから選別された廃プラスチックや、古紙、古着などの被破砕物を投入する受入ホッパ2と、受入ホッパ2に投入された被破砕物を破砕処理する破砕処理部10と、破砕処理部10に向けて水平方向から被破砕物を押圧するプッシャ機構を備え、当該破砕装置1は、後述するシステム制御装置100によって運転を制御されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the crushing apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the uniaxial shearing
プッシャ機構は、後述する油圧回路60に備えられた油圧ポンプ52から供給される作動油により前進後退駆動する油圧シリンダ3bのピストンに連結されたアーム3aが押込プッシャ3の後端に連結され、台盤4上を水平方向に前進後退駆動して、被破砕物を破砕処理部10に向けて押圧するように構成されている。
The pusher mechanism is configured such that an
破砕処理部10は、受入ホッパ2の下方に配置され、所定の軸心周りに回転する破砕ロータ5の周面に周方向に形成された溝部に固定された先端v字状の回転刃6と、破砕ロータ5の回転軸5c方向に沿って対向配置され、回転刃6と噛み合って被破砕物をせん断破砕する先端v字状の固定刃7とで構成されている。
The crushing
破砕ロータ5の周部には所定のピッチで互いに平行な多数のv字状の溝5vが形成され、この溝5v内に形成された複数個の取付座6bの夫々に刃体6aがボルトで締着されている。それぞれの回転刃6は、隣り合うv字溝5vに設けられているもの同士がその頂点を連ねるとジグザグ状になるように配置されている。固定刃7は、先端v字状の刃体7aが破砕ロータ5の軸心方向に沿って台盤4の端部に設けられた取付座7bにボルトで締着されている。
A large number of v-shaped
破砕処理部10の下部には、回転刃6と固定刃7により所定サイズ以下に破砕された被破砕物を選択的に通過させるスクリーン機構8と、スクリーン機構8を通過した被破砕物を受け止める排出ホッパ9が設けられている。
In the lower part of the crushing
スクリーン機構8は、回転刃6の回転軌跡に沿った弧状に湾曲形成され、多数の開孔が形成されたパンチングメタルで構成され、破砕処理部10で破砕された被破砕物のうちスクリーン機構8の開孔より小さく破砕された被破砕物が、前記開孔から落下して排出ホッパ9に収容され、前記開孔を通らなかったものは、再び回転刃6と固定刃7で破砕される。
The
駆動機としての電動機Mは破砕装置1下部の架台に固定され、変速機構としての減速機構30は本体フレーム11の一側部11aに組み付けた支持体の一例としての取付架台12aに固定されている。電動機Mの出力軸に取り付けられたプーリ13と、減速機構30の入力軸31に取り付けられたプーリ15はvベルト14により連結され、電動機Mの動力は、減速機構30により所定の回転速度に変速されて出力軸37から出力され破砕ロータ5の回転軸5cに伝達されるように構成されている。
An electric motor M as a driving machine is fixed to a gantry below the crushing
尚、電動機Mの出力軸と減速機構30の入力軸31を、プーリ13,15を介してvベルト14で連結せずに、カップリングで連結してもよい。
Note that the output shaft of the motor M and the
以下に、破砕装置1の油圧回路60及びシステム制御装置100について説明する。図4に示すように、破砕装置1の油圧回路60は、所定流量の作動油を供給する油圧ポンプ52と、油圧ポンプ52が出力する作動油の圧力を調整する調圧機構57と、油圧ポンプ52から供給される作動油を押込プッシャ3の油圧シリンダ3bに供給する供給配管51と、供給配管51に設置され押込プッシャ3の前進後退駆動を切り換える4ポート3位置方向制御弁である切換弁53と、切換弁53の上流側にシーケンス弁54が備えられ、切換弁53の下流側にリリーフバルブ63が備えられている。
Below, the
リリーフバルブ63は、油圧シリンダ3bの前進中に破砕処理部10に大きな異物が投入されるなどして押込プッシャ3に大きな負荷がかかり、供給配管51内の圧力が所定の圧力以上になると開き、油圧ポンプ52から供給される作動油をオイルタンク59へ逃がし、油圧回路60を保護するように構成されている。
The
油圧ポンプ52は、電磁式2圧2容量制御形のピストンポンプであり、切換弁53の動作に応じて、調圧機構57を制御することで低圧大流量と高圧小流量の吐出を行い、押込プッシャ3を前進後退駆動させるように構成されている。
The
図5(a)に示すように、破砕装置1のシステム制御装置100は、起動スイッチS1と停止スイッチS2の信号と、押込プッシャ3の油圧シリンダ3bに備えられた前進スイッチS3及び後退スイッチS4の信号が入力され、本発明による制御装置であるモータ制御装置200を介して電動機Mを起動停止制御したり、供給配管51に作動油を供給する油圧ポンプ52に起動停止制御したり、油圧ポンプ52の調圧機構57を制御したり、押込プッシャ3の前進後退制御のための切換弁53を制御するように構成されている。
As shown in FIG. 5A, the
尚、システム制御装置100は、破砕装置1内部に備えてもよく、破砕装置1外部の制御盤等の内部に備えてもよい。
The
破砕装置1の起動時は、起動スイッチS1の入力に基づいて、油圧ポンプ52を起動した後に電動機Mを始動し、切換弁53を制御し押込みプッシャ3の前進後退駆動を開始する。
When the crushing
停止時は、切換弁53を制御して押込プッシャ3の作動を停止し、電動機Mを停止するように構成されている。
At the time of stoppage, the switching
図6に示すフローチャートに基づいて破砕装置1の起動制御を説明する。システム制御装置100は、起動スイッチS1がONになると(SA1)、油圧回路に作動油を供給するため、油圧ポンプ52を起動する(SA2)。
The starting control of the crushing
供給配管51内の圧力が所定の圧力になると(SA4)、破砕ロータ5を回転させるために電動機Mを始動する(SA5)。
When the pressure in the
電動機Mの動力により破砕ロータ5が回転すると、切換弁53を制御し押込プッシャ3を前進駆動する(SA6)。ここで、供給配管内の圧力が所定の圧力であれば(SA7でYES)、前進リミットスイッチS3がONされるまで(SA8でNO)、押込プッシャ3の前進駆動を続ける。
When the crushing
前進リミットスイッチS3がONされると(SA8でYES)、切換弁53を制御し、押込プッシャ3を後退駆動する(SA9)。ここで、供給配管内の圧力が所定の圧力であれば(SA10でYES)、後退リミットスイッチS4がONされるまで(SA11でNO)、押込プッシャ3の後退駆動を続ける。後退リミットスイッチS4がONすると(SA11でYES)、切換弁53を制御し、再度押込プッシャ3を前進駆動する(SA6)。
When the forward limit switch S3 is turned on (YES in SA8), the switching
上述のステップSA4,SA7,SA10で供給配管内の圧力が所定の圧力でない場合、電動機Mを停止し(SA12)、油圧ポンプ52を停止し(SA13)、異常が発生したことを通報して(SA14)、起動制御を終了する。
If the pressure in the supply pipe is not a predetermined pressure in steps SA4, SA7, and SA10 described above, the motor M is stopped (SA12), the
次に、図7に示すフローチャートに基づいて破砕装置1の停止制御を説明する。システム制御装置100は、停止スイッチS2がONになると(SB1でYES)、切換弁53を制御し押込プッシャ3の駆動を停止し(SB2)、破砕ロータ5の回転を停止するために電動機Mを停止し(SB3)、油圧回路に作動油を供給する油圧ポンプ52を停止して(SB4)、停止制御を終了する。
Next, stop control of the crushing
次にモータ制御装置200について説明する。
図5(b)に示すように、モータ制御装置200は、400V、60Hzの商用電源210に接続される整流回路220と、コンデンサと、インバータ回路230と、周波数制御部240と、電動機Mに掛かる負荷トルクをモニタするための電流センサ250を備えている。
Next, the
As shown in FIG. 5B, the
整流回路220とコンデンサにより直流に変換された電圧がインバータ回路230により所定周波数の交流電圧に変換され、電動機Mの界磁コイルに印加される。電動機Mは篭型誘導電動機で、界磁コイルで生成された回転磁界により回転子が回転駆動される。
The voltage converted into direct current by the
