JP5632419B2 - Hybrid power supply device for crane and control method of hybrid power supply device for crane - Google Patents
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Description
本発明は、クレーン用ハイブリット電源装置に関する。ガントリークレーンやタイヤマウント式ジブクレーンなどのエンジン発電機を動力源として有するクレーン等では、エンジン発電機とバッテリ等の蓄電装置とを備えたハイブリット電源によりモータ等を駆動させる機構を備えたものが開発されている。
本発明は、かかるガントリークレーン等の設備に使用されるクレーン用ハイブリット電源装置に関する。
The present invention relates to a crane hybrid power supply apparatus. In cranes having an engine generator as a power source such as a gantry crane and a tire mount type jib crane, etc., those equipped with a mechanism for driving a motor or the like by a hybrid power source including an engine generator and a power storage device such as a battery have been developed. ing.
The present invention relates to a hybrid power supply device for a crane used in such equipment as a gantry crane.
従来よりクレーン等におけるモータやポンプ等の電動機を駆動させる電力源には、ディーゼルエンジン等を備えたエンジン発電機が使用されている。かかるクレーン等では、エンジン発電機が発生する電力をコンバータとインバータを介して電動機に供給しており、この電動機に電力を供給する回線には、バッテリ等の蓄電器もインバータと並列に設けられている(例えば、特許文献1,2)。 Conventionally, an engine generator provided with a diesel engine or the like has been used as a power source for driving a motor such as a motor or a pump in a crane or the like. In such a crane or the like, electric power generated by the engine generator is supplied to the electric motor via a converter and an inverter, and a capacitor such as a battery is also provided in parallel with the inverter on a line for supplying electric power to the electric motor. (For example, Patent Documents 1 and 2).
かかる特許文献1,2の技術では、電動機が必要とする電力が小さいときには余剰電力を蓄電器に蓄えておくことができるから、エネルギーの効率を高くできる。そして、電動機が必要とする電力が大きいときには、エンジン発電機と蓄電器の両方から電動機に電力を供給できるので、エンジン発電機を小型化できるという利点がある。 In the techniques of Patent Documents 1 and 2, surplus power can be stored in the capacitor when the electric power required by the electric motor is small, so that energy efficiency can be increased. And when the electric power which an electric motor requires is large, since electric power can be supplied to an electric motor from both an engine generator and an electrical storage device, there exists an advantage that an engine generator can be reduced in size.
しかし、特許文献1,2の技術では、電動機が必要とする電力に比例してエンジン発電機に加わる負荷が変動する。このため、電動機が必要とする電力が急激に増加すると、エンジン発電機に加わる負荷が急激に増加して、エンジン発電機の瞬時電圧が低下する可能性がある。極端な場合にはエンジン発電機が停止してしまう可能性がある。 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, the load applied to the engine generator varies in proportion to the power required by the electric motor. For this reason, when the electric power which an electric motor requires increases rapidly, the load added to an engine generator may increase rapidly and the instantaneous voltage of an engine generator may fall. In extreme cases, the engine generator may stop.
上記のごとき問題を解決する技術として、エンジン発電機が発生する電力を全てバッテリに供給し、このバッテリのみからモータ等に電力を供給する技術も開発されている(特許文献3)。
この特許文献3の技術では、エンジン発電機はバッテリの充電にのみ使用されるので、電動機の要求電力にかかわらず、最適な条件でエンジン発電機を運転させることができるから、燃費向上できるという利点がある。
As a technique for solving the above problems, a technique for supplying all the electric power generated by the engine generator to a battery and supplying electric power only from this battery to a motor or the like has been developed (Patent Document 3).
In the technique of Patent Document 3, since the engine generator is used only for charging the battery, the engine generator can be operated under optimum conditions regardless of the required power of the electric motor, so that the fuel consumption can be improved. There is.
しかるに、特許文献3の技術の場合には、バッテリのみから電力を供給しているので、モータが必要とする電力が変動してもエンジン発電機の負荷は変化しないものの、モータが要求する電力を確実に供給するためには大型のバッテリが必要となるため、電源装置も大型化してしまうという問題がある。 However, in the case of the technology of Patent Document 3, since power is supplied only from the battery, the load of the engine generator does not change even if the power required by the motor fluctuates, but the power required by the motor is not changed. In order to supply reliably, a large-sized battery is needed, and there exists a problem that a power supply device will also enlarge.
本発明は上記事情に鑑み、エンジン発電機の運転を適切に制御でき、しかも装置が大型化することを防ぐことができるクレーン用ハイブリット電源装置及びクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides a crane hybrid power supply apparatus and a crane hybrid power supply control method capable of appropriately controlling the operation of the engine generator and preventing the apparatus from becoming large. Objective.
