JP2005112531A

JP2005112531A - 吊上電磁石用制御装置の主回路遮断回路

Info

Publication number: JP2005112531A
Application number: JP2003348072A
Authority: JP
Inventors: Yoshitsugu Tamura; 佳嗣田村
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】
吊上電磁石と他の装置との取付けの交換を行う作業者の負担を軽減して作業時間を短縮すると共に、作業の安全を図ることである。
【解決手段】
交流電源Ｖａを直流電源Ｖｄに変換するための正逆励磁用の各サイリスタ２１ａ，２１ｂが組込まれた電源ラインＰ，Ｎよりなる主回路を備えた吊上電磁石用制御装置２０において、前記主回路には、これを遮断するための主回路遮断回路Ｂが組込まれている。
【選択図】図２

Description

本発明は、吊上電磁石と他の装置との取付けの交換を行う際に、吊上電磁石用制御装置の主回路を遮断する回路に関するものである。

吊上電磁石Ｌは、商用交流電源を受電した後に変圧器で低電圧に変圧し、この低電圧となった交流電源Ｖａを、正励磁用及び逆励磁用の各サイリスタを含む整流回路により直流電源に変換している。なお、吊上電磁石Ｌで逆励磁を行うのは、被吸着物（被吊上物）の開放後において、該電磁石Ｌの残留磁気を短時間に除去して前記開放を確実に行うためである。図１は、上記した接続及び各機器の配置を示した概略図である。図中の１０は、商用交流電源１の受電箱２、変圧器３、制御装置２０の電源を入切するスイッチ４等よりなる給電装置であって、電気室Ｅの内部に配置されている。また、工場Ｆ内の作業現場近くに設置された制御装置２０には、前記整流回路を含む吊上電磁石Ｌの制御回路が内装されている。そして、吊上電磁石Ｌは、工場Ｆの建屋内に設置されたクレーン（図示せず）に取付けられて、昇降すると共に、直交する２方向に直線移動して、被吊上物の搬送を行う。この吊上電磁石Ｌは、前記クレーンに設置したケーブルドラム３１に巻回されたケーブル３２の先端に、コネクタ４１を介して制御装置２０と接続されて直流電源Ｖｄが供給され、被吊上物の搬送方向及び距離に対応して、前記ケーブルドラム３１からケーブル３２が引き出されたり、巻き戻されたりする。

ところが、吊上電磁石Ｌのユーザーの中には、吊上電磁石Ｌをクレーンに恒久的に取付けて使用するのではなく、他の装置Ａとの併用を行うユーザーもいる。この場合には、負荷側のコネクタ４１ｂを脱着して給電側のコネクタ４１ａの部分において吊上電磁石Ｌと他の装置Ａとの取付けの交換を行う。ここで、従来の吊上電磁石の制御回路においては（特許文献１）、吊上電磁石に給電する主回路の遮断手段を有していないものがある。よって、前記整流回路を構成するサイリスタ２１の特性からして、各サイリスタ２１が消弧している状態であっても、対アース間に数十ボルトの電圧が加わっていて、この電圧はアース回路に含まれる前記コネクタ４１ａの部分にも加わっている。但し、各サイリスタ２１が消弧しているためにアース回路に流れる電流は微量である。そして、各サイリスタ２１に交流電源Ｖａが加わったままで、吊上電磁石Ｌと他の装置Ａ又は治具等との取付けの交換を行うと、前記コネクタ４１ａを手で持って着脱作業を行う作業者の人体に、例え微量であっても電流が流れて感電するため、驚いて作業足場を踏み外したり、手で持っているコネクタ４１ａを投げたりして、作業者自身、或いは周辺にいる者が怪我をすることがあって、安全上問題である。

一方、工場Ｆ内の各機器に対する給電装置１０の管理は、工場Ｆの建屋とは別に設けられた電気室Ｅで行っている。このため、上記交換作業を行う際には、上記事態を防止して安全を図るために作業者がその都度電気室Ｅまで行って、前記制御装置２０の電源入切スイッチ４をＯＦＦせねばならず、作業者の負担となっていた。特に、吊上電磁石Ｌと他の装置Ａとを交換する頻度の高いユーザーにおいては、交換の毎に電気室Ｅに行って電源を落とす作業は特に大きな負担となっていた。
特開平１１−７１０８５号公報

本発明は、吊上電磁石と他の装置との取付けの交換を行う作業者の負担を軽減して作業時間を短縮すると共に、作業の安全を図ることを課題としている。

上記の課題を解決するために請求項１の発明は、交流電源を直流電源に変換するための正逆励磁用の各サイリスタが組込まれた主回路を備えた吊上電磁石用制御装置において、前記主回路に、該主回路を遮断するための遮断回路を組込んだことを特徴としている。

