JP5009668B2 - クレーン装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、このような方法では、エンジン発電装置の回転速度を低下させた場合、ディーゼルエンジンの動作が不安定となり、新たなクレーン動作に応じて回転速度をスムーズに上昇させることができず、低負荷時でもエンジン発電装置を所定の安定回転速度で維持する必要があり、燃費を効果的に削減できないという問題点があった。
これにより、エンジンの回転速度を低下させても蓄電装置の余剰電力に基づいて電動機によりエンジンを駆動することができ、安定回転を維持することが可能となる。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。
このクレーン装置は、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線に接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行う装置であり、主な構成として、エンジン発電装置1、主巻電動機31、走行電動機32、横行電動機33、インバータ(INV)41〜44、放電装置5、蓄電装置6、コントローラ7、および共通母線9が設けられている。
エンジン発電装置1は、ディーゼルエンジン(DE)11と電動発電機(M/G)12を有し、ディーゼルエンジン11で電動発電機12を駆動することにより直流電力を発電して出力する装置であり、エンジン回転速度を示すコントローラ7からの運転指示10Aに基づいて、ディーゼルエンジン11のエンジン回転速度を制御する機能を有している。
インバータ41は、共通母線9上の直流電力を交流電力に変換して主巻電動機31へ供給するDC/AC変換器である。
インバータ42は、共通母線9上の直流電力を交流電力に変換して走行電動機32へ供給するDC/AC変換器である。
インバータ44は、共通母線9上の直流電力を交流電力に変換して照明装置、空調装置、あるいはコントローラ7などの制御装置を含む各種補機設備の電源として供給するDC/AC変換器である。
放電装置5は、荷物の巻き下げ時などの回生時に共通母線9上に発生した余剰直流電力を、抵抗器などを用いて放電する回路装置である。
したがって、電力供給状況確認機能により、例えばエンジン発電装置1から共通母9への配線上に設けた検出器からの検出値15Aに基づいて共通母線9の供給電圧を検出し、予めメモリに保存しておいた下限しきい値や上限しきい値を読み出して比較することにより、電力供給状況の過不足を確認できる。
次に、図2および図3を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の動作としてコントローラ7におけるエンジン回転速度制御について詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置のエンジン回転速度制御処理を示すフローチャートである。図3は、エンジン発電装置の発電電力とエンジン回転速度の関係を示す動作特性である。
コントローラ7は、まず、エンジン回転速度制御機能により、操作者から指令入力71の有無を確認し(ステップ100)、指令入力71があった場合(ステップ100:YES)、その指令入力71で入力された荷重および指令速度に応じたエンジン回転速度Nを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し(ステップ101)、ステップ100へ戻る。
これにより、エンジン発電装置1のディーゼルエンジン11がエンジン回転速度Nで運転され、操作者から指令入力された荷重および指令速度に対応する指令発電電力が電動発電機12で発電される。
これにより、共通母線9の直流電力が使用されて供給電圧が下限しきい値より低下している場合には、エンジン発電装置1のエンジン回転速度が増やされて、より多くの発電電力が共通母線9へ供給される。
これにより、共通母線9の直流電力が使用されず供給電圧が上限しきい値より上昇している場合には、エンジン発電装置1のエンジン回転速度が低減されて、共通母線9へ供給される発電電力が抑制される。
次に、図4を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例について説明する。図4は、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、負荷電力34が増大してエンジン発電装置1のエンジン回転速度が増加した後、負荷電力34が減少してエンジン発電装置1のエンジン回転速度が低減する場合を例として説明する。
その後、時刻T1に、エンジン回転速度NがNbに到達して一定となり、発電電力15として最大発電電力PMbが出力される。
その後、時刻T3に、エンジン回転速度NがNbに到達して一定となり、発電電力15として規定発電電力PMaが出力される。