インバータ回路230は、周波数制御部240からの制御指令に基づいて、界磁コイルに印加する周波数及び電圧の比が一定になるように、周波数及び電圧を可変に調整するV/f制御方式のインバータ回路である。
The
図8(a)に示すように、電動機Mに印加する周波数を上昇させ、或いは下降させると同期速度N0がそれに応じて変化するが、電動機Mの始動トルク、停動トルク、定格トルクは変化せず、定格トルクで駆動した場合の同期速度N0に対する滑りS0も略一定の特性を示す。 As shown in FIG. 8A, when the frequency applied to the electric motor M is increased or decreased, the synchronous speed N 0 changes accordingly, but the starting torque, stopping torque, and rated torque of the electric motor M change. In addition, the slip S 0 with respect to the synchronous speed N 0 when driven at the rated torque also shows a substantially constant characteristic.
図8(b)に示すように、或る周波数で駆動される電動機Mの負荷トルクがA点からB点に上昇すると、それに伴なって滑りがS1からS2に増加してトルクτが上昇するが、同時に電流が増加して二次側の銅損が増大する。このような場合に、駆動周波数を低下させると、V/f制御により回転数が低下するとともに電流が低下して二次側の銅損の増大を抑制しながらも、負荷トルクに対応したトルクを確保することができる。 As shown in FIG. 8B, when the load torque of the electric motor M driven at a certain frequency increases from the point A to the point B, the slip increases from S 1 to S 2 and the torque τ is increased. At the same time, the current increases and the copper loss on the secondary side increases. In such a case, when the drive frequency is lowered, the torque corresponding to the load torque is reduced while the rotational speed is lowered by the V / f control and the current is lowered to suppress the increase in the secondary side copper loss. Can be secured.
尚、駆動周波数が低くなると、電動機Mの界磁巻線のインピーダンスが低下して、過剰電流による界磁巻線の焼損が発生する虞があるため、V/f制御方式では、周波数の低下に比例して電圧を低下させることにより、電流が低減するように制御される。 Note that when the drive frequency is lowered, the impedance of the field winding of the electric motor M is reduced and the field winding may be burned out due to excessive current. The current is controlled to decrease by decreasing the voltage in proportion.
図9(a)に示すように、周波数制御部240は、第一周波数f1から第二周波数f2に切り替えるための第一負荷レベルτ1と、第二周波数f2から第一周波数f1に切り替える第二負荷レベルτ2が異なるように、ヒステリシス特性を持たせて切り替える。本実施形態では、第一負荷レベルτ1より第二負荷レベルτ2が低く設定されている。
As shown in FIG. 9A, the
周波数制御部240は、システム制御部100から起動指令を受信すると、第一周波数f1で電動機Mを始動して、破砕ロータを回転駆動して、破砕処理を実行する。
When receiving the activation command from the
周波数制御部240は、システム制御部100からプッシャ機構の作動状態を示す状態信号を入力し、プッシャ機構が進出作動している間に、所定インタバルで電流センサ250により検知された瞬時電流値を入力して、内蔵されたメモリにその値を記憶し、所定回数の瞬時電流値の移動平均値(以下、単に「平均値」と記す。)を電動機Mに掛かる負荷トルクとして算出する。つまり、電動機Mに掛かる負荷レベルが、プッシャ機構の破砕処理部への進出作動時の瞬時負荷値の平均値で算出される。
The
尚、負荷レベルを検知するためのセンサとして電流センサ以外の他のセンサを用いることも可能である。例えばトルクメータ等を電動機Mの出力軸や破砕ロータの回転軸、或いは変速機構の出力軸等に設けてもよい。トルクメータ等を用いることにより、電動機Mの負荷トルクを正確に検知でき、負荷トルクを負荷レベルとして取り扱うことができる。 It is also possible to use a sensor other than the current sensor as a sensor for detecting the load level. For example, a torque meter or the like may be provided on the output shaft of the electric motor M, the rotating shaft of the crushing rotor, the output shaft of the speed change mechanism, or the like. By using a torque meter or the like, the load torque of the electric motor M can be accurately detected, and the load torque can be handled as a load level.
周波数制御部240は、動作点P1で電動機Mを駆動中に、負荷レベルが第一負荷レベルτ1より上昇すると直ちに第二周波数f2に切り替えて動作点P2で電動機Mを駆動し、負荷レベルが第二負荷レベルτ2より低下するとその状態が所定時間継続した後に第一周波数f1に切り替える。
When the motor M is being driven at the operating point P1, the
つまり、動作点P1で電動機Mを駆動中に、負荷レベルが第一負荷レベルτ1より上昇すると、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルτfsに達する確率が高くなるため、直ちに第二周波数f2に切り替えて安定した破砕処理を継続する。 That is, if the load level rises above the first load level τ1 while driving the electric motor M at the operating point P1, the probability of reaching an abnormally high load level τfs that requires the crushing rotor to be stopped or reversed is increased. Therefore, the stable crushing process is continued by immediately switching to the second frequency f2.
そして、負荷レベルが第二負荷レベルτ2より低下しても直ちに第一周波数f1に切り替えることなく、その状態が所定時間継続することを待って、つまり、安定的に負荷レベルが低下した後に第一周波数f1に切り替える。これにより、第一周波数f1と第二周波数f2の頻繁な切替が効果的に回避されるようになる。 Even if the load level falls below the second load level τ2, the first frequency f1 is not immediately switched, but the state continues for a predetermined time, that is, the first time after the load level is stably lowered. Switch to frequency f1. As a result, frequent switching between the first frequency f1 and the second frequency f2 is effectively avoided.