第1発明のクレーン用ハイブリット電源装置は、エンジン発電機と蓄電器とを備えたクレーン用ハイブリッド電源装置であって、前記エンジン発電機と前記蓄電器とが並列に接続された、外部に電力を供給する直流母線と、該直流母線と前記エンジン発電機との間に設けられ、該エンジン発電機から該直流母線に供給する電流量を制御する昇圧コンバータと、前記直流母線と前記蓄電器との間に設けられ、該蓄電器から該直流母線に供給する電流量を制御する昇降圧コンバータと、該昇降圧コンバータおよび前記昇圧コンバータの作動を制御する制御部と、を備えており、前記エンジン発電機は、自動電圧調整器を有しており、該制御部は、前記外部に対して流れる電流量を検出し、前記直流母線の電圧を検出し、前記直流母線の電圧の変化ではなく前記外部に対して流れる電流量の変化に基づいて前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記外部に供給する供給電流量の一部を前記エンジン発電機から前記直流母線に供給するように前記昇圧コンバータを制御すると共に、前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記蓄電器から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記直流母線電圧が前記エンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように前記昇降圧コンバータを制御するものであることを特徴とする。
第2発明のクレーン用ハイブリット電源装置は、第1発明において、前記制御部は、前記外部に供給する電流量および前記蓄電器の充電量に基づいて、前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定することを特徴とする。
第3発明のクレーン用ハイブリット電源装置は、第1または第2発明において、前記直流母線には、前記エンジン発電機および前記蓄電器と並列に、電解コンデンサが接続されていることを特徴とする。
第4発明のクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法は、エンジン発電機と蓄電器とを備えたクレーン用ハイブリッド電源装置の制御方法であって、前記電源装置は、エンジン発電機と前記蓄電器とが並列に接続された、外部に電力を供給する直流母線と、該直流母線と前記エンジン発電機との間に設けられ、該エンジン発電機から該直流母線に供給する電流量を制御する昇圧コンバータと、前記直流母線と前記蓄電器との間に設けられ、該蓄電器から該直流母線に供給する電流量を制御する昇降圧コンバータと、該昇降圧コンバータおよび前記昇圧コンバータの作動を制御する制御部と、を備えており、前記エンジン発電機は、自動電圧調整器を有しており、該制御部によって、前記外部に対して流れる電流量を検出し、前記直流母線の電圧を検出し、前記直流母線の電圧の変化ではなく前記外部に対して流れる電流量の変化に基づいて前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記外部に供給する供給電流量の一部を前記エンジン発電機から前記直流母線に供給するように前記昇圧コンバータを制御すると共に、前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記蓄電器から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記直流母線電圧が前記エンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように前記昇降圧コンバータを制御することを特徴とする。
第5発明のクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法は、第4発明において、前記外部に供給する電流量および前記蓄電器の充電量に基づいて、前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定することを特徴とする。
A hybrid power supply device for a crane according to a first aspect of the present invention is a hybrid power supply device for a crane including an engine generator and a capacitor, and supplies electric power to the outside in which the engine generator and the capacitor are connected in parallel. A DC bus, a boost converter provided between the DC bus and the engine generator for controlling the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus, and provided between the DC bus and the capacitor A buck-boost converter that controls the amount of current supplied from the battery to the DC bus, and a controller that controls the operation of the buck-boost converter and the boost converter. has a voltage regulator, the control unit is configured to detect the amount of current flowing to the outside, the detected voltage of the DC bus, the change of the voltage of the DC bus Wherein the amount of current supplied to the DC bus from the engine generator is determined based on the change in the amount of current flowing to the outside rather than the part of the supply amount of current supplied to the outside from the engine generator The boost converter is controlled so as to be supplied to a DC bus, and an amount of current to be supplied from the capacitor to the DC bus is determined based on a change in voltage of the DC bus, and the DC bus voltage is supplied to the engine generator. The step-up / down converter is controlled so as to be maintained at a set voltage higher than the output voltage.
The hybrid power supply device for crane according to a second aspect of the present invention is the hybrid power supply device for a crane according to the first aspect, wherein the control unit supplies the DC bus from the engine generator based on the amount of current supplied to the outside and the amount of charge of the battery It is characterized by determining the quantity.
The hybrid power supply device for a crane according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, an electrolytic capacitor is connected to the DC bus in parallel with the engine generator and the capacitor.
A crane hybrid power supply control method according to a fourth aspect of the invention is a crane hybrid power supply control method including an engine generator and a capacitor, wherein the engine generator and the capacitor are connected in parallel. A DC bus connected to supply power to the outside; and a boost converter provided between the DC bus and the engine generator for controlling the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus; and A buck-boost converter provided between a DC bus and the battery, and controlling the amount of current supplied from the capacitor to the DC bus; and a controller for controlling operations of the buck-boost converter and the boost converter and, the engine generator has an automatic voltage regulator, by the control unit detects the amount of current flowing to the external, the DC bus Detecting a pressure, it said determining the amount of current supplied to the DC bus from the engine generator based on a change in the amount of current flowing with respect to not the outside by the change of the voltage of the DC bus, supplied supplies to the external The boost converter is controlled so that a part of the current amount is supplied from the engine generator to the DC bus, and the amount of current supplied from the capacitor to the DC bus is determined based on a change in voltage of the DC bus. The step-up / down converter is controlled such that the DC bus voltage is maintained at a set voltage higher than the output voltage of the engine generator.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the crane power supply control method according to the fourth aspect, wherein the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is determined based on the amount of current supplied to the outside and the amount of charge of the battery. It is characterized by determining.
