JPH0230998B2

JPH0230998B2 -

Info

Publication number: JPH0230998B2
Application number: JP57094107A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Takenaga; Toshiro Hanawa; Akio Onose
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-06-03
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1990-07-10
Also published as: JPS58212590A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気ホイストの制御方法に係り、さ
らに詳細には、定格荷重による巻き上げ速度と、
定格荷重よりも軽い荷重を巻き上げることによる
前記速度を越える速度とを、一定出力により連続
的または段階的に可変する電気ホイストの制御方
法に関する。

同一電動機の極数変換や周波数変換、または複
数電動機のギヤ結合による切換えなどの手段を用
い、一定出力にもとづく定格荷重の巻き上げ速度
と、定格荷重よりも軽い荷重を巻き上げることに
よる前記速度を越える速度、たとえば２倍の速度
（以下、２倍速という。）との電動機トルク特性を
例示すると、第１図のごときである。すなわち、
第１図は、電動機の巻き上げ速度とトルクとの関
係を示す特性線図である。

図示のように、定格荷重W₁に相当する定格ト
ルクT₁時の巻き上げ速度N₁にたいし、２倍速N₂
時には、発生トルクはT₂となる。

このため、定格トルクT₁、巻き上げ速度N₁の
定格荷重W₁から、トルクT₂に相当する荷重W₂ま
での間の、ある荷重を巻き上げ速度N₁によつて
巻き上げ、次に、２倍速N₂で巻き上げ、または
巻き下げを行うと、トルク不足となり荷重が落下
してしまうものである。

したがつて、従来一般には、定格荷重W₁その
ものを、トルクT₂に相当する荷重W₂にする、す
なわちダウンするか、または巻き上げ速度に係る
２倍速N₂時の出力をアツプ（本例では約２倍）
して使つているものである。

このため、たとえば、定格荷重W₁時には低速
でよく、軽荷重に係る荷重W₂時には高速が欲し
いという使い方の場合には、電動機は極めて効率
の悪い使い方となるものである。

本発明の目的は、定格荷重時には低速を、軽荷
重時には高速を要する用途において、電動機使用
効率の向上化、ひいてはホイスト操作時間の短縮
化をはかることのできる電動ホイストの制御方法
を提供することにある。

前記目的は、定格荷重による巻き上げ速度と、
定格荷重よりも軽い荷重を巻き上げることによる
前記速度を越える速度とを、一定出力により連続
的または段階的に可変する手段を有する電気ホイ
ストにおいて、個々の荷重を巻き上げるに際し、
巻き上げ動作開始にともなう起動電流の終了時点
で、その荷重トルクを電流検出器によつて電流値
として検知し、この電流値を荷重トルクに換算し
て、その荷重トルクに対応する速度可変範囲の最
高値を記憶装置に記憶せしめるとともに、この記
憶値を、荷重を変えての次の起動電流検出完了時
まで保持して、前記個々の荷重の巻き上げに際
し、最初の巻き上げ動作に続く巻き上げ、さらに
は巻き下げ時の速度可変範囲の最高値を前記記憶
値に制限することによつて達成される。

次に、本発明に係る各実施例を各図を参照して
説明する。

まず、第２図は、本発明の一実施例に係る電気
ホイストの制御方法の実施に供せられる制御装置
のブロツク回路図、第３図は、電動機の定格トル
クとインバータ出力周波数との間係を示す特性線
図、第４図は、そのタイムチヤート図である。

しかして、本実施例に係るものは、インバータ
により、電気ホイストの巻き上げ電動機である籠
形誘導電動機の入力電圧、周波数を可変し、商用
周波数60Hzに相当する巻き上げ速度から、120Hz
に相当する巻き上げ速度まで、吊上げ荷重に応じ
て、連続的に可変できるようにしたものである。

そして、第２図において、１はインバータで、
これは、一定出力によつて、一定荷重を巻き上げ
ることのできる速度と、当該荷重を低減すること
により前記速度を越える速度とを、連続的に可変
させるようにした手段に係るものであり、２はイ
ンバータ制御回路、３は、電気ホイストの巻き上
げ電動機に係る電動機、４は電流検出部、５は周
波数演算回路、６は上限周波数演算回路、７は記
憶装置で、８は電池、１４は、外部操作入力であ
る、“巻き上げ”または“巻き下げ”の動作信
号、１５は速度設定信号を示すものである。

