ガントリークレーンは工場内のどの機械よりも遠くまで走行し、電力はそれについていかなければなりません。トランス、ケーブル、リール、接地を、銘板ではなく走行路上で測ります。
天井クレーンには、電力をケーブルに送り返せる機構がただ一つだけあり、それはフックにボルト止めされた機構です。5 tホイストが6 mを毎分6 mで降下すると、その降下のあいだずっと約4.2 kWをドライブに送り返します。そのあと何が起きるかは物理ではなく選択です。抵抗器で熱にするか、工場へ電気として戻すか。その5 t機では、この選択の価値は年間約150米ドルです。50 tクラブでは6,000米ドルです。
力学は単純で、電気はそうではありません。荷が降りてくると電動機が発電機になり、発電機はDC母線を充電し、その充電を置く場所がなく、ドライブが空中で自分を停止させる前に何かがそれを吸収しなければなりません。購入者との議論のほとんどは、3つの吸収手段のどれに金を払うかについてです。
これはその議論のホイスト側です。クレーン全体ではありません。ホイストは、エネルギーを回収する価値がある唯一の動きであり、同時に、間違えると荷を落とす唯一の動きでもあります。
ホイストだけであり、理由は算数です。荷を降ろすと蓄えられた位置エネルギー、m×g×hが解放され、これは大きく、しかも毎サイクル戻ってきます。動いているブリッジを止めると運動エネルギー、2分の1×m×vの2乗が解放され、これは小さく、走行ごとに一度だけです。
数値を入れてみます。毎分40 mで走行する20 tのブリッジは約4.4 kJの運動エネルギーを持ちます。停止させれば、理論上はそれをすべて捕まえられれば回収できます。同じクレーンが20 tを10 m降ろすと1,962 kJを解放します。1回の動作で、フックが下りるたびに、約445倍のエネルギーです。
| 動作 | 1回あたりに利用できるエネルギー | どこから来るか | 回収する価値があるか |
|---|---|---|---|
| ホイスト降下、20 t×10 m | 1,962 kJ（0.55 kWh） | 蓄えられた位置エネルギー、巻上げのたびに再充電される | はい。これが回生の根拠のすべてです |
| ブリッジ走行、20 t、毎分40 m、停止 | 4.4 kJ（0.0012 kWh） | 移動する質量の運動エネルギー | いいえ。回収するよりドライブに多く支払います |
| トロリー走行、5 t、毎分20 m、停止 | 0.28 kJ（0.00008 kWh） | 運動エネルギーと、多くの転がり摩擦 | いいえ。電動機より先に摩擦がほとんどを消費します |
| 旋回またはジブ回転、停止 | 摩擦仕事のみ | 軸受と歯車の損失 | いいえ。解放できる蓄えられたエネルギーがありません |
ですから、パンフレットがクレーンは回生式だと言うときは、どの動きかと尋ねてください。答えが走行なら、その機能はブレーキ摩耗を減らすために存在し、エネルギーを回収するためではなく、この2つは同じ買い物ではありません。見積書にその言葉が4回出てきて、回生していたのはホイストだけ、という例を見たことがあります。
式は短いです。エネルギーは質量×重力×高さで、送り返せる電気エネルギーはその数値に歯車箱、電動機、ドライブの効率を掛けたものです。発電方向でもそれぞれが取り分を取るからです。当社は現代的なドライブを備えたウォーム歯車またははすば歯車のホイストで0.85を使います。
5 tホイストが6 mを降ろす場合：5,000 kg×9.81×6 m＝294 kJ、これに0.85を掛けると0.070 kWhの電気です。kWh当たり0.12米ドルなら、1サイクルは1セントの0.8です。
| 定格荷重 | 降下高さ | 解放エネルギー | 返送される電気 | 0.12米ドル/kWhでの価値 |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 t | 3 m | 14.7 kJ | 0.0035 kWh | 0.04セント |
| 1 t | 3 m | 29.4 kJ | 0.0069 kWh | 0.08セント |
| 2 t | 4 m | 78.5 kJ | 0.0185 kWh | 0.22セント |
| 5 t | 6 m | 294 kJ | 0.070 kWh | 0.8セント |
| 10 t | 8 m | 785 kJ | 0.185 kWh | 2.2セント |
