起重機及其控制方法、控制程序的制作方法
【專利摘要】在發(fā)生異常時迅速停止起重機用逆變器，與電路迅速斷開。具有：電機(11)；與電機(11)對應地設置的逆變器(12)；轉換器(13)，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將直流電提供到逆變器(12)；耗電部(21)，連接在轉換器(13)和逆變器(12)之間，消耗轉換器(13)的直流電；和第1切換部(MC1)，連接在耗電部(21)和轉換器(13)之間，根據逆變器(12)的狀態(tài)，進行耗電部(21)和轉換器(13)的連接及斷開的切換。
【專利說明】起重機及其控制方法、控制程序
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種起重機及其控制方法、控制程序。
【背景技術】
[0002]例如，制鐵廠所使用的澆包起重機一直以來采用晶閘管控制、電抗器控制，但因設備安排的困難性及價格高昂等原因，近年來采用利用了逆變器的逆變器控制。
[0003]在起重機的控制中使用逆變器時，通過轉換器將接受的商用電壓暫時變換為直流電壓，并將變換后的直流電壓通過逆變器變換為所需頻率的交流電壓(例如專利文獻I)。
[0004]圖4是表示下述專利文獻2所述的起重機用逆變器裝置的一例的概要圖。在下述專利文獻2中，逆變器控制電路290僅在平滑電容260的充電期間內接通接觸元件210，在逆變器270的運行過程中斷開接觸元件210，并且在逆變器運行過程中發(fā)生異常時斷開主接觸器240。通過上述構成提出了下述技術:在發(fā)生異常情況下的主接觸器240的緊急斷開時，使限流電阻250、平滑電容260及逆變器270從電源電路斷開，停止逆變器270。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I JP特開2007-267504號公報
[0008]專利文獻2 JP特開2002-78353號公報

【發(fā)明內容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]但是，在上述專利文獻2的方法中，即使主接觸器240斷開，因平滑電容260中殘留電荷，所以直流電壓提供到逆變器270，從而存在以下問題:直到殘留電荷完全放電為止，逆變器270不停止，逆變器270的停止需要時間。
[0011]本發(fā)明鑒于這一情況而提出，其目的在于提供一種在發(fā)生異常時可迅速停止逆變器的起重機及其控制方法、控制程序。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]為解決上述問題，本發(fā)明采用以下手段。
[0014]本發(fā)明的第I方式是一種起重機，具有:電機；逆變器，與上述電機對應地設置?’轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器；耗電單元，連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電；和第I切換單元，連接在上述耗電單元和上述轉換器之間，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換。
[0015]根據該構成，當連接在耗電單元和轉換器之間的第I切換單元是斷開狀態(tài)時，將從交流電源提供的交流電變換為直流電的轉換器，將變換后的直流電提供到逆變器，當第I切換單元為連接狀態(tài)時，從轉換器向耗電單元提供直流電。并且，第I切換單元的連接和斷開根據逆變器的狀態(tài)進行。[0016]這樣一來，通過切換第I切換單元的連接及斷開，可簡單地切換從轉換器提供的直流電的供給目的地。并且，當逆變器故障時，在轉換器上設置的電容的殘留電荷消失之前，無法將逆變器與轉換器斷開，但通過連接第I切換單元并使電容的殘留電荷提供到耗電單元，和等待自然放電時相比，可迅速地消耗掉殘留電荷，因此可使逆變器迅速與轉換器斷開。這樣一來，可縮短起重機的恢復時間。尤其是在澆包起重機中，因來自熔礦爐的加熱，起重機變得高溫，存在發(fā)生設備故障的危險，并且因停止起重機會產生很大的損失，所以如果縮短逆變器斷開所需的時間、縮短恢復時間，有助于減少損失。
