JPH09308280A - 振動モータ停止制御方法及び制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動篩機等の振動モータの停止制御を高効率
にかつ共振点で異常振動を生じないように行ないかつ装
置のコスト低下を図る。 【解決手段】 振動モータ１の電源ライン４に正転用リ
レー接点２と、直流ブレーキ用リレー接点３、ダイオー
ド５を接続し、制御盤１０の正転用リレー１１により正
転駆動し、直流ブレーキ用リレー１２で停止制御する。
正転用リレー１１を遮断し電源供給をオフにしてフリー
ランニング３０秒後、直流ブレーキ用リレー１２で直流
ブレーキを１秒作用させ急速減速して共振点を通過させ
共振現象の発生を防止して安定した停止制御をする。

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、振動篩機等に加
振力を加えるための振動モータを停止制御する方法及び
その制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動篩機又は振動供給機など被処理物に
加振力を加える装置が、この処理装置あるいは物品の搬
送選別装置などに広く採用されている。例えば、振動篩
機では図４に示すように、網や箋板から成る篩をフレー
ムで囲み、そのフレーム側方に振動モータを取付け、こ
れを必要な強度及びばね定数を有するばねにより支持し
ている。

【０００３】上記振動モータは、その出力軸端に偏心ロ
ータを有し、この偏心ロータの回転による重心の移動を
利用して篩機を所定方向に振動させ被処理物を篩にかけ
る。振動モータは、一般に篩機本体に左右一対のものが
設けられ、これらを互に反対に回すことにより材料進行
方向とは直角方向の振動を打ち消し合い、所定の振動を
得て篩作用の効率向上を図っている。

【０００４】かかる振動モータの回転は、図３の（ａ）
に示す制御盤１０’からの指令により制御されるが、こ
の制御盤１０’には振動モータ１_L 、１_R の一次側に接
続される正転用継電器（接点）２及び逆相制動用継電器
（接点）３’が含まれており（４は電源ライン）、これ
によりモータの正転、逆転が制御される。モータを停止
させる時は、逆相電圧を短時間印加してブレーキをかけ
モータを停止させる。１１は正転用リレー、１２は逆相
制動用リレー、１３、１４はリレー補助接点（ｂ接
点）、１５’はタイマ、１５”はタイマ接点（ａ接点、
例えば約１秒に設定）である。なお、モータは図示の例
では０．６ｋｗ、３相交流モータが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に処理
能力（輸送）が数トン程度の振動篩機又は振動供給機等
の共振周波数は、処理能力（輸送）から計算される機械
重量やモータ出力と、それらを支持するばね定数の関係
から数ヘルツ（Ｈｚ）程度である。

【０００６】このような比較的低い共振周波数を有する
振動篩機を停止させる場合、従来の逆相電圧印加による
制動方法では、逆相電圧を印加するためのタイマ動作時
間（図３の（ｂ）、約１秒の部分）が僅かでも過不足す
ると共振現象が生じ、停止動作中にも拘らず振動篩機が
大きく振動し、スムースに停止できない。不足時には正
転、長過ぎると逆転の共振が起る。

【０００７】又、上記逆相電圧印加による制動時に、上
記タイマ動作の僅かな過不足による共振現象を生じさせ
ないようにするためには、印加時間は約１秒前後である
が、この設定時間のオーダは十分の１秒の精度で正確に
設定する必要があり、従って次のような種々の困難な問
題を伴う。

【０００８】即ち、時間設定精度が高いため設定が難し
く、設定、試運転を数回繰り返さないと設定できない。
設定、試運転を数回連続的に繰り返すとモータが過熱
し、従って過熱しないように休止時間を取りながらタイ
マを設定する必要から作業効率が極めて悪い。

【０００９】さらに、タイマ時間を適正に設定しても時
間が経つと電圧、周波数等の僅かな変化及び機械の振動
等により設定値が狂い、再び異常振動を起こしてばねが
破損することがあり、このため異常振動の発生時に対処
できるよう強度をそれに見合う強度にアップしたばねを
使用する必要があり、結果的に不経済となりコストアッ
プの要因となる。

