JPS5948390A - 可変速巻上機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、巻上機の駆動源の電動機をインバータを用い
て制御する可変速巻上様に関し、より詳しくは、その可
変速巻上機において荷物の落下の危険性をより少なくし
た採掘装置に関する。

〔従来技術〕

従来の電動機を駆動源とする巻上機の速度制御は、電動
機の極数変換によっていた。しかし、より精度の高い巻
上機の速度制御の必要性から駆動源の゛電動機をインパ
ークにより制御するものが先行技術として、昭１１］５
７年５月１４Ｌ］付の特、願昭５７−８２０２６号の出
願−１１１：類によ′り提案されている。

ところが、駆動源の電動機をインバータにより制御する
巻上機においては、その亀＠磯の回転を制動するマグネ
ットブレーキの動作の十分な安全性に問題があった。

即ち、第１にインバータの出力電圧又は電動機の入力電
圧をマグネットブレーキの市原とすると、インバータの
出力電圧・周波数が犬きく変化（例えば、本発明では４
０ｖ〜２００■・３Ｈ２〜６０Ｈ２）するためマグネッ
トブレーキを常に安定して動作させることは困難である
から操作内容が制約されるという問題点があった。

そこで、マグネットブレーキの電源を前記特願昭５７−
８２０２６号の出願書類中特に第１図に提案されている
通り、インバータの入力側から供給することとなる。

しかしながら、第２の問題点として、例えば、インバー
タの出力回路が故障して出力が生じない場合、又は第１
図に示されているインバータと電動機との間に接続され
ているリレーが故障した場合、マグネットブレーキを解
放するための通電は′１ｄ動機の入力と無関係であるだ
め、電動機への電圧の印加なくしてマグネットブレーキ
が解放され、荷物を吊っているときは荷物の落下事故を
招くという問題があった。

〔本発明の目的〕

本発明の目的は、電動機への所定の入力電圧の印加なく
してマグネットブレーキが解放されることのないように
し、安全性のよシ高い可変速巻上機を提供することにあ
る。

〔本発明の概要〕

本発明の特徴は、インバータの出力を入力して制ＷＱＩ
Ｊれ、かつ駆動源として用いる。電動機と、前記インバ
ータを制御してその出力を変化させて前記電動機の回転
速度を変化させる速）Ｗ可変器と、前記電動機の回転を
制；ｉｉ＋１するマグネットブレーキとを備えた巻上様
において、前記１ｄ動機の入力を検出して、前記入力が
所定の値に達しないとき前記マグネットブレーキのノ５
丁数分不能にする保１漢回路を具１＋ｉ　したことにあ
る。

〔本発明の実施例〕

以下、本ツイ明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例である可変速巻上機の電気回
路図である。巻上様の駆動源である１に動機１０は三相
誘導電動機である。電動機１０はインバータ２０の出力
端子Ｕ、Ｖ、Ｗにリレー接点ｌを介して各々接１ｓｔさ
れている。リレー接点ｌけリレーコイルＩＬＯ付勢によ
シ閉となる。この電動機１０の回転速度はインバータ２
０の出力周波数に応じて変化する。インバータ２０の入
力端子几、　Ｓ、　Ｔは商用交流″電源３０と′峨源ス
イッチ３１に介してそれぞれ接続されている。

