驅(qū)動(dòng)控制裝置、電氣設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能夠根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)控制裝置、電氣設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)控制方法。該驅(qū)動(dòng)控制裝置包括：物理量檢測單元（71），檢測與所述電機(jī)（20）的輸出相關(guān)的物理量；轉(zhuǎn)速判斷單元（72），判斷所述電機(jī)（20）的轉(zhuǎn)速是否不小于基本轉(zhuǎn)速；閾值選擇單元（73），根據(jù)該轉(zhuǎn)速判斷單元（72）的判斷結(jié)果選擇物理量的閾值；轉(zhuǎn)速控制單元（74），根據(jù)檢測到的物理量和選擇的閾值的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
【專利說明】驅(qū)動(dòng)控制裝置、電氣設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)控制裝置、具備該驅(qū)動(dòng)控制裝置的電氣設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)控制方法，其中所述驅(qū)動(dòng)控制裝置用于驅(qū)動(dòng)控制電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決環(huán)境污染或工業(yè)廢棄物增加等問題，創(chuàng)建循環(huán)型社會(huì)變得日益重要。例如，在使用以塑料為代表的合成樹脂來制造成型品或成型部件的成型工廠中，通過回收成型過程中產(chǎn)生的被稱為流道廢料(sprue runner)的廢棄部分或成型次品等來提高樹脂材料的資源再利用率。
[0003]樹脂材料的再循環(huán)中將利用粉碎機(jī)將回收的流道廢料粉碎成規(guī)定大小的粉碎材料作為再循環(huán)原料。這種粉碎機(jī)為了使從進(jìn)料料斗進(jìn)入的流道廢料(待處理物)容易陷入粉碎刀片內(nèi)，作為示例，首先用粗碎刀片進(jìn)行粗碎，然后利用粉碎刀片將粗碎后的材料粉碎成規(guī)定的粒狀粉碎材料。許多致力于工廠內(nèi)部再循環(huán)的機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用將粗碎刀片或粉碎刀片等旋轉(zhuǎn)刀片固定于一個(gè)轉(zhuǎn)軸上的單軸式粉碎機(jī)，因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)部件數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡單。
[0004]在這種粉碎機(jī)中，投入的待處理物的種類及用途較多，有時(shí)需要將不同的待處理物粉碎成大小不同的粉碎片。為此，已公開有一種粉碎機(jī)，其可以通過檢測粉碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，并根據(jù)檢測出的電流的大小來改變逆變器的頻率，以及改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來將材料粉碎成所需大小的粉碎片(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開2000-70749號(hào)
[0006]現(xiàn)有的粉碎機(jī)中，由于投入的待處理物數(shù)量通常不固定，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷狀態(tài)變化較大的情況。因此，將包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)刀片和轉(zhuǎn)軸的粉碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成具有相當(dāng)大幅度的最大轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。另外，考慮到負(fù)荷變化，粉碎機(jī)將以恒定轉(zhuǎn)矩特性運(yùn)行以便始終保持最大轉(zhuǎn)矩，但在正常運(yùn)行中其被設(shè)計(jì)成始終具有一定幅度且極少在最大轉(zhuǎn)矩附近運(yùn)行。因此，造成以低負(fù)荷率運(yùn)行大容量(大額定容量)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而存在不能充分節(jié)能運(yùn)行的問題。另外，這種處理多種負(fù)荷的裝置并不限于粉碎機(jī)，也適用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械中使用的其他電氣設(shè)備，而在此類電氣設(shè)備中也存在如上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)控制裝置、具備該驅(qū)動(dòng)控制裝置的電氣設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)控制方法。
[0008]根據(jù)第一方面的一種驅(qū)動(dòng)控制裝置是用于控制電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，該電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制裝置包括:物理量檢測單元，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的多個(gè)物理量；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)物理量的閾值；轉(zhuǎn)速判斷單元，判斷所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否不小于基本轉(zhuǎn)速；選擇單元，根據(jù)該轉(zhuǎn)速判斷單元的判斷結(jié)果選擇每個(gè)物理量的閾值；控制單元，根據(jù)由所述物理量檢測單元檢測到的物理量與由所述選擇單元選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0009]在第二方面中，在根據(jù)第一方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，所述物理量檢測單元檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出，所述選擇單元在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于所述基本轉(zhuǎn)速時(shí)選擇特定的功率閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述特定功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0010]在第三方面中，在根據(jù)第一方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，所述物理量檢測單元檢測與所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量，所述選擇單元在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于所述基本轉(zhuǎn)速的情況下選擇特定的轉(zhuǎn)矩量閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的特征量與所述特定的轉(zhuǎn)矩量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0011]根據(jù)第四方面的一種驅(qū)動(dòng)控制裝置是用于控制電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，該電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制裝置包括:物理量檢測單元，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量；閾值計(jì)算單元，計(jì)算針對(duì)所述特征量的特征量閾值；控制單元，在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的特征量與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0012]在第五方面中，根據(jù)第四方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置還包括:頻率檢測單元，對(duì)所述逆變器轉(zhuǎn)換的頻率進(jìn)行檢測；其中所述閾值計(jì)算單元根據(jù)所述頻率檢測單元檢測到的頻率和對(duì)應(yīng)于所述基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值來計(jì)算特征量閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測到的特征量與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0013]在第六方面中，在第四方案的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，在所述電動(dòng)機(jī)以不小于所述基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)、所述物理量檢測單元檢測出的特征量大于所述特征量閾值的情況下，所述控制單元降低所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0014]在第七方面中，在根據(jù)所述第四方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，在所述電動(dòng)機(jī)以不小于所述基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)、所述物理量檢測單元檢測出的特征量小于所述特征量閾值的情況下，所述控制單元提高所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0015]根據(jù)第八方面的一種驅(qū)動(dòng)控制裝置是用于控制電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，該電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器來驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制裝置包括:物理量檢測單元，檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出；閾值計(jì)算單元，計(jì)算所述電動(dòng)機(jī)輸出的功率閾值；控制單元，在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0016]在第九方面中，根據(jù)第八方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置還包括:頻率檢測單元，對(duì)所述逆變器轉(zhuǎn)換的頻率進(jìn)行檢測；其中所述閾值計(jì)算單元根據(jù)所述頻率檢測單元檢測到的頻率及對(duì)應(yīng)于所述基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值來計(jì)算功率閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。[0017]在第十方面中，在根據(jù)第八方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，在所述電動(dòng)機(jī)以不大于所述基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)、所述物理量檢測單元檢測出的輸出大于所述功率閾值的情況下，所述控制單元降低所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0018]在第十一方面中，在根據(jù)第八方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置中，在所述電動(dòng)機(jī)以不大于所述基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)、所述物理量檢測單元檢測出的輸出小于所述功率閾值的情況下，所述控制單元提高所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0019]在第十二方面中，根據(jù)第一至第十一方面中的任意一個(gè)方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:判斷單元，其使所述逆變器將交流電源的頻率轉(zhuǎn)換為低于該頻率的低頻率，并使所述旋轉(zhuǎn)體執(zhí)行所需要的處理以便判斷能否由該旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行該處理。
[0020]在第十三方面中，根據(jù)第十二方面的所述驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元，其通過收集與所述物理量檢測單元檢測出的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量來計(jì)算統(tǒng)計(jì)值，并且所述判斷單元根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)值對(duì)能否進(jìn)行所述處理進(jìn)行判斷。
[0021]根據(jù)第十四方面的一種電氣設(shè)備，包括:轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器、由該逆變器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、安裝在通過該電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，以及根據(jù)前述任一方面所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)控制裝置控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0022]根據(jù)第十五方面的一種驅(qū)動(dòng)控制方法是一種包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體的電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟:檢測步驟，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的多個(gè)物理量；判斷步驟，利用存儲(chǔ)物理量的閾值，判斷所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否不小于基本轉(zhuǎn)速；選擇步驟，根據(jù)判斷步驟獲得的判斷結(jié)果選擇每個(gè)物理量的閾值；控制步驟，根據(jù)檢測到的物理量與選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0023]根據(jù)第十六方面的一種驅(qū)動(dòng)控制方法是一種具有安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體的電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟:檢測步驟，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量；計(jì)算步驟，計(jì)算針對(duì)所述特征量的特征量閾值；控制步驟，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于所述基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)檢測到的特征量與計(jì)算得出的特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0024]根據(jù)第十七方面的一種驅(qū)動(dòng)控制方法是一種具有安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體的電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)控制方法包括如下步驟:檢測步驟，檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出；計(jì)算步驟，計(jì)算針對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的輸出的功率閾值；控制步驟，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于所述基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)檢測到的輸出與計(jì)算得出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0025]在第一方面及第十五方面中，包括:物理量檢測單元，檢測與電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的多個(gè)物理量；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)針對(duì)所述物理量的閾值；轉(zhuǎn)速判斷單元，判斷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否不小于基本轉(zhuǎn)速；選擇單元，根據(jù)轉(zhuǎn)速判斷單元的判斷結(jié)果選擇針對(duì)每個(gè)物理量的閾值；控制單元，根據(jù)檢測到的物理量與選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。與電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的物理量為例如電動(dòng)機(jī)(電機(jī))的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流或者輸出功率(電機(jī)輸出)等。如果作為物理量檢測出的是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流或電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流，則只要將檢測出的轉(zhuǎn)矩電流或負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩即可。基本轉(zhuǎn)速為根據(jù)由逆變器向電動(dòng)機(jī)輸出的基本頻率(例如，50Hz或60Hz)及電動(dòng)機(jī)的極數(shù)所確定的同步轉(zhuǎn)速。由于確定的電動(dòng)機(jī)的基本轉(zhuǎn)速和逆變器的基本頻率是唯一的，因此利用轉(zhuǎn)速判斷單元判斷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否不小于基本轉(zhuǎn)速等同于判斷逆變器的頻率是否不小于基本頻率。
[0026]由逆變器控制的電動(dòng)機(jī)的輸出特性，在轉(zhuǎn)速在基本轉(zhuǎn)速以下(S卩，基本頻率以下的頻率)時(shí)具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，在轉(zhuǎn)速在基本轉(zhuǎn)速以上(即，基本頻率以上的頻率)時(shí)具有恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。也就是說，轉(zhuǎn)速判斷單元判斷電動(dòng)機(jī)是在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行還是在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行。選擇單元根據(jù)轉(zhuǎn)速判斷單元的判斷結(jié)果來選擇物理量的閾值。例如，如果判斷結(jié)果為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在基本轉(zhuǎn)速以上時(shí)(即，判斷電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí))，選擇電動(dòng)機(jī)的輸出功率(物理量)的功率閾值。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率是恒定的，因此可以使用特定(固定值)的功率閾值。另夕卜，如果判斷結(jié)果為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)(即，判斷電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí))，選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩(物理量)的轉(zhuǎn)矩閾值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是恒定的，因此可以使用特定(固定值)的轉(zhuǎn)矩閾值。