【００１０】この発明は、従来の逆相電圧印加によるタ
イマ動作時間の過不足で共振現象が現れるという問題を
根本的に解決し付帯する問題を一切伴わない、しかも極
めてシンプルでコストをかけずに振動モータを停止制動
し得る振動モータ制御方法及び制御回路を得ることを課
題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決する手段として、振動モータを取り付けて通常運転
している振動装置系を停止させる際に、任意の時点で振
動モータへの駆動電流を遮断し、所定時間振動モータを
フリーランニングさせて減速し、振動装置系の共振点手
前の任意の回転状態で振動モータに整流された直流を直
流ブレーキとして作用するように通電して振動モータを
停止制御することから成る振動モータ停止制御方法とし
たのである。

【００１２】上記停止制御方法を実施する制御回路とし
て、振動モータの電源供給ラインに正転用リレー接点と
直流制動用リレー接点及び整流器を直列結合したものと
を並列に接続し、上記接点を制御する制御回路に正転用
リレーと、直流制動用リレーと、正転用リレーの遮断後
任意の設定時間経過後直流制動用リレーを任意の設定時
間動作させるタイマ回路とを備え、整流された直流制動
力で減衰時間を早めて共振点を通過させ共振現象の発生
を回避しながらモータを停止させる振動モータ制御回路
を採用することもできる。

【００１３】第１の発明の振動モータ停止制御方法は、
振動篩機等に取り付けられている振動モータの回転が通
常運転から停止する過程において共振現象で突然異常振
動するのを回避するように停止制御する。

【００１４】振動モータが取付けられ、支持ばねで支持
される振動篩機等の装置全体の共振周波数（固有振動
数）は、例えば、４Ｈｚ（ヘルツ）程度と通常運転周波
数より低く、停止させる際に共振周波数に相当する回転
数を通過するため共振現象が生じないように制動ブレー
キを作用させる必要がある。

【００１５】この発明の停止制御方法では、振動モータ
への駆動電流を遮断すると同時に逆相電圧を印加して急
ブレーキをかけて停止させるのではなく、振動モータへ
の駆動電流を遮断すると一定の時間振動モータはフリー
ランニングさせその間に負荷抵抗によって振動モータの
回転数をまずある程度減速させる。

【００１６】減速された回転数が共振周波数に相当する
回転数の手前、あるいは直前まで減速されたとき整流さ
れた直流電流を直流ブレーキとして作用するように通電
し、これにより共振周波数に相当する回転数を短時間に
通過させ、共振現象の発生を回避するのである。

【００１７】直流ブレーキは、共振周波数よりかなり手
前の回転数の時は回転数が十分減速されていないためや
や長い時間、共振周波数の直前の時は短時間作用させて
共振現象が生じるのを回避することができる。

【００１８】第２の発明の振動モータ制御回路は、上記
停止制御方法を実施する装置として構成されており、振
動モータの駆動を制御する制御回路内に正転用リレーと
直流制動用リレーとタイマ回路とを備え、上記両リレー
の接点及び整流器を電源供給ラインに挿置して整流され
た直流の制動力で共振点を短時間内に通過させ共振現象
の発生を回避しながら振動モータの停止制御を行なうこ
とができる。

【００１９】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図１は実施形態の振動モータ駆
動回路及び停止制御回路の全体概略図である。図３の従
来例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施形態では従来の逆相電圧によるブレーキに代え
て直流ブレーキを用い、かつ直流ブレーキのオン、オフ
を任意の時間に設定するため２つのタイマを用いた点が
従来のものと異なっている。以下では、この実施形態の
異なっている点を中心に説明する。

【００２０】図において、３は直流ブレーキ用リレー接
点、５はダイオード、１０は制御盤である。又、タイマ
（Ｔ₁ ）１５、タイマ（Ｔ₂ ）１６は直流ブレーキ用リ
レー（ＭＧ_B ）１２に対して互いに並列に接続されてお
り、電源ラインの途中に図示のように、接点（Ｔ₁ ）
（ａ接点）１７、接点（Ｔ₂ ）（ｂ接点）１８が設けら
れている。上記ダイオード５、リレー接点３から成る直
流ブレーキは、後述する理由からその容量が小さく設定
されている（この例では２つのモータに対しダイオード
の定格電流２０Ａである）。

