JPH08208189A - 電気駆動装置の監視及び/又は回転数の制御方法及び装置 - Google Patents

電気駆動装置の監視及び/又は回転数の制御方法及び装置

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JPH08208189A
JPH08208189A JP7302015A JP30201595A JPH08208189A JP H08208189 A JPH08208189 A JP H08208189A JP 7302015 A JP7302015 A JP 7302015A JP 30201595 A JP30201595 A JP 30201595A JP H08208189 A JPH08208189 A JP H08208189A
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    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/40Control devices
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動装置11を備え周波数変換器13を介し
て交流配電網又は3相交流配電網12に接続されている
非同期電動機1を有する電気駆動装置の監視及び/又は
回転数の制御方法及び装置が、負荷持上げ及び下降の際
の安全性を保証する。 【解決手段】 負荷を持上げる持上げ駆動装置が発生す
る最大トルク16が、制動装置11の停止トルク17に
比して小さく調整される。負荷が小さいときは周波数変
換器の目標周波数を大きくして、モータの回転数を大き
くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制動装置を備え周
波数変換器を介して交流配電網又は3相交流配電網に接
続されている非同期電動機を有する電気駆動装置の監視
及び/又は回転数の制御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】引き上げ装置は、多くの場合、小コスト
であり保守が不要な3相交流非同期電動機により駆動さ
れる。非同期電動機は、3相配電網では例えば50Hz
の配電網周波数に因り原理的に1つの固定定格回転数で
動作し、この定格回転数からのずれは、僅かしか可能で
ない。そして回転数を制御して変えるためには、配電網
と非同期電動機の間に周波数変換器を挿入しなければな
らない。
【0003】引き上げ及び持上げ装置は、それらが確実
に作動されることが可能であり、負荷の危険な運動によ
る人員の障害及び物の損傷が防止されるように構成され
寸法決めされていなければならない。
【0004】とりわけ、負荷運動は、電動機及びブレー
キにより制動できなければならず、吊られている負荷は
保持されることができなければならない。
【0005】従来の技術として、周波数変換器を介して
電動機磁界を弱めることにより周波数に依り回転数を調
整でき、これにより重い負荷は緩慢な速度で持上げ、軽
い負荷は定格速度で持上げることができる解決法(ヨー
ロッパ特許出願公開第0347408号公報)が公知で
ある。しかし、この場合、引き上げ動作だけでなく下降
動作も引き上げ装置においては安全動作の面で重要であ
ることが見落とされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】請求項1及び請求項1
0に記載の発明の課題は、持上げ及び下降のための制動
装置を備え周波数変換器を介して3相交流配電網に接続
されている非同期電動機から成る引き上げ装置を、相応
に安全に構成することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
り、負荷を持上げる引き上げ駆動装置が発生する最大ト
ルクが、制動装置の停止トルクに比して小さく調整され
ることにより解決される。これにより、負荷がいかなる
位置にあっても、人間及び物にとって危険で許容されな
い程に大きくかつ急速な下降が回避されることが保証さ
れる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の基本思想の1つの実施形
態では、使用可能な制動トルクが、最大の電動機トルク
よりある付加的な大きさだけ増加される。この付加的な
大きさは、定格速度で最大負荷が下降運動する際に、持
上げられた負荷を停止状態まで許容時間以内で減速する
ために必要な大きさである。これにより、下降作動での
許容されない加速に対する安全性が更に高まる。
【0009】別の1つの有利な実施例では、最大負荷に
到達しない場合には、持上げられた負荷に対して、定格
速度を越えて運転することができる最大許容周波数が求
められる。有利には、この場合、制動安全性の許容範囲
内で電動機の能力が利用される。