何れの周波数で電動機Mを駆動する場合であっても、負荷レベルが高負荷レベルτfsに達すると、直ちに電動機Mを停止して、速やかに逆転駆動する。逆転駆動時の駆動周波数、つまりフェールセーフ周波数は第二周波数より低い値に設定されている。 Even when the electric motor M is driven at any frequency, when the load level reaches the high load level τfs, the electric motor M is immediately stopped and the reverse rotation is promptly performed. The driving frequency during reverse driving, that is, the fail safe frequency is set to a value lower than the second frequency.
つまり、破砕処理部で破砕処理される被破砕物の組成や量によって、破砕ロータに掛かる負荷トルクが頻繁に変動する場合であっても、第一周波数と第二周波数間の切替がヒステリシス特性を持たせて行なわれるため、負荷トルクに多少の変動があっても一定の周波数で駆動されるようになり、頻繁に駆動周波数が切り替えられるような制御効率の低下を回避しながらも、安定して破砕処理効率を向上させることができる。 In other words, even if the load torque applied to the crushing rotor frequently fluctuates depending on the composition and amount of the material to be crushed by the crushing processing unit, switching between the first frequency and the second frequency has hysteresis characteristics. Because it is carried out, it will be driven at a constant frequency even if there is some fluctuation in the load torque, and it will be stable while avoiding a decrease in control efficiency such that the drive frequency is frequently switched The crushing efficiency can be improved.
例えば、嵩密度の高いものが多く含まれる被破砕物では平均的な負荷トルクが大きくなるが、上限値として設定した第一負荷レベルτ1に達するまでは、多少滑りが大きくなり二次側の銅損が増大しても高回転且つ高トルクで効率的な破砕処理を継続し、第一負荷レベルτ1に達すると第二周波数f2に切り替えて破砕ロータの回転数を低下させることで、安定的な破砕処理を継続するのである。 For example, an object to be crushed containing a large amount of high bulk density has an average load torque, but until the first load level τ1 set as the upper limit value is reached, the slip is somewhat increased and the copper on the secondary side is increased. Even if the loss increases, an efficient crushing process is continued with high rotation and high torque, and when the first load level τ1 is reached, the frequency is switched to the second frequency f2 to reduce the rotation speed of the crushing rotor. The crushing process is continued.
第二周波数に対する定格トルクは第一周波数に対する定格トルクと同じ値であるが、V/f制御方式により電流が減少するため二次側の銅損は低くなる。 The rated torque for the second frequency is the same value as the rated torque for the first frequency, but the secondary side copper loss is reduced because the current is reduced by the V / f control method.
その後、例えば、嵩密度の低いものが多く含まれる被破砕物に変化して平均的な負荷トルクが小さくなり、第一負荷レベルτ1より低く設定された第二負荷レベルτ2に達すると、第一周波数f1に切り替えて破砕ロータの回転数を上昇させることで、効率的に破砕処理を継続することができるようになる。第一負荷レベルは、破砕ロータを停止または逆転制御する必要があるような異常な高負荷レベルより低いレベルに設定されている。 After that, for example, when the average load torque is reduced by changing to an object to be crushed containing a large amount of low bulk density and reaches a second load level τ2 set lower than the first load level τ1, By switching to the frequency f1 and increasing the rotation speed of the crushing rotor, the crushing process can be continued efficiently. The first load level is set to a level lower than an abnormally high load level that requires the crushing rotor to be stopped or reversely controlled.
このような制御を行なうことにより、消費電力の上昇を来たすことなく、破砕ロータに掛かる異常な負荷トルクの上昇を回避しながらも、安定的に処理効率の上昇を図ることができるようになる。 By performing such control, the processing efficiency can be stably increased while avoiding an abnormal increase in load torque applied to the crushing rotor without causing an increase in power consumption.
第一周波数f1、第二周波数f2の値は特に制限されるものではないが、例えば、第一周波数f1の値を電源周波数の120%から160%の値、第二周波数f2の値を電源周波数の90%から110%の値に設定することが好ましい。 The values of the first frequency f1 and the second frequency f2 are not particularly limited. For example, the value of the first frequency f1 is 120% to 160% of the power supply frequency, and the value of the second frequency f2 is the power supply frequency. It is preferable to set the value to 90% to 110%.
また、第一負荷レベルτ1、第二負荷レベルτ2等の値も特に制限されるものではないが、例えば、第二負荷レベルτ2の値を定格トルクの前後の値、第一負荷レベルτ1の値を定格トルクの150%前後の値、逆転制御が必要な高負荷レベルτfsの値を定格トルクの200%前後の値に設定することが好ましい。 The values of the first load level τ1, the second load level τ2, and the like are not particularly limited. For example, the value of the second load level τ2 is a value before and after the rated torque, and the value of the first load level τ1. Is preferably set to a value around 150% of the rated torque, and a value of the high load level τfs that requires reverse rotation control is set to a value around 200% of the rated torque.
例えば、径が約600mmの破砕ロータを備えた破砕装置に、定格電流270A、10極の誘導電動機Mを組み込み、一定の周波数60Hzに設定して古紙を破砕処理する場合と、第一周波数f1を87Hz、第二周波数f2を60Hzに設定して古紙を破砕処理する場合とを比較すると、前者では平均電流215アンペアで、時間当たり3.41トン処理され、単位重量を処理するための平均電流が63A/t/hになるのに対して、後者では平均電流240アンペアで、時間当たり5.49トン処理することができ、単位重量を処理するための平均電流が43A/t/hとなり、単位時間当たりの処理量を増大させながらも、単位重量を処理するための平均電流が少なくなることが判明している。 For example, a crushing apparatus having a crushing rotor having a diameter of about 600 mm incorporates a rated current 270A, 10-pole induction motor M, crushing waste paper with a constant frequency set to 60 Hz, and a first frequency f1 Compared with the case where waste paper is crushed by setting 87 Hz and the second frequency f2 to 60 Hz, the former is processed at 3.41 tons per hour at an average current of 215 amps, and the average current for processing unit weight is In contrast to the 63 A / t / h, the latter can process 5.49 tons per hour at an average current of 240 amps, and the average current for processing unit weight is 43 A / t / h. It has been found that the average current for processing unit weight is reduced while increasing the throughput per hour.