第1発明によれば、エンジン発電機と蓄電器が直流母線に並列に接続されており、両方から外部に電力を供給することができるから、エンジン発電機と蓄電器をともに小型化することが可能となる。しかも、制御部により昇圧コンバータを制御しているので、エンジン発電機から直流母線に供給する電力を調整できる。よって、電源装置から外部に供給する電力の変動に係わらず、エンジン発電機の負荷を調整することができる。そして、制御部によって直流母線電圧がエンジン発電機の出力電圧よりも高くなるように制御することにより、エンジン発電機から直流母線に供給される電流が無制御状態となることを防いでいる。このため、昇圧コンバータを制御することによりエンジン発電機の負荷変動を、常に、能動的に制御することができ、エンジン発電機の負荷変動を設定した負荷変動率内に抑えることができる。
更に、「制御部は、外部に対して流れる電流量を検出し、直流母線の電圧を検出し、直流母線の電圧の変化ではなく外部に対して流れる電流量の変化に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給する電流量を決定し、外部に供給する供給電流量の一部をエンジン発電機から直流母線に供給するように昇圧コンバータを制御すると共に、直流母線の電圧の変化に基づいて蓄電器から直流母線に供給する電流量を決定し、直流母線電圧がエンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように昇降圧コンバータを制御する」ので、電力バランスを容易に制御できる。エンジン発電機は自動電圧調整器を有しており出力電圧が比較的安定しているため、制御部は供給電流量に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給する電流量を、昇圧コンバータを制御して調整するだけで、エンジン発電機が直流母線に供給する電力を制御できる。つまり、制御部は電流量だけで、エンジン発電機から直流母線に供給する電力を、実用的に足りる程度の精度で制御できる。一方、エンジン発電機は外部で使用される電力の一部しか負担しないので、外部で使用される電力とエンジン発電機から供給される電力との差の分だけ、蓄電器から外部に電力を供給することが必要となる。ここで、直流母線の電圧が一定であれば、供給電流量とエンジン発電機から直流母線に供給する電流量との差の分だけ蓄電器から電流を供給すれば、ハイブリッド電源装置から供給する電力と外部で使用される電力とを一致させることができる。言い換えれば、制御部が昇降圧コンバータを制御して、直流母線の電圧が一定となるように蓄電器から直流母線に電流を供給すれば、ハイブリッド電源装置から供給する電力と外部で使用される電力とを一致させることができるのである。このように、エンジン発電機と蓄電器との合計電力や外部で使用される電力を考慮する必要がなく、供給電流量に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給される電流量を調整し、直流母線の電圧を設定電圧に保つように蓄電器から直流母線に供給する電流量を調整するだけで、電力バランスを調整できるから、制御を容易にすることができるのである。
第2発明によれば、エンジン発電機が負担する電力を蓄電器の充電量も考慮して決定しているので、蓄電器の充電量を適切に保つことができ、過放電の状態となることを防ぐことができる。
第3発明によれば、電解コンデンサに蓄えられている電力がバッファとして機能するので、電源装置から外部に供給する電力が急激に変動したときにおけるエンジン発電機の負荷変動を自動的に緩和することができ、設定した負荷変動率内に抑えることができる。
第4発明によれば、エンジン発電機と蓄電器が直流母線に並列に接続されており、両方から外部に電力を供給することができるから、エンジン発電機と蓄電器をともに小型化することが可能となる。しかも、制御部により昇圧コンバータを制御しているので、エンジン発電機から直流母線に供給する電力を調整できる。よって、電源装置から外部に供給する電力の変動に係わらず、エンジン発電機の負荷を調整することができる。そして、直流母線電圧がエンジン発電機の出力電圧よりも高くなるように制御することにより、エンジン発電機から直流母線に供給される電流が無制御状態となることを防いでいる。このため、昇圧コンバータを制御することによりエンジン発電機の負荷変動を、常に、能動的に制御することができ、エンジン発電機の負荷変動を設定した負荷変動率内に抑えることができる。
更に、「制御部によって、外部に対して流れる電流量を検出し、直流母線の電圧を検出し、直流母線の電圧の変化ではなく外部に対して流れる電流量の変化に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給する電流量を決定し、外部に供給する供給電流量の一部を前記エンジン発電機から直流母線に供給するように昇圧コンバータを制御すると共に、直流母線の電圧の変化に基づいて蓄電器から直流母線に供給する電流量を決定し、直流母線電圧がエンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように昇降圧コンバータを制御する」ので、電力バランスを容易に制御できる。エンジン発電機は自動電圧調整器を有しており出力電圧が比較的安定しているため、制御部は供給電流量に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給する電流量を、昇圧コンバータを制御して調整するだけで、エンジン発電機が直流母線に供給する電力を制御できる。つまり、制御部は電流量だけで、エンジン発電機から直流母線に供給する電力を、実用的に足りる程度の精度で制御できる。一方、エンジン発電機は外部で使用される電力の一部しか負担しないので、外部で使用される電力とエンジン発電機から供給される電力との差の分だけ、蓄電器から外部に電力を供給することが必要となる。ここで、直流母線の電圧が一定であれば、供給電流量とエンジン発電機から直流母線に供給する電流量との差の分だけ蓄電器から電流を供給すれば、ハイブリッド電源装置から供給する電力と外部で使用される電力とを一致させることができる。言い換えれば、制御部が昇降圧コンバータを制御して、直流母線の電圧が一定となるように蓄電器から直流母線に電流を供給すれば、ハイブリッド電源装置から供給する電力と外部で使用される電力とを一致させることができるのである。このように、エンジン発電機と蓄電器との合計電力や外部で使用される電力を考慮する必要がなく、供給電流量に基づいてエンジン発電機から直流母線に供給される電流量を調整し、直流母線の電圧を設定電圧に保つように蓄電器から直流母線に供給する電流量を調整するだけで、電力バランスを調整できるから、制御を容易にすることができるのである。
第5発明によれば、エンジン発電機が負担する電力を蓄電器の充電量も考慮して決定しているので、蓄電器の充電量を適切に保つことができ、過放電の状態となることを防ぐことができる。
According to the first invention, the engine generator and the capacitor are connected in parallel to the DC bus, and the power can be supplied to the outside from both, so that both the engine generator and the capacitor can be reduced in size. Become. Moreover, since the boost converter is controlled by the control unit, the power supplied from the engine generator to the DC bus can be adjusted. Therefore, the load of the engine generator can be adjusted regardless of fluctuations in the power supplied from the power supply device to the outside. Then, the control unit controls the DC bus voltage to be higher than the output voltage of the engine generator, thereby preventing the current supplied from the engine generator to the DC bus from becoming uncontrolled. For this reason, by controlling the boost converter, the load fluctuation of the engine generator can always be actively controlled, and the load fluctuation of the engine generator can be suppressed within the set load fluctuation rate.