[0017]優(yōu)選:上述起重機的上述第I切換單元，在上述逆變器處于需要從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時為連接狀態(tài)，在上述逆變器處于無需從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時為斷開狀態(tài)。
[0018]逆變器處于需要從轉換器側斷開的故障狀態(tài)時，來自轉換器的直流電經由第I切換單元提供到耗電單元，因此可使轉換器內設置的電容的殘留電荷迅速放電到耗電單元，從而可迅速進行逆變器的斷開。
[0019]在此，逆變器、轉換器的故障如下判斷:次級側的電流值、電壓值等數值信息是否是規(guī)定值以上(或規(guī)定值以下)，或者是否取得了信號的回應等信號信息等是否獲得所需的值。并且，需要從轉換器側斷開的故障狀態(tài)和無需斷開的故障狀態(tài)，可由操作起重機的操作員等通過手動逐次判斷(決定)，也可根據預先使故障狀態(tài)和是否需要斷開建立對應的對應信息，自動由系統(tǒng)(程序)判斷(決定)。
[0020]上述起重機優(yōu)選:具有第2切換單元，該第2切換單元進行上述交流電源和上述轉換器的連接及斷開的切換，上述第2切換單元在上述逆變器處于需要從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時，為斷開狀態(tài)。
[0021]逆變器處于需要從轉換器側斷開的故障狀態(tài)時，第I切換單元為連接狀態(tài)，而通過斷開第2切換單元，可防止交流電源的電力持續(xù)地提供到耗電單元而產生的耗電單元的故障。
[0022]優(yōu)選:具有連鎖單元，使上述起重機的上述第I切換單元和上述第2切換單元不會同時變?yōu)檫B接狀態(tài)。
[0023]通過連鎖單元，第I切換單元和第2切換單元不會同時變?yōu)檫B接狀態(tài)，因此可防止耗電單元的故障。
[0024]在上述起重機中，在上述轉換器和上述第I切換單元之間可具有電力測量單元。
[0025]這樣一來，作業(yè)員可切實掌握電壓的下降，防止觸電。
[0026]本發(fā)明的第2方式是一種起重機的控制方法，該起重機具有:電機；逆變器，與上述電機對應地設置；轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器，其中，通過連接在耗電單元和上述轉換器之間的第I切換單元，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換，上述耗電單元連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電。
[0027]本發(fā)明的第3方式是一種起重機的控制程序，該起重機具有:電機；逆變器，與上述電機對應地設置；轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器，其中，使計算機執(zhí)行以下動作:通過連接在耗電單元和上述轉換器之間的第I切換單元，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換，上述耗電單元連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電。
[0028]發(fā)明效果
[0029]本發(fā)明可起到以下效果:在發(fā)生異常時迅速停止起重機用逆變器，迅速與電路斷開。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式涉及的起重機的電路構成的一例的電路圖。
[0031]圖2是手動控制本發(fā)明的第I實施方式涉及的起重機的控制裝置時的動作流程。
[0032]圖3是自動控制本發(fā)明的第I實施方式涉及的起重機的控制裝置時的動作流程。
[0033]圖4是表示現有的起重機用逆變器裝置的一例的圖。