以下、図10に示すフローチャートに基づいて、周波数制御部240の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
周波数制御部240は、システム制御部100から起動指令を受信すると(SC1)、第一周波数f1に設定して(SC2)、電動機Mを始動する(SC3)。
When receiving the start command from the system control unit 100 (SC1), the
プッシャ機構が前進つまり進出作動していると(SC4)、所定インタバルで電流センサ250で検知された瞬時負荷電流を入力してメモリに記憶し(SC5)、所定回数入力すると、その間にメモリに記憶された瞬時負荷電流の平均値を算出して、その値を負荷レベルとする(SC6)。
When the pusher mechanism is moving forward, that is, moving forward (SC4), the instantaneous load current detected by the
例えば、数秒間隔で十数回入力し、十数回の平均値を算出することができる。また、所定インタバルで瞬時負荷電流を入力しながら、プッシャ機構による前進作動が所定回数終了した時点で、その平均値を算出してもよい。 For example, it is possible to calculate an average value of dozens of times by inputting ten or more times at intervals of several seconds. Alternatively, the average value may be calculated when the forward operation by the pusher mechanism is completed a predetermined number of times while the instantaneous load current is input at a predetermined interval.
その間、瞬時負荷電流が異常高負荷レベルτfsを示すと(SC7)、電動機Mを停止した後にフェールセーフ周波数に設定して(SC20)、電動機Mを逆転駆動して(SC21)、ステップSC11に進む。 Meanwhile, if the instantaneous load current shows an abnormally high load level τfs (SC7), the motor M is stopped and then set to the fail-safe frequency (SC20), the motor M is driven in reverse (SC21), and the process proceeds to step SC11. .
瞬時負荷電流が異常高負荷レベルτfsより小さい場合には(SC7)、電動機Mが逆転駆動されているか否か判断し、逆転駆動中であれば(SC8)、所定時間経過する迄は逆転駆動を維持し、所定時間経過すると(SC17)、電動機Mの駆動周波数を第二周波数f2に設定して、正転駆動に切り替える(SC19)。 If the instantaneous load current is smaller than the abnormally high load level τfs (SC7), it is determined whether or not the motor M is being driven in reverse rotation. If the motor is being driven in reverse rotation (SC8), the reverse drive is continued until a predetermined time has elapsed. When the predetermined time has elapsed (SC17), the drive frequency of the motor M is set to the second frequency f2 and switched to normal rotation drive (SC19).
ステップSC8で、正転駆動されていると判断されると、負荷レベルが第一負荷レベルτ1より大きいか否かが判断され(SC9)、負荷レベルが第一負荷レベルτ1より大きい場合には、駆動周波数が第二周波数f2に切り替えられる。 If it is determined in step SC8 that the forward rotation drive is being performed, it is determined whether or not the load level is greater than the first load level τ1 (SC9), and if the load level is greater than the first load level τ1, The drive frequency is switched to the second frequency f2.
負荷レベルが第一負荷レベルτ1より小さい場合に(SC9)、第二周波数f2で駆動されていない、つまり第一周波数f1での駆動中であれば(SC13)、その状態を維持してステップSC11に進む。 If the load level is smaller than the first load level τ1 (SC9), if not driven at the second frequency f2, that is, if driving at the first frequency f1 (SC13), the state is maintained and step SC11 is performed. Proceed to
負荷レベルが第一負荷レベルτ1より小さい場合に(SC9)、第二周波数f2で駆動されていると(SC13)、負荷レベルが第二負荷レベルτ2より小さいか否かが判断され(SC14)、負荷レベルが第二負荷レベルτ2より小さければ、その状態を所定時間、例えば十数秒の間維持した後に(SC15)、駆動周波数を第二周波数f2に切り替える。 When the load level is smaller than the first load level τ1 (SC9), when driven at the second frequency f2 (SC13), it is determined whether the load level is smaller than the second load level τ2 (SC14). If the load level is lower than the second load level τ2, the drive frequency is switched to the second frequency f2 after maintaining the state for a predetermined time, for example, a few dozen seconds (SC15).
周波数制御部240は、電動機Mの制御状態、つまり、第一周波数f1で駆動しているか、第二周波数f2で駆動しているか、或いはフェールセーフ周波数で逆転駆動しているかを示す状態信号をシステム制御部100に送信するように構成され、システム制御部100は状態信号を受信してプッシャ機構を適正に制御するように構成されている。
The
例えば、フェールセーフ周波数で逆転駆動されている場合には、プッシャ機構の進出作動を停止させ、或いは後退作動させる等である。 For example, when the reverse drive is performed at the fail-safe frequency, the advancement operation of the pusher mechanism is stopped or the reverse operation is performed.
以上が、本発明による制御装置の基本的な制御態様である。以下に、基本的な制御態様の応用を説明する。 The above is the basic control mode of the control device according to the present invention. Below, the application of a basic control aspect is demonstrated.
基本的な制御態様では、周波数制御部が、負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、負荷レベルが第二負荷レベルより低下するとその状態が所定時間継続した後に第一周波数に切り替えるように制御する例を説明したが、周波数制御部は、負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、所定時間経過後に負荷レベルが第二負荷レベルより低下すると第一周波数に切り替えるように制御してもよい。 In the basic control mode, the frequency control unit switches to the second frequency immediately when the load level rises above the first load level, and when the load level falls below the second load level, the state continues for a predetermined time. However, the frequency control unit switches to the second frequency immediately when the load level rises above the first load level, and the first time when the load level falls below the second load level after a predetermined time has elapsed. You may control to switch to a frequency.
さらには、周波数制御部は、負荷レベルが第一負荷レベルより上昇すると直ちに第二周波数に切り替え、所定時間経過後に負荷レベルが第二負荷レベルより低下すると想定して、所定時間経過後に第一周波数に切り替えるように制御してもよい。 Further, the frequency control unit switches to the second frequency as soon as the load level rises above the first load level, and assumes that the load level falls below the second load level after a lapse of a predetermined time. You may control to switch to.
基本的な制御態様では、第一負荷レベルが固定された値に設定される場合を説明したが、第一負荷レベルτ1が装置の稼働状態に基づいて変化するように制御してもよい。例えば、負荷レベルが瞬時負荷値の平均値で設定され、第一負荷レベルτ1が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。 In the basic control mode, the case where the first load level is set to a fixed value has been described. However, the first load level τ1 may be controlled to change based on the operating state of the apparatus. For example, the load level may be set as an average value of instantaneous load values, and the first load level τ1 may be set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value.
図9(b)に示すように、周波数制御部240は、電流センサ250により検知された瞬時電流値である瞬時負荷値の平均値を算出する際に、その演算対象となる複数の瞬時電流値の最大値と最小値の差である変動幅を算出し、変動幅が所定の閾値より小さい場合に第一負荷レベルをτ11に設定し、変動幅が所定の閾値より大きい場合に第一負荷レベルをτ11より小さなτ12に設定するのである。
As shown in FIG. 9B, when the
瞬時負荷値の変動幅が大きい場合には、負荷レベルが高負荷レベルτfsに達する可能性が高くなり、高負荷レベルτfsに達すると電動機Mを逆転駆動する必要があるため、破砕処理効率が低下する。 When the fluctuation range of the instantaneous load value is large, there is a high possibility that the load level reaches the high load level τfs, and when the high load level τfs is reached, it is necessary to reversely drive the motor M, so the crushing processing efficiency decreases. To do.
