JP2000344351A - 連続式アンローダのバケットエレベータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】船倉から荷を排出する連続式アンローダのバケ
ットエレベータの起動を安定して行う。 【解決手段】駆動スプロケットでバケットを装着したチ
ェーンを駆動することにより、船倉の荷を掻取って排出
するバケットエレベータを有する連続式アンローダにお
いて、駆動スプロケットに個別に減速機を介して２台の
誘導電動機を連結し、これらを個別の電動機駆動回路34
A,34B で誘導電動機32AFの一次側電流及び一次側電圧を
もとにトルク電流及び磁束に変換してベクトル制御する
が、起動時には直流低電圧Ｖ_D を誘導電動機32AFに印加
したときの一次電流Ｉ_D1を検出して、一次側抵抗ｒ₁ を
測定し、この測定値に基づいて一次側電圧の電圧降下補
正を行うことにより、速度制御時の一次抵抗変化の影響
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船倉内の荷を連続
的に掻き取って搬出する連続式アンローダのバケットエ
レベータ駆動装置及び方法に関し、特にバケットエレベ
ータを交流可変速装置で制御される電動機で駆動するよ
うにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の連続式アンローダは、大型化が
容易であることから近年盛んに実用機が開発されてい
る。従来の連続式アンローダのバケットエレベータ駆動
装置としては、例えば本出願人が先に提案した特開平１
１−１１６８８号公報に記載されているものがある。

【０００３】この従来例は、駆動スプロケットでバケッ
トを装着したチェーンを駆動することにより、船倉の荷
を掻取って排出するバケットエレベータを有する連続式
アンローダであって、駆動スプロケットに個別に減速機
を介して２台の誘導電動モータを連結し、これらを個別
のモータ駆動回路でベクトル制御し、起動時には一方の
速度センサレスベクトルインバータで構成されるモータ
駆動回路における目標値演算回路で算出したトルク電流
目標値に基づいて各誘導電動モータを同期制御し、起動
後は個別のモータ駆動回路で独立したベクトル制御を行
うようにした連続式アンローダのバケットエレベータ駆
動装置及び方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の連続式アンローダのバケットエレベータ駆動装置に
あっては、起動時に、一対の駆動スプロケットを個別に
駆動する２台の誘導電動モータを、一方のモータ駆動回
路における目標値演算回路で算出したトルク電流目標値
に基づいて各誘導電動モータを同期制御することによ
り、各電動モータの干渉を防止して安定した駆動制御を
行うが、モータ駆動回路を構成する速度センサレスベク
トルインバータでは、電動モータの電動モータの一次側
電流及び一次側電圧を検出し、これらをもとに磁束及び
トルク電流変換を行い、トルク電流の偏差より速度推定
演算を行い、一次側電圧については予め測定されたケー
ブル及び電動機一次抵抗に基づく電圧降下補正を行うよ
うにしており、以下に述べる未解決の課題がある。

【０００５】すなわち、バケットエレベータは、荷役中
において、地上コンベア停止時等のインターロックで、
荷を積載中のまま停止することがあり、その後の再起動
ではバケットの逆転を防止するため、電動モータの出力
側に電磁ブレーキを設け、この電磁ブレーキを電動モー
タで所定のトルクが発生した後に開放するようにしてい
る。

【０００６】このような、起動直後の低速且つ電磁ブレ
ーキ開放によって負荷が急変する状況では、モータ温度
変化に伴う電動機一次抵抗の誤差が、速度推定演算精度
に大きく影響し、起動前の運転状況や周囲温度の影響で
速度推定演算精度が低下し、起動困難となる場合がある
という未解決の課題がある。そこで、本発明は、上記従
来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、連
続式アンローダのバケットエレベータを起動する毎に、
電動機定数を設定することにより、起動時の速度推定演
算精度を向上させて、安定した起動を行うことができる
連続式アンローダのバケットエレベータ駆動方法を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る連続式アンローダのバケットエレベ
ータ駆動方法は、一対の無端チェーン間に複数のバケッ
トが取付けられ、該無端チェーンが上部に配設された一
対の駆動スプロケット及び下部に配設された掻取部間に
ブーム先端に垂下されたバケット挿通筒体内を通って張
設され、前記駆動スプロケットを回転駆動することによ
り、掻取部でバケット内に船倉内の荷を掻取って上部の
回収部に搬送するようにしたバケットエレベータを備
え、前記バケットエレベータのスプロケットをベクトル
制御方式の交流可変速装置で制御される電動機で駆動す
るようにした連続式アンローダのバケットエレベータ駆
動方法において、前記電動機を起動する毎に、前記交流
可変速装置における前記電動機の電動機定数を自動調整
するようにしたことを特徴としている。

