建設用ホイストの電気システムは、過負荷や短絡を防ぐためにどのように設計されていますか?

1. 過負荷保護装置

過負荷保護は、ホイストが定格容量内で動作することを保証する重要な機能であり、電気部品への潜在的な損傷を防ぎ、作業者の安全を確保します。過負荷保護装置はホイストの機械システムと電気システムの両方に統合されており、負荷関連のストレスを検出して応答するように設計された特定のセンサーとリレーが組み込まれています。

過負荷センサーとロード セル: 荷重センサー (またはロード セル) は、通常、持ち上げられる荷物の重量を測定するひずみゲージ デバイスです。これは、負荷によって生じる機械的歪みを、ホイストの制御システムが解釈できる電気信号に変換することによって機能します。これらの荷重センサーは、荷重の重量に関するリアルタイムのデータを提供します。負荷が事前にプログラムされたしきい値（ホイストの定格容量など）を超えると、システムは自動的にアラームを発するか、ホイストの動作を停止します。これにより、モーター、ギアボックス、およびホイスト構造へのさらなる負担が防止され、ホイストが安全使用荷重 (SWL) を超えて上昇することがなくなり、ホイストに致命的な損傷を与え、事故のリスクが高まる可能性があります。

電子過負荷リレー: これらのリレーは、ホイスト モーターによって引き出される異常な電流を検出するように設計されています。過負荷状態は、多くの場合、ホイストが定格容量よりも重い荷物を持ち上げようとしたときに発生する可能性のある過剰な電流引き込みによって特徴付けられます。過負荷リレーは、電流が特定のしきい値を超えると感知し、モーターに負担がかかっていることを示します。過負荷を検出すると、リレーがトリップして電気回路を遮断し、危険な状況下でモーターが動作し続けるのを防ぎます。過負荷状態が続くとモーターの焼損、過熱、さらには火災の危険につながる可能性があるため、これは特に重要です。

過負荷制限機能: 一部の高度なホイスト システムでは、過負荷保護は、過負荷状態が検出された場合の動作速度の制限まで拡張されます。昇降機構やモーターの損傷を防ぐために、ホイストは自動的に速度を落としたり、昇降速度を下げたりする場合があります。これらのシステムは通常、ホイストの可変周波数ドライブ (VFD) と統合されており、負荷条件に基づいて動作パラメータをスムーズに調整できます。この速度の段階的な低下により、より安全な操作が保証され、オペレータが状況を修正する時間を確保できるため、ホイストへのさらなる負担が防止されます。

2. 短絡保護

短絡は、あらゆる電気システムで発生する可能性のある最も危険な故障の 1 つであり、ホイストも例外ではありません。短絡は、意図しない低抵抗の経路が存在すると発生し、突然の電流のサージを引き起こします。火災、機器の損傷、さらには怪我につながる可能性があります。短絡のリスクを軽減するために、建設用ホイストは複数の保護層を備えて設計されています。

サーキットブレーカー: サーキットブレーカーは、回路内の電流が事前に設定された制限を超えたときにトリップするように設計された自動電気スイッチです。この迅速な応答により、ホイストの配線、モーター、制御コンポーネントが過電流によって損傷するのを防ぎます。サーキットブレーカーは、過負荷と短絡の両方から保護するために不可欠です。短絡が発生した場合、ブレーカーは電流供給を遮断し、障害のある回路を分離し、さらなる電気的損傷を防ぎます。サーキットブレーカーは、さまざまな障害状態に対応するために瞬間トリップと遅延トリップの両方に対応することが多く、通常の状態ではホイストが動作し続けながら、障害が発生した場合にはホイスト自体を保護できるようにします。

ヒューズ: ヒューズは追加レベルの保護を提供しますが、回路ブレーカーとは異なり、切れたら交換する必要があります。ヒューズには、電流が安全限界を超えると溶ける金属ワイヤまたはフィラメントが含まれています。これにより、障害のある回路が電源から効果的に切り離され、システムへのさらなる損傷が防止されます。ヒューズは、モーターや制御基板などの電気システムの重要なコンポーネントでよく使用され、過電流や短絡が発生したときに電源を迅速に切断するように設計されています。その主な利点は、シンプルで信頼性が高く、コスト効率が高いことです。

残留電流装置 (RCD): 残留電流装置 (RCD) は、もう 1 つの重要な安全機能です。これらのデバイスは、ホイストの活線および中性線を流れる電流を監視します。大地を流れる電流などの不均衡がある場合（漏れまたは短絡を示します）、RCD がトリップして電源が切断されます。これにより、特に絶縁不良や配線の損傷の場合、従来の回路ブレーカーやヒューズでは検出できない可能性のある障害に対する追加の保護手段が提供されます。 RCD は、感電の危険性が高まる建設現場など、湿気の多い環境では非常に重要です。