【具體實施方式】
[0034]以下參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明涉及的起重機及其控制方法、控制程序的實施方式。
[0035](第I實施方式)
[0036]本發(fā)明可適用于橋式起重機、集裝箱起重機、搬運吊車等各種起重機，本實施方式的起重機以適用于制鐵廠中使用的橋式起重機(澆包起重機)的情況為例進行說明。圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式涉及的起重機的電路構成的一例的電路圖。
[0037]如圖1所示，在起重機的電路構成中，具有:電機Ila至Ilf ;與各電機Ila至Ilf分別對應的逆變器12a至12f ;轉換器13a、13b ;第2切換部(第2切換單元)MC2a、MC2b，分別使通向各轉換器13a、13b的電源電力接通/斷開；控制單元20。并且，上述電路構成與電源10連接，該電源10從第2切換部MC2a、MC2b的上游側提供電源電力。在此，如無特別標注，電機Ila至Ilf記載為電機11，逆變器12a至12f記載為逆變器12，轉換器13a、13b記載為轉換器13，第2切換部MC2a、MC2b記載為第2切換部MC2。
[0038]電機11對應于各種裝置(主纏繞裝置、橫移裝置、輔助纏繞裝置、行駛裝置)而設置。
[0039]逆變器12與電機11分別對應地設置。
[0040]第2切換部MC2切換交流電源10和轉換器13的連接及斷開，當逆變器12處于需要從轉換器13側斷開的故障狀態(tài)時，成為斷開狀態(tài)。
[0041]轉換器13將從電源10提供的交流電變換為直流電，將直流電提供到逆變器12。并且，轉換器13具有平滑用的電容(省略圖示)。
[0042]在圖1中，主纏繞電機IlaUlb是驅動主纏繞裝置的電機，橫移電機Ilc是驅動橫移裝置的電機，輔助纏繞電機是驅動輔助纏繞裝置的電機，行駛電機IleUlf是驅動行駛裝置的電機。主纏繞裝置及行駛裝置需要較大的輸出，因此在本實施方式中說明的澆包起重機中，分別各設置2個電機11。
[0043]逆變器12a將從電源10提供的電壓，變換為適于使主纏繞電機Ila旋轉的頻率的交流電壓。同樣，逆變器12b將從電源10提供的電壓，變換為適于使主纏繞電機Ilb旋轉的頻率的交流電壓。并且，逆變器12c將從電源10提供的電壓，變換為適于使橫移電機Ilc旋轉的頻率的交流電壓。逆變器12d將從電源10提供的電壓，變換為適于使輔助纏繞電機Ild旋轉的頻率的交流電壓。逆變器12e、12f將從電源10提供的電壓，變換為適于使行駛電機IleUlf旋轉的頻率的交流電壓。
[0044]控制裝置20具有:第I切換部(第I切換單元)MC1、耗電部(耗電單元)21、連鎖(連鎖單元)22、及電力測量部(電力測量單元)23。
[0045]第I切換部MCl連接在耗電部21和轉換器13之間，根據逆變器12的狀態(tài)，切換耗電部21和轉換器13的連接及斷開。具體而言，第I切換部MCl在逆變器12處于需要從轉換器13側斷開的故障狀態(tài)時，為連接狀態(tài)。并且，第I切換部MCl在逆變器12處于無需從轉換器13側斷開的故障狀態(tài)、及逆變器12正在運行(即處于未發(fā)生故障的狀態(tài))時，為斷開狀態(tài)。
[0046]在此，故障如下判斷:次級側的電流值、電壓值等數值信息是否是規(guī)定值以上(或規(guī)定值以下)，或者是否取得了信號的回應等信號信息等是否獲得所需的信息。并且，需要從轉換器側斷開的故障狀態(tài)和無需斷開的故障狀態(tài)，可由操作起重機的操作員等通過手動來逐次判斷(決定)，也可根據預先使故障狀態(tài)和是否需要斷開建立對應的對應信息，而自動由系統(tǒng)(程序)判斷(決定)。并且，需要從轉換器側斷開的故障狀態(tài)例如是內部接地、保險絲斷開這樣的故障。
[0047]耗電部21連接在轉換器13和逆變器12之間，消耗轉換器13的直流電。耗電部21例如包括電阻、電容、經由為用于照明燈而設置的逆變器連接的照明燈、蓄電池等，在本實施方式中，以電阻為例進行說明。