【０００８】この請求項１に係る発明においては、バケ
ットエレベータを駆動するために電動機を起動する毎
に、交流可変装置における電動機定数を自動調整するこ
とにより、電動機定数特に一次抵抗の温度依存性を考慮
することが可能となり、バケットエレベータの安定した
起動を確保することができる。また、請求項２に係る連
続式アンローダのバケットエレベータ駆動方法は、請求
項１に係る発明において、前記電動機定数は、電動機の
一次側抵抗であり、起動時に前記電動機の一次側に直流
低電圧を印加したときの一次側電流値を検出し、印加電
圧を検出した一次側電流値で除して一次側抵抗を算出
し、算出した一次抵抗に基づいて前記交流可変速装置の
電圧降下補正を行うようにしたことを特徴としている。

【０００９】この請求項２に係る発明においては、電動
機の起動時に電動機の一次側抵抗を自動的に測定し、こ
の測定値に基づいて交流可変速装置の電圧降下補正を行
うことにより、起動前の運転状況や周囲温度の影響によ
る速度推定演算精度の低下を確実に防止することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１は、本発明の一実施形態を示す概略構成図
であって、連続式アンローダ７は、岸壁１に設置された
走行レール４ａ，４ｂ上を図示しない電動モータによっ
て駆動されて転動する転動輪９ａ，９ｂを有する走行フ
レーム１０を備えている。

【００１１】この走行フレーム１０上には、内部に散物
を垂直に搬送して効果させるコンベヤ１１ａを内蔵した
旋回塔１１が旋回中心を通り岸壁１と直交する線を中心
として左右に１２５°の範囲内で旋回可能に支持されて
いると共に、この旋回塔１１の下側にホッパー１２が固
定配置され、このホッパー１２の下端側の切り出し口に
は、ホッパー１２内の散物を受け入れベルトコンベヤ５
に向けて定量排出するベルトフィーダ１３が配設されて
いる。そして、このベルトフィーダ１３の落下位置に受
け入れベルトコンベヤ５の上方位置まで散物を搬送する
機内コンベヤ１４が配設され、この機内コンベヤ１４か
ら落下する散物が図示しないクッションフレームを介し
て受け入れベルトコンベヤ５上に移載される。

【００１２】この旋回塔１１の上端には、内部に散物搬
送用ベルトコンベヤ１５ａを配設した旋回ブーム１５が
垂直面内で回動可能に支持され、この旋回ブーム１５の
旋回塔１１とは反対側にバランスウェイト１６が配設さ
れている。旋回ブーム１５の両端には、傾斜支持リンク
１７，１８が回転可能に支持され、これらリンク１７，
１８の自由端に旋回ブーム１５と平行なリンク１９が回
転可能に連結されて平行リンクが構成され、その自由端
側の傾斜支持リンク１７に垂直方向に延長するバケット
エレベータ２０が固定されている。

【００１３】このバケットエレベータ２０は、支持リン
ク１７に固定された円筒状の固定フレーム２１と、この
固定フレーム２１に旋回可能に支持されたエレベータシ
ャフトを構成する円筒状のコラム部材２２とを有する。
このコラム部材２２の上端には、図２で特に明らかなよ
うに、駆動軸２３ａで互いに機械的に連結された前後一
対のチェーン駆動用スプロケット２３Ａ，２３Ｂが配設
されていると共に、下端にＬ字状の掘削部２４が配設さ
れ、コラム部材２２内を通って前後一対の無端チェーン
２５Ａ，２５Ｂがスプロケット２３Ａ，２３Ｂ及び掘削
部２４を周回移動するように張設され、これら一対のチ
ェーン２５Ａ，２５Ｂ間に多数のバケット２６が所定間
隔を保って装着されてバケットコンベヤが構成されてい
る。

【００１４】そして、コラム部材２２が固定フレーム２
１に取り付けられた電動機等の回転駆動機構によって旋
回駆動され、スプロケット２３Ａ，２３Ｂも同様に電動
機を含むスプロケット回転駆動機構によって図１で反時
計方向に回転駆動される。ここで、スプロケット回転駆
動機構は、図２に示すように、駆動軸２３ａの両端に連
結された減速機２７Ａ及び２７Ｂを有し、これら減速機
２７Ａ及び２７Ｂは、出力側歯車２８Ａ及び２８Ｂが駆
動軸２３ａに連結され、この出力側歯車２８に２組の入
力側歯車２９ＡＦ，２９ＡＲ及び２９ＢＦ，２９ＢＲが
噛合され、これら入力側歯車２９ＡＦ，２９ＡＲ及び２
９ＢＦ，２９ＢＲが電磁ブレーキ３０ＡＦ，３０Ａ及び
３０ＢＦ，３０ＢＲとトルクリミッタ３１ＡＦ，３１Ａ
Ｒ及び３１ＢＦ，３１ＢＲをその順に介して誘導電動機
３２ＡＦ，３２ＡＲ及び３２ＢＦ，３２ＢＲに連結され
ている。

