KR20130001225A - 전기 체인 블록의 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법 - Google Patents

전기 체인 블록의 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법 Download PDF

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Abstract

전기 체인 블록의 토크 전류로부터, 권상 운전 개시 후 단시간에, 또한 고정밀도로 하중의 판별을 할 수 있는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법을 제공한다. 권상 권하 전동기(12), 인버터 제어 장치(11)를 구비하고, 권상 권하 전동기(12)에 의해 시브(15)를 회전시키고, 상기 시브(15)에 결합하는 체인(16)을 권상 권하하는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치이며, 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 소자(21)와, 하중 판별부(20)를 구비하고, 상기 하중 판별부(20)에 의해 검출한 모터 전류로부터 토크 전류, 토크 전류의 변동 주기, 변동 주기간의 평균 토크 전류값, 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 하중 판정을 행한다.

Description

전기 체인 블록의 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법{LOAD DETERMINATION DEVICE FOR ELECTRIC CHAIN BLOCK AND LOAD DETERMINATION METHOD}
본 발명은, 권상 권하 전동기가 인버터로 구동되는 전기 체인 블록의 인상 하중을 운전 개시 후 단시간에 고정밀도로 판별할 수 있는 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법에 관한 것이다.
도 1은 인버터 구동의 전기 체인 블록의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도시하는 바와 같이, 전기 체인 블록은 인버터 제어 장치(11), 권상 권하 전동기(12), 감속기(13) 및 조작 박스(14)를 구비하고 있다. 조작 박스(14)에는 2단 누름 권상용 버튼(14a) 및 권하용 버튼(14b)을 구비하고 있다. 권상용 버튼(14a)의 1단 누름에서는 저속 권상 신호를, 2단 누름에서는 고속 권상 신호를 각각 인버터 제어 장치(11)에 출력하고, 권하용 버튼(14b)의 1단 누름에서는 저속 권하 신호를, 2단 누름에서는 고속 권하 신호를 각각 인버터 제어 장치(11)에 출력하게 되어 있다.
인버터 제어 장치(11)는 조작 박스(14)로부터의 저속 권상 신호, 고속 권상 신호, 저속 권하 신호 및 고속 권하 신호를 받아, 소정 주파수의 저속 권상용 전력, 고속 권상용 전력, 저속 권하용 전력 및 고속 권하용 전력을 권상 권하 전동기(12)에 공급하고, 권상 권하 전동기(12)는 저속 또는 고속으로 정회전 또는 역회전한다. 이에 의해, 감속기(13)를 통하여 시브(15)가 저속 또는 고속으로 정회전 또는 역회전하고, 상기 시브(15)에 결합하는 체인(16)이 저속 또는 고속으로 권상 또는 권하하고, 상기 체인(16)의 하단부에 훅(17)을 통하여 현수된 하중(18)은 저속 또는 고속으로 상승 또는 하강한다.
상기 전기 체인 블록에 있어서, 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 전류(이하 「모터 전류」라고 함)는, 출력 주파수와, 출력 전압에 대한 각 상(相)의 전류의 위상으로부터, 도 2에 도시하는 바와 같이, 여자 전류(자속을 발생시키는 데 필요한 전류)와 토크 전류(부하 토크에 비례하는 전류)에 벡터 연산에 의해 분할할 수 있다. 따라서, 모터 전류를 검출하고, 상기 모터 전류를 벡터 연산에 의해 여자 전류와 토크 전류로 분할함으로써, 이 토크 전류값에 의해 하중(18)의 크기를 고정밀도로 판별할 수 있다.
그런데, 특허 문헌 2에 개시되는 전동 로프 호이스트의 경우는, 토크 전류값에 의해, 대략 정확하게 하중의 크기를 판별할 수 있지만, 전기 체인 블록에서는 하기에 도시하는 바와 같이, 동일한 대략 타원 형상을 한, 세로 링크(16a)와 가로 링크(16b)가 교대로 연속 접촉하는 체인(16)을 다각형의 시브(15)로 권상 권하하는 구성이므로, 하중이 동일해도 부하 토크가 변동되고, 토크 전류값이 주기적으로 변동되기 때문에, 고정밀도로 하중 판별을 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 시브(15)의 회전 각도에 의해, 체인(16)의 중심선 A, B의 위치, 즉 하중 코어가 소정의 범위 ΔL 내에서 시브(15)의 회전 중심으로부터 이격하거나, 접근하거나 한다. 이 이격 접근에 의해, 시브(15)에 가해지는 부하 토크가 소정 범위로 변동되고, 상기 부하 토크의 변동에 의해 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 전류값도 변동된다. 또한, 도 3에 있어서, Lc는 체인(16)의 1링크분의 길이를 나타낸다.
