TWI483891B - Crane and its control methods and control procedures - Google Patents

Description

吊車及其控制方法以及控制程式

本發明係關於一種吊車及其控制方法以及控制程式。

例如，在製鐵廠所使用的澆桶吊車，以往雖採用閘流管控制或反應器控制，但由於機器籌備的困難性及價格高漲等的理由，近年來逐漸採用使用反相器之反相器控制。

在吊車的控制中使用反相器的情況下，係藉由轉換器來將已接收電力的商用電壓暫時轉換成直流電壓，再藉由反相器來將已被轉換的直流電壓轉換成所期望之頻率的交流電壓(例如，專利文獻1)。

第4圖，係展示出下述專利文獻2中所記載之吊車用反相器裝置的一例示之概略圖。於下述專利文獻2中，反相器控制電路290，係僅於平流電容器260之充電期間中投入接點要素210，當反相器270在運轉中係將接點要素210開放(遮斷)，並且當反相器在運轉中發生異常時係將主接觸器240開放。依據上述構造，係提案有：於異常發生時將主接觸器240緊急遮斷時，將限流電阻器250、平流電容器260、及反相器270從電源電路切離，並使反相器270停止的技術。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2007-267504號公報

[專利文獻2]日本特開2002-78353號公報

然而，於上述專利文獻2之方法中，即使主接觸器240被開放，也會因為有電荷殘留於平流電容器260而使直流電壓被供給至反相器270，因此，直至殘留電荷完全地放電為止反相器270並不會停止，而產生了在反相器270之停止方面耗費時間的問題。

本發明係鑑於上述情事所完成者，其目的為提供一種當異常發生時能使反相器迅速地停止之吊車及其控制方法以及控制程式。

為了解決上述課題，本發明係採用以下之手段。

本發明之第1態樣，係一種吊車，其特徵為具備有：馬達；和反相器，係對應於前述馬達而被設置；轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前述直流電力供給至前述反相器；電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗；以及第1切換手段，係連接於前述電力消耗手段與前述轉換器之間，且根據前述反相器的狀態，而執行前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離的切換。

依據上述之構造，當將連接於電力消耗手段與轉換器之間的第1切換手段設為切離狀態時，將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力的轉換器，係將轉換後之直流電力供給至反相器，且當將第1切換手段設為連接狀態時，係將直流電力從轉換器供給至電力消耗手段。此外，第1切換手段之連接與切離，係根據反相器的狀態而作設定。

如此一來，藉由將第1切換手段的連接及切離作切換，而能簡便地切換來自轉換器所供給的直流電力之供給目標。此外，當反相器故障時，雖直至設置於轉換器的電容器之殘留電荷消失為止，無法將反相器從轉換器切離，但與自然放電待機的情況作比較，藉由連接第1切換手段並將電容器之殘留電荷供給至電力消耗手段，而可使殘留電荷迅速地消耗，因而使反相器從轉換器迅速地切離。藉此，可縮短吊車之恢復時間。特別是在澆桶吊車的情況中，會有因來自熔煉爐的加熱而使吊車成為高溫而導致機器發生故障的危險，而且，會因吊車停止而造成莫大的損失，因此，縮短反相器之切離所需的時間，並縮短恢復時間，係能對損失的減低有所貢獻。

上述吊車之前述第1切換手段，係較理想為當前述反相器處於有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時被設為連接狀態，且當前述反相器處於沒有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時被設為切離狀態。

當反相器處於有必要從轉換器側被切離之故障狀態時 ，經由第1切換手段來將來自轉換器之直流電力供給至電流消耗手段，因此可使設置於轉換器內的電容器之殘留電荷在電流消耗手段中迅速地放電，藉此，可迅速地執行反相器的切離。

在此，反相器、轉換器之故障，係根據是否取得所期望之值而作判斷，即：2次側的電流值、電壓值等之數值資訊是否為特定值以上(或是特定值以下)，或者是，是否已取得訊號的回答等之訊號資訊等。此外，有必要從轉換器側切離之故障狀態與沒有必要切離之故障狀態，係亦可由操作吊車的操作員等以手動逐次判斷(決定)，且亦可根據已預先將故障狀態與有無切離之必要性作對應的對應資訊，而藉由自動性系統(程式)來作判斷(決定)。