そこで、瞬時負荷値の変動幅が大きい場合には、第一負荷レベルを低めに設定して、早期に第二周波数f2に切り替えて動作点P22で破砕装置を安定稼働させ、瞬時負荷値の変動幅が小さい場合には、負荷レベルが高負荷レベルτfsに達する可能性が低くなるため、第一負荷レベルを高めに設定して動作点P21で破砕装置を効率的に稼働させるのである。 Therefore, when the fluctuation range of the instantaneous load value is large, the first load level is set to be low, and the crushing device is stably operated at the operating point P22 by switching to the second frequency f2 at an early stage. When the width is small, the possibility that the load level reaches the high load level τfs is reduced. Therefore, the crushing apparatus is efficiently operated at the operating point P21 by setting the first load level higher.
第一負荷レベルはτ11とτ12のレベルに制限されるものではなく、三レベル以上の複数レベルに設定することが可能であり、また、そのための瞬時負荷値の変動幅の閾値も適宜設定することができる。 The first load level is not limited to the levels of τ11 and τ12, but can be set to a plurality of levels of three or more levels, and the threshold value of the fluctuation range of the instantaneous load value for that purpose is also set as appropriate. Can do.
同様に、第二負荷レベルが装置の稼働状態に基づいて変化するように制御してもよい。例えば、負荷レベルが瞬時負荷値の平均値で設定され、第二負荷レベルが瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。 Similarly, the second load level may be controlled to change based on the operating state of the apparatus. For example, the load level may be set as an average value of the instantaneous load value, and the second load level may be set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value.
また、周波数制御部240により、第一周波数f1が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。
Further, the first frequency f1 may be set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value by the
図9(c)に示すように、周波数制御部240は、電流センサ250により検知された瞬時電流値である瞬時負荷値の平均値を算出する際に、その演算対象となる複数の瞬時電流値の最大値と最小値の差である変動幅を算出し、変動幅が所定の閾値より小さい場合に第一周波数をf11に設定し、変動幅が所定の閾値より大きい場合に第一周波数をf11より低い周波数f12に設定するのである。
As shown in FIG. 9C, when the
瞬時負荷値の変動幅が大きい場合には、負荷レベルが高負荷レベルτfsに達する可能性が高くなり、高負荷レベルτfsに達すると電動機Mを逆転駆動する必要があるため、破砕処理効率が低下する。 When the fluctuation range of the instantaneous load value is large, there is a high possibility that the load level reaches the high load level τfs, and when the high load level τfs is reached, it is necessary to reversely drive the motor M, so the crushing processing efficiency decreases. To do.
そこで、瞬時負荷値の変動幅が大きい場合には、瞬時負荷値の変動幅が小さくなるように、第一周波数を低めの周波数f12に設定して、動作点P12で破砕装置を運転し、瞬時負荷値の変動幅が小さい場合には、第一周波数を高めの周波数f11に設定して、動作点P11で破砕装置を運転して破砕装置を効率的に稼働させるのである。 Therefore, when the fluctuation range of the instantaneous load value is large, the first frequency is set to a lower frequency f12 so that the fluctuation range of the instantaneous load value is small, and the crushing device is operated at the operating point P12. When the fluctuation range of the load value is small, the first frequency is set to a higher frequency f11, and the crushing apparatus is operated efficiently by operating the crushing apparatus at the operating point P11.
このように構成すれば、被破砕物の性状により瞬時負荷値の変動幅が異なる場合に、高負荷レベルτfsに達する確率を低減しながらも効率的に破砕処理ができるようになる。 If comprised in this way, when the fluctuation | variation range of an instantaneous load value changes with properties of a to-be-crushed object, it will become possible to perform a crushing process efficiently, reducing the probability of reaching high load level (tau) fs.
同様に、周波数制御部240により、第二周波数f2が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。
Similarly, the
さらに、負荷レベルが瞬時負荷値の平均値で設定され、第一負荷レベルτ1が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定され、且つ、第一周波数f1が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。 Further, the load level is set as an average value of instantaneous load values, the first load level τ1 is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value, and the first frequency f1 is different depending on the fluctuation range of the instantaneous load value. You may comprise so that it may be set to.
負荷レベルが瞬時負荷値の平均値で設定され、第一負荷レベルτ1及び第二負荷レベルτ2が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定され、且つ、第一周波数f1及び第二周波数f2が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されるように構成してもよい。 The load level is set as an average value of the instantaneous load values, the first load level τ1 and the second load level τ2 are set to different values depending on the fluctuation range of the instantaneous load value, and the first frequency f1 and the second frequency f2 are set. A different value may be set depending on the fluctuation range of the instantaneous load value.
何れの場合であっても、周波数制御部240が、駆動周波数または負荷レベルを予め設定された固定の値で制御するか、瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定して制御するかの何れかを選択するスイッチを備えて、スイッチによる選択信号を周波数制御部240に入力するように構成してもよい。
In any case, the
図11(a)は、瞬時負荷値の変動幅により、第一周波数がf1、f2の二レベルに設定され、第一負荷レベルがτ1、τ2、τ3の三レベルに設定される場合が示されている。尚、ここでは、第二周波数がf3、第二負荷レベルがτ4に設定されている。 FIG. 11A shows a case where the first frequency is set to two levels f1 and f2 and the first load level is set to three levels τ1, τ2, and τ3 depending on the fluctuation range of the instantaneous load value. ing. Here, the second frequency is set to f3, and the second load level is set to τ4.
第一周波数での動作点と第二周波数での動作点の組合せが、(P1,P5)、(P1,P4)、(P1,P3)、(P2,P5)、(P2,P4)、(P2,P3)の6パターンあり、瞬時負荷値の変動幅に基づいて何れのパターンを採用するかを選択することにより、被破砕物の性状等に応じた適切なパターンで破砕処理を行なうことができる。具体的には、瞬時負荷値の変動幅が大きいほど、第二周波数を大きく低下させるようにパターンを選択するのである。 The combinations of the operating point at the first frequency and the operating point at the second frequency are (P1, P5), (P1, P4), (P1, P3), (P2, P5), (P2, P4), ( There are 6 patterns of P2 and P3). By selecting which pattern to use based on the fluctuation range of the instantaneous load value, crushing can be performed with an appropriate pattern according to the properties of the object to be crushed. it can. Specifically, the pattern is selected so that the second frequency is greatly decreased as the fluctuation range of the instantaneous load value is larger.