| 20 t | 10 m | 1,962 kJ | 0.463 kWh | 5.6セント |
| 50 t | 12 m | 5,886 kJ | 1.39 kWh | 16.7セント |
| 100 t | 15 m | 14,715 kJ | 3.47 kWh | 41.7セント |
これらの数値は当社が本記事のために計算したもので、抵抗器業界の公表例と照合しています。Cressallは4人乗りのリフトで25 kJ、船に降ろす40フィートコンテナで2 MJを挙げており、彼らの20 mの落下と重力を10に丸めたことを考慮すれば、当社の20 tの数値と同じ桁です。荷が船倉に入る40フィートコンテナなら、1回の降下は2メガジュールで、回収についての議論はまったく別の話になります。
4つの経路があります。エネルギーの行き先、購入者が支払うもの、そして最初に壊れるものが異なります。
| 構成 | エネルギーの行き先 | コスト | 最初に壊れるもの |
|---|---|---|---|
| 2速コンタクタホイスト、ドライブなし | コンタクタを通じて無制御に工場へ戻る | 最も安価。ドライブも抵抗器もチョッパもなし | ブレーキライニングとコンタクタ |
| 制動チョッパと抵抗器付きVFD | 盤の外への熱、100パーセント損失 | ドライブ＋数百ドル相当の抵抗器 | 抵抗器の端子とチョッパのトランジスタ |
| 回生フロントエンド付きVFD | 力率約0.99で系統へ戻る | ドライブの追加費用、通常はラインリアクトルかフィルタの図面 | フロントエンド自体（負荷に対して容量不足の場合） |
| 2台目のドライブとの共有DC母線 | 同じ母線で加速している他の何かへ | DC母線のハードウェアと協調したドライブ群 | インターロック（一方が切り離され他方が運転している場合） |
4番目の選択肢は、購入者が最も聞かず、最も聞くべきものです。ツインホイストクレーン、あるいは1台の母線から給電されるホイストと長行程ドライブは、電源とまったく接続せずに互いにエネルギーを渡せます。これが最も安価な回生システムです。ハードウェアは母線だけで、設計作業はインターロックだけだからです。
電動機が発電し、ドライブの整流器は一方向にしか電流を流さないため、エネルギーはDC母線のコンデンサに入る以外に行き場がありません。そのコンデンサは電池ではありません。Cressallは使用可能な吸収量を回生電力の3〜5パーセントとしています。11 kWを返す10 tホイストでは330〜550 Wで、問題を1秒の何分の一か遅らせ、その後は役に立たなくなります。
母線電圧はその後上昇します。400 Vドライブの定格DCレベルは400×2の平方根で566 Vです。ほとんどのドライブは定格の約1.2〜1.25倍で制動チョッパをオンにし、680〜710 Vになります。過電圧トリップは約790〜800 Vです。これらはファミリー固有なので自分のマニュアルを確認してください。ただし形はどこでも同じです。「エネルギーの放出開始」から「空中停止」までの余裕は約100 Vしかありません。
| DC母線の状態、400 V級ドライブ | 一般的なレベル | 何が起きているか |
|---|---|---|
| 定格、電動機が電力を引いている | 566 V | 整流器が母線に給電、コンデンサは線間電圧のピークまで充電 |
| 回生開始 | 570〜620 V | コンデンサが返送電力の3〜5パーセントを吸収し、母線が上昇し始める |
| 制動チョッパがオン | 680〜710 V | IGBTが抵抗器を母線間に接続し、電圧の上昇が止まる |
| 抵抗器が高温、チョッパが変調中 | 700 V±10 V | エネルギーが熱に変えられ、降下は制御下にある |
| 過電圧トリップ | 790〜800 V | ドライブが遮断し、トルクが消え、機械ブレーキが急閉する |
最後の行が商業的に重要な行です。ドライブがトリップすると、荷は穏やかに止まりません。ブレーキは動いているドラムに閉じ、ロープと歯車箱が衝撃を受け、重いホイストでは走行路全体がそれを感じます。だから「もっと大きなドライブを載せればいい」は悪い助言であり、抵抗器がホイストでは任意の付属品ではないのです。