[0027]控制單元根據(jù)檢測出的物理量與選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。特別地，如果電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行，作為物理量檢測的是電動(dòng)機(jī)的輸出功率(輸出)，并根據(jù)檢測出的輸出功率與功率閾值之間的大小關(guān)系來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩Tm可以用Tm=aXPW/Vf表示。其中，a是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)，PW是電動(dòng)機(jī)的輸出功率，Vf是電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率發(fā)生變化。因此，檢測出的輸出功率(輸出)比功率閾值小時(shí)，由于負(fù)荷較輕，所以通過增加電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來提高粉碎處理能力?？蛇x地，如果檢查出的輸出功率比功率閾值大時(shí)，由于負(fù)荷較重，所以通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，以防止超負(fù)荷停止。
[0028]另一方面，如果電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行，作為物理量檢測的是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩(或者與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流等)，根據(jù)檢測出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。此外，控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等同于控制逆變器的輸出電壓的頻率或者控制電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。
[0029]如上所述，如果電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的情況下，能夠僅通過比較檢測出的輸出功率(物理量)與功率閾值之間的大小關(guān)系就可以按照負(fù)荷控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。例如，可以通過使用僅輸出電動(dòng)機(jī)的輸出功率這樣的成本較低的逆變器來控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。另外，由于電動(dòng)機(jī)的恒定輸出區(qū)域中的轉(zhuǎn)矩值根據(jù)轉(zhuǎn)速而變化，所以當(dāng)對(duì)檢測出的轉(zhuǎn)矩和閾值進(jìn)行比較時(shí)，需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使用不同的閾值。因此，在控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，需要計(jì)算適應(yīng)于轉(zhuǎn)速的閾值，計(jì)算處理導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的增加，從而造成成本的提高。通過比較檢測出的輸出功率(物理量)與功率閾值之間的大小關(guān)系，不再需要計(jì)算轉(zhuǎn)矩的閾值，可以實(shí)現(xiàn)降低成本，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0030]在第二方面中，物理量檢測單元檢測電動(dòng)機(jī)的輸出(輸出功率)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)(即，電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí))，選擇單元選擇特定(固定值)的功率閾值。控制單元根據(jù)檢測出的輸出功率與特定的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)控制轉(zhuǎn)速的情況下，能夠僅通過比較檢測出的輸出功率(物理量)與特定的功率閾值之間的大小關(guān)系就可以按照負(fù)荷控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，不再需要計(jì)算閾值，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0031]在第三方面中，檢測與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量。與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量是指轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流等。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)(即，電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí))，選擇特定(固定值)的轉(zhuǎn)矩量閾值?？刂茊卧鶕?jù)檢測出的特征量與特定的轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)控制轉(zhuǎn)速的情況下，能夠僅通過比較檢測出的轉(zhuǎn)矩(物理量)相關(guān)的特征量與轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系就可以按照負(fù)荷控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，不再需要計(jì)算閾值，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0032]在第四方面以及第十六方面中，包括:物理量檢測單元，檢測與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量；閾值計(jì)算單元，計(jì)算針對(duì)特征量的特征量閾值；控制單元，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，根據(jù)檢測出的特征量與特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量是指，例如電動(dòng)機(jī)(電機(jī))的轉(zhuǎn)矩本身、轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流。作為特征量檢測的是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流或者電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流時(shí)，將檢測出的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩即可。基本轉(zhuǎn)速是根據(jù)由逆變器向電動(dòng)機(jī)輸出的基本頻率(例如，50Hz或60Hz)和電動(dòng)機(jī)的極數(shù)來確定的同步轉(zhuǎn)速。換句話說，唯一確定的是電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸的基本轉(zhuǎn)速和逆變器的頻率。
[0033]由逆變器控制的電動(dòng)機(jī)的輸出特征，在轉(zhuǎn)速不大于基本轉(zhuǎn)速時(shí)其具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，在轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)則具有恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。如果電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，即在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，控制單元可以根據(jù)檢測出的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量以及特征量閾值(例如，轉(zhuǎn)矩閾值、轉(zhuǎn)矩電流閾值或負(fù)荷電流閾值)之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，若檢測出的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量小于特征量閾值，由于負(fù)荷較輕，因此通過增加轉(zhuǎn)速來提高粉碎處理能力。可選地，若檢測出的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量大于特征量閾值，由于負(fù)荷較重，因此通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而防止超負(fù)荷停止。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)適應(yīng)于負(fù)荷特性的轉(zhuǎn)矩特性，并且得到最大處理能力，由于可以根據(jù)負(fù)荷變化來轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)矩，所以不需要預(yù)先設(shè)置大容量(大額定容量)的電動(dòng)機(jī)，也不需要大容量的電動(dòng)機(jī)以低負(fù)荷率進(jìn)行運(yùn)行，因此可使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)，同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。此外，根據(jù)負(fù)荷特性可以控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0034]在第五方面中，閾值計(jì)算單元基于由逆變器轉(zhuǎn)換的頻率以及對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值計(jì)算特征量閾值。對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)的基準(zhǔn)閾值Tc是指恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的恒定的轉(zhuǎn)矩閾值。將由逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換了的頻率視為F，頻率F中的特征量閾值Tf可以根據(jù)以下公式來計(jì)算=Tf=TcX基本頻率/F。也就是說，基本頻率(例如，50Hz或60Hz)以上的頻率的特征量閾值隨著頻率的增加而減少，能夠根據(jù)恒定輸出區(qū)域中的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線求出閾值?？刂茊卧鶕?jù)檢測出的特征量與計(jì)算出的特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于能夠根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線求出閾值，所以即使在電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷的變化發(fā)生變化時(shí)，依然可以使用適應(yīng)于負(fù)荷變化的閾值，能夠在優(yōu)化電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的同時(shí)輸出最佳轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行運(yùn)行。
[0035]在第六方面中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，即，電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行，如果檢測出的特征量大于特征量閾值，控制單元降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果由于負(fù)荷變化造成檢測出的轉(zhuǎn)矩(特征量)超過特征量閾值時(shí)，通過降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩。由此，即使在重負(fù)荷的情況下，也可以獲得所需要的轉(zhuǎn)矩，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，防止超負(fù)荷停止。
[0036]在第七方面中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，也就是說，電動(dòng)機(jī)在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行，若檢測出的特征量小于特征量閾值，控制單元增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果由于負(fù)荷變化造成檢測出的轉(zhuǎn)矩(特征量)小于特征量閾值，通過增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來降低轉(zhuǎn)矩。由此，即使在輕負(fù)荷的情況下，也可以在保持所需轉(zhuǎn)矩的同時(shí)增加轉(zhuǎn)速，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，提高粉碎處理能力。
[0037]在第八方面以及第十七方面中，包括:物理量檢測單元，檢測電動(dòng)機(jī)的輸出(輸出功率)；閾值計(jì)算單元，計(jì)算針對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出的功率閾值；控制單元，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，根據(jù)檢測出的輸出與功率閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。基本轉(zhuǎn)速為根據(jù)由逆變器向電動(dòng)機(jī)輸出的基本頻率(例如，50Hz或60Hz)和電動(dòng)機(jī)的極數(shù)所確定的同步轉(zhuǎn)速。換句話說，唯一確定的是電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸的基本轉(zhuǎn)速和逆變器的頻率。
[0038]由逆變器控制的電動(dòng)機(jī)的輸出，在轉(zhuǎn)速不大于基本轉(zhuǎn)速時(shí)其具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，在轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)則具有恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。如果電動(dòng)機(jī)以不高于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，也就是說，在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行，控制單元根據(jù)檢測出的輸出功率(輸出)與功率閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩Tm可由Tm=aXPw/Vf表示。其中，a是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)確定的系數(shù)，Pw是電動(dòng)機(jī)的輸出功率，Vf是電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率發(fā)生變化。
[0039]因此，如果檢測出的輸出功率比功率閾值小，由于負(fù)荷較輕，所以通過增加轉(zhuǎn)速來提高粉碎處理能力?？蛇x的，如果檢測出的輸出功率比功率閾值大，由于負(fù)荷較重，所以通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而防止超負(fù)荷停止。由此，獲得適應(yīng)于負(fù)荷特性的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳轉(zhuǎn)速，從而得到最大的處理能力。因此，不再需要預(yù)先設(shè)置大容量(大額定容量)電動(dòng)機(jī)。另外，也不需要大容量的電動(dòng)機(jī)以低負(fù)荷率運(yùn)行，所以可使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。另外，可以根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0040]在第九方面中，閾值計(jì)算單元基于由逆變器轉(zhuǎn)換后的頻率以及對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值來計(jì)算功率閾值。對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)的基準(zhǔn)閾值Pc是指恒定輸出區(qū)域中的恒定的功率閾值。如果將由逆變器轉(zhuǎn)換后的頻率視為F，則頻率F的功率閾值Pf可以通過以下公式來計(jì)算=Pf=PcXF/基本頻率。具體地，基本頻率(例如，50Hz或60Hz)以下的頻率的功率閾值隨著頻率的增加而增加，并且可以根據(jù)恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的電動(dòng)機(jī)的輸出功率曲線求出閾值?？刂茊卧鶕?jù)檢測出的輸出功率與計(jì)算出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出功率曲線求出閾值，因此即使電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷變化而變化，依然可以使用適應(yīng)于負(fù)荷變化的閾值。因此，能夠在優(yōu)化電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的同時(shí)，輸出最佳轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行運(yùn)行。
[0041]在第十方面中，電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，即電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行，如果檢測出的輸出功率大于功率閾值，控制單元將降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果依據(jù)負(fù)荷變化檢測出的輸出功率大于功率閾值，通過降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩。由此，即使在重負(fù)荷的情況下，也可以獲得所需要的轉(zhuǎn)矩，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，從而防止超負(fù)荷停止。
[0042]在第十一方面中，電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，即電動(dòng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行，如果檢測出的輸出功率小于功率閾值，控制單元將增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果依據(jù)負(fù)荷變化檢測出的輸出功率低于功率閾值，通過增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來降低轉(zhuǎn)矩。由此，即使在輕負(fù)荷的情況下，也可以在維持所需要的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)增加轉(zhuǎn)速，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，從而提高粉碎處理能力。
