WO2013128713A1 - 駆動装置、クレーン、及び駆動装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

　複数のモータと、前記モータの各々と一対一に設けられるとともに、入力される複数のパラメータに対応して出力可能な複数のインバータと、前記インバータ及び前記モータの状態を検出する状態検出部と、前記インバータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動可能な前記インバータ及び前記モータを検知する稼動検知部と、前記稼動検知部で検知された稼動可能な前記インバータ及び前記モータの台数に基づいて、設定する前記パラメータを決定し、前記インバータに出力するパラメータ決定部とを有する。

Description

駆動装置、クレーン、及び駆動装置の制御方法

　本発明は、インバータとモータとを有する駆動装置、及び駆動装置を備えたクレーン、並びに駆動装置の制御方法に関する。
　本願は、２０１２年２月２７日に出願された特願２０１２－０３９９９８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　製鉄所では、溶鋼、溶鉄等を鍋に入れて移動させるためのクレーンとして、レードルクレーンを用いる。レードルクレーンには、鍋を吊り込む主巻装置と、鍋を傾動させる補巻装置とが備わる。レードルクレーンにおける主巻装置や補巻装置の駆動制御には、従来は、サイリスタ制御やリアクトル制御が用いられてきた。しかし、近年では、機器手配の困難性や価格高騰を理由として、汎用性が高く、サイリスタ制御やリアクトル制御より安価なインバータ制御の採用が進んでいる。

　インバータ制御される駆動装置により駆動されるレードルクレーンが駆動装置のインバータやモータの故障によって停止した場合、製鉄所のラインが停止される。この場合には、クレーン本体への熱の影響により他の機器が破損することを防止する装置が必要となる。そこで、故障発生時でもレードルクレーンを継続して運転可能とするバックアップ手段が必要とされる。

　例えば、特許文献１には、故障したインバータを予備のインバータで代替する技術が開示されている。また、特許文献２には、主巻装置のインバータが故障した場合には、故障した主巻装置のインバータを補巻装置のインバータで代替し、補巻装置のインバータが故障した場合には、故障した補助装置のインバータを主巻装置のインバータで代替するという技術が開示されている。

特開２００５－１３２５３４号公報 特開２００１－１６３５７９号公報

　しかしながら、特許文献１のような技術では、予備のインバータを設ける必要がある。特許文献２のような技術では、故障発生時に主巻装置と補巻装置との同時稼動が不可能になるという問題がある。特に、バックアップのために予備系統の設置や系統切り離しを考慮した場合、機器台数の増加や電力容量の増大が問題となる。また、機器台数の増加や電力容量の増大は、それら自体のコストに加え、機器の総重量や設置スペースの増大によるさらなる設備変更を招くおそれがある。

　本発明は、機器の台数及び容量を最小限に抑えつつ、インバータやモータが故障しても出力可能な駆動装置、クレーン、及び駆動装置の制御方法を提供する。

　本発明の第一の態様に係る駆動装置は、複数のモータと、モータの各々と一対一に設けられるとともに、入力される複数のパラメータに対応して出力可能な複数のインバータと、インバータ及びモータの状態を検出する状態検出部と、インバータを制御する制御部とを備え、制御部は、状態検出部の検出結果に基づいて稼動可能なインバータ及びモータを検知する稼動検知部と、稼動検知部で検知された稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいて、設定するパラメータを決定し、インバータに出力するパラメータ決定部とを有する。

　上記駆動装置は、稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいて、インバータに適切なパラメータを設定することにより、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の運転を継続できる。

　本発明の第二の態様に係る駆動装置において、パラメータ決定部は、モータを過負荷領域で稼動させるようにパラメータを決定しても良い。
　上記駆動装置は、稼動可能なモータ及びインバータの出力をモータの仕様範囲内で増大させることにより、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の定格速度での運転を継続できる。

　本発明の第三の態様に係る駆動装置において、パラメータ決定部は、モータを速度低減状態で稼動させるようにパラメータを決定してもよい。
　上記駆動装置は、モータ速度を低下させて必要なトルクを維持することにより、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の運転を継続できる。