【００１５】各誘導電動機３２ＡＦ〜３２ＢＲの夫々
は、スリップリング３３ＡＦ〜３３ＢＲを介して制御装
置を構成する電動機駆動回路３４Ａ及び３４Ｂに接続さ
れ、これら電動機駆動回路３４Ａ及び３４Ｂによって駆
動制御される。これら電動機駆動回路３４Ａ及び３４Ｂ
の夫々は、図３に示すように、速度センサレスベクトル
制御を行う。

【００１６】すなわち、電動機駆動回路３４Ａ及び３４
Ｂは、速度指令値Ｎ_ref に基づいてトルク電流目標値ｉ
_1T ^* 及び磁化電流目標値ｉ_1M ^* を算出する目標値演算回
路３５Ａ及び３５Ｂと、これら目標値演算回路３５Ａ及
び３５Ｂから出力されるトルク電流目標値ｉ_1T ^* 及び磁
化電流目標値ｉ_1M ^* と後述する電流センサ３８Ａからの
電流検出値Ｉ₁ とが入力され、これらの偏差を出力する
減算器３６ＡＦＴ，３６ＡＦＭ；３６ＡＲＴ，３６ＡＲ
Ｍ及び３６ＢＦＴ，３６ＢＦＭ；３６ＡＲＴ，３６ＡＲ
Ｍと、これら減算器３６ＡＦＴ，３６ＡＦＭ；３６ＡＲ
Ｔ，３６ＡＲＭ及び３６ＢＦＴ，３６ＢＦＭ；３６ＡＲ
Ｔ，３６ＡＲＭから出力される偏差信号と目標値演算回
路３４Ａ及び３４Ｂから出力される１次周波数ω₁ とが
入力される電流ベクトル演算回路３７ＡＦ，３７ＡＲ及
び３７ＢＦ，３６ＢＲと、これら電流ベクトル演算回路
３６ＡＦ，３６ＡＲ及び３６ＢＦ，３７ＢＲから出力さ
れる３相電流目標値が入力され、これに基づいて誘導電
動機３２ＡＦ，３２ＡＲ及び３２ＢＦ，３２ＢＲを駆動
する電圧形パルス幅変調（ＰＷＭ）インバータ３８Ａ
Ｆ，３８Ｒ及び３８ＢＦ，３８ＢＲとで構成されてい
る。

【００１７】ここで、目標値演算回路３５Ａは、インバ
ータ３８ＡＦの３相電流値を検出し、これを単相電流に
変換して出力する電流センサ４１ＡＦと、インバータ３
８ＡＦの３相電圧値を検出し、これを単相電圧に変換し
て出力する電圧センサ４２ＡＦとを備え、これら電流セ
ンサ４１ＡＦの電流検出値Ｉ₁ 及び電圧センサ４２ＡＦ
の電圧検出値Ｖ₁ が２次電流としてのトルク電流Ｉ₂ 及
び磁束φを算出する電流・磁束変換回路４３Ａに供給さ
れる。

【００１８】このとき、電圧センサ４２ＡＦの電圧検出
値Ｖ₁ は、電流センサ４１ＡＦの電流検出値Ｉ₁ に電動
機定数としての１次抵抗ｒ₁ 及びケーブル抵抗ｒ_f の加
算値を乗算回路４４Ａで乗算することにより、ケーブル
及び電動機３２ＡＦの一次抵抗の電圧降下補正値を算出
し、これを減算器４５Ａに供給して、この減算器４５Ａ
で電圧検出値Ｖ₁ を減算補正し、この減算器４５Ａから
出力される電圧補正値が電流・磁束変換回路４３Ａに供
給される。

