JPS5812590A - 荷役機械等の安全運転装置 - Google Patents
荷役機械等の安全運転装置Info
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- JPS5812590A JPS5812590A JP10900981A JP10900981A JPS5812590A JP S5812590 A JPS5812590 A JP S5812590A JP 10900981 A JP10900981 A JP 10900981A JP 10900981 A JP10900981 A JP 10900981A JP S5812590 A JPS5812590 A JP S5812590A
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 5
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 8
- 208000032368 Device malfunction Diseases 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/02—Details of starting control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷投機械等の安全運転装置に関する。
荷投機械等における電動機制御装置に故障が発生した場
合、その機械が指令に追従しなか９たり、或−祉逆らり
て動いた９することがある。特に最近は作業の自動化、
高能率化に伴ない制御装置が非常に複雑化しているため
に前述のような事故が増加する傾向にある。また、装置
の高速大容量化に伴ない一旦事故が発生した場合、損害
も非常に大きなものとなる眞れがある。特に荷を巻き上
げ、巻き下けする装置に事故が発生した場合には荷の落
下事故を防止するために如何なる状態でも安全に停止、
保持することが要求される。
合、その機械が指令に追従しなか９たり、或−祉逆らり
て動いた９することがある。特に最近は作業の自動化、
高能率化に伴ない制御装置が非常に複雑化しているため
に前述のような事故が増加する傾向にある。また、装置
の高速大容量化に伴ない一旦事故が発生した場合、損害
も非常に大きなものとなる眞れがある。特に荷を巻き上
げ、巻き下けする装置に事故が発生した場合には荷の落
下事故を防止するために如何なる状態でも安全に停止、
保持することが要求される。
従来、定出力制御を採用した巻上駆動装置等の荷投機械
を駆動する電動機の速度監視装置としては、限速開閉器
或いは回転計発電機等により駆動部の最高許容回転速度
を予め設定し、この設定値を超えたか否かを監視する装
置、或いは回転速度の基準値と実速度との差を連続的に
監視する装置等がある。
を駆動する電動機の速度監視装置としては、限速開閉器
或いは回転計発電機等により駆動部の最高許容回転速度
を予め設定し、この設定値を超えたか否かを監視する装
置、或いは回転速度の基準値と実速度との差を連続的に
監視する装置等がある。
しかしながら、前者は負荷トルクの大小に拘らずに最高
許容回転速度のみを監視するものであり、速度設定値は
軽負荷時における最高速度に対して設定しなければなら
ず、かかる設定速度は重負荷時における規定速度に対し
て一般的にＩｆｉ２倍以上にもなる。このため、もし、
重負荷運転中に電動機が制御の不調により規定速度を超
えた場合でも、回転速度が尚その２倍以上にならな一限
９何の停止指令も与えられず非常に危険であった。
許容回転速度のみを監視するものであり、速度設定値は
軽負荷時における最高速度に対して設定しなければなら
ず、かかる設定速度は重負荷時における規定速度に対し
て一般的にＩｆｉ２倍以上にもなる。このため、もし、
重負荷運転中に電動機が制御の不調により規定速度を超
えた場合でも、回転速度が尚その２倍以上にならな一限
９何の停止指令も与えられず非常に危険であった。
また、後者＃′ｉ前者の欠点を補うぺ（負荷トルクを考
慮して安全、確実な範囲で回転速度の基準値を設定し得