つまり、第一周波数f1及び第二周波数f2を複数組設定するとともに、何れかの組を選択する手動操作可能なスイッチを設けて、周波数制御部240は、スイッチにより選択された組に対応した第一周波数及び第二周波数に対応して、第一周波数から第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルが異なるようにヒステリシス特性を持たせて切り替えるように制御するように構成すればよい。
That is, a plurality of sets of the first frequency f1 and the second frequency f2 are set, and a manually operable switch for selecting any one of the sets is provided, and the
このような制御の応用として、電動機Mの周波数をf1、f2、f3の三レベルに設定し、負荷レベルをτ1、τ2、τ3、τ4の四レベルに設定し、動作点をP1からP8の8点に設定することにより、第一周波数での動作点と第二周波数での動作点の組合せを、(P1,P8)、(P1,P7)、(P1,P6)、(P1,P5)、(P1,P4)、(P1,P3)、(P2,P5)、(P2,P4)、(P2,P3)の9パターンの中から、瞬時負荷値の変動幅に基づいて何れのパターンを採用するかを選択することにより、被破砕物の性状等に応じた適切なパターンで破砕処理を行なうことができる。 As an application of such control, the frequency of the motor M is set to three levels f1, f2, and f3, the load level is set to four levels τ1, τ2, τ3, and τ4, and the operating point is set to 8 from P1 to P8. By setting the point, the combinations of the operating point at the first frequency and the operating point at the second frequency are (P1, P8), (P1, P7), (P1, P6), (P1, P5), Any of 9 patterns (P1, P4), (P1, P3), (P2, P5), (P2, P4), (P2, P3) is used based on the fluctuation range of the instantaneous load value. By selecting whether or not to perform, the crushing process can be performed in an appropriate pattern according to the properties of the object to be crushed.
例えば、負荷変動が極めて大きな破砕物では、動作点(P1,P3)で切り替えることにより、異常負荷レベルτfsに到る確率を低減させて、破砕処理効率を向上させ、負荷変動が比較的小さな破砕物では、動作点(P2,P5)で切り替えることにより、可能な限り動作点P2で破砕して処理効率を向上させることができる。 For example, for crushed materials with extremely large load fluctuations, switching at the operating point (P1, P3) reduces the probability of reaching the abnormal load level τfs, improves crushing efficiency, and crushes with relatively small load fluctuations. By switching at the operating point (P2, P5), the product can be crushed at the operating point P2 as much as possible to improve the processing efficiency.
さらに、インバータ回路230の出力周波数を複数領域に区分して、各領域で第一周波数及び第二周波数を設定することも可能である。
Furthermore, the output frequency of the
図11(b)はこのような場合を示し、インバータ回路230の出力周波数域を、周波数f2を境に上下に区分して、上側領域では第一周波数f1、第二周波数f2、第一負荷レベルτ3、第二負荷レベルτ4に設定し、下側領域では第一周波数f2、第二周波数f3、第一負荷レベルτ1、第二負荷レベルτ2に設定した例である。
FIG. 11B shows such a case, and the output frequency range of the
上側領域では動作点(P1,P2)の何れかで運転され、下側領域では動作点(P3,P4)の何れかで運転される。周波数制御部240は、電流センサ250により検知された瞬時電流値である瞬時負荷値の変動幅に基づいて、何れの動作点で電動機Mを駆動するかを選択してインバータ回路230を制御するのである。
The upper region is operated at any of the operating points (P1, P2), and the lower region is operated at any of the operating points (P3, P4). The
例えば、比較的負荷トルクが大きくなる紙束類や布類を破砕する場合に、破砕ロータを高速で回転させても、破砕処理部で布類が破砕ロータとともに連れ回ってスクリーン機構8を通過せず、処理効率が低下するという現象が発生する。このような被破砕物は動作点(P3,P4)で処理すると破砕効率が良くなる。
For example, when crushing a paper bundle or cloth that has a relatively large load torque, even if the crushing rotor is rotated at a high speed, the cloth is rotated with the crushing rotor in the crushing processing section and passes through the
逆に、比較的負荷トルクが小さくなる硬質樹脂類を破砕する場合には、破砕ロータを高速で回転させる方が破砕効率が良くなるため、動作点(P1,P2)で処理する方が好ましい。 On the contrary, when crushing hard resins with relatively small load torque, it is preferable to treat at the operating point (P1, P2) because crushing efficiency is improved by rotating the crushing rotor at a high speed.
図11(a),(b)に示すように動作点の組合せが複数組設定されている場合には、何れの動作点で運転するかを切り替えるスイッチを設けて、当該スイッチの信号を周波数制御部240に入力することにより、動作点を選択することができる。
When a plurality of combinations of operating points are set as shown in FIGS. 11A and 11B, a switch for switching at which operating point is provided is provided, and the signal of the switch is subjected to frequency control. An operating point can be selected by inputting to the
また、図12(a)に示すように、第一周波数及び第二周波数を複数組設定する場合の例として、周波数制御部240は、周波数f1とf2との間を、負荷レベルτ1からτ2の間で負荷レベルに応じて段階的に変化させるように制御してもよい。
As shown in FIG. 12 (a), as an example of setting a plurality of first and second frequencies, the
さらに、図12(b)に示すように、第一周波数及び第二周波数を複数組設定する場合の例として、周波数制御部240は、周波数f1とf2との間を、負荷レベルτ1からτ2の間で負荷レベルに応じて連続的に変化させるように制御してもよい。この場合、負荷レベルがτ2よりも上昇するに連れて、図中、上に凸の曲線に従って周波数を低下させ、負荷レベルがτ1に達した後に、負荷レベルが低下するに連れて、図中、下に凸の曲線に従って周波数を上昇させることが好ましい。
Furthermore, as shown in FIG. 12B, as an example of setting a plurality of sets of the first frequency and the second frequency, the
尚、上に凸の曲線に従って周波数を低下させる途中で負荷レベルが低下すると、上に凸の曲線に従って周波数を上昇させ、下に凸の曲線に従って周波数を上昇させる途中で負荷レベルが上昇すると、下に凸の曲線に従って周波数を低下させてもよい。この場合、周波数f1とf2の間で周波数を変化させる負荷レベルにヒステリシスを持たせて制御することができる。 If the load level decreases in the middle of decreasing the frequency according to the upwardly convex curve, the frequency is increased according to the upwardly convex curve, and if the load level increases in the middle of increasing the frequency according to the downwardly convex curve, The frequency may be lowered according to a convex curve. In this case, the load level that changes the frequency between the frequencies f1 and f2 can be controlled with hysteresis.
また、上に凸の曲線に従って周波数を低下させる途中で負荷レベルが低下すると、下に凸の曲線に従って周波数を上昇させ、下に凸の曲線に従って周波数を上昇させる途中で負荷レベルが上昇すると、上に凸の曲線に従って周波数を低下させ、周波数f1と駆動中の任意の周波数との間で周波数を変化させる負荷レベルにヒステリシスを持たせて制御することができる。 Also, if the load level decreases in the middle of decreasing the frequency according to the upwardly convex curve, the frequency is increased according to the downwardly convex curve, and if the load level increases in the middle of increasing the frequency according to the downwardly convex curve, It is possible to control the load level by decreasing the frequency in accordance with a convex curve and changing the frequency between the frequency f1 and an arbitrary driving frequency with hysteresis.
