(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互の自己故障診断を行う様に親子接続された親子コンバータユニットが、複数個並列接続された共通コンバータユニットであって、入力側に接続された所定の交流電源を交直流変換した直流電源を供給する共通コンバータ盤と、
上記複数の親子コンバータユニットに接続されて、当該複数の親子コンバータユニット間の交直変換の負荷のバランス制御を行う制御部と、
上記共通コンバータ盤の出力側に並列に接続されて、上記直流電源を入力し、入力した当該直流電源を直交流変換し、個々の吊下分離機を駆動制御する複数のインバータ盤とを備え、
上記共通コンバータ盤は、いずれか一つの親子コンバータユニットが自己故障診断で停止した場合に、残りの親子コンバータユニットで運転を継続することを特徴とする吊下分離機の運転装置。
【請求項２】
請求項１に記載の運転装置において、
上記制御部は、上記いずれか一つの親子コンバータユニットが自己故障診断で停止した場合に、上記共通コンバータ盤の出力電流を、上記残りの親子コンバータユニットの定格電流以内に電流制限をし、個々の吊下げ分離機の加速時及び減速時の通電時間を延長して、定格回転数までの加速及び減速を行うことを特徴とする吊下分離機の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品、医薬、製糖、化学及び排水処理等の分野の施設においてスラリーの脱水等の、固形物と水分の機械的分離操作に使用される吊下分離機の運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数の吊下分離機が、定量の脱水対象物毎にバッチ運転され、初期加速後のチャージ速度で荷取り込みのチャージングを行う。その後、振切速度まで再加速して水分の振切終了後、脱水後の対象物を掻取る掻取速度まで減速し、掻取終了後、次のサイクルへの運転を続行する。
【０００３】
こうした複数の吊下分離機の相互の運転サイクルが重なったりすると、吊下分離機を駆動する一次側電流値は大きく変動する為大きな電流容量が必要で、また掻取り量の変動に対応して排出側のコンベア等の容積も大きくする必要が生じていた。
【０００４】
このため、従来から複数で運転される吊下分離機の電源容量の低減化及び排出重なり防止等の目的で、１バッテリ５台程度の吊下分離機は、運転サイクル時間を順次ずらして制御される。
【０００５】
また、吊下分離機の駆動方式にトランジスタインバータを使用する場合、減速時のエネルギーを電源回生するが、複数の吊下分離機間で効率良く電源を消費し、かつ電源容積の低減を図るため、共通の直流電源方式のコンバータ／インバータ方式が使われている。
【０００６】
従来の、この共通直流電源方式のコンバータユニットは、シングル構成でその直流側の吊下分離機毎に複数台のインバータユニットが接続されていた。しかしながら、コンバータユニットが１台の為、このユニットの故障時には２次側に接続されるインバータユニットへの電源供給が絶たれてしまい、全ての吊下分離機が停止してしまうという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は従来の１台のコンバータ／インバータ方式で駆動される、複数台の吊下分離機の運転装置において、コンバータユニット１台の故障により、全ての吊下分離機の運転が停止してしまうという問題点を解決した、経済的で運転信頼性の高い吊下分離機の運転装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
この発明による吊下分離機の運転装置によれば、コンバータをシングル構成では無く、マルチ方式とし、親子のペアのコンバータが複数組並列に接続されてコンバータユニットを構成し、コンバータの子機が各々の親機により制御されると同時に、親機も常時２台並列に運転される。
【０００９】
このコンバータ群から、複数台の吊下分離機毎に設けられた複数台のインバータユニットへ直流電源が供給される。
【００１０】
こうした本願の構成において、運転中に各ペアの親機又は子機のコンバータが相互に故障診断を行って、故障を検知した場合、その親機および子機のペアは運転を停止し、残りの親機および子機により運転が継続される。
【００１１】
したがって、当初よりある程度の余裕をもって、コンバータ容量を各親子ペアに分散して設計し、マルチ化することで、一つの組の親機および又は子機が故障しても複数台の吊下分離機の運転が停止されることなく、残りの親機および子機のコンバータ容量の範囲で運転を継続することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示する本発明の一実施例を説明する。
図１は、吊下分離機本体１の構成を示す概略図であり、ハウジング３内には、モータ１９からシャフト６で回転自在となる様にバスケット４が吊り下げられている。このバスケット４はメッシュ状であり、後に説明する制御部１３に制御されるインバータ盤１４、１５、１６、１７および１８からの交流出力により回転制御されるモータ１９により、任意の回転速度で回転制御される。
