JP5908217B2 - 係船ウインチおよび係船ウインチのケーブルを制御する方法 - Google Patents
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Description
− 係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、
− 前記巻取りドラムを駆動するようにされた交流電動機と、
− 前記交流電動機に電力を供給するようにされた周波数変換ユニットと、
− 前記係船ロープの張力についての指標(indicator)に基づいて前記周波数変換ユニットを制御するようにされた制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、
前記交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットし、前記係船ウインチのブレーキを解除し、所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動し、前記電動機のトルクの第1の値を定義し、前記所定間隔について反対方向で前記交流電動機を駆動し、前記電動機の前記トルクの第2の値を定義し、前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用してトルク推定値を計算する
ようにされる。
− 前記交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットすることと、
− 係船ウインチのブレーキを解除することと、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動することと、
− 前記電動機のトルクの第1の値を定義することと、
− 別の所定期間について反対方向で前記交流電動機を運転することと、
− 前記電動機のトルクの第2の値を定義することと、
− 前記トルクの第1および前記第2の値を用いて前記トルク推定値を計算することと
をさらに含む。
− 交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットさせ、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除させ、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記電動機のトルクの第1の値を定義させ、
− 所定間隔について反対方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記電動機の前記トルクの第2の値を定義させ、
− 前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用して、トルク推定値を計算させる、
コンピュータが実行可能な命令を更に含む。
制御ユニット105は、トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用する。従って、トルク推定値を許容された範囲内に維持することによって係船ロープ張力が許容された範囲内に維持される。交流電動機103は、無センサベクトル制御、即ち交流電動機103の軸に速度及び/又は位置インジケータを設けないベクトル制御によって制御できる。無センサベクトル制御は、例えば、推定されたトルクMestと磁束空間ベクトルの大きさ|Ψ|が所望の範囲内に入るように、交流電動機103の端子に供給される電圧の空間ベクトルvを制御する、オープンループの直接トルク制御(DTC)とすることができる。
− 交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットし、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除し、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動し、
− 前記電動機のトルクの第1の値を定義し、
− 所定間隔について反対方向で前記交流電動機を駆動し、
− 前記電動機の前記トルクの第2の値を定義し、
− 前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用してトルク推定値を計算する。
− 交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算させ、
− 磁束空間ベクトルと交流電動機の固定子電流の空間ベクトルとに基づいてトルク推定値を計算させ、
− トルク推定値を係船ロープの張力についての指標として使用させ、
− 係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させることができる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 係船ウインチであって、
− 係船ロープ(102)を巻き取るための巻取りドラム(101)と、
− 前記巻取りドラムを駆動するようにされた交流電動機(103)と、
− 前記交流電動機に電力を供給するようにされた周波数変換ユニット(104)と、
− 前記係船ロープの張力についての指標に基づいて前記周波数変換ユニットを制御する
ようにされた制御ユニット(105)とを含み、
前記制御ユニットは、
前記交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットし、
前記係船ウインチのブレーキを解除し、
所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動し、
前記電動機のトルクの第1の値を定義し、
前記所定間隔について反対方向で前記交流電動機を駆動し、
前記電動機の前記トルクの第2の値を定義し、
前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用してトルク推定値を計算するように構成されることを特徴とする係船ウインチ。
[2] 係船ウインチであって、
− 前記ロープの張力はセンサによって測定され、
− 前記ロープの前記測定された張力は前記制御ユニットへの入力である
[1]に記載の係船ウインチ。
[3] 前記制御ユニットは、
− 前記交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算し、
− 前記磁束空間ベクトルおよび前記交流電動機の固定子電流の空間ベクトルに基づいて前記トルクの前記第1および前記第2の値を計算する
ようにされる[1]に記載の係船ウインチ。
[4] 前記電動機の速度が測定され、前記測定された速度は前記制御ユニットへの入力である[1]に記載の係船ウインチ。
[5] 前記制御ユニットは、
前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回る状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを巻き上げさせ、前記トルク推定値が第2の所定の限界値(H+)を超える状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを繰り出させるように構成されており、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、[1]に記載の係船ウインチ。
[6] 前記制御ユニットは、