[0043]在第十二方面中，包括:判斷單元，其使逆變器將交流電源的頻率轉(zhuǎn)換成低于該頻率的低頻率，并使旋轉(zhuǎn)體執(zhí)行所需要的處理以具備判斷能否由該旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行處理的判斷單元。低頻率區(qū)域是指例如幾個(gè)Hz至20Hz左右的頻率范圍。優(yōu)選的，低頻率區(qū)域是交流電源(50Hz或60Hz的商用頻率)的10%左右，可以是5Hz或6Hz土幾Hz (赫茲)。如果電氣設(shè)備為具有一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)軸的粉碎機(jī)時(shí)，所需要的處理是用旋轉(zhuǎn)刀片來粉碎待粉碎物。此夕卜，電氣設(shè)備不局限于粉碎機(jī)。
[0044]以逆變器的輸出頻率作為商用頻率(50Hz或者60Hz)運(yùn)行時(shí)，在執(zhí)行所需要的處理，例如，在粉碎待粉碎物時(shí)，發(fā)生過度超負(fù)荷導(dǎo)致將大負(fù)荷施加到旋轉(zhuǎn)刀片(轉(zhuǎn)軸)上。與轉(zhuǎn)軸相比，由于高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸(電動(dòng)機(jī)軸)的慣性大，所以在轉(zhuǎn)軸上施加超負(fù)荷時(shí)，通過高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸的大慣性，產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩(由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩)的附加慣性轉(zhuǎn)矩(慣性力矩和角加速度的乘積)，實(shí)際轉(zhuǎn)矩(實(shí)際上施加到負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與附加慣性轉(zhuǎn)矩的總值。具體而言，如果用商用頻率運(yùn)行逆變器，實(shí)際轉(zhuǎn)矩不只是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和附加慣性轉(zhuǎn)矩疊加的巨大的轉(zhuǎn)矩。因此，如現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是否在容許范圍內(nèi)來判斷可否粉碎待粉碎物的話，由于實(shí)際上在負(fù)荷上施加了意想不到的大轉(zhuǎn)矩，所以可能會(huì)發(fā)生實(shí)際轉(zhuǎn)矩超過容許范圍的情形。
[0045]另一方面，施加在負(fù)荷上的轉(zhuǎn)矩(實(shí)際轉(zhuǎn)矩)即切斷待粉碎物的力是恒定的，而無關(guān)于轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)刀片)的轉(zhuǎn)速(逆變器的輸出頻率)的大小關(guān)系。因此，通過使逆變器在輸出頻率處于低頻率區(qū)域的狀態(tài)下運(yùn)行，減小(降低)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，從而大大減少附加慣性轉(zhuǎn)矩的影響，以致電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩在接近實(shí)際轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下粉碎待粉碎物。在此情況下，通過判斷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是否在容許范圍內(nèi)，可以大致判斷在粉碎待粉碎物時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)矩是否在容許范圍內(nèi)。由此，即使將逆變器的輸出頻率設(shè)定為商用頻率、商用頻率以上或者商用頻率以下，也會(huì)對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)矩是否在容許范圍內(nèi)進(jìn)行判斷。所以，即使發(fā)生過度超負(fù)荷，也不會(huì)發(fā)生實(shí)際轉(zhuǎn)矩超過容許范圍的現(xiàn)象，可以準(zhǔn)確地判斷是否可以粉碎該待粉碎物。此外，也可以使用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流等來替代電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
[0046]在第十三方面中，包括:統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元，其通過采集與檢測出的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量來計(jì)算統(tǒng)計(jì)值。判斷單元用來判斷是否可以基于算出的統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行處理。與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量，除了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩之外，還可以是，例如，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流等。統(tǒng)計(jì)值可以是，例如，通過檢測物理量(例如，轉(zhuǎn)矩)的多個(gè)峰值并計(jì)算所檢測到的峰值的平均值或者最大值而得到。判斷單元根據(jù)算出的特征量的統(tǒng)計(jì)值是否在容許范圍內(nèi)(例如在容許轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi))來判斷是否進(jìn)行所需要的處理，例如判斷是否可以粉碎。作為特征量檢測的是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流時(shí)，將檢測出的轉(zhuǎn)矩電流或者負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩即可。由于是在考慮了根據(jù)待粉碎物的粉碎、破碎狀態(tài)而變化的特征量(例如，轉(zhuǎn)矩)偏差的基礎(chǔ)上，判斷特征量是否在容許范圍內(nèi)，因此可以通過利用統(tǒng)計(jì)值來準(zhǔn)確地判斷是否可以粉碎待粉碎物。
[0047]在第十四方面中，包括:逆變器，轉(zhuǎn)換交流電源的頻率；電動(dòng)機(jī)，由逆變器驅(qū)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)體，安裝于由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸上；以及如上所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置。驅(qū)動(dòng)控制裝置控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由此，可以根據(jù)負(fù)荷特性來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。另外，能夠在使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0048]本發(fā)明可以根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。另外，在使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施方式的包括驅(qū)動(dòng)控制裝置的粉碎機(jī)的設(shè)置示例的概況的外觀立體圖。
[0050]圖2為根據(jù)第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)主體的一個(gè)實(shí)施例的主要部分平面圖。
[0051]圖3為第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0052]圖4為示出逆變器的輸出電流波形的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖。
[0053]圖5為示出現(xiàn)有粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與逆變器的頻率之間的關(guān)系的說明圖。
[0054]圖6為示出由現(xiàn)有逆變器所控制的電機(jī)的輸出特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0055]圖7為示出第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電機(jī)的輸出特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0056]圖8為示出第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)的選擇閾值的實(shí)施例的說明圖。
[0057]圖9為根據(jù)第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0058]圖10為示出第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)矩閾值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0059]圖11為示出第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電機(jī)的輸出特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0060]圖12為示出電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率與功率因數(shù)之間的關(guān)系的說明圖。
[0061]圖13為示出第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)的運(yùn)行時(shí)的特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0062]圖14為根據(jù)第三實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0063]圖15為示出第三實(shí)施方式的粉碎機(jī)的功率閾值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0064]圖16為根據(jù)第四實(shí)施方式的粉碎機(jī)的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0065]圖17為當(dāng)逆變器的輸出頻率為6Hz時(shí)相對(duì)額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0066]圖18為當(dāng)逆變器的輸出頻率為20Hz時(shí)相對(duì)額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0067]圖19為當(dāng)逆變器的輸出頻率為40Hz時(shí)相對(duì)額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0068]圖20為當(dāng)逆變器的輸出頻率為60Hz時(shí)相對(duì)額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0069]圖21為示出逆變器的輸出頻率和負(fù)荷率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0070]圖22為示出轉(zhuǎn)矩值的修正的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0071]圖23為根據(jù)第五實(shí)施方式的粉碎機(jī)主體的一個(gè)實(shí)施例的主要部分截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0072](第一實(shí)施方式)
[0073]下面，將參照示出本發(fā)明實(shí)施方式的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施方式的包括驅(qū)動(dòng)控制裝置的粉碎機(jī)100的設(shè)置示例的概況的外觀立體圖。以下，以粉碎機(jī)100為例對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)注意，電氣設(shè)備不僅限于粉碎機(jī)100。粉碎機(jī)100包括粉碎機(jī)主體50、逆變器40、電機(jī)(電動(dòng)機(jī))20、減速器30和控制單元70。其中，所述粉碎機(jī)主體50裝備有殼體，所述逆變器40用于轉(zhuǎn)換由50Hz或者60Hz的商用電源來供電的交流電源的頻率(基本頻率)并輸出轉(zhuǎn)換后頻率的交流電壓，所述電機(jī)(電動(dòng)機(jī))20由逆變器40輸出的交流電壓來驅(qū)動(dòng)，所述減速器30對(duì)電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，所述控制單元70是控制粉碎機(jī)100運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)控制裝置。粉碎機(jī)100具有橫向放置于殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸以由減速器30減速后的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在粉碎機(jī)100中，通過安裝于殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)刀片和配置于殼體內(nèi)的固定刀片的協(xié)作來粉碎待處理物。此外，在下文的說明中，雖然所敘述的結(jié)構(gòu)是將作為驅(qū)動(dòng)控制裝置的控制單元70組裝于作為電氣設(shè)備的粉碎機(jī)內(nèi)，但也可以將控制單元70與粉碎機(jī)分離，使之作為單獨(dú)的設(shè)備。
[0074]粉碎機(jī)主體50裝備有上下開口的殼體。粉碎機(jī)主體50通過螺栓等固定于中心部分開口的金屬制支承臺(tái)I上。支承臺(tái)I的下側(cè)配置有安裝于粉碎機(jī)主體50的下部的材料容納部分。
[0075]在粉碎機(jī)主體50的上方設(shè)有近似S型的進(jìn)料料斗60。進(jìn)料料斗60的下側(cè)邊緣上設(shè)有開閉用軸(未圖示)，通過使進(jìn)料料斗60圍繞軸旋轉(zhuǎn)約90度，可以打開粉碎機(jī)主體50的上方。打開進(jìn)料料斗60的內(nèi)部,將從裝料口 61投入的待處理物(流道廢料(Sprue runner))供給粉碎機(jī)主體50。
[0076]圖2為第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)主體50的一個(gè)實(shí)施例的主要部分平面圖。如圖2所示，在支承臺(tái)I的上表面相對(duì)設(shè)置有間隔適當(dāng)距離的一對(duì)金屬制固定側(cè)壁2、2，在固定側(cè)壁2、2的兩側(cè)上配置有一對(duì)由固定側(cè)壁2、2夾住的金屬制擺動(dòng)側(cè)壁3、3，從而固定側(cè)壁2、2和擺動(dòng)側(cè)壁3、3構(gòu)成殼體。然后，粉碎機(jī)主體50的殼體的上下兩側(cè)均開口。
[0077]在一個(gè)固定側(cè)壁2的大致中心位置上安裝有軸承10，在另一個(gè)固定側(cè)壁2上安裝有電機(jī)20和減速器30。應(yīng)當(dāng)注意，圖2中省略了逆變器40和控制單元70。減速器30包括小齒輪以及車輪(齒輪)等，以便對(duì)電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，并且以減速后的轉(zhuǎn)速使粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸(未圖示)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸橫向配置于固定側(cè)壁2、2之間。由此，粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸與電機(jī)20的電機(jī)軸連動(dòng)地同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
[0078]由固定側(cè)壁2、2以及擺動(dòng)側(cè)壁3、3所圍成的空間內(nèi)容納有作為安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)刀片的粗碎刀片4、4以及粉碎刀片6、6、6。粗碎刀片4、4從轉(zhuǎn)軸的圓周面呈圓弧狀突出。即，粗碎刀片4、4分別朝向旋轉(zhuǎn)方向呈前端部(刀鋒部)彎曲的臂狀，以適當(dāng)?shù)拈g隔配置于轉(zhuǎn)軸的軸方向上。粉碎刀片6、6、6配置于固定側(cè)壁2和粗碎刀片4之間以及粗碎刀片4、4之間，其沿著轉(zhuǎn)軸方向以特定間隔形成環(huán)狀凹槽，相鄰的環(huán)狀凹槽間的環(huán)狀突起部的外圓周面形成齒狀。
[0079]擺動(dòng)側(cè)壁3、3能夠圍繞與轉(zhuǎn)軸平行的擺動(dòng)軸(未圖示)擺動(dòng)，通過打開擺動(dòng)側(cè)壁3、3使殼體內(nèi)部向上打開。而在擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面，朝內(nèi)向下傾斜地固定包括矩形板狀的第一固定刀片7a和第二固定刀片7b的固定刀片7，其中第一固定刀片7a和第二固定刀片7b與各個(gè)粗碎刀片4以及各個(gè)粉碎刀片6共同來粉碎待處理物(流道廢料)。
[0080]第一固定刀片7a的長度方向的尺寸與粉碎刀片6的軸向方向的尺寸大致相同；第一固定刀片7a在沿長度方向的邊緣部分上具有形成凹凸?fàn)畹凝X形部分，使之與粉碎刀片6的刀片邊緣相咬合；并且通過螺栓9固定在擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面。另外，在沿寬度方向并接近粗碎刀片4的邊緣部分上，第一固定刀片7a具有通過與粗碎刀片4的協(xié)作來粉碎待處理物的齒形部分。
[0081 ] 第二固定刀片7b在長度方向的尺寸與擺動(dòng)側(cè)壁3的軸向方向的尺寸大致相同，第二固定刀片7b在沿長度方向且接近粗碎刀片4的邊緣部分處具有通過與粗碎刀片4的協(xié)作粉碎待處理物的齒形部分。第二固定刀片7b通過螺栓(未圖示)以與第一固定刀片7a的另一個(gè)長度方向的邊緣部分相抵接的方式固定在擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面。
[0082]在擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面以及固定刀片7的下方設(shè)置了粗碎刀片罩(未圖示)，從而防止雖被粗碎刀片4、4粗碎但沒有被粉碎成規(guī)定大小的待處理物被排出。粗碎刀片罩設(shè)置有在其內(nèi)側(cè)形成的圓弧狀的凹槽，使得粗碎刀片罩能夠覆蓋粗碎刀片4、4的旋轉(zhuǎn)軌道。
[0083]在另一擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面上，通過螺栓8、8、8朝內(nèi)向下傾斜地固定有大致呈矩形的板狀刮刀5，其用于將由粉碎刀片6、6、6刮落粉碎成規(guī)定大小(粒形)的粉碎材料排出到殼體下方的材料容納部分。
[0084]刮刀5在粗碎刀片4、4旋轉(zhuǎn)的部分形成矩形切口，而在沿長度方向且接近粉碎刀片6、6、6的一個(gè)邊緣上形成呈凹凸?fàn)畹墓温洳糠质怪c粉碎刀片6的刀片邊緣咬合。
[0085]在擺動(dòng)側(cè)壁3的內(nèi)表面上且在刮刀5的下方設(shè)置了粗碎刀片罩，以便防止雖被粗碎刀片4、4粗碎但沒有被粉碎成規(guī)定大小的待處理物的排出。粗碎刀片罩配置有在其內(nèi)側(cè)形成的圓弧狀的凹槽，該粗碎刀片罩能夠覆蓋粗碎刀片4、4的旋轉(zhuǎn)軌道。當(dāng)關(guān)閉兩側(cè)的擺動(dòng)側(cè)壁3、3時(shí)，各粗碎刀片罩在一端相互抵接而形成覆蓋粗碎刀片4、4的旋轉(zhuǎn)軌道的空間，從而防止待處理物的未粉碎部分的排出。
[0086]在由固定側(cè)壁2以及擺動(dòng)側(cè)壁3構(gòu)成的殼體的四個(gè)角處，設(shè)置了鎖定部件13，其中每個(gè)鎖定部件13具有將擺動(dòng)側(cè)壁3、3固定在固定側(cè)壁2、2上的錐面。這樣，通過由錐面夾緊的固定側(cè)壁2和擺動(dòng)側(cè)壁3的端部來緊固擰入鎖定部件13的杠桿12，能夠?qū)[動(dòng)側(cè)壁
3、3固定在固定側(cè)壁2、2上。各擺動(dòng)側(cè)壁3可通過抓握固定在擺動(dòng)側(cè)壁3上的手柄14來開關(guān)。
[0087]當(dāng)粉碎待處理物時(shí)，通過緊固杠桿12將擺動(dòng)側(cè)壁3、3固定在固定側(cè)壁2、2上。在將待處理物投入到配置于殼體上部的進(jìn)料料斗60中之后，此時(shí)接通逆變器40的電源，轉(zhuǎn)軸以規(guī)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以轉(zhuǎn)動(dòng)粗碎刀片4和粉碎刀片6。粗碎刀片4和粉碎刀片6的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閺纳舷蛳屡c固定刀片7相咬合,且從下向上與刮刀5相咬合的方向。
