KR910001852B1 - 수평운동 구동 엘레먼트 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수평운동 구동 엘레먼트 제어장치

제1도는 본 발명의 장치의 블럭도

제2도는 본 발명의 장치의 기본 회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 4상한 전력 소자 2 : 토오크 조절기

3 : 토오크 컴퓨터 4 : 속도 조절기

5 : 디스플레이된 토오크 보정회로 6 : 구동 상한 및 감속 검출회로

7 : 램프회로 8 : 최대 토오크 레벨 디스플레이장치

9 : 최대 토오트 레벨 디스플레이 10 : 고정된 한계

11 : 증폭기 역전기 12 : 분로회로

본 발명은 구동되는 부분으로 수평운동의 전달을 위하여 탄발 지지부 또는 탄성 연결부가 있도록 장치된, 수평운동 구동 엘레먼트를 제어하는데 사용되는 장치에 관한 것이다.

예로써, 이런 형태의 몇 가지 운동을 들수있다. 첫째, 티프링장치 (예 : 크레인, 오우버헤드 크레인, 등‥.)의 수필운동, 그리고 "위에서 선회하는 것"으로 알려진 형태의 타워 크레인의 경우, 고정 프레임은 그 정부에 수질 피봇(pivot)주위로 회전하여 부움(boom)을 조정하기 위한 기구를 지지하고 있는데, 전체 선회부는 대단히 큰 관성을 가지며, 프레임은 조종기구에 대하여 동시에 압축되고, 휘어지며, 비틀려지게 작용하는 탄발 지지부로 되고, 부움의 조종을 위한 선회중에 프레임의 동적응럭은 작동중 요동을 일으키거나 또는 크레인의 좋지 못한 반응을 일으킨다.

이 탄발 지지부, 즉 탄성 연결부가 복잡한 동쓱 현상의 근원이 되는 바, 그 결점은 운동의 제어, 정확도및 생체 공학에 있어서, 그리고 부품들의 크기를 유지하기에 복잡하다.

이 동적 효과를 줄이기 위하여 공지된 방법은 구동 엘레먼트를 적절한 장치로 제어하여서 그 운동에 필요한 기계적 토오크를 점진적으로 가하는데 있다. 이 방법은 하기와 같은 결점이 있다.

(1) 토오크의 증가에 상당한 시간을 요한다. 이것은, 토오크의 작용하에 탄발 지지부, 즉 탄성 연결 지지부의 변형이 자유롭지 못하다는 사실이외에도, 가동부의 가동이 신속하지 못하게 된다.

(2) 탄발 지지부의 점차적인 변형과 가동부가 점진적으로 가동되는 것이 겹쳐져서 탄발 지지부에 에너지를 전달시켜, 나쁜, 위험하기 조차한 진동 응력을 일으킨다.

(3) 바람과같은 외적 요인에 의하여 특히 영향을 받을수 있는 인가된 토오크의 제어불가.

(4) 운전자가 가동녁를 가동시키기 전의 놀고있는 시간을 조절할수 없다. 이로 인하여 좋지 못한 운전이된다.

(5) 가동부의 속도제어 불가

다른 방법에서는, 구동 토오크의 조종에 탄발 지지부, 즉 탄성 연결부와 견고하게 부착된 속도 픽업(pick-up)으로부터 속도 조절회로가 부가되었다. 이 픽업은 탄발 지지부로 부터의 모든 작동을 중계하고바람직하지 못한 "펌핑 (pumpirlg)" 현상을 속도회로에 그리고 또한 토오크에 전도한다.

따라서, 본 발명의 목적은 운동을 야기하는 구동 엘레먼트를 확실하게 제어하여 이들 제결정을 방지하는것이다. 또 하나의 목적은 최소한 하기 4가지 기본 회로가 조화되어 구성되는 전기장치로써 토오크 발생 구동장치를 제어하는 것이다.

A-가 작동 단계에 대하여 규정된 토오크 지시에 관하여 구동 엘레먼트에 의해 공급되는 전기-기계적토오크를 조절하기 위한 토오크 회로 :

B-운전자에 의해 수동으로 선정된 속도를 구하고 유지하기 위하여 토오크 회로를 조종하는 한편 토오크지시를 공급하는, 지면에 관하여 구동되는 부분의 가동부의 절대 속도를 조절하기 위한 회로 :

C-지면에 대하여 가동 엘레먼트의 절대속도간의 편차를 결정하고, 만일 이 차동속도가 이리 설정된 한계를 초과하면 구동 엘레먼트에 축적된 운동 에너지로 인한 요동을 감소시키도록 토오크 지시를 수정하는 차동속도 회로 :

