CN107298399A - 卷扬机以及卷扬机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷扬机以及卷扬机的控制方法。该卷扬机在卷扬机运转过程中自动地修正电动机常数，具备：电动机，其进行提升或下降动作；逆变器，其驱动上述电动机；逆变器控制部，其根据预先决定的电动机常数来控制逆变器；以及旋转检测部，其检测电动机的转速，逆变器控制部在接受了提升动作的指令时，将通过旋转检测部检测出的动机的转速进行第一预定的时间累计后记录，根据该累计出的电动机的转速和预先决定的修正上限值来修正电动机常数。

Description

卷扬机以及卷扬机的控制方法

技术领域

本发明涉及卷扬机以及卷扬机的控制方法。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2009-33895号公报(专利文献1)。在该专利中记载有“第一绕组温度计算单元，其根据逆变器所具备的电动机的运行状态间接地计算电动机运行中的绕组温度；第二绕组温度计算单元，其在电动机通过逆变器所具有的直流制动功能而停止时对该绕组通直流电流，根据其施加直流电压和通电直流电流值来计算该绕组的电阻值，根据该电阻值计算绕组温度；修正单元，其通过由第二绕组温度计算单元计算出的绕组温度来修正通过第一绕组温度计算单元计算出的绕组温度；以及切断单元，其在该修正后的绕组温度超过了预定值时，切断电动机的驱动电力供给”。

在寒冷的地方，卷扬机电动机的绕组温度变低，电动机常数发生变化，因此针对逆变器设定的通常电动机常数中，得不到必要的启动转矩从而货物难以上升。另外，最差的情况是货物有可能不上升。

为了解决该问题，研究了根据卷扬机的电动机温度来修正电动机常数的方法，但是此时需要推定卷扬机的电动机温度。例如在专利文献1中，在停止时通过对电动机施加直流电压来计算绕组电阻值，根据计算出的绕组电阻值来推定电动机温度。

但是，在专利文献1的方法中，在卷扬机停止时需要施加直流电压，从而难以一边使卷扬机运转一边修正电动机常数。另外，需要追加用于推定电动机温度的结构和控制。

专利文献1：日本特开2009-33895号公报

发明内容

因此，本发明提供一种在卷扬机运转过程中自动修正电动机常数的卷扬机。

为了解决上述问题，例如采用专利请求范围中记载的结构。

本申请包括多个解决上述问题的单元，但是如果举其中一例，该卷扬机具备：电动机，其进行提升或下降动作；逆变器，其驱动电动机；逆变器控制部，其根据预先决定的电动机常数来控制逆变器；以及旋转检测部，其检测电动机的转速，逆变器控制部在接受了提升动作的指令时，对通过旋转检测部检测出的上述电动机的转速进行第一预定的时间累计后进行记录，根据该累计出的电动机的转速和预先决定的修正上限值来修正电动机常数。

另外，如果列举其他例子，提供一种驱动电动机来进行提升或下降动作的卷扬机的控制方法，在接受了提升动作的指令时，检测第一预定的时间电动机的转速并进行累计，根据该累计出的电动机的转速和预先决定的修正上限值来修正电动机常数。

根据本发明，能够提供一种在卷扬机运转过程中自动修正电动机常数的卷扬机。

通过以下的实施方式的说明来明确上述以外的课题、结构以及效果。

附图说明

图1是表示实施例1的逆变器式起重装置的整体结构的立体图的例子。

图2是表示实施例1的逆变器式起重装置的主要部位的结构的框图的例子。

图3是实施例1的电动机常数修正处理的流程图的例子。

图4是表示累计时间与累计出的电动机转速之间的关系的图。

图5是实施例2的电动机旋转异常检测处理的流程图的例子。

图6是实施例3的负荷时间率计算处理的流程图的例子。

附图标记说明

1：起重机钩、2：钢缆、3：提升感应电动机、4：提升用装置、5：横走感应电动机、6：横走用装置、7：横走用大梁、8：行驶感应电动机、9：行驶用装置、10：行驶用大梁、11：提升/横走逆变装置、12：提升/横走逆变器控制部、13：操作输入装置、14：提升用逆变器、15：横走用逆变器、16：感应电动机用制动器、17：编码器、18：行驶用逆变装置、19：行驶逆变器控制部：20：行驶用逆变器、21：电流检测部、22：主控制部、23：操作输入检测部、24：电动机温度推定部、25：逆变器控制部。