インバータ２０は、第２図に示すようにコンバータ部２
１、インバータ部２２及び電圧・周波数指令部２３を備
えている。コンバータ部２１は商用交流電源３０を入力
するととにより一定の直流電圧を得る。インバータ部は
この直流電圧を入力し矩形波交流出力Ｕ、Ｖ、Ｗを得る
。矩形波交流出力Ｕ、Ｖ、Ｗの′電圧・周波数は、電圧
・周波数指令部２３からインバータ部２２に入力する電
圧・周波数指令信号に応じて定まる。との電圧・周波数
指令信号は、速度可変器４０で定められるインバータ２
０の入力端子Ｌ　、！：　Ｍ間の直流′重圧に応じて定
まる。インバータ２０の入力端子ＦＲは矩形波交流出力
Ｕ、Ｖ、Ｗの相回転の順序を切換えて電動機１０を可逆
回転させる信号入力端子であシ、ＯＶが入力されたとき
電動機１０は逆回転となる。速ｔＶ可変器４０は可変抵
抗器から成シ、この一端は直列に接続されているリレー
接点２ａを介してインバータ２０の入力端子Ｈに接続さ
れている。速度可変器４０の他端はインバータ入力端子
ＬＫ接続されている。リレー接点２ａはリレーコイル２
Ｌを付勢することにより閉となる。

速度可変器４０の可変端はインバータ２００Å力端子Ｍ
に接続され、インバータ２０の電圧・周波数指令部２３
に直流信号を入力する。

この直流信号は可変抵抗器の抵抗値を外部からつまみを
回動することにより変化でき、インバータ２０の入力端
子Ｌ（ＯＶＩとＭ間の直流電圧を０、５　Ｖから５■ま
で連続的に可変している。

この直流電圧の０．５　Ｖから５■の変化に応じて、イ
ンバータ部２２の出力Ｕ、Ｖ、Ｗは周波数を３ＨＺから
６０Ｈ２まで、電圧を４０Ｖから２００Ｖｔで変化し、
この周波数の変化に応じてモードル１０の回転数を連続
的に変化できるようにしている。

反転リレー接点３ａは、電動機１０の回転方向を反転す
るスイッチで、一端を入力端子りに接続し、他端をイン
バータ２０の入力端子Ｆ几に接続している。

この反転リレー接点３ａは、反転リレーコイル３Ｌの付
勢によシ閉となシ、ｏ■を人力する。

マグネットプレー−Ｐ２Ｏは心動機１０の回転軸を制動
するものである。このマグネットブレーキ５０は、内蔵
されたマグネットコイルが伺゛勢されないときは、ばね
の力によシフラッチ板が摩擦板に押し当てられ制動され
、マグネットコイルが付勢されるとクラッチ板とＰｆｉ
邦板とが離れ、回転軸の制動が解放される構造となって
いる。

このマグネットブレーキ５ｏの一端は、インバータ２０
の入力端子Ｓに接続されている。マグネットブレーキ５
０の他端は、リレー接点４とリレー接点５を介してイン
バータ２ｏの出力端子Ｔと接続されている。リレー接点
５は、リレーコイル５Ｌの付勢により閉となる。

リレーコイルＩＬ１　リレーコイル５Ｌとリレー接点２
ｂは直列に接続され、この直列回路の両端はインバータ
２０の入力端子８．Ｔ間にそれぞれ接続されている。

！Ｊ　ｔ／−接点５　ト！Ｊレーコイル５Ｌは、タイマ
ー付リレーを構成し、設定された時間経過後にリレー接
点５が閉となるように構成されている。インバータ２０
の出力は、スタート信号がインバータ２０に入力されて
から０．３〜０．５秒程度かかる。

そこで電動機１０に荷物全巻き上げるに要するトルクの
出る電圧が入力されるまでの時間ｔ２　（第４図）の直
後１１までリレー接点５を開いておいて電動機１００回
転軸に制動をかけておく必要があるからである。

リレー接点２ｂは、リレーコイル２Ｌの付勢によシ閉と
なる。

トランス６０の一次側の入力端子は、インバータ２０の
入力端子Ｓ、Ｔと接続されている。トランス８の二次側
には、端子ＡＸ端子Ｂｉ備えている。

リレー接点３ｂとリレーコイル２Ｌとが直列に接続され
、この直列回路の両、４は端子Ａ、Ｂ間にそれぞれ接続
されている。リレー接点３ｂはリレーコイル３Ｌが付勢
されることによシ閉となる。

