JPH1160169A - 巻上機の過負荷検出装置および巻上機の試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷判定のための基準回転速度を容易に設
定できるとともに、誘導電動機の温度を基準回転速度に
細かく反映する。 【解決手段】 温度固定で電圧変化時の回転速度を算出
する電圧補正部６２、電圧固定で温度変化時の回転速度
を算出する温度補正部６１、電圧補正部６２と温度補正
部６１の算出結果から実際の温度、電圧での標準回転速
度を算出する標準回転速度算出部６３、１００％荷重と
１２５％荷重の両回転速度の差の１／２を標準回転速度
から減じて基準回転速度を算出する基準回転速度算出部
６４、および標準回転速度と基準回転速度を比較して前
者が小さいときに信号を発する比較部６５を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機を用
いて荷重を巻き上げる巻上機の過負荷検出装置および巻
上機の試験方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の巻上機の過負荷検出装置を
示すブロック図であり、図において、１は三相誘導電動
機で、三相電源線Ｒ、Ｓ、Ｔから三相交流電力が供給さ
れる。２は三相誘導電動機１へ供給される電力を検出す
る電力検出器、３は電力検出器２の出力を電圧あるいは
他の電気量に変換する変換器、４は変換器３の出力が過
負荷検出基準値を超えたかどうかを判断する比較器で、
所定の基準値を超えた時に出力を発する。５は三相誘導
電動機１が起動状態にあるか否かを判断する判別回路
で、遅延リレーなどから構成されている。６は過負荷検
出回路で、論理積回路を含み、比較器４と判別回路５の
出力が両方とも発生している時にのみ出力を発する。

【０００３】次に、動作について説明する。定格以下の
荷重を吊り上げる正常負荷の場合でも、起動時には三相
誘導電動機１に大きな電流が流れ、このため電力検出器
２は上記基準値を超える大きな電力を検出する。従って
比較器４から瞬間的ではあるが出力が発生し、過負荷検
出回路６に入力される。しかし、この時は起動時である
から判別回路５からは出力が出ていないので、過負荷検
出回路６からは出力を発しない。起動時は、正常な場合
であれば電力値は小さな値に落ち着き、比較器４から出
力が発生しない。判別回路５は起動が終了すると出力を
発するが、比較器４の出力がないので過負荷検出回路６
からの出力が発生せず、三相誘導電動機１は定常の運転
をする。

【０００４】一方、定格荷重を超える重量の大きな荷を
吊った場合は、起動後も基準値を超える大きな過負荷電
力が電力検出器２により検出され、比較器４は出力を発
する。同時に判別回路５も起動後においては出力を発し
ているので、過負荷検出回路６が出力を発する。この過
負荷検出回路６の出力に応答して警報を発したり、三相
誘導電動機１を電源から切り離したりして、過負荷状態
を解消する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の巻上機の過負荷
検出装置は上記のように構成されているので、過負荷か
否かを判定するための基準値を求めるのに手間がかかっ
た。また、誘導電動機の温度により電力値が変化するの
でこの温度を上記基準値に反映させる場合もあったが、
温度の反映のさせ方が木目荒く、不十分であった。この
発明は上記のような問題点を解消するためになされたも
ので、過負荷であるか否かを判定するための基準回転速
度を容易に設定できるとともに、誘導電動機の温度を基
準回転速度に細かく反映できる巻上機の過負荷検出装置
を得ることを目的とし、また、この装置に適した巻上機
の試験方法を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
温度検出器と電圧検出器で検出した温度と電圧における
１００％荷重時の標準回転速度を算出する標準回転速度
算出部、１００％荷重および１２５％荷重で実測して得
た両回転速度の中間値とこの１００％荷重時の回転速度
との差を、上記１００％荷重時の標準回転速度から減算
して基準回転速度を算出する基準回転速度算出部、並び
に、基準回転速度と回転検出器で検出した回転速度とを
比較して、回転検出器で検出した回転速度が基準回転速
度よりも小さいときに信号を発する比較部を備えたもの
である。