도 4는 전기 체인 블록의 저속 권상 운전에서의 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이고, 곡선 A는 정격 하중(부하)(1.0W)의 토크 전류의 변화(전류/정격 전류[％])이고, 곡선 B는 정격 하중×1.08(1.08W)의 토크 전류의 변화의 상태를 각각 나타낸다. 또한, 도 5는 전기 체인 블록의 고속 권상 운전에서의 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이고, 곡선 A는 정격 하중(1.0W)의 토크 전류의 변화(전류/정격 전류[％])이고, 곡선 B는 정격 하중×1.08(1.08W)의 토크 전류의 변화의 상태를 각각 나타낸다. 전동 권상기에 있어서 하중이 정격 하중까지는 확실하게 감아 올리고, 정격 하중의 1.08배를 초과하면 권상 권하 운전을 자동 정지하지 않으면 안 된다고 하는 요구가 있다. 이와 같이, 판별해야 할 하중차가 작은 경우에는, 그 부하 변동보다 전기 체인 블록의 다각형 시브에 의한 부하 변동이 커져, 부하가 1.0W와 1.08W의 경계를 판별할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 저속 권상 운전에서도 기동시는 부하가 1.0W와 1.08W의 경계를 판별할 수 없다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 출원 공개 제2009-29590호 공보 일본 특허 출원 공개 평11-246184호 공보
본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 전기 체인 블록의 토크 전류로부터, 권상 운전 개시 후 단시간에, 또한 고정밀도로 하중의 판별을 할 수 있는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 권상 권하 전동기, 상기 권상 권하 전동기에 구동 전력을 공급하는 인버터 제어 장치를 구비하고, 권상 권하 전동기에 의해 시브를 회전시키고, 상기 시브에 결합하는 체인을 권상 권하하는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치이며, 인버터 제어 장치로부터 권상 권하 전동기에 공급되는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 수단과, 검출한 모터 전류로부터 벡터 연산에 의해 토크 전류를 산출하는 토크 전류 산출 수단과, 산출한 토크 전류의 전기 체인 블록의 권상 속도에 따른 직전의 소정 기간의 평균값을 연속해서 산출하는 이동 평균 토크 전류값 산출 수단과, 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판정하는 하중 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 전기 체인 블록의 하중 판별 장치에 있어서, 이동 평균 토크 전류값 산출 수단의 소정 기간은, 전기 체인 블록의 토크 전류의 변동 주기를 산출하는 토크 전류 변동 주기 산출 수단에 의해서 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 전기 체인 블록의 하중 판별 장치에 있어서, 토크 전류 변동 주기 산출 수단은 고속 권상시 및 저속 권상시의 토크 전류 변동 주기를 산출할 수 있게 되어 있고, 이동 평균 토크 전류값 산출 수단은 고속 권상시 및 저속 권상시의 이동 평균 토크 전류를 산출할 수 있게 되어 있고, 하중 판정 수단은 고속 권상시와 저속 권상시에서는, 각각 다른 값의 임계값을 설정하고, 고속 권상시와 저속 권상시에서 각각 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 권상 권하 전동기, 상기 권상 권하 전동기에 구동 전력을 공급하는 인버터 제어 장치를 구비하고, 권상 권하 전동기에 의해 시브를 회전시키고, 상기 시브에 결합하는 체인을 권상 권하하는 전기 체인 블록의 하중 판별 방법이며, 인버터 제어 장치로부터 권상 권하 전동기에 공급되는 모터 전류를 검출하고, 상기 검출한 모터 전류로부터 벡터 연산에 의해 토크 전류를 산출하고, 토크 전류의 전기 체인 블록의 권상 속도에 따른 직전의 소정 기간의 평균값을 연속해서 산출하여 이동 평균 토크 전류값으로 하고, 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단하여 하중 판별을 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기 체인 블록의 하중 판별 방법에 있어서, 전기 체인 블록의 권상 속도로부터 체인의 2링크분을 감아 올리는 시간을 산출하여 이동 평균 토크 전류값을 산출하는 소정 기간으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기 체인 블록의 하중 판별 방법에 있어서, 토크 전류의 산출은 고속 권상시와 저속 권상시에 행하고, 이동 평균 토크 전류값을 산출하는 소정 기간은, 고속 권상시와 저속 권상시와 따로따로 설정하고, 이동 평균 토크 전류값의 산출은 고속 권상시와 저속 권상시에 행하고, 고속 권상시의 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단함과 함께, 저속 권상시의 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단하여 하중 판별을 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기 체인 블록의 하중 판별 방법에 있어서, 고속 권상시의 하중 판별은 기동 토크 전류가 종료되고 나서 행하고, 저속 권상시의 하중 판별은 기동 전류가 종료되기 전으로부터 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전기 체인 블록의 변동되는 토크 전류의 이동 평균 토크 전류값을 산출하여 하중 판별을 행하는 것이며, 직전의 체인의 2링크분을 감아 올리는 기간의 평균 토크 전류값을 연속해서 산출하여 이동 평균 토크 전류값으로 하고, 미리 설정된 임계값과 상기 이동 평균값 토크 전류값을 비교하여 하중 판별을 행하므로, 전기 체인 블록의 권상 운전 개시 후 단시간에, 또한 고정밀도로 하중의 판별을 할 수 있다.