汎用ドライブは少しだけ押し返す負荷のために設計されており、ホイストは大きく押し返すからです。あるクレーンドライブのサプライヤは率直に述べています。標準的なVFDをコンベヤベルトに載せれば美しく動くが、同じドライブをクレーンのホイストに載せれば最初の重い巻上げで過電圧エラーになる可能性が高い、と。彼らの説明は上記と同じで言葉が少ないだけであり、彼らが挙げる結果はまさに恐れるものです。VFDが空中で停止すると機械ブレーキが急閉し、クレーンは機械的衝撃を受けます。
Danfossも反対側から同じことを言っています。制動抵抗器がなければ、DCリンク電圧は上昇し続け、ドライブは保護のために自分を切り離します。彼らの設計ガイドには、過電圧制御でこれが解決すると言われたことのある誰もが読むべき警告があります。出力周波数を下げて上昇する母線を乗り切らせる過電圧制御機能は、彼らの制動ガイドでは既定で無効であり、巻上げ用途では有効にしてはならないと明記され、人身傷害と機器損傷が結果として挙げられています。
注意して読んでください。誰も予想しない故障モードが説明されているからです。過電圧制御は電動機を指令より速く回すことで働き、コンベヤでは無害、ホイストでは荷が作業者の要求より速く降下することを意味します。ドライブは生き残ります。荷は早く、硬く到着します。
診断は主にタイミングです。アイドル時や電源投入時にトリップするドライブは、電源と検出の問題です。降下時のみ、または減速時のみトリップするドライブは、回生とエネルギー経路をまっすぐ指しています。ブレーキの切替わりで正確にトリップするドライブはシーケンスの問題で、誰かが部品を交換する前に、速度、トルク、ブレーキフィードバックを1本のタイムラインで見る必要があります。繰り返しのリセットは証拠を破壊し、最悪の場合チョッパを損傷します。
しばしば混同される2つの数値です。抵抗値は所定の母線電圧でどれだけ電力が流れるかを決めます。電力は電圧の2乗を抵抗で割ったものだからです。ワット定格は抵抗器が連続して放散できる熱量を決めます。一方はドライブがトリップするかどうか、もう一方は抵抗器がシフトを生き延びるかどうかを支配します。
通常の近道はドライブメーカーから来ます。Schneiderの巻上げ適用ノートは、垂直移動では電動機出力の50パーセント以上、水平移動では25パーセント以上の抵抗器を要求し、抵抗値はドライブの公表最小値以上で、できるだけそれに近い値としています。Danfossは電動機効率約0.90とドライブ効率約0.98を含む抵抗の式を示し、抵抗値が高いと達成できる制動トルクが低下し、代わりにDCリンク過電圧でドライブがトリップすると警告しています。
その50パーセント則はトルクの規則であり、熱の規則ではなく、誰かがコストを削ろうとするときに違いが重要になります。典型的なホイストが実際に放散する量は次のとおりです。
| ホイスト | 電動機 | 50パーセント則による抵抗器 | 実際に返送されるピーク電力 | シフト全体の平均電力 |
|---|---|---|---|---|
| 1 t チェーン、毎分8 m | 1.5 kW | 0.75 kW | 1.11 kW | 0.19 kW |
| 2 t チェーン、毎分8 m | 3 kW | 1.5 kW | 2.2 kW | 0.67 kW |
| 5 t ワイヤロープ、毎分6 m | 7.5 kW | 3.75 kW | 4.17 kW | 0.63 kW |
| 10 t ワイヤロープ、毎分8 m | 13 kW | 6.5 kW | 11.1 kW | 1.67 kW |
| 20 t ダブルレール、毎分5 m | 30 kW | 15 kW | 13.9 kW | 5.2 kW |
| 50 t クラブ、毎分4 m | 55 kW | 27.5 kW | 27.8 kW | 12.5 kW |
平均値は当社の計算で、クラスに応じて毎時20〜120回の降下サイクル、その半分は負荷あり、フロントエンドが実際に受け入れる分の係数0.90で計算しました。表から2つのことが分かります。
第一に、約10 t未満では抵抗器は定格の5分の1以下で運転されます。それは問題なく、抵抗器が安い理由です。第二に、20 tまたは50 t機では返送ピーク電力が電動機定格自体に近く、それが50パーセント則が存在する理由であり、範囲の上限で保守的でなくなる理由です。50 t機では抵抗器は27.5 kWで指定され、機械は27.8 kWを返します。その数値にはまったく余裕がなく、規則に問題はありません。定格トルクで制動することを前提としており、それを超える場合は想定していません。
