JPH0558586A - クレーン走行用電動機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天井クレーン本体の斜行運転、ガーダの捻り
現象を未然に防止できるクレーン走行用電動機の駆動装
置とする。 【構成】 走行車輪を介し走行レールに沿って天井クレ
ーン本体を走行させる複数の走行用電動機毎に各々イン
バータ手段４３，４４を設け、前記各走行用電動機の負
荷電流を検出し、ストール防止機能により前記各インバ
ータ手段４３，４４から各走行用電動機への出力周波数
を制御するとともに、前記ストール防止機能のための出
力周波数を勾配調整ボリューム４１で可変調整するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーン走行用電動機
の駆動装置に関するものであり、特に、各種の移動クレ
ーンに配設された複数の走行用電動機を適宜制御し、該
クレーンを適正に走行させるクレーン走行用電動機の駆
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来より一般的に使用されている
かご形電動機を可変速制御するインバータ制御を示す概
念図であり、図５は図４のインバータ制御による電動機
を天井形クレーン走行用に使用した状態を示す説明図で
ある。

【０００３】図４において、１は三相交流電源、２はノ
ーヒューズブレーカ、３は電磁接触器である。４は交流
電源を直流電源に変換するコンバータ、５は突入電流を
抑制する突入電流抑制抵抗、６はリレースイッチ、７は
直流電源を平滑化する平滑コンデンサ、８は所定の電圧
及び周波数の交流電源に変換するインバータ部、９は計
測用の電流検出器であるＣＴ、１０は上記の４から９の
各構成要素で構成されているインバータ本体である。１
１はインバータ本体１０の出力電流、直流電圧、電源等
を検出する検出回路、１２はインバータ本体１０の出力
周波数及び出力電圧を演算する演算回路、１３はインバ
ータ部８に供給されるインバータ駆動信号を生成する駆
動回路、１４は上記の１１から１３の各回路で構成され
ている制御回路である。１５は演算回路１２に演算用の
指令を供給する入力信号、１６は周知のかご形電動機で
ある。

【０００４】図５において、２０は天井クレーン本体、
２１は天井クレーン本体２０の走行を案内する走行レー
ル、２２は走行レール２１上を転動する走行車輪、２３
は天井クレーン本体２０のガーダ、２４はロープを巻取
る巻取ドラム、２５は巻取ドラム２４駆動用の電動機、
２６，２７は減速機、２８は天井クレーン本体２０に配
設されているクレーン用制御盤、２９はクレーンのフッ
ク、３０は天井クレーン本体２０を走行させる走行用電
動機、３１はブレーキである。

【０００５】次に、図４の構成のインバータ本体１０及
び制御回路１４によりかご形電動機１６を可変速制御す
るインバータ制御動作について説明する。

【０００６】インバータ制御により電動機の運転を行な
うには、まず、ノーヒューズブレーカ２及び電磁接触器
３を投入し、三相交流電源１とインバータ本体１０とを
導通状態にし、三相交流電源１をコンバータ４で全波整
流して直流電源を作る。このとき、平滑コンデンサ７に
は充電のために大きな突入電流が流れるので、突入電流
抑制抵抗５によってピーク電流を制限し、この突入電流
抑制抵抗５を経た直流電源により平滑コンデンサ７が充
電される。充電完了後、リレースイッチ６により突入電
流抑制抵抗５を短絡する。こうして平滑された脈動分の
少ない直流電源がインバータ部８に供給される。そし
て、インバータ部８に内臓された６個のトランジスタの
各ベース信号を交互に適宜オン，オフすることにより、
直流電源から方向の反転する電流をトランジスタのコレ
クタ−エミッタ間に流し所望の交流電源を作る。通常、
方向の異なる交流を同じ時間オンし、合計ｔ秒間流した
とすると、ｆ＝１／ｔ（Hz）の周波数が得られる。ま
た、これらのインバータの基本主回路からなるインバー
タ本体１０に加え、これを制御する制御回路１４を有し
ており、検出回路１１で出力電流、直流電圧、電源等の
値を検出し、入力信号１５から運転指令、速度指令、加
減速時間、Ｖ／Ｆパターン等を得て、運転中の各検出値
を比較監視して出力周波数、出力電圧を演算回路１２で
演算し、その結果をインバータ部８のトランジスタのス
イッチング信号に換算して出力する。この出力信号は駆
動回路１３によってインバータ部８内のトランジスタモ
ジュールを駆動するベース信号に増幅される。こうした
インバータ制御によって複数のかご形電動機１６は適宜
可変側駆動される。