[0088]由此，首先通過粗碎刀片4和固定刀片7的協(xié)作將待處理物粗碎成成容易陷入粉碎刀片6的大小。然后，粗碎后的待處理物由粉碎刀片6和第一固定刀片7a的協(xié)作粉碎成規(guī)定大小的粉碎材料，并且隨著粉碎刀片6的旋轉(zhuǎn)傳送到殼體的下方，以便從材料容納部分排出。另外，被粉碎為規(guī)定大小但因靜電附著在粉碎刀片6側(cè)面上的一部分粉碎材料通過粉碎刀片6與刮刀5的協(xié)作在刮刀5的下表面被刮落，以便被排出到材料容納部分。
[0089]由粗碎刀片4所粗碎的待處理物的一部分通過粗碎刀片4的旋轉(zhuǎn)被傳送到固定刀片7的下方，但由于粗碎刀片罩的阻擋，再次被傳送到各粉碎刀片6的上方，并防止了被錯(cuò)誤地排出到材料容納部分。
[0090]圖3為第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。如圖3所示，逆變器40將50Hz或60Hz的交流電壓轉(zhuǎn)換為所需的頻率，并將轉(zhuǎn)換頻率后的輸出電壓提供給電機(jī)20。電機(jī)20，例如，可以是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，依據(jù)由逆變器40提供的交流電壓來驅(qū)動(dòng)。電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速通過減速器30減速，粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸以通過減速器30減速后的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0091]逆變器40獲取關(guān)于電機(jī)20的輸出的物理量，并將獲取的物理量輸出到控制單元70。關(guān)于電機(jī)20的輸出的物理量例如是電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)、電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流、電機(jī)20的負(fù)荷電流、或電機(jī)20的輸出功率等。如果作為物理量檢測到的是電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流或電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流時(shí)，可以將檢測出的轉(zhuǎn)矩電流或負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩。逆變器40不需要輸出上述所有物理量，而可以只輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流或者和輸出功率中的至少一個(gè)即可。另外，在下文的說明中，與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量是指電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)矩電流，或者電機(jī)的負(fù)荷電流等。
[0092]逆變器40可以依據(jù)輸出到電機(jī)20的輸出電流得到電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩。更具體而言，由于電機(jī)20的輸出電流是對(duì)應(yīng)于電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流(有效電流)成分和無助于轉(zhuǎn)矩的無效電流成分的總和，所以可基于從輸出電流中減去無效電流成分所獲得的轉(zhuǎn)矩電流求出電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩。
[0093]圖4為逆變器40的輸出電流波形的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖。在圖4中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示逆變器40的輸出電流。逆變器40的輸出電流可以用粉碎機(jī)主體50不進(jìn)行待處理物的粉碎的無負(fù)荷狀態(tài)下的無效電流與進(jìn)行待處理物的粉碎的負(fù)荷狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩電流(有效電流)之和來示出。在圖4所示的例子中，應(yīng)當(dāng)理解，轉(zhuǎn)矩電流隨時(shí)間的變化而變化，從而改變?cè)诜鬯榇幚砦锏倪^程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。應(yīng)當(dāng)注意，輸出電流的波形僅是一個(gè)示例，其波形并不局限于圖4所示的示例。
[0094]可用Vf = 120XF/S來表示逆變器40的輸出頻率和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。其中，Vf是電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，S是電機(jī)20的極數(shù)，F(xiàn)為逆變器40的輸出頻率。例如，在電機(jī)20為4極，逆變器40的輸出頻率F為50Hz的情況下，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速Vf變?yōu)?500rpm，在逆變器40的輸出頻率F為60Hz的情況下，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速Vf變?yōu)?800rpm。
[0095]減速器30的減速比例如是1/160，與現(xiàn)有減速器的減速比(例如1/80)相比增大了減速的比例。
[0096]接著，對(duì)由逆變器控制的電動(dòng)機(jī)的輸出特性進(jìn)行說明。圖5為示出了現(xiàn)有粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與逆變器的頻率之間的關(guān)系的說明圖，圖6為示出了現(xiàn)有由逆變器控制的電動(dòng)機(jī)的輸出特性的一個(gè)實(shí)例的說明圖。如圖5所示，現(xiàn)有減速器使用1/80左右的減速比。如設(shè)定逆變器的輸出電壓的基本頻率為50Hz，則4極電機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速(基本轉(zhuǎn)速)為1500rpm,以1/80的減速比進(jìn)行減速的粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為18.75rpm?；蛘?，如設(shè)定逆變器的輸出電壓的基本頻率為60Hz，4極電機(jī)的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速(基本轉(zhuǎn)速)為1800rpm，以1/80的減速比進(jìn)行減速的粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為22.5rpm。
[0097]在圖6中，橫軸表不逆變器的頻率和粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速,縱軸表不電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率。如圖6所示，以22.5rpm的轉(zhuǎn)速改變電動(dòng)機(jī)的輸出特性，該22.5rpm的轉(zhuǎn)速即是對(duì)應(yīng)于設(shè)定逆變器的頻率(基本頻率)為60Hz時(shí)所獲得的電機(jī)的電機(jī)軸的1800rpm基本轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速22.5rpm為邊界，電動(dòng)機(jī)的輸出特性發(fā)生改變。在等于或低于基本轉(zhuǎn)速(即對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為22.5rpm的基本轉(zhuǎn)速)的頻率下，呈現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩特性；在等于或大于基本轉(zhuǎn)速的頻率下，呈現(xiàn)恒定輸出特性。
[0098]在圖6中，如用實(shí)線表示的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線(轉(zhuǎn)矩特性)所示，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中是恒定的，在恒定輸出區(qū)域中則隨著逆變器的頻率增加而逐漸減小。在恒定輸出區(qū)域中的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線上，電機(jī)的輸出功率是恒定的。
[0099]另外，在圖6中，如用虛線表示的電機(jī)的功率曲線(輸出功率特性)所示，電機(jī)的輸出功率在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中隨著逆變器的頻率增加而逐漸增加，在恒定輸出區(qū)域中則是恒定的。而在恒定輸出區(qū)域中隨著逆變器的頻率增加而逐漸減小。恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的電機(jī)的功率曲線上，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是恒定的。
[0100]現(xiàn)有的粉碎機(jī)中，為提高粉碎處理能力，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速維持在一定程度之上，同時(shí)為應(yīng)對(duì)由多種多樣的負(fù)荷所產(chǎn)生的負(fù)荷變化，將減速器的減速比設(shè)定為1/80左右以便能夠獲得足夠大的轉(zhuǎn)矩。這是因?yàn)?，如果進(jìn)一步增加減速比(即進(jìn)一步增加減速比例的情況)，對(duì)應(yīng)于電機(jī)的基本轉(zhuǎn)速的粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變小，從而可以獲得的恒定轉(zhuǎn)矩特性的頻率范圍變窄。此外，在增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，呈現(xiàn)出恒定輸出特性，因此無法獲得足夠大的轉(zhuǎn)矩。
[0101]圖7為示出第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的電機(jī)20的輸出特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖7中，橫軸表示逆變器40的頻率和粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，縱軸表示電機(jī)20的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率。在圖7中，實(shí)線表不第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩曲線(轉(zhuǎn)矩特性)，虛線表示粉碎機(jī)100的電機(jī)20的功率曲線(輸出功率特性)。另外，細(xì)虛線表示圖6中例示的現(xiàn)有粉碎機(jī)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線(轉(zhuǎn)矩特性)。
[0102]如圖7中的細(xì)虛線所示，現(xiàn)有粉碎機(jī)的電機(jī)在粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等于或小于22.5rpm時(shí)具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而在粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等于或大于22.5rpm時(shí)具有恒定輸出特性，即轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。現(xiàn)有粉碎機(jī)以恒定轉(zhuǎn)矩特性運(yùn)行，從而將負(fù)荷變化估計(jì)在內(nèi)而始終獲得最大的轉(zhuǎn)矩，但現(xiàn)有粉碎機(jī)在正常運(yùn)行中極少在最大轉(zhuǎn)矩附近運(yùn)行，其被設(shè)計(jì)成始終運(yùn)行于一定幅度內(nèi)。因此，具有大電容(例如，0.75kff)的電機(jī)以低負(fù)荷率運(yùn)行，以致不能充分節(jié)能。
[0103]另一方面，如圖7中的實(shí)線所示，第一實(shí)施方式中的粉碎機(jī)100的電機(jī)20包括其減速比為1/160的減速器30，該減速器30的1/160減速比是高于傳統(tǒng)的1/80減速比。因此，如果逆變器40的基本頻率為60Hz且電機(jī)20的電機(jī)軸以基本轉(zhuǎn)速為1800rpm旋轉(zhuǎn)，粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為11.25rpm。換句話說，第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的電機(jī)20在粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等于或小于11.25rpm時(shí)呈現(xiàn)為恒定轉(zhuǎn)矩特性，且可以輸出與現(xiàn)有粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)矩相同的轉(zhuǎn)矩，而在粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等于或大于11.25rpm時(shí)呈現(xiàn)為恒定輸出特性，即轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。另外，第一實(shí)施方式的電機(jī)20的容量(額定容量)為0.4kff,比現(xiàn)有粉碎機(jī)中所使用的電機(jī)的容量小。應(yīng)當(dāng)注意，電機(jī)20的容量(額定容量)僅是一個(gè)示例，并不局限于0.4kW。
[0104]控制單元70例如包括:物理量檢測單元71，用于檢測與電機(jī)20的輸出相關(guān)的物理量；轉(zhuǎn)速判斷單元72，用于判斷電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速是否等于或大于基本轉(zhuǎn)速；閾值選擇單元73，用于依據(jù)轉(zhuǎn)速判斷單元72的判斷結(jié)果來選擇針對(duì)物理量的閾值；轉(zhuǎn)速控制單元74，用于通過控制由逆變器40輸出的交流電源的頻率來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；以及存儲(chǔ)單元75，用于存儲(chǔ)包括針對(duì)物理量的閾值的規(guī)定信息。
[0105]物理量檢測單元71對(duì)逆變器40所輸出的物理量進(jìn)行檢測。物理量是如電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流、或輸出功率等。應(yīng)當(dāng)注意，物理量檢測單元71能夠檢測電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流和輸出功率中的至少一個(gè)。另外，如果逆變器40為不輸出物理量的結(jié)構(gòu)的情況下，物理量檢測單元71能夠從逆變器40以外的另一部件(例如電機(jī)20)檢測出物理量。
[0106]轉(zhuǎn)速判斷單元72對(duì)電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速是否等于或大于基本轉(zhuǎn)速進(jìn)行判斷?；巨D(zhuǎn)速是由逆變器40向電機(jī)20輸出的基本頻率(例如，50Hz或60Hz)以及電機(jī)20的極數(shù)所確定的同步轉(zhuǎn)速。由于唯一確定的是電機(jī)20的基本轉(zhuǎn)速和逆變器40的基本頻率，因此由轉(zhuǎn)速判斷單元72判斷電機(jī)20的轉(zhuǎn)速是否等于或大于基本轉(zhuǎn)速，等同于判斷逆變器40的頻率是否等于或大于基本頻率。
[0107]如圖7所示，由逆變器40控制的電機(jī)20的輸出特性，在轉(zhuǎn)速等于或低于基本轉(zhuǎn)速(即頻率等于或低于基本頻率)的情況下具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而在轉(zhuǎn)速等于或大于基本轉(zhuǎn)速(即頻率等于或大于基本頻率)的情況下具有恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。換句話說，轉(zhuǎn)速判斷單元72判斷電機(jī)20是在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行，還是在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行。
[0108]此外，判斷轉(zhuǎn)速是否等于或大于基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)，可用基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)自身作為邊界來進(jìn)行判斷，或者可通過以基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)為中心設(shè)置規(guī)定的允許范圍，從而通過判斷轉(zhuǎn)速比該允許范圍大還是小來進(jìn)行判斷。例如，假設(shè)基本頻率為60Hz，可采用以下判斷方法中的任意一個(gè)方法:判斷轉(zhuǎn)速是否等于或大于60Hz的判斷方法，判斷轉(zhuǎn)速是否等于或大于60Hz-20Hz=40Hz的判斷方法,及判斷轉(zhuǎn)速是否等于或大于60Hz+20Hz=80Hz的判斷方法。
[0109]閾值選擇單元73根據(jù)轉(zhuǎn)速判斷單元72的判斷結(jié)果來選擇針對(duì)物理量的閾值。
[0110]圖8是示出第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的閾值的選擇實(shí)施例的說明圖。如圖8所示，例如在判斷電機(jī)20的轉(zhuǎn)速等于或大于基本轉(zhuǎn)速(例如，逆變器40的頻率等于或大于基本頻率)(即，判斷電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行)的情況下，選擇電機(jī)20的輸出功率(物理量)所對(duì)應(yīng)的功率閾值。在電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行的情況下，由于電機(jī)20的輸出功率是恒定的，因此可以使用固定(特定)的功率閾值。
[0111]或者，在判斷電機(jī)20的轉(zhuǎn)速不等于或大于基本轉(zhuǎn)速(例如，逆變器40的頻率等于或大于基本頻率)(即，判斷電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行)的情況下，選擇針對(duì)電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩(物理量)的轉(zhuǎn)矩閾值。在電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行的情況下，由于電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩是恒定的，因此可以使用固定(特定)的轉(zhuǎn)矩閾值。應(yīng)當(dāng)注意，將功率閾值和轉(zhuǎn)矩閾值預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元75中。
[0112]轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)物理量檢測單元71檢測到的物理量與閾值選擇單元73選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。具體地，如果電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行，檢測出作為物理量的電機(jī)20的輸出功率，從而根據(jù)檢測出的輸出功率與功率閾值之間的大小關(guān)系對(duì)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