具体实施方式

以下，使用附图说明各个实施例。

[实施例1]

使用图1～图4说明本实施例。图1是表示本实施例的设置卷扬机电源监视装置的逆变器式起重装置的整体结构的立体图，图2是表示逆变器式起重装置的控制部结构的框图。

逆变器式起重装置由起重机钩1、钢缆2、提升感应电动机3、提升用装置4、横走感应电动机5、横走用装置6、横走用大梁7、行驶感应电动机8、行驶用装置9、行驶用大梁10、提升/横走逆变装置11、操作输入装置13、行驶用逆变装置18构成。另外，在提升感应电动机3中内置感应电动机用制动器16、编码器17，在横走感应电动机5以及行驶感应电动机8中分别内置感应电动机用制动16器。

另外，在提升/横走逆变装置11中内置提升/横走逆变器控制部12、提升用逆变器14、横走用逆变器15，在行驶用逆变装置18中内置行驶逆变器控制部19以及行驶用逆变器20。

另外，有时也会将提升/横走逆变器控制部12和行驶用逆变器控制部19称为逆变器控制部。

逆变器式起重装置通过具备了提升感应电动机3的提升用装置4将钢缆2提升下降，由此将安装在起重机钩1上的货物在Y方向(由Y方向、-Y方向的箭头表示)即上下方向进行移动。另外，在X方向(由X方向、-X方向的箭头表示)，横走感应电动机5使位于横走用装置6的车轮旋转沿着横走用大梁7在X方向移动。另外，在Z方向(由Z方向、-Z方向的箭头表示)，行驶感应电动机8旋转，使位于行驶用装置9的车轮沿着行驶用大梁10在Z方向移动。

提升感应电动机3和横走感应电动机5由存储在提升/横走用逆变装置11中的图2的提升/横走逆变器控制部12来进行控制。即，如果操作员输入了来自操作输入装置13的预定指示，则提升/横走逆变器控制部12控制提升用逆变器14和横走用逆变器15，从提升用逆变器14和横走用逆变器15将控制所需要的频率、电压、电流施加到提升感应电动机3和横走感应电动机5中，同时开放控制感应电动机用制动器16，由此在提升用装置4的情况下，使安装在起重机钩1上的货物不落下而在Y方向移动。另外，在横走用装置6的情况下，使提升用装置4沿着横走用大梁7在X方向移动。

另外，逆变器控制部读取检测电动机转速的编码器17的信息，在预先决定的预定时间的期间累计电动机的转速，根据该累计出的电动机的转速和预先决定的修正上限值来判断是否是货物难以上升的状态(是否进行电动机常数的修正)。在累计出的电动机的转速为修正上限值以下时，逆变器控制部判断为货物难以上升的状态，自动修正电动机常数。

同样安装在行驶用装置9上的行驶感应电动机8在操作员输入来自操作输入装置13的预定指示时，存储在行驶用逆变装置18中的图2的行驶逆变器控制部19控制行驶用逆变器20，从行驶用逆变器20将控制所需的频率、电压、电流施加到行驶感应电动机8中，同时开放控制感应电动机用制动器16，由此使提升用装置4沿着行驶用大梁10在Z方向移动。

接着，使用图3和图4说明电动机常数修正。图3是电动机常数修正处理的流程图。图4是表示通过提升操作使电动机初始转动后累计电动机的转速的情况的图。

通过编码器17检测出的转速来实施电动机常数修正的判断。首先，确认是否有提升操作指示(101)，在有提升操作指示的情况下，编码器17(旋转检测部)将电动机转速保存在提升/横走逆变器控制部12中(102)。在检测次数为1次以上时(103)，提升/横走逆变器控制部12将此次检测并保存的电动机转速的值与已保存的电动机转速累计并保存(104)，在检测次数上+1(105)。在检测次数为0时(103)，提升/横走逆变器控制器12直接将此次检测并保存了的电动机转速进行保存，在检测次数上+1(105)。

另外，开始提升操作后由编码器17以预定的时间间隔检测电动机转速。编码器17检测电动机在预定的时间间隔中进行旋转的转速并输出给逆变器控制部。另外，作为用于检测电动机旋转的设备，不限定于编码器，也可以是能够检测电动机旋转的传感器。