遮断回路は、例えば「ＭＣ（electromagnetic contactor)」を使用して構成することができて、請求項１の発明によれば、前記「ＭＣ」を開くことのみによって主回路が遮断されるために、制御装置に電源が加わったままでも、ケーブルの先端と吊上電磁石とを連結しているコネクタの部分には、電流は流れなくなる。このため、制御装置に対する電源を落とさなくても、交換作業者がコネクタを手で持っても感電しなくなって、吊上電磁石と他の装置との交換作業時における安全が図られると共に、作業者は感電の恐れを抱くことなく安心して交換作業を行えるために、作業能率も高まる。また、各サイリスタの両端子に接続される部分にそれぞれ「ＭＣ」を組込むと、前記コネクタの部分には、電位差もなくなるため一層安全となる。また、前記「ＭＣ」の開閉指令器は、作業現場近くに容易に設置可能なため、従来のように工場と電気室とを往復することなく交換作業を行え、作業者の負担が軽減する。

また、請求項２の発明は、交流電源を直流電源に変換するための正逆励磁用の各サイリスタが組込まれた主回路を備え、前記主回路には、複数の吊上電磁石を選択して使用可能にする選択回路が組込まれている吊上電磁石用制御装置において、前記選択回路に組込まれた複数の通電用接点を同時に開くための一括切スイッチを備えたことを特徴としている。

前記選択回路を備えた吊上電磁石用制御装置においては、複数の吊上電磁石のうち特定の吊上電磁石を他の装置と交換したり、或いは全ての吊上電磁石を他の装置と交換する場合には、全ての通電用接点を「開」にすれば、主回路が遮断されたのと同一の状態となって、感電の恐れなくして各吊上電磁石の交換を行える。しかし、全ての通電用接点を「開」にするために、これらの開閉を制御する切換スイッチを個々に操作するには、切り忘れ等の恐れがある。請求項２の発明によれば、一括切スイッチの操作により全ての通電用接点を「開」にできる。これにより、選択回路を構成する全ての通電用接点を逐一「開」にする操作を複数回行うことなく、制御装置に電源が加わったままでも、主回路は遮断された状態となっているために、コネクタの部分で感電を起こすことなく、各吊上電磁石と他の装置との交換作業を安全に行える。また、交換後において一括切スイッチを初期状態に戻すと、選択回路を構成する各通電用接点は、個別に開閉可能となる。また、前記切換スイッチと一括切スイッチとは、作業現場近くに容易に設置可能なため、従来よりも作業時間を短縮できる。

また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、遮断回路の作動時又は一括切スイッチの操作時に、前記各サイリスタは、無出力となるように制御されていることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の作用効果に加えて、主回路に組込まれた遮断回路を作動させたり、又は一括切スイッチを操作させて吊上電磁石を交換する際には、コネクタの部分の電位差は零となるので、交換作業時における安全性が一層高められる。

本発明によれば、ＭＣの開閉指令器の操作によってＭＣの接点部を開いて吊上電磁石の主回路を遮断するために、吊上電磁石のコネクタの部分に電流が全く流れなくなり、他装置との交換作業の安全が図られる。また、該ＭＣの開閉指令器は、作業現場近くに容易に設置可能なため、工場と電気室とを往復しながら制御装置の電源を落とす作業が不要となって、吊上電磁石と他の装置との交換作業を行う作業者の負担を軽減してその時間を短縮できる。

図２は、本発明に係る第１実施形態において、図１の制御装置２０の部分を主体により詳しく示した接続図であって、２１ａは、ブリッジに組んで構成された正励磁用のサイリスタ、２１ｂは、同様の逆励磁用のサイリスタである。変圧後の交流電源Ｖａは、両サイリスタ２１ａ、２１ｂによって整流されて、それぞれ逆極性の直流電源Ｖｄに変換される。Ｐ及びＮは、前記サイリスタ２１ａ、２１ｂ、ケーブルドラム３１、コネクタ４１等が適宜結線された吊上電磁石Ｌの励磁用の主回路を構成する電源ラインを示し、それぞれプラス又はマイナスの逆極性を有することを示している。図２のＣは、前記各サイリスタ２１ａ，２１ｂの直流出力が供給される吊上電磁石Ｌの励磁コイルである。また２３は、所定のロジックに基づいて各サイリスタ２１ａ，２１ｂの点弧位相を制御する制御部で、サイリスタ２１から励磁コイルＣに出力される励磁電流が所定値になるように制御を行ったり、操作指令器２３ａを介して吊上電磁石Ｌの移送手段側からの運転休止指令がきたときは、点弧信号を「０」として励磁コイルＣへの励磁電流を遮断するようになっている。