[0113]另外，唯一地確定逆變器40的輸出電壓的頻率、電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速及粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，因此在逆變器40的輸出電壓的頻率、電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速及粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速中的任何一個(gè)發(fā)生變化的情況下，其余的也同時(shí)發(fā)生變化。因此，轉(zhuǎn)速控制單元74控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等同于控制逆變器40的輸出電壓的頻率，或者控制電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施例中，控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速視為等同于控制逆變器40的輸出電壓的頻率，以及等同于控制電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。
[0114]電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩Tr可用公式Tr=aXPw/Vf來表示。其中，a是依據(jù)電機(jī)20的結(jié)構(gòu)確定的系數(shù)，Pw是電機(jī)20的輸出功率，Vf是電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)而變化的情況下，如果將電機(jī)20的轉(zhuǎn)速設(shè)為固定值，則電機(jī)20的輸出功率會(huì)發(fā)生變化。因此，如果檢測出的輸出功率比功率閾值小，因?yàn)樨?fù)荷較輕，所以可增加粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，從而提高粉碎處理能力?？蛇x地，如果檢測出的輸出功率大于功率閾值，因?yàn)樨?fù)荷較重，所以能夠通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，防止超負(fù)荷停止。
[0115]另一方面，如果電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，檢測出作為物理量的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩(或與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的轉(zhuǎn)矩電流、或負(fù)荷電流等)，根據(jù)檢測出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來對(duì)粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
[0116]如上所述，當(dāng)電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，為了根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)控制轉(zhuǎn)速，能夠僅僅通過比較檢測出的輸出功率(物理量)與功率閾值之間的大小關(guān)系就可以按照負(fù)荷控制電機(jī)20的轉(zhuǎn)速。因此，例如，可以通過使用僅輸出電機(jī)20的輸出功率的較低成本的逆變器來控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。另外，由于電機(jī)20的恒定輸出區(qū)域中的轉(zhuǎn)矩值根據(jù)轉(zhuǎn)速而變化，所以當(dāng)對(duì)檢測出的轉(zhuǎn)矩和閾值進(jìn)行比較時(shí)，需要根據(jù)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速使用不同的閾值。因此，為了控制電機(jī)20的轉(zhuǎn)速，需要計(jì)算適應(yīng)于轉(zhuǎn)速的閾值，而計(jì)算處理將導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的增加進(jìn)而造成成本的提高。由于比較檢測出的輸出功率(物理量)與功率閾值之間的大小關(guān)系，不再需要計(jì)算轉(zhuǎn)矩的閾值，這樣可以降低成本，能夠采用簡單的結(jié)構(gòu)來根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0117]閾值選擇單元73選擇的閾值可以是固定(特定)值。具體地，物理量檢測單元71檢測電機(jī)20的輸出功率，并且如果電機(jī)20的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速(即，如果電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行)，閾值選擇單元73選擇固定值的功率閾值。轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測出的輸出功率與固定值的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。如果電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，為了根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)來控制轉(zhuǎn)速，能夠僅僅通過比較檢測出的輸出功率(物理量)與固定值的功率閾值之間的大小關(guān)系可以按照負(fù)荷控制電機(jī)20的轉(zhuǎn)速。因此，不需要計(jì)算閾值，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0118]此外，物理量檢測單元71檢測與電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量。與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量指的是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩電流、負(fù)荷電流等。電機(jī)20的轉(zhuǎn)速小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)(即，電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí))，閾值選擇單元73選擇固定值的轉(zhuǎn)矩量閾值。轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測出的特征量與固定值的轉(zhuǎn)矩量閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。電機(jī)20以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)控制轉(zhuǎn)速的情況下，能夠僅僅通過比較檢測出的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量(物理量)與固定值的轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系就可以按照負(fù)荷控制電機(jī)20的轉(zhuǎn)速。因此，不再需要計(jì)算閾值，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)荷特性控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0119](第二實(shí)施方式)[0120]圖9為根據(jù)第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。與第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的不同之處在于，本實(shí)施方式中的粉碎機(jī)包括轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76，其替代了轉(zhuǎn)速判斷單元72和閾值選擇單元73。雖然在第一實(shí)施方式中是選擇閾值，但是在第二實(shí)施方式中則是計(jì)算轉(zhuǎn)矩閾值。
[0121]物理量檢測單元71檢測與電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量。與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量是例如電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩本身、轉(zhuǎn)矩電流或負(fù)荷電流等。檢測出作為特征量的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流或電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流時(shí)，可以將檢測出的轉(zhuǎn)矩電流或負(fù)荷電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩。
[0122]在電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的頻率運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測到的特征量和特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0123]由逆變器40控制的電機(jī)20的輸出特性在轉(zhuǎn)速不高于基本轉(zhuǎn)速時(shí)呈現(xiàn)為恒定轉(zhuǎn)矩特性，而在轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)呈現(xiàn)為恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。如果電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，即，如果電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74基于檢測到的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量與特征量閾值(例如，轉(zhuǎn)矩閾值、轉(zhuǎn)矩電流閾值或負(fù)荷電流閾值)之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。另外，轉(zhuǎn)矩閾值可設(shè)置在由固定寬度表示的范圍內(nèi)，該固定寬度的范圍在包含電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)體慣性的最大瞬間可輸出轉(zhuǎn)矩和連續(xù)可輸出轉(zhuǎn)矩之間。
[0124]例如，如果檢測到的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量比特征量閾值小，由于負(fù)荷輕，所以通過增加粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來提高粉碎處理能力?？蛇x地，如果檢測到的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量比特征量閾值大，由于負(fù)荷重，所以通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而防止超負(fù)荷停止。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)適應(yīng)于負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩特性，并且能夠得到最大粉碎處理能力。由于可以根據(jù)負(fù)荷變化來改變轉(zhuǎn)矩，所以不需要預(yù)先設(shè)置大容量(大額定容量)的電動(dòng)機(jī)，也不需要大容量的電動(dòng)機(jī)以低負(fù)荷率進(jìn)行運(yùn)行，因此可使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。此外，根據(jù)負(fù)荷特性可以控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0125]圖10為示出第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)矩閾值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖10中，橫軸表示粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，縱軸表示電機(jī)20的輸出轉(zhuǎn)矩。在圖10中，實(shí)線表示電機(jī)20的連續(xù)可輸出轉(zhuǎn)矩特性，即所謂額定容量(100%)的轉(zhuǎn)矩特性。另外，在圖10中的點(diǎn)劃線表示在短時(shí)間內(nèi)能夠輸出的包含電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)體慣性的最大瞬間可輸出轉(zhuǎn)矩特性，例如，額定容量的200%左右的輸出。另外，虛線表示轉(zhuǎn)矩閾值，例如，可以設(shè)定額定容量的120%?200%左右的值。雖然轉(zhuǎn)矩閾值能夠由轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76來計(jì)算，預(yù)先計(jì)算出的值也可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元75中。
[0126]另外，如圖10所例示的轉(zhuǎn)矩閾值雖由一條曲線(直線)表示，但轉(zhuǎn)矩閾值并不僅限于此。也可以算出上限轉(zhuǎn)矩閾值和小于該上限轉(zhuǎn)矩閾值的下限轉(zhuǎn)矩閾值，并控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速使檢測出的轉(zhuǎn)矩在上限轉(zhuǎn)矩閾值和下限轉(zhuǎn)矩閾值之間。
[0127]轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76基于通過由逆變器40轉(zhuǎn)換后的頻率及對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值Tc計(jì)算轉(zhuǎn)矩閾值(特征量閾值)。對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)的基準(zhǔn)閾值Tc為恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域內(nèi)的恒定轉(zhuǎn)矩閾值。若由逆變器40轉(zhuǎn)換后的頻率為F，則頻率F中的轉(zhuǎn)矩閾值Tf可以通過公式Tf=TcX基本頻率/ F來計(jì)算。特定地，等于或大于基本頻率(例如，50Hz或60Hz)的頻率中的轉(zhuǎn)矩閾值隨著頻率的增加而減少，可以求出沿恒定輸出區(qū)域中的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩曲線的閾值。而在圖10所示的例子中基本頻率為60Hz。[0128]轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測出的轉(zhuǎn)矩(特征量)與計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩閾值(特征量閾值)之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于可以依據(jù)電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩曲線求出閾值，即使在粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速按照負(fù)荷變化而變化，也可以使用適應(yīng)于負(fù)荷變化的閾值，因此能夠在優(yōu)化電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的同時(shí)，以最佳轉(zhuǎn)矩輸出來運(yùn)行電氣設(shè)備。
[0129]除上述計(jì)算方法以外，還可以通過下述方法計(jì)算轉(zhuǎn)矩閾值。
[0130]例如，當(dāng)電機(jī)20以等于或低于基本轉(zhuǎn)速的速度運(yùn)行時(shí)，即在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76根據(jù)由物理量檢測單元71在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)檢測出的轉(zhuǎn)矩來計(jì)算轉(zhuǎn)矩閾值。規(guī)定時(shí)間段可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為I分鐘、2分鐘、5分鐘等。通過在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)檢測轉(zhuǎn)矩，可以掌握負(fù)荷的變化特性。轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩與計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于可以計(jì)算出適應(yīng)于負(fù)荷變化的轉(zhuǎn)矩閾值，因此可以提前預(yù)測負(fù)荷變化，從而使設(shè)備以最佳轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。
[0131]更具體而言，轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76將物理量檢測單元71在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)(例如，I分鐘、2分鐘或5分鐘等)檢測出的轉(zhuǎn)矩的最大值作為轉(zhuǎn)矩閾值來計(jì)算。例如，可以將對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩電流的峰值的轉(zhuǎn)矩值作為轉(zhuǎn)矩閾值。這樣，可以依據(jù)負(fù)荷以最佳且最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0132]可選地，轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元76可以根據(jù)物理量檢測單元71在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)(例如，I分鐘、2分鐘或5分鐘等)檢測出的轉(zhuǎn)矩的統(tǒng)計(jì)值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩閾值。統(tǒng)計(jì)值可以是平均值，或者也可以是極大值的平均值。由此，使得設(shè)備能夠以適應(yīng)于負(fù)荷的最佳且最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0133]另外，也可以在電機(jī)20的恒定輸出區(qū)域內(nèi)設(shè)定固定值的轉(zhuǎn)矩閾值(例如，與恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域內(nèi)的固定值的轉(zhuǎn)矩閾值相同的閾值)，根據(jù)電機(jī)20在恒定輸出區(qū)域中運(yùn)行時(shí)的逆變器40的頻率和物理量檢測單元71所檢測出的轉(zhuǎn)矩，校正檢測出的轉(zhuǎn)矩，對(duì)校正后的轉(zhuǎn)矩和固定值的轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系進(jìn)行比較。例如，當(dāng)逆變器40的頻率為F，檢測出的轉(zhuǎn)矩為Tm時(shí)，校正后的轉(zhuǎn)矩Tma可以通過以下公式來求得:Tma=TcXF /基本頻率。在這里，基本頻率例如為50Hz或60Hz，Tc為恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域內(nèi)的額定轉(zhuǎn)矩。即，當(dāng)逆變器40的頻率大于基本頻率時(shí)，則檢測到的轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩相比逐漸減少，因此，使校正后的轉(zhuǎn)矩Tma大于檢測出的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而與固定值的轉(zhuǎn)矩閾值相比較。
[0134]圖11為第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的電機(jī)20的輸出特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖11中，橫軸表示逆變器40的頻率和粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，縱軸表示電機(jī)20的輸出轉(zhuǎn)矩。在圖11中，實(shí)線表示第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的電機(jī)20的輸出特性，虛線表示圖6中示例性示出的現(xiàn)有粉碎機(jī)的電機(jī)的輸出特性。另外，圖11中示例性示出的電機(jī)20的輸出特性與圖7和圖8中所示的電機(jī)20的輸出特性相同。