るものであるが、制御装置に故障が発生した場合、基準
値そのものが運転員の制御による指令とＪ％なった値と
なることがあり、かかる場合には実速度との差を監視し
ても無意味である。
慮して安全、確実な範囲で回転速度の基準値を設定し得
るものであるが、制御装置に故障が発生した場合、基準
値そのものが運転員の制御による指令とＪ％なった値と
なることがあり、かかる場合には実速度との差を監視し
ても無意味である。
本発明は上記従来の欠点を除去する目的でなされた屯の
で、電動機の電機子電流と界磁磁束とによ襲算出した回
転速度の変化分と実際の回転速度の変化分とを比較し、
後者がある割合以上大きいまたは小さいときに停止信号
を出力するようにした荷投機械等の安全運転装置を提供
するものである。
で、電動機の電機子電流と界磁磁束とによ襲算出した回
転速度の変化分と実際の回転速度の変化分とを比較し、
後者がある割合以上大きいまたは小さいときに停止信号
を出力するようにした荷投機械等の安全運転装置を提供
するものである。
以下本発明を添附図面の一実施例に基づいて詳述する。
第１図は本発明を直流電動機の界磁制御による走出力制
御に適用させた場合のブロック図である。
御に適用させた場合のブロック図である。
第１図において、荷投機械の駆動用電動機Ｍｔ；を例え
ば直流分巻電動機であり、回転速度”制御装置ＯＴは電
動機Ｍの電機子Ａ、界磁巻！！ＩＦＫ供給する電゛予電
電圧Ｖｇ 、界磁電流１／を制御して電動機Ｍの回転速
度Ｎを制御するようになっている。界磁巻ＭＦ６Ｃ最大
界磁電流Ｉ／を供給して最大磁束Φ、（第２［１Ｕ（ｌ
とした状態テ、電機予電１ｌｌＥｖａ（同ｖ！Ｊ（１を
上昇させると回転速度Ｎ（同＜ｃ＞図）が上昇する。
ば直流分巻電動機であり、回転速度”制御装置ＯＴは電
動機Ｍの電機子Ａ、界磁巻！！ＩＦＫ供給する電゛予電
電圧Ｖｇ 、界磁電流１／を制御して電動機Ｍの回転速
度Ｎを制御するようになっている。界磁巻ＭＦ６Ｃ最大
界磁電流Ｉ／を供給して最大磁束Φ、（第２［１Ｕ（ｌ
とした状態テ、電機予電１ｌｌＥｖａ（同ｖ！Ｊ（１を
上昇させると回転速度Ｎ（同＜ｃ＞図）が上昇する。
そして電機子電圧Ｖａによる回転速度の制御が限界に達
した後、電ＥＥＶａを一定にした状態で界磁電流Ｉ７を
減少させて磁束Φを弱めると、回転速度Ｎが更に上昇し
、最小弱め界磁に達したときに回転速度Ｎが最大となる
。尚、電機子電圧Ｖａ及び磁束Φが最大のときを定格界
磁領域、磁束Φが最小のときを最小界磁領域、磁束Φが
最大〜最小に変化する領域を界磁弱め領域と―う。
した後、電ＥＥＶａを一定にした状態で界磁電流Ｉ７を
減少させて磁束Φを弱めると、回転速度Ｎが更に上昇し
、最小弱め界磁に達したときに回転速度Ｎが最大となる
。尚、電機子電圧Ｖａ及び磁束Φが最大のときを定格界
磁領域、磁束Φが最小のときを最小界磁領域、磁束Φが
最大〜最小に変化する領域を界磁弱め領域と―う。
このような制御系における電動機Ｍの発生トルクＴと回
転速度Ｎとの関係Ｆｉ第３ｖ１の特性曲線！のように表
わされる。回転速度制御装置σは電機子電流Ｉｓの方向
、界磁磁束Φを制御して特性曲線Ｉに沿つて電動機Ｍの
動作点を移動させ、当該電動機の回転速度を加速または
減速制御するように１ｋＯている。例えば荷（負荷）の
巻下が時に第３図の特性−４ＩＩ上の回転速度Ｎａｓ発
生トルクＴａの点Ｐａかも回転速度Ｎｅ （）Ｎａ ）
、発生トルクＴＣ（〈Ｔａ）の点Ｐｃに動作点を移動
させて加速させる場合には界磁磁束Φを弱め、反対に回
転速度Ｎｂ （”＞Ｎｃ）、発生トルクＴｂ （（Ｔｅ
）の点Ｐｂかも点Ｐｃに動作点を移動させて減速させ
る場合には界磁磁束Φを強める。
転速度Ｎとの関係Ｆｉ第３ｖ１の特性曲線！のように表
わされる。回転速度制御装置σは電機子電流Ｉｓの方向
、界磁磁束Φを制御して特性曲線Ｉに沿つて電動機Ｍの
動作点を移動させ、当該電動機の回転速度を加速または
減速制御するように１ｋＯている。例えば荷（負荷）の
巻下が時に第３図の特性−４ＩＩ上の回転速度Ｎａｓ発
生トルクＴａの点Ｐａかも回転速度Ｎｅ （）Ｎａ ）
、発生トルクＴＣ（〈Ｔａ）の点Ｐｃに動作点を移動