すなわち、商用電源入力は、インバータ１を介
して巻き上げ電動機に係る電動機３へ供給される
ものである。

そして、このインバータ１は、外部操作入力で
ある、“巻き上げ”または“巻き下げ”の動作信
号１４、および速度指令としての、次に述べる周
波数ｆに係る周波数設定信号を受けるインバータ
制御回路２により、その出力パルス幅およびパル
ス数を変えて、電動機３の定格トルクとインバー
タ出力周波数とが、第３図に示す特性曲線になる
ごとくして、電動機３の出力がほぼ一定となるよ
うに制御されるごとくしたものである。

しかして、速度設定信号１５に係る、外部から
の周波数f₁に係る周波数設定信号は、後述する記
憶装置７からの上限周波数f_Mに係る信号（記憶
値）とともに、周波数演算回路５に加えられたの
ち、インバータ制御回路２に向けて、前述した周
波数ｆに係る周波数設定信号として出力されるも
ので、前記の周波数演算回路５では、f₁（外部か
らの周波数設定信号）≦f_M（上限周波数信号）のと
きにはｆ（周波数設定信号）＝f₁として、また、f₁
（外部からの周波数設定信号）＞f_M（上限周波数信
号）のときには、ｆ（周波数設定信号）＝f_Mとして
出力するようになつているものである。なお、Ｖ
は電圧指令に係るものである。

前述したが、上述のインバータ１と電動機３と
の間には電流検出部４があり、これは、常時、電
気ホイストの巻き上げ荷重を、電源電圧の変動に
たいし、また、電動機印加周波数の、その値にた
いして真正に校正された、電流値Ｉとして、上限
周波数演算回路６へ向けて出力しているものであ
る。

そして、この上限周波数演算回路６では、その
入力された電流値Ｉを荷重トルクに換算し（たと
えば、電流値ＩがI₀のときT₀とする。）、予め記憶
されている、第３図の電動機の定格トルク（％）
−インバータ出力周波数（Hz）特性より設定可能
な上限周波数としてのf_Mを演算して、これを記憶
装置７へ出力するようにしたものである。

また、この記憶装置７は、電池８によりバツク
アツプされており、電源OFF時にも、その値を
保持するようになつているもので、さらに、動作
信号１４に係る“巻き下げ”に続く“巻き上
げ”、すなわち荷重を変えての次の起動電流検出
の都度、新しい信号に係る上限周波数としてのf_M
を読み込むようになつているものである。

すなわち、上述した構成においては、既述構成
のインバータ１、これとともに電動機３の出力が
ほぼ一定となるように制御するインバータ制御回
路２を備えるとともに、電気的手段に係る、電流
検出部４、上限周波数演算回路６、記憶装置７お
よび周波数演算回路５などを具備せしめ、まず、
電流検出部４により、個々の荷重を巻き上げるに
際し、その巻き上げ動作開始にともなう起動電流
の終了時点で、当該巻き上げ荷重を電流値I₀とし
て検知したうえ、これを上限周波数演算回路６へ
出力させるようにし、この入力を上限周波数演算
回路６で荷重トルクに換算して、これにより上限
周波数f_Mを演算し、この演算値を記憶値に係る上
限周波数として記憶装置１に記憶させるようにす
ると同時に、その記憶値を、巻き下げ動作を介し
た次の巻き上げ動作の始まるまで、さらに詳しく
は、荷重を変えての次の起動電流検出完了時まで
保持せしめるように構成したものである。

そして、上記の上限周波数f_Mは、既述のごとく
周波数演算回路５に、外部からの周波数設定信号
に係る周波数f₁とともに加えられ、この周波数演
算回路５では、f₁≦f_Mのときにはインバータ制御
回路２への周波数設定信号に係る周波数ｆはｆ＝
f₁として、またf₁＞f_Mのときにはｆ＝f_Mとして出
力するようにして、最初の巻き上げ動作に続く巻
き上げ、さらには巻き下げ時の速度可変範囲の最
高値を記憶値に係る上限周波数f_Mに制限するよう
に構成したものである。