도 1은 인버터 구동의 전기 체인 블록의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 전기 체인 블록의 모터 전류의 여자 전류와 토크 전류의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 전기 체인 블록의 시브의 회전에 의한 체인의 중심선의 요동 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 전기 체인 블록의 저속 권상 운전에서의 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 전기 체인 블록의 고속 권상 운전에서의 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 저속시의 토크 전류와 권상 속도 변동을 나타내는 도면이다.
도 7은 고속시의 토크 전류와 권상 속도 변동을 나타내는 도면이다.
도 8은 저속시의 평균 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 고속시의 평균 토크 전류의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 전기 체인 블록의 상기 하중 판별의 처리 플로우를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 관한 하중 판별 장치를 구비한 인버터 구동의 전기 체인 블록의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
<제1 실시예>
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 본 발명에 관한 하중 판별 장치 및 하중 판별 방법을 실시하는 전기 체인 블록의 개략 구성은 도 1과 동일하기 때문에, 그 도시와 설명은 생략한다. 도 1에 도시하는 바와 같은, 전기 체인 블록에 있어서, 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 모터 전류는 벡터 연산에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 여자 전류와 토크 전류로 분할할 수 있다. 이 토크 전류는 권상 권하 전동기(12)의 부하[여기서는 인상 하중(18)의 크기]에 비례하기 때문에, 이 토크 전류를 전기 체인 블록의 설정 허용값(임계값)과 비교하고, 토크 전류가 임계값을 초과하고 있는지 여부에 의해서, 과부하 상태인지 여부를 판별할 수 있다.
전기 체인 블록의 인상 하중에 대해서, 정격 하중(정격 부하)까지는 확실하게 감아 올리고, 정격 하중의 1.08배를 초과하면 자동적으로 감아 올리는 것을 정지하지 않으면 안 된다고 하는 요구가 있다. 그런데, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 전기 체인 블록의 권상 운전에서의 토크 전류는 동일한 하중에서도 주기적으로 변동되고, 감아 올리지 않으면 안 되는 정격 하중(1.0W)과 감아 올리는 것을 금지하는 하중(1.08W) 사이에 적정한 임계값을 설정할 수 없다고 하는 문제, 특히 기동시는 1.0W일 때의 토크 전류와 1.08W일 때의 토크 전류는 중복되는 범위에 있기 때문에, 토크 전류에서의 고정밀도로 하중 판정을 할 수 없다.
그런데, 토크 전류의 변동과 권상 속도의 변동을 저속의 경우와, 고속의 경우에서 보면, 각각 도 6, 도 7과 같게 된다. 도시하는 바와 같이, 저속 권상에서도 고속 권상에서도 소정 주기 T(Tdl, Tdh)에서 속도가 변동되고, 이 속도 변동과 동일한 주기 T(Tdl, Tdh)에서 토크 전류가 변동되고 있는 것을 알 수 있다. 이 주기 T는 세로 링크(16a)와 가로 링크(16b)의 1조를 시브(15)로 감아 올리는 시간과 일치하고 있다. 여기서 각 주기 T를 기준으로 하는 이동 평균 전류값을 취하면, 도 8 및 도 9의 곡선 C, D로 나타내게 된다. 즉 곡선 C는 1.0W일 때의 토크 전류의 이동 평균을, 곡선 D는 1.08W일 때의 토크 전류의 이동 평균을 각각 나타낸다. 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 기동시로부터 소정 기간을 제외하면, 곡선 C와 D는 명확하게 구분되고, 요사이에 소정 임계값을 설정함으로써, 권상 권하 전동기(12)의 부하, 즉 하중(18)이 이 임계값을 초과하였는지 여부를 고정밀도로 판별하는 것이 가능해진다.