上述吊車，係較理想為具備有第2切換手段，其係執行前述交流電源與前述轉換器之連接及切離的切換，且前述第2切換手段，係當前述反相器處於有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時，被設為切離狀態。

當反相器處於有必要從轉換器側被切離之故障狀態時，第1切換手段雖被設為連接狀態，但第2切換手段會被切離，藉此，可防止因交流電源之電力持續地供給至電力消耗手段而產生之電力消耗手段的故障。

較理想為具備有連鎖手段，其係為了避免上述吊車之前述第1切換手段與前述第2切換手段同時成為連接狀態。

藉由連鎖手段，第1切換手段與第2切換手段便不會 同時成為連接狀態，故可防止電力消耗手段的故障。

亦可在上述吊車中，於前述轉換器與前述第1切換手段之間，具備電力計測手段。

藉此，作業員可確實地掌握電壓的下降，並可防止感電。

本發明之第2態樣，係一種吊車之控制方法，該吊車係具備有：馬達；和反相器，係對應於前述馬達而被設置；以及轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前述直流電力供給至前述反相器，該吊車之控制方法，其特徵為：藉由連接於電力消耗手段與前述轉換器之間的第1切換手段，來根據前述反相器的狀態，而將前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離作切換，該電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗。

本發明之第3態樣，係一種吊車之控制程式，該吊車係具備有：馬達；和反相器，係對應於前述馬達而被設置；以及轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前述直流電力供給至前述反相器，該吊車之控制程式，其特徵為：使電腦實行：藉由連接於電力消耗手段與前述轉換器之間的第1切換手段，來根據前述反相器的狀態，而將前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離作切換，該電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗。

本發明係能達成下述效果，即：當發生異常時將吊車用反相器迅速地停止，並迅速地從電路切離。

以下，係針對本發明之吊車及其控制方法以及控制程式之實施形態，參照附圖加以說明。

[第1實施形態]

本發明係可適用於高架移動吊車或貨櫃吊車、搬運吊車等之各種吊車，但本實施形態之吊車，係列舉適用於製鐵廠所使用的高架移動吊車(澆桶吊車)的情況為例進行說明。第1圖係展示本發明之第1實施形態的吊車之電路構造的一例示之電路圖。

於第1圖所示之吊車的電路構造中，係具備有：馬達11a~11f、分別對應於各馬達11a~11f之反相器12a~12f、轉換器13a,13b、對供給至各轉換器13a,13b之電源電力作ON/OFF切換的第2切換部(第2切換手段)MC2a,MC2b、以及控制裝置20。此外，上述電路構造，係連接有：從第2切換部MC2a,MC2b之上游側供給電源電力的電源10。在此，在沒有特別指明的情況下，馬達11a~11f係記載為馬達11、反相器12a~12f係記載為反相器12、轉換器13a,13b係記載為轉換器13、第2切換部MC2a,MC2b係記載為第2切換部MC2。

馬達11，係對應於各種裝置(主吊運裝置、橫行裝置、輔助吊運裝置、行走裝置)，而被設置。

反相器12，係分別對應於馬達11而被設置。

第2切換部MC2，係將交流電源10與轉換器13之連接及切離作切換，且當反相器12處於有必要從轉換器13側切離之故障狀態時，被設為切離狀態。

轉換器13，係將來自電源10所供給的交流電力轉換成直流電力，並將直流電力供給至反相器12。此外，轉換器13，係具有平流用之電容器(圖示省略)。

於第1圖中，主吊運馬達11a、11b，係用來驅動主吊運裝置的馬達，橫行馬達11c，係用來驅動橫行裝置的馬達，輔助吊運馬達11d，係用來驅動輔助吊運裝置的馬達，行走馬達11e、11f，係用來驅動行走裝置的馬達。由於主吊運裝置及行走裝置必須有較大的動力輸出，故在本實施形態所說明之澆桶吊車中，此兩裝置係分別設置有2個馬達11。