上記の構成になるものによる電気ホイストの制
御方法を、第４図をあわせ、次に説明する。

いま、さきに述べた換算の荷重トルクT₀を、
“巻き上げ”、“巻き下げ”した場合と、同じく
他の軽荷重の荷重トルクT₀′を“巻き上げ”、
“巻き下げ”した場合との、記憶装置７の内容の
変化を示すと、第４図のごとくになり、このと
き、荷重トルクT₀，T₀′にたいする上限周波数を
f_M、f_M′とする。

すなわち、荷重トルクT₀を巻き上げると、起
動電流の終つた時点Ａで、その荷重トルクT₀に
たいする上限周波数f_Mが記憶装置７に読み込ま
れ、その後に続く、巻き上げ（）、巻き下げ
（）の速度、すなわち設定周波数可変範囲は、
60Hz〜f_MHzまでに制限され、最高値はf_MHzに制限
される。

また、荷重トルクT₀′に変えての、巻き上げ
（）時には、同様に、起動電流の終つた時点Ｂ
で、その荷重トルクT₀′にたいする上限周波数
f_M′が記憶装置７に読み込まれ、その後に続く、
巻き上げ（）、巻き下げ（）の速度、すなわ
ち設定周波数可変範囲は、60Hz〜f_M′Hzまでに制
限され、最高値はf_M′に制限される。そして、巻
き下げ（）後に、断続すなわちインチングして
再び巻き下げ（）を行つても同様の値に制限さ
れる。

このように、たとえば荷重トルクT₀時には、
インバータ１へは周波数60Hz〜f_MHzに制限される
ため、電動機３のトルクは、60HzのT_Hから最小
でも前記T₀が確保され（第３図参照）、一度巻き
上つた荷重が、次の動作で落下することはないも
のである。

以上のように、本実施例によれば、同一出力の
電動機により、冒頭に述べたような、定格荷重ト
ルクを第３図に示すごときT_L（120Hzのときの巻
き上げ可能なトルク）にダウンすることなく、巻
き上げ速度、すなわち設定周波数の可変範囲の最
大値を自動的に、連続して制限することができ
る。

なお、「電動機の速度制御装置」と題する実開
昭52−170207号には、負荷トルクに応じた速度制
御に関する技術が開示されているが、同号に開示
されているている技術は、荷重巻き上げ、さらに
は荷重巻き下げにともなう電動機起動の都度、電
動機を定格速度まで加速し、その後、一旦加速を
完了させ、加速途中で測定された負荷電流にもと
づいて電動機の最高速度を決定するというもので
ある。

これに対し、本発明においては、個々の荷重を
巻き上げるに際し、巻き上げ動作開始にともなう
起動電流か終了した時点で、その荷重トルクに対
応する最高速度が決定され、この最高速度は、荷
重を変えての次の起動電流検出完了時まで保持さ
れるものであつて、前掲実開昭52−170207号のよ
うに、荷重巻き上げ、さらには荷重巻き下げにと
もなう電動機起動の都度、電動機を定格速度まで
加速し、その後、一旦加速を完了させ、加速途中
で測定された負荷電流にもとづいて電動機の最高
速度を決定する必要はなく、電動機使用効率の向
上化、換言すると、ホイスト操作時間の短縮化を
はかることができる。

次に、第５図は、本発明の他の実施例に係る電
気ホイストの制御方法の実施に供せられる制御装
置のブロツク回路図、第６図は、その電動機の定
格トルクと巻き上げ速度、極数との関係を示す特
性線図である。

しかして、本実施例に係るものは、さきの実施
例のごときインバータを使わず、同じ電動機を同
一出力で極数変換して使用するようにした点で第
１図のものと異なるもので、極数切換電動機の極
数切換えにより、たとえば４極時の巻き上げ速度
から、２極時の約２倍の巻き上げ速度まで、吊上
げ荷重に応じて段階的、つまり２段階に可変でき
るようにしたものである。

そして、第５図において、第２図と同一符号の
部分は同等部分を示し、９は極数切換回路で、一
定荷重を巻き上げることができる速度と、当該荷
重を低減することにより前記速度を越える速度と
を、段階的に可変させるようにした手段に係るも
のであり、１０は極数切換制御回路、１１は極数
切換電動機に係る電動機、１２は限界極数演算回
路、１３は極数演算回路である。