【0010】本発明の方法の別の1つの実際の上で有利
な実施形態では、第1のコンタクトにより持上げ運動を
開始させ、それのシーケンスコンタクトにより評価動作
をトリガする命令信号発生器のシーケンスコンタクトが
作動された時点に、回転数制御装置が回転数実際値と周
波数出力目標との比較により、吊られている負荷のため
の最大許容周波数を求める。従って、持上げ動作の開始
時に許容速度限界値を負荷に依存して求めることができ
ることにより安全性が高められる。
【0011】本発明の別の1つの有利な実施形態では、
最大許容周波数を求めるために、まず初めに電気駆動装
置定格点に対する周波数目標値が前もって与えられ、回
転数偏差が測定され、次いで回転数偏差が定格値を下回
るときには、測定値に応じてより大きい最大周波数が周
波数変換器に出力される。これにより、より高い回転数
とすることにより電動機の能力がより良好に利用され
る。更に好ましくは電気駆動装置定格点が利用される、
何故ならばこの点での特性はほぼ線形であるからであ
る。これは非同期電動機にとって有利であり、再現可能
な動作を実現する。
【0012】本発明の1つの実施形態では、回転数制御
装置は、持上げ運動の間に連続的に回転数と周波数目標
値の偏差を検出して、電気駆動装置の限界値を越えたか
どうかを監視し、限界値を越えた場合には制動装置を非
常停止装置として作動させる。これにより、持上げ装置
に後から加わるこれまで考慮されなかった予期されない
負荷に対しても付加的な安全性が得られる。
【0013】本発明の別の1つの有利な実施形態では、
命令信号発生器の第1のコンタクトのコンタクト作動と
シーケンスコンタクトの作動との間で周波数目標値を連
続的とするために、付加的な制御信号を命令信号発生器
から出力させる。この場合、操作員がこの命令信号発生
器を介して直接に速度を制御でき、有利である。
【0014】この場合、付加的な制御信号として例えば
電圧等のアナログ信号を使用できる。このようなアナロ
グシステムは制御技術的に有利に処理できる。
【0015】本発明の別の1つの有利な実施例では、第
1のコンタクトのコンタクト作動の時点でのアナログ信
号の大きさと、シーケンスコンタクトの作動時点でのア
ナログ信号の大きさとが、その都度の最大許容回転数及
び最大許容周波数を定め、アナログ信号によりすべての
回転数目標値又は周波数目標値が、許容領域内で前もっ
て与えられる。これにより命令信号発生器の出力が最適
となり、可及的最大の精度又は分解能が得られる。
【0016】装置技術的には上記課題は、本発明により
次のように解決される。すなわち電動機の回転数測定器
と持上げ運動の方向及び速度のための命令信号発生器と
に結合されている回転数制御装置が、周波数変換器と制
動装置とに接続されており、回転数制御装置が非同期電
動機の回転数実際値及び回転方向と、所望の持上げ運動
のための命令信号発生器の制御命令信号とを検出し、こ
れらのデータから回転数制御装置は、周波数変換器のた
めの周波数目標値と、最大許容周波数目標値とを形成す
る。この場合、回転数制御装置は、周波数変換器のため
の周波数目標値を最大許容周波数以下に制限する。
【0017】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて図を用いて詳
細に説明する。
【0018】非同期電動機1は伝動装置2を介してロー
プドラム3を駆動あるいは制動し、ロープドラム3のロ
ープ4に負荷5が懸下されている。非同期電動機1に
は、パルス発生器6の形式の回転数測定器6aが接続さ
れており、回転数測定器6aのパルス7は第1の制御線
8を介して回転数制御装置9に到達する。
【0019】回転数制御装置9には、第2の制御線10
を介して非同期電動機1のためのブレーキ11が接続さ
れている。
【0020】交流配電網12と回転数制御装置9との間
に周波数変換器13が挿入接続されており、周波数変換
器13は交流電圧部分12a、直流電圧部分13b及び
周波数変換器部分13cとを有する。
【0021】回転数制御装置9には、制御ケーブル14
を介して命令信号発生器15(手動制御器)が接続され
ている。
【0022】命令信号発生器15の中には、“負荷持上
げ”への切換え装置15aと、“負荷降下”への切換え
装置15bとが、設けられている。更に、電圧変化への
切換え部分15cが内蔵されている。
【0023】制動装置11は電気的に換気されるブレー
キを有する。すべり回転子を有する非同期電動機1で
は、電気的なブレーキ換気は電動機クランプ電圧をスイ
ッチオンすることにより行われる。
【0024】パルス発生器6は電動機回転数nに応じて
電気信号を発生する。
【0025】引き上げ運動の方向及び速度のための命令
信号発生器15は、制御ケーブル14と回転数制御装置
9を介して周波数変換器13と、制動装置11とに接続
されている。
【0026】回転数制御装置9は、非同期電動機1の回
転数実際値及び回転方向を検出し、更に、所望の持上げ
