KR100464254B1 - 호이스트모터 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호이스트모터 제어방법에 관한 것으로, 승/하강시에 부하량이 일정 기준치 이하의 적은 값의 경우에 이를 감지하여 정격속도 이상의 미리 설정한 속도에서 고속운전을 가능하게 하여 시간과 에너지를 절감할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 호이스트 모터의 회전속도제어를 인버터에 의한 주파수제어로 행하는 호이스트모터에 있어서, 상기 호이스트모터가 운전중이면 그 호이스트 모터가 소정 운전속도로 운전중인지를 판단하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 판단결과, 소정 운전속도로 운전중이면 그 시점의 출력토오크를 계산한후 현재의 운전모드 플래그가 고속 또는 저속인지를 판단하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 판단결과, 운전모드 플래그가 저속이면 출력 토오크값과 미리 설정한 값의 크기를 비교하는 제3 과정과; 상기 제3 과정의 비교결과, 출력 토오크값이 미리 설정한 값보다 작으면 정격 이상의 고속으로 운전하도록 인버터의 출력주파수를 가변하는 제4 과정으로 수행한다.

Description

호이스트모터 제어방법{HOIST MOTOR CONTROL METHOD}

본 발명은 호이스트모터 제어방법에 관한 것으로, 특히 승/하강시에 부하량이 일정 기준치 이하의 적은 값의 경우에 이를 감지하여 정격속도 이상의 미리 설정한 속도에서 고속운전을 가능하게 하여 시간과 에너지를 절감할 수 있도록 한 호이스트모터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 호이스트모터 제어장치는 안전하면서도 가능한 고속으로 정격이내의 하중을 갖는 부하를 높은 곳까지 이동시키는데 사용하는 것으로, 일정속도(정격 부하 속도)까지 승강과 하강을 제어하는 장치이다.

도1은 일반적인 호이스트모터 제어장치의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시된 바와같이 급전선(R,S,T)은 3상 교류전원으로 인버터 유니트(1)(이하, 인버터)에 공급되고, 상기 급전선(R,S,T)중 2상은 제어반(4)의 전원으로 입력된다.

상기 인버터(1)는 제어반(4)으로부터 운전주파수와 운전방향 신호를 받고 운전중 상태를 나타내는 접점신호를 제어반(4)로 출력하고, 상기 인버터(1)의 3상 출력은 호이스팅모터(2)에 연결된다.

상기 호이스팅모터(2)는 기계적으로 브레이크 수단(3)에 연결되고 상기 제어반(4)에서 출력되는 단상의 교류전원과 연결된다.

상기 제어반(4)은 조작반(5)에서 들어오는 운전신호를 운전주파수와 운전방향 신호로 분류하여 인버터(1)에 입력하고, 조작반(5)에서 들어오는 운전신호와 인버터(1)에서 출력되는 운전중 상태 접점신호와 호이스팅모터(2)에서 들어오는 회전량을 분석하여 정지중이거나 이상 상황인 때에는 브레이크수단(3)을 락킹하도록 단상의 교류전원을 출력한다.

상기 조작반(5)은 조작수단으로 감아올림운전용 상시열림 누름버튼스위치(미도시)와 감아내림운전용 상시 열림누름 버튼스위치(미도시)가 있어 제어반(4)에 운전신호를 전달한다.

여기서, 상술한 가변속형 호이스트모터 제어장치의 동작을 설명한다.

먼저, 인버터(1)에서 3상 교류전원이 급전선(R,S,T)을 통해 공급되고, 호이스팅모터(2)는 상기 인버터(1)에서 출력되는 3상 교류전원에 따라 상회전의 순서와 주파수에 따른 회전방향과 속도로 회전한다.

이때, 브레이크수단(3)은 제어반(4)에서 출력되는 교류전원에 의하여 비통전 (무여자)시는 호이스팅모터(2)가 회전하지 않도록 록킹하고, 통전(여자)시는 호이스팅모터(2)가 회전하도록 록킹을 해방한다.

그리고, 제어반(4)은 조작반(5)에서 들어오는 운전신호를 운전주파수와 운전방향신호로 분류하여 인버터(1)에 운전지령을 내림과 아울러 운전신호에 따라 브레이크 수단(3)을 해방하거나 록킹하기 위한 교류전원을 단속하고, 상기 호이스팅모터(2)에서 들어오는 회전량을 검출하여 이상 상황인 경우 브레이크 수단(3)을 록킹하도록 교류전원을 출력한다.

이때, 조작반(5)은 조작수단으로 감아올림운전용 상시열림 누름버튼스위치(미도시)를 사용하여 감아올리기를 하게 되고 감아내림운전용 상시열림 누름버튼스위치를 사용하여 감아내리기를 하게 된다.

도2는 시간에 따른 인버터(1)의 출력주파수의 변화를 보인도로서, 조작반(5)의 스위치가 2 단인 경우를 예로 하여 설명하면, 시간 t0에서, 감아올림운전용 상시열림누름스위치를 1단째까지 누르면 인버터(1)가 0Hz로부터 인버터(1)에 미리 설정한 1단속 주파수 f1 Hz까지 미리 설정된 기울기로 증가하기 시작한다.