反相器12a，係將來自電源10所供給的電壓，轉換成適於讓主吊運馬達11a運轉之頻率的交流電壓。同樣地，反相器12b，係將來自電源10所供給的電壓，轉換成適於讓主吊運馬達11b運轉之頻率的交流電壓。此外，反相器12c，係將來自電源10所供給的電壓，轉換成適於讓橫行馬達11c運轉之頻率的交流電壓。反相器12d，係將來自電源10所供給的電壓，轉換成適於讓輔助吊運馬達11d運轉之頻率的交流電壓。反相器12e,12f，係將來自電源 10所供給的電壓，轉換成適於讓行走馬達11e,11f運轉之頻率的交流電壓。

控制裝置20，係具備有：第1切換部(第1切換手段)MC1、電力消耗部(電力消耗手段)21、連鎖(連鎖手段)22、以及電力計測部(電力計測手段)23。

第1切換部MC1，係連接於電力消耗部21與轉換器13之間，且根據反相器12的狀態，而將電力消耗部21與轉換器13之連接及切離作切換。具體而言，第1切換部MC1，係當反相器12處於有必要從轉換器13側切離之故障狀態時，被設為連接狀態。此外，第1切換部MC1，係當反相器12處於沒有必要從轉換器13側切離之故障狀態，以及反相器12處於運轉中(亦即，非故障狀態)時，被設為切離狀態。

在此，故障，係根據是否取得所期望之資訊而作判斷，即：2次側的電流值、電壓值等之數值資訊是否為特定值以上(或是特定值以下)，或者是，是否取得訊號之回答等的訊號資訊等。此外，有必要從轉換器側切離之故障狀態與沒有必要切離之故障狀態，係亦可由操作吊車的操作員等以手動逐次判斷(決定)，且亦可根據已預先將故障狀態與有無切離之必要性作對應的對應資訊，而藉由自動性系統(程式)來作判斷(決定)。此外，所謂有必要從轉換器側切離之故障狀態，係指例如像是內部接地故障或保險絲斷裂之類的故障。

電力消耗部21，係連接於轉換器13與反相器12之間 ，且使轉換器13之直流電力消耗。電力消耗部21，係雖可列舉經由設於例如：電阻器、電容器、投影器用之反相器所連接的投影器、蓄電池等，但於本實施形態中，係以列舉電阻器的情況為例示進行說明。

連鎖部22，係為了避免第1切換部MC1與第2切換部MC2同時成為連接狀態。藉此，防止藉由第2切換部MC2及第1切換部MC1同時成為連接狀態，而造成來自電源10之電力，因持續地供給至電阻器(電力消耗部21)而損傷電阻器。

電力計測部23，係設於轉換器13與第1切換部MC1之間，且將轉換器13與第1切換部MC1之間的電力資訊(電流值、電壓值、電力值等)作計測。此外，電力計測部23，係將計測結果輸出至操作員監視用的監視裝置等之輸出裝置30。藉此，操作員便能藉由確認輸出裝置30所提示的內容(例如，顯示器所顯示的數值或圖示)，而掌握放電的進展狀況或電壓降低的狀況等，此乃與防止操作員感電息息相關。

接著，針對本實施形態之吊車及其控制方法以及控制程式之作用，並針對以手動來有效地將反相器12作切離之作業的情況、和以自動來有效地將反相器12作切離之作業的情況，使用第2圖及第3圖進行說明。

於以手動來有效地將反相器12作切離之作業的情況中，如第2圖所示，當反相器12發生故障時，來自反相器12之故障訊號會被輸出。根據故障訊號，而由操作員 來判斷是否為有必要將反相器12從轉換器13側作切離之故障，並因應判斷結果而將反相器12從轉換器13側之切離的指令或者是連接的指令，輸入到控制裝置20(第2圖中之步驟SA1)。控制裝置20，係在取得切離指令時，移行至將反相器12從轉換器13側作切離的步驟，且將轉換器13之上游側的第2切換部MC2設為切離狀態(OFF狀態)(步驟SA2)，並使來自轉換器13之上游側的電力供給停止。

