JPH0423893Y2

JPH0423893Y2 -

Info

Publication number: JPH0423893Y2
Application number: JP11591587U
Authority: JP
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1992-06-04
Also published as: JPS6424083U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、スクラツプ鋼材等の吊上げ、運搬用
に用いられるリフテイングマグネツトの励磁量制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種のリフテイングマグネツトは、
磁性体と、磁性体を励磁する励磁コイルと、コイ
ルに直列に結合され、コイルの「励磁」及び「消
磁」のいずれか一方を選択指示する制御器と、こ
の制御器によつて制御される一対の接点と、制御
器が「励磁」を選択したときは前記励磁コイルに
接点を介して励磁電流を供給する電源とで構成さ
れている。

ところで、前記磁性体の発揮する磁力は、励磁
コイルに流れる励磁電流の増加に伴つて強くなる
が、前記励磁コイルは抵抗分も有するから、大電
流を流すとジユール熱によつて、徐々に発熱し、
遂には絶縁破壊を起こすようになる。

これは継続的に一定量以上の電流を流し続けた
場合も同様である。

そのため、従来、励磁電流値は、長時間通電を
行なつても最大許容温度を越えないように、予め
設定された定格値を超えない範囲で選択され、た
とえば短時間であつても前記選択値は変更される
ことなく低く抑えられていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

一方、絶縁破壊を起こす温度まで励磁コイルが
発熱するには一定の時間を要するのが通常であ
る。しかしながら、従来、長時間通電が行なわれ
ても、最大許容温度を超えないように、電流値を
低く設定している。このため、リフテイングマグ
ネツトの有する能力、即ち磁力を最大限に発揮で
きず、非常に効率が悪いという問題があつた。短
時間の通電の場合に特にその傾向が顕著であり、
作業能力の低下を生じていた。

そこで本考案は、短時間であれば、より大きな
値の電流を流し、磁性体の磁力を強めることがで
きるという点に着目し、作業時間中において最初
の効率を発揮できるようにしたリフテイングマグ
ネツトの励磁量制御装置を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案によれば、磁性体に巻装された励磁コイ
ルを有し、前記励磁コイルに励磁電流を供給する
電源に結合されて動作するリフテイングマグネツ
トにおいて、前記励磁コイルに励磁電流を流し続
ける時間を設定する時間選択器と、前記磁性体と
前記励磁コイルの少なくとも一方に結合され、現
在の発熱温度を検出する温度検出器と、該温度検
出器と前記時間選択器に結合され、前記検出した
温度と前記設定した時間とに基づいて前記励磁コ
イルに流し得る最大許容電流値を決定する演算器
と、該演算器に結合され、前記決定した最大許容
電流が前記励磁コイルに流れるようにした電流調
整器とを備えたことを特徴とするリフテイングマ
グネツトの励磁量制御装置が得られる。

〔実施例〕

次に、本考案に係るリフテイングマグネツトの
励磁量制御装置の一実施例を、第１図乃至第３図
を参照して説明する。

本実施例に係るリフテイングマグネツトの励磁
量制御装置は発熱温度θ、励磁電圧Ｅ、励磁電流
Ｉ、及び通電時間Ｔとの間に、 θ＝K₁・Ｉ・Ｅ・（１−e^-K2T）（但し、K₁，K₂
は定数）の関係が成立することに着目して、リフ
テイングマグネツトの制御を行なう。このリフテ
イングマグネツトは従来のリフテイングマグネツ
トと同様に制御器（第１図では図示せず）により
励磁及び消磁される。

本考案に係る励磁量制御装置は上式に基いて励
磁中の発熱温度を監視するために、時間選択器３
と温度検出器４とを有する。時間選択器３は、励
磁コイル１に励磁電流を供給する時間を予め運転
者が設定する装置であり、例えば、一定の入力時
間をデイジタル信号に変更して出力する。

また、温度検出器４は、励磁コイル１の現在の
発熱温度を検出する装置である。これは例えば励
磁コイル１と並列に接続され、励磁電圧を検出す
る電圧検出器４ａ、励磁コイル１と直列に接続さ
れ、励磁電流を検出する電流検出器４ｂ、及び、
両検出器に接続され、両検出値に基づいて、励磁
コイル１の発熱温度を演算する温度演算器４ｃと
を含んでいる。