【００２１】タイマ（Ｔ₁ ）１５の接点１７は、このタ
イマへの通電後３０秒で閉じ、反対に接点１８は通電後
１秒で開くようにこの実施形態では設定されている。

【００２２】なお、モータは従来例のものと同じであ
り、その要目を篩機要目と共に示すと次の通りである。 振動モータ：０．６ｋｗ、３相交流、２００Ｖ、６０Ｈ
ｚ、６Ｐ 振動篩機総重量：約５００ｋｇｆ 共振周波数：４Ｈｚ 又、直流ブレーキ用リレー１２の接点３は直流ブレーキ
専用でもよいが、図示のように従来の逆相ブレーキ用の
ものの２接点を利用するようにしてもよい。直流ブレー
キはモータ１_L 、１_R の固定子界磁コイルに直流電流を
与えその磁束を回転子が切ることにより発電作用をしな
がら制動ブレーキの作用をすることについては説明する
までもないであろう。

【００２３】上記実施形態の駆動回路、制御回路により
振動モータを次のように停止制御する。図２に第１の停
止制御のタイムチャート１を示す。

【００２４】振動モータを駆動して通常運転で偏心ロー
タにより振動篩機を所定方向に振動させて篩動作が行な
われることについては従来と同じであり、特に説明を要
しない。この通常運転時のモータ回転数は、この実施形
態では約１２００ｒｐｍであるが、この回転数で偏心ロ
ータを回転させて得られる振動篩機全体の振動数は約２
０Ｈｚ（ヘルツ）である。

【００２５】上記のような通常運転されている振動モー
タを停止させる場合、従来の停止制御方法ではモータの
正転駆動電力の供給を遮断すると同時に逆相電圧の供給
によりブレーキを掛けていが、この実施形態では正転駆
動電力を遮断した後一定時間モータをフリーランニング
させ、その後直流ブレーキを必要時間プラスα作動させ
て共振点で共振現象が発生するのを防止している。

【００２６】即ち、図２のタイムチャート１に示すよう
に、正転用リレー（ＭＧ_F ）１１が制御盤１０からの指
令で遮断されると、モータ１_L 、１_R は３０秒間フリー
ランニングして減衰振動する。この減衰振動は篩機全体
の質量、即ち負荷の反力によるものである。正転用リレ
ー（ＭＧ_F ）１１がオフになると、リレー接点１４のｂ
接点が閉じ（正転用リレー１１が動作中は接点１４は開
いている）、このためその瞬間からタイマ（Ｔ₁ ）１５
がオンとなる。

【００２７】しかし、タイマ（Ｔ₁ ）１５がオンとなっ
てもその接点１７（ａ接点）は直ちにオンとなる訳では
なく、設定された時間（３０秒）経過後にオンとなる。
このため、もう１つのタイマ（Ｔ₂ ）１６がオンとなる
が、接点１８はｂ接点であるからタイマ（Ｔ₂ ）１６が
オンとなっても設定された時間経過するまでは閉じたま
まであり、従って直流ブレーキ用リレー（ＭＧ_B ）１２
がオンとなる。

【００２８】リレー（ＭＧ_B ）１２がオンとなると、電
源ライン４からの電源供給は、ダイオード５により整流
され、直流ブレーキが働く。このため、モータの回転は
急激に減速され、共振点を瞬時に通過するため、共振現
象は全く生じることなく急速に停止する。

【００２９】直流ブレーキはタイマ１５の接点１７が閉
じた後、もう１つのタイマ１６の接点１８が設定された
時間（約１秒）経過して開放されるまで作動し（約１
秒）、その後接点１８が開放されると直流ブレーキも開
放される。必要時間プラスαの直流ブレーキにより短時
間内に十分回転速度が減速され、共振点以下の低速度に
なると再びフリーランニング状態となり、微振動をしな
がら負荷による反力で次第に停止へと向かうのである。