提升/横走逆变器控制部12在检测次数为N次以上时(106)，如果至此的电动机转速的合计值未满修正上限值χ(107)，则判断为货物难以上升的状态，将电动机常数修正设为开启(108)。提升/横走逆变器控制部12在检测次数没有超过N次时(106)，返回到判断有无提升操作的流程(101)。即使在检测次数超过N次，至此的电动机转速为以上时χ(107)，提升/横走逆变器控制部12也重置检测次数，从流程的开头(101)重复处理。如果没有操作指示则重置检测次数(109)。

这里，将电动机常数修正设为开启是指为了对电动机进行逆变器控制而修正预先决定的电动机常数。另外，电动机常数包括一次电阻值和额定电流值等。通过将电动机常数修正设为开启，修正这些值，提高从逆变器输出到电动机中的电流值。通过提高输出到电动机中的电流值，例如即使是在寒冷地方电动机温度低电动机难以旋转的情况下，也能够使电动机转速上升到额定转速。

另外，当电动机常数修正已经开启时，不执行图3所示的控制流程的处理。另外，在一旦检测次数为N次以上，判断是否未满修正上限值χ以后，重置检测次数，另一方面也可以不从流程的开头(101)进行处理而结束处理。

这里，检测次数的N次在例如将到检测次数+1为止的时间、即图3的流程处理从101到106为止一个循环的时间设为10mS，在将到把电动机常数修正设为开启的时间设为100mS的情况下，N自然地成为10。另外，修正上限值χ当然根据所使用的电动机的型号而不同。

例如，在图4所示的例子的情况下，在从进行提升操作到经过了100mS的时间点，A超过修正上限值χ，所以电动机常数修正不会开启。另一方面，B、C、D在从进行提升操作经过了100mS的时间点，未满修正上限值χ，所以电动机常数修正为开启。

以上，根据本实施例，当在预定时间的期间电动机的转速没有成为预先设定的值以上时，进行电动机常数修正，所以例如即使在寒冷的地方电动机温度低电动机难以旋转的状态的情况下，也能够使电动机旋转，并提升悬移物。

[实施例2]

接着，使用图4和图5说明能够应对电动机难以旋转的原因不是因为电动机温度低，而是某些异常情况下的卷扬机。另外，省略说明重复的部分。使用图3～图5说明修正解除的具体检测方法。

逆变器控制部根据累计出的电动机转速和预先决定的异常上限值来判断电动机是否由于异常而变得难以旋转。在累计出的电动机的转速为异常上限值以下时，逆变器控制部判断为电动机的旋转以上，解除电动机常数修正并输出电动机的异常。

图5是电动机旋转异常检测处理的流程图。在实施例1的处理中，由于某些原因电动机不能够旋转，例如电动机要旋转，但是制动器没有被开放的情况下，电动机常数修正有可能成为开启。此时，尽管电动机不能够旋转，流过电动机的电流也有可能变大。因此，在本实施例中，作为上位的判定，在提升/横走逆变器控制部12，以由编码器17检测出的转速来实施电动机旋转异常判定。

首先，提升/横走逆变器控制部12确认是否有提升以及下降操作(201)，当有提升以及下降操作时，保存从编码器输出的电动机转速(202)。当检测次数为1以上时(203)，将此次保存的电动机转速与已保存的电动机转速的值进行累计并保存(204)，将检测次数+1(205)。提升/横走逆变器控制部12在检测次数为0时(203)，直接将此次保存的电动机转速进行保存，将检测次数+1(205)。

提升/横走逆变器控制部12在检测次数为M次以上时(206)，如果至此为止的电动机转速的累计值未满预先决定的异常上限值y(207)，则判断为电动机旋转异常，将电动机异常判断设为开启(208)，将电动机常数修正设为关断(209)。提升/横走逆变器控制部12在检测次数没有超过M次时(206)、以及即使为M次以上，至此为止的电动机转速也为y以上时(207)，从流程的开头(201)重复处理。如果没有操作指示则提升/横走逆变器控制部12重置检测次数(210)。

这里，检测次数的M次在例如将检测次数+1为止的时间、即图3的流程处理从201到206为止一个循环的时间设为100mS，将设电动机转速异常判定为开启为止的时间设为1000mS时，M为10。

例如，图4所示的例子的情况下，在进行提升操作后经过了1000mS的时间点，A、B、C超过异常上限值y，所以电动机旋转异常判定为不开启。另一方面，D在进行提升操作后经过了1000mS的时间点，未满修正上限值y，所以电动机旋转异常判定为开启。