【０００７】続いて、上記のインバータ制御による複数
のかご形電動機１６を用いて天井クレーン本体２０を走
行させる動作について説明する。

【０００８】図５において、上記のインバータ本体１０
や制御回路１４は天井クレーン本体２０のガーダ２３内
のクレーン用制御盤２８に収納されている。また、この
天井クレーン本体２０を走行させる走行用電動機３０に
は、上記のかご形電動機１６が採用されている。そし
て、インバータ本体１０からの出力信号により走行用電
動機３０を駆動し、このモータ軸に接続された減速機２
６を介して複数の走行車輪２２を適宜駆動することによ
り、天井クレーン本体２０は走行レール２１に沿って走
行する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のク
レーン走行用電動機の駆動装置では、天井クレーン本体
２０のガーダ２３の左右に各々走行用電動機３０を配し
て、この各走行用電動機３０を図４のように通常１台の
共通のインバータ本体１０で同時運転し、天井クレーン
本体２０を走行させていた。即ち、複数の走行用電動機
３０に対し１台のインバータ手段（インバータの定格出
力電流≧モータ定格電流の総和×１．１）で制御してい
た。

【００１０】したがって、天井クレーン本体２０が走行
中、走行レール２１と走行車輪２２との間で摩擦抵抗、
すべり、走行用電動機３０の駆動伝達誤差等の種々の影
響を受け、ガーダ２３の左右に位置する走行車輪２２の
走行位置が変化し、天井クレーン本体２０が斜行運転と
なることがあった。また、この現象が著しくなり、天井
クレーン本体２０のガーダ２３に捻りが生じた場合に
は、先行する走行用電動機３０がオーバーロードとな
り、過電流により天井クレーン本体２０の加速が停止す
る等の問題があった。

【００１１】そこで、この発明は、複数の走行用電動機
３０の各負荷電流を検出し、各走行用電動機３０への出
力周波数を適宜制御することにより、天井クレーン本体
２０の斜行運転、ガーダ２３の捻り現象を未然に防止で
きるクレーン走行用電動機の駆動装置の提供を課題とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるクレーン
走行用電動機の駆動装置は、走行車輪を介し走行レール
に沿って移動クレーンを走行させる複数の走行用電動機
を各々独立して制御するインバータ手段と、前記各走行
用電動機の負荷電流を検出し、ストール防止機能により
前記各インバータ手段の出力周波数を制御するととも
に、前記ストール防止機能のための出力周波数を可変調
整する制御手段とを具備するものである。

【００１３】

【作用】本発明のクレーン走行用電動機の駆動装置にお
いては、移動クレーンを走行させる複数の走行用電動機
毎に各々インバータ手段を設け、各走行用電動機の負荷
電流を検出し、各走行用電動機への出力周波数を適宜制
御するものであるから、移動クレーン走行時の摩擦抵抗
や走行用電動機からの駆動伝達誤差、すべり等により発
生する移動クレーンの斜行運転、ガーダの捻り現象を未
然に防止できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明をする。

【００１５】図１は本発明の一実施例であるクレーン走
行用電動機の駆動装置を示す結線図である。なお、図５
は従来例と共通であり、図５は図１のインバータ制御に
よる電動機を天井形クレーン走行用に使用した状態を示
す説明図である。図中、上記従来例と同一符号及び記号
は上記従来例の構成部分と同一または相当する構成部分
を示す。

【００１６】図において、４０はストール信号、４１は
ストール機能時の勾配調整ボリューム、４２はインバー
タの出力周波数及び出力電圧を演算する演算回路、４３
は主回路と各制御回路からなるインバータ手段、４４も
インバータ手段４３と同一構成のインバータ手段であ
る。この実施例では、各インバータ手段４３，４４は各
々電磁接触器３の二次側に配線されており、２台のイン
バータ手段４３，４４の出力側に各々かご形電動機１６
が個別に接続されている。

【００１７】次に、上記構成のインバータ手段４３，４
４によりかご形電動機１６を可変速制御するインバータ
制御動作について説明する。

【００１８】本実施例の場合も、従来と同様に三相交流
電源１をコンバータ４で全波整流して直流電源を作り、
突入電流抑制抵抗５を経た直流電源により平滑コンデン
サ７が充電され、平滑された脈動分の少ない安定直流電
源がインバータ部８に供給される。インバータ部８に内
臓された６個のトランジスタは駆動回路１３からの信号
により、オン，オフを繰返えし、所定の交流電源を作
る。例えば、方向の異なる交流を同じ時間、０．５秒間
づつ合計１秒間流したとすると、ｆ＝１／１＝１（Hz）
の周波数が得られる。この周波数を適宜可変して、かご
形電動機１６を可変速駆動させる。