【０００７】請求項２に係る発明は、温度がある一定値
に固定で電圧が変化するときの１００％荷重時の回転速
度を算出する電圧補正式を内蔵した電圧補正部、電圧が
ある一定値に固定で温度が変化するときの１００％荷重
時の回転速度を算出する温度補正式を内蔵した温度補正
部、および、温度検出器と電圧検出器で検出した温度と
電圧における１００％荷重時の標準回転速度を、電圧補
正部と温度補正部の算出結果から比例計算により算出す
る標準回転速度算出部を備えたものである。

【０００８】請求項３に係る発明は、電圧補正式および
温度補正式を型式別に作成したものである。請求項４に
係る発明は、電圧補正式および温度補正式を個別製品毎
の実測値に基づいて作成したものである。請求項５に係
る発明は、回転速度の減少開始から停止までの回転量が
一定量を超えると信号を発するブレーキ機能判定部を備
えたものである。

【０００９】請求項６に係る発明は、温度がある一定値
に固定で電圧が変化するときの１００％荷重時の回転速
度、および電圧がある一定値に固定で温度が変化すると
きの１００％荷重時の回転速度を測定して記憶を完了し
た時に測定を自動停止するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における
巻上機の過負荷検出装置を示すブロック図であり、三相
誘導電動機で荷重を巻き上げる場合について説明する。
図において、１は三相誘導電動機で、三相電源線Ｒ、
Ｓ、Ｔから三相交流電力が供給される。三相誘導電動機
１の回転軸には減速装置を介して荷を吊り上げるための
プーリが連結されている（いずれも図示せず）。６は三
相誘導電動機１の過負荷状態を検出する過負荷検出回路
で、その詳細は後述する。７はタコジェネレータから成
る回転検出器で、三相誘導電動機１の回転方向と回転速
度に応じた極性と大きさの電圧信号を出力する。８は電
圧検出器で、三相電源線Ｒ、Ｓ、Ｔの内のＲ、Ｓ間の電
圧を検出して出力する。９は温度検出器で、三相誘導電
動機１の温度に応じた電圧信号を出力する。１０は操作
回路で、巻上指令信号と巻下指令信号を出力する。１１
は交流制御回路で、操作回路１０からの巻上指令信号、
巻下指令信号に従い、三相誘導電動機１の回転方向を変
える。

【００１１】続いて、過負荷検出回路６の詳細構成につ
いて説明する。６１は温度補正部で、三相誘導電動機１
の温度に応じて、１００％荷重時の回転速度を補正して
求める温度補正式を内蔵している。６２は電圧補正部
で、電源の電圧値に応じて１００％荷重時の回転速度を
補正して求める電圧補正式を内蔵している。６３は標準
回転速度算出部で、温度補正部６１および電圧補正部６
２での算出値を用いて、温度補正および電圧補正された
１００％荷重時の標準回転速度を算出する。６４は基準
回転速度算出部で、１００％荷重時の標準回転速度から
一定値を減算して基準回転速度を算出する一定値減算式
を内蔵している。この基準回転速度を、三相誘導電動機
１が過負荷状態であるか否かの判定基準とする。６５は
比較部で、回転検出器７で検出した三相誘導電動機１の
回転速度と基準回転速度との比較を行って過負荷である
かどうかを判定する。

【００１２】次に、動作について説明する。過負荷検出
装置付巻上機は通常、機能として１００％荷重は支障な
く巻き上げるが、１２５％荷重は確実に検出して、警報
を発するか、巻上を禁止することが求められるため、過
荷重として判断する荷重は、検出の精度、ばらつきを考
慮してその中心である１１２．５％付近に設定するのが
普通である。そこで、この実施の形態では、予め型式別
に諸データを求めておく。これら型式別データは、例え
ば製品開発時点において測定しておくことができる。