[0135]如圖11中虛線所示，現(xiàn)有粉碎機(jī)的電機(jī)在粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不大于22.5rpm時(shí)為恒定轉(zhuǎn)矩特性，而在粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不小于22.5rpm時(shí)則為恒定輸出特性，即轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少?，F(xiàn)有粉碎機(jī)將負(fù)荷變化估計(jì)在內(nèi)以恒定轉(zhuǎn)矩特性運(yùn)行，以便始終獲得最大的轉(zhuǎn)矩，但在正常運(yùn)行中粉碎機(jī)被設(shè)計(jì)成始終具有一定幅度且極少在最大轉(zhuǎn)矩附近運(yùn)行。因此，使得大容量(例如，0.75kw)電動(dòng)機(jī)以低負(fù)荷率驅(qū)動(dòng)，以致運(yùn)行不能充分節(jié)能。
[0136]另一方面，如圖11中的實(shí)線所示，第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的電機(jī)20包括具有I / 160減速比的減速器30，該減速器30的I / 160減速比高于現(xiàn)有I / 80的減速比。因此，在逆變器40的基本頻率為60Hz時(shí)，電機(jī)20的電機(jī)軸以1800rpm的基本轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為11.25rpm。換句話說，第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120的電機(jī)20在粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不大于11.25rpm時(shí)為恒定轉(zhuǎn)矩特性并可以輸出與現(xiàn)有粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)矩相同的轉(zhuǎn)矩，而在粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不小于11.25rpm時(shí)變?yōu)楹愣ㄝ敵鎏匦?，即轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。另外，第二實(shí)施方式的電機(jī)20的容量(額定容量)為0.4kw,比現(xiàn)有粉碎機(jī)使用的電機(jī)容量小。
[0137]如由圖11中的A表示的區(qū)域所示，當(dāng)需要重負(fù)荷大轉(zhuǎn)矩時(shí)，即由物理量檢測單元71所檢測出的轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)矩閾值的情況下，轉(zhuǎn)速控制單元74通過減小逆變器40的頻率來降低粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，根據(jù)負(fù)荷變化檢測出的轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩閾值時(shí)，通過降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩。從而，即使在重負(fù)荷的情況下，也能夠得到所需的轉(zhuǎn)矩，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化提高粉碎處理能力。
[0138]可選地，如由圖11中的B表示的區(qū)域所示，當(dāng)無需輕負(fù)荷大轉(zhuǎn)矩時(shí)，即物理量檢測單元71所檢測出的轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩閾值的情況下，轉(zhuǎn)速控制單元74通過增加逆變器40的頻率來提升粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果根據(jù)負(fù)荷變化檢測出的轉(zhuǎn)矩低于轉(zhuǎn)矩閾值時(shí)，通過增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)矩減少。這樣，即使在輕負(fù)荷的情況下，也能夠在維持必要的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)增加轉(zhuǎn)速，應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化提高粉碎處理能力。而且，在本實(shí)施方式中，作為逆變器40可以采用頻率可調(diào)的通用逆變器。
[0139]當(dāng)由物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)矩閾值時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74通過規(guī)定的減速斜率降低轉(zhuǎn)速，直至檢測出的轉(zhuǎn)矩不大于轉(zhuǎn)矩閾值。規(guī)定的減速斜率可以是，例如I秒鐘內(nèi)使逆變器的頻率只減速5Hz時(shí)所獲得的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。另外，轉(zhuǎn)速可以對(duì)應(yīng)于時(shí)間變化而連續(xù)變化，也可以離散(階段性)變化。因此，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不會(huì)急速下降而是逐漸降低。應(yīng)注意，減速斜率不限于上述的5Hz。
[0140]如果在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)物理量檢測單元71所檢測出的轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩閾值時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74按照規(guī)定加速斜率提升轉(zhuǎn)速。規(guī)定時(shí)間段可以預(yù)先設(shè)定為，例如10分鐘、5分鐘等。規(guī)定加速斜率可以設(shè)定為，例如I秒鐘內(nèi)逆變器的頻率只增加5Hz時(shí)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的梯度。此外，轉(zhuǎn)速可以對(duì)應(yīng)于時(shí)間變化而連續(xù)變化，也可以離散(階段性)變化。因此，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不會(huì)急速上升而是逐漸增加。應(yīng)注意，加速斜率不限于上述的5Hz。
[0141]如圖11的虛線所示，現(xiàn)有粉碎機(jī)通過將減速器的減速比設(shè)為，例如I / 80左右，電機(jī)的基本轉(zhuǎn)速為1800rpm (逆變器的基本頻率為60Hz)，可以得到粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速到達(dá)22.5rpm左右的恒定轉(zhuǎn)矩特性。此外，電機(jī)的基本轉(zhuǎn)速為1500rpm(逆變器的基本頻率為50Hz)時(shí)，可以得到粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到18.75rpm左右的恒定轉(zhuǎn)矩特性。
[0142]在第二實(shí)施方式中，使減速器30的減速比大于現(xiàn)有減速器(例如I / 160等)減速t匕，使電機(jī)20以基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，粉碎機(jī)100的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不大于18rpm。在圖11所示的示例中，如果逆變器40的基本頻率為60Hz，電機(jī)20以基本轉(zhuǎn)速獲得的粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為11.25rpm,如果逆變器40的基本頻率為50Hz，電機(jī)20以基本轉(zhuǎn)速運(yùn)行的粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為9.375rpm,在上述兩種情況下,轉(zhuǎn)速均不大于18rpm。
[0143]由此，相較于現(xiàn)有電機(jī)，電機(jī)20的恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域的范圍可以縮小，而電機(jī)20的恒定輸出區(qū)域的范圍擴(kuò)大。因而，對(duì)應(yīng)于負(fù)荷變化，能夠在更大的范圍內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)整，從而應(yīng)對(duì)更大的負(fù)荷變化。此外，電機(jī)20以基本轉(zhuǎn)速運(yùn)行的粉碎機(jī)120的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不限于圖11中示例性所示的11.25rpm，但是，只要轉(zhuǎn)速不大于18rpm，與現(xiàn)有電機(jī)相比，可在轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的更大范圍內(nèi)運(yùn)用恒定輸出特性。
[0144]在電機(jī)20以等于或低于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，即電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，如果物理量檢測單元71所檢測出的轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)矩閾值，轉(zhuǎn)速控制單元74不用控制轉(zhuǎn)速就可以使電機(jī)20停止。由于處于恒定轉(zhuǎn)矩范圍的轉(zhuǎn)矩值大于處于恒定輸出范圍的轉(zhuǎn)矩閾值，如果產(chǎn)生這種超過轉(zhuǎn)矩閾值的大轉(zhuǎn)矩時(shí)，判斷旋轉(zhuǎn)體等中已混入了非預(yù)期的金屬片等，并使電機(jī)20停止。這樣，可以防止電氣設(shè)備破損，從而可以保護(hù)電氣設(shè)備。
[0145]圖12為示出電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率和功率因數(shù)之間的關(guān)系的說明圖?，F(xiàn)有電機(jī)和第二實(shí)施方式中的電機(jī)20具有與圖12所示的一般電動(dòng)機(jī)相同的特性。具體地，負(fù)荷率越小，功率因數(shù)就越小，效率降低。如圖6及圖11所示，現(xiàn)有電機(jī)為應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，以低負(fù)荷率驅(qū)動(dòng)大容量(例如0.75kw)電機(jī)，由于功率因數(shù)變小、效率降低，以致運(yùn)行不能充分節(jié)能。由于第二實(shí)施方式的電機(jī)20具有小容量(例如0.4kw)，可以提升負(fù)荷率，從而加大功率因數(shù)，因此即使粉碎機(jī)120以電機(jī)20的恒定轉(zhuǎn)矩特性運(yùn)行也可以達(dá)到節(jié)能的目的。
[0146]圖13為示出第二實(shí)施方式的粉碎機(jī)120運(yùn)行時(shí)獲得的特性的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。圖13也以現(xiàn)有粉碎機(jī)的特性作為比較例進(jìn)行了對(duì)比。本實(shí)施例和比較例均表示以同一負(fù)荷狀態(tài)(對(duì)相同的被處理物進(jìn)行等量粉碎的狀態(tài))運(yùn)行時(shí)的情況。本實(shí)施例中，逆變器40的頻率為120Hz，電機(jī)20的額定容量為0.4kw，減速器30的減速比為I / 160，功率因數(shù)為0.43，電力消耗為98.3w。與此相對(duì)，比較例中逆變器的頻率為60Hz，電機(jī)的額定容量為
0.75kw，減速器的減速比為I / 80，功率因數(shù)為0.23，電力消耗為155.2w?？梢姡緦?shí)施例與現(xiàn)有例相比節(jié)能36.7%。
[0147]作為與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量，可用電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流Ir，或電機(jī)20的負(fù)荷電流I等代替檢測電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)。具體地，物理量檢測單元71可以檢測電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流Ir，或者也可以檢測電機(jī)20的負(fù)荷電流，以上均是檢測作為電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩的代用特性的特征量。
[0148]假設(shè)電機(jī)20的輸入電壓和輸入電流之間的相位角為Θ，則存在以下關(guān)系:轉(zhuǎn)矩電流Ir=負(fù)荷電流IXcos Θ，其中C0s Θ是功率因數(shù)。根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)，例如，功率因數(shù)cos Θ可以采用大約20%?80%的值。
[0149]另外，例如，轉(zhuǎn)矩Tm和轉(zhuǎn)矩電流Ir之間的關(guān)系，可以關(guān)聯(lián)為Tm=kXPw/Vf、Pw=VXIrX η。這里，k是由電機(jī)20確定的常數(shù)，Pw是輸出功率，Vf是電機(jī)20的轉(zhuǎn)速，V為輸入電壓，n為效率。即，通過檢測電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流Ir或電機(jī)20的負(fù)荷電流I，能夠求出電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩。
[0150](第三實(shí)施方式)
[0151]圖14為依據(jù)第三實(shí)施方式的粉碎機(jī)140的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。與第一實(shí)施方式的粉碎機(jī)100的不同之處在于，本實(shí)施方式的粉碎機(jī)包括功率閾值計(jì)算單元77，其替代了轉(zhuǎn)速判斷單元72和閾值選擇單元73。在第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中是選擇閾值，而在第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中是計(jì)算電機(jī)20的功率閾值(輸出功率閾值)。
[0152]物理量檢測單元71檢測電機(jī)20的輸出功率(輸出)。
[0153]如果電機(jī)20以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測到的輸出功率與功率閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0154]由逆變器40控制的電機(jī)20的輸出特性在轉(zhuǎn)速不大于基本轉(zhuǎn)速時(shí)具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而在轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)則具有恒定輸出特性(恒定輸出功率特性)。如果電機(jī)20以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行(即，在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行)，轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測出的輸出功率與功率閾值之間的大小關(guān)系來控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩Tm可以用Tm=aXPw/Vf來表示。其中，a是依據(jù)電機(jī)20的結(jié)構(gòu)確定的系數(shù)，Pw是電機(jī)20的輸出功率，Vf是電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生變化的情況下，如果設(shè)定電機(jī)20的轉(zhuǎn)速不變，則電機(jī)20的輸出功率發(fā)生變化。
[0155]因此，例如，如果檢測到的輸出功率小于功率閾值，由于負(fù)荷輕，通過增加粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)速來提高粉碎處理能力?？蛇x地，如果檢測出的輸出功率大于功率閾值，由于負(fù)荷重，所以通過降低粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而防止超負(fù)荷停止。這樣，在獲得適應(yīng)于負(fù)荷特性的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)速，最大粉碎處理能力。因此，沒必要預(yù)先設(shè)置大容量(大額定容量)的電動(dòng)機(jī)，此外也無需使大容量的電動(dòng)機(jī)以低負(fù)荷率運(yùn)行，所以能夠使用低價(jià)格、低容量的電動(dòng)機(jī)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。另外，還可以根據(jù)負(fù)荷特性來控制電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
[0156]圖15為第三實(shí)施方式的粉碎機(jī)140的功率閾值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖15中，橫軸表示粉碎機(jī)140的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，縱軸表示電機(jī)20的輸出功率。在圖15中，實(shí)線表示電機(jī)20的能夠連續(xù)輸出的功率特性，即所謂的額定容量(100%)的輸出功率特性。另外，虛線表示功率閾值，例如，可以設(shè)定額定容量的120%?200%左右的值。雖然通過功率閾值計(jì)算單元77可以計(jì)算功率閾值，也可以將預(yù)先算出的值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元75中。
[0157]另外，雖然可用一條曲線(直線)來表示在圖15中例示的功率閾值，但不僅限于此，也可以算出上限功率閾值、以及小于該上限功率閾值的下限功率閾值?？梢酝ㄟ^控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，使檢測出的輸出功率處于在上限功率閾值和下限功率閾值之間。
[0158]功率閾值計(jì)算單元基于由逆變器40轉(zhuǎn)換的頻率以及對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值Pc來計(jì)算功率閾值。對(duì)應(yīng)于基本轉(zhuǎn)速(基本頻率)的基準(zhǔn)閾值Pc是恒定輸出區(qū)域內(nèi)的恒定功率閾值。如果將由逆變器40轉(zhuǎn)換后的頻率視為F，則頻率F所對(duì)應(yīng)的功率閾值Pf可以用以下表達(dá)式來計(jì)算=Pf=PcX F/基本頻率。具體地，在不大于基本頻率(例如，50Hz或60Hz)的頻率中的功率閾值隨著頻率的增加而增加，可求出沿恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中的電機(jī)20的輸出功率曲線的閾值。此外，在圖15所示的示例中，將基本頻率設(shè)定為60Hz。
[0159]轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)檢測出的輸出功率與計(jì)算出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。因?yàn)榭梢郧蟪鲅仉姍C(jī)20的輸出功率曲線的閾值，所以即使在由于負(fù)荷變化而導(dǎo)致的粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的情況下，也可以使用適應(yīng)于負(fù)荷變化的閾值，能夠在優(yōu)化電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的同時(shí)，以最佳轉(zhuǎn)矩輸出來進(jìn)行運(yùn)行電氣設(shè)備。