D-토오크 지시에 반대로 구동 엘레먼트의 속도의 미분 계수를 구동 엘레먼트의 속도로서 채용하여 장치의 동적인 운전을 안정시키는 분로회로 :

본 발명의 부가적인 특성에 의하면, 지면에 관하여 구동부의 가동부의 절대 속도를 조절하기 위한 회로는 속도를 조절하고 토오크 지시를 공급하기 위하여 필요한 장치이외에도, 이 지시를 보정하고 적합시키는 중간 구성부품, 즉 그 기구의 유동의 채택으로 인한 동적 효과를 줄이기 위하여 토오크 지시를 점차적으로 채용하는 램프(ramp)회로와, 구동되는 부분의 응력을 크기와 지속시간에 있어서 가속 단계 및 감속 단계에서 동일하게 되도록 하는 보정회로와, 마지막으로 토오크 지시의 최대치를 제한하는 장치를 포함한다.

본 발명의 또 부가적인 특성에 의하면, 구동되는 부분의 가동부의 절대속도를 조절하기위한 회로에는 가속, 정속 또는 감속 단계들에 걸쳐서 토오크 회로의 입력단에 일정한 토오크를 디스플레이 할수있게 하는 프로세싱 플레이트(processing plate)가 장치된다. 그럼에도 불구하고 이 토오크 지시는 램프회로, 구동되는 부분의 절대속도를 조절하기 위한 토오크 회로에 포함되어 있는 보정회로, 구동되는 부분의 가동 엘레먼트 및 구동 엘레먼트의 절대속도간의 .차동속도를 결정하기 위한 회로, 그리고 구동 엘레먼트의 속도를 분로하기위한 분로회로에 의하여 수정될수 있다.

본 발명의 또 하나의 부가적인 특성에 의하면, 본 장치는 3상 전동기, 회전자 관성이 낮은 특수한 전동기를 제어하여 차동로우프 및 전동기의 속도의 분로회로가 조절되거나 또는 제거필수도 있게 되도록 사용 되거나, 흑은 본 장치로써 일정한 속도를 디스플레이할 수 있는 어떤 형태의 구동 엘레먼트를 제어하기 위하여 사용될 수 있다.

제1도 및 제2도의 예에서, 구동 엘레먼트는 본 발명에 의한 장치에 치하여 제어되는 권선형 회전자 또는 저한성 케이지 (resistant cage)를 지닌 회전자가 구비된 3상 진동기 M이다.

본 장치에는 하기 4가지 기본회로가 조화되어 포함된다.

A-파음과 같이 구성된 구동토오크를 조절하기 위한 회로.

(a) 3상에서 고정자 전압의 변화에 의하여 필요한 구동 토오크를 디스플레이 할수 있는 공지된 형태의 4상한 걱력 소자(1) 이것은 고정자 회로에 연결되는 다이리스터를 사용하여 성취될수 있고, 그 다이리스터는 두 상을 절환하여 전동기의 방향을 역전시키거나,

(b) 토오크 조절기 (2)와 3상 고정자 전압 몇 전류로부터 전자 토오크를 결정하기 위한 컴퓨터 (3)로 구성되는, 폐회로 전동기의 토오크의 전자조정. 이 장치는 모든 작동단계, 특히 가속, 감속 및 제동 단계중에한정된 토오크를 더스플레이 할수 있다.

B-지면에 관하며 구동되는 부분의 가동부의 절대 속도를 조절하기위한 회로, 이 조절회로는 속도 회로를 통;차여 토오크치로를 제어하기 위한 직렬 방법에 뒤따르는 선행 토오크 조절과 관련되고 다음과 같이 구성 된다.

(a) 운전자에 의해 수동으로 선정된 소기의 속도 XVGY를 디스플레이 하기위한 소자 운전자가 이같이원하는 속도를 디스플레이하면 자동적으로 구동되는 부분의 가동 엘레먼트로부터 실제속도를 얻는다.

(b) 지면에 관한 가동 엘레먼트의 절대속도를, 기계와 어떠한 탄성연결, 예를들면 회전의 효과(자이로미터)를 지닌 또는 가속 측정장치에 근거한 픽업도 없게 되므로써, 측정하는 장치 GY 이 장치 GY는 속도에 비례하는 운동의 방향에 따른 정 또는 부의 전압을 공급한다. 그리하여 이 전압은 곡도 회로로 전해지고 디스플레이 엘레먼트의 전압과 비교된다. 전위차계 p,은 구동되는 부분의 형태 및 관련된 운동의 함수로서 절대속도를 측정하기 위하여 (구동되는 부분의 함수로서 예비조절)이 장치의 데이타와 디스플레이 데이타를 균형시킬수 있게한다.

