JP-2026077888-A - 破砕機

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Abstract

【課題】破砕機において、過負荷による急停止を予防することによって作業効率と安全率との両立を容易に図る。【解決手段】破砕機は、第１および第２のインバータ装置と、二軸制御装置とを備える。第２のトルク移動平均値が第２のトルク制限値未満、かつ、過負荷警報信号が過負荷保護制御の実行を示さない場合、第１のトルク移動平均値に応じた回転方向、かつ、第１のトルク移動平均値に応じた第１の駆動モータより遅い回転速度で、第２の駆動モータが駆動される。第２のトルク移動平均値が第２のトルク制限値以上である場合、逆転方向へ第２の駆動モータが駆動される。第２のトルク移動平均値が第２のトルク制限値未満、かつ、過負荷警報信号が過負荷保護制御の実行を示す場合、逆転方向へ第２の駆動モータが駆動される。【選択図】図５

Inventors

近藤弘之

Assignees

株式会社新居浜鉄工所

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260304

Claims (1)

第１の破砕刃が外周に設けられた第１の回転軸と、前記第１の回転軸に対して平行に配置され、第２の破砕刃が外周に設けられた第２の回転軸と、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸の動作を制御する二軸制御装置とを備え、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸を正転方向に回転させることによって前記第１の破砕刃と前記第２の破砕刃との間に送り込んだ廃棄物を破砕する破砕機であって、前記二軸制御装置は、前記第１の回転軸に出力される第１のトルク移動平均値が設定値未満であって前記第１の回転軸を一定の回転数で正転方向に駆動しつつ前記第２の回転軸を正転方向に駆動している状況から、前記第１のトルク移動平均値が前記設定値未満から前記設定値以上になった場合に前記第１の回転軸を前記一定の回転数で正転方向に駆動しつつ前記第２の回転軸を逆転方向の駆動に制御した後、前記第１のトルク移動平均値が前記設定値以上から前記設定値未満になった場合に前記第１の回転軸を前記一定の回転数で正転方向に駆動しつつ前記第２の回転軸を正転方向の駆動に再び制御する、破砕機。