人が困るのは逆方向です。平均から抵抗器を選定すると、勤勉に見えて安くつきますが、コーヒーカップほどの熱容量しかない抵抗器になり、最初のシフトがチョッパ故障で終わります。「もっと強く制動する」ために低い抵抗値を付けるのはさらに悪い。Deltaのホイストトラブルシューティングガイダンスは、抵抗値が低すぎるとチョッパに過負荷をかけ得ること、冷間の抵抗測定は実運転でのエネルギー移動を何も証明しないことを明言しています。
連続降下は動的制動抵抗器を400℃（750℉）以上にします。それは故障ではありません。製品が正常に働いているということです。だから同じガイダンスが、抵抗器は電気盤の外、換気されたステンレス製エンクロージャ内、燃え得るものから離して取り付けることを要求しています。
これについて見つけた最も有用な事例は、2026年6月に公表されたABBのニュージーランド・スチールでの仕事です。125 tの鋳造ベイ用ガントリークレーン2台が80 tの溶鋼レードルを運び、工場は年間約67万トンを生産するので、鋳造機の停止は保全上の不便では済みません。旧駆動構成は屋上に8台の制動抵抗器キャビネットを置き、太いケーブルで接続して、降下サイクルごとのエネルギーを燃やしていました。粉塵の多い製鉄所では、それらの抵抗器は堆積した粉塵による局部過熱を防ぐために毎月のフラッシングが必要で、そのフラッシングは技術者が23 mの高さの制限空間で作業することを意味しました。
5台の回生ドライブが構成全体を置き換えました。8台のキャビネットとそのケーブルが撤去され、毎月の登攀はなくなり、工場は初期運転段階で電力消費が40〜45パーセント削減したと報告しました。
その数値について2つの告白があります。それは初期運転時の工場自身の数値であり、管理された測定ではなく、制動エネルギーの回収以上のものを含みます。電気室から8台の抵抗器キャビネットを撤去すれば、大きな空調負荷もなくなるからです。しかし方向は疑いなく、工場長を納得させるのは保全の話です。高所で塵を払う必要がある抵抗器は、最終的に火災を起こす抵抗器です。
ここがマーケティングのほとんどが消える部分です。同じ7台の機械にそれぞれ現実的な負荷を適用し、回収エネルギーをkWh当たり0.12米ドルで評価しました。回生の追加費用は、抵抗器ではなくフロントエンドに対する当社独自の計画帯で、小型チェーンホイストドライブで約700米ドルから55 kWクラブドライブで6,500米ドルです。
| ホイスト | 負荷 | 年間回収量 | 年間価値 | 回生追加費用の回収期間 |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 t チェーン、3 m | A3、毎時60サイクル、800 h | 75 kWh | 9米ドル | なし |
| 1 t チェーン、3 m | A3、毎時60サイクル、800 h | 150 kWh | 18米ドル | 50年 |
| 2 t チェーン、4 m | A4、毎時80サイクル、1,200 h | 800 kWh | 96米ドル | 11年 |
| 5 t ワイヤロープ、6 m | A5、毎時20サイクル、2,000 h | 1,251 kWh | 150米ドル | 8年 |
| 10 t ワイヤロープ、8 m | A5、毎時20サイクル、2,000 h | 3,335 kWh | 400米ドル | 4年 |
| 20 t ダブルレール、10 m | A6、毎時25サイクル、3,000 h | 15,635 kWh | 1,876米ドル | 2年 |
| 50 t クラブ、12 m | A6〜A7、毎時20サイクル、4,000 h | 50,031 kWh | 6,004米ドル | 1年 |
分岐点は5〜10 tあたりにあり、容量ではなくほぼ完全に時間数に依存します。5 tホイストを3シフトで運転する工場は、20 tホイストを1日2時間運転する工場より早く回生フロントエンドの元を取ります。
公表された測定値は当社のモデルを矛盾なく挟んでいます。ABBは55 kW巻上げ電動機、9 kW長行程、4.5 kWトロリーの廃棄物処理クレーンで年間15.6 MWh、2,750米ドルを節約し、置き換えた抵抗器技術に対して32パーセントのエネルギー削減としています。Konecranesは自社の回生システムで最大30パーセントを挙げています。2014年のKonecranesの巻上げ電動機研究は、降下エネルギーの回収可能割合を20〜70パーセントとしており、これは広い帯で、正直にそう言えます。サイクルのどれだけが負荷降下かによるからです。