另外，异常上限值y当然根据所使用的电动机的型号而不同。另外，直至判断电动机转速是否异常为止的时间最好迟于比判断电动机常数修正是否设为开启为止的时间。

由此，提升/横走逆变器控制部12在电动机转速在预定的时间没有成为修正上限值异常的情况下，将电动机修正设为开启后，进一步如果电动机转速没有升到异常上限值以上，则判断为电动机旋转异常并能够将电动机旋转异常输出给例如显示部(未图示)。此时，提升/横走逆变器控制部12例如通过停止电动机的旋转能够防止电动机的损伤和制动器的故障。

另外，判断直至电动机转速是否异常为止的时间与判断是否将电动机常数修正设为开启为止的时间相同，或者也可以提前一些。由此这样能够在更安全的一侧判断电动机旋转的异常。

以上，根据本实施例，当电动机由于一些异常变得难以旋转时，能够不进行电动机常数修正而通知电动机旋转异常，所以能够保护电动机和制动器等。

[实施例3]

接着，在本实施例中，使用图6说明以下情况，即在将电动机常数修正设为开启后，电动机温度十分温暖，不需要电动机常数的修正的情况。图6是负荷时间率计算处理的流程图。

如果经过卷扬机的使用时间，则电动机变热，不需要电动机常数修正。因此，根据提升/横走逆变器控制部12计算出的负荷时间率来实施电动机常数修正关断。在卷扬机能够动作的状态时执行本处理。

这里，动作可能状态是指根据来自未图示的输入装置的提升或下降操作指令，卷扬机能够进行提升或下降动作的状态。另外，如果是通常的话，能够根据来自输入装置的操作指令使卷扬机动作，但是通过互锁等来自输入装置的操作指令为无效的状态也会包括在动作可能状态中。

首先，提升/横走逆变器控制部12在一分钟内检测出电动机通电的时间并保存(301)，将检测次数+1(302)。将电动机通电的时间设为通过编码器17检测出电动机旋转的时间即可。提升/横走逆变器控制部12将至此为止的电动机通电时间进行合计(303)，判断检测次数是否是60以上(304)。提升/横走逆变器控制部12在检测次数未满60的情况下，返回301的流程。另一方面，提升/横走逆变器控制部12在检测次数为60以上的情况下(302)，重置检测次数(303)，计算负荷时间率(306)。

这里，负荷时间率根据例如卷扬机进行了动作的时间、即电动机通电后的时间与检测次数为60的时间点的检测总时间60分钟之间的比来求出即可。另外，检测总时间不限定于60分钟，而是根据用户的使用状况例如适当决定为15分钟、30分钟等即可。另外，保存电动机通电的时间的定时不限定于每分钟，而可以是每10秒、每30秒等根据提升/横走逆变器控制部12的处理能力而任意决定即可。

提升/横走逆变器控制部12判断在电动机常数修正开启的情况下(307)，计算出的负荷时间率是否超过了预先决定的修正关断值χ1(308)。提升/横走逆变器控制部12在计算出的负荷时间率超过了修正关断值χ1时，将电动机常数修正设为关断(309)。提升/横走逆变器控制部12在计算出的负荷时间率为修正偏移值χ以下时，暂时结束负荷时间率计算的流程

提升/横走逆变器控制部12判断在电动机常数修正关断的情况下(307)或者在将电动机常数修正设为关断的情况下(309)，计算出的负荷时间率是否超过了预先决定的负荷时间率界限值χ2(310)。提升/横走逆变器控制部12判断在计算出的负荷时间率超过了预先决定的负荷时间率界限值χ2时，超过了卷扬机既定的负荷时间率，输出负荷时间率超出(311)。提升/横走逆变器控制部12在计算出的负荷时间率为预先决定的负荷时间率界限值χ2以下时，暂时结束负荷时间率计算的流程。

这里，将电动机常数修正设为关断是指将通过开启电动机常数修正而进行修正的电动机常数返回到预先决定的电动机常数。

另外，当提升/横走逆变器控制部12输出负荷时间率超出时，可以使电动机停止。这样，能够防止由于超负荷造成的电动机的过热。

本实施例的该处理在卷扬机为可能动作的状态时，从流程的开头重复处理。另外，当负荷时间率没有超过χ1时(307)以及没有超过χ2时，从流程的开头重复处理。这里，χ1以及χ2的值当然根据所使用的电动机的型号而不同。