させて加速させる場合には界磁磁束Φを弱め、反対に回
転速度Ｎｂ （”＞Ｎｃ）、発生トルクＴｂ （（Ｔｅ
）の点Ｐｂかも点Ｐｃに動作点を移動させて減速させ
る場合には界磁磁束Φを強める。
速度監視装置８ＴＦｉ回転速度制御装置ＯＴとは別系統
に投砂られてお抄、界磁弱め領域における実Ｕ転速度の
変化すなわち、実加速度または実減速度を監視し、この
実加減速度が成る値を超えたときに電動機停止信号Ｓを
出力するものである。この監視装置８Ｔの電流検出器Ｃ
Ｄａはｍｓ子電流Ｉｎを検出して相応する電流信号を出
力する。また、電流検出ＩＩ＃ＣＤ／は界磁電流Ｉ／を
検出して相応する界磁磁束信号を出力する。界磁磁束Φ
は界磁電流りに比例（Ｉ／＝へΦ）しており、従つて、
電流検出器ＣＤ／の出力は磁束氏Φに相当する。尚、磁
束Φが界磁電流Ｉ／Ｉｃ比例しない場合には補正装置を
設けるＯ これらの電流検出器ＣＤａ 、 ＣＤ／ ｉｆ例えばシ
ャント抵抗等を使用した抵抗器で構成されている。
に投砂られてお抄、界磁弱め領域における実Ｕ転速度の
変化すなわち、実加速度または実減速度を監視し、この
実加減速度が成る値を超えたときに電動機停止信号Ｓを
出力するものである。この監視装置８Ｔの電流検出器Ｃ
Ｄａはｍｓ子電流Ｉｎを検出して相応する電流信号を出
力する。また、電流検出ＩＩ＃ＣＤ／は界磁電流Ｉ／を
検出して相応する界磁磁束信号を出力する。界磁磁束Φ
は界磁電流りに比例（Ｉ／＝へΦ）しており、従つて、
電流検出器ＣＤ／の出力は磁束氏Φに相当する。尚、磁
束Φが界磁電流Ｉ／Ｉｃ比例しない場合には補正装置を
設けるＯ これらの電流検出器ＣＤａ 、 ＣＤ／ ｉｆ例えばシ
ャント抵抗等を使用した抵抗器で構成されている。
゛関数発生器Ｆ′ＵＮＩ／ｉ電流検出器ＣＤａ 、 Ｃ
Ｄ／から入力される電機子電流信号及び界磁磁束信号に
より次式（１）に従って界磁弱め領域における回転速度
Ｎの変化分（ｄＮ／ｄｔ）を演算して相応する加辻度ま
たは減速度信号を出力する。
Ｄ／から入力される電機子電流信号及び界磁磁束信号に
より次式（１）に従って界磁弱め領域における回転速度
Ｎの変化分（ｄＮ／ｄｔ）を演算して相応する加辻度ま
たは減速度信号を出力する。
■ｄＮ＝：＝Ｋ （Ｔｂ：！： 馬ΦＩｓ）＝Ｋ（Ｋｍ
Φ±に、釘ｎ ） −−−（１）ｃｔｔ ここに、ＴＬ”ＩＱΦは最終到達速度（指令速度）Ｋお
ける界磁磁束Φのときの負荷トルクを、Ｋ、Ｋ。
Φ±に、釘ｎ ） −−−（１）ｃｔｔ ここに、ＴＬ”ＩＱΦは最終到達速度（指令速度）Ｋお
ける界磁磁束Φのときの負荷トルクを、Ｋ、Ｋ。
、鴇は夫々比例定数を表わす。
この式（１） ｔｉ巻下げ時において加速させ表から指
令速度に到達させる場合には電動機Ｍの発生トルク（４
ΦＩａ）と負荷トルク（ＴＬ）の和が（→となり、減速
させながら指令速度に到達させる場合には電動機Ｍの発
生トルク（Ｋ、ΦＩｇ）と負荷トルク（ＴＬ）の和が（
→となる。そして、記号ｅＩ／′ｉ加速度を、ｅは減速
度を示す。
令速度に到達させる場合には電動機Ｍの発生トルク（４
ΦＩａ）と負荷トルク（ＴＬ）の和が（→となり、減速
させながら指令速度に到達させる場合には電動機Ｍの発
生トルク（Ｋ、ΦＩｇ）と負荷トルク（ＴＬ）の和が（
→となる。そして、記号ｅＩ／′ｉ加速度を、ｅは減速
度を示す。
磁速Φは前述したように回転速度制御装置１０Ｔにより
負荷に応じた値に設定される。そζで、以下前記変化分
（ｄＮ／ｄｔ ）に相当する信号を設定加減速度信号と
称する。
負荷に応じた値に設定される。そζで、以下前記変化分
（ｄＮ／ｄｔ ）に相当する信号を設定加減速度信号と
称する。
回転速度検出器ＴＯは電機子Ａに接続されており電動機
Ｍの実際の回転速度Ｎデを検出して相応する回転速度信
号を出力する。微分回路ＤＯＦｉこの回転速度信号を微
分して実際の回転速度の変化分（−ｄＮｒｌｄｉ）（以
下実動加減速度という）を算出し、相応する実動加減速
度信号を出力する。
Ｍの実際の回転速度Ｎデを検出して相応する回転速度信
号を出力する。微分回路ＤＯＦｉこの回転速度信号を微
分して実際の回転速度の変化分（−ｄＮｒｌｄｉ）（以
下実動加減速度という）を算出し、相応する実動加減速