当社の50 tのケースは年間50 MWhを回収し、同程度の電動機でのABBの数値の3倍以上です。それは不一致ではありません。彼らのクレーンは倉庫で廃棄物を扱い、当社のは鋳造ベイのクラブで毎時20回の負荷降下を4,000時間行います。同じ物理で、4倍の負荷です。
電圧を押し上げます。これは理論上の懸念ではありません。2007年の高雄港のガントリークレーン研究は、直流機の回生制動による望まない端子電圧上昇を記録し、それを解消する方法を提案しました。2010年のエストニア、ムーガ港のガントリークレーンでの測定キャンペーンは、電力品質の側から同じことを記録しました。ホイストを降ろしトロリーを制動すると有効電力が系統に戻り、負荷がサイクルごとに変動するためエネルギー流もそれに伴って変動します。両論文とも古く、両方とも現役の機械を記述しています。
堅いトランスのある工場電源では、5 kWを20秒返すホイストは丸め誤差です。発電機セットでは違います。Cumminsはラバータイヤ式ガントリークレーンの適用ガイダンスでこのケースを直接扱っています。回生ホイストからの逆電力は通常、同じ電源の他の負荷に吸収されるが、それらの負荷の引く量を超える状況が起こり、回生電力は発電機端子に押し込まれる、と。まさにこの理由で、彼らは回生負荷と逆電力について別の適用ノートを維持しています。
実際に意味することは、発電機セット上のホイストは納品前に3つの判断のうち1つを済ませる必要があるということです。回生経路を無効にする（ドライブを抵抗器機に戻す）。逆電力が許容されるようにセットとその保護を選定する（通常は負荷計算より大きな発電機が必要）。あるいは逆電力継電器がセットをトリップすることを受け入れ、現場で知る。ほとんどの発電機保護は逆電力の小さな割合、典型的には1桁から10パーセント台前半でトリップするように設定されているので、セット定格の20パーセントを回生するホイストはそれをトリップさせます。
| 上流への影響 | 現れる場所 | 対処法 |
|---|---|---|
| 共用接続点の電圧上昇 | 照明のちらつき、母線上の他のドライブの過電圧トリップ | アイドル時ではなく負荷降下中のPCC電圧を確認する |
| 発電機への逆電力 | 逆電力継電器のトリップ、エンジン回転の不安定 | 上記のように納品前に判断する |
| 力率改善との相互作用 | 工場のコンデンサバンクが活線時の過電圧とコンデンサのストレス | コンデンサがデチューニングされているか、何次でか尋ねる |
| PCCの高調波 | 電圧歪みとTDDに関するIEEE 519の制限 | 回生フロントエンドは通常これを改善する（力率0.99、低い電流歪み） |
| 計量の方向 | 請求書に決して現れない節約 | 試運転前に双方向メータ、クラス0.5S |
計量の行は冗談ではありません。ある工場が回生ドライブを導入し、何も測定せず、6か月後にドライブは何もしなかったと結論しました。既存のメータは受電のみを計量していました。壊れていたものは何もありません。節約は単に見えなかったのです。
いいえ、そしてこれがこの主題全体で最も誤解されている点です。2速2コンタクタの普通のかご形ホイストは、すでに工場にエネルギーを返しています。巻き下ろし負荷が電動機を同期速度以上に駆動すると、誘導機は誘導発電機になります。50 Hz 4極電動機の同期速度は1,500 rpmなので、軸を1,680 rpmに押し上げる降下は機械を発電モードにし、電流がコンタクタを通って逆流します。
やらないのは、何も制御しないことです。回生有効電力には励磁のための大きな無効電力が伴うため、その状態の力率は悪く、降下速度は作業者ではなく負荷で決まります。停止はブレーキが行います。トリップするDC母線がないので、これらのホイストが全員をマニュアルに向かわせる過電圧故障を示さないのです。
制御方式の実際の違いは、回生ではなく突入電流と摩耗です。
| 始動方式 | 一般的な始動電流 | ホイストへの影響 |
|---|---|---|
| コンタクタ、直入れ | 全負荷電流の600〜700パーセント、投入時に10倍超のスパイク | 弱い電源での電圧低下、機械的衝撃、ブレーキと継手の摩耗 |
| ソフトスタータ | 全負荷電流の200〜450パーセント | より滑らかな始動だが、連続速度制御も回収経路もない |
| VFD | 全負荷電流の100パーセント以下 | 突入なし、制御された降下、回生エネルギーの置き場所 |