電動発電機12は、この余剰電力を駆動電力としてディーゼルエンジン11を駆動する。これにより、ディーゼルエンジン11は、所定の低回転速度で安定して運転されることになる。
このように、本実施の形態は、エンジン発電装置1により、エンジンで発電機を駆動して得られた発電電力を共通母線9へ供給し、当該エンジンの回転速度低下時には外部からの駆動電力により電動機でエンジンを駆動し、蓄電装置6により、主巻電動機31などのクレーン電動機またはエンジン発電装置1からの余剰電力を蓄電してエンジン発電装置1の電動機へ供給するようにしたので、当該エンジンの回転速度低下時に、蓄電装置6の余剰電力が電動機へ供給され、この電動機によりエンジンが駆動される。
さらに、エンジン発電装置1の低回転時には、共通母線9に接続されている照明装置、空調装置、あるいはコントローラ7などの制御装置を含む各種補機設備の電源として、蓄電装置6からの余剰電力を用いることができ、エンジン発電装置1の回転速度を低下させて十分な発電電力が得られない場合でも、各種補機設備を正常動作させることができる。
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図であり、図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
第1の実施の形態では、エンジン発電装置1により直流電力を発電して共通母線9へ供給する場合を例として説明した。本実施の形態では、エンジン発電装置1により直流電力を発電して共通母線9へ供給する場合について説明する。
このように、本実施の形態は、エンジン発電装置1の発電機13として、交流電力を発電して共通母線9へ供給する交流発電機を用い、蓄電装置6をインバータ41に接続して、インバータ41から供給された電動機31からの余剰電力を蓄電するとともに、蓄電した余剰電力を所定の配線を介してエンジン発電装置1の電動機14へ供給するようにしたので、エンジン発電装置1により交流電力を発電して共通母線9へ供給する場合でも、第1の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
また、エンジン発電装置1の発電機として交流発電機を用いることができ、直流発電機を用いる場合と比較して発電効率を改善できる。
以上の各実施の形態では、蓄電装置6からエンジン発電装置1の電動機に対して余剰電力を供給するタイミングについては、共通母線9の供給電圧Vやインバータ41の供給電圧Viの低下を監視して供給要否を蓄電装置6で判断する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図4の時刻T4〜T5の期間に示すように、コントローラ7がエンジン発電装置1を低回転に維持している期間において、コントローラ7から蓄電装置6に対して余剰電力61の供給を指示してもよく、あるいは電動機14に対して余剰電力61によるディーゼルエンジン11の駆動を指示してもよい。
Claims (3)
- エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を共通母線へ供給し、当該エンジンの回転速度低下時には外部からの駆動電力により電動機で前記エンジンを駆動するエンジン発電装置と、
前記共通母線に供給された電力を交流電力に変換し、荷物の積み降ろしを行うクレーン電動機へ供給するインバータと、
当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラと、
前記クレーン電動機または前記エンジン発電装置からの余剰電力を蓄電して前記エンジン発電装置の電動機へ供給する蓄電装置と
を備え、
前記コントローラは、所定の待機時間経過しても新たな操作入力がない場合、前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させ、
前記電動機は、前記エンジン回転速度の低下に応じて前記蓄電装置から供給された前記余剰電力より前記エンジンを駆動して、前記エンジンの低速安定回転を維持する
ことを特徴とするクレーン装置。 - 請求項1に記載のクレーン装置において、
前記発電機は、直流電力を発電して前記共通母線へ供給する直流発電機からなり、
前記蓄電装置は、前記共通母線に接続されて、前記共通母線へ供給された前記余剰電力を蓄電するとともに、蓄電した余剰電力を前記共通母線を介して前記エンジン発電装置の電動機へ供給する
ことを特徴とするクレーン装置。 - 請求項1に記載のクレーン装置において、
前記発電機は、交流電力を発電して前記共通母線へ供給する交流発電機からなり、
前記蓄電装置は、前記インバータに接続されて、前記インバータから供給された前記クレーン電動機からの余剰電力を蓄電するとともに、蓄電した余剰電力を所定の配線を介して前記エンジン発電装置の電動機へ供給する
ことを特徴とするクレーン装置。
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