前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回った後で第1の所定の遅延時間(d3)が経過した状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを巻き上げさせ、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超えた後で第2の所定の遅延時間(d1)が経過した状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを繰り出させるように構成されており、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、[1]に記載の係船ウインチ。
[7] 前記制御ユニットは、
周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
− 条件付き段階A:前記計算されたトルク推定値が第1の限界値より低い状況に応答して前記係船ロープを巻き上げるように前記交流電動機を制御する、
− 条件付き段階B:前記計算されたトルク推定値が第2の限界値より高い状況に応答して前記係船ロープを繰り出させるように前記交流電動機を制御する、
− 段階C:所定期間待機し、前記トルク推定値を再計算し、前記段階Aから継続する
を行うように構成されている、[1]に記載の係船ウインチ。
[8] 係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、前記巻取りドラムを駆動する交流電動機と、前記交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための方法であって、該方法は、前記係船ロープの張力についての指標に基づいて前記周波数変換ユニットを制御すること(304)を含み、該方法が更に、
− 前記交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットすることと、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除することと、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動することと、
− 前記電動機のトルクの第1の値を定義することと、
− 別の所定期間について反対方向で前記交流電動機を運転することと、
− 前記電動機のトルクの第2の値を定義することと、
− 前記トルクの第1および前記第2の値を用いて前記トルク推定値を計算すること
をさらに含むことを特徴とする方法。
[9] 方法であって、
− 前記交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算することと、
− 前記磁束空間ベクトルおよび前記交流電動機の固定子電流の空間ベクトルに基づいて前記トルクの第1および第2の値を計算することと
を含む[8]に記載の方法。
[10] 前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回る状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを巻き上げるように制御され、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超える状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを繰り出すように制御され、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、[8]に記載の方法。
[11] 前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回った後で第1の所定の遅延時間(d3)が経過した状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを巻き上げるように制御され、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超えた後で第2の所定の遅延時間(d1)が経過した状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを繰り出すように制御され、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、[8]に記載の方法。
[12] 周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
− 条件付き段階A:前記計算されたトルク推定値が第1の限界値より低い状況に応答して前記係船ロープを巻き上げるように前記交流電動機を制御すること、
− 条件付き段階B:前記計算されたトルク推定値が第2の限界値より高い状況に応答して前記係船ロープを繰り出すように前記交流電動機を制御すること、
− 段階C:所定期間待機し、前記トルク推定値を再計算し、前記段階Aから継続すること
を含む、[8]に記載の方法。
[13] 係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するためのコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムは、プログラム可能なプロセッサに係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させるコンピュータが実行可能な命令を含み、該コンピュータプログラムは、プログラム可能なプロセッサに、
− 交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットさせ、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除させ、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記電動機のトルクの第1の値を定義させ、
− 所定間隔について反対方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記電動機の前記トルクの第2の値を定義させ、
− 前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用して、トルク推定値を計算させる、
コンピュータが実行可能な命令を更に含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
Claims (11)
- 係船ウインチであって、
− 係船ロープ(102)を巻き取るための巻取りドラム(101)と、
− 前記巻取りドラム(101)を駆動するようにされた交流電動機(103)と、
− 前記交流電動機(103)に電力を供給するようにされた周波数変換ユニット(104)と、
− 前記係船ロープ(102)の張力についての指標に基づいて前記周波数変換ユニット(104)を制御するようにされた制御ユニット(105)とを含み、
前記制御ユニット(105)は、
前記交流電動機(103)の回転速度の基準値を所定値にセットし、
前記係船ウインチのブレーキを解除し、
所定期間について一方の方向で前記交流電動機(103)を駆動し、
前記交流電動機(103)のトルクの第1の値を定義し、
前記所定期間について反対方向で前記交流電動機(103)を駆動し、