接著，將第1切換部MC1設為連接狀態(ON狀態)(步驟SA3)。這樣一來，電力消耗部21與轉換器13會成為連接狀態，且轉換器13側之電容器所積蓄的電荷，會經由第1切換部MC1而供給至電阻器並放電。此外，電力計測部23之電力資訊的計測結果，會被輸出至輸出裝置30(步驟SA4)，而結束本處理。於輸出裝置30中，轉換器13與電力消耗部21之間的電力資訊會被示出。操作員，係可根據輸出裝置30所提示的電壓值等之電力資訊，而掌握是否已經放電完畢、或電壓降低的狀態等。

於上述的實施形態之吊車的控制裝置20中，亦可為下述構造，即：將上述處理的全部或一部分，另外使用軟體來進行處理。此時，控制裝置20，係具備有可讀取電腦的記錄媒體，該電腦，係記錄有用來實現CPU、RAM等之主記憶裝置、及上述處理的全部或者是一部分之程式。然後，CPU會讀出在上述記憶媒體所記錄的程式，而實行資訊的加工、運算處理，藉此實現與上述之控制裝置相同 的處理。

在此，所謂可讀取電腦的記錄媒體，係指磁碟、磁光碟、CD-ROM、DVD-ROM、半導體記憶體等。此外，亦可藉由通訊線路將此電腦程式傳送至電腦，並使接收到此訊息的電腦實行該程式。

以下，係針對藉由CPU執行控制程式所實現的控制方法之處理順序(以自動來有效地將反相器作切離的情況)，參照第3圖進行說明。

控制裝置20，係當取得從反相器12所輸出的反相器12之故障訊號時(第3圖之步驟SB1)，根據故障訊號，而判定是否有必要將反相器12從轉換器13側作切離(步驟SB2)。當判斷為有必要將反相器12從轉換器13側作切離之故障時，係將第2切換部MC2設為切離狀態(OFF狀態)(步驟SB3)，且使來自轉換器13之上游側的電源10之電源供給停止。

接著，將第1切換部MC1設為連接狀態，並使電力消耗部21與轉換器13連接(步驟SB4)。這樣一來，轉換器13側之電容器所積蓄的電荷，便會經由第1切換部MC1而供給至電阻器(電力消耗部21)並放電。此外，電力計測部23之電力資訊的計測結果，會被輸出至輸出裝置30(步驟SB5)，而結束本處理。

如上所述，當反相器12之故障發生時，將反相器12從轉換器13側作切離與否的決定，係亦可在由操作員判斷為有必要作切離之故障時，由操作員以手動方式來執行 ，且亦可藉由控制程式來自動執行。此外，在以自動來將反相器12從轉換器13側作切離的情況下，係可藉由預先設置將反相器12之故障訊號(故障內容)與是否有從轉換器13側作切離之必要性一事附加有對應的對應資訊，並根據對應資訊而判定是否作切離，以迅速地控制。

如以上之說明般，依據本實施形態之吊車及其控制方法以及控制程式，係藉由將第1切換部MC1的連接及切離作切換，而簡便地切換來自轉換器13所供給的直流電力之供給目標。此外，當反相器12故障時，雖直至設置於轉換器13的電容器之殘留電荷消失為止，無法將反相器12從轉換器13作切離，但與自然放電待機的情況作比較，藉由將第1切換部MC1所連接的電容器之殘留電荷供給至電力消耗部21，而可使殘留電荷迅速地消耗，因而使反相器12從轉換器13迅速地切離。此外，當藉由自然放電而使電容器內之電荷成為零時，雖亦依存於機器構造，但通常需耗費15分鐘以上的時間。在藉由本實施形態之電力消耗部21而放電的情況下，由於用數秒鐘程度的時間便可完成，因此可縮短從檢測出反相器之故障起直到切離為止的時間。