巻上用押釦スイッチ６、リミットスイッチ７、電動機１
０の過電流又は過電圧により開となるスイッチ８とリレ
ーコイル２　Ｌとは直列に接続され、この直列回路の両
端は端子Ａ、Ｂ間にそれぞれ接続されている。

巻下用押釦スイッチ９と電動機１０を可逆転させる相回
転用のリレーコイル３Ｌを直列に接続し、この直列回路
の両端は端子Ａ、Ｂ間にそれぞれ接続されている。

このリレー接点３ｂ、ＩＪシレーイル２Ｌ、巻上用押釦
スイッチ６、リミットスイッチ７、スイッチ８、巻下用
押釦スイッチ９、リレーコイル３Ｌ及び速度可変器４０
とは、操作箱中に内蔵され、巻上機の操作回路４１を構
成している。

第３図は、保ηφ回路７０の一実施例を示す。

抵抗７１と抵抗７２は直列に接続され、この直列回路の
両端は、電動機１０の入力端子間に接続されている。こ
の抵抗７１．７２は電動機１０の入力端子を分圧する抵
抗である。

整流ブリッジ７３は、抵抗７２に加わる交流を直流に整
流する整流素子群である。

コンデンサ７４は整流ブリッジ７３の出力１瑞と並列に
接続され、整流された直流のりップル螢低減する平滑用
コンデンサである。

フォトカップラ７６の発光ダイオード７６ａとツェナー
ダイオード７５は直列に１〆続され、この直列回路の両
端は、整流ブリッジ７３の出刃η′Ｍとそれぞれ接続さ
れている。

とのツェナーダイオード７５は、発光ダイオード７６ａ
を発光させるしきい値の設定をするものである。発光ダ
イオード７６ａｉｌ−１，、電動機１０．の入力端子を
分圧・整流した電圧が、ツェナーダイオード７５で定め
られた電圧１以上になると発光する。この発光ダイオー
ドの発光を受光するのが７オトカツプラ７６のフォトト
ランジスタ７６ｂである。

整流ブリッジ７７の入力端子は、トランス６゜の端子Ａ
、Ｂと並列に接続され、トランス６ｏからの交流を直流
に整流する。

抵抗７８、リレーコイル４Ｌとフォトトランジスタフ６
ｂとは直列に接続され、この直列回路の両端は整６ｔＴ
ｈブリッジ７７の出力端に並列に接続されている。この
抵抗７８は、電流制限用のものである。

コンデンサ７９は、整流ブリッジ７７と抵抗７８との直
列回路の両端と並列に接続される。このコンデンサ７９
は、整流ブリッジ７７から出力される１宣流リツプルを
低減し、リレー接点４のチャタリングを防市するもので
ある。リレー接点４は、マグネットブレーキ５０、リレ
ー接点５と直列に接続され、リレーコイル４Ｌが付勢さ
れると閉となる。

この保護回路７０は、電動機１ｏに入力される電圧が所
定の値が４０Ｖ以上になったことを検出した場合リレー
接点４−ｉ閉とし、４ｏＶ未満を検出した場合リレー接
点４全開とするように構成されている。

より詳細に説明すると、電動機１ｏの入力端子は速度可
変器４０の操作によシ２０Ｖから２００Ｖまで変化する
ように構成されている。フォトカップラ７６の発光ダイ
オード７６ａは、２０〜２００Ｖと変化する電動機１０
の入力端子が分圧・整流され、コンデンサ７４によって
平／ｎされた電圧がツェナーダイオード７５によって設
定された「比圧である５ｖ以上になった場合に発光する
ように構成されている。分圧抵抗２０・２１は、電動機
１０の人力厄圧が４０Ｖになった場合ツェナーダイオー
ド７５にかかる電圧が５ｖになるように、１１り成され
ている。したがって、電！！ＩＩＩ機１０の入力端子が
４０Ｖに達しない場合は、発光ダイオード７６ａは発光
せず、リレー接点４が開の一！まで、マグネットブレー
キ５０は解放されない構潰となっている。電動機１００
入力藏圧の４０Ｖは、電動機１０が定格荷重ヲ巻き上げ
ることができる電圧となっている。