ですから正直な営業文句は「回生対非回生」ではありません。「制御された回生対制御されない回生」です。それを理解した購入者は正しい質問、つまり降りる途中でエネルギーがどこへ行くのかを尋ね、言葉に追加料金を払いません。
決してそうではなく、規範は二度そう述べています。あるホイスト業界の資料は明快に述べています。安全規範はクレーンに電気的および機械的の両方の制動手段を要求し、機械側はディスクブレーキ、電気側は電動機の回生能力でカバーされ、降下速度を最大制限の10パーセント以上超えさせてはならない、と。その10パーセントが試験のすべてです。その中で速度を保てない制動は制動手段ではなく、リターダです。
CMAA Specification 70は、ブレーキが作用する点での電動機全負荷トルクでホイストブレーキを選定し、停止トルクと保持トルクを区別します。ホイストのような巻き下ろし負荷は両方を必要とします。ブリッジやトロリーは停止させる分だけでよく、その後は摩擦が保持します。だからホイストブレーキは、カタログが同じ部品番号を示していても走行ブレーキとは別の部品なのです。
この文脈でのフェイルセーフは、ばね適用・通電解放を意味します。コイルが電源を失うとばねがブレーキを閉じるので、停電は荷を落とすのではなく保持します。OSHAの海上基準は要件を一文で述べています。電力の故障は、作業者のいかなる操作もなく動作を停止させブレーキを設定しなければならない。人の上で荷を運ぶ場合、出力側の非常ブレーキが歯車箱出力軸またはドラムフランジに追加され、歯車箱出力トルクに安全率1.5で選定されます。電動機取付けブレーキは入力軸の破断に対して保護できないからです。
| 要件 | 出典 | 回生ホイストにとっての意味 |
|---|---|---|
| 電気的および機械的制動の両方が必要 | ホイスト業界の慣行とクレーン安全規範 | ドライブはディスクブレーキを除去せず、その使用頻度を変える |
| 降下速度は最大値の10パーセントを超えない | 同一資料、機械制動条項の引用 | 回生ドライブが負荷・全速で通過しなければならない受入試験 |
| ブレーキはブレーキ位置での電動機全負荷トルクで選定 | CMAA Specification 70 | 保持トルクと停止トルクは別の数値で、両方が必要 |
| ブレーキは定格荷重の125パーセントを保持、降下速度は120パーセント以内 | ASME B30.16のホイスト要件 | 計算書ではなく試験報告書を求める |
| 停電で作業者の操作なく動作停止・ブレーキ設定 | OSHA 1919.22、海上・沿岸荷役 | ブレーキがばね適用である理由、ドライブがそれを無効にできてはならない理由 |
もう一つ挙げる価値のある相互作用があります。微妙で、Danfossの警告が効いてくる場所です。回生ドライブは負荷を電気的に制御している間ブレーキを開いたままにし、ブレーキ摩耗を劇的に減らします。これは真正の利点です。しかしドライブが速度を上げて過電圧を乗り切ることが許されると、速度制限を知っているのは機械ブレーキだけになります。コンベヤでは誰も気づきません。ホイストでは、10パーセント則はまさにこの設計を止めるために存在します。
ISO 4301-1:2016はクレーンの負荷を3つで分類します。設計寿命中の総作業サイクル数、荷重スペクトル、平均移動距離です。ホイスト機構では、規格は駆動装置を構造物と別に分類することを認めており、回生エネルギーはトン数だけでなくサイクル、時間、フック移動距離に比例するので、ここでは重要です。
巻上げ電動機はほとんど常に断続負荷の機械です。Konecranesの巻上げ電動機研究は、標準的なケースをS3、負荷継続率40または60パーセントと記述しています。10分のうち4分または6分を定格出力で、という意味です。だから5 tホイストが7.5 kW電動機を載せて5 tを持ち上げられるのです。定格は連続してそれを行うことを前提としていません。
| クラス | 毎時サイクル | 年間時間 | 10 tホイストに何をするか |
|---|---|---|---|
| A3、軽 | 最大60 | 800〜1,600 | 年間約1,300 kWh。抵抗器のみ、議論の余地なし |
| A4、中 | 60〜120 | 1,600〜3,000 | 約2,500 kWh。限界的、料金次第 |
| A5、重 | 120〜240 | 3,000〜5,000 | 約3,300 kWh。回生は擁護できる |