【００１９】続いて、本実施例のクレーン走行用電動機
の駆動装置による天井クレーン本体２０を走行させる動
作を図２及び図３を用いて説明する。図２は本発明の一
実施例であるクレーン走行用電動機の駆動装置による走
行車輪の走行状態を説明する説明図、図３は本発明の一
実施例であるクレーン走行用電動機の駆動装置のインバ
ータの出力周波数特性を示す特性図である。図中、上記
従来例と同一符号及び記号は上記従来例の構成部分と同
一または相当する構成部分を示す。

【００２０】図２において、いま、天井クレーン本体２
０が走行レール２１上を矢印方向にインバータからの走
行指令に基づき走行用電動機３０を駆動し、減速機２７
を介して走行車輪２２を適宜駆動することにより走行す
るとき、走行レール２１と走行車輪２２との間に摩擦抵
抗、駆動伝達誤差、すべり等の影響がない場合は、天井
クレーン本体２０は無理なく正常に理想的な走行運転を
する。この正常運転状態を図２の（ａ）に示す。なお、
この天井クレーン本体２０を走行させる走行用電動機３
０には、上記図１中のかご形電動機１６が採用されてい
る。

【００２１】しかし、走行レール２１と走行車輪２２と
の間に上記の摩擦抵抗、駆動伝達誤差、すべり等の影響
が発生した場合には、天井クレーン本体２０は斜行運転
となる。この斜行運転状態を図２の（ｂ）に示す。この
とき、先行した側の走行車輪２２は走行レール２１と走
行車輪２２との間で摩擦抵抗が増大し、右側及び左側の
各走行車輪２２は斜行状態のまま走行する。この様な走
行状態の場合は、摩擦力の大きい先行した側の走行車輪
２２を駆動する走行用電動機３０のインバータ手段４３
のＶ／Ｆパターンに乱れが生じ、インバータ手段４３の
定格電流以上の負荷電流が流れ、過電流遮断の要因とな
り、天井クレーン本体２０の走行が停止する。斯かる現
象は走行用電動機３０の加速時、定速時、減速時のいつ
でも似た状況が発生する可能性がある。

【００２２】ここで、走行用電動機３０の加速時、定速
時、減速時の出力周波数の制御について図３を用いて説
明する。

【００２３】例えば、加速中に前記のような要因によ
り、走行車輪２２が斜行状態になると、先行した側のイ
ンバータ手段４３の定格電流以上の負荷電流が走行用電
動機３０に流れることになる。そこで、この負荷電流が
インバータ手段４３の定格電流の１５０％以上になる
と、ストール防止機能により予め設定してあるＶ／Ｆパ
ターンによる出力周波数の上昇を一旦停止保持（図３の
ａ点）するとともに、後方側のインバータ手段４４の出
力周波数の上昇率を現状の約１／２程度に抑えて出力
し、先行した側の走行用電動機３０の負荷電流の減衰を
図る。負荷電流が減少し、ストール防止機能が解除され
ると、先行していた側と後方側の走行用電動機３０の両
方のインバータ手段４３，４４に通常の上昇率で出力周
波数を出力する。これにより、適正な加速運転が行なわ
れる。

【００２４】また、定速運転中であっても走行車輪２２
が斜行状態になると、走行用電動機３０には過負荷電流
が流れる。走行用電動機３０にインバータ手段４３の定
格電流の１５０％以上の電流が流れると、負荷電流が減
少するまでストール防止機能により出力周波数を下げ
（図３のｂ点）、過電流遮断の発生を防止するととも
に、負荷電流が１５０％未満になると規定周波数設定値
まで戻す補正指令を出力し、複数の走行用電動機３０に
よる斜行運転を回避し、同期運転を行なう。

【００２５】さらに、減速中はインバータ手段４３の出
力周波数に相当する速度よりも走行用電動機３０の回転
速度の方が速くなり、走行用電動機３０が発電機状態と
なり、回生エネルギーをインバータ手段４３にフィード
バックし、平滑コンデンサ７を充電するため、直流電圧
が上昇する。これらの要素により発生する回生過電圧、
モータ電流が規定値を越えた場合等、出力周波数の減少
を緩和しながら（図３のｃ点）、起動時と同様に減速同
期をとる等して、インバータ手段４３のストール防止機
能と出力周波数の上昇（下降）率の勾配調整を勾配調整
ボリューム４１で調整し、各走行車輪２２の斜行運転を
防止する。

【００２６】なお、ここでいうストール防止機能とは、
走行用電動機３０の運転状態（加速時、定速時、減速
時）に応じて、先行した側の走行車輪２２に対するイン
バータ手段の出力周波数と、後方側の走行車輪２２に対
するインバータ手段の出力周波数を適宜調整し、後方側
の走行車輪２２の速度を上げて、先行した側の走行車輪
２２に追随させる機能をいう。

