JP6575279B2 - 作業機械の制御装置 - Google Patents
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Description
なお、インバータの出力を制限している間は、その制限量に応じてマグネットの吸着力は低下するが、その後、温度が低下したら出力制限を解除するので、マグネットの吸着力は回復する。
図1に示すように、リフマグ機のエンジン1(例えばディーゼルエンジン)には発電機2が接続されている。エンジン1の駆動力によって発電機2が発電した交流電力は、インバータ3にて直流電力に変換される。直流電力は、インバータ3からマグネット4(リフティングマグネット)へ供給される。エンジン1の回転数に応じた交流電力(電圧)が発電機2からインバータ3へ出力される。吸着スイッチ7がONになると、インバータ3からの直流電力でマグネット4が励磁されて、磁性廃棄物をマグネット4で吸着することが可能となる。マグネット4は、インバータ3から送られてきた電圧に応じた磁力に励磁される。なお、作業条件にもよるが、マグネット4の励磁開始から釈放までの時間は、作業1回当り、例えば20秒前後である。
発電機2の温度に基づいて以下に記載するインバータ3の出力制御(マグネット4への印加電圧の制御)を行うようにコントローラ5は制御構成されている。まず、図2(a)を参照しつつ、マグネット4の励磁開始から釈放までの間のマグネット4への印加電圧の時間変化の基本について説明する。コントローラ5からの出力値指令により、励磁開始直後は、所定の電圧Vbを超える電圧Va(過励磁電圧)でマグネット4は励磁される(過励磁域)。この電圧Vaでの励磁時間は例えば3〜5秒である。その後、電圧Vbでマグネット4は励磁され、磁性廃棄物の移動などが終了するとマグネット4は釈放される。マグネット4が釈放されるまでの電圧Vbで励磁される期間、すなわち定常域の長さ(励磁時間)は、作業によって異なるが、例えば15秒程度である。
なお、マグネット4を励磁するのは長時間連続して行うものではなく、前記したように、作業1回当りの励磁時間は20秒前後であり、作業の合間はマグネット4のコイルに電流は流れていない。
図3は、発電機2のある出力におけるマグネット4および発電機2のそれぞれの温度の時間変化を示す図である。図3に示したように、単位時間(数十秒程度)毎のマグネット4の温度の変化量Tmと発電機2の温度の変化量Tgとの差は、時間変化によらずある程度の範囲に収まる。
図4を参照しつつ、コントローラ5による印加電圧の制御フローを説明する。前提として、エンジン1が回転しているとき、エンジン回転数に応じた発電機2からの出力でマグネット4は励磁される状態にある。
図2(b)に示すマップの変形例を図5に示している。図2(b)に示すマップでは、温度センサ8により検出された発電機2の温度が第1温度T1に達した後は、インバータ3の出力であるマグネット4への印加電圧の上限値を徐々に小さくしていき、その後、第3温度T3にまで発電機2の温度が低下したら、マグネット4への印加電圧の上限値を徐々に大きくしていった(戻していった)が、これに代えて、発電機2の温度が第1温度T1に達したら、マグネット4への印加電圧の上限値をすぐに例えばVminにまで小さくし、その後は、発電機2の温度が第2温度T2にまで戻る(低下する)まで、上限値をVminに制限する。そして、発電機2の温度が第2温度T2にまで戻ったら、出力制限を解除して、過励磁域は電圧Vaをマグネット4に印加する。
前記した実施形態では、温度センサ8により検出された発電機2の温度に基づいてインバータ3の出力を制限する例を示したが、これに代えて、温度センサ9により検出されたマグネット4の温度に基づいて、発電機2の温度に基づく場合と同様のインバータ3の出力制限制御(前記した制御)を行うことも好ましい。保護対象であるマグネット4の温度を直接制御することになるので、より正確なマグネット保護制御となる。なお、マグネット4は衝撃力を受けやすい部分であるので、温度センサ9として耐久性を考慮した温度センサを採用する。
図2(b)に示した実施形態では、インバータ3の出力の制限量を徐々に線形(直線状)で増大させたり減少させたりしているが、インバータ3の出力の制限量を非線形(直線状でない)で増大させたり減少させたりしてもよい。
本発明によると、発電機温度センサにより検出された発電機の温度、又はマグネット温度センサにより検出されたリフティングマグネットの温度が第1温度に達したらインバータの出力を制限する。これにより、リフティングマグネット(マグネット)の温度上昇を抑制することができ、マグネットを構成するコイルのインダクタンスの劣化やコイル破壊を防止することができる。なお、インバータの出力を制限している間は、その制限量に応じてマグネットの吸着力は低下するが、その後、温度が低下したら出力制限を解除するので、マグネットの吸着力は回復する。
2:発電機
3:インバータ
4:マグネット(リフティングマグネット)
5:コントローラ(本体制御装置)
6:ECU
7:吸着スイッチ
8:温度センサ(発電機温度センサ)
9:温度センサ(マグネット温度センサ)
T1:第1温度
T2:第2温度
T3:第3温度
Vmin:下限電圧(下限出力)
Tg:発電機の温度の変化量
Tm:リフティングマグネットの温度の変化量
Claims (5)
- エンジンと、前記エンジンに接続された発電機と、前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換し、且つ直流電力を出力するインバータと、前記インバータから直流電力が供給されるリフティングマグネットと、を備える作業機械の制御装置であって、
前記インバータに接続された本体制御装置と、
前記発電機に取り付けられた発電機温度センサ、又は前記リフティングマグネットに取り付けられたマグネット温度センサと、
を備え、
前記インバータは、前記リフティングマグネットの励磁開始から釈放までの間において、励磁開始直後の過励磁域で所定電圧を超える電圧を出力し、前記過励磁域の後の定常域で前記所定電圧を出力し、
前記本体制御装置は、前記発電機温度センサにより検出された前記発電機の温度、又は前記マグネット温度センサにより検出された前記リフティングマグネットの温度が第1温度に達したら前記過励磁域で前記インバータの出力を制限し、前記第1温度よりも低い第2温度にまで戻ったら出力制限を解除するように制御構成されている、
ことを特徴とする、作業機械の制御装置。 - 請求項1に記載の作業機械の制御装置において、
前記本体制御装置は、検出された前記発電機の温度、又は検出された前記リフティングマグネットの温度が第1温度に達したら前記インバータの出力の制限制御を開始するとともにその制限量を徐々に増大させていき、前記第2温度よりも高い第3温度にまで低下したら前記インバータの出力制限量を徐々に減少させていくように制御構成されている、
ことを特徴とする、作業機械の制御装置。 - 請求項2に記載の作業機械の制御装置において、
前記本体制御装置は、前記インバータの出力の制限量を徐々に増大させていった結果、前記インバータの出力が、前記リフティングマグネットへの予め決められた下限出力に達した場合、当該下限出力を維持し、その後、検出された前記発電機の温度、又は検出された前記リフティングマグネットの温度が前記第3温度にまで低下したら前記インバータの出力制限量を徐々に減少させていくように制御構成されている、
ことを特徴とする、作業機械の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の作業機械の制御装置において、
前記発電機温度センサ、および前記マグネット温度センサをいずれも備えており、
前記本体制御装置は、検出された前記発電機の温度の変化量と検出された前記リフティングマグネットの温度の変化量との差を求め、この差が異常な値であると判断すると、前記インバータの出力を制限するように制御構成されている、
ことを特徴とする、作業機械の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の作業機械の制御装置において、
前記本体制御装置は、検出された前記発電機の温度に基づいて前記インバータの出力制御を行うように制御構成されている、
ことを特徴とする、作業機械の制御装置。
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