Furthermore, “the control unit detects the amount of current flowing to the outside, detects the voltage of the DC bus, and determines whether the current from the engine generator is based on the change in the amount of current flowing to the outside rather than the change in the voltage of the DC bus. The amount of current supplied to the DC bus is determined, and the boost converter is controlled so that a part of the amount of supply current supplied to the outside is supplied from the engine generator to the DC bus, and the battery is based on the change in the voltage of the DC bus. The amount of current supplied to the DC bus is determined and the buck-boost converter is controlled so that the DC bus voltage is maintained at a set voltage higher than the output voltage of the engine generator. Therefore, the power balance can be easily controlled. Since the engine generator has an automatic voltage regulator and the output voltage is relatively stable, the control unit controls the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus based on the amount of current supplied. Therefore, the electric power supplied from the engine generator to the DC bus can be controlled simply by adjusting. That is, the control unit can control the electric power supplied from the engine generator to the DC bus with only the amount of current with a practically sufficient accuracy. On the other hand, since the engine generator bears only a part of the electric power used outside, the electric power is supplied from the capacitor to the outside by the difference between the electric power used outside and the electric power supplied from the engine generator. It will be necessary. Here, if the voltage of the DC bus is constant, if the current is supplied from the capacitor by the difference between the amount of supplied current and the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus, The power used externally can be matched. In other words, if the control unit controls the buck-boost converter and supplies current from the capacitor to the DC bus so that the voltage of the DC bus is constant, the power supplied from the hybrid power supply and the power used externally Can be matched. In this way, it is not necessary to consider the total power of the engine generator and the battery and the power used externally, and the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is adjusted based on the amount of supplied current, Since the power balance can be adjusted simply by adjusting the amount of current supplied from the capacitor to the DC bus so as to keep the voltage of the bus at the set voltage, the control can be facilitated.
According to the second aspect of the invention, since the electric power to be borne by the engine generator is determined in consideration of the charge amount of the capacitor, the charge amount of the capacitor can be appropriately maintained, and an overdischarge state is prevented. be able to.
According to the third invention, since the electric power stored in the electrolytic capacitor functions as a buffer, the load fluctuation of the engine generator can be automatically reduced when the electric power supplied from the power supply device changes rapidly. Can be kept within the set load fluctuation rate.