【００３０】上記タイムチャート１で表わされる振動モ
ータの停止制御では、モータへの給電を遮断した後所定
時間のフリーランニング（３０秒）を経過して直流ブレ
ーキを作動させるとした。しかし、上記フリーランニン
グの設定時間は余り長くするとその間に負荷の反力で自
然にモータ回転数が減少して共振点に相当する回転数に
なって共振現象が生じるから、共振点に達する直前まで
の時間として設定し、直流ブレーキを作動させることに
より短時間で共振点を通過して低速度域に移行させて停
止させるのである。

【００３１】なお、上記直流ブレーキ作用のため振動モ
ータに整流された直流を流す場合、モータコイルを過熱
しない許容時間内で流すことが必要なことは勿論である
が、この時間は一般に必要制動時間より充分長いから、
必要時間プラスαの時間が取れる。又、フリーランニン
グにより振動エネルギを減衰させた状態で直流ブレーキ
を作用させるから、直流ブレーキの容量は小さくて済
み、従って安価なコストで実施できる。

【００３２】図２のタイムチャート２では共振点の直前
ではなく少し手前から直流ブレーキを作動させてもよい
ことを示す他の停止制御動作の例を示している。

【００３３】制御回路のリレー動作は基本的に同じであ
るが、タイマ（Ｔ₁ ）１５、タイマ（Ｔ₂ ）１６に設定
される時間が少し異なっている。タイマ（Ｔ₁ ）１５の
設定時間は約１５秒、タイマ（Ｔ₂ ）１６の設定時間は
約２秒である。

【００３４】このような設定時間で振動モータを停止制
御する場合、図示のように１５秒のフリーランニングの
後に直流ブレーキが２秒作用するが、フリーランニング
では共振点より手前の高い周波数の回転のままであり、
従ってこの場合は比較的長い時間直流ブレーキを作動さ
せて、その間に共振点以下の周波数の回転に減速させて
共振点を通過する。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
の振動モータ停止制御方法は、振動モータへの駆動電流
を遮断して一定時間経過した後共振点の手前で振動モー
タに直流ブレーキを作用させて停止制御するようにした
から、共振現象の発生を確実に防止して異常振動による
不測の事態を予防することができるという効果がある。

【００３６】第２の発明の制御回路は、上記第１の発明
の方法を確実に実施でき、かつタイマの時間設定を微調
整する労力が不要で、モータコイルの過熱や経年変化に
よる共振現象の再発を防止でき、さらに支持ばねが突然
の異常振動で破損することがなく、ばね強度を不要にア
ップすることが不要でかつ直流ブレーキ容量が小さくて
済むから経済的なコストで製造できるなど種々の利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の振動モータ駆動回路及び停止制御回
路の全体概略図

【図２】同上の回路による停止制御のタイムチャート

【図３】従来例の振動モータ駆動回路及び停止制御回路
の全体概略図

【図４】振動篩機外観図

【符号の説明】

１ 振動モータ ２ 正転用リレー接点 ３ 直流ブレーキ用リレー接点 ４ 電源ライン ５ ダイオード １０ 制御盤 １１ 正転用リレー １２ 直流ブレーキ用リレー １５ タイマ １６ タイマ １７ タイマ接点 １８ タイマ接点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動モータを取り付けて通常運転してい
   る振動装置系を停止させる際に、任意の時点で振動モー
   タへの駆動電流を遮断し、所定時間振動モータをフリー
   ランニングさせて減速し、振動装置系の共振点手前の任
   意の回転状態で振動モータに整流された直流を直流ブレ
   ーキとして作用するように通電して振動モータを停止制
   御することから成る振動モータ停止制御方法。
2. 【請求項２】 振動モータの電源供給ラインに正転用リ
   レー接点と直流制動用リレー接点及び整流器を直列結合
   したものとを並列に接続し、上記接点を制御する制御回
   路に正転用リレーと、直流制動用リレーと、正転用リレ
   ーの遮断後任意の設定時間経過後直流制動用リレーを任
   意の設定時間動作させるタイマ回路とを備え、整流され
   た直流制動力で減衰時間を早めて共振点を通過させ共振
   現象の発生を回避しながらモータを停止させる振動モー
   タ制御回路。