시간 t2에서, 주파수가 f0에 도달하면 인버터(1)는 호이스팅모터(2)에 출력을 개시하는 동시에 운전중 상태신호를 개시하여 브레이크수단(3)이 개방되고, 호이스팅모터(2)는 감아올림방향으로 회전하기 시작하여 속도가 증가한다.

그다음, 주파수가 f1에 도달하면 인버터(1)는 주파수의 증가를 중지하므로 호이스팅모터(2)는 저속에서 정속회전으로 운전된다.

시간 t3에서, 조작반(5)의 감아올림운전용 상시열림누름스위치를 2단째까지 누르면, 다시 인버터(1)에 미리 설정한 2단속 주파수 f2까지 미리 설정된 기울기로 증가를 개시하고 호이스팅모터(2)는 속도가 증가한다.

시간 t4에서, 주파수 f2에 도달하면, 인버터(1)는 주파수의 증가를 정지하므로 호이스팅모터(2)는 고속으로 정속회전 운전된다.

시간 t5에서, 감아올림운전용 누름스위치를 2단째에서 1단째로 복귀시키면, 인버터(1)는 2단속 주파수 f2에서 1단속 주파수 f1으로 출력주파수를 미리 설정된 기울기로 감소하기 시작한다.

시간 t6에서, 주파수 f1에 달하면 감소가 정지되므로 호이스팅모터(2)는 저속에서의 정속회전으로 운전된다.

시간 t7에서,감아올림운전용 누름스위치를 누르는 것을 중지하면 인버터(1)의 운전지령이 오프되고, 주파수를 0Hz까지 미리 설정된 기울기로 감소하기 시작한다.

시간 t8에서, 주파수f0에 도달하면 인버터(1)는 호이스팅모터(2)에의 출력을 정지하는 동시에 운전중 상태신호를 오프하여 브레이크수단(3)이 록킹되고 호이스팅모터(2)는 정지한다.

만약, 감아내림운전용 누름스위치를 누른 경우에는 인버터(1)의 출력이 호이스팅모터(2)가 감아내림방향으로 운전되도록 회전할 뿐이고, 다른 동작은 상술한 감아올림운전용 누름스위치를 누른 경우와 같다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 호이스트모터에 정격이내의 임의의 부하가 인가되는 관계로 운전되는 최고치를 정격속도 이내로 제한함으로 인하여 작업시간의 단축 및 에너지 절약을 위하여 고속으로 호이스트모터를 동작시키지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 승/하강시에 부하량이 일정 기준치 이하의 적은 값의 경우에 이를 감지하여 정격속도 이상의 미리 설정한 속도에서 고속운전을 가능하도록 한 호이스트모터 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 호이스트모터 제어장치의 구성을 보인 개략도.

도2는 도1에 있어서, 시간에 따른 인버터의 출력주파수의 변화를 보인도

도3은 본 발명 호이스트 모터 제어방법에 대한 동작흐름도.

도4는 도3에 있어서, 시간에 따른 인버터의 출력주파수의 변화를 보인도.

도5는 도3에 있어서, 출력토오크의 검출을 보인 예시도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

1:인버터유니트 2:호이스트모터

3:브레이크수단 4:제어반

5:조작반

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 호이스트 모터의 회전속도제어를 인버터에 의한 주파수제어로 행하는 호이스트모터에 있어서, 상기 호이스트모터가 운전중이면 그 호이스트 모터가 소정 운전속도로 운전중인지를 판단하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 판단결과, 소정 운전속도로 운전중이면 그 시점의 출력토오크를 계산한후 현재의 운전모드 플래그가 고속 또는 저속인지를 판단하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 판단결과, 운전모드 플래그가 저속이면 출력 토오크값과 미리 설정한 값의 크기를 비교하는 제3 과정과; 상기 제3 과정의 비교결과, 출력 토오크값이 미리 설정한 값보다 작으면 정격 이상의 고속으로 운전하도록 인버터의 출력주파수를 가변하는 제4 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 호이스트모터 제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명 호이스트모터 제어방법이 적용되는 장치는 상기 도1과 동일하다.

도3은 본 발명 호이스트모터 제어방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 호이스트 모터(2)가 운전중이면 그 호이스트 모터(2)가 소정 운전속도로 운전중인지를 판단하는 제1 과정(10,11)과; 상기 제1 과정(10,11)의 판단결과, 소정 운전속도로 운전중이면 그 시점의 출력토오크를 계산한후 현재의 운전모드 플래그가 고속 또는 저속인지를 판단하는 제2 과정(12,13)과; 상기 제2 과정(12,13)의 판단결과, 운전모드 플래그가 저속이면 출력 토오크값과 미리 설정한 값의 크기를 비교하는 제3 과정(14)과; 상기 제3 과정(14)의 비교결과, 출력 토오크값이 미리 설정한 값보다 작으면 정격 이상의 고속으로 운전하도록 인버터(1)의 출력주파수를 가변하는 제4 과정(15)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 인버터(1)에서 동작을 개시하면, 현재의 호이스트모터(2)가 운전중인지를 체크하여 현재의 호이스트모터(2)의 상태가 운전중이 아니면 운전모드 플래그를 저속으로 셋트한다.