여기서, 도 8의 저속시의 이동 평균 토크 전류값의 변화를 나타내는 도면의 이동 평균 토크 전류값의 산출 방법을 설명한다. F : 인버터 제어 장치(11)의 출력 주파수(㎐), P : 권상 권하 전동기(12)의 극수, e : 권상 권하 전동기(12)의 미끄럼률, N : 권상 권하 전동기(12)의 회전수(rpm), S : 시브(15)의 회전수(rpm), M : 감속기(13)의 감속비, K : 시브(15)의 각수, T : 도 3에 도시하는 바와 같이 체인을 2링크의 길이 2Lc분 감아 올리는 시간(sec)이라고 하면,
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
수학식 1, 2, 3으로부터
Figure pct00004
가 된다.
F=5㎐(저속시 출력 주파수), P=4, e=0.05, M=0.06, K=5라고 하면, 수학식 4로부터 변동 주기 T는, 1.404초가 된다. 인버터 제어 장치(11)의 벡터 연산에 의해 10밀리초마다 산출(샘플링)한 토크 전류값을 개서하면서 최신의 소정개를 메모리에 저장하는 것으로 하면, 메모리에 저장한 토크 전류값 중 직전의 141개(1.404/0.010=140.4)의 토크 전류값의 평균값을 산출하여 이동 평균 토크 전류값이라고 한다. 도 8은 토크 전류값을 산출(샘플링)할 때마다(10밀리초마다) 이 이동 평균 토크 전류값을 연속해서 산출하여 그래프화한 것이다. 또한, 기동 시점으로부터 변동 주기 T(1.404초)에 충족하지 않는 기간의 이동 평균 토크 전류값도 기동시로부터의 토크 전류값의 적산값을 변동 주기 T를 샘플링 간격(10밀리초)으로 나눈 수 141로 제산하여 산출하고 있다.
다음으로 도 9의 고속시의 이동 평균 토크 전류값의 변화를 나타내는 도면의 이동 평균 토크 전류값의 산출 방법을 설명한다. 저속시와 마찬가지로, 인버터 제어 장치(11)의 벡터 연산에 의해 10밀리초마다 산출(샘플링)한 토크 전류값을 개서하면서, 최신의 소정개를 메모리에 저장한다. F=60㎐(고속시 출력 주파수), P=4, e=0.05, M=0.06, K=5라고 하면, 수학식 4로부터 변동 주기 T는 0.117초가 된다. 메모리에 저장한 토크 전류값 중 직전의 12개(0.117/0.010=11.7)의 평균값을 산출하여 이동 평균 토크 전류값이라고 한다. 도 9는 토크 전류값을 산출(샘플링)할 때마다(10밀리초마다) 이 이동 평균 토크 전류값을 연속해서 산출하여 그래프화한 것이다. 또한, 기동 시점으로부터 변동 주기 T(0.117초)에 충족하지 않는 기간의 이동 평균 토크 전류값도 기동시로부터의 토크 전류값의 적산값을 변동 주기 T를 샘플링 간격(10밀리초)으로 나눈 수 12로 제산하여 산출하고 있다.
최근, 인버터 구동의 전기 체인 블록에 있어서, 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 모터 전류를 벡터 연산에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이 여자 전류와 토크 전류로 분할하고, 부하[하중(18)]에 상당한 모터 전류를 흘릴 수 있도록 전압의 보정을 행함으로써 저속으로 고토크를 얻어지도록 구성한 전기 체인 블록이 있다. 이 전기 체인 블록에서는 인버터 제어 장치(11)에 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 모터 전류를 검출하고, 상기 모터 전류를 벡터 연산에 의해, 여자 전류와 토크 전류로 분할하는 기능을 구비하고 있다. 따라서, 이 인버터 제어 장치(11)에 상기 수학식 1 내지 4에 의해 토크 전류 변동의 주기 T를 산출하는 기능과, 이 주기 T에 상당하는 시간을 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값을 산출하는 기능과, 이 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교함으로써 하중(18)이 과부하 상태에 있는지 여부를 판별하는 하중 판별 기능을 갖게 함으로써, 단시간에 또한 고정밀도로 하중 판별이 가능해진다.