【００１９】ここで、電動機３２ＡＦの一次抵抗ｒ
₁ は、起動前のバケットエレベータ２０の運転状況即ち
前回のバケットエレベータ２０の運転終了直後である
か、運転終了してから時間が経過しているかや、周囲温
度の影響を受けて変化するため、バケットエレベータ２
０の起動時毎に、自動調整される。すなわち、インバー
タ３８ＡＦと誘導電動機３２ＡＦとの間に切換スイッチ
６１が介挿され、この切換スイッチ６１の一方の固定接
点ｔａがインバータ３８ＡＦの出力側に、他方の固定接
点ｔｂが直流低電圧Ｖ_D でなる定電圧を発生する直流定
電圧源６２に夫々接続され、且つ可動接点ｔｃが誘導電
動機３２ＡＦに接続されている。一方、電流センサ４１
ＡＦで検出された電流検出値Ｉ₁ が起動時調整回路６３
に供給され、この起動時調整回路６３で、連続式アンロ
ーダを統括する制御装置より例えば論理値“１”のバケ
ットエレベータ起動前信号ＣＳが入力されたときに前記
切換スイッチ６１の可動接点ｔｃを固定接点ｔｂ側に切
換え、この状態で、電流センサ４１ＡＦで検出される直
流定電圧源６２よりの直流低電圧Ｖ_D が印加されたとき
の一次電流値Ｉ_D1を読込み、直流低電圧Ｖ_D を一次電流
値Ｉ_D1で除して誘導電動機３２ＡＦの一次側抵抗ｒ₁ を
算出し、算出した一次側抵抗ｒ₁ を乗算回路４４Ａに設
定し、起動前信号ＣＳが論理値“０”となると、切換ス
イッチ６１の可動接点ｔｃを固定接点ｔａ側に復帰させ
る。なお、起動時調整回路６３では、一次抵抗ｒ₁ の調
整を例えば０．０１％の分解能で行っている。

【００２０】また、誘導電動機３２ＡＦの二次側抵抗変
動については、磁束、トルクに影響を及ぼすことがない
ので、これについて起動時に考慮する必要はない。そし
て、電流・磁束変換回路４３Ａから出力されるトルク電
流Ｉ₂ がトルク電流目標値ｉ_1TA ^* が入力された減算器
４６Ａに供給され、この減算器４６Ａから出力される両
者の偏差が速度推定回路４７Ａに供給されて速度推定値
Ｎ_det が算出され、この速度推定値Ｎ_det と速度指令値
Ｎ_ref とが減算器４８Ａに入力され、両者の偏差が速度
調節器４９Ａに入力され、この速度調節器４９Ａでトル
ク電流指令値ｉ_1TA が算出され、これが１次遅れフィル
タ５０Ａを介して加算器５１Ａに入力される。

【００２１】この加算器５１Ａでは、１次遅れフィルタ
４７Ａのフィルタ出力に起動トルクを確保するためのト
ルク電流補償値ｉ_ATを加算補正し、この加算補正値をリ
ミッタ５２Ａで最大トルク値が制限され、その出力がト
ルク電流目標値ｉ_1TA ^* として減算器３６ＡＦＴ及び３
６ＡＲＴに出力される。一方、速度推定回路４７Ａから
出力される速度推定値Ｎ_det が磁束指令値演算回路５３
Ａに供給され、この磁束指令値演算回路５３Ａで速度推
定値Ｎ_det の絶対値が予め設定された設定値以下である
ときには一定値の二次磁束目標値φ₂ ^*を算出し、速度
推定値Ｎ_det が設定値を越えたときには、速度推定値Ｎ
_det の正及び負方向への増加に応じて減少する二次磁束
目標値φ₂ ^* を算出し、この二次磁束目標値φ₂ ^* が減
算器５４Ａに入力される。

【００２２】この減算器５４Ａには、前記電流・磁束変
換回路４３Ａから出力される磁束φが入力されており、
これと二次磁束目標値φ₂ ^* との偏差が磁束調節器５５
Ａに供給され、この磁束調節器５５Ａから磁化電流目標
値ｉ_1MA ^* が出力され、これが減算器３６ＡＦＭ及び３
６ＡＲＭに入力される。さらに、リミッタ５２Ａから出
力されるトルク電流目標値ｉ_1TA ^* が滑り演算回路５６
Ａに入力され、この滑り演算回路５６Ａでトルク電流目
標値ｉ_1TA ^* に基づいて滑り角周波数ω_S を算出し、こ
れと速度推定回路４７Ａの速度推定値Ｎ _det とを加算器
５７Ａで加算することにより、１次周波数ω₁ を算出
し、これを電流ベクトル演算回路３７ＡＦ及び３７ＡＲ
に供給する。

【００２３】他方の目標値演算回路３５Ｂも加算器５１
Ｂに入力されるトルク補償として、目標値演算回路３５
Ａのトルク電流目標値ｉ_1TA ^* が入力されていると共
に、速度調節器４９Ｂのゲインがバケットエレベータ２
０の起動時にゲインが“０”に設定されると共に、その
後の通常状態でのゲインが目標値演算回路３５Ａの速度
調節器４９Ａのゲインより小さく設定されていることを
除いては目標値演算回路３５Ａと同様の構成を有し、目
標値演算回路３５Ａとの対応部分には各部の符号Ａを符
号Ｂに置換して表し、その詳細説明はこれを省略する。