このような滑らかな曲線に従って駆動周波数を替えると、急激に回転数が大きく変動するような切替が回避されるので、機械的負荷の変動を減少させることができる。 If the drive frequency is changed in accordance with such a smooth curve, switching in which the number of revolutions rapidly fluctuates is avoided, so that fluctuations in mechanical load can be reduced.
上述した実施形態では、瞬時負荷値の変動幅に基づいて動作点を決定し、瞬時負荷値の平均値である負荷レベルに基づいて駆動周波数を切り替える例を説明したが、周波数制御部240に、破砕処理部で破砕処理された被破砕物の処理量を加味して、駆動周波数を設定する学習部を設けてもよい。 In the above-described embodiment, an example has been described in which the operating point is determined based on the fluctuation range of the instantaneous load value, and the drive frequency is switched based on the load level that is the average value of the instantaneous load value. A learning unit that sets the drive frequency may be provided in consideration of the processing amount of the object to be crushed by the crushing unit.
スクリーン機構8を通過した被破砕物を受け止める排出ホッパ9の下部に、重量計が組み込まれたコンベア式の搬送装置を備え、重量計の値を周波数制御部240に入力することにより、周波数制御部240が破砕処理部で破砕処理された被破砕物の処理量を検知することができる。同時に周波数制御部240が電動機Mの電流を検知することにより、電動機Mの平均消費電力を算出することもできる。
A conveyor-type transport device incorporating a weight scale is provided below the discharge hopper 9 that receives the object to be crushed that has passed through the
例えば、図11(b)に示した上側領域の動作点(P1,P2)と、下側領域の動作点(P3,P4)の二組の運転パターンが設定されている場合に、学習部は、動作点P1で所定時間運転したときに、重量計を介して検知した所定時間内の平均処理量と、動作点P3で所定時間運転したときに、重量計を介して検知した所定時間内の平均処理量とを比較して、平均処理量が多くなる動作点を選択するサンプリング処理を実行する。このとき、同時に平均消費電力を算出してもよい。 For example, when two sets of operation patterns are set for the upper region operating points (P1, P2) and the lower region operating points (P3, P4) shown in FIG. The average processing amount within a predetermined time detected through the weighing scale when operated at the operating point P1 and the predetermined processing time detected through the weighing scale when operated at the operating point P3 for a predetermined time. A sampling process is performed to compare the average processing amount and select an operating point where the average processing amount increases. At this time, the average power consumption may be calculated at the same time.
例えば、プッシャ機構の進出作動が所定回数実行される時間を所定時間として設定し、プッシャ機構が所定回数進出作動する間に数秒間隔で検知した重量から平均処理量を算出することができる。 For example, the time during which the pusher mechanism is advanced a predetermined number of times is set as a predetermined time, and the average processing amount can be calculated from the weight detected at intervals of several seconds while the pusher mechanism is advanced a predetermined number of times.
尚、学習時に、動作点P1での運転により生じる負荷トルクが負荷レベルτ3より低く、また、動作点P3での運転により生じる負荷トルクが負荷レベルτ1より低いことが前提となる。 At the time of learning, it is assumed that the load torque generated by the operation at the operating point P1 is lower than the load level τ3, and the load torque generated by the operation at the operating point P3 is lower than the load level τ1.
その後、周波数制御部240は、学習部により選択された動作点で破砕処理を継続する。破砕処理部で処理される被処理物の性状は時間の経過とともに変動するため、学習部はその後も平均処理量を監視し、当初の平均処理量よりも規定量変動すると、そのときの駆動周波数と平均処理量をメモリに記憶し、再度、サンプリング処理を実行して平均処理量が多くなる動作点を選択する。
Thereafter, the
学習部は、このような処理を繰り返すことにより、駆動周波数毎に適切な処理量の範囲と不適切な処理量の範囲をメモリに蓄積記憶する。その後、平均処理量が不適切な処理量の範囲に入ると、サンプリング処理を行なうことなく駆動周波数を切り替えることで、処理量が増大するように駆動周波数を設定するのである。 By repeating such processing, the learning unit accumulates and stores an appropriate processing amount range and an inappropriate processing amount range for each drive frequency in the memory. Thereafter, when the average processing amount falls within an inappropriate processing amount range, the driving frequency is set so as to increase the processing amount by switching the driving frequency without performing the sampling process.
学習時に電動機Mの平均消費電力を算出する場合には、平均消費電力が減少するような駆動周波数を設定し、或いは、平均消費電力に対する処理量が増大するように駆動周波数を設定してもよい。 When calculating the average power consumption of the motor M at the time of learning, a drive frequency that reduces the average power consumption may be set, or the drive frequency may be set so that the amount of processing for the average power consumption increases. .
図11(a)に示すような動作点の組合せが複数組ある場合も、同様に動作点P1,P2に対する学習部による平均処理量の学習により、適切な動作点の組合せを選択することができる。第二周波数へ切り替える負荷レベルは瞬時負荷値の変動幅に基づいて設定すればよい。 Even when there are a plurality of combinations of operating points as shown in FIG. 11A, an appropriate operating point combination can be selected by learning the average processing amount by the learning unit for the operating points P1 and P2. . The load level to be switched to the second frequency may be set based on the fluctuation range of the instantaneous load value.
何れの場合であっても、周波数制御部240が、駆動周波数または負荷レベルを予め設定された固定の値で制御するか、学習部による学習結果に基づいて駆動周波数または負荷レベルを異なる値に設定して制御するかの何れかを選択するスイッチを備えて、スイッチによる選択信号を周波数制御部240に入力するように構成してもよい。
In any case, the
以上、予め設定された動作点の何れかを平均処理量に基づいて選択するように学習する学習部について説明したが、学習部が予め設定された動作点の周波数を調整するように学習してもよい。 The learning unit that learns to select one of the preset operating points based on the average processing amount has been described above, but the learning unit learns to adjust the frequency of the preset operating point. Also good.
具体的には、図9(a)に示す第一周波数f1の値を少しずつ変化させて、そのときの平均処理量を求め、平均処理量が最大となる周波数を第一周波数に設定するのである。第二周波数も同様である。 Specifically, the value of the first frequency f1 shown in FIG. 9A is changed little by little, the average processing amount at that time is obtained, and the frequency at which the average processing amount is maximum is set as the first frequency. is there. The same applies to the second frequency.