【００２７】このように、本実施例のクレーン走行用電
動機の駆動装置は、従来、複数台の走行用電動機３０に
対し１台のインバータ手段（インバータの定格出力電流
≧モータ定格電流の総和×１．１）で制御していたもの
を、複数台の走行用電動機３０の各１台毎に各々１台の
インバータ手段（インバータの定格出力電流≧モータ定
格電流の総和×１．１）で制御する。そして、天井クレ
ーン本体２０の斜行運転等により生ずるオーバーロード
による走行用電動機３０の負荷電流を検出回路１１で検
出し、ストール防止機能により個々のインバータ手段の
出力周波数の上昇・下降をオン・オフ制御するととも
に、ストール防止機能のための出力周波数を勾配調整ボ
リューム４１で可変調整するものである。即ち、走行車
輪２２を介し走行レール２１に沿って天井クレーン本体
２０を走行させる複数の走行用電動機３０を各々独立し
て制御するインバータ手段４３，４４と、前記各走行用
電動機３０の負荷電流を検出回路１１で検出し、ストー
ル防止機能により前記各インバータ手段４３，４４から
各走行用電動機３０への出力周波数を制御するととも
に、前記ストール防止機能のための出力周波数を勾配調
整ボリューム４１で可変調整する制御手段とを備えてい
る。

【００２８】そして、ストール防止機能により走行用電
動機３０の運転状態（加速時、定速時、減速時）に応じ
たインバータ手段からの出力周波数の上昇、或いは下降
指令を先行した側の走行車輪２２に対するインバータ手
段の出力周波数の上昇、または下降を一旦停止（保持）
させる。反対に後方側の走行車輪２２に対するインバー
タ手段の規定出力周波数の出力上昇を通常の約１／２程
度（可調整）に抑え、後方側の走行車輪２２の速度が先
行した側に追随するのを待ち、同期完了時点で再び先行
した側及び後方側であった両方のインバータ手段に同一
の上昇、または下降出力を出力する等の制御を行なう。

【００２９】したがって、本実施例は、摩擦抵抗や走行
用電動機からの駆動伝達誤差、すべり等の要因により発
生する天井クレーン本体２０の斜行運転、ガーダ２３の
捻り現象を未然に防止できるので、複数台の走行用電動
機３０の運転性能が著しく向上し、結果として、天井ク
レーン本体２０の走行が安定するとともに走行性能が向
上する。

【００３０】ところで、上記実施例では、天井クレーン
本体２０の走行用電動機３０の駆動装置について説明し
たが、この天井クレーン本体２０は橋形クレーンに限定
されるものではなく、走行用電動機３０を複数台使用し
て駆動する移動クレーンであれば適宜応用することがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクレーン
走行用電動機の駆動装置は、複数のインバータ手段と、
ストール防止機能により前記各インバータ手段の出力周
波数を制御する制御手段とを備え、移動クレーンを走行
させる複数の走行用電動機毎に各々インバータ手段を設
け、各走行用電動機の負荷電流を検出し、各走行用電動
機への出力周波数を適宜制御することにより、移動クレ
ーン走行時の摩擦抵抗や走行用電動機からの駆動伝達誤
差、すべり等により発生する移動クレーンの斜行運転、
ガーダの捻り現象を未然に防止できるので、複数台の走
行用電動機の運転性能が著しく向上し、移動クレーンの
走行が安定するとともに走行性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例であるクレーン走行用
電動機の駆動装置を示す結線図である。

【図２】図２は本発明の一実施例であるクレーン走行用
電動機の駆動装置による走行車輪の走行状態を説明する
説明図である。

【図３】図３は本発明の一実施例であるクレーン走行用
電動機の駆動装置のインバータの出力周波数特性を示す
特性図である。

【図４】図４はかご形電動機を可変速制御するインバー
タ制御を示す概念図である。

【図５】図５は図１及び図４のインバータ制御による電
動機を天井形クレーン走行用に使用した状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１１ 検出回路 １６ かご形電動機 ２０ 天井クレーン本体 ３０ 走行用電動機 ４０ ストール信号 ４１ 勾配調整ボリューム ４２ 演算回路 ４３，４４ インバータ手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行車輪を介し走行レールに沿って移動
   クレーンを走行させる複数の走行用電動機を各々独立し
   て制御するインバータ手段と、 前記各走行用電動機の負荷電流を検出し、ストール防止
   機能により前記各インバータ手段の出力周波数を制御す
   るとともに、前記ストール防止機能のための出力周波数
   を可変調整する制御手段とを具備することを特徴とする
   クレーン走行用電動機の駆動装置。