[0160]在電機(jī)20以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，即電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域運(yùn)行的情況下，如果檢測出的輸出功率大于功率閾值，轉(zhuǎn)速控制單元74降低粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果由于負(fù)荷變化，檢測出的輸出功率超過功率閾值時(shí)，通過降低粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩。由此，即使是在重負(fù)荷的情況下，也可以得到所需的轉(zhuǎn)矩，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化而防止超負(fù)荷停止。[0161]在電機(jī)20以不大于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，即電機(jī)20在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中運(yùn)行的情況下，當(dāng)檢測出的輸出功率小于功率閾值時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74提升粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。例如，如果由于負(fù)荷變化而檢測出的輸出功率低于功率閾值，通過提升粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來減少轉(zhuǎn)矩。由此，即使是在輕負(fù)荷的情況下，在維持所需的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，也可以增加轉(zhuǎn)速，使之應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化，進(jìn)而提高粉碎處理能力。
[0162]此外，在電機(jī)20的恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中，預(yù)先設(shè)定好固定值的功率閾值(例如，與恒定輸出區(qū)域中的固定值的功率閾值相同的閾值)，在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中基于電機(jī)20運(yùn)行中獲得的逆變器40的頻率以及由物理量檢測單元71檢測出的輸出功率來校正檢測到的輸出功率，也可以對(duì)校正后的輸出功率與固定值的功率閾值之間的大小關(guān)系進(jìn)行比較。例如，將逆變器40的頻率設(shè)為F，檢測出的輸出功率設(shè)為Pw，則校正后的輸出功率Pwa可以用以下表達(dá)式求出:Pwa=PwcXF/基本頻率。其中，例如，基本頻率為50Hz或60Hz，Pwc為恒定輸出區(qū)域中的額定輸出功率。具體而言，在恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域中，若逆變器40的頻率變大，檢測出的輸出功率向額定輸出功率逐漸增加。因此，使校正后的輸出功率Pwa大于檢測出的輸出功率，進(jìn)而與固定值的功率閾值進(jìn)行比較。
[0163](第四實(shí)施方式)
[0164]圖16為依據(jù)第四實(shí)施方式的粉碎機(jī)160的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。與第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式的粉碎機(jī)的不同之處在于，本實(shí)施方式中的粉碎機(jī)包括判斷單元78、轉(zhuǎn)矩值計(jì)算單元79、負(fù)荷率確定單元80、轉(zhuǎn)矩值校正單元81、操作單元82、顯示單元83等。
[0165]通過由逆變器40將交流電源的頻率(例如，可以是額定頻率，商用頻率)轉(zhuǎn)換為低于原頻率的低頻率區(qū)域之后進(jìn)行實(shí)際粉碎待粉碎物，判斷單元78對(duì)是否可在電機(jī)20的容許轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)粉碎待粉碎物進(jìn)行判斷。例如，如果容許轉(zhuǎn)矩不大于從電機(jī)20的連續(xù)可輸出轉(zhuǎn)矩到短時(shí)間段內(nèi)能夠輸出的最大瞬間可輸出轉(zhuǎn)矩為止的范圍之內(nèi)的期望轉(zhuǎn)矩閾值，就可視為在容許范圍內(nèi)。
[0166]例如，逆變器40的額定頻率為50Hz或60Hz，低頻率區(qū)域?yàn)閹譎z到20Hz左右。優(yōu)選地，低頻率區(qū)域?yàn)轭~定頻率的10%左右，可以設(shè)為5Hz或6Hz土幾Hz。下面，將對(duì)是否可對(duì)待粉碎物進(jìn)行粉碎的判斷方法進(jìn)行具體說明。
[0167]圖17為逆變器40的輸出頻率為6Hz時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖，圖18為逆變器40的輸出頻率為20Hz時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖，圖19為逆變器40的輸出頻率為40Hz時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖，圖20為逆變器40的輸出頻率為60Hz時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率的實(shí)測值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。
[0168]在圖17?圖20中，橫軸表示待粉碎物(例如，厚度為3mm的聚丙烯板片)的粉碎時(shí)間，縱軸表示電機(jī)20的對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率。對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率是對(duì)應(yīng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩T (實(shí)際施加于負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩)的轉(zhuǎn)矩Tm的比例。另外，在圖17?圖20中使用了相同的待粉碎物。如圖17?圖20所示，隨著逆變器40的輸出頻率變大(更高)，負(fù)荷率逐漸減小。
[0169]圖21為示出逆變器40的輸出頻率與負(fù)荷率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖21中，橫軸表示逆變器40的輸出頻率，縱軸表示電機(jī)20的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率。圖21是將圖17?圖20中所示實(shí)際測量值平均化之后繪制而成的。[0170]由圖21可知，即使是在施加相同負(fù)荷的情況下，如果逆變器40的輸出頻率變大(更高)，即，待粉碎物的切斷速度增加，則由轉(zhuǎn)軸等的慣性所引起的附加慣性轉(zhuǎn)矩成分JXdw/dt (電機(jī)20由于慣性而輸出的轉(zhuǎn)矩)也增加，從而減少在電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩Tm的實(shí)際轉(zhuǎn)矩T中所占的比例。換句話說，對(duì)應(yīng)于電機(jī)20的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率減少。并且，實(shí)際轉(zhuǎn)矩T可用T= (JXdw/dt)+Tm來表示。在此，J為轉(zhuǎn)軸等的慣性力矩，w為轉(zhuǎn)軸的角速度。因此，(dw/dt)是轉(zhuǎn)軸等的角加速度。
[0171]具體地，在對(duì)應(yīng)于電機(jī)20的額定轉(zhuǎn)矩(實(shí)際轉(zhuǎn)矩)T的負(fù)荷率L與逆變器40的輸出頻率F之間存在如圖21所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，圖21所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系可近似于L=87-l.2XF。另外，圖21所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系只是一個(gè)示例，該對(duì)應(yīng)關(guān)系可根據(jù)待粉碎物的形狀或材質(zhì)而變化。例如，在硬材質(zhì)的情況下，與軟質(zhì)材料相比表示對(duì)應(yīng)關(guān)系的直線(或曲線)的傾斜度增加的同時(shí)，低頻率區(qū)域的負(fù)荷率也增加。
[0172]在圖21中，逆變器40的輸出頻率為60Hz的情況下，如設(shè)定負(fù)荷率L可近似為20%，則由物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩Tm在實(shí)際轉(zhuǎn)矩T中所占比例為20%。可知，電機(jī)20施加于負(fù)荷的實(shí)際轉(zhuǎn)矩T的大小為轉(zhuǎn)矩Tm的4倍。而且，以往由于附加慣性轉(zhuǎn)矩不會(huì)出現(xiàn)在電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)電流中，從而在現(xiàn)有粉碎機(jī)中不能檢測出該實(shí)際轉(zhuǎn)矩T，因此一直被認(rèn)為它是由轉(zhuǎn)矩Tm施加于負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩。
[0173]具體地，將逆變器40的輸出頻率設(shè)定為額定頻率(50Hz或60Hz)后運(yùn)行逆變器40，在粉碎待粉碎物的情況下，會(huì)產(chǎn)生過度的超負(fù)荷，對(duì)旋轉(zhuǎn)刀片(轉(zhuǎn)軸)施加巨大負(fù)荷。與粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸相比，由于高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)20的電機(jī)軸的慣性更大，所以對(duì)粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸施加了超負(fù)荷的情況下，由于高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸的巨大慣性而產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩(由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流弓丨起的轉(zhuǎn)矩)的附加慣性轉(zhuǎn)矩(慣性力矩和角加速度的乘積)，實(shí)際轉(zhuǎn)矩(實(shí)際施加于負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩)是電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩和附加慣性轉(zhuǎn)矩的合計(jì)值。即，例如，使逆變器40以額定頻率運(yùn)行時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)矩不是電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩，而是比該轉(zhuǎn)矩更大的轉(zhuǎn)矩，即該轉(zhuǎn)矩與附加慣性轉(zhuǎn)矩的合計(jì)值。因此，如以往通過轉(zhuǎn)矩是否在允許范圍內(nèi)來判斷是否可以粉碎待粉碎物的情況下，由于實(shí)際上對(duì)負(fù)荷施加了非預(yù)期的巨大的轉(zhuǎn)矩，因此有可能會(huì)發(fā)生實(shí)際轉(zhuǎn)矩超出容許范圍的情況。
[0174]另一方面，施加于負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩(實(shí)際轉(zhuǎn)矩)T (即切斷待粉碎物的力)是恒定的，而與轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)刀片)的轉(zhuǎn)速(逆變器40的輸出頻率)的大小無關(guān)。因此，使逆變器40以輸出頻率在低頻率范圍內(nèi)的狀態(tài)運(yùn)行，通過減小(降低)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，極力減少附加慣性轉(zhuǎn)矩的影響，使轉(zhuǎn)矩在接近實(shí)際轉(zhuǎn)矩T的狀態(tài)下對(duì)待粉碎物進(jìn)行粉碎。當(dāng)粉碎待粉碎物的情況下，可以通過判斷此時(shí)轉(zhuǎn)矩Tm是否在容許范圍內(nèi)，可以大致判斷出實(shí)際轉(zhuǎn)矩T是否在容許范圍內(nèi)。
[0175]由此，無論將逆變器40的輸出頻率設(shè)定為額定頻率，不小于額定頻率的頻率，還是不大于額定頻率的頻率，都可以判斷實(shí)際轉(zhuǎn)矩T是否在容許范圍內(nèi)。所以，即便發(fā)生過度的超負(fù)荷，實(shí)際轉(zhuǎn)矩T也不會(huì)超過容許范圍，可確切地判斷可否粉碎該待粉碎物。
[0176]轉(zhuǎn)矩值計(jì)算單元79通過收集物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩值來計(jì)算統(tǒng)計(jì)值。例如，如圖17?圖20所示，多次檢測轉(zhuǎn)矩的峰值，可將檢測出的峰值的平均值或最大值等作為統(tǒng)計(jì)值。
[0177]判斷單元78根據(jù)由轉(zhuǎn)矩值計(jì)算單元79計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩統(tǒng)計(jì)值是否在允許范圍內(nèi)來判斷是否可以進(jìn)行粉碎待粉碎物。通過運(yùn)用統(tǒng)計(jì)值，在考慮了根據(jù)待粉碎物的粉碎、破碎狀態(tài)而變化的轉(zhuǎn)矩的偏差之后，判斷轉(zhuǎn)矩是否在允許范圍內(nèi)，因此可以確切地判斷是否能夠粉碎待粉碎物。
[0178]可通過收集各種材料的數(shù)據(jù)來預(yù)先確定好如圖21所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，可將每一材料的逆變器40的輸出頻率與電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元75中。
[0179]基于存儲(chǔ)單元75中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)矩值校正單元81對(duì)物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正。另外，這種情況下只要設(shè)置成可由用戶設(shè)定是否對(duì)任何材料進(jìn)行轉(zhuǎn)矩校正即可。由于隨著逆變器40的輸出頻率變大(更高)，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速也變大(更高)，因此實(shí)際轉(zhuǎn)矩T中附加慣性轉(zhuǎn)矩所占的比例變大。換句話說，實(shí)際轉(zhuǎn)矩T中轉(zhuǎn)矩Tm所占的比例(稱為負(fù)荷率相對(duì)于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩的比率)變小。因此，作為對(duì)應(yīng)關(guān)系，存儲(chǔ)好對(duì)于逆變器40的輸出頻率的負(fù)荷率(對(duì)于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率)，對(duì)檢測到的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正，以便使檢測到的轉(zhuǎn)矩Tm與實(shí)際轉(zhuǎn)矩T保持大致相同。由此，作為校正轉(zhuǎn)矩值可求出附加了附加慣性轉(zhuǎn)矩的實(shí)際轉(zhuǎn)矩T，該附加慣性轉(zhuǎn)矩是由并未在電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)電流值中出現(xiàn)而由電機(jī)軸的慣性所引起的。
[0180]另外，代替由存儲(chǔ)單元75存儲(chǔ)逆變器40的輸出頻率與負(fù)荷率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時(shí)確定對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0181]負(fù)荷率確定單元80使逆變器40在從低頻率區(qū)域到額定頻率附近區(qū)域之間運(yùn)行，基于物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩，確定逆變器40的輸出頻率與電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(每個(gè)頻率的負(fù)荷率)。
[0182]另外，代替負(fù)荷率確定單元80使逆變器40在從低頻率區(qū)域到額定頻率附近之間運(yùn)行來確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的方法，可采取其他方法。
[0183]例如，通過使逆變器40以低頻率區(qū)域的任意的一個(gè)頻率運(yùn)行來收集由物理量檢測單元71檢測到的轉(zhuǎn)矩。運(yùn)用收集到的轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)矩值計(jì)算單元79來計(jì)算轉(zhuǎn)矩的統(tǒng)計(jì)值(例如平均值、中值、眾數(shù)等)。基于計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)值，負(fù)荷率確定單元80推算對(duì)于逆變器40的輸出頻率(除上述的任意一個(gè)頻率以外的其他頻率)的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩，由此確定逆變器40的輸出頻率與電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(每個(gè)頻率的負(fù)荷率)。
[0184]具體而言，例如，預(yù)先使逆變器40的輸出頻率與電機(jī)20的負(fù)荷率之間的關(guān)系近似直線(或近似曲線)，當(dāng)已知該直線的斜率或曲線的近似式等的情況下，校正近似直線或曲線使其能貫穿對(duì)應(yīng)于收集到的統(tǒng)計(jì)值的坐標(biāo)，可求出作為對(duì)于逆變器40的輸出頻率的電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩的校正后的直線或曲線上的點(diǎn)(坐標(biāo))。
[0185]基于負(fù)荷率確定單元80所確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)矩值校正單元81對(duì)物理量檢測單元71檢測出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正。作為對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定對(duì)于逆變器40的輸出頻率的負(fù)荷率(對(duì)于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷率)，對(duì)檢測到的轉(zhuǎn)矩Tm進(jìn)行校正，使得檢測出的轉(zhuǎn)矩Tm與實(shí)際轉(zhuǎn)矩T大致相等。由此，作為校正轉(zhuǎn)矩值可求出附加了附加慣性轉(zhuǎn)矩的實(shí)際轉(zhuǎn)矩T，該附加慣性轉(zhuǎn)矩是由并未在電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)電流值中出現(xiàn)而由電機(jī)軸的慣性所引起的。
[0186]圖22為示出校正轉(zhuǎn)矩值的一個(gè)實(shí)施例的說明圖。在圖22中，橫軸表示逆變器40的輸出頻率f，縱軸表示校正后的轉(zhuǎn)矩值(校正的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩值)K (f)XTm。如圖22所示，如將在低頻率區(qū)域(例如，6Hz)中的轉(zhuǎn)矩視為Tm時(shí)，任意頻率f中的校正轉(zhuǎn)矩可用K (f)XTm求出。其中，K (f)是以頻率f為變量的函數(shù)，隨著頻率f的增大，校正轉(zhuǎn)矩值也將大于轉(zhuǎn)矩Tm。另外，K Cf) > I。由此，根據(jù)并未在電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)電流值中出現(xiàn)而由電機(jī)軸的慣性所引起的附加慣性轉(zhuǎn)矩成分，可以在全部頻率區(qū)域中進(jìn)行使轉(zhuǎn)矩Tm近似于實(shí)際轉(zhuǎn)矩T的校正。
[0187]轉(zhuǎn)速控制單元74通過根據(jù)校正轉(zhuǎn)矩與規(guī)定轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系控制逆變器40的頻率來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由于電機(jī)20的電機(jī)軸通過減速器30連接到轉(zhuǎn)軸，控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等同于通過改變逆變器40的輸出頻率來控制電機(jī)20的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速。