また、図示のP₁は、速度設定信号１５に係る、
外部からの極数設定信号に係る極数、P_Mは、記
憶装置７からの信号（記憶値）に係る上限極数、
Ｐは、極数切換制御回路１０、極数切換回路９に
加えられる極数設定信号に係る極数（極数指令
値）である。

そして、電流検出部４、限界極数演算回路１
２、記憶装置７、極数演算回路１３などは電気的
手段に係るものであり、電流検出部４は、常時、
電気ホイストの巻き上げ荷重を、電源電圧の変
動、電動機の極数の、その値にたいし真正に校正
された、電流値Ｉとして限界極数演算回路１２に
出力しているものである。

しかして、第６図で、T_Hは、電動機１１の４
極時の電動機の定格トルク、T_Lは、２極時の定
格トルクを示すものである。

図示構成のものによる本実施例では、巻き上げ
時に、荷重T₀に相当する電流としてＩを検出し
たとすると、限界極数演算回路１２では、T_H≧
T₀＞T_Lのときには、P_M＝４を、T_L≧T₀のときに
は、P_M＝２を記憶装置７に送り込むものである。

ここで、次に続く操作で、たとえば、速度設定
信号１５（＝極数設定信号）としてP₁が指令さ
れたとすると、極数演算回路１３では、記憶装置
７よりの記憶値P_Mと比較して、P₁≧P_Mのときに
は、Ｐ＝P₁（すなわち、電動機の極数が増すと速
度が遅くなる）、P₁＜P_Mのときには、Ｐ＝P_M（す
なわち、電動機の極数が減ると速度が速くなる）
として、極数指令値Ｐを、極数切換制御装置に係
る極数切換制御回路１０へ送つて、制御を行うよ
うにするものである。

なお、段階的に制御する電動機として、親、子
電動機を用い、これらを切換えて制御するように
することができるものである。

本発明は以上のごときであり、本発明において
は、個々の荷重を巻き上げるに際し、巻き上げ動
作開始にともなう起動電流か終了した時点で、そ
の荷重トルクに対応する最高速度が決定され、こ
の最高速度は、荷重を変えての次の起動電流検出
完了時まで保持されるものであつて、前掲実開昭
52−170207号のように、荷重巻き上げ、さらには
荷重巻き下げにともなう電動機起動の都度、電動
機を定格速度まで加速し、その後、一旦加速を完
了させ、加速途中で測定された負荷電流にもとづ
いて電動機の最高速度を決定する必要はなく、定
格荷重時には低速を、軽荷重時には高速を要する
用途において、電動機使用効率の向上化、ひいて
はホイスト操作時間の短縮化をはかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電動機の巻き上げ速度とトルクとの
関係を示す特性線図、第２図は、本発明の一実施
例に係る電気ホイストの制御方法の実施に供せら
れる制御装置のブロツク回路図、第３図は、電動
機の定格トルクとインバータ出力周波数との関係
を示す特性線図、第４図は、そのタイムチヤート
図、第５図は、他の実施例に係る電気ホイストの
制御方法の実施に供せられる制御装置のブロツク
回路図、第６図は、その電動機の定格トルクと巻
き上げ速度、極数との関係を示す特性線図であ
る。１……インバータ、２……インバータ制御回
路、３，１１……電動機、４……電流検出部、５
……周波数演算回路、６……上限周波数演算回
路、７……記憶装置、８……電池、９……極数切
換回路、１０……極数切換制御回路、１２……限
界極数演算回路、１３……極数演算回路、１４…
…動作信号、１５……速度設定信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１定格荷重による巻き上げ速度と、定格荷重よ
りも軽い荷重を巻き上げることによる前記速度を
越える速度とを、一定出力により連続的または段
階的に可変する手段を有する電気ホイストにおい
て、個々の荷重を巻き上げるに際し、巻き上げ動
作開始にともなう起動電流の終了時点で、その荷
重トルクを電流検出器によつて電流値として検知
し、この電流値を荷重トルクに換算して、その荷
重トルクに対応する速度可変範囲の最高値を記憶
装置に記憶せしめるとともに、この記憶値を、荷
重を変えての次の起動電流検出完了時まで保持し
て、前記個々の荷重の巻き上げに際し、最初の巻
き上げ動作に続く巻き上げ、さらには巻き下げ時
の速度可変範囲の最高値を前記記憶値に制限する
ことを特徴とする電気ホイストの制御方法。