　本発明の第四の態様に係る駆動装置において、インバータは、対をなすモータとは異なる他のモータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、モータは、少なくとも１台の稼動不能なモータによる出力不足分を稼動可能なモータの出力で補うための余剰容量を有し、制御部は、状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能なモータを検知した場合、切替部により、稼動不能なモータと対をなすインバータを、切替部を介する他のモータと接続させても良い。

　上記駆動装置は、稼動不能なモータと対をなす稼動可能なインバータが稼動可能な他のモータへ出力を振り替えることにより、モータの余剰容量を使用して、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の定格速度での運転を継続できる。

　本発明の第五の態様に係る駆動装置において、インバータは、複数台のモータを駆動可能な容量を有するとともに、対をなすモータとは異なる他のモータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、制御部は、状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能なインバータを検知した場合、切替部により、稼動不能なインバータと対をなすモータを、切替部を介する他のインバータと接続させても良い。

　上記駆動装置は、稼動不能なインバータと対をなす稼動可能なモータを稼動可能な他のインバータが駆動することにより、インバータの余剰容量を利用して、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の定格速度での運転を継続できる。

　本発明の第六の態様に係る駆動装置は、稼動可能なモータを過負荷領域で稼動させている間、インバータとモータとのうちの少なくとも一方の稼動時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つの値を監視し、所定の値に達した場合に制御部に出力する監視部をさらに備え、制御部は、監視部の監視結果に基づいて、モータの過負荷領域での稼動を終了させても良い。

　上記駆動装置は、過負荷領域での運転による機器の損傷を防止できる。

　本発明の第七の態様に係る駆動装置において、パラメータ決定部は、さらに、稼動不能なモータによる出力不足分または稼動不能なインバータと対をなすモータによる出力不足分を稼動可能なモータの出力で補うようにパラメータを決定しても良い。

　上記駆動装置は、稼動可能なモータの出力で稼動不能なモータの出力を代替することにより、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の運転を継続できる。

　本発明の第八の態様に係る駆動装置において、パラメータ決定部は、さらに、稼動不能なインバータによる出力不足分または稼動不能なモータと対をなすインバータによる出力不足分を稼動可能なインバータの出力で補うようにパラメータを決定しても良い。

　上記駆動装置は、稼動可能なインバータの出力で稼動不能なインバータの出力を代替することにより、稼動可能なインバータ及びモータだけで駆動装置の運転を継続できる。

　本発明の第九の態様に係るクレーンは、上記に記載した駆動装置と、該駆動装置により駆動される巻上装置とを備える。

　本発明の第十の態様に係る駆動装置の制御方法は、複数のモータと、モータの各々と一対一に設けられるとともに、入力される複数のパラメータに対応して出力可能な複数のインバータと、インバータ及びモータの状態を検出する状態検出部と、インバータを制御する制御部とを備え、状態検出部により、インバータ及びモータの状態を検出する状態検出ステップと、制御部により、状態検出部の検出結果に基づいて稼動可能なインバータ及びモータを検知する稼動検知ステップと、制御部により、検知された稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいて、設定するパラメータを決定し、インバータに出力するパラメータ決定ステップとを有する。

　本発明の駆動装置及び駆動装置の制御方法によれば、機器の台数及び容量を最小限に抑えつつ、インバータやモータが故障しても、稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいたバックアップ運転が可能となる。本発明のクレーンは、上記駆動装置を備えていることで、インバータやモータが故障しても運転を継続できる。

本発明に係るレードルクレーンの構造を示す概略図であって、レードルクレーンを上から見た図である。 本発明に係るレードルクレーンの構造を示す概略図であって、レードルクレーンを横から見た図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の非常運転状態を示す図である。 本発明の第２実施形態による駆動装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態による駆動装置の定常運転状態を示す図である。 本発明の第２実施形態による駆動装置の非常運転状態を示す図である。 本発明の第２実施形態による駆動装置の非常運転状態を示す図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の定常運転状態を示す図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の非常運転状態を示す図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の非常運転状態を示す図である。