度信号を出力する。
比較器ＣＯＭＰは実動加減速度信号と設定加減速度信号
とを比較し、前者が後者よりもある値以上大きいまたは
小さいときすなわち、Ｉ ＋（ＩＮＩ／ｄｔ ｌ ＞１
＋ｄＶｄｅｌ（加速度） ｅ Ｉ −’Ｎｒ／”’
ｌ ＜ ｌ−’Ｎ／ｄｔＩ＋（減速度）のときに停止信
号Ｓを出力する。
とを比較し、前者が後者よりもある値以上大きいまたは
小さいときすなわち、Ｉ ＋（ＩＮＩ／ｄｔ ｌ ＞１
＋ｄＶｄｅｌ（加速度） ｅ Ｉ −’Ｎｒ／”’
ｌ ＜ ｌ−’Ｎ／ｄｔＩ＋（減速度）のときに停止信
号Ｓを出力する。
例えば、電動機Ｍの動作点が点Ｐｏ（第３図）にあ艶、
このときの磁束がΦ０１発生トルクＴ、が２０トンに相
当しているとする。一方実際の負荷トルクＴＬが１０ト
ンである場合には回転速度制御装置ＣＴにより電動機Ｍ
の動作点を負荷トルクＴＬに相当する点Ｐｃｔで移動さ
せ、電動機の発生シルクを負荷トルクＴＬに一致させる
必要がある。この制御は界磁弱め領域における加速制御
である。この負荷トル電動機Ｍの発生トルクＴ、は負荷
トルクＴＬよりも大きい。従うて、この加速時に磁束Φ
が弱まっていく場合には゛設定加速度信号の方が実加速
度信号よりも大きくなる。従うて、比較器ｃｏｈ’ｒｐ
Ｆｉこの加速途中にお―ては停止信号Ｓを出力しない
。
このときの磁束がΦ０１発生トルクＴ、が２０トンに相
当しているとする。一方実際の負荷トルクＴＬが１０ト
ンである場合には回転速度制御装置ＣＴにより電動機Ｍ
の動作点を負荷トルクＴＬに相当する点Ｐｃｔで移動さ
せ、電動機の発生シルクを負荷トルクＴＬに一致させる
必要がある。この制御は界磁弱め領域における加速制御
である。この負荷トル電動機Ｍの発生トルクＴ、は負荷
トルクＴＬよりも大きい。従うて、この加速時に磁束Φ
が弱まっていく場合には゛設定加速度信号の方が実加速
度信号よりも大きくなる。従うて、比較器ｃｏｈ’ｒｐ
Ｆｉこの加速途中にお―ては停止信号Ｓを出力しない
。
ところが、最終磁束が設定磁束ΦＣよりも小さいΦ、′
（第２図（ａ））となった場合には、電動機Ｍの発生ト
ルクが負荷トルクＴＬよりも小さくなってしまい、実加
速度信号が設定加速度信号よりも大きくなる。この大き
くなりた割合がある値を超えると比較器００ＭＰから停
止信号Ｓが出力される。この停止信号８Ｆｉ電動機制御
装置（図示せず）に加えられる。この電動機制御装置は
停止信号８が入力されると直ちに電動機Ｍを非常停止さ
せ、荷を当該位置に停止保持させる。
（第２図（ａ））となった場合には、電動機Ｍの発生ト
ルクが負荷トルクＴＬよりも小さくなってしまい、実加
速度信号が設定加速度信号よりも大きくなる。この大き
くなりた割合がある値を超えると比較器００ＭＰから停
止信号Ｓが出力される。この停止信号８Ｆｉ電動機制御
装置（図示せず）に加えられる。この電動機制御装置は
停止信号８が入力されると直ちに電動機Ｍを非常停止さ
せ、荷を当該位置に停止保持させる。
このようにして、界磁弱め領域（第３図の曲線ｍｂ ）
Ｋおける回転速度を監視する。
Ｋおける回転速度を監視する。
磁束Φが所定の弱め値であるが電機子電流Ｉ、が小さい
場合及び定格界磁領域（第３図の曲線Ｔｌａの部分）に
おいては過電圧継電器等により過速度を、最小界磁領域
（曲線ＩＩｃの部分）では限東開閉器或は回転計発電機
等により退京を検出する。そして、正常な速度で運転制
御されていた電動機Ｍが制御装置等の故障によシ異常な
回転速度に上昇しようとした場合特性曲線■を超えた時
点で直ちに非常停止させる。このようにして、電動機の
回転速度を連続的に監視する。
場合及び定格界磁領域（第３図の曲線Ｔｌａの部分）に
おいては過電圧継電器等により過速度を、最小界磁領域
（曲線ＩＩｃの部分）では限東開閉器或は回転計発電機
等により退京を検出する。そして、正常な速度で運転制
御されていた電動機Ｍが制御装置等の故障によシ異常な
回転速度に上昇しようとした場合特性曲線■を超えた時
点で直ちに非常停止させる。このようにして、電動機の
回転速度を連続的に監視する。
尚、本実施例においては直流分巻電動機を使用した場合
について記述したが、これに限るものではなく、他の種