【００２４】また、電流ベクトル演算回路３７ＡＦ〜３
７ＢＲでは、入力される１次周波数ω₁ を積分して回転
磁界軸の固定子巻線軸に対する相対的な電気角をφ₁ を
求め、これと入力されるトルク電流偏差Δｉ_T 及び磁化
電流偏差Δｉ_M とに基づいて回転磁界座標系から固定子
巻線座標系への座標変換を行うと共に、２相／３相変換
を行って電圧形パルス幅変調インバータ３８ＡＦ〜３８
ＢＲに供給する電流目標値を算出し、これをインバータ
３８ＡＦ〜３８ＢＲに出力する。

【００２５】電圧形パルス幅変調インバータ３８ＡＦ〜
３８ＢＲの夫々は、電流ベクトル演算回路３７ＡＦ〜３
７ＢＲから出力される電流目標値に従って誘導電動機３
２ＡＦ〜３２ＢＲに供給する３相電力を制御する。ま
た、図１に戻って、固定フレーム２１には、スプロケッ
ト２３Ａ，２３Ｂの下側にこれらスプロケット２３Ａ，
２３Ｂで反転されたバケット２６から落下する散物を受
けるシュート５１が形成され、このシュート５１で案内
された散物がその下端側に配設された回転フィーダ５２
によって旋回ブーム１５内のコンベヤ１５ａに移送され
る。

【００２６】掘削部２４は、コラム部材２２の下端に回
動可能に支持された支持フレーム６１とその下端に同様
に回動可能に支持された水平支持フレーム６２と、この
支持フレーム６２の左右端部にチェーン２５Ａ，２５Ｂ
を案内するスプロケット６３，６４が取り付けられ、支
持フレーム６１及び６２を油圧モータ等の回転駆動機構
によって回動させることにより、水平支持フレーム６２
を水平状態に維持したまま前後方向に移動させることが
できる。

【００２７】したがって、図１に示すように、バケット
エレベータ２０を船倉Ａ内に挿入して、水平支持フレー
ム６２の下端側のバケット２６を散物６５に接触させて
掻き取り、これをコラム部材２２内を通って垂直に上方
に搬送し、上方のスプロケット２３Ａ，２３Ｂ位置でバ
ケット２６が反転することにより、その内部の散物がシ
ュート５１，回転フィーダ５２を介して旋回ブーム１５
内のコンベヤ１５ａに移送され、次いで旋回塔１１内の
コンベヤ１１ａで垂直方向に下降されてホッパー１２内
に一時収納される。

【００２８】このホッパー１２からは、ベルトフィーダ
１３によって受け入れベルトコンベヤ５の搬送能力に応
じた定量排出が行われて、機内コンベヤ１４を介して受
け売れベルトコンベヤ５に受け渡される。この操作をバ
ケットエレベータ２０を例えば船倉Ａ内を周回移動させ
る等を行うことによって、船倉Ａ内の散物が順次搬出さ
れる。

【００２９】次に、上記実施の形態の動作を、図４に示
す起動時のタイミングチャートに基づいて説明する。連
続式アンローダが停止状態にあるものとして、この状態
で掻取部２４を図１に示すように船倉Ａ内に挿入して、
水平支持フレーム６２の下端側のバケット２６を散物６
５上にセットする。

【００３０】この状態で、バケットエレベータ２０を起
動して散物６３の掻取りを開始する場合には、先ず、電
磁ブレーキ３０ＡＦ〜３０ＢＲを作動状態に維持したま
ま、図４（ａ）に示すように、時点ｔ₁ で全体を統括す
る制御装置で、運転開始指令をオン状態とすると、これ
に応じて図４（ｂ）に示すように、起動前制御信号ＣＳ
が論理値“１”となり、これが起動時調整回路６３に入
力されることにより、この起動時調整回路６３で切換ス
イッチ６１の可動接点ｔｃが固定接点ｔｂ側に切換えら
れ、直流定電圧源６２よりの直流低電圧Ｖ_D が誘導電動
機３２ＡＦの一次側に印加される。このよに、誘導電動
機３２ＡＦに直流低電圧Ｖ_D を印加することにより、誘
導電動機３２ＡＦの一次側巻線のインピーダンスに影響
されずに一次側抵抗ｒ₁ を測定することが可能となる。

【００３１】この誘導電動機３２ＡＦに直流低電圧Ｖ_D
を印加している状態で、起動時調整回路６３で電流セン
サ４１ＡＦで検出した一次電流値Ｉ_D1を読込み、直流定
電圧源６２に設定された直流低電圧Ｖ_D を一次電流値Ｉ
_D1で除して一次抵抗ｒ₁ を算出し、算出した一次抵抗ｒ
₁ を乗算回路４４Ａに設定する。数秒後の時点ｔ₂ で、
図４（ｂ）に示すように、制御装置から出力される起動
前制御信号ＣＳが論理値“０”に復帰し、これに応じて
起動時調整回路６３によって切換スイッチ６１の可動接
点ｔｃが固定接点ｔａ側に復帰される。