本実施例に係るリフテイングマグネツトはまた
許容電流演算器５と、電流調整器６とを有する。
許容電流演算器５は、前記時間選択器３、及び前
記温度検出器４とに結合され、設定された時間
と、現在の発熱温度をパラメータとして、次工程
で流し得る最大許容電流の値を決定するものであ
る。そのため、許容電流演算器５は例えば、
RAM等から成るメモリ部５ａと、基本論理回路
の組み合わせから成る相関部５ｂとで構成する。
メモリ部５ａには、励磁コイル１の設計仕様の際
に定まる最大許容温度、ジユールの法則に基づく
後述の関係式を入力しておく。比較演算部５ｂに
は、前記設定時間と発熱温度が入力信号として与
えられ、各入力信号と前記メモリ部５ａ出力との
相関をとり、次工程で流すべき電流の値をあらわ
す制御信号を出力する。

また、電流調整器６は、許容電流演算器５に接
続され、前記制御信号を受けて励磁電流の値を調
整するものである。

そのため、例えば、整流前の交流側と整流後の
直流側とを備えた電源２の交流側に直列あるいは
並列に可飽和リアクトルを挿入し、該リアクトル
のインピーダンスを、前記制御信号により変化さ
せ、電源２の電圧を調整すればよい。また、電源
の交流側にRLC並列アドミタンス回路を設け、
反共振周波数を変化させて電源２の電圧を調整す
るようにしても良い。更に、電源２の直流側に可
変抵抗器を挿入し、前記制御信号を受けて作動す
るサーボモータと組み合わせることにより励磁電
流値を変化するようにしても良い。

次に、本実施例に係るリフテイングマグネツト
の励磁量制御装置の動作原理を説明する。いま、
質量ｍ、比熱ｃ、表面積Ｓ、放熱度νの導線から
成る励磁コイル１に、一定時間Ｔだけ電流Ｉを流
した場合、励磁コイル１の温度はジユール熱に基
づいてある温度θに達する。この場合における励
磁コイル１の温度上昇の関係式を下記に示す。

但し、Ｐ：励磁コイルの消費電力＝Ｉ・Ｅ＝
I²・Ｒ K₁：＝１／Ｓ・ν K₂：＝Ｓ・ν／ｍ・ｃ K₃：＝Ｒ／Ｓ・ν ＝ρl／π（d²／４）・１／π・ｄ・ｌ・ν ＝4ρ／π²νd³ （Ｒ：励磁コイルの抵抗分 ρ：抵抗率ｌ：導線の長さ π：3.1415……）電圧検出器４ａ及び電流検出器４ｂで、それぞ
れ上記式のＥ及びＩを検出し、温度演算器４ｃ
で式の関係式に従つて演算すると、現在の励磁
コイル１の発熱温度θを示すデータ信号が得られ
る。一方、′式より、電流検出器４ｂの検出値
のみでも同一データ信号が得られることがわか
る。

次に、上記′式に、最大許容温度θmに達しな
い範囲内における電流Ｉ及び通電時間Ｔとの関係
を計算する。ここでは、３種類の電流値I₁，I₂，
I₃（I₁＜I₂＜I₃）を選び、各電流値で通電を行なつ
たときの最大許容温度θmに到達または近接する
までの時間をT₁，T₂，T₃とする。

このとき、′は次式のように書き直すことが
できる。

θm≧K₃・I₁ ²・（１−e^-K2T1）＝K₃・I₂ ²・（１−e^-K2T2）＝K₃・I₃ ²・（１−e^-K2T3） …… （I₁＜I₂＜I₃）（T₁＞T₂＞T₃）従つて、上記式より、電流が増加すればそれ
に伴つて励磁コイル１の温度も急激に上昇する。
このことは温度をθm内に抑えるためには、電流
値が大きい程、通電時間を短くしなければならな
いことをあわらわしている。上記式の関係を図
示すると第２図の温度上昇特性図が得られる。

更に、前記′式の変形して次式を得る。

I²＝１／K₃・θ／（１−e^-K2T）上記式において、最大許容電流Imを流すた
めに、温度θ及び通電時間Ｔとの間の関係を求め
る。ここで、温度θ₁，θ₂及びθ₃のとき、最大励磁
電流Imに達するまでの時間をそれぞれT₁′，
T₂′，T₃′とすると次の関係式が成立する。