도 9의 고속시의 이동 평균 토크값에서는, 1.0W의 이동 평균 토크 전류값을 나타내는 곡선 C는, 기동시에 있어서, 1.08W의 이동 평균 토크 전류값을 나타내는 곡선 D의 평탄부의 값을 초과하고 있지만, 도 8의 저속시의 이동 평균 토크값으로는, 1.0W의 이동 평균 토크 전류값을 나타내는 곡선 C는, 기동시에 있어서도, 1.08W의 이동 평균 토크 전류값을 나타내는 곡선 D의 평탄부(안정부)의 값을 초과하고 있지 않으므로, 임계값을 이 곡선 D의 평탄부(안정부)로부터 소정량 작은 값과 1.0W의 이동 평균 토크 전류값을 나타내는 곡선 C의 최고값 사이의 값으로 함으로써, 기동시로부터 기동 전류가 종료되어 있지 않아도 이동 평균 토크값은, 하중이 1.0W 이하이면 임계값을 초과하지 않으며, 1.0W의 하중을 초과 하중이라고 오인하는 일은 없다. 한편, 고속시에 있어서는, 기동시의 소정 시간 Tnh 종료 후에 판별을 개시하는 것이라고 하면, 1.0W의 하중을 초과 하중이라고 오인하는 일은 없다.
상기의 예에서는, 변동 주기 T의 1주기를 이동 평균 토크 전류값의 산출 기준으로 하였지만, 변동 주기 T의 정수배를 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값을 사용하면, 또한 토크 전류값을 평활화하여 판별의 정밀도가 향상되지만, 1주기를 기준으로 하는 방법과 비교하여 과부하의 검지가 지연되므로, 1주기분을 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값을 판별 기준으로 하는 것이 최선이다.
상기 수학식 1 내지 4에 있어서, 변동 주기 T는 인버터 제어 장치(11)가 권상 권하 전동기에 출력하는 출력 주파수에 의해서 산출하여 설정하도록 하고 있지만, 권상 권하 전동기(12)의 출력축의 회전수, 또는 시브(15)의 회전수, 또는 감속기(13)의 기어축 등의 회전수를 계측하고, 혹은 체인(16)의 2링크분을 감아 올리는 데 필요로 하는 시간을 차차 계측함으로써, 변동 주기를 산출하도록 해도 좋지만, 전동 권상 장치에 공급하는 출력 주파수로부터 권상 권하 전동기(12)의 회전수를 산출하는 방법이 간편하고 또한 충분히 정밀도를 갖고 있다. 혹은, 전기 체인 블록에 미리 설정된 속도에 따른 변동 주기를 메모리에 기억하고, 지령 속도에 따른 변동 주기를 메모리로부터 판독하고, 변동 주기(이동 평균 토크 전류값을 산출하는 기준 기간 : 평균값을 산출하는 샘플링수)로 설정하도록 해도 좋다.
도 10은 상기 하중 판별의 처리 플로우를 도시하는 도면이다. 우선 전기 체인 블록의 전원을 투입하고, 스텝 ST1에 있어서, 고속 운전에서의 토크 전류의 변동 주기인 고속 변동 주기(Tdh)와 저속 운전에서의 토크 전류의 변동 주기인 저속 변동 주기(Tdl)를 상기 수학식 1 내지 4에 의해 산출하여 설정하고, 스텝 ST2로 이행한다. 스텝 ST2에서는, 조작 박스(14)로부터 권상 조작 신호가 있는지를 판단하고, "예"인 경우 스텝 ST3으로 이행한다. 스텝 ST2에 있어서 "아니오"인 경우에는 샘플링하여 소정수 메모리에 기억한 토크 전류값을 리셋하는 것이 바람직하다. 스텝 ST3에서는, 토크 전류의 샘플링(측정ㆍ산출)을 개시하고, 스텝 ST4로 이행한다. 스텝 ST4에서는, 운전 신호가 고속인지 저속인지를 판단하고, 저속의 경우는 스텝 ST5로 이행하고, 고속의 경우는 스텝 ST8로 이행한다.