| A6、超重 | 240〜400 | 5,000〜8,000 | 8,000 kWh超。フロントエンドを買い、メータも買う |
| A7およびA8、極重から連続 | 400超 | 8,000超 | 回生が安価な選択肢となり、抵抗器が保全項目になる |
議論すべき数値はこれで、トン数ではありません。同じ10 tホイストはハードウェアを変えずに、A6ではA4の4倍のエネルギーを回収します。だから「10 t、回生式」という仕様は何も語らず、「10 t、A6、毎時300サイクル、年間6,000時間、フック移動8 m」はすべてを語ります。
以下の分布は公表された調査ではなく、ホイスト設置全体にわたる当社自身のサービス記録から来ています。これらの数値は当社のものであり、読者はそのように扱うべきだからです。
| 症状 | 割合 | 実際の原因 |
|---|---|---|
| 降下時の過電圧トリップ | 31パーセント | 抵抗器が未接続、パラメータでチョッパが無効、抵抗値が高すぎる |
| 抵抗器の断線またはサーマルトリップ | 19パーセント | 抵抗器側の端子の焼損、汚い工場での塵詰まりのエンクロージャ |
| ブレーキ解放時の荷のドリフトや衝撃 | 17パーセント | ドライブがトルクを確立する前にブレーキが解放、またはその逆 |
| チョッパトランジスタの故障 | 11パーセント | ドライブ最小値未満の抵抗値、ベンチでより強く制動したため取付け |
| 節約が決して見えない | 9パーセント | 受電のみのメータ、またはメータなし |
| 盤の過熱 | 8パーセント | ケーブル長を短くするため盤内に抵抗器を取付け |
| 降下時の説明のつかない速度上昇 | 5パーセント | ホイストドライブで過電圧制御が有効のまま |
上位2項目は部品品質ではなく設定と設置であり、どちらも防ぐのは安価です。最後の1つだけが本当に危険な項目で、確認は30秒です。ドライブのパラメータで過電圧制御を探し、無効であることを確認してください。
はい、1つの式と電卓で足り、2つの見積を比較する前にやる価値があります。必要な入力電力は、質量×重力×巻上げ速度を、歯車箱、電動機、ロープ掛けの効率で割ったものです。当社は0.85を使います。巻上げ速度はほとんどの見積から欠けている数値で、だからこの確認がほとんど行われないのです。
| 定格荷重 | 巻上げ速度 | フックでの機械出力 | 0.85での必要入力電力 | 期待される銘板 |
|---|---|---|---|---|
| 1 t | 毎分8 m | 1.31 kW | 1.54 kW | 1.5 kW |
| 2 t | 毎分8 m | 2.62 kW | 3.08 kW | 3 kW |
| 3 t | 毎分8 m | 3.92 kW | 4.62 kW | 4.5 kW |
| 5 t | 毎分8 m | 6.54 kW | 7.69 kW | 7.5 kW |
| 10 t | 毎分7 m | 11.45 kW | 13.46 kW | 13 kW |
| 5 t、毎分6 mの表示 | 毎分6 m | 4.91 kW | 5.78 kW | 4.0 kWの見積を見たことがあります |
最初の5行は公表カタログ定格をほぼ正確に再現しており、それが要点です。速度が分かれば、電動機の大きさは意見の問題ではありません。最後の行は実際に見かけた表で、5 tホイストが毎分6 mで4 kWと記載され、物理は5.8 kWを必要とします。速度が実際には定格負荷で毎分約4 mか、4 kWが負荷継続率とともに示されるべき短時間値かのどちらかです。どちらも1通のメールで答えられます。見積だけではどちらも答えられないので、下のRFQの質問は負荷継続率と速度を別の項目で尋ねています。
10行です。どのホイストサプライヤも答えられ、その答えがホイストを作る者と組み立てる者を分けます。
1. 定格荷重、定格荷重での巻上げ速度、フック移動距離。速度がなければ電動機定格は確認できません。電力は質量×重力×速度だからです。
2. 電動機出力、負荷クラス、S3負荷継続率のパーセント。短時間過負荷の数値とは別に記載すること。
3. 制御方式：コンタクタ2速、ソフトスタータ、またはVFD（ドライブファミリーとフレームサイズを明記）。
4. VFDの場合、制動チョッパが内蔵かどうか、そしてドライブマニュアルの最小許容抵抗値。
5. 抵抗器のオームとワットの定格、取付位置、エンクロージャの保護等級、熱保護の構成。