そして、Ｂは、前記各電源ラインＰ，Ｎにそれぞれ組込まれた２個の電磁開閉器ＭＣを含む主回路遮断回路を示している。主回路遮断回路Ｂは、工場作業者による主回路遮断器Ｂａの操作を介して前記各開閉器ＭＣの電磁石部への通電を制御し、その接点部の開閉を行う回路である。主回路遮断器Ｂａとしては、吊上電磁石Ｌの初期状態又は主回路遮断のいずれか一方を選択するスイッチ類が挙げられ、これは、制御装置２０に外装されている。前記両開閉器ＭＣは、励磁コイルＣと接続する各電源ラインＰ，Ｎにおいて、該コイルＣと直列接続されている。また、前記遮断回路Ｂは、その中の各開閉器ＭＣの電磁石部への通電状態を検知して、その接点部が「開」の時には、点弧信号を「０」として前記各サイリスタ２１ａ，２１ｂを消弧可能なように、制御部２３と接続されている。

上記した構成により、制御装置２０に交流電源Ｖａが加わった吊上電磁石Ｌの使用状態において、工場作業者が、主回路遮断器Ｂａを遮断側に切換操作すると、前記両電磁開閉器ＭＣの接点部がそれぞれ開いて両電源ラインＰ，Ｎが遮断されるのと同時に、各サイリスタ２１ａ，２１ｂは消弧される。即ち、各サイリスタ２１ａ，２１ｂからの直流電源Ｖｄの出力が無い状態で、この部分とケーブル３２の先端に取り付けられたコネクタ４１ｂとの接続が、前記両開閉器ＭＣの接点部分で遮断され、該コネクタ４１ｂの端子間の電位差Ｖ₀は「０」となって電流は流れなくなる。よって作業者は、感電の恐れが無い安全なこの間に、吊上電磁石Ｌと他の装置Ａとの交換作業を行える。また、前記主回路遮断器Ｂａは、交換作業現場の近くに設置された制御装置２０に外装されているので、従来の場合のように、作業者が、前記電気室Ｅと工場Ｆとの間を往復する必要が無く、交換作業を効率的に行える。

次に、前記主回路に、複数（３台）の吊上電磁石Ｌ₁〜Ｌ₃を個々に選択して通電又は遮断可能にする選択回路が組込まれている第２実施形態の制御装置２０について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。図３は、第２実施形態において、主回路を構成する前記各電源ラインＰ，Ｎに組込まれた選択回路Ｓの部分を主体に示した接続図である。図示されるとおり、前記電源ラインＰ，Ｎは、３組の電源ラインＰ₁,Ｎ₁〜Ｐ₃,Ｎ₃に分岐され、各吊上電磁石Ｌ₁〜Ｌ₃の励磁コイルＣ₁〜Ｃ₃は、個々の電源ラインＰ₁,Ｎ₁〜Ｐ₃,Ｎ₃からそれぞれ個別に給電可能なように並列接続されている。そして、各励磁コイルＣ₁〜Ｃ₃への給電路である各電源ラインＰ₁,Ｎ₁〜Ｐ₃,Ｎ₃には、それぞれ２個１組の電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃が、第１実施形態の電磁開閉器ＭＣと同様に組込まれている。各電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃は、それぞれ個別に選択器Ｓａの各選択切換スイッチＳｗ₁〜Ｓｗ₃と回路接続されており、これらの「入・切」切換操作によって、それぞれの各開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の電磁石部への通電を制御し、それらの個々の接点部の開閉が可能となっている。また、励磁コイルＣ₁と直結する側の各電源ラインＰ₁−Ｎ₁間には、放電スイッチＭＣ₄を介して放電回路２５が並列接続されており、他の励磁コイルＣ₁,Ｃ₂においても同様である。各励磁コイルＣ₁〜Ｃ₃は比較的大きく、これらの励磁中に各開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の通電用接点を「開」に操作した時には、この接点間にアークが発生する恐れがある。放電回路２５は、これを防止するための回路である。