以上，根据本实施例，将电动机常数修正设为开启后，电动机温度充分预热，不需要电动机常数的修正时，将电动机常数设为关断，能够防止电动机中流过额外的电流。另外，也能够防止电动机的超负荷。

另外，本发明不限于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解说明本发明而详细说明的例子，不一定限定于具备所说明的所有结构。另外，关于各实施例结构的一部分，能够追加/删除/置换其他结构。

另外，上述各个结构、功能、处理部、处理单元等可以通过例如由集成电路进行设计等通过硬件来实施这些的一部分或全部。另外，上述各个结构、功能等也可以由处理器解释、执行实现各功能的程序，由软件来实现。实现各个功能的程序、表、文件等信息能够放在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive(固态硬盘))等存储装置、或者IC卡、SD卡、DVD等存储介质中。

另外，控制线和信息线表示认为为了说明上需要的设备线，产品上不限于一定表示所有的控制线和信息线。实际上也可以考虑所有的结构相互连接。

Claims (15)

1.一种卷扬机，其特征在于，

该卷扬机具备：

电动机，其进行提升或下降动作；

逆变器，其驱动上述电动机；

逆变器控制部，其根据预先决定的电动机常数来控制上述逆变器；以及

旋转检测部，其检测上述电动机的转速，

在接受了提升动作的指令时，上述逆变器控制部对通过上述旋转检测部检测出的上述电动机的转速进行第一预定时间累计后进行记录，根据该累计出的上述电动机的转速和预先决定的修正上限值来修正上述电动机常数。

2.根据权利要求1所述的卷扬机，其特征在于，

在上述累计出的上述电动机的转速未满上述修正上限值时，上述逆变器控制部修正上述电动机常数。

3.根据权利要求1或2所述的卷扬机，其特征在于，

上述逆变器控制部在接受了提升或下降动作的指令时，根据第二预定时间累计出的上述电动机的转速和预先决定的异常上限值，输出使上述电动机停止的信号。

4.根据权利要求3所述的卷扬机，其特征在于，

在上述第二预定时间累计出的上述电动机的转速未满上述异常上限值时，上述逆变器控制部输出使上述电动机停止的信号。

5.根据权利要求3或4所述的卷扬机，其特征在于，

上述异常上限值比上述修正上限值小。

6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的卷扬机，其特征在于，

上述第一预定时间比上述第二预定时间短。

7.根据权利要求1所述的卷扬机，其特征在于，

上述逆变器控制部保存上述电动机的通电时间并进行累计，根据该累计出的上述电动机的通电时间来计算负荷时间率，当该计算出的负荷时间率超过了预先决定的修正关断值时，将该修正后的上述电动机常数返回到上述预先决定的电动机常数。

8.根据权利要求7所述的卷扬机，其特征在于，

在计算出的上述负荷时间率超过了预先决定的负荷时间率界限值时，上述逆变器控制部输出上述负荷时间率超过上述负荷时间率界限值。

9.一种卷扬机的控制方法，该卷扬机根据预先决定的电动机常数来驱动电动机并进行提升或下降动作，其特征在于，

该卷扬机的控制方法进行如下处理：

在接受了提升动作的指令时，检测第一预定时间上述电动机的转速并进行累计，

根据该累计出的上述电动机的转速和预先决定的修正上限值来修正上述电动机常数。

10.根据权利要求9所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

当上述累计出的上述电动机的转速未满上述修正上限值时，修正上述电动机常数。

11.根据权利要求9或10所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

在接受了提升或下降动作的指令时，检测第二预定时间上述电动机的转速并进行累计，

根据该累计出的上述电动机的转速和预先决定的异常上限值，输出使上述电动机停止的信号。

12.根据权利要求11所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

在上述第二预定时间累计出的上述电动机的转速未满上述异常上限值时，输出使上述电动机停止的信号。

13.根据权利要求11或12所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

上述异常上限值比上述修正上限值小。

14.根据权利要求11～13中的任意一项所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

上述第一预定时间比上述第二预定时间短。

15.根据权利要求9所述的卷扬机的控制方法，其特征在于，

保存上述电动机的通电时间并进行累计，根据该累计出的上述电动机的通电时间来计算负荷时间率，当该计算出的负荷时间率为预先决定的修正关断值以上时，将修正后的上述电动机常数返回到上述预先决定的电动机常数。