(c) 토오크 회로를 제어하는 속도 조절기 (4), A에서 출력 신호는 토오크 지시와 정확히 같다. 디스플레이되는 속도 XVGY에 이르지 않는한, 디스플레이될 값과 픽업 GY에 의하여 측정된 값사이에는 오차전압이 있다. 이 오차전압이 증폭 및 처리되어 일정한 토오크로 변화되고 하술하는 여러가지 구성부품들의 작용에의하여 수정될수 있다. 속도 회로의 이득(비례작용)은 전위차계 p,에 의하여 조절될 수 있다.

(d) 가속 또는 감속 기간이 동일하게 되도록 디스플레이된 토오크를 보정하기 위한 회로(5) 각 부분의 효율 때문에, 전동기에 필요한 토오크는 가속 단계에서 보다 감속 단계에서 작으며, 한편 구동되는 부분에가해지는 결과적인 응력은 최종 분석에 있어서 두 경우 모두 비슷하다. 이것은 가속이 필요하거나 또는 감속이 필요한 상한을 검출하고 미분하는 전자회로(6)에 의하여 성취된다 . 바람직한 예에서, 이 전자회로는디스플레이된 토도크의 방향과 실제속도의 방향을 연속 전압 +U와 기준 전압 0사이에 놓이는 분할기 브리지 R₁₄-R₁₅, R₁₆-R_17,R₁₈-R₁₉및 R₂₀-R₂₁에 의하여 만들어진 기준전압과 비교하므로써 처리한다. 이 회로의 접점 노는 추동 상한에서 닫혀지고 감속 상한에서 휴지 및 개방되며, 이 접점의 작용에 의하여, 점 A에 인가된 토오크 지시의 레벨이 점 B로 송신되고(완전히 구동 상한에서 또는 휴지에서) 감속 상한에서 분하기 브리지 R₆-R₈에 의하여 감쇄된다.

(e) 기구의 유동의 흡수로 인한 동적 효과를 줄이기 위하여 토오크 지시를 점진적으로 전하는 램프회로(7) 바람직한 예에 의하면. 램프회로는 전위차계 P₄를 통한 일정한 전류의 작용하에 커패시턴스 C₁의 충전에따라 좌우되며, 단부 단자에서 전위차계 P₄의 전압은 다이오드 D₁과 D₂에 의하여 일정하게 유지된다. 증폭기 CI₂는 전압 플로우어로서 사용되고, 그 출력 단자의 전위는 그 정의 입력 단자의 전위를 따르며, 한편 저항 R7은 전위차제P₄에 관하여 다이오드 D₁과 D₂의 전류를 최소화시켜서 커패시턴스 C,의 충전 전류는 명백히 전위차계 P₄를 통과하는 전류이다. 램프의 경사는 전위차계 p,의 작용에 의하여 조절될수 있다(기계의 함수로서 예비조절) . 램프회로는 2개의 다이오드 D₁과 D₂를 병렬로 설치하여 대칭으로 되며. 이에의하여 램프회로의 입력 B에 부의 지시는 물론 정의 지시도 인가할수 있게된다.(f) 구동되는 부분에 최대 허용 토오크를 초과하지 않도록 전위차계 P₃로써 예비조절하여 토오크 지시의최고 레벨을 조절하기위한 장치 (8) .

C-지면에 관한 가동 엘레먼트의 속도(예컨데 측정 픽업을 자이로미터 GY로서 사용함)와 전동기의 속도(회전속도계 발전기 같은 속도 검출장치 DY를 사용함) 사이의 차동속도를 결정하기 위한 회로. 이 회로는구동되는 부분의 여러부분에 허용 응력을 결코 초과시키지 않도록. 회전자에 축적된 은동에너지로 인한 동적 요동을 줄이는 것을 목적으로 한단. 이러한 목적을 위하여, 두 속도간의 오차신호는 (9)에서 디스플레이되고 고정된 한계와(10)에서 비교되며, 데이타는 토오크 지시로 송신되어 구동 토오크를 감소시키거나 역전시킨다. 바람직한 예에서, 제너 다이오드 DZ₅,DZ₆가 고정된 한계를 구성한다. 측정된 속도 GY와 DY간의 편차를 반영하며, 중폭기 Cl9에 의하여 처리되는 점 D에서의 전압이 제너 한계를 초과하지 않을때, 점 F에서의 전위는 0이고. 점 L에서 디스플레이된 토오크로 보정이 디스플레이되지 않는다. 반대의 경우, 점 F에서 전압은 한계이상으로 비례적으로 증가하고 토오크 보정(감소 또는 역전)이 점 L에 가해진다. 전위차계P₅는 차동 속도 한계를 고정하고 전위차계 P₃₅은 보정 작용의 이득을 고정하며 합게는 전위차계 P₃에 의하여 램프와 최대 토오크의 디스플레이 레벨 사이에 증폭기-가산기 (11) CI₇을 삽입하므로써 되어진다. 따라서, 이 보정 작용은 탄성 지지부의 비틀림 및 방출 단계를 간섭하여 동적효과를 최소화시킨다.