可藉由這樣控制，來縮短吊車的恢復時間。特別是於澆桶吊車的情況中，會有因來自熔煉爐的加熱而存在導致吊車燃燒的危險，而且，會因吊車停止而造成莫大的損失，因此，縮短反相器之切離所需的時間，並縮短恢復時間，係能對損失的減低有所貢獻。

10‧‧‧電源

12、12a~12f‧‧‧反相器

13、13a、13b‧‧‧轉換器

20‧‧‧控制裝置

21‧‧‧電力消耗部(電力消耗手段)

22‧‧‧連鎖(連鎖手段)

23‧‧‧電力計測部(電力計測手段)

30‧‧‧輸出裝置

MC1‧‧‧第1切換部(第1切換手段)

MC2、MC2a、MC2b‧‧‧第2切換部(第2切換手段)

[第1圖]係展示本發明之第1實施形態的吊車之電路構造的一例示之電路圖。

[第2圖]係將本發明之第1實施形態的吊車之控制裝置作手動控制時的動作流程。

[第3圖]係將本發明之第1實施形態的吊車之控制裝置作自動控制時的動作流程。

[第4圖]係展示以往之吊車用反相器裝置的一例示之圖示。

10‧‧‧電源

11a~11f‧‧‧馬達

12a~12f‧‧‧反相器

13a、13b‧‧‧轉換器

20‧‧‧控制裝置

21‧‧‧電力消耗部(電力消耗手段)

22‧‧‧連鎖(連鎖手段)

23‧‧‧電力計測部(電力計測手段)

30‧‧‧輸出裝置

MC1‧‧‧第1切換部(第1切換手段)

MC2a、MC2b‧‧‧第2切換部(第2切換手段)

Claims (9)

1. 一種吊車，其特徵為具備有：馬達；反相器，係對應於前述馬達而被設置；轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前述直流電力供給至前述反相器；電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗；以及第1切換手段，係連接於前述電力消耗手段與前述轉換器之間，且根據前述反相器的狀態，而執行前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離的切換。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之吊車，其中，前述第1切換手段，係當前述反相器處於有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時被設為連接狀態，且當前述反相器處於沒有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時被設為切離狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之吊車，其中，具備有第2切換手段，其係執行前述交流電源與前述轉換器之連接及切離的切換，且前述第2切換手段，係當前述反相器處於有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時，被設為切離的狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之吊車，其中，具備有連鎖手段，其係為了避免前述第1切換手段與前述第2切換手段同時成為連接狀態。
5. 如申請專利範圍第2項所記載之吊車，其中，具備有第2切換手段，其係執行前述交流電源與前述轉換器之連接及切離的切換，且前述第2切換手段，係當前述反相器處於有必要從前述轉換器側被切離之故障狀態時，被設為切離的狀態。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之吊車，其中，具備有連鎖手段，其係為了避免前述第1切換手段與前述第2切換手段同時成為連接狀態。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所記載之吊車，其中，於前述轉換器與前述第1接換手段之間，具備有電力計測手段。
8. 一種吊車之控制方法，該吊車係具備有：馬達；和反相器，係對應於前述馬達而被設置；以及轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前述直流電力供給至前述反相器，該吊車之控制方法，其特徵為：藉由連接於電力消耗手段與前述轉換器之間的第1切換手段，來根據前述反相器的狀態，而將前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離作切換，該電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗。
9. 一種吊車之控制程式，該吊車係具備有：馬達；和反相器，係對應於前述馬達而被設置；以及轉換器，係將來自交流電源所供給的交流電力轉換成直流電力，並將前 述直流電力供給至前述反相器，該吊車之控制程式，其特徵為：使電腦實行：藉由連接於電力消耗手段與前述轉換器之間的第1切換手段，來根據前述反相器的狀態，而將前述電力消耗手段與前述轉換器之連接及切離作切換，該電力消耗手段，係連接於前述轉換器與前述反相器之間，且使前述轉換器的直流電力消耗。