Description

本明細書は、破砕機に関する技術を開示する。破砕機として二軸破砕機が知られている。二軸破砕機は、相互に平行に配置されるとともに破砕刃が外周にそれぞれ設けられた二本の回転軸を備え、二本の回転軸を回転させることによって各破砕刃の間に送り込んだ廃棄物を破砕する。特許文献１，２には、インバータ制御による三相誘導式の駆動モータを用いて回転軸を駆動する二軸破砕機について開示されている。特許文献１の二軸破砕機は、駆動モータの出力トルクをセンサによって検出し、そのセンサ検出値を用いて駆動モータをフィードバック制御しながら破砕処理を行う。特許文献２の二軸破砕機は、駆動モータの回転速度をセンサによって検出し、そのセンサ検出値を用いて駆動モータをフィードバック制御しながら破砕処理を行う。また、一般的に、三相誘導式の駆動モータを制御する方式の一つとしてセンサレスベクトル制御が知られている（例えば、特許文献３を参照）。センサレスベクトル制御は、駆動モータに供給される電流値および電圧値に基づいて駆動モータの出力トルクおよび回転速度を推定し、その推定値を用いて駆動モータをフィードバック制御する。これによって、センサレスベクトル制御は、駆動モータの出力トルクおよび回転速度のセンサ検出値によるフィードバックを必要とすることなく駆動モータを制御可能である。特開２００２－３４６４２０号公報特開２００５－１５２８７７号公報特許第４５４３７２０号公報破砕機の構成を示す説明図である。破砕機の処理容器の内部構成を示す説明図である。二軸制御装置のプロセッサが実行する二軸制御処理を示すフローチャートである。二軸制御装置のプロセッサが実行する高速軸制御処理を示すフローチャートである。二軸制御装置のプロセッサが実行する低速軸制御処理を示すフローチャートである。図１は、破砕機１０の構成を示す説明図である。破砕機１０は、廃棄物を破砕する二軸破砕機である。破砕機１０は、処理容器１１０と、回転軸２１０と、回転軸２２０と、二軸制御装置３００と、インバータ装置４１０と、インバータ装置４２０と、駆動モータ５１０と、駆動モータ５２０と、減速機６１０と、減速機６２０とを備える。図１の説明図は、上方から見た処理容器１１０の平面図を含む。図２は、破砕機１０の処理容器１１０の内部構成を示す説明図である。図２の説明図は、図１の断面Ｆ２－Ｆ２で処理容器１１０を切断した断面図を含む。断面Ｆ２－Ｆ２は、二本の回転軸２１０，２２０に直交するとともに水平面に垂直な平面である。破砕機１０の回転軸２１０は、処理容器１１０の内側に回転可能に設けられている。回転軸２１０は、水平面に対して平行に延びた軸である。回転軸２１０の外周には、破砕刃２１２とスペーサ２１４とが交互に複数設けられている。破砕機１０の回転軸２２０は、処理容器１１０の内側に回転可能に設けられている。回転軸２２０は、水平面に対して平行に延びた軸である。回転軸２２０は、回転軸２１０に対して平行に配置されている。回転軸２２０は、回転軸２１０と同じ水平面上に配置されている。回転軸２２０の外周には、破砕刃２２２とスペーサ２２４とが交互に複数設けられている。回転軸２２０の破砕刃２２２は、回転軸２１０のスペーサ２１４に対向する位置に設けられている。回転軸２２０のスペーサ２１４は、回転軸２１０の破砕刃２１２に対向する位置に設けられている。破砕機１０の処理容器１１０は、廃棄物８１０を破砕する処理を内側で実施可能に構成された容器である。処理容器１１０の内側には二本の回転軸２１０，２２０が設けられている。処理容器１１０は、受入口１１２と、排出口１１８とを備える。処理容器１１０の受入口１１２は、処理容器１１０の上方から投入される廃棄物８１０を処理容器１１０の内側に受け入れる。処理容器１１０の排出口１１８は、処理容器１１０の内側で破砕された廃棄物８１０である破砕片８２０を処理容器１１０の下方へ排出する。破砕機１０は、回転軸２１０および回転軸２２０を正転方向ＦＲにそれぞれ回転させることによって、破砕刃２１２と破砕刃２２２との間に上方から送り込んだ廃棄物８１０を破砕する。破砕機１０は、回転軸２１０を正転方向ＦＲの逆方向である逆転方向ＲＲにも回転可能に構成されている。破砕機１０は、回転軸２２０を正転方向ＦＲの逆方向である逆転方向ＲＲにも回転可能に構成されている。破砕機１０のインバータ装置４１０は、二軸制御装置３００からの指示に基づいて駆動モータ５１０を制御する。インバータ装置４１０は、プロセッサ４１２と、メモリ４１４と、コンバータ回路４１５と、インバータ回路４１６と、電圧センサ４１７と、電流センサ４１８のほか、各種インタフェースを備える。プロセッサ４１２は、メモリ４１４に格納されているプログラム命令を実行することによって、駆動モータ５１０を制御するための各種処理を実現する。コンバータ回路４１５は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に整流する。インバータ回路４１６は、プロセッサ４１２からの指示に基づいて、コンバータ回路４１５によって整流された直流電力を、駆動モータ５１０に供給する三相交流電力へとパルス幅変調（ＰＷＭ）によって変換する。電圧センサ４１７は、コンバータ回路４１５から出力される直流電圧ＣＶ１と、駆動モータ５１０に出力する出力電圧ＭＶ１とを検知する。電流センサ４１８は、駆動モータ５１０に出力する出力電流ＭＩ１を検知する。インバータ装置４１０は、インバータ装置４１０から駆動モータ５１０に出力する出力電流ＭＩ１および出力電圧ＭＶ１を参照することによるセンサレスベクトル制御によって駆動モータ５１０を制御する。インバータ装置４１０は、センサレスベクトル制御において駆動モータ５１０の出力トルクとして推定される推定出力トルク値ＴＥ１を二軸制御装置３００に出力する。