【００１３】
また、バスケット４の上部開口からはフィーダ５を介して、ミキサー６からのスラリー等が供給可能となっている。メッシュ状のバスケット４の回転による脱水操作で脱水されたスラリーは適切なスクレーパ（図示せず）により、排出口７から排出される。この吊下分離機本体１の構成は従来のものであるので、詳細な説明は省略する。
【００１４】
図２に、この発明の実施例による吊下分離機の運転装置のブロック構成図を示した。ここで、吊下分離機の運転装置は交流電源が接続された共通コンバータ盤１０が設けられている。この共通コンバータ盤１０は、一組のコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ、及びもう一組のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとのデュアルコンバータで構成される。これらのコンバータユニット親機１１ａ、１２ａとコンバータユニット子機１１ｂ、１２ｂとは相互に故障診断を行い、コンバータユニット親機１１ａ、１２ａとコンバータユニット子機１１ｂ、１２ｂの中のいずれか一方が故障と診断された場合には、そのペアのコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ、又はもう一組のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとが運転を停止する様に構成されている。
【００１５】
また、双方のコンバータユニット親機１１ａ、１２ａには制御部１３が接続されて、２組のコンバータユニット親機１１ａ、１２ａとが電流のバランスを保ちながら同等の負荷状態で運転される様に制御される。したがって、電源側の交流電流は２組のコンバータユニット親機１１ａ、１２ａとコンバータユニット子機１１ｂ、１２ｂとにより同じ値の電流値づつが直流に変換されて共通コンバータ盤１０から出力される。
【００１６】
この共通インバータ盤１０の出力側には、各々インバータユニット１４’、１５’、１６’、１７’、及び１８’を内蔵する、５台のインバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８が接続されている。さらに、これらのインバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８には、それぞれモータ１９、２０、２１、２２および２３が接続されて、図１に示した吊下分離機本体１のモータとして駆動される。ここでは、吊下分離機本体１の接続状態を図示省略した。
【００１７】
ここで、インバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８も制御部１３に接続されており、後述する運転動作で説明する様に、一方のコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ、又はもう一組のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂのいずれか一方が故障診断で運転停止した場合には、一方の組のコンバータユニット親機１１ａ、１２ａとコンバータユニット子機１１ｂ、１２ｂとの電流容量範囲内で５台全ての吊下分離機が運転される様に、電流制限制御がなされ、個々の吊下分離機の加速・減速時間が延長される。
【００１８】
こうした構成において、通常の運転時には一組のコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ、及びもう一組のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとのデュアルコンバータで構成される共通コンバータ盤１０が、制御部１３によりバランス制御されて、各々のコンバータユニットのペアが同等の負荷状態で供給される交流電源を直流電流に変換して出力する。
【００１９】
共通コンバータ盤１０に接続された５台のインバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８はそれぞれのモータ１９、２０、２１、２２および２３の電流ピーク値が重なら無い様に順次その電流ピーク値をずらして運転され、吊下分離機本体１によるスラリー等の脱水を行う。
【００２０】
ここで、一方のコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ、及びもう一方のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとは、相互に”過電流監視”等の公知の相互診断手法で故障監視を行っており、親子機間のいずれか一方の故障が発見されると、その組の親子機のコンバータユニットが運転を停止する。
【００２１】
この一方の親子機の停止により、例えば他方のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとの組が単独で運転を継続する。
【００２２】