D- 커패시턴스 C₂, 전위차계 P₆및 저항 R₂₅로 구성되는 전동기의 속도에 대한 분로회로(12)는 토오크지시에 반대로 전동기의 속도의 미분 계수를 도입하여 기계의 동적 운전을 안정화시키고, 전위차계 P₆는이 보정 작용을 할수있게 한다

특수한 예에서, 구동 엘레먼트 M은 관성이 낮은 케이지를 지닌 특수한 3상 전동기이다. 제어장치 상술한바와 동일한 것으로 될수 있으며, 조절은 속도 회로와 다르고 전동기 속도의 분로 회로와 다르다. 그러나,이 두 구성부품은 또한. 전동기의 회전자와 관련 장치들의 기계부분들의 관성 효과를 관성이 낮은 전동기를 선정하므로써 충분히 최소화 될수 있기 때문에 삭제될수도 있다.

마지막으로, 구동 엘레먼트의 회전부의 관성이 증대하다면 반드시 차동 속도 회로와 전동기 속도의 분로회로를 포항하고, 이 관성이 대단히 미소하다면 이 두 부품이 있어도 되고 없어도 되는 본 발명의 장치에의하여 일정한 토오크를 발생할수 있게 하는 어떤 다른 구동 엘레먼트를 사용하여도 본 발명의 범위에 속한다.

마찬가지로, 어떤 수평운동 구동 엘레먼트를 제어하기 위하여 본 발명의 장치의 여러가지 부품을 어떤 방법으로 결합하여도 본 발명의 범위에 속한다 작동은 하기와 같다.

본 장치가 멈추어 있을때, 운전자는 소기의 속도를 디스플레이한다.

속도는 토오크 지시로서 속도 회로를 통하여 송신 되고, 모든 전위차계의 예비조절은 구동되는 부분의 구조의 함수로서 미리 수행되어져 있다. 따라서, 일정한 토오크 지시가 디스플레이되고, 그리하여 토오크는 보정 엘레먼트에 의한 토오크 지시의 보정을 제외한 전 가속단계중에 토오크 조절회로의 작용에 의하여 일정하게 되며, 상한 검출은 가속 단계중에 작용하지 않는다. 토오크가 디스플레이 되자마자, 장치의 고정된 부분은 이 토오크에 해당하는 균형위치를 위한 다음, 가동부는 운동하기 시작하고 디스플레이된 속도와 가동부의 실제순간 속도간의 편차는 토오크 지시의 레벨을 유지하며 도발한 속도는 초기에 프로그램된 속도와 동일하지 않다 그 속도에 도달할때, 토오크지기는 반대 토오크의 저속 레벨까지 감소한다.

반대로, 장치가 가동중이면, 예컨데 속도 0의 디스플레이는 새로운 토오크 지시를 받아들인다. 가들부는감속단계에서 상천의 검출회로가 작동되어서 토오크 지시가 최소로 된다는 점 이외에는 가속단계의 운전과유사한 운전에 의하여 정지로 감속된다.

본 장치의 공지된 장치에 대한 장점은 다음과 같다.

-운전자는 0에서 최대 속도까지 소기의 속도를 한번 디스플레이하므로써 구동되는 부분의 가동부의 실제속도를 완전히 제어한다.

-토오크 레벨이 운전자와는 완전히 무관하고 구동되는 부분의 여러부분에서 허용되는 값으로 제한된다.

-일정한 토오크의 도입이 탄발 지지부, 즉 탄성 연걸부의 거의 안정된 평형 위치에 의하여 중계피고, 구동되는 부분의 가동부의 가동이 노는 시간없이 신속하여진다.

-탄발 지지부, 즉 탄성 연결부의 진동이 일정한 토오크의 도입에 의하여 그리고 구동되는 부분의 가동부에 관한 기구의 유동, 구동 엘레먼트의 관성 또는 구동 엘레먼트의 가속으로 인한 부차적인 동적 효과를 줄이기 위하여 취해지는 배려에 의하여 제거된다. 이 결과, 가동부가 요동이 없이 가동되며 동시에 탄성 지지부의 피로가 현저히 감소된다.