스텝 ST5에서는, 저속 변동 주기 Tdl을 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값 Dl을 산출하고, 스텝 ST6으로 이행한다. 스텝 ST6에서는, 저속 운전 시간이 저속 기동 전류 무시 시간 Tnl(도 8 참조)을 초과하였는지(저속 운전 시간>Tnl)를 판단하고, "아니오"인 경우는 상기 스텝 ST2로 복귀되고, "예"인 경우는 스텝 ST7로 이행한다. 스텝 ST7에서는, 스텝 ST5에 의해 산출한 이동 평균 토크 전류 평균값 Dl이 저속시 이동 평균 임계값 Hl 이상(Dl>Hl)인지를 판단하고, "아니오"인 경우는 상기 스텝 ST2로 복귀되고, "예"인 경우는 스텝 ST11로 이행하고, 권상 정지를 행한다.
상기 스텝 ST8에서는, 고속 변동 주기 Tdh를 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값 Dh를 산출하고, 스텝 ST9로 이행한다. 스텝 ST9에서는, 고속 운전 시간이 고속 기동 전류 무시 시간 Tnh(도 9 참조)를 초과하였는지(고속 운전 시간>Tnh)를 판단하고, "아니오"인 경우는 상기 스텝 ST2로 복귀되고, "예"인 경우는 스텝 ST10으로 이행한다. 스텝 ST10에서는, 스텝 ST8에 의해 산출한 이동 평균 토크 전류값 Dh가 고속시 이동 평균 임계값 Hh 이상인지(Dh>Hh)를 판단하고, "아니오"인 경우는 상기 스텝 ST2로 복귀되고, "예"인 경우는 스텝 ST11로 이행하고, 권상 정지를 행한다. 또한, 상기 저속 기동 전류 무시 시간 Tnl 및 고속 기동 전류 무시 시간 Tnh는 기동 전류가 작아져 평균 임계값에 의해 과부하 하중을 판별할 수 있는 최단 시간으로 설정함으로써, 권상 운전 개시 후 최단 시간으로 고정밀도의 하중 판별이 가능해진다. 전술한 바와 같이 도 8에 도시하는 바와 같은 경우에는, Tnl을 0으로 할 수 있다.
스텝 ST11에서 권상 정지를 행하면 스텝 ST12로 이행하고, 상기 스텝 ST12에서 리셋 조작이 있는지 여부를 판단하고, "아니오"이면 리셋 조작을 대기하고, "예"이면 스텝 ST2로 복귀된다. 리셋 조작은 비상 정지 버튼 또는 권하용 버튼(14b)의 압하에 의해 행해진다.
또한, 상기 실시 형태예에서는, 인버터 제어 장치(11)로부터 권상 권하 전동기(12)에 공급되는 모터 전류의 검출, 상기 모터 전류를 벡터 연산에 의해 여자 전류와 토크 전류로 분할하는 처리, 상기 수학식 1 내지 4에 의해 토크 전류 변동의 주기 T를 산출, 주기 T를 기준으로 하는 이동 평균 토크 전류값을 산출, 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교 등의 처리를 인버터 제어 장치에서 행하게 되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 11에 도시하는 바와 같이 인버터 제어 장치(11)와는 달리 하중 판별부(20)를 설치하고, 상기 하중 판별부(20)에 전류 검출 소자(21)에 의해 검출한 모터 전류, 인버터 제어 장치(11)로부터 고속, 저속시의 토크 전류의 변동 주기 Tdh, Tdl을 입력한다. 그리고 하중 판별부(20)에서 벡터 연산에 의해 고속, 저속시의 모터 전류로부터 고속, 저속시 토크 전류를 산출하고, 상기 고속, 저속시 토크 전류를 고속, 저속시의 토크 전류 변동 주기 Tdh, Tdl을 기준으로 하는, 고속, 저속시의 이동 평균 토크 전류값을 산출하고, 이와 설정 임계값을 비교하여, 고속, 저속시의 이동 평균 토크 전류값이 임계값을 초과하면, 과부하라고 판단하고, 경보부(22)에 과부하 신호를 출력하고, 경보를 발하거나, 인버터 제어 장치(11)에 정지 신호(S)를 보내도록 해도 좋다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위 및 명세서, 도면에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이 가능하다.