【００１３】三相誘導電動機１の定格電圧を、例えばＡ
Ｃ２００Ｖとすると、まず電圧を２００Ｖに固定して、
１００％荷重巻上運転を三相誘導電動機１がクール状態
からホット状態になるまで繰り返しながら、５度Ｃ程度
おきに各温度における回転速度を多数測定する。これに
より得られたデータから、温度を変数とし回転速度を算
出する温度補正式を作成する。また、三相誘導電動機１
の温度を、例えば５０度Ｃに安定させながら、５Ｖ程度
おきに各電圧における回転速度を、１００％荷重巻上運
転を繰り返して多数測定する。このとき得られたデータ
から、電圧を変数とし回転速度を算出する電圧補正式を
作成する。このようにして求めた温度補正式と電圧補正
式は、同型式の各個別製品の温度補正部６１と電圧補正
部６２に記憶、内蔵させる。

【００１４】また、製品開発時に、型式別に、１００％
荷重および１２５％荷重で互いに同じ温度および電圧に
おいて実測して得た両回転速度の中間値とこの１００％
荷重時の回転速度との差を前述の一定値として求めてお
く。両回転速度の実測時の温度、電圧は多少の誤差があ
っても、実質的に同じであれば良い。また、ここではこ
の一定値として１００％荷重時と１１２．５％荷重時相
当の回転速度の差を求めておく。具体的には、温度５０
度、電圧２００Ｖにおける１００％荷重時の回転速度
と、同温度、同電圧における１２５％荷重時の回転速度
とを測定し、両者の差の１／２を計算して前述の一定値
とする。一般に１２５％の試験は、例えばＪＩＳＣ９６
２０で規定されているように通常の試験として行われる
ので、その実測データを用いればよく、特に上記一定値
を求めるために実測を行う必要がない。また、１００％
荷重時と１２５％荷重時の差の１／２を上記一定値とし
たので、１２５％荷重が過荷重上限であっても余裕のあ
る基準回転数の設定となり、測定誤差や製品性能のばら
つきを吸収できる。そして、標準回転速度算出部６３で
算出した１００％荷重時の標準回転速度から上記一定値
を減じて基準回転速度を算出する一定値減算式を、基準
回転速度算出部６４に記憶、内蔵させる。

【００１５】次に、ユーザーにおける製品使用時の動作
について説明する。操作回路１０を操作して重量不明の
荷重を巻き上げている時、三相誘導電動機１の温度θ１
と電源の電圧Ｖ１を、温度検出器９と電圧検出器８から
過負荷検出回路６の制御基板（図示せず）に入力する。
温度補正部６１に内蔵された温度補正式の温度にこのθ
１を代入してＡＣ２００Ｖ時の、温度θ１での１００％
荷重時の回転速度Ｓ１を求める。それとともに電圧補正
部６２に内蔵された電圧補正式の電圧にＶ１を代入して
温度５０度Ｃ時の、電圧Ｖ１での１００％荷重時の回転
速度Ｓ２を求め、そして電圧補正式の電圧に２００Ｖを
代入したときに得られる回転速度Ｓ３との比（Ｓ２／Ｓ
３）を求める。続いて標準回転速度算出部６３で比例計
算により、すなわちこの比を回転速度Ｓ１に乗じて、温
度θ１、電圧Ｖ１における１００％荷重時の標準回転速
度を求める。なお、Ｓ２を求めてから比（Ｓ２／Ｓ３）
を求めるのではなく、比（Ｓ２／Ｓ３）を直接計算する
電圧補正式を用いるようにしてもよい。

【００１６】あるいは、上記とは逆に、まず電圧補正式
の電圧にＶ１を代入して５０度Ｃ時の、電圧Ｖ１での１
００％荷重時の回転速度Ｓ２を求め、また、温度補正式
の温度にθ１を代入してＡＣ２００Ｖ時の、温度θ１で
の１００％荷重時の回転速度Ｓ１を求め、温度補正式の
温度に５０度Ｃを代入したときに得られる回転速度Ｓ３
との比（Ｓ１／Ｓ３）を求める。この比を回転速度Ｓ２
に乗じて温度θ１、電圧Ｖ１における１００％荷重時の
標準回転速度を求めてもよい。なお、比（Ｓ１／Ｓ３）
を直接計算する温度補正式を用いるようにしてもよい。