【００３２】これと同時に、目標値演算回路３５Ｂの速
度調節器４９Ｂのゲインを“０”に設定した状態で、速
度指令値Ｎ_ref を図４（ｃ）に示すように目標速度の１
０％程度の初期励磁状態とする。このとき、目標値演算
回路３５Ｂの速度調節器４９Ｂのゲインが“０”に設定
されているので、この速度調節器４９Ｂから出力される
トルク電流指令値は零となり、加算器５１Ｂに入力され
ている目標値演算回路３５Ａからのトルク電流目標値ｉ
_1TA ^* がそのままトルク電流目標値ｉ_1TB ^* として出力
されることになる。

【００３３】この結果、目標値演算回路３５Ａで算出さ
れるトルク電流目標値ｉ_1TA ^* に基づいて電流ベクトル
演算回路３７ＡＦ〜３７ＢＲでインバータ３８ＡＦ〜３
８ＢＲに対する目標電流値が演算されて出力されること
により、各誘導電動機３２ＡＦ〜３２ＢＲが同期して起
動されることになり、互いに干渉を生じることなく安定
した起動を行うことができる。

【００３４】次いで、所定時間（例えば１秒）経過後の
時点ｔ₃ で図４（ｄ）に示すように通常時のトルク指令
に対して１０％程度に設定されたトルク指令を出力し、
次いで時点ｔ₄ で図４（ｅ）に示すように電磁ブレーキ
３０ＡＦ〜３０ＢＲに対してこれを解放状態とするブレ
ーキ開指令を出力し、ブレーキ開遅れ時間経過後の時点
ｔ₅ で電磁ブレーキ解放直後の起動トルクを確保するた
めにトルク補償ｉ_ATを図４（ｆ）に示すように発生さ
せ、これを加算器５１Ａに入力する。

【００３５】そして、電磁ブレーキ３０ＡＦ〜３０ＢＲ
が解放状態となることにより、誘導電動機３２ＡＦ〜３
２ＢＲの駆動トルクが減速機２７Ａ及び２７Ｂを介して
駆動軸２３ａに伝達され、これによってスプロケット２
３Ａ，２３Ｂが低速での回転が開始されて、掻取部２４
でのバケット２６による散物６５の掻取りが開始され、
これに応じて速度推定回路４７Ａ及び４７Ｂで算出され
る速度推定値Ｎ_det が図４（ｇ）に示すように低速駆動
状態に合わせて増加する。

【００３６】そして、この低速状態が時点ｔ₆ まで保持
されることにより、この間に各誘導電動機３２ＡＦ〜３
２ＢＲの駆動系のバックラッシュを吸収するときに生じ
る慣性トルクによる衝撃を抑制する。そして、時点ｔ₆
で図４（ｃ）に示すように速度指令値Ｎ_ref を徐々に増
加させることにより、速度推定値Ｎ_det が図４（ｇ）に
示すように増加し、時点ｔ₇で速度指令値Ｎ_ref が目標
速度に達すると、その後の時点ｔ₈ で速度推定値Ｎ_{de t}
が目標速度に達する。

【００３７】このように速度推定値Ｎ_det が目標速度に
達すると、目標値演算回路３５Ｂの速度調節器４９Ｂの
ゲインが目標値演算回路３５Ａの速度調節器４９Ａのゲ
インよりは小さい通常ゲインに切換えられる。このた
め、目標値演算回路３５Ｂでは、速度指令値Ｎ_ref に基
づく独立したトルク電流指令値が演算されることにな
り、これに目標値演算回路３５Ａで算出されるトルク電
流目標値ｉ_1TA ^* がトルク補償として加算されることに
より、トルク電流目標値ｉ_1TB ^* が算出され、これによ
って誘導電動機３２ＢＦ，３２ＢＲが誘導電動機３２Ａ
Ｆ，３２ＡＲとは独立して駆動制御されることにより、
通常の負荷平衡時は、目標値演算回路３５Ａで算出され
たトルク電流目標値ｉ_1TA によって駆動制御されるが、
スプロケット２３Ａ及び２３Ｂでの負荷が異なる場合に
これらを独立に制御して負荷アンバランスの発生を防止
する。

【００３８】しかも、目標値演算回路３５Ｂの速度調節
器４９Ｂのゲインが目標値演算回路３５Ａの速度調節器
４９Ａのゲインよりも小さい値に設定し、目標値演算回
路３５Ａ側はＰＩ制御のみ、目標値演算回路３５Ｂ側は
Ｐ制御のみとされていることにより、スプロケット２３
Ａ及び２３Ｂでの負荷バランスが崩れて速度偏差が生じ
た場合に両者が干渉することなく修正動作を行うことが
できる。