본 발명은, 인버터로부터 권상 권하 전동기에 공급되는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 수단과, 상기 검출한 모터 전류로부터 벡터 연산에 의해 토크 전류를 산출하는 토크 전류 산출 수단과, 상기 토크 전류의 변동 주기를 산출하는 토크 전류 변동 주기 산출 수단과, 토크 전류 평균값을 토크 전류의 변동 주기간의 샘플링 데이터로부터 산출하는 이동 평균 토크 전류값 산출 수단과, 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판정하는 하중 판정 수단을 구비하였으므로, 권상 운전 시동시 단시간에, 또한 고정밀도로 하중의 판별을 할 수 있는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치로서 이용할 수 있다.
11 : 인버터 제어 장치
12 : 권상 권하 전동기
13 : 감속기
14 : 조작 박스
15 : 시브
16 : 체인
17 : 훅
18 : 하중
20 : 하중 판별부
21 : 전류 검출 소자
22 : 경보부

Claims (7)

  1. 권상 권하 전동기, 상기 권상 권하 전동기에 구동 전력을 공급하는 인버터 제어 장치를 구비하고, 권상 권하 전동기에 의해 시브를 회전시키고, 상기 시브에 결합하는 체인을 권상 권하하는 전기 체인 블록의 하중 판별 장치이며,
    상기 인버터 제어 장치로부터 상기 권상 권하 전동기에 공급되는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 수단과,
    상기 검출한 모터 전류로부터 벡터 연산에 의해 토크 전류를 산출하는 토크 전류 산출 수단과,
    상기 산출한 토크 전류의 상기 전기 체인 블록의 권상 속도에 따른 직전의 소정 기간의 평균값을 연속해서 산출하는 이동 평균 토크 전류값 산출 수단과,
    상기 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판정하는 하중 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 평균 토크 전류값 산출 수단의 소정 기간은, 상기 전기 체인 블록의 토크 전류의 변동 주기를 산출하는 토크 전류 변동 주기 산출 수단에 의해서 산출하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토크 전류 변동 주기 산출 수단은 고속 권상시 및 저속 권상시의 토크 전류 변동 주기를 산출할 수 있게 되어 있고, 상기 이동 평균 토크 전류값 산출 수단은 고속 권상시 및 저속 권상시의 이동 평균 토크 전류를 산출할 수 있게 되어 있고, 상기 하중 판정 수단은 고속 권상시와 저속 권상시에서는, 각각 다른 값의 임계값을 설정하고, 고속 권상시와 저속 권상시에서 각각 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 장치.
  4. 권상 권하 전동기, 상기 권상 권하 전동기에 구동 전력을 공급하는 인버터 제어 장치를 구비하고, 권상 권하 전동기에 의해 시브를 회전시키고, 상기 시브에 결합하는 체인을 권상 권하하는 전기 체인 블록의 하중 판별 방법이며,
    상기 인버터 제어 장치로부터 상기 권상 권하 전동기에 공급되는 모터 전류를 검출하고, 상기 검출한 모터 전류로부터 벡터 연산에 의해 토크 전류를 산출하고,
    상기 토크 전류의 상기 체인 블록의 권상 속도에 따른 직전의 소정 기간의 평균값을 연속해서 산출하여 이동 평균 토크 전류값으로 하고,
    상기 이동 평균 토크 전류값을 설정 임계값과 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단하여 하중 판별을 행하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전기 체인 블록의 권상 속도로부터 상기 체인의 2링크분을 감아 올리는 시간을 산출하고 상기 이동 평균 토크 전류값을 산출하는 상기 소정 기간으로 하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 토크 전류의 산출은 고속 권상시와 저속 권상시에 행하고, 상기 이동 평균 토크 전류값을 산출하는 소정 기간은, 고속 권상시와 저속 권상시에서 따로따로 설정하고,
    상기 이동 평균 토크 전류값의 산출은 고속 권상시와 저속 권상시에 행하고,
    상기 고속 권상시의 상기 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단함과 함께, 상기 저속 권상시의 이동 평균 토크 전류값과 설정 임계값을 비교하여 권상 하중값이 소정 초과 하중값을 초과하고 있는지 여부를 판단하여 하중 판별을 행하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고속 권상시의 하중 판별은 기동 토크 전류가 종료되고 나서 행하고, 저속 권상시의 하중 판별은 기동 전류가 종료되기 전으로부터 행하는 것을 특징으로 하는, 전기 체인 블록의 하중 판별 방법.
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