運動のための命令信号発生器15の制御命令信号を受取
り、これにより回転数制御装置9は、周波数変換器13
のための周波数目標値と、最大許容周波数目標値とを形
成する。
【0027】伝動装置2及びロープドラム3を有する非
同期電動機1から成り、非同期電動機1が周波数変換器
13を介して3相交流配電網12に接続されている電気
駆動装置の監視及び/又は回転数の制御方法は、非同期
電動機1に作用する制動装置11で特徴づけられる。
【0028】非同期電動機1、伝動装置2及びロープド
ラム3から成る持上げ駆動装置が負荷5を持上げるため
に発生する最大トルク16は、停止トルク17より小さ
く調整されている(図2)。
【0029】周波数変換器13を有する非同期電動機1
を速度が可変の持上げ装置のための持上げ駆動装置とし
て形成するために、使用可能な制動トルク18を越える
危険な負荷運動が防止され、更に持上げられた負荷が確
実に停止されるように、異なる負荷に対して最大回転数
が制限されるように、この持上げ駆動装置は制限及び監
視される。従って、負荷は、回転方向が反転される際に
常に確実に停止される。
【0030】この場合、使用可能な制動トルク18は、
ある付加的大きさ19だけ最大の電動機トルク16より
高くすると有利である。この付加的大きさは、最大負荷
の下降運動が定格速度で行われる際に、持上げられた負
荷5を停止状態まで許容時間以内で減速し、そして確実
に制動するために必要な大きさである。
【0031】最大負荷に達しない場合は、持上げられた
負荷5に対して、定格速度を越えて駆動するために最大
許容周波数が求められる。
【0032】回転数制御装置9は、命令信号発生器15
のシーケンスコンタクトが作動された時点で、回転数実
際値とそれに対して予め与えられている周波数出力目標
値と0比較により、吊られた負荷5に対して最大許容周
波数を求める。この命令信号発生器15は、第1のコン
タクトにより、すなわち最初の命令信号により持上げ運
動を開始させ、それのシーケンスコンタクトにより、す
なわち持上げ運動のためのシーケンスにおける一連の命
令信号において比較動作を開始させる。
【0033】最大許容周波数を求めるために電気駆動装
置定格点20(最大許容負荷=定格トルク)に対する周
波数目標値が前もって与えられる。何故ならばこの点で
は特性がほぼ線形であるからである。
【0034】次いで、回転数偏差が測定され、回転数偏
差が定格値を下回るときには、測定値に応じてより大き
い最大周波数が出力される。
【0035】回転数制御装置9は持上げ運動の間に連続
的に回転数と周波数目標値との間の偏差を検出して電気
駆動装置の限界値を越えたかどうかを監視し、回転数制
御装置9が限界値を越えたことを検出すると、制動装置
11は非常停止装置として作動する。
【0036】命令信号発生器15の第1のコンタクトと
シーケンスコンタクトの作動との間の周波数目標値の無
段制御のために、すなわちその目標値を連続とするため
に、付加的な制御信号を命令信号発生器15から出力す
ることができる。付加的な制御信号として、例えば電圧
等のアナログ信号が使用される。
【0037】第1のコンタクトのコンタクト作動時点で
のアナログ信号の大きさが最小回転数を定め、シーケン
スコンタクトの作動時点でのアナログ信号の大きさがそ
の都度の最大許容回転数又は最大許容周波数を定める。
アナログ信号により、すべての回転数目標値又は周波数
目標値は許容領域内で前もって与えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に必要な装置のブロック回路図で
ある。
【図2】非同期電動機の回転数及びトルクを示す線図で
ある。
【符号の説明】
1 非同期電動機 2 伝動装置 3 ロープドラム 4 ロープ 5 負荷 6 パルス発生器 6a 回転数測定器 7 パルス 8 第1の制御線 9 回転数制御装置 10 第2の制御線 11 ブレーキ 12 交流配電網 13 周波数変換器 13a 交流電圧部分 13b 直流電圧部分 13c 周波数変換器部分 14 制御ケーブル 15 命令信号発生器 15a 負荷持上げへの切換え装置 15b 負荷下降への切換え装置 15c 電圧変化への切換え部分 16 負荷されている際の非同期電動機の最大トルク 17 停止トルク 18 制動トルク 19 付加的大きさ 20 電気駆動装置定格点 n 電動機回転数

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制動装置を備え周波数変換器を介して交
    流配電網又は3相交流配電網に接続されている非同期電
    動機を有する電気駆動装置の監視及び/又は回転数の制
    御方法において、 負荷を持上げる持上げ駆動装置が発生する最大トルク
    (16)が、制動装置(11)の停止トルク(17)に
    比して小さく調整されることを特徴とする電気駆動装置
    の監視及び/又は回転数の制御方法。