次ニ、第１図に示す巻上（幾の動作について説明する。

まず、心源スイッチ３１を閉とすると、インバータ２０
の入力端子Ｒ，Ｓ、ＴＫ藺用電源３０が人力されると共
に、トランス６０により低電圧に降圧され操作回路４１
と保護回路７０に通′亀される。

次に、巻上用押釦スイッチ６を押して閉じると、リレー
コイル２Ｌが付勢され、リレー接点２ａが閉じ速度可変
器４０がインバータと接続される。

また、リレーコイル２Ｌの付勢により、リレー接点２ｂ
が閉じリレーコイルＩＬ、５Ｌが付勢されリレー接点１
、リレー接点５が閉となる。リレー接点１の閉によりイ
ンバータ２０と電動機１０とが接続される。リレー接点
５はタイマー付リレーであシ、リレー接点５は設定時間
１１（第４図）ηイ過陵に閉となる。

保護回路７０が電動機１０に人力でれた電圧が４０Ｖ以
上を検出した場合は保ｄ回路７ｏ中のリレーコイル４Ｌ
が付勢され、リレー接点４が閉となる。

このようにリレー接点４，５が閉となることによシミ励
機１０の回転を制動するマグネットブレーキ５０が解放
され、゛電動機１０は、巻上げ方向に回転する。

捷だ、保護回路７０が電動機１０に人力された電圧が４
０Ｖ未満を検出した場合は保１該回路７０中のリレーコ
イル４Ｌが付勢されず、リレー接点４が開となる。

したがって、巻−上押釦スィッチ６を押して閉じて、速
度可変器４０を操作して荷物を巷き上げている際中に、
インバータ２０の故障等によりインバータ２０からの出
力が零となった場合は、保護回路７０が電動機１０の入
力端子が４０Ｖ未満であることを検出し、リレー接点５
が閉となっていても、リレー接点４が開となることによ
りマグネットブレーキ５０の制動力により荷物の落下を
防止することができる。

以上述べた各スイッチ動作のタイムチャートは、第４図
に示す通シである。第４図中１．＞よ、マグネットブレ
ーキを開放するリレ−３’ａ点５の遅れ時間であり、ｔ
２は、インバータがスタート指令を人力されてから、電
動機１０が荷重を上げ、下げできる電圧が出力されるま
での時間である。

〔発明の効果〕

以上述べだ通シ、本発明によればインバータによって駆
動源の目先動機金制慴］する巻上機を操作する場合に電
動機の人力全検出して所定の値ｖｒ４しないとき、マグ
ネットブレーキの解放を不能にし／ζ保、＋１回路を備
えていることにより、荷物の落下事故を防止できる安全
性の高い可変速巻上様の提供をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｊ進例である可変速巻上様の′眠
気回路図である。第２図はインバータのブロックダイヤ
グラムである。第３図は、保１回路の一実施例を示す電
気回路図である。第４１２１は各スイッチのタイムチャ
ートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　インバータの出力を入力して匍Ｊ御され、かつ駆
   動源として用いる電動機と、前記インバータを制御して
   その出力を変化させて前記電動機の回転速度を変化させ
   る速匣可変器と、前記電動機の回転を制動するマグネッ
   トブレーキと全備えた巻上機において、前記電動機の人
   力を検出して、前記入力が所定の値に達し２ないとき前
   記マグネットブレーキの解放を不能にする保護回路を具
   備したことを特徴とする可変速巻上機。 ２、特、！′＋請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記電動機へ人力する前記所定の値は、前記電動機が定
   格荷重を巻き上げることができるトルクを発生させる″
   電圧としたこと−ｔｉｔ徴とする可変速巻上機。