そして、図４は、選択回路Ｓと、この回路中に組込まれた各電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の通電用接点部の開閉を操作する選択器Ｓａ及び一括切スイッチＳｗ₄との接続を示した図である。前記各開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃は、前記選択器Ｓａに加えて、一括切スイッチＳｗ₄とも回路接続されており、該一括切スイッチＳｗ₄の操作によって、３組全ての電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の電磁石部への通電を同一に制御し、それら３組の接点部の開閉は同時に行われる。即ち、作業者による一括切スイッチＳｗ₄の操作によって、全ての吊上電磁石Ｌ₁〜Ｌ₃に給電する主回路が、遮断可能に回路構成されている。なお、一括切スイッチＳｗ₄の開閉状態は、所定の回路を介して検知され、第１実施形態と同様に、遮断時には前記各サイリスタ２１ａ，２１ｂを消弧可能なように接続されている。

第２実施形態の主回路遮断の作用について既述と異なる部分を中心に説明する。制御装置２０の初期状態においては、各選択切換スイッチＳｗ₁〜Ｓｗ₃は「切」側に操作され、一括切スイッチＳｗ₄は、「入」側に操作されており、これにより、各電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の電磁石部への個別通電が可能となる。そして、この状態から３個全ての前記切換スイッチＳｗ₁〜Ｓｗ₃を個々に「入」側に切換操作することによって、各励磁コイルＣ₁〜Ｃ₃を適宜励磁してＮo.１〜Ｎo.３の吊上電磁石Ｌ₁〜Ｌ₃が全て使用開始可能となる。この後に、Ｎo.１の吊上電磁石Ｌ₁の使用を中断する場合には、選択切換スイッチＳｗ₁を「切」側に切換操作すれば、電源ラインＰ₁,Ｎ₁を介した吊上電磁石Ｌ₁への直流電源の供給のみが遮断される。更に、前記サイリスタ２１により整流された主回路の負荷を、各吊上電磁石Ｌ₁〜Ｌ₃から他の装置Ａに交換する時には、上述した各スイッチＳｗ₁〜Ｓｗ₄の状態から、前記一括切スイッチＳｗ₄のみを「切」側に切換操作すればよい。このように、前記各切換スイッチＳｗ₂,Ｓｗ₃を逐一「切」側にする切換操作を複数回行うことなく、前記電磁開閉器ＭＣ₁に加えて他のＭＣ₂，ＭＣ₃の全ての通電用接点が開かれ、制御装置２０に交流電源Ｖａが加わったままでも、前記電源ラインＰ，Ｎよりなる主回路は遮断されている。よって、作業者は、前記コネクタ４１の部分で感電を起こすことなく、他の装置Ａとの交換作業を安全、迅速に行える。なお、本実施形態は吊上電磁石が３台の場合について説明したが、任意の複数台の場合でも同様に実施可能である。

給電装置１０、制御装置２０、吊上電磁石Ｌの接続及び各機器の配置を示した概略図である。第１実施形態において、図１の制御装置２０の部分を主体により詳しく示した接続図である。第２実施形態において、主回路を構成する前記各電源ラインＰ，Ｎに組込まれた選択回路Ｓの部分を主体に示した接続図である。選択回路Ｓと、この回路中に組込まれた各電磁開閉器ＭＣ₁〜ＭＣ₃の通電用接点部の開閉を切換操作する選択器Ｓａ及び一括切スイッチＳｗ₄との接続を示した図である。

符号の説明

Ｂ：主回路遮断回路
Ｂａ：主回路遮断器（開閉指令器）
Ｌ：吊上電磁石
Ｐ，Ｎ：電源ライン（主回路）
Ｓ：選択回路
Ｓｗ₄：一括切スイッチ
Ｖａ：交流電源
Ｖｄ：直流電源
２０：制御装置
２１ａ：正励磁用サイリスタ
２１ｂ：逆励磁用サイリスタ

Claims

交流電源を直流電源に変換するための正逆励磁用の各サイリスタが組込まれた主回路を備えた吊上電磁石用制御装置において、
前記主回路に、該主回路を遮断するための遮断回路を組込んだことを特徴とする吊上電磁石用制御装置の主回路遮断回路。
交流電源を直流電源に変換するための正逆励磁用の各サイリスタが組込まれた主回路を備え、前記主回路には、複数の吊上電磁石を選択して使用可能にする選択回路が組込まれている吊上電磁石用制御装置において、
前記選択回路に組込まれた複数の通電用接点を同時に開くための一括切スイッチを備えたことを特徴とする吊上電磁石用制御装置の主回路遮断回路。
遮断回路の作動時又は一括切スイッチの操作時に、前記各サイリスタは、無出力となるように制御されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吊上電磁石用制御装置の主回路遮断回路。