前記交流電動機(103)の前記トルクの第2の値を定義し、
前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用してトルク推定値(221)を計算する
ように構成されることを特徴とする係船ウインチ。 - 前記制御ユニット(105)は、
− 前記交流電動機(103)の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算し、
− 前記磁束空間ベクトルおよび前記交流電動機(103)の固定子電流の空間ベクトルに基づいて前記トルクの前記第1および前記第2の値を計算する
ようにされる請求項1に記載の係船ウインチ。 - 前記制御ユニットは、
前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回る状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを巻き上げさせ、前記トルク推定値が第2の所定の限界値(H+)を超える状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを繰り出させるように構成されており、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、請求項1に記載の係船ウインチ。 - 前記制御ユニットは、
前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回った後で第1の所定の遅延時間(d3)が経過した状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを巻き上げさせ、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超えた後で第2の所定の遅延時間(d1)が経過した状況に応答して、前記交流電動機に前記係船ロープを繰り出させるように構成されており、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、請求項1に記載の係船ウインチ。 - 前記制御ユニットは、
周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
− 条件付き段階A:前記計算されたトルク推定値が第1の限界値より低い状況に応答して前記係船ロープを巻き上げるように前記交流電動機を制御すること、
− 条件付き段階B:前記計算されたトルク推定値が第2の限界値より高い状況に応答して前記係船ロープを繰り出させるように前記交流電動機を制御すること、
− 段階C:所定期間待機し、前記トルク推定値を再計算し、前記段階Aから継続すること
を行うように構成されている、請求項1に記載の係船ウインチ。 - 係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、前記巻取りドラムを駆動する交流電動機と、前記交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するための方法であって、該方法は、前記係船ロープの張力についての指標に基づいて前記周波数変換ユニットを制御すること(304)を含み、該方法が更に、
− 前記交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットすることと、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除することと、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動することと、
− 前記交流電動機のトルクの第1の値を定義することと、
− 別の所定期間について反対方向で前記交流電動機を運転することと、
− 前記交流電動機のトルクの第2の値を定義することと、
− 前記トルクの第1および前記第2の値を用いてトルク推定値(221)を計算すること
をさらに含むことを特徴とする方法。 - 方法であって、
− 前記交流電動機の固定子磁束をモデル化するための磁束空間ベクトルを計算することと、
− 前記磁束空間ベクトルおよび前記交流電動機の固定子電流の空間ベクトルに基づいて前記トルクの第1および第2の値を計算することと
を含む請求項6に記載の方法。 - 前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回る状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを巻き上げるように制御され、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超える状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを繰り出すように制御され、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、請求項6に記載の方法。
- 前記トルク推定値(221)が第1の所定の限界値(H−)を下回った後で第1の所定の遅延時間(d3)が経過した状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを巻き上げるように制御され、前記トルク推定値(221)が第2の所定の限界値(H+)を超えた後で第2の所定の遅延時間(d1)が経過した状況に応答して、前記交流電動機が前記係船ロープを繰り出すように制御され、前記第2の所定の限界値は前記第1の所定の限界値よりも大きい、請求項6に記載の方法。
- 周期的な係船動作を成し遂げるために次の一連の段階、即ち、
− 条件付き段階A:前記計算されたトルク推定値が第1の限界値より低い状況に応答して前記係船ロープを巻き上げるように前記交流電動機を制御すること、
− 条件付き段階B:前記計算されたトルク推定値が第2の限界値より高い状況に応答して前記係船ロープを繰り出すように前記交流電動機を制御すること、
− 段階C:所定期間待機し、前記トルク推定値を再計算し、前記段階Aから継続すること
を含む、請求項6に記載の方法。 - 係船ロープを巻き取るための巻取りドラムと、巻取りドラムを駆動する交流電動機と、交流電動機に電力を供給する周波数変換ユニットとを含む係船ウインチの係船ロープ張力を制御するためのコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムは、プログラム可能なプロセッサに係船ロープの張力についての指標に基づいて周波数変換ユニットを制御させるコンピュータが実行可能な命令を含み、該コンピュータプログラムは、プログラム可能なプロセッサに、
− 交流電動機の回転速度の基準値を所定値にセットさせ、
− 前記係船ウインチのブレーキを解除させ、
− 所定期間について一方の方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記交流電動機のトルクの第1の値を定義させ、
− 前記所定期間について反対方向で前記交流電動機を駆動させ、
− 前記交流電動機の前記トルクの第2の値を定義させ、
− 前記トルクの前記第1および前記第2の値を使用して、トルク推定値を計算させる、
コンピュータが実行可能な命令を更に含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
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