　以下、本発明に係る実施形態について図１Ａから１０を参照して説明する。
　図１Ａはレードルクレーンを上から見た図である。図１Ｂはレードルクレーンを横から見た図である。レードルクレーン１００は、走行レール１１０上を走行するガータ１１１と、ガータ１１１に設けられた主横行レール１２０上を横行する主トロリ１２１と、ガータ１１１に設けられた補横行レール１３０上を横行する補トロリ１３１とを備える。主トロリ１２１は、鍋を吊り込むための主巻装置１２２を備える。補トロリ１３１は、鍋を傾動させるための補巻装置１３２を備える。レードルクレーン１００の主巻装置１２２及び補巻装置１３２として用いられる駆動装置について、以下でさらに詳細に説明する。

　図２は、本発明の第１実施形態による駆動装置２００の構成を示している。図２に示された駆動装置２００は、主巻装置１２２及び補巻装置１３２それぞれに設けられている。
　駆動装置２００は、コンバータ２１０と、第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４と、第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４と一対一に設けられた第１から第４モータ２３１，２３２，２３３，２３４とを備えている。すなわち、駆動装置２００は、インバータと、該インバータと一対一に設けられたモータとを有する系統が４系統存在している。なお、図２の構成には１台のコンバータ２１０しか含まれていないが、複数のコンバータが存在していてもよい。または、故障が発生した系統を切り離す際の簡便さを考慮して、系統毎に１台ずつのコンバータが設けられていてもよい。第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、設定されるパラメータに対応した運転状態で、対をなす第１から第４モータ２３１，２３２，２３３，２３４をそれぞれ駆動する機能を有する。特に、本発明に係る実施形態では、第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、複数のパラメータにそれぞれ対応した複数の運転状態で、対をなす第１から第４モータ２３１，２３２，２３３，２３４をそれぞれ駆動するように構成される。

　第１実施形態においては、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のインバータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ全体の１／４の定格容量（１００％運転時）を有している。各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のモータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ全体の１／４の定格容量を有している。

　駆動装置２００は、第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４及び第１から第４モータ２３１，２３２，２３３，２３４の状態をそれぞれ検出する第１から第４状態検出部２４１，２４２，２４３，２４４と、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４を制御する制御部２５０とを備える。第１から第４状態検出部２４１，２４２，２４３，２４４は、インバータ自身に備わった監視機能やモータに個別に設けられたサーマルリレーや専用のセンサなどであってもよい。
　第１状態検出部２４１は、第１インバータ２２１の監視機能からの情報と、第１モータ２３１に設けられたサーマルリレーからの情報とを受け取ることにより、第１インバータ２２１及び第１モータ２３１が現在どのような状態であるかを検出する。すなわち、第１状態検出部２４１は、稼動状態であること、稼動可能な待機状態であること、または、故障等により稼動不可能な状態であることを検出し、制御部２５０に出力するように構成される。第２から第４状態検出部２４２，２４３，２４４についても同様である。制御部２５０は、例えば、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）である。制御部２５０は、各状態検出部２４１，２４２，２４３，２４４の検出結果に基づいて稼動可能なインバータ及びモータを検知する稼動検知部２６０と、稼動検知部２６０で検知された稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいて設定するパラメータを決定し、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４に出力するパラメータ決定部２７０とを有する。

　駆動装置２００は、第１から第４インバータ２２１，２２２，２２３，２２４と第１から第４モータ２３１，２３２，２３３，２３４とのうちの少なくとも一方について、稼働時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つをそれぞれ監視する第１から第４監視部２８１，２８２，２８３，２８４を備えてよい。各監視部２８１，２８２，２８３，２８４は、インバータ自身に備わった監視機能、または、専用のタイマー、温度センサ、電流計などであってもよい。監視部２８１は、第１インバータ２２１と第１モータ２３１とのうちの少なくとも一方について、稼働時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つを監視し、運転時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つの値が所定の値に達したことを制御部２５０に出力するように構成される。第２から第４監視部２８２，２８３，２８４についても同様である。

　このような構成の駆動装置２００において、実際に故障が発生した場合の動作について説明する。図３は、本発明の第１実施形態による駆動装置２００の非常運転状態（バックアップ状態）を示している。なお、図３では、簡略化のために、インバータとモータとだけが示され、他の構成要素は省略されているということに留意されたい。

　図３に×印で示されたように、第１インバータ２２１が故障した場合（または、第１モータ２３１が故障した場合）、状態検出部２４１により、稼動不能な第１インバータ２２１（または第１モータ２３１）が検出される。次いで、制御部２５０は、状態検出部２４１の検出した稼動不能な第１インバータ２２１（または第１モータ２３１）を含む系統を、電磁接触器などの切離部（図示せず）により切り離す。