（但しθ_N:許容温度＝最大許容温度−現在の温
度）上記式は、同最大許容電流Imの下では、
温度が低いほど通電時間を長くできることを表わ
す。換言すれば、低い温度、短い通電時間であれ
ば、より大きな電流を流すことができる。上記
式の関係を図示すると第３図の関係図が得られ
る。第２図及び第３図において、通電時間T₁は
一般に長時間例えば１日に設定され、定格電流値
I₁を定める際の基準とされる。また、最大許容温
度θmは、励磁コイル１を構成する導線の吸収熱
量（＝ｍ・ｃ・dθ）と放出熱量（＝θ・Ｓ・
ν・dT）の合計が導線の絶縁被膜を溶かす直前
の温度とされ、リフテイングマグネツトの設計の
際に求めることができる。

本実施例では、このθmの値及び前記式及び
式の関係式を成立させる定数K₂，K₃，K₄の値
を許容電流演算器５のメモリ部５ａに入力してお
く。そして前記温度検出器４からの出力データ信
号と、メモリ部５ａの出力を相関部５ｂにて前記
式あるいは式の演算処理を施すことにより、
最大許容電流値Imを示す制御信号を得る。

許容電流演算器５からの制御信号は、電流調整
器６に導かれる。電流調整器６は、前記制御信号
を受けて、電源２の交流側に設けた可飽和リアク
トルの位相を変え、交流電圧の値を調整する。こ
の電圧は整流され、励磁コイル１に調整電流を供
給する。その結果、リフテイングマグネツトの励
磁量が制御される。

ところで、一般には前日又は前工程の作業状態
により、リフテイングマグネツトの温度が異なつ
ている。そのため、運転者が通電時間を設定する
目安が必要となる。そこで、毎日、１回目の吸引
操作の際、定格電流I₁が流れるよう許容電流演算
器５を制御し、現在のリフテイングマグネツトの
温度を算出する。そして、２回目以降の吸引操作
からマグネツトの励磁量を制御するようにすれ
ば、マグネツトの保護の観点から都合が良い。

尚、本実施例に係るリフテイングマグネツトの
励磁量制御装置は、予め通電時間を設定して動作
させる他、任意の通電時間に基づいてマニユアル
動作させることも可能である。これは、特に短時
間の小刻み運転の際に有効な手段となる。但し、
この場合は、運転中、最大許容温度θmに達した
時はその旨を運転者に知らせる警報回路を付加す
る必要がある。また、マニユアル動作中、最大許
容温度θmに達した時は、自動的に励磁電流値を
減少させるようにしても良い。但し、この場合
は、温度の低減勾配曲線を成立させる定数及び関
係式を前記許容電流演算器５に予め入力しておく
必要がある。

更に本実施例の他に、電圧を一定とした時の電
流値でリフテイングマグネツトの温度を換算した
場合や、汎用の温度センサーを直接励磁コイル１
の表面、あるいは励磁コイル１が巻装された磁性
体表面に取り付けても、本実施例と同様の効果が
得られる。

（効果）以上の説明のとおり、本考案によれば、リフテ
イングマグネツトの使用時間中において最高の効
率を発揮でき、作業効率を著しく向上するリフテ
イングマグネツトの励磁量制御装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係るリフテイン
グマグネツトの励磁量制御装置の基本的構成図、
第２図は、励磁電流をパラメータとした場合の温
度上昇特性図、第３図は、励磁コイルの発熱温度
をパラメータとした場合の使用時間−許容最大電
流の関係図を示す。１……リフテイングマグネツトの励磁コイル、
２……電源、３……時間選択器、４……温度検出
器、４ａ……電圧検出器、４ｂ……電流検出器、
４ｃ……温度演算器、５……許容電流演算器、５
ａ……メモリ部、５ｂ……相関部、６……電流調
整器、１０……制御器、１０ａ……制御接点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

磁性体に巻装された励磁コイルを有し、前記励
磁コイルに励磁電流を供給する電源に結合されて
動作するリフテイングマグネツトにおいて、前記
励磁コイルに励磁電流を流し続ける時間を設定す
る時間選択器と、前記磁性体と前記励磁コイルの
少なくとも一方に結合され、現在の発熱温度を検
出する温度検出器と、該温度検出器と前記時間選
択器に結合され、前記検出した温度と前記設定し
た時間とに基づいて前記励磁コイルに流し得る最
大許容電流値を決定する演算器と、該演算器に結
合され、前記決定した最大許容電流が前記励磁コ
イルに流れるようにした電流調整器とを備えたこ
とを特徴とするリフテイングマグネツトの励磁量
制御装置。