【００３９】したがって、上記誘導電動機の一次抵抗ｒ
₁ を自動調整する起動方法によって実際にバケットエレ
ベータ２０を起動したときに、図５に示すように、時点
ｔ₁₂で低速保持状態に移行することにより、電動機駆動
回路３４Ａ及び３４Ｂでのトルク指令値が略同期して増
加し、時点ｔ₁₃で電磁ブレーキ３０ＡＦ〜３０ＢＲを解
放すると共に、トルク補償入力ｉ_ATを加えることによ
り、各電動機駆動回路３４Ａ及び３４Ｂで共にトルクが
増加して、このときにバケット２６内に掻取った散物７
５が収容されている場合に生じる自重による逆転トルク
に抗する駆動トルクを発生させることができ、これによ
って駆動スプロケット２３Ａ及び２３Ｂが回転駆動さ
れ、このときの各電動機駆動回路３４Ａ及び３４Ｂにお
ける速度推定回路４７Ａ及び４７Ｂでの電流値Ｉ₁ 及び
電圧値Ｖ₁ に基づく速度推定値Ｎ_detが速度指令に応じ
た正確な値となり、速度異常を発生することなく安定し
た起動が行われ、時点ｔ₁₄での速度指令値の増加に応じ
て速度推定値も安定して増加することが確認された。

【００４０】因みに、従来例のようにバケットエレベー
タ２０の起動時に誘導電動機３２ＡＦの一次側抵抗ｒ₁
の自動調整を行わない場合には、一次側抵抗ｒ₁ をパー
セントインピーダンスで表した場合、実際値（約３．５
〜４．０％）に対し、０．２％以下の偏差でも、図６に
示すように、時点ｔ₂₂でトルク指令が立ち上がり、時点
ｔ₂₃で電磁ブレーキを解放状態とすると共に、トルク補
償入力を加えたときに、時点ｔ₂₄で各速度推定回路での
速度推定値が異常値を示すことになり、その後の時点ｔ
₂₅でトルク演算が停止され、バケットエレベータ２０の
起動が停止されることになり、安定した起動を行うこと
ができない場合が生じることが確認された。

【００４１】これに対して、本実施形態においては、起
動時には誘導電動機３２ＡＦの一次側抵抗ｒ₁ を測定
し、これを電圧補正する場合の乗算回路４４Ａに自動調
整するようにしているので、バケットエレベータ２０の
起動前の運転状況や周囲温度による一次側抵抗ｒ₁ の変
化に対応した起動を行うことができ、バケットエレベー
タ２０の安定起動を確保することができる。

【００４２】しかも、各誘導電動機３２ＡＦ，３２ＡＲ
及び３２ＢＦ，３２ＢＲを速度センサレスベクトル制御
するようにしているので、制御回路と誘導電動機との間
をスリップリング３３ＡＦ，３３ＡＲ及び３３ＢＦ，３
３ＢＲで接続する場合でも、トルク演算精度を向上させ
ることができ、より正確な速度制御を行うことができ
る。

【００４３】その後、掘削部２４での掘削深さを制御す
ると共に、掘削部２４の長手方向と船壁とがほぼ垂直と
なる状態を保ちながらバケットエレベータ２０を移動さ
せて散物の掻き出しを行う。一方、船倉Ａのコーナー部
分の散物を掻き出す場合には、旋回ブーム１５等各部を
作動してバケットエレベータ２０を回動させ、掘削部２
４をコーナー部に沿って回動させると共に、必要に応じ
て支持フレーム３１及び３２を回動させて掘削部２４を
その長手方向に移動させることにより、コーナー部分の
散物を掻き出す。

【００４４】なお、上記実施形態においては、起動時調
整回路６３で切換スイッチ６１を切換えるようにした場
合について説明したが、これに限定されるものではな
く、全体を統括する制御装置で切換スイッチ６１の切換
えを制御するようにしてもよく、要はバケットエレベー
タ２０の起動時に誘導電動機の一次側抵抗ｒ₁ を自動調
整できればよい。

【００４５】また、上記実施形態においては、目標値演
算回路３５Ａ及び３５Ｂでトルク電流値Ｉ₂ とトルク電
流目標値ｉ_1TA ^* ，ｉ_1TB ^* との偏差に基づいて速度推
定演算を行う場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、電流検出値Ｉ₁ 及び電圧検出値Ｖ₁ に
基づいて逆起電力演算回路で誘起電圧を演算し、これに
基づいて速度推定値を演算するようにしてもよく、さら
には電圧モデル法を使用して回転次回軸の固定子巻線軸
に対する相対的な電気角φ₁ を演算するようにしてもよ
く、さらには回転速度を適応推定しながら二次鎖交磁束
を推定する速度適応二次磁束オブザーバを使用した速度
センサレスベクトル制御を適用することもできる。