[0048]連鎖部22使第I切換部MCl和第2切換部MC2不同時為連接狀態(tài)。這樣一來，可防止因第I切換部MCl和第2切換部MC2同時為連接狀態(tài)而使來自電源10的電力持續(xù)提供到電阻(耗電部21)造成的電阻損傷。
[0049]電力測量部23設置在轉換器13和第I切換部MCl之間，測量轉換器13和第I切換部MCl之間的電力信息(電流值、電壓值、功率值等)。并且，電力測量部23將測量結果輸出到操作員進行監(jiān)視的監(jiān)視裝置等輸出裝置30。這樣一來，操作員通過確認輸出裝置30中提示的內容(例如顯示器上顯示的數值、圖)，可掌握放電的進展情況、電壓下降的狀態(tài)等，有助于防止操作員觸電。
[0050]接著對本實施方式涉及的起重機及其控制方法、控制程序的作用，針對逆變器12的斷開作業(yè)通過手動有效的情況和自動有效的情況，參照圖2及圖3進行說明。
[0051]在通過手動有效的情況下，如圖2所示，當逆變器12發(fā)生故障時，從逆變器12輸出故障信號。根據故障信號，由操作員判斷是否是需要將逆變器12從轉換器13側斷開的故障，根據判斷結果，將逆變器12從轉換器13側的斷開指令或連接指令輸入到控制裝置20(圖2的步驟SAl)?？刂蒲b置20取得了斷開指令時，轉移到將逆變器12從轉換器13側斷開的步驟，使轉換器13的上游側的第2切換部MC2為斷開狀態(tài)(off狀態(tài))(步驟SA2)，停止從轉換器13的上游側的供電。
[0052]接著，第I切換部MCl成為連接狀態(tài)(on狀態(tài))(步驟SA3)。這樣一來，耗電部21和轉換器13變?yōu)檫B接狀態(tài)，電容13側的電容中積蓄的電荷經由第I切換部MCl提供到電阻并被放電。并且，將電力測量部23的電力信息的測量結果輸出到輸出裝置30(步驟SA4)，結束該處理。在輸出裝置30中，提示轉換器13和耗電部21之間的電力信息。操作員根據輸出裝置30中提示的電壓值等電力信息，可掌握是否完成了放電、電壓下降的狀態(tài)等。
[0053]在上述實施方式涉及的起重機的控制裝置20中，也可是另行使用軟件來處理上述處理的全部或一部分的構成。此時，控制裝置20具有CPU、RAM等主存儲裝置、及記錄了用于實現上述處理的全部或一部分的程序的計算機可讀取記錄介質。并且，CPU讀出上述存儲介質中記錄的程序，執(zhí)行信息的加工、運算處理，從而實現和上述控制裝置一樣的處理。
[0054]在此，計算機可讀取記錄介質是指磁盤、光磁盤、⑶-ROM、DVD-ROM、半導體存儲器等。并且，也可通過通信線路將該計算機程序發(fā)送到計算機，由接受到該發(fā)送的計算機執(zhí)行該程序。
[0055]以下參照圖3說明CPU執(zhí)行控制程序而實現的控制方法的處理順序(自動有效時)。
[0056]控制裝置20取得從逆變器12輸出的逆變器12的故障信號時(圖3的步驟SBl)，根據故障信號，判斷是否需要將逆變器12從轉換器13側斷開(步驟SB2)。當判斷是需要將逆變器12從轉換器13側斷開的故障時，使第2切換部MC2為斷開狀態(tài)(off狀態(tài))(步驟SB3)，停止轉換器13的上游側的電源10的電源供給。
[0057]接著，使第I切換部MCl為連接狀態(tài)，連接耗電部21和轉換器13(步驟SB4)。這樣一來，電容13側的電容中積蓄的電荷經由第I切換部MCl提供到電阻(耗電部21)并被放電。并且，將電力測量部23的電力信息的測量結果輸出到輸出裝置30(步驟SB5)，結束該處理。
[0058]如上所述，當發(fā)生逆變器12的故障時，是否使逆變器12從轉換器13側斷開的決定，在由操作員判斷是需要斷開的故障時，可由操作員通過手動進行，也可由控制程序自動進行。并且，當自動將逆變器12從轉換器13側斷開時，可設定使逆變器12的故障信號(故障內容)和是否需要從轉換器13側斷開建立對應的對應信息，并根據對應信息判斷是否需要斷開，從而可進行迅速的控制。