類の電動機を使用した場合でも適用させることができる
。
について記述したが、これに限るものではなく、他の種
類の電動機を使用した場合でも適用させることができる
。
以上説明したように本発明によれば、如何なる負荷に対
しても規定速度を連続的に監視することができ、何らか
の原因により速度制御装置に故障を生じた場合でも安全
且つ余裕のある条件で停止させることができる。更に、
速度制御装置とけ全く別系統に設けられているために速
度制御装置が不調となった場合でも確実に動作させるこ
とかでき、安全運転装置の信頼性を向上させることかで
きる等の優れた効果がある。
しても規定速度を連続的に監視することができ、何らか
の原因により速度制御装置に故障を生じた場合でも安全
且つ余裕のある条件で停止させることができる。更に、
速度制御装置とけ全く別系統に設けられているために速
度制御装置が不調となった場合でも確実に動作させるこ
とかでき、安全運転装置の信頼性を向上させることかで
きる等の優れた効果がある。
第１同社本発明に係る荷投機械等の安全運転装置の一実
施例を示すプ０嗜り図、第２図（ａ）〜（Ａ） ｋｉ第
１図に示す駆動用電動機の界磁弱めの説明図、第３図は
定出力制御特性曲線と本発明装置による検出曲線の一実
施例を示す図である。 ＣＴ・・・回転速度制御装置、ＳＴ・・・速度監視装置
、ＣＤａ、ＣＤ ・・・電流検出器、ＩＦ［ＪｌｌＪ
＠ ｍ ＋１関数発生器、ＴＧ・・・回転速度検出器
、■・・・微分回路、ａ６Ｍｐ・ ・・比較器、Ｍ・・
・電動機。 出願人代理人 木 村 高 久「＝ ！、、 １．ｙ・
施例を示すプ０嗜り図、第２図（ａ）〜（Ａ） ｋｉ第
１図に示す駆動用電動機の界磁弱めの説明図、第３図は
定出力制御特性曲線と本発明装置による検出曲線の一実
施例を示す図である。 ＣＴ・・・回転速度制御装置、ＳＴ・・・速度監視装置
、ＣＤａ、ＣＤ ・・・電流検出器、ＩＦ［ＪｌｌＪ
＠ ｍ ＋１関数発生器、ＴＧ・・・回転速度検出器
、■・・・微分回路、ａ６Ｍｐ・ ・・比較器、Ｍ・・
・電動機。 出願人代理人 木 村 高 久「＝ ！、、 １．ｙ・
Claims (1)
- 荷投機械を駆動する電動機の電機子電流と界磁磁束とに
より予め設定された加減速度を求め、この加減速度と実
際の加減速度とを比較し、後者が前者よりある割合以上
になったときに停止信号を出力する速度監視装置を具え
たことを特徴とする荷投機械等の安全運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10900981A JPS5812590A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 荷役機械等の安全運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10900981A JPS5812590A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 荷役機械等の安全運転装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5812590A true JPS5812590A (ja) | 1983-01-24 |
Family
ID=14499247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10900981A Pending JPS5812590A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 荷役機械等の安全運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5812590A (ja) |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP10900981A patent/JPS5812590A/ja active Pending
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