  2. 【請求項2】 使用可能な制動トルクが、最大電動機ト
    ルク(16)よりある付加的大きさ(19)だけ増加さ
    れ、前記付加的大きさは、定格速度で最大負荷が下降運
    動する際に、持上げられた負荷(5)を停止状態まで許
    容時間以内で減速するために必要である量であることを
    特徴とする請求項1に記載の電気駆動装置の監視及び/
    又は回転数の制御方法。
  3. 【請求項3】 最大負荷に到達しない場合には、持上げ
    られた負荷(5)に対して、定格速度を越えて運転する
    ことができる最大許容周波数が求められることを特徴と
    する請求項1又は請求項2に記載の電気駆動装置の監視
    及び/又は回転数の制御方法。
  4. 【請求項4】 第1のコンタクトにより持上げ運動を開
    始させ、それのシーケンスコンタクトにより評価動作を
    トリガする命令信号発生器(15)のシーケンスコンタ
    クトが作動された時点に、回転数制御装置(9)が、回
    転数実際値と周波数出力目標との比較により、吊られて
    いる負荷(5)のための最大許容周波数を求めることを
    特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1つ
    の請求項に記載の電気駆動装置の監視及び/又は回転数
    の制御方法。
  5. 【請求項5】 最大許容周波数を求めるために、まず初
    めに電気駆動装置定格点(20)に対する周波数目標値
    が前もって与えられ、回転数偏差が測定され、次いで、
    回転数偏差が定格値を下回ると測定値に応じてより大き
    い最大周波数が周波数変換器(13)に出力されること
    を特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1
    つの請求項に記載の電気駆動装置の監視及び/又は回転
    数の制御方法。
  6. 【請求項6】 回転数制御装置(9)が、持上げ運動の
    間に連続的に回転数と周波数目標値との偏差を検出し
    て、電気駆動装置の限界値を越えたかどうかを監視し、
    限界値を越えた場合には制動装置(11)を非常停止装
    置として作動させることを特徴とする請求項1から請求
    項5のうちのいずれか1つの請求項に記載の電気駆動装
    置の監視及び/又は回転数の制御方法。
  7. 【請求項7】 命令信号発生器(15)の第1のコンタ
    クトのコンタクト作動と、シーケンスコンタクトの作動
    との間で周波数目標値を無段制御するために、付加的な
    制御信号が前記命令信号発生器(15)から出力される
    ことを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれ
    か1つの請求項に記載の電気駆動装置の監視及び/又は
    回転数の制御方法。
  8. 【請求項8】 付加的な制御信号として、アナログ信号
    が使用されることを特徴とする請求項7に記載の電気駆
    動装置の監視及び/又は回転数の制御方法。
  9. 【請求項9】 第1のコンタクトのコンタクト作動の時
    点でのアナログ信号の大きさと、シーケンスコンタクト
    の作動時点でのアナログ信号の大きさとが、その都度の
    最大許容回転数及び最大許容周波数を定め、このように
    して、アナログ信号によりすべての回転数目標値又は周
    波数目標値が許容領域内で前もって与えられることを特
    徴とする請求項1から請求項8のうちのいずれか1つの
    請求項に記載の電気駆動装置の監視及び/又は回転数の
    制御方法。
  10. 【請求項10】 制動装置を備える持上げ電気駆動装置
    に設けられ、ロープドラム又はチェーンホイールを有す
    るロープ伝動装置又はチェーン伝動装置を具備し、回転
    数発生器を有する回転数制御装置が電気駆動装置に設け
    られ、周波数変換器を介して3相交流配電網に接続され
    ている非同期電動機の回転数の監視及び/又は制御装置
    において、 持上げ運動の方向及び速度のための命令信号発生器(1
    5)を有する回転数制御装置(9)が、周波数変換器
    (13)と、制動装置(11)とに接続されており、回
    転数制御装置(9)が、非同期電動機の回転数実際値及
    び回転方向と、所望の持上げ運動のための命令信号発生
    器(15)の制御命令信号とを検出し、これにより、前
    記回転数制御装置(9)は前記周波数変換器(13)の
    ための周波数目標値と最大許容周波数目標値とを形成す
    ることを特徴とする非同期電動機の監視及び/又は回転
    数の制御装置。
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