　次いで、稼動検知部２６０は、各状態検出部２４１，２４２，２４３，２４４の検出結果に基づいて、稼動可能なインバータ及びモータの台数を検知する。すなわち、稼動検知部２６０は、第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４と、第２から第４モータ２３２，２３３，２３４とが稼動可能であることを検知する。次いで、パラメータ決定部２７０は、稼動検知部２６０の検知結果に基づいて、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４に設定するパラメータを決定する。

　このとき、パラメータ決定部２７０は、稼動可能な第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４及び第２から第４モータ２３２，２３３，２３４を、それぞれ定格容量に対して１３３％の出力となる過負荷領域で稼動させる。すなわち、パラメータ決定部２７０は定格容量に対する出力を１／４から１／３（＝１／４×１．３３）に増大させることによって、定格速度での運転を継続できるようにパラメータを決定する。しかしながら、インバータ及びモータを過負荷領域で稼動させる場合には、通常、熱の発生等により、インバータ及びモータの運転時間に制限が生じる。そこで、インバータ及びモータの仕様範囲内での過負荷運転となるよう、対応する第２から第４監視部２８２，２８３，２８４により、第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４と第２から第４モータ２３２，２３３，２３４とのうちの少なくとも一方について、運転時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つをそれぞれ監視し、運転時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つの値が所定の値に達した場合、過負荷領域での運転を終了させ、機器の損傷を防止する。

　変形例として、パラメータ決定部２７０は、第２から第４モータ２３２，２３３，２３４を定格速度運転から減速運転に切り替えて稼動させる（速度を低下させて、必要なトルクを維持する）ようにパラメータを決定してもよい。換言すれば、本変形例の駆動装置２００は、定常運転時に、少なくとも１系統の故障を想定して、非常運転時の駆動に対して各モータ２３１，２３２，２３３，２３４を倍速駆動させるように構成される。

　次いで、パラメータ決定部２７０は、決定したパラメータを稼動可能な第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４に出力する。第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４は、受け取ったパラメータに対応する運転状態となるように、対をなす第２から第４モータ２３２，２３３，２３４をそれぞれ稼動させる。

　このようにして、本発明の第１実施形態による駆動装置２００は、インバータまたはモータの故障により、インバータまたはモータの１系統が稼動不能となった場合でも、残りの３系統で運転を継続できる。

　次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態による駆動装置２０１の構成を示している。図４に示された構成は、図２に示された第１実施形態による駆動装置２００の構成にほぼ等しく、同一の構成要素には同一の符号が付されている。なお、図４には、簡略化のために、第１状態検出部２４１と第１監視部２８１としか示されていないが、図２に示された構成と同様に、第１から第４状態検出部２４１，２４２，２４３，２４４と、第１から第４監視部２８１，２８２，２８３，２８４とが存在しているということに留意されたい。図４に示された駆動装置２０１は、第１から第８切替部２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８を追加的に備えている。

　第２実施形態において、各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、２巻線のモータである。各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、第１巻線は、対をなすインバータに接続され、第２巻線は、切替部の動作により、対をなすインバータまたは他のインバータに選択的に接続される。詳細には、第１インバータ２２１は、対をなす第１モータ２３１の第１巻線に直接接続されるとともに、対をなす第１モータ２３１の第２巻線に第１切替部２９１を介して接続されるか、または、第２モータ２３２の第２巻線に第２切替部２９２を介して接続される。第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４についても同様である。各切替部２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８は、任意の接続切り替え手段であってよい。例えば、各切替部２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８は、電磁接触器である。
　第１から第８切替部２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８による接続の切り替えを含む、駆動装置２０１の動作について以下に説明する。

　図５は、本発明の第２実施形態による駆動装置２０１の定常運転状態を示している。なお、図５並びに以降の図６及び図７では、簡略化のために、インバータとモータと切替部とだけが示され、他の構成要素は省略されているということに留意されたい。第２実施形態において、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のインバータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ１／４の定格容量を有する。各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のモータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ１／３の定格容量を有する。換言すれば、第２実施形態では、各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、そのうちの３台が稼動するだけで必要な出力が得られるような余剰容量を有する。