According to the fourth invention, the engine generator and the capacitor are connected in parallel to the DC bus, and power can be supplied from both to the outside, so that both the engine generator and the capacitor can be reduced in size. Become. Moreover, since the boost converter is controlled by the control unit, the power supplied from the engine generator to the DC bus can be adjusted. Therefore, the load of the engine generator can be adjusted regardless of fluctuations in the power supplied from the power supply device to the outside. By controlling so that the DC bus voltage is higher than the output voltage of the engine generator, the current supplied from the engine generator to the DC bus is prevented from becoming uncontrolled. For this reason, by controlling the boost converter, the load fluctuation of the engine generator can always be actively controlled, and the load fluctuation of the engine generator can be suppressed within the set load fluctuation rate.
Furthermore, “the control unit detects the amount of current flowing to the outside, detects the voltage of the DC bus, and detects the amount of current flowing to the outside rather than the change of the voltage of the DC bus. The amount of current supplied to the DC bus is determined, and the boost converter is controlled so that a part of the amount of supply current supplied to the outside is supplied from the engine generator to the DC bus, and based on the change in the voltage of the DC bus The amount of current supplied from the battery to the DC bus is determined, and the buck-boost converter is controlled so that the DC bus voltage is maintained at a set voltage higher than the output voltage of the engine generator. . Since the engine generator has an automatic voltage regulator and the output voltage is relatively stable, the control unit controls the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus based on the amount of current supplied. Therefore, the electric power supplied from the engine generator to the DC bus can be controlled simply by adjusting. That is, the control unit can control the electric power supplied from the engine generator to the DC bus with only the amount of current with a practically sufficient accuracy. On the other hand, since the engine generator bears only a part of the electric power used outside, the electric power is supplied from the capacitor to the outside by the difference between the electric power used outside and the electric power supplied from the engine generator. It will be necessary. Here, if the voltage of the DC bus is constant, if the current is supplied from the capacitor by the difference between the amount of supplied current and the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus, The power used externally can be matched. In other words, if the control unit controls the buck-boost converter and supplies current from the capacitor to the DC bus so that the voltage of the DC bus is constant, the power supplied from the hybrid power supply and the power used externally Can be matched. In this way, it is not necessary to consider the total power of the engine generator and the battery and the power used externally, and the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is adjusted based on the amount of supplied current, Since the power balance can be adjusted simply by adjusting the amount of current supplied from the capacitor to the DC bus so as to keep the voltage of the bus at the set voltage, the control can be facilitated.
According to the fifth aspect of the present invention, the electric power to be borne by the engine generator is determined in consideration of the charge amount of the capacitor, so that the charge amount of the capacitor can be appropriately maintained and the overdischarge state is prevented. be able to.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のハイブリット電源装置は、ラバータヤードガントリークレーンやタイヤマウント式ジブクレーン等の機械において、ウインチや横走行装置等の作業用アクチュエータに電力を供給するための装置であって、エンジン発電機と蓄電器を有し、エンジン発電機の運転を適切に制御でき、しかも装置が大型化することを防ぐことができることに特徴を有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The hybrid power supply device of the present invention is a device for supplying electric power to a working actuator such as a winch or a lateral traveling device in a machine such as a rubber yard gantry crane or a tire mount type jib crane, and includes an engine generator and a capacitor. It is characterized in that the operation of the engine generator can be appropriately controlled and the apparatus can be prevented from becoming large.
図1は本実施形態のハイブリット電源装置10の概略回路図である。同図において、符号10は本実施形態のハイブリット電源装置を示している。また、符号Aは、ハイブリット電源装置から電力が供給される作業用アクチュエータを示している。
なお、以下では、作業用アクチュエータAが、モータ等の電動機M、インバータIを有する例を説明するが、インバータIは、電動機Mと後述する直流母線Laとの間に設けられていればよく、ハイブリット電源装置10に内蔵されていてもよい。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a hybrid
In the following, an example in which the working actuator A includes an electric motor M such as a motor and an inverter I will be described. However, the inverter I only needs to be provided between the electric motor M and a DC bus La described later. It may be built in the hybrid
図1において、符号Laは、本実施形態のハイブリット電源装置10から外部に直流電力を供給する直流母線を示している。この直流母線Laは、一対の導電路を有しており、この一対の導電路間に電解コンデンサ18が設けられている。この電解コンデンサ18は、直流母線Laに供給される直流電力を貯蔵したり、また、放電して直流母線Laに対して直流電力を供給したりすることができるものである。この電解コンデンサ18はその充電率と直流母線Laの直流電圧との関係から自動的に貯蔵放電を行うので、電解コンデンサ18に蓄えられている電力は作業用アクチュエータAが要求する電力の変動に対してバッファとして機能する。
なお、インバータIや後述する各コンバータ13,16は、通常、直流母線Laと並列に接続された電解コンデンサを内蔵しているので、かかる電解コンデンサに上記電解コンデンサ18の機能を行わせるのであれば、特別な電解コンデンサ18は設けなくてもよい。
In FIG. 1, symbol La indicates a DC bus that supplies DC power to the outside from the hybrid
The inverter I and the
図1に示すように、前記直流母線Laには、ダイオードコンバータ12、昇圧コンバータ13を介して本実施形態のハイブリット電源装置10のエンジン発電機11が接続されている。
As shown in FIG. 1, an
エンジン発電機11は、交流電力を発生させるエンジン発電機であって、自動電圧調整器(AVR)を有しており、出力電圧の変動が少ないものである。このエンジン発電機11は、ダイオードコンバータ12によって発生した交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータ13に供給できるように構成されている。
なお、エンジン発電機11は、ターボチャージャー等の過給機構を備えたディーゼル発電機等を採用することができるが、交流電力を発生させるエンジン発電機であれば、とくに限定はない。
さらになお、エンジン発電機よって発生した交流電力を直流電力に変換して出力する機器はダイオードコンバータに限られない。
The
The
Furthermore, the device that converts the AC power generated by the engine generator into DC power and outputs it is not limited to the diode converter.