上述した実施形態では、インバータ回路230としてV/f制御方式のインバータ回路を採用した例を説明したが、本発明に採用されるインバータ回路230はV/f制御方式のインバータ回路に限るものではなく、電流ベクトル制御方式のインバータ回路を採用するものであってもよい。このようなインバータ回路では、負荷変動に対応して最も効率のよい位相で適切な電流値の電流を電動機に供給される。
In the embodiment described above, an example in which a V / f control type inverter circuit is employed as the
上述した実施形態では、変速機構を介して破砕ロータを駆動する誘導電動機を備えた破砕装置の制御装置について説明したが、本発明による制御装置の対象は誘導電動機に限るものではなく、同期電動機をインバータ回路で制御する場合であっても適用できる。同期電動機を採用する場合には、変速機構を介さずに破砕ロータが直接駆動される場合もある。 In the above-described embodiment, the control device of the crushing device including the induction motor that drives the crushing rotor via the speed change mechanism has been described. However, the target of the control device according to the present invention is not limited to the induction motor, and a synchronous motor is used. The present invention can be applied even when controlled by an inverter circuit. When employing a synchronous motor, the crushing rotor may be driven directly without using a speed change mechanism.
上述した実施形態では、本発明による制御装置200が、破砕ロータに固定された回転刃と、回転刃に対向配置された固定刃が協働して被破砕物を破砕する破砕処理部を備えた一軸せん断方式の破砕装置に適用される場合を説明したが、本発明による制御装置200は、回転刃が固定された破砕ロータの回転により被破砕物を破砕する破砕処理部と、変速機構を介して破砕ロータを駆動する誘導電動機を備えた破砕装置に適用することができ、例えば二軸破砕装置等の他の方式の破砕装置にも適用できる。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 Each of the above-described embodiments is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the description. The specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range where the effects of the present invention are exhibited. Needless to say.
1:破砕装置
2:受入ホッパ
3:押込プッシャ
3b:油圧シリンダ
4:台盤
5:破砕ロータ
6:回転刃
7:固定刃
8:スクリーン機構
9:排出ホッパ
10:破砕処理部
11:本体フレーム
20:トルクリミッタ
21:摩擦プレート
22:加圧プレート
23:支持部
26:加圧機構
26a:ピストン
26b:油圧室
30:変速機構(減速機構)
31:入力軸
37:出力軸
40:軸受
47:第二油路(供給配管)
50:減圧弁
51:第一油路(供給配管)
52:油圧ポンプ
53:切換弁
55:アキュムレータ
56:圧力センサ
57:調圧機構
58:切換弁
100:システム制御装置
200:モータ制御装置
230:インバータ回路
240周波数制御部
M:駆動機(電動機)
CL:中心線
1: Crushing device 2: Receiving hopper 3:
31: Input shaft 37: Output shaft 40: Bearing 47: Second oil passage (supply piping)
50: Pressure reducing valve 51: First oil passage (supply pipe)
52: Hydraulic pump 53: Switching valve 55: Accumulator 56: Pressure sensor 57: Pressure adjusting mechanism 58: Switching valve 100: System control device 200: Motor control device 230:
CL: Center line
Claims (13)
電動機を駆動するインバータ回路と、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数とは異なる第二の周波数に切り替える周波数制御部とを備え、
周波数制御部は、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、
電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一負荷レベルが瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている破砕装置の制御装置。 A crushing processing unit for crushing an object to be crushed by rotation of a crushing rotor to which a rotary blade is fixed, and a control device for a crushing device including an electric motor for driving the crushing rotor,
An inverter circuit that drives the motor, and a frequency control unit that switches the output frequency of the inverter circuit from the first frequency to a second frequency different from the first frequency based on the load level of the motor,
The frequency control unit is a first load level for switching from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency, and a second load level for switching from the second frequency to the first frequency , which is lower than the first load level. It is configured to switch the rotation speed of the crushing rotor by switching the set second load level with a hysteresis characteristic ,
The control device of the crushing apparatus, wherein the load level of the electric motor is an average value of the instantaneous load value, and the first load level is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value .
電動機を駆動するインバータ回路と、電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数とは異なる第二の周波数に切り替える周波数制御部とを備え、
周波数制御部は、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、
電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一周波数が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている破砕装置の制御装置。 A crushing processing unit for crushing an object to be crushed by rotation of a crushing rotor to which a rotary blade is fixed, and a control device for a crushing device including an electric motor for driving the crushing rotor,
An inverter circuit that drives the motor, and a frequency control unit that switches the output frequency of the inverter circuit from the first frequency to a second frequency different from the first frequency based on the load level of the motor,
The frequency control unit is a first load level for switching from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency, and a second load level for switching from the second frequency to the first frequency, which is lower than the first load level. It is configured to switch the rotation speed of the crushing rotor by switching the set second load level with a hysteresis characteristic,
The control device of the crushing apparatus, wherein the load level of the electric motor is an average value of the instantaneous load value, and the first frequency is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value .
電動機の負荷レベルがプッシャ機構の破砕処理部への進出作動時の所定時間内の瞬時負荷値の平均値で設定されている請求項1から6の何れかに記載の破砕装置の制御装置。 The crushing device is provided with a pusher mechanism that is driven back and forth with respect to the crushing processing unit and presses the object to be crushed to the crushing processing unit
The control device for a crushing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the load level of the electric motor is set as an average value of instantaneous load values within a predetermined time at the time of advance operation to the crushing processing section of the pusher mechanism.
電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、
電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一負荷レベルが瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている破砕装置の制御方法。 A crushing processing unit for crushing an object to be crushed by rotation of a crushing rotor to which a rotary blade is fixed, an electric motor for driving the crushing rotor, and a control method for a crushing device including an inverter circuit for driving the electric motor,
A first load level for switching the output frequency of the inverter circuit from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency based on the load level of the motor, and a second load level for switching from the second frequency to the first frequency. It is configured to switch the rotation speed of the crushing rotor by switching the second load level set lower than the first load level with hysteresis characteristics ,
The control method of the crushing apparatus, wherein the load level of the electric motor is an average value of instantaneous load values, and the first load level is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value .
電動機の負荷レベルに基づいてインバータ回路の出力周波数を、第一周波数から第一周波数より低い第二周波数に切り替えるための第一負荷レベルと、第二周波数から第一周波数に切り替える第二負荷レベルであって第一負荷レベルよりも低く設定された第二負荷レベルにヒステリシス特性を持たせて切り替えることにより、破砕ロータの回転速度を切り替えるように構成され、A first load level for switching the output frequency of the inverter circuit from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency based on the load level of the motor, and a second load level for switching from the second frequency to the first frequency. It is configured to switch the rotation speed of the crushing rotor by switching the second load level set lower than the first load level with hysteresis characteristics,
電動機の負荷レベルは、瞬時負荷値の平均値であり、第一周波数が瞬時負荷値の変動幅により異なる値に設定されている破砕装置の制御方法。The control method for the crushing apparatus, wherein the load level of the electric motor is an average value of instantaneous load values, and the first frequency is set to a different value depending on the fluctuation range of the instantaneous load value.
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