　図５の定常運転状態では、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、対をなすモータ２３１，２３２，２３３，２３４だけに接続されている。図中、接続状態であることを太線で示す。詳細には、第１インバータ２２１は、第１モータ２３１に直接接続されるとともに、同一の第１モータ２３１に切替部２８１を介して接続される。第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４についても同様である。このような定常運転状態では、各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、７５％の出力で稼動するように制御される。すなわち、各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、１／４（＝１／３×０．７５）の容量のモータと同等の出力で稼動するように制御される。

　図６及び図７は、本発明の第２実施形態による駆動装置２０１の非常運転状態を示している。以降の説明で、図３に示された駆動装置２００の非常運転状態の説明と重複する部分については省略する。

　図６は、第１インバータ２２１が故障した場合の非常運転状態を示している。この場合は、第１実施形態と同様に、稼動不能な第１インバータ２２１を含む系統が切り離され、残りの３系統で運転が継続される。

　図７は、第１モータ２３１が故障した場合の非常運転状態を示している。この場合、駆動装置２０１は、稼動不能なモータと対をなすインバータの出力を他のモータに振り替える。詳細には、制御部２５０は、第１状態検出部２４１の検出結果に基づき、第１切替部２８１を遮断状態に切り替えて、稼動可能な第１インバータ２２１と稼動不能な第１モータ２３１と間の接続を遮断するとともに、第２切替部２８２を接続状態に切り替えて、稼動可能な第１インバータ２２１と稼動可能な第２モータ２３２との間の接続を有効化する。したがって、第２モータ２３２は、第１インバータ２２１と第２インバータ２２２との２台分の出力を受けて稼動する。

　このとき、パラメータ決定部２７０は、稼動検知部２６０の検知結果に基づき、第２から第４モータ２３２，２３３，２３４が１００％の出力（必要な駆動装置出力１に対し、それぞれ１／３の出力）で駆動されるようにパラメータを決定する。詳細には、パラメータ決定部２７０は、第１及び第２インバータ２２１，２２２を６６％の出力（必要な駆動装置出力１に対し、それぞれ１／４×０．６６＝１／６の出力、併せて１／３の出力）で稼動させ、かつ、第３及び第４インバータ２２３，２２４を１３３％の過負荷領域（必要な駆動装置出力１に対し、それぞれ１／４×１．３３＝１／３の出力）で稼動させるように、パラメータを設定して、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４に出力する。このような過負荷領域での運転を実行する場合には、第１実施形態と同様に、第１から第４監視部２８１，２８２，２８３，２８４による監視に基づいた運転時間の制限が課せられてもよい。

　本発明の第２実施形態による駆動装置２０１は、インバータ故障時には、第１実施形態と同様に３系統で運転を継続できる。本発明の第２実施形態による駆動装置２０１は、モータ故障時には、モータの余剰容量を利用することにより、モータを過負荷領域で稼動させることなく、運転を継続できる。

　次に、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態による駆動装置の構成は、図４に示された第２実施形態による駆動装置２０１の構成に等しい。すなわち、第３実施形態による駆動装置２０１もまた、第１から第８切替部２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８を備えている。各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、２巻線のモータである。

　図８は、本発明の第３実施形態による駆動装置２０１の定常運転状態を示している。なお、図８並びに以降の図９及び図１０では、簡略化のために、インバータとモータと切替部とだけが示され、他の構成要素は省略されているということに留意されたい。第３実施形態において、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のインバータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ１／２の定格容量を有している。各モータ２３１，２３２，２３３，２３４は、所定の駆動装置出力を得るために４台のモータ全体で必要となる容量を１とした場合、それぞれ１／４の定格容量を有する。換言すれば、第３実施形態では、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、２台のモータを駆動可能な余剰容量を有する。

　第２実施形態と同様に、図８の定常運転状態では、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、対をなすモータ２３１，２３２，２３３，２３４だけに接続されている。
　このような定常運転状態では、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、５０％の出力で稼動するように制御される。すなわち、各インバータ２２１，２２２，２２３，２２４は、１／４（＝１／２×０．５）の容量のインバータと同等の出力を行うように制御される。