만약, 상기 호이스트모터(2)의 상태가 운전중이면 중속 운전속도에 도달하였는지를 체크하여 중속 운전속도에 도달되지 않았으면 운전 모드플레그를 저속으로 셋트하고, 상기 호이스트모터(2)가 중속 운전속도를 넘어서면 그 호이스트모터(2)의 출력토오크를 계산한다.

그 다음, 현재 모드가 고속 모드인지를 체크하여 고속모드가 아니면 상기 출력토오크와 미리 설정한 기준 출력토오크의 크기를 비교한다.

상기 비교결과, 현재 출력토오크가 미리 설정한 기준 출력토오크보다 작으면 운전모드 플래그를 고속으로 셋트하고, 인버터(1)의 운전 주파수지령을 고속으로 바꾼다.

여기서, 도4는 상술한 본 발명의 동작에 대한 운전패턴을 나타낸것으로, 시간t0에서 시간 t4까지의 운전은 종래 기술과 동일하나, 시간 t4에 있어서, 인버터 (1)의 출력주파수가 f3에 도달하면 그 시점부터 호이스트모터(2)에 걸리는 출력토오크를 계산한다.

상기 출력토오크가 소정 기준 토오크보다 작으면, 인버터(1)의 지령주파수를 정격 운전주파수 이상의 높은 주파수로 설정하고 그 주파수까지 미리 설정된 기울기로 속도를 증가시킨다.

t5에 있어서, 올림운전용 누름스위치를 2단째에서 1단째로 복귀시키면, 인버터(1)는 고속 주파수f3에서 저속 주파수f1으로 출력주파수를 미리 설정된 기울기로 감소하기 시작하고, 상기 인버터(1)의 출력주파수가 저속 주파수 f1에 도달하면 그이후의 운전은 종래와 동일하다.

이때, 상기 출력토오크를 계산하는 방법을 설명한다.

우선, 도5와 같이 3상 교류출력전류를 검출하는 경우, 검출한 3상 교류 출력전류와 내부제어에 사용하는 전압기준을 이용하여 호이스트모터(2)에 인가되는 유효전력을 계산하고 그 값을 현재 출력주파수로 나누어 호이스트모터(2)의 출력토오크를 계산한다.

또는, 직류링크에 흐르는 전류를 검출하는 경우, 직류링크 전류를 평균한 값과 직류링크 전압을 평균한 값을 곱하여 호이스트모터(2)에 인가되는 유효전력을 계산하고 그 유효전력값을 현재 출력주파수로 나누어 호이스트모터(2)의 출력토오크를 계산한다.

다시 말해서, 본 발명은 현재 출력토오크가 미리 설정한 기준 출력토오크 보다 큰 경우에 정격부하 속도로 운전을 계속하고, 그 출력토오크가 기준 토오크보다 작은 경우에는 이미 설정된 정격속도보다 큰 속도로 운전하도록 제어한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 승/하강시에 부하량이 일정 기준치 이하의 적은 값의 경우에 이를 감지하여 정격속도 이상의 미리 설정한 속도에서 고속운전함으로써 작업시간을 단축시킴과 아울러 에너지 소비를 줄이는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 호이스트 모터의 회전속도제어를 인버터에 의한 주파수제어로 행하는 호이스트모터에 있어서,

   상기 호이스트모터가 운전중이면 그 호이스트 모터가 소정 운전속도로 운전중인지를 판단하는 제1 과정과;

   상기 제1 과정의 판단결과, 소정 운전속도로 운전중이면 그 시점의 출력토오크를 계산한후, 현재의 운전모드 플래그가 고속 또는 저속인지를 판단하는 제2 과정과;

   상기 제2 과정의 판단결과, 운전모드 플래그가 저속이면 출력 토오크값과 미리 설정한 값의 크기를 비교하는 제3 과정과;

   상기 제3 과정의 비교결과, 출력 토오크값이 미리 설정한 값보다 작으면 정격 이상의 고속으로 운전하도록 인버터의 출력주파수를 가변하는 제4 과정으로 수행함을 특징으로 하는 호이스트모터 제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 과정은

   호이스트모터가 운전중이 아니거나 호이스트모터가 소정 운전속도로 운전되고 있지 않으면 운전모드 플래그를 저속으로 셋팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호이스트모터 제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 출력토오크는 호이스트모터에 인가되는 3상 교류 출력전류와 내부 제어에 사용하는 전압기준을 이용하여 호이스트모터에 인가되는 유효전력을 계산하고 그 값을 현재 출력주파수로 나누어 구하는 것을 특징으로 하는 호이스트모터 제어방법.
4. 제1 항에 있어서, 출력토오크는 인버터에 인가되는 직류링크 전류를 평균한 값과 직류링크 전압을 평균한 값을 곱하여 호이스트모터에 인가되는 유효전력을 계산하고 그 유효전력값을 현재 출력주파수로 나누어 구하는 것을 특징으로 하는 호이스트모터 제어방법.