本実施形態では、インバータ装置４１０は、センサレスベクトル制御において駆動モータ５１０の出力トルクとして演算した値をローパスフィルタで平滑化してノイズを除去し、その値を推定出力トルク値ＴＥ１として二軸制御装置３００に出力する。インバータ装置４１０は、駆動モータ５１０が過負荷の状態であると判断した場合、駆動モータ５１０を過負荷から保護する過負荷保護制御を実行する。インバータ装置４１０は、推定出力トルク値ＴＥ１がトルク制限値（例えば、駆動モータ５１０の定格トルクの２１０％）を超える場合、駆動モータ５１０が過負荷の状態である判断する。この場合、インバータ装置４１０は、過負荷保護制御としてトルク制限値を超えるトルクが発生しないように駆動モータ５１０を制御する。また、駆動モータ５１０を減速中に駆動モータ５１０の回生エネルギが過大となり、コンバータ回路４１５から出力される直流電圧ＣＶ１が電圧制限値（例えば、電源電圧（２００Ｖ）の１９０％（３８０Ｖ））を超える場合、インバータ装置４１０は、駆動モータ５１０が過負荷の状態である判断する。この場合、インバータ装置４１０は、過負荷保護制御として駆動モータ５１０に対する出力電力の周波数の下降を中止する。インバータ装置４１０は、駆動モータ５１０に対して過負荷保護制御を実行する間、過負荷保護制御の実行を示す過負荷警報信号Ａ１を二軸制御装置３００に出力する。本実施形態では、過負荷警報信号Ａ１は、過負荷保護制御を実行中ではない場合に値「０」を示し、過負荷保護制御を実行中である場合に値「１」を示す。破砕機１０のインバータ装置４２０は、二軸制御装置３００からの指示に基づいて駆動モータ５２０を制御する。インバータ装置４２０は、プロセッサ４２２と、メモリ４２４と、コンバータ回路４２５と、インバータ回路４２６と、電圧センサ４２７と、電流センサ４２８のほか、各種インタフェースを備える。プロセッサ４２２は、メモリ４２４に格納されているプログラム命令を実行することによって、駆動モータ５２０を制御するための各種処理を実現する。コンバータ回路４２５は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に整流する。インバータ回路４２６は、プロセッサ４２２からの指示に基づいて、コンバータ回路４２５によって整流された直流電力を、駆動モータ５２０に供給する三相交流電力へとパルス幅変調（ＰＷＭ）によって変換する。電圧センサ４２７は、コンバータ回路４２５から出力される直流電圧ＣＶ２と、駆動モータ５２０に出力する出力電圧ＭＶ２とを検知する。電流センサ４２８は、駆動モータ５２０に出力する出力電流ＭＩ２を検知する。本実施形態では、インバータ装置４２０は、インバータ装置４１０と同じ仕様のインバータ装置である。インバータ装置４２０は、インバータ装置４２０から駆動モータ５２０に出力する出力電流ＭＩ２および出力電圧ＭＶ２を参照することによるセンサレスベクトル制御によって駆動モータ５２０を制御する。インバータ装置４２０は、センサレスベクトル制御において駆動モータ５２０の出力トルクとして推定される推定出力トルク値ＴＥ２を二軸制御装置３００に出力する。本実施形態では、インバータ装置４２０は、センサレスベクトル制御において駆動モータ５２０の出力トルクとして演算した値をローパスフィルタで平滑化してノイズを除去し、その値を推定出力トルク値ＴＥ２として二軸制御装置３００に出力する。インバータ装置４２０は、駆動モータ５２０が過負荷の状態であると判断した場合、駆動モータ５２０を過負荷から保護する過負荷保護制御を実行する。インバータ装置４２０は、推定出力トルク値ＴＥ２がトルク制限値（例えば、駆動モータ５２０の定格トルクの２１０％）を超える場合、駆動モータ５２０が過負荷の状態である判断する。この場合、インバータ装置４２０は、過負荷保護制御としてトルク制限値を超えるトルクが発生しないように駆動モータ５２０を制御する。また、駆動モータ５２０を減速中に駆動モータ５２０の回生エネルギが過大となり、コンバータ回路４２５から出力される直流電圧ＣＶ２が電圧制限値（例えば、電源電圧（２００Ｖ）の１９０％（３８０Ｖ））を超える場合、インバータ装置４２０は、駆動モータ５２０が過負荷の状態である判断する。この場合、インバータ装置４２０は、過負荷保護制御として駆動モータ５２０に対する出力電力の周波数の下降を中止する。インバータ装置４２０は、駆動モータ５２０に対して過負荷保護制御を実行する間、過負荷保護制御の実行を示す過負荷警報信号Ａ２を二軸制御装置３００に出力する。本実施形態では、過負荷警報信号Ａ２は、過負荷保護制御を実行中ではない場合に値「０」を示し、過負荷保護制御を実行中である場合に値「１」を示す。破砕機１０の駆動モータ５１０は、回転軸２１０を回転駆動する。駆動モータ５１０は、三相誘導式の駆動モータである。駆動モータ５１０は、インバータ装置４１０から供給される三相交流に基づいて出力軸５１２に回転動力を出力する。駆動モータ５１０の回転動力は、出力軸５１２に連結された減速機６１０を介して回転軸２１０に伝達される。破砕機１０の駆動モータ５２０は、回転軸２２０を回転駆動する。駆動モータ５２０は、三相誘導式の駆動モータである。本実施形態では、駆動モータ５２０は、駆動モータ５１０と同じ仕様の三相誘導式の駆動モータである。駆動モータ５２０は、インバータ装置４２０から供給される三相交流に基づいて出力軸５２２に回転動力を出力する。駆動モータ５２０の回転動力は、出力軸５２２に連結された減速機６２０を介して回転軸２２０に伝達される。破砕機１０の減速機６１０は、駆動モータ５１０から出力される回転動力を減速して回転軸２１０に伝達する。減速機６１０は、複数の歯車を備える機械装置である。本実施形態では、インバータ装置４１０が６０Ｈｚ（ヘルツ）の三相交流で駆動モータ５１０を駆動する場合、出力軸５１２の回転動力が減速機６１０を介して減速されることによって、回転軸２１０は１０ｒｐｍ（