　図９及び図１０は、本発明の第３実施形態による駆動装置２０１の非常運転状態を示している。なお、以降の説明で、図３に示された駆動装置２００の非常運転状態の説明と重複する部分については省略する。

　図９は、第１インバータ２２１が故障した場合の非常運転状態を示している。この場合、駆動装置２０１は、稼動不能なインバータと対をなすモータを他のインバータに繋ぎ替える。詳細には、制御部２５０は、第１状態検出部２４１の検出結果に基づき、第１切替部２８１を遮断状態に切り替えて、稼動不能な第１インバータ２２１と稼動可能な第１モータ２３１との間の接続を遮断するとともに、第４切替部２８４を接続状態に切り替えて、稼動可能な第２インバータ２２２と稼動可能な第１モータ２３１との間の接続を有効化する。したがって、第２インバータ２２２は、第１モータ２３１と第２モータ２３２との２台を駆動する。

　このとき、パラメータ決定部２７０は、稼動検知部２６０の検知結果に基づき、各モータ２３１，２３２，２３３，２３４が１００％の出力（必要な駆動装置出力１に対し、それぞれ１／４の出力）で稼動させるようにパラメータを決定する。詳細には、パラメータ決定部２７０は、第２インバータ２２２を１００％の出力（必要な駆動装置出力１に対し、１／２の出力）で稼動させ、かつ、第３及び第４インバータ２２３，２２４を５０％の出力（必要な駆動装置出力１に対し、それぞれ１／２×０．５＝１／４の出力）で稼動させるように、パラメータを設定して、第２から第４インバータ２２２，２２３，２２４に出力する。

　図１０は、第１モータ２３１が故障した場合の非常運転状態を示している。この場合は、第１実施形態と同様に、稼動不能な第１モータ２３１を含む系統が切り離され、残りの３系統で運転が継続される。

　このようにして、本発明の第３実施形態による駆動装置２０１は、インバータ故障時には、１台のインバータで２台のモータを稼動させることにより運転を継続できる。本発明の第３実施形態による駆動装置２０１は、モータ故障時には、第１実施形態と同様に３系統で運転を継続できる。

　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
　例えば、以上に記載した実施形態では４系統の駆動装置が対象となったが、当然ながら、本発明は２以上の任意の数の系統を有した駆動装置に適用できる。１台のインバータまたはモータだけが故障した場合を想定したが、当然ながら、本発明は、１台以上のインバータが故障した場合、１台以上のモータが故障した場合、又は、１台以上のインバータ及び１台以上のモータが故障した場合のいずれにも対応可能なように拡張できる。

　本発明は、インバータとモータとを有する駆動装置、及び駆動装置を備えたクレーン、並びに駆動装置の制御方法に関する。本発明の駆動装置及び駆動装置の制御方法によれば、機器の台数及び容量を最小限に抑えつつ、インバータやモータが故障しても、稼動可能なインバータ及びモータの台数に基づいたバックアップ運転が可能となる。本発明のクレーンは、上記駆動装置を備えていることで、インバータやモータが故障しても運転を継続できる。

　１００　レードルクレーン
　１１０　走行レール
　１１１　ガータ
　１２０　主横行レール
　１２１　主トロリ
　１２２　主巻装置
　１３０　補横行レール
　１３１　補トロリ
　１３２　補巻装置
　２００，２０１　駆動装置
　２１０　コンバータ
　２２１　第１インバータ
　２２２　第２インバータ
　２２３　第３インバータ
　２２４　第４インバータ
　２３１　第１モータ
　２３２　第２モータ
　２３３　第３モータ
　２３４　第４モータ
　２４１　第１状態検出部
　２４２　第２状態検出部
　２４３　第３状態検出部
　２４４　第４状態検出部
　２５０　制御部
　２６０　稼動検知部
　２７０　パラメータ決定部
　２８１　第１監視部
　２８２　第２監視部
　２８３　第３監視部
　２８４　第４監視部
　２９１　第１切替部
　２９２　第２切替部
　２９３　第３切替部
　２９４　第４切替部
　２９５　第５切替部
　２９６　第６切替部
　２９７　第７切替部
　２９８　第８切替部

Claims (12)