-구동되는 부분의 가동부는 예컨데 바람같은 외적요인에 의하여 생기는 동요가능성에도 불구하고 운전자엑 의해 디스플레이된 상황으로 유지된다. 특히, 이 가동부는 동요가 가동 엘레먼트의 속도를 측정하기 위한 장치에 의하여 검출되는 가속도를 발생하려고 하자마자, 동요 요인을 맡을때 구동 엘레먼트에 의하여 발휘되는 토꼬크의 가용에 의해 모든 제동장치가 개빙된 상태에서 정지하여 있다.

-구동되는 부분이 가속 또는 감속단계에서 동일 응력을 받으므로 일정하게 운전된다. 결론적으로, 본 발명에 따른 장치는 동시에 신속하고, 정확하며, 쾌적하고 안전하며 또는 구동되는 부분의 피로를 최소화시키도록 구동되는 부분을 제어할수 있게한다. 마지막으로, 본 발병의 결과는 구동되는 부분의 사용에서 안전성 및 수익성의 개선인 것이며, 동시에 그 구조물을 가볍게 만들수 있는 가능성이 있다.

Claims (8)

1. A-4 상한 전력 소자, 구동 토오크를 발생하기 위하여 과 전력 소가에 연결된 장치, 및 구동 토오크를 결정하기 위하여 토오크 조절기와 컴퓨터를 포함한 폐회로로 상기 구동 토오크를 전자적으로 조절하기위한 팍치를 포함하는 제1회로와, B-상기 토오크 회로와 직렬방식으로 결합되고 운전자에 의해 수동으로선정된 속도를 얻고 유지하기 위한 토오크 지시를 공급하기 위한 장치를 포함하는, 지면에 관한 구동되는부분의 가동부읜 적대 속도를 조절하기 위한 제2회로와, C-가동 엘레먼트의 지면에 관한 속도와 구동 엘레먼트의 속도 사이의 차동속도를 결정하여서 이 차동속도가 고정된 한계 신호를 초과할때 토오크 지시가감소되거나 역전되는 제3회로와 D-구동 엘레먼트의 속도의 미분 계수를 토오크 지시에 반대로 도입하여토오크 지시를 보진하기 위한 장치를 포함하는, 구동 엘레먼트의 속도를 분로하기 위한 제4회로,로 구성되는 것을 특징으로 하는, 구동되는 부분으로 수평운동을 전달하기 위하여 탄발 지지부 또는 탄성 연결부가있도록 장치된 수필운동 구동 엘레먼트 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2회로가 속도론 조절하고 토오크 지시를 공급하는 장치를 포함하는 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 조절장치가 수동으로 선정된 속도를 디스플레이하기 위한 장치, 지면에 관한 가동 엘레먼트의 절대속도를 측정하는 장치, 및 디스플레이된 속도와 측정된 속도 사이의 차 함수로서 결정된 토오크 지시를 공급하는 속도 조절기를 포함하는 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 조절장치가 가속 또는 감속단계와 상호관련하여 보정 토오크를 발생함으로써 토오크 지시를 보정하는 장치, 램프회로 장치, 및 토오크 지시의 값을 제한하는 장치를 더욱 포함하는 제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2회로가 가속, 정속 또는 감속단계들에 걸쳐서 제1회로의 입력단에 일정한 토오크를 발생하기 위하여 디스플레이된 속도와 실제속도로서 결정된 프로세싱 오차 전압을 위한 장치와, 상기 램프회로장치, 구동되는 부분의 가동부의 절대 속도를 조절하는 상기 제2회로에 포함된 상기 보정회로, 구동되는 부분의 가동 엘레먼트 절대속도와 구동 엘레먼트 절대속도 사이의 차를 결정하는 상기 제3회로, 및 상기 제4회로에 의해 작동되는 보정을 공급하는 장치를 포함하는 이격 조절장치를 더욱 포함하는 제어장치.
6. 제1항엔 있어서, 전력 소자가 3상 전동기를 제어하는 제어장치.
7. 제1항에 있어서, 전력 소자가 회전자 관성이 낮은 3상 전동기를 제어하여, 제3회로와 제4최로가 조절되거나 또는 제거되는 제어장치.
8. 제1항에 있어서, 전력 소자가 일정한 토오크를 발생하기 위하여 구동 엘레먼트를 제어하는 제어장치.

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