ダイオードコンバータ12によって変換された直流電力は、昇圧コンバータ13を介して直流母線Laに供給されるように構成されている。
この昇圧コンバータ13は、ダイオードコンバータ12によって変換された直流電力の電圧(以下、エンジン側電圧という)を昇圧して出力する機能を有するものであり、制御部17からの指令に基づいて作動するようになっている。具体的には、制御部17からの指令に基づいて、昇圧コンバータ13はダイオードコンバータ12から直流母線Laに供給する電流量を制御しており、この電流量を制御することによって、直流母線Laに対して供給する直流電力量、直流電力を供給する時間およびタイミングを調整しているのである。
The DC power converted by the
The
このため、昇圧コンバータ13を制御すれば、所望のタイミングに所望の時間だけ、言い換えれば、所望のタイミングに所望の量だけ、エンジン側電圧よりも高い電圧の直流電力を直流母線Laに供給することができるのである。
Therefore, if
また、図1に示すように、前記直流母線Laには、昇降圧コンバータ16を介して、充放電が可能なバッテリやキャパシタ等の蓄電器15が、前記エンジン発電機11と並列となるように接続されている。つまり、蓄電器15も昇降圧コンバータ16を介して、直流母線Laを通して作業用アクチュエータAに電力を供給できるようになっている。
Further, as shown in FIG. 1, a
昇降圧コンバータ16は、蓄電器15から供給される直流電力の電圧(以下、蓄電器側電圧という)を昇圧して出力したり降圧して低くしたりする機能を有するものであり、昇圧コンバータ13と同様に、制御部17からの指令に基づいて作動するようになっている。具体的には、制御部17からの指令に基づいて、昇降圧コンバータ16は昇圧制御により蓄電器15から直流母線Laに供給する電流量を制御しており、この電流量を制御することによって、直流母線Laの電圧(電解コンデンサ18の端子間電圧)が低下しないように、直流母線Laに対して供給する直流電流を調整しているのである。
また、昇降圧コンバータ16は、降圧制御することにより、直流母線Laの電圧が上昇しないように蓄電器15に、直流母線Laから直流電流を供給する機能も有している。
The step-up / down
Further, the step-up / step-
このため、昇降圧コンバータ16を昇圧制御すれば、所望のタイミングに所望の時間だけ、言い換えれば、所望のタイミングに所望の量だけ、蓄電器側電圧よりも高い電圧の直流電力を直流母線Laに供給することができ、直流母線Laを所定の設定電圧に保つことができるのである。
また、昇降圧コンバータ16は、降圧制御して、直流母線Laの電圧よりも降圧された蓄電器側電圧よりも少し高い電圧を蓄電器15側に出力し、蓄電器15に直流電力を供給する機能も有している。よって、蓄電器15の充電率が減少した場合や直流母線Laの電圧が所定の設定電圧よりも高くなりすぎた場合には、直流母線Laから蓄電器15に降圧した直流電力を供給して、蓄電器15を充電させることも可能である。
For this reason, if the step-up / step-
The step-up / step-
つぎに、制御部17を説明する。
上述したように、制御部17は、昇圧コンバータ13および昇降圧コンバータ16の作動を制御して、エンジン発電機11および蓄電器15が負担する電力を調整する機能を有するものである。この制御部17には、直流母線Laの電圧情報や作業用アクチュエータAのインバータIに対して流れる電流情報、蓄電器15の充電量情報等が入力されており、これらの情報に基づいてエンジン発電機11および蓄電器15が負担する電力を調整している。
Next, the
As described above, the
なお、制御部17がエンジン発電機11および蓄電器15の負担する直流電力を決定する方法はとくに限定されず、上記情報以外の情報に基づいて直流電力を決定することができる。
In addition, the method in which the
以上のごとき構成であるから、本実施形態のハイブリット電源装置10では、エンジン発電機11と蓄電器15の両方から作業用アクチュエータAに電力を供給することができる。
すると、作業用アクチュエータAが要求する電力が昇圧コンバータ13を介してエンジン発電機11から供給できる電力より大きくても、不足する電力を蓄電器15に負担させることが可能となるし、逆に、作業用アクチュエータAが要求する電力が昇降圧コンバータ16を介して蓄電器15から供給できる電力よりも大きくても、不足する電力をエンジン発電機11に負担させることが可能となる。
つまり、作業用アクチュエータAが要求する最大電力よりも小さい電力しか供給できない発電機11や蓄電器15でも、作業用アクチュエータAを作動させることができるから、エンジン発電機11と蓄電器15をともに小型化することが可能となり、ハイブリット電源装置10全体としても小型化することができる。
With the configuration as described above, in the hybrid
Then, even if the electric power required by the working actuator A is larger than the electric power that can be supplied from the
That is, since the working actuator A can be operated even with the
また、制御部17によって、エンジン発電機11および蓄電器15のそれぞれから直流母線Laに供給する直流電力を調整できるので、エンジン発電機11および蓄電器15のそれぞれが負担する直流電力の割合を自由に調整することができる。
すると、エンジン発電機11および蓄電器15のいずれか一方の負荷が大きくなりすぎることも防ぐことができる。