【００４６】さらに、上記実施形態においては、各スプ
ロケット２３Ａ及び２３Ｂに対して２台の誘導電動機３
２ＡＦ，３２ＡＲ及び３２ＢＦ，３２ＢＲで駆動系を構
成する場合について説明したが、これに限定されること
はなく、各スプロケット２３Ａ及び２３Ｂに対して３台
以上の誘導電動機を適用するようにしてもよい。さらに
また、上記実施形態においては、各誘導電動機３２Ａ
Ｆ，３２ＡＲ及び３２ＢＦ，３２ＢＲを速度センサレス
ベクトル制御する場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、各誘導電動機３２ＡＦ，３２ＡＲ
及び３２ＢＦ，３２ＢＲの回転速度をパルスエンコーダ
等で検出することにより、通常のベクトル制御を行うよ
うにしてもよく、この場合にはスリップリングを使用す
るとノイズによるトルク演算精度が低下するため、例え
ば無線機等を使用して回転速度検出値を制御回路に無線
伝送することが好ましく、さらには誘導電動機に代えて
同期電動機を適用することもでき、この場合でも各同期
電動機をベクトル制御するようにすればよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る連続式アンローダのバケットエレベータ駆動方法
によれば、バケットエレベータを駆動するために電動機
を起動する毎に、交流可変装置における電動機定数を自
動調整することにより、電動機定数特に一次抵抗の温度
依存性を考慮することが可能となり、バケットエレベー
タの安定した起動を確保することができるという効果が
得られる。

【００４８】また、請求項２に係る連続式アンローダの
バケットエレベータ駆動方法によれば、電動機の起動時
に電動機の一次側抵抗を自動的に測定し、この測定値に
基づいて交流可変速装置の電圧降下補正を行うことによ
り、起動前の運転状況や周囲温度の影響による速度推定
演算精度の低下を確実に防止することができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用し得る連続式アンローダの全体構
成を示す概略構成図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すバケットエレベータ
駆動部の構成図である。

【図３】図２における制御装置の一例を示すブロック線
図である。

【図４】本実施形態の動作の説明に供するタイムチャー
トである。

【図５】本実施形態による起動を行ったときの各部の状
態を示すタイムチャートである。

【図６】起動時から一次抵抗を調整しない場合の異常発
生の説明に供するタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 岸壁 ７ 連続式アンローダ １５ ブーム ２０ バケットエレベータ ２３Ａ，２３Ｂ 駆動スプロケット ２４ 掘削部 ２５Ａ，２５Ｂ チェーン ２６ バケット ２７Ａ，２７Ｂ 減速機 ３２ＡＦ〜３２ＢＲ 誘導電動機 ３３ＡＦ〜３３ＢＲ スリップリング ３４Ａ，３４Ｂ 電動機駆動回路 ３５Ａ，３５Ｂ 目標値演算回路 ３７ＡＦ〜３７ＢＲ 電流ベクトル演算回路 ３８ＡＦ〜３８ＢＲ 電圧形パルス幅変調インバータ ４９Ａ，４９Ｂ 速度調節器 ６１ 切換スイッチ ６２ 直流定電圧源 ６３ 起動時調整回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の無端チェーン間に複数のバケット
   が取付けられ、該無端チェーンが上部に配設された一対
   の駆動スプロケット及び下部に配設された掻取部間にブ
   ーム先端に垂下されたバケット挿通筒体内を通って張設
   され、前記駆動スプロケットを回転駆動することによ
   り、掻取部でバケット内に船倉内の荷を掻取って上部の
   回収部に搬送するようにしたバケットエレベータを備
   え、前記バケットエレベータのスプロケットをベクトル
   制御方式の交流可変速装置で制御される電動機で駆動す
   るようにした連続式アンローダのバケットエレベータ駆
   動方法において、前記電動機を起動する毎に、前記交流
   可変速装置における前記電動機の電動機定数を自動調整
   するようにしたことを特徴とする連続式アンローダのバ
   ケットエレベータ駆動方法。
2. 【請求項２】 前記電動機定数は、電動機の一次側抵抗
   であり、起動時に前記電動機の一次側に直流低電圧を印
   加したときの一次側電流値を検出し、印加電圧を検出し
   た一次側電流値で除して一次側抵抗を算出し、算出した
   一次抵抗に基づいて前記交流可変速装置の電圧降下補正
   を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の連続
   式アンローダのバケットエレベータ駆動方法。