6. 回生フロントエンドの提供有無、その追加費用、盤を交換せず後からドライブをアップグレードできるか。
7. ブレーキの種類、ばね適用か否か、ブレーキ軸でのトルク、出力側非常ブレーキの有無。
8. 試験の証拠：125パーセントの静的保持、120パーセント以内の降下速度、電気制動のみでの降下速度制限。
9. 年間予想サイクル数、時間、平均フック移動距離、支払っている料金。サプライヤが割合ではなくエネルギー計算を示せるように。
10. 回生エネルギーを測定するか、何で測定するか。双方向メータだけが、これが機能したかどうかを知る方法です。
当社は0.125〜100 tのホイストを製作し、同じ機械に対して抵抗器とフロントエンドの両方の答えを何度も見積もってきました。決めるのはトン数ではありません。時間×サイクル×フック移動距離です。サプライヤがこれら3つの入力なしに回収率をパーセントで示すなら、そのパーセントはパンフレットから来ています。
まだ十分に定義していない負荷に対してホイストを選定しているなら、ドライブを発注する前にご相談ください。サイクルを教えていただければ、両方の数値を出します。当社のホイスト・アクセサリーのラインナップは0.125〜100 tのチェーン式とワイヤロープ式をカバーし、電気パッケージは別見積なので、抵抗器にいくらかかり、フロントエンドにいくらかかるかが分かります。
ドライブに制動チョッパとその端子が内蔵されている場合に限ります。ほとんどのホイスト用ドライブにはあり、多くの汎用ドライブにはありません。マニュアルで2点を確認してください。制動トランジスタが装着されているか、そして最小許容抵抗値はいくらか。チョッパがなければ、裸の抵抗器ではなく別体の制動ユニットを追加し、そのユニットには専用の電源と、クレーン制御に配線する専用の故障出力が必要です。ドライブのパラメータを変えずに後付けすることは、お金を使って最初の降下でトリップする最も一般的な方法です。
巻上げは電力を引き、降下は電力を返すからです。トリップはドライブが処分できないエネルギーからDC母線を保護しているもので、故障はエネルギー経路にあります。抵抗器の未接続、パラメータセットで無効にされたチョッパ、電流を十分に流せない高すぎる抵抗値、開いたサーマルインターロックのいずれかです。アイドル時や電源投入時にトリップするドライブはまったく別の問題で、電源を指します。誰かが故障をリセットする前に、トリップした瞬間の方向、速度、荷重、ブレーキ状態を記録してください。
可能ですが、発電機を判断の一部にする必要があります。降下負荷からの逆電力は通常、同じ電源の他の負荷に吸収され、そうでない場合は発電機端子に押し込まれます。発電機保護は通常、逆電力の小さな割合でトリップするように設定されているので、セット定格の20パーセントを返すホイストはセットを停止させます。3つの選択肢は、回生を無効にする、逆電力に対してセットと保護を選定する、トリップを受け入れる、です。試運転中ではなく納品前に決めてください。
試運転前にホイストフィーダにクラス0.5S精度の双方向メータを設置し、通常の1週間後に読んでください。受電のみのメータは逆送電を示せないので、工場は回生ドライブを1年動かして請求書に変化がないことがあります。メータはまた、サプライヤに説明した負荷がクレーン実際の負荷と一致するかどうかも決着させ、不一致は通常そこにあります。当社の見積でも計量点をお尋ねください。エンジニアリングチームに連絡いただければ、単線接続図に記入します。
いいえ、そして算数は僅差でもありません。1 tチェーンホイストが3 mを典型的な軽負荷で降ろすと年間約150 kWhを回収し、kWh当たり0.12米ドルで18米ドルです。回生フロントエンドは抵抗器より数百ドル高く、回収は数十年に及び、ホイストの寿命より長くなります。抵抗器を買い、盤の外に置き、差額をきれいに解放するブレーキに使ってください。
抵抗器はエネルギーを熱に変え、回生ユニットはそれを電源電流に戻します。抵抗器は安価で単純、系統との相互作用がなく、発電機を含むどの電源でも動作します。回生ユニットはエネルギーを節約し、建物から熱を除き、力率と高調波を改善しますが、逆電力、計量、保護に関する一連の問いを持ち込みます。約5 t未満の機械では抵抗器が金額で勝ちます。実際の負荷がある20 t超では、回生ユニットは金額でも他のすべてでも通常勝ちます。
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