【００１７】いずれにしても、温度補正式と電圧補正式
という、各１つの変数を持った２つの計算式を準備して
おくだけで、温度補正および電圧補正がなされた１００
％荷重時の標準回転速度を計算で求めることができる。
したがって、各温度と各電圧を組み合わせたときの回転
速度のマトリクスデータを用意する必要がなく、メモリ
ー容量が小さくてすむ。

【００１８】次に、温度θ１、電圧Ｖ１における１００
％荷重時の標準回転速度を基準回転速度算出部６４へ入
力して、ここで前述の一定値を減算する。減算後の値を
基準回転速度として、これを比較部６５へ入力する。一
方、回転検出器７で検出した三相誘導電動機１の実際の
回転速度を比較部６５へ入力して、これを基準回転速度
と比較する。回転検出器７で検出した実際の回転速度が
基準回転速度よりも大の場合は正常運転であると判定
し、逆に基準回転速度よりも小の場合は過負荷運転であ
ると判定して、操作回路１０などへ信号を送り、作業者
に知らされる。

【００１９】なお、以上では温度補正式、電圧補正式お
よび一定値減算式を型式別に求めておき、これを各個別
製品に対して適用したが、これらの算式を、出荷する個
別製品自身の試験における実測値に基づいて作成した製
品毎のものとしてもよい。また三相誘導電動機１の代わ
りに単相誘導電動機を用いてもよい。温度および電圧補
正式を作成するための測定において、一連の測定を自動
的に行い、これらの測定が終わって製品に付属の記憶装
置（図示せず）に回転速度、温度、電圧の各データの記
憶が完了すれば、自動停止してデータの記憶完了を作業
者に知らせる。

【００２０】実施の形態２．巻上機において激しい寸動
運転をした場合、ブレーキ板制動面が急激に温度上昇
し、停止する際ブレーキをかけても滑って制動距離が長
くなる現象が出始め、更に続けると落下に至ることがあ
る。図２は実施の形態２における巻上機の過負荷検出装
置を示すブロック図であり、この実施の形態では実施の
形態１で説明したことに加えてブレーキの機能低下を検
出するようにしている。回転検出器７で検出した三相誘
導電動機１の回転速度が減少し始めると、操作回路１０
からの操作信号がなくなった（操作回路１０の図示しな
い押ボタンが離された）と判定し、その後、停止までの
回転量を測定する。

【００２１】この回転量が予め定めておいた一定量を超
えた場合、過荷重あるいはブレーキ板の摩耗等による電
磁ブレーキ（図示せず）の制動機能の異常と判断して信
号を発するブレーキ機能判定部６６を設けている。この
ようにしてブレーキの異常を容易に検出でき、異常出力
が出たときに操作禁止として、点検、保修を行うように
すれば、安全性が向上する。また押ボタンの状態の信号
なしで異常の有無を判定するので、構成も簡単になる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、１００％
荷重時および１２５％荷重時の両回転速度の中間値とこ
の１００％荷重時の回転速度との差を、回転検出器で検
出した誘導電動機の温度と電圧における１００％荷重時
の標準回転速度から減算して基準回転速度を算出するよ
うにしたので、通常の試験での１２５％荷重時の実測デ
ータを用いることができて基準回転速度の設定が容易と
なり、また温度の影響を細かく反映できる。請求項２に
係る発明によれば、検出した温度と電圧における１００
％荷重時の標準回転速度を、温度が固定で電圧が変化す
るときの回転速度を算出する電圧補正式と、電圧が固定
で温度が変化するときの回転速度を算出する温度補正式
により算出するようにしたので、温度と電圧を組み合わ
せたマトリクスデータを用意する必要がなく、メモリー
容量が小さくてすむ。