3. サージ保護

電気サージは、落雷、電気回路のスイッチング、送電網の変動など、さまざまな要因によって発生する可能性があります。これらのサージは、ホイストの電気コンポーネント、特に敏感なマイクロプロセッサ、コントロール パネル、モーター ドライバーに重大な損傷を引き起こす可能性があります。これらのリスクから保護するために、建設用ホイストにはサージ保護システムが装備されています。

サージ プロテクター (サージ アレスタ): サージ アレスタは、敏感な電気コンポーネントを突然の電圧スパイクから保護するために電源ラインに取り付けられます。これらは、サージからの過剰なエネルギーを地面に向け直すことで機能し、ホイストの制御システムやモーターに到達する高電圧スパイクの脅威を効果的に中和します。通常、サージアレスタには作動する高電圧しきい値があり、落雷や近くの機器からの電力サージなどの大量のエネルギーを処理できるように設計されています。

過渡電圧サプレッサー (TVS): TVS ダイオードは過渡電圧スパイクをクランプするために使用され、機器に損傷を与える前に高電圧サージを吸収します。これらのサプレッサーは、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC)、センサー、可変周波数ドライブ (VFD) などの敏感な電子コンポーネントを保護するのに特に効果的です。瞬時に応答し、サージ電圧を安全なレベルに制限するように設計されています。 TVS デバイスは、ホイストの電気システム全体に包括的なレベルの保護を提供するために、避雷器と組み合わせて使用​​されることがよくあります。

4. 電流制限とモーター保護

モーターは最も重要なコンポーネントの 1 つです。 建設用ホイスト 。モーターを過電流状態から保護し、安全なパラメーター内で動作することを保証することは、損傷を防ぎ長期的な性能を維持するために不可欠です。

ソフトスターター: ソフトスターターは、モーターへの起動電流を制御するために使用されるデバイスで、通常モーターの起動に伴う突入電流を低減します。過剰な突入電流は電気的ストレスを引き起こし、モーター巻線や関連コンポーネントに損傷を与える可能性があるため、これは高出力定格のモーターにとって特に重要です。ソフトスターターはモーターへの電圧を徐々に上昇させ、スムーズな始動を保証し、ホイストの駆動システムへの機械的ストレスを大幅に軽減します。ソフトスターターは、配電網の電力サージの低減にも役立ち、システム全体のエネルギー効率に貢献します。

モーター保護リレー: これらのリレーは、消費電流、電圧、温度などのモーターの電気パラメータを継続的に監視します。過剰な電流引き込み、過熱、電圧変動などの異常な読み取り値が発生した場合、モーター保護リレーがモーターを電源から切り離します。これにより、故障につながる可能性のある危険な状態でモーターが動作するのを防ぎます。高度なモーター保護リレーには熱過負荷保護も組み込まれており、負荷と動作条件の両方を長期にわたって考慮し、長時間の動作時の過熱を防ぎます。

過電圧および不足電圧保護: 過電圧保護は、供給電圧が安全レベルを超えた場合のモーターの損傷を防ぎますが、不足電圧保護は、トルク不足や非効率的な動作につながる可能性がある特定の電圧レベル以下でモーターが動作しないことを保証します。指定された電圧制限を超えて動作すると、モーターの故障、性能の低下、電気部品の摩耗の増加を引き起こす可能性があるため、両方の保護が重要です。これらの保護メカニズムは、供給電圧が許容範囲を超えた場合にモーターを遮断する電圧リレーによって実装されており、モーターの寿命を維持するのに役立ちます。

5. 接地と接地

電気システムの適切な接地と接地は、安全のために不可欠です。これらは、短絡や漏れ電流などの電気的障害が安全にアースにリダイレクトされることを保証し、オペレーターの感電の危険を防ぎ、電気的障害による火災の危険を回避します。

地絡保護: 地絡保護は、電線が導電性表面に触れたときや絶縁不良など、電流が意図しない経路を通って地面に流れたときを検出するように設計されています。地絡保護システムは、漏電リレー (ELR) または残留電流回路ブレーカー (RCCB) を使用して、このような故障を検出し、直ちに電源を切断します。これらのシステムはアースへの経路を提供することで、ホイストの充電部分に故障電流が蓄積しないようにし、作業者の感電を防ぎます。

機器の接地: フレーム、シャーシ、およびアクセス可能な導電性コンポーネントなど、ホイストのすべての金属部品は接地されています。これにより、ホイストの電気システムの一部が故障により通電状態になった場合でも、電流はオペレータや機器を通さずに安全に地面に流れることが保証されます。適切な接地は、ホイストを操作する作業者が潜在的に危険な電気エネルギーに接触しないようにするために非常に重要です。