しかも、作業用アクチュエータAが要求する電力、言い換えれば、本実施形態のハイブリット電源装置10から作業用アクチュエータAに供給する電力が急激に変動した場合でも、一時的に蓄電器15側の負担が多くなるように制御すれば、エンジン発電機11の負荷が急激に変動することを抑えることができ、黒煙の発生やエンジン発電機の緊急停止などが発生することを防ぐことができる。
そして、制御部17は蓄電器15の充電量も考慮してエンジン発電機11が負担する電力を決定しているので、蓄電器15の充電量を適切に保ち、過放電を防ぐことができる。
Further, since the
Then, it can also prevent that the load of any one of the
Moreover, even if the power required by the working actuator A, in other words, the power supplied from the hybrid
And since the
さらに、本実施形態のハイブリット電源装置10では、制御部17によって直流母線Laの電圧がダイオードコンバータ12から昇圧コンバータ13に供給される直流電力の電圧よりも常に高くなるように昇降圧コンバータ16を制御している。
昇圧コンバータ13は出力電圧を入力電圧よりも低くすることができないので、直流母線Laの電圧がエンジン側電圧よりも低くなると、昇圧コンバータ13によって直流母線Laに供給する電流を制御することができなくなり、ダイオードコンバータ12から直流母線Laに無制限に電流が供給されることになる。言い換えれば、昇圧コンバータ13によってエンジン発電機11の負荷を制御できなくなり、無制限に流れる電流を供給するためにエンジン発電機11が作動することになる。すると、エンジン発電機11には過剰な負荷が加わることとなり、黒煙の発生を生じたり、最悪の場合にはエンジン発電機11停止する場合もある。
しかし、本実施形態のハイブリット電源装置10では、制御部17によって直流母線Laの電圧がダイオードコンバータ12から昇圧コンバータ13に供給される直流電力の電圧よりも常に高くなるように昇降圧コンバータ16を制御しているので、上記のごとき問題が発生することを防ぐことができる。そして、昇圧コンバータ13を制御することにより、常に、エンジン発電機11の負荷変動を能動的に制御することができるから、エンジン発電機11の負荷変動を設定した負荷変動率内に抑えることができる。
Further, in the hybrid
Since
However, in the hybrid
なお、直流母線Laの電圧(電解コンデンサ18の端子間電圧)はエンジン側電圧や蓄電器側電圧よりも常に高い電圧に維持されるのであるが、この電圧値はエンジン発電機11が供給できる最大電圧および蓄電器15が供給できる最大電圧よりも高く設定されているのは、いうまでもない。
Note that the voltage of the DC bus La (voltage between terminals of the electrolytic capacitor 18) is always maintained at a voltage higher than the engine side voltage and the capacitor side voltage, but this voltage value is the maximum voltage that the
さらに、本実施形態のハイブリット電源装置10では、インバータIで使用される電力に代えて、供給電流量と直流母線Laの電圧とを検出し、直流母線Laの電圧を所定の設定電圧に保つように制御するだけで、電力バランスを調整しているので、制御を容易にすることができる。
Furthermore, in the hybrid
通常、エンジン発電機11と蓄電器15からインバータIに電力を供給する場合、エンジン発電機11の供給する電力と蓄電器15の供給する電力の合計電力がインバータIの電力と一致するようにしなければならない。このため、従来は、インバータIで使用される電力を検出し、このインバータIで使用される電力に基づいてエンジン発電機11および蓄電器15の出力電圧および出力電流をそれぞれ制御していた。そして、エンジン発電機11と蓄電器15の合計電力が、インバータIで使用される電力と一致するように制御していた。つまり、従来は、電力を直接検出し制御するという発想に基づいて発電装置の制御を行っていたため、電力バランスを調整する制御が非常に複雑となっていた。
Normally, when power is supplied from the
しかし、本実施形態のハイブリット電源装置10では、以下のごとき理由により電力バランスを容易に調整できる。
However, in the hybrid
まず、エンジン発電機11は出力電圧が比較的安定しているため、制御部17は、供給電流量に基づいてエンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量を、昇圧コンバータ13を制御して調整するだけで、エンジン発電機11が直流母線Laに供給する電力を制御できる。つまり、制御部17は電流量だけで、エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電力(エンジン発電機の負荷)を、実用的に足りる程度の精度で制御できる。
First, since the output voltage of the
一方、エンジン発電機11はインバータIで使用される電力の一部しか負担しないので、インバータIで使用される電力とエンジン発電機11から供給される電力の差の分だけ、蓄電器15からインバータIに直流母線Laに電力を供給することが必要となる。
On the other hand, since the