【００２３】請求項３に係る発明によれば、電圧補正式
および温度補正式を型式別に作成するので、これらの補
正式の作成が容易になる。請求項４に係る発明によれ
ば、電圧補正式および温度補正式を製品毎に作成するの
で、製品に即した過負荷検出を行うことができる。請求
項５に係る発明によれば、回転速度の減少開始から停止
までの回転量が一定量を超えると信号を発するので、ブ
レーキ機能の低下を検出でき、安全性が向上する。

【００２４】請求項６に係る発明によれば、温度が固定
で電圧が変化するときの回転速度、および電圧が固定で
温度が変化するときの回転速度を測定して記憶を完了し
た時に測定を自動的に停止して完了を知らせるので、測
定完了が明確で不必要に巻き上げることを防止でき、作
業が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における巻上機の過
負荷検出装置を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態２における巻上機の過
負荷検出装置を示すブロック図である。

【図３】 従来の巻上機の過負荷検出装置を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 三相誘導電動機、７ 回転検出器、８ 電圧検出
器、９ 温度検出器、６１ 温度補正部、６２ 電圧補
正部、６３ 標準回転速度算出部、６４ 基準回転速度
算出部、６５ 比較部、６６ ブレーキ機能判定部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導電動機を用いて荷重を巻き上げる巻
   上機の過負荷検出装置において、上記誘導電動機の温度
   と電圧と回転速度をそれぞれ検出する温度検出器と電圧
   検出器と回転検出器、これら温度検出器と電圧検出器で
   検出した温度と電圧における１００％荷重時の標準回転
   速度を算出する標準回転速度算出部、１００％荷重およ
   び１２５％荷重で実測して得た両回転速度の中間値とこ
   の１００％荷重時の回転速度との差を、上記１００％荷
   重時の標準回転速度から減算して基準回転速度を算出す
   る基準回転速度算出部、並びに、この基準回転速度算出
   部で算出した基準回転速度と上記回転検出器で検出した
   誘導電動機の回転速度とを比較して、上記回転検出器で
   検出した誘導電動機の回転速度が上記基準回転速度より
   も小さいときに信号を発する比較部を備えたことを特徴
   とする巻上機の過負荷検出装置。
2. 【請求項２】 温度がある一定値に固定で電圧が変化す
   るときの１００％荷重時の回転速度を算出する電圧補正
   式を内蔵した電圧補正部、電圧がある一定値に固定で温
   度が変化するときの１００％荷重時の回転速度を算出す
   る温度補正式を内蔵した温度補正部、および、温度検出
   器と電圧検出器で検出した温度と電圧における１００％
   荷重時の標準回転速度を、上記電圧補正部と温度補正部
   の算出結果から比例計算により算出する標準回転速度算
   出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の巻上機の
   過負荷検出装置。
3. 【請求項３】 電圧補正式および温度補正式を型式別に
   作成し、上記電圧補正式および温度補正式を個別製品の
   電圧補正部および温度補正部にそれぞれ内蔵させたこと
   を特徴とする請求項２記載の巻上機の過負荷検出装置。
4. 【請求項４】 電圧補正式および温度補正式を個別製品
   毎の試験における実測値に基づき作成し、上記電圧補正
   式および温度補正式を電圧補正部および温度補正部にそ
   れぞれ内蔵させたことを特徴とする請求項２記載の巻上
   機の過負荷検出装置。
5. 【請求項５】 回転検出器で検出した回転速度の減少開
   始から停止までの回転量が一定量を超えると信号を発す
   るブレーキ機能判定部を備えたことを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の巻上機の過負荷検出装置。
6. 【請求項６】 巻上機の試験を自動的に行う試験方法に
   おいて、温度がある一定値に固定で電圧が変化するとき
   の１００％荷重時の回転速度、および電圧がある一定値
   に固定で温度が変化するときの１００％荷重時の回転速
   度を測定して製品に付属の記憶装置にデータの記憶が完
   了した時に上記測定を自動停止して測定完了を知らせる
   ことを特徴とする巻上機の試験方法。