この単独の親子組の運転で、全てのインバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８の負荷を負担することになるので、コンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂの定格電流値を維持する為に、制御回路１３は図３に示した、親子機の負荷容量以内となる様に負荷電流値のピーク低減制御を行う。
【００２３】
すなわち、図３の制御フローに示した様に、一方の組のコンバータユニット親機１１ａとコンバータユニット子機１１ｂ，又はもう一組のコンバータユニット親機１２ａとコンバータユニット子機１２ｂとのいずれかが故障で運転を停止すると、単独で運転している組のコンバータユニット親機１１ａ、１２ａのいずれか一方の運転電流が、所定の定格電流値以上となると（ステップ３１、３２）、その結果がＯＲ演算されて（ステップ３３）、各インバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８への加速または減速時に応じた指令信号を延長又は、ホールドする。この制御操作により、負荷側電流が片側の親子機コンバータユニットの定格電流値以内となるように、個々の吊下分離機本体１の加速および減速時間が最大で倍にのびることとなる。
【００２４】
このステップ３４のホールド制御で、負荷側電流がコンバータの定格電流値以下となった場合には（ステップ３５）、各インバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８への加速または減速時に応じた指令信号のホールドを解除する。
【００２５】
こうして、片側の親子機のコンバータが運転停止することで、他方の通常に運転している親子機のコンバータがオーバーロードとなることを防止し、過負荷で全ての吊下分離機本体１が停止すること無く、各インバータ盤１４、１５、１６、１７、及び１８への電流制限制御を行うことで、運転の継続が行える。
【００２６】
次に、図４のフローに基づいて、この実施例のコンバータ容量の選定の手順について説明する。
【００２７】
まず、吊下分離機本体１の運転台数（５台）、モータ容量（２１４ＫＷ）、電源電圧（３８０Ｖ）、運転サイクル（２４ＣＹＣＬＥ／Ｈ）、各回転数、各ＧＤ2 （慣性）（ｋｇ・ｍ2 ）、各時間設定（チャージ時間を１０秒、掻取時間３０秒）を行う（ステップ４１）。次に、上記データから単体の運転特性曲線および順序運転した場合の全体の運転曲線〔時間／有効電力（Ｋｗ）〕の作図（ステップ４２）。さらに、上記運転曲線の作図を基に適切なコンバータ容量（シングル運転ベース）を算出する（ステップ４３）。また、シングル運転ベースのコンバータ容量をＰｓ（ＫＶＡ）とした時、デュアル運転ベースＰD では
0003782219.tif 000002
のコンバータ容量を算出し、２台を設置する（ステップ４４）。
【００２８】
こうして、この実施例では２１４ＫＷのモータ５台を順序運転する時の総合電力値を４５０ＫＶＡと想定し、コンバータ容量をシングルの場合ではそのまま４５０ＫＶＡであったものを、この実施例の様なデュアル運転ベースでは３３８ＫＶＡ×２台の構成とした。
【００２９】
以上説明した実施例では、説明の簡略化の為に２組のコンバータユニット親子機を用いる構成としたが、この２組の親子機に限定されるものでは無く、特に全体の負荷容量が大きい場合には、親子機の数を増やして負荷容量を分散させれば、比較的低容量のコンバータを組み合わせて安定した吊下分離機の運転を行うことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の様に、この発明によれば、従来の１台のコンバータユニットからなるトランジスタコンバータ／インバータで駆動される、複数台の吊下分離機の駆動装置において、コンバータユニット１台の故障により、全ての吊下分離機の運転が停止してしまうという問題点を解決して、運転信頼性の高い吊下分離機の運転装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吊下分離機の概略構成を示す構成図。
【図２】この発明の実施例により、吊下分離機の運転装置のブロック構成図。
【図３】この発明の実施例による、負荷電流値のピーク低減動作のフロー。
【図４】この発明の実施例による、コンバータ容量の選定フロー。
【符号の説明】
１  吊下分離機本体
３  ハウジング
４  バスケット
５  フィーダ
６  ミキサー
７  排出口
１０  共通コンバータ盤
１１ａ  コンバータユニット親機
１１ｂ  コンバータユニット子機
１２ａ  コンバータユニット親機
１２ｂ  コンバータユニット子機
１３  制御部
１４  インバータ盤
１５  インバータ盤
１６  インバータ盤
１７  インバータ盤
１８  インバータ盤
１４’インバータユニット
１５’インバータユニット
１６’インバータユニット
１７’インバータユニット
１８’インバータユニット
１９  モータ
２０  モータ
２１  モータ
２２  モータ
２３  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003782219.tif 000006