1. 　複数のモータと、
   　前記モータの各々と一対一に設けられるとともに、入力される複数のパラメータに対応して出力可能な複数のインバータと、
   　前記インバータ及び前記モータの状態を検出する状態検出部と、
   　前記インバータを制御する制御部とを備え、
   　前記制御部は、
   　前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動可能な前記インバータ及び前記モータを検知する稼動検知部と、
   　前記稼動検知部で検知された稼動可能な前記インバータ及び前記モータの台数に基づいて、設定する前記パラメータを決定し、前記インバータに出力するパラメータ決定部と
   を有する駆動装置。
2. 　前記パラメータ決定部は、前記モータを過負荷領域で稼動させるように前記パラメータを決定する請求項１に記載の駆動装置。
3. 　前記インバータは、対をなす前記モータとは異なる他の前記モータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、
   　前記モータは、少なくとも１台の稼動不能な前記モータによる出力不足分を稼動可能な前記モータの出力で補うための余剰容量を有し、
   　前記制御部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能な前記モータを検知した場合、前記切替部により、稼動不能な前記モータと対をなす前記インバータを、前記切替部を介する他の前記モータと接続させる請求項２に記載の駆動装置。
4. 　前記インバータは、複数台の前記モータを駆動可能な容量を有するとともに、対をなす前記モータとは異なる他の前記モータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、
   　前記制御部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能な前記インバータを検知した場合、前記切替部により、稼動不能な前記インバータと対をなす前記モータを、前記切替部を介する他の前記インバータと接続させる請求項２に記載の駆動装置。
5. 　稼動可能な前記モータを過負荷領域で稼動させている間、前記インバータと前記モータとのうちの少なくとも一方の稼動時間、温度、及び電流のうちの少なくとも１つの値を監視し、所定の値に達した場合に制御部に通知する監視部をさらに備え、
   　前記制御部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記モータの過負荷領域での稼動を終了させる請求項２から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 　前記パラメータ決定部は、前記モータを速度低減状態で稼動させるように前記パラメータを決定する請求項１に記載の駆動装置。
7. 　前記インバータは、対をなす前記モータとは異なる他の前記モータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、
   　前記モータは、少なくとも１台の稼動不能な前記モータによる出力不足分を稼動可能な前記モータの出力で補うための余剰容量を有し、
   　前記制御部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能な前記モータを検知した場合、前記切替部により、稼動不能な前記モータと対をなす前記インバータを、前記切替部を介する他の前記モータと接続させる請求項６に記載の駆動装置。
8. 　前記インバータは、複数台の前記モータを駆動可能な容量を有するとともに、対をなす前記モータとは異なる他の前記モータと接続を切り替え可能な切替部を介して接続され、
   　前記制御部は、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動不能な前記インバータを検知した場合、前記切替部により、稼動不能な前記インバータと対をなす前記モータを、前記切替部を介する他の前記インバータと接続させる請求項６に記載の駆動装置。
9. 　前記パラメータ決定部は、さらに、稼動不能な前記モータによる出力不足分または稼動不能な前記インバータと対をなす前記モータによる出力不足分を稼動可能な前記モータの出力で補うように前記パラメータを決定する請求項２から８のいずれか１項に記載の駆動装置。
10. 　前記パラメータ決定部は、さらに、稼動不能な前記インバータによる出力不足分または稼動不能な前記モータと対をなす前記インバータによる出力不足分を稼動可能な前記インバータの出力で補うように前記パラメータを決定する請求項２から８のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の駆動装置と、
    　前記駆動装置により駆動される巻上装置と
    を備えるクレーン。
12. 　複数のモータと、
    　前記モータの各々と一対一に設けられるとともに、入力される複数のパラメータに対応して出力可能な複数のインバータと、
    　前記インバータ及び前記モータの状態を検出する状態検出部と、
    　前記インバータを制御する制御部と
    を備え、
    　前記状態検出部により、前記インバータ及び前記モータの状態を検出する状態検出ステップと、
    　前記制御部により、前記状態検出部の検出結果に基づいて稼動可能な前記インバータ及び前記モータを検知する稼動検知ステップと、
    　前記制御部により、検知された稼動可能な前記インバータ及び前記モータの台数に基づいて、設定する前記パラメータを決定し、前記インバータに出力するパラメータ決定ステップと
    を有する駆動装置の制御方法。

Images