[0059]如上所述，根據本實施方式涉及的起重機及其控制方法、控制程序，通過切換第I切換部MCl的連接及斷開，可簡單地切換從轉換器13提供的直流電的供給目的地。并且，當逆變器12發(fā)生故障時，直到轉換器13上設置的電容的殘留電荷消失為止，無法將逆變器12從轉換器13側斷開，但通過連接第I切換部MCl而將電容的殘留電荷提供到耗電部21，和等待自然放電時相比，可迅速地消耗掉殘留電荷，因此可將逆變器12迅速從轉換器13側斷開。并且，通過自然放電使電容內的電荷為零時，雖也取決于設備構造，但需要耗時15分鐘以上。通過本實施方式涉及的耗電部21放電時，以數秒左右的時間完成，因此可縮短檢測出逆變器故障后到斷開的時間。
[0060]通過如上進行控制，可縮短起重機的恢復時間。尤其是在澆包起重機的情況下，因來自熔礦爐的加熱，起重機有燃燒的危險，并且如果停止起重機會產生很大的損失，因此通過縮短逆變器的斷開所需時間、縮短恢復時間，可有助于降低損失。
[0061]符號說明
[0062]10 電源
[0063]12、12a 至 12f 逆變器
[0064]13、13a、13b 轉換器
[0065]20控制裝置
[0066]21耗電部(耗電單元)
[0067]22連鎖(連鎖單元)[0068]23電力測量部(電力測量單元)
[0069]30輸出裝置
[0070]MCl第I切換部(第I切換單元)
[0071]MC2、MC2a、MC2b第2切換部(第2切換單元)
【權利要求】
1.一種起重機，具有: 電機； 逆變器，與上述電機對應地設置； 轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器； 耗電單元，連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電；和 第I切換單元，連接在上述耗電單元和上述轉換器之間，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換。
2.根據權利要求1所述的起重機，其中，上述第I切換單元在上述逆變器處于需要從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時為連接狀態(tài)，在上述逆變器處于無需從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時為斷開狀態(tài)。
3.根據權利要求1或2所述的起重機，其中， 具有第2切換單元，該第2切換單元進行上述交流電源和上述轉換器的連接及斷開的切換， 上述第2切換單元在上述逆變器處于需要從上述轉換器側斷開的故障狀態(tài)時，為斷開狀態(tài)。
4.根據權利要求3所述的起重機，其中，具有連鎖單元，該連鎖單元使上述第I切換單元和上述第2切換單元不會同時變?yōu)檫B接狀態(tài)。
5.根據權利要求1至4的任意一項所述的起重機，在上述轉換器和上述第I切換單元之間具有電力測量單元。
6.一種起重機的控制方法，該起重機具有:電機；逆變器，與上述電機對應地設置；轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器，在所述起重機的控制方法中， 通過連接在耗電單元和上述轉換器之間的第I切換單元，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換，上述耗電單元連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電。
7.—種起重機的控制程序，該起重機具有:電機；逆變器，與上述電機對應地設置；轉換器，將從交流電源提供的交流電變換為直流電，并將上述直流電提供到上述逆變器，其中， 所述起重機的控制程序使計算機執(zhí)行以下動作:通過連接在耗電單元和上述轉換器之間的第I切換單元，根據上述逆變器的狀態(tài)，進行上述耗電單元和上述轉換器的連接及斷開的切換，上述耗電單元連接在上述轉換器和上述逆變器之間，消耗上述轉換器的直流電。
【文檔編號】B66C13/30GK103429521SQ201280012654
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年1月18日 優(yōu)先權日:2011年11月17日
【發(fā)明者】藤澤升, 須磨靖隆 申請人:三菱重工機械科技株式會社