[0188]另外，基于物理量檢測單元71檢測到的轉(zhuǎn)矩或者通過自身頻率的指令，轉(zhuǎn)速控制單元74可以預(yù)測電機(jī)20是以恒定轉(zhuǎn)矩特性還是以恒定輸出特性運(yùn)行。
[0189]例如，使電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)校正轉(zhuǎn)矩和預(yù)定轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。由逆變器40控制的電機(jī)20的輸出特性在轉(zhuǎn)速不高于基本轉(zhuǎn)速時(shí)具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，在轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)具有恒定輸出特性。如果電機(jī)20以不小于基本轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，即，在恒定輸出區(qū)域運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速控制單元74根據(jù)校正轉(zhuǎn)矩與預(yù)定轉(zhuǎn)矩閾值之間的大小關(guān)系來控制粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0190]例如，校正轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩閾值的情況下，由于負(fù)荷較輕，所以通過增加粉碎機(jī)主體50的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來減少轉(zhuǎn)矩，提高粉碎處理能力?？蛇x地，在校正轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)矩閾值的情況下，由于負(fù)荷較重，所以通過降低轉(zhuǎn)速來增加轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而防止發(fā)生超負(fù)荷停止。由此，可以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)于負(fù)荷特性的轉(zhuǎn)矩特性，并且可獲得最大的處理能力，并能夠根據(jù)負(fù)荷的變化改變轉(zhuǎn)矩。因此，沒有必要預(yù)先設(shè)置大容量(大額定容量)電機(jī)，且沒有必要使大容量的電機(jī)以低負(fù)荷率運(yùn)行，因此可以在使用低價(jià)格、低容量的電機(jī)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0191]此外，由于利用相當(dāng)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的校正轉(zhuǎn)矩來控制轉(zhuǎn)數(shù)，所以即便是根據(jù)待粉碎物的粉碎、破碎狀態(tài)發(fā)生過度的超負(fù)荷的情況下，也可以防止旋轉(zhuǎn)刀片、固定刀片、轉(zhuǎn)軸、齒輪或者減速器等的破損。
[0192]操作單元82進(jìn)行判斷待粉碎物是否可以粉碎的判斷運(yùn)行或者實(shí)際運(yùn)行的操作。顯示單元83用來顯示判斷運(yùn)行的結(jié)果。
[0193]在實(shí)施例4中，起到了如圖11所示的相同作用和效果。另外，物理量檢測單元71既可以是檢測電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩電流Ir的結(jié)構(gòu)，也可以是檢測電機(jī)20的負(fù)荷電流的結(jié)構(gòu)，均是檢測作為電機(jī)20的轉(zhuǎn)矩替代特性的特征量。
[0194](第五實(shí)施方式)
[0195]在上述第一至四實(shí)施方式當(dāng)中，均以所謂的一軸式粉碎機(jī)為例進(jìn)行了說明，但粉碎機(jī)不僅僅限于一軸式，也可以是多個(gè)轉(zhuǎn)軸以及在各轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)刀片的粉碎機(jī)。
[0196]圖23為示出根據(jù)第五實(shí)施方式的粉碎機(jī)主體200的一個(gè)實(shí)施例的主要部分截面圖。與第一至四實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，設(shè)置有兩個(gè)轉(zhuǎn)軸，該兩個(gè)轉(zhuǎn)軸上還固定有旋轉(zhuǎn)刀片。在圖23中，在機(jī)殼170的內(nèi)側(cè)橫向設(shè)置了兩個(gè)平行的轉(zhuǎn)軸151和161。另外，轉(zhuǎn)軸151和161分別可以具備減速器和電機(jī)(未圖示)，或者，通過一個(gè)電機(jī)及減速器使兩個(gè)轉(zhuǎn)軸151和161旋轉(zhuǎn)。其中，轉(zhuǎn)軸151和161向著圖23中的箭頭所示的方向以相同速度同步旋轉(zhuǎn)。
[0197]在轉(zhuǎn)軸151上，將大直徑的多個(gè)旋轉(zhuǎn)刀片153沿著轉(zhuǎn)軸151的軸向按規(guī)定的間隔尺寸并排嵌裝。相鄰的旋轉(zhuǎn)刀片153之間固定有小直徑的套環(huán)152。在每個(gè)旋轉(zhuǎn)刀片153的周圍，朝著旋轉(zhuǎn)方向突出設(shè)置了前端部(刀尖部)彎曲的臂狀刃部154。
[0198]另外，在轉(zhuǎn)軸161上同樣地將多個(gè)大直徑旋轉(zhuǎn)刀片163沿著轉(zhuǎn)軸161的軸向按規(guī)定的間隔尺寸并排嵌裝。相鄰的旋轉(zhuǎn)刀片163之間固定有小直徑的套環(huán)162。在每個(gè)旋轉(zhuǎn)刀片163的周圍，朝著旋轉(zhuǎn)方向突出設(shè)置了前端部(刀尖部)彎曲的臂狀刃部164。
[0199]在機(jī)殼170的內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向壁156和166。在導(dǎo)向壁156的下側(cè)設(shè)置了刮刀155。刮刀155可滑動(dòng)地連接于套環(huán)152的外周邊，且配合旋轉(zhuǎn)刀片153的旋轉(zhuǎn)軌道，前端呈梳子形狀。另外，在導(dǎo)向壁166的下側(cè)設(shè)置有刮刀165。刮刀165可滑動(dòng)的接觸于套環(huán)162的外周邊，且配合旋轉(zhuǎn)刀片163的旋轉(zhuǎn)軌道，前端呈梳子形狀。
[0200]第五實(shí)施方式的粉碎機(jī)主體200能夠以類似于圖3、圖9、圖14或圖16中所示的結(jié)構(gòu)來運(yùn)行。
[0201]從機(jī)殼170上部的開口部171投入待粉碎物時(shí)，可由旋轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)刀片153、163的刃部154、164將待粉碎物引入到機(jī)殼170的中心部分上，從而能夠通過刃部154、164對(duì)待粉碎物進(jìn)行粉碎(切割)。因此，粉碎后的粉碎片伴隨旋轉(zhuǎn)刀片153、163的旋轉(zhuǎn)排出到機(jī)殼170的下部。
[0202]可用刮刀155、165向下刮落隨著旋轉(zhuǎn)刀片153、163的旋轉(zhuǎn)而一起向上移動(dòng)的粉碎片。
[0203]在上述實(shí)施方式中，作為電氣設(shè)備的例子對(duì)粉碎機(jī)進(jìn)行了說明，然而電氣設(shè)備并不局限于粉碎機(jī)，只要是處理多種負(fù)荷的裝置，則不限于粉碎機(jī)也適用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械中使用的電氣設(shè)備。換句話說，在權(quán)利要求中所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制裝置中的電氣設(shè)備并不局限于粉碎機(jī)，也包括其他電氣設(shè)備。作為這種電氣設(shè)備，在旋轉(zhuǎn)軸上具備轉(zhuǎn)體，例如機(jī)床、輥軋機(jī)、成型加工機(jī)、鋼鐵機(jī)械、電梯和吊裝起重機(jī)。
[0204]在上述各個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)獨(dú)立于電機(jī)的減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是減速器并不是必須的結(jié)構(gòu)，例如，也可以使用齒輪電機(jī)等。
[0205]附圖標(biāo)記說明
[0206]20電機(jī)(電動(dòng)機(jī))
[0207]30減速器
[0208]40逆變器
[0209]50粉碎機(jī)主體
[0210]70控制單元
[0211]71物理量檢測單元
[0212]72轉(zhuǎn)速判斷單元
[0213]73閾值選擇單元(選擇單元)
[0214]74轉(zhuǎn)速控制單元(控制單元)
[0215]75存儲(chǔ)單元
[0216]76轉(zhuǎn)矩閾值計(jì)算單元(閾值計(jì)算單元)
[0217]77功率閾值計(jì)算單元(閾值計(jì)算單元)
[0218]78判斷單元
[0219]79轉(zhuǎn)矩值計(jì)算單元(統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元)[0220]80負(fù)荷率確定單元
[0221]81轉(zhuǎn)矩值校正單元
[0222]82操作單元
[0223]83顯示單元
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動(dòng)控制裝置，其用于驅(qū)動(dòng)控制電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括: 物理量檢測單元，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的多個(gè)物理量； 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述多個(gè)物理量的閾值； 轉(zhuǎn)速判斷單元，判斷所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否等于或大于基本轉(zhuǎn)速； 選擇單元，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速判斷單元的判斷結(jié)果為所述多個(gè)物理量中的每個(gè)物理量選擇閾值； 控制單元，根據(jù)所述物理量檢測單元檢測到的物理量與由所述選擇單元選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，所述物理量檢測單元檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出，所述選擇單元在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于所述基本轉(zhuǎn)速時(shí)選擇特定的功率閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述特定功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，所述物理量檢測單元檢測與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量，所述選擇單元在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于所述基本轉(zhuǎn)速的情況下選擇特定的轉(zhuǎn)矩量閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的特征量與所述特定的轉(zhuǎn)矩量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
4.一種驅(qū)動(dòng)控制裝置，其用于驅(qū)動(dòng)控制電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括: 物理量檢測單元，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量； 閾值計(jì)算單元，計(jì)算針對(duì)所述特征量的特征量閾值； 控制單元，在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的所述特征量與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的所述特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:頻率檢測單元，對(duì)所述逆變器轉(zhuǎn)換的頻率進(jìn)行檢測；其中，所述閾值計(jì)算單元根據(jù)所述頻率檢測單元檢測到的頻率和對(duì)應(yīng)于所述基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值來計(jì)算所述特征量閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測到的所述特征量與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的所述特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，在所述電動(dòng)機(jī)以所述基本轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，如果所述物理量檢測單元檢測出的所述特征量大于所述特征量閾值，所述控制單元降低所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán) 利要求4所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，在所述電動(dòng)機(jī)以所述基本轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，如果所述物理量檢測單元檢測出的所述特征量小于所述特征量閾值，所述控制單元提高所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
8.—種驅(qū)動(dòng)控制裝置，其用于驅(qū)動(dòng)控制電氣設(shè)備，所述電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括: 物理量檢測單元，檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出； 閾值計(jì)算單元，計(jì)算針對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的輸出的功率閾值； 控制單元，在所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:頻率檢測單元，對(duì)所述逆變器轉(zhuǎn)換的頻率進(jìn)行檢測；其中，所述閾值計(jì)算單元根據(jù)所述頻率檢測單元檢測到的頻率及對(duì)應(yīng)于所述基本轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)閾值來計(jì)算功率閾值，所述控制單元根據(jù)所述物理量檢測單元檢測出的輸出與所述閾值計(jì)算單元計(jì)算的功率閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，在所述電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在所述物理量檢測單元檢測出的輸出大于所述功率閾值的情況下，所述控制單元降低所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中，在所述電動(dòng)機(jī)以基本轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在所述物理量檢測單元檢測出的輸出小于所述功率閾值的情況下，所述控制單元提高所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11中任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:判斷單元，其使得所述逆變器將所述交流電源的頻率轉(zhuǎn)換為低于該頻率的低頻率，并使得所述旋轉(zhuǎn)體執(zhí)行所需要的處理，以便判斷能否由所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置，還包括:統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元，其通過收集與所述物理量檢測單元檢測出的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量來計(jì)算統(tǒng)計(jì)值；其中，所述判斷單元根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)值計(jì)算單元計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)值對(duì)能否進(jìn)行所述處理進(jìn)行判斷。
14.一種電氣設(shè)備，包括:轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器、由所述逆變器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、安裝在由所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，以及如權(quán)利要求1~13中任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)控制裝置；其中，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
15.一種電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，所述電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟: 檢測步驟，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)的多個(gè)物理量； 判斷步驟，借助所存儲(chǔ)的所述多個(gè)物理量的閾值，判斷所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否在基本轉(zhuǎn)速以上； 選擇步驟，根據(jù)所述判斷步驟的判斷結(jié)果為所述多個(gè)物理量中的每個(gè)物理量選擇閾值； 控制步驟，根據(jù)檢測到的物理量與選擇的閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
16.一種電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，所述電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟: 檢測步驟，檢測與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的特征量；計(jì)算步驟，計(jì)算針對(duì)所述特征量的特征量閾值； 控制步驟，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不小于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)檢測到的特征量與計(jì)算得出的特征量閾值之間的大小關(guān)系來控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
17.一種電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制方法，所述電氣設(shè)備包括安裝于轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)體，該轉(zhuǎn)軸是由轉(zhuǎn)換交流電源的頻率的逆變器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟: 檢測步驟，檢測所述電動(dòng)機(jī)的輸出； 計(jì)算步驟，計(jì)算針對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的輸出的功率閾值； 控制步驟，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于基本轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)檢測到的輸出與計(jì)算得出的功率閾值之間的大小關(guān)系來控 制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
【文檔編號(hào)】B02C18/24GK103765759SQ201280041846
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月1日
【發(fā)明者】山下宰司, 春稔 申請(qǐng)人:株式會(huì)社松井制作所