ここで、直流母線Laの電圧が一定であれば、供給電流量とエンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量の差の分だけ蓄電器15から電流を供給すれば、ハイブリット電源装置10から供給する電力とインバータIで使用される電力を一致させることができる。言い換えれば、制御部17が昇降圧コンバータ16を制御して、直流母線Laの電圧が一定となるように蓄電器15から直流母線Laに電流量を供給すれば、ハイブリット電源装置10から供給する電力とインバータIで使用される電力を一致させることができるのである。
Here, if the voltage of the DC bus La is constant, if the current is supplied from the
以上のごとく、本実施形態のハイブリット電源装置10では、エンジン発電機11と蓄電器15の合計電力やインバータIで使用される電力を考慮する必要がなく、供給電流量に基づいてエンジン発電機11から母線Laに供給する電流量を調整し、直流母線Laの電圧を設定電圧に保つように蓄電器15から直流母線Laに供給する電流量を調整するだけで、電力バランスを調整できるから、制御を容易にすることができるのである。
As described above, in the hybrid
つぎに、本実施形態のハイブリット電源装置10の作動を説明する。
以下では、(1)作業用アクチュエータAの電動機Mが待機状態の場合、(2)作業用アクチュエータAの電動機Mが力行状態の場合、(3)作業用アクチュエータAの電動機Mが回生運転を行っている場合、について説明する。
Next, the operation of the hybrid
In the following, (1) when the motor M of the work actuator A is in a standby state, (2) when the motor M of the work actuator A is in a power running state, (3) the motor M of the work actuator A performs a regenerative operation. If so, explain.
(1)作業用アクチュエータAの電動機Mが待機状態の場合
作業用アクチュエータAの電動機Mが待機状態、つまり、インバータIが電動機Mを作動させていない状態では、エンジン発電機11および蓄電器15から直流母線Laに対する電力供給は停止される。
この状態でも、電解コンデンサ18は、作業用アクチュエータAのインバータIに電力を供給しており、インバータI内の電解コンデンサ(図示せず)に付属する放電抵抗器に流れる電流により電解コンデンサ18の電圧は徐々に低下する。すると、電解コンデンサ18の電圧が低下すると、直流母線Laの電圧も低下する。
(1) When the electric motor M of the working actuator A is in a standby state When the electric motor M of the working actuator A is in a standby state, that is, in a state where the inverter I is not operating the electric motor M, a direct current is supplied from the
Even in this state, the
制御部17は直流母線Laの電圧を計測しているので、昇降圧コンバータ16を作動させて直流母線Laの電圧が設定値となるように、蓄電器15から直流母線Laに電力を供給する。具体的には、昇降圧コンバータ16の昇圧側トランジスタのゲート開時間を制御して直流母線Laに供給する電力を調整し、直流母線Laの電圧を設定値に安定させる。
Since the
(2)作業用アクチュエータAの電動機Mが力行状態の場合
作業用アクチュエータAの電動機Mが力行状態において、作業用アクチュエータAに供給する電流量が増加すると、エンジン発電機11や蓄電器15からの供給電力(供給電流)では、作業用アクチュエータAが必要とする電流量を満たすことができなくなるので、電解コンデンサ18からの放電により、不足する電流量を補う。
(2) When the electric motor M of the working actuator A is in the power running state When the electric current supplied to the working actuator A increases while the electric motor M of the working actuator A is in the power running state, the supply from the
一方、制御部17はインバータIに対して流れる電流量(インバータ側電流量)を検出しており、このインバータ側電流量の変化に基づいて、エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電力、つまり、エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量を決定する。
なお、蓄電器15の充電量が少ない場合には、蓄電器15の負担を抑えるように、また、蓄電器15に充電を行うことができるようにエンジン発電機11の負荷が決定される。
On the other hand, the
In addition, when the charge amount of the
エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量が決定されると、制御部17から昇圧コンバータ13に指令が送信され、決定された電流量だけエンジン発電機11から直流母線Laに電流が供給される。具体的には、昇圧コンバータ13の昇圧側トランジスタのゲート開時間を制御して直流母線Laに所定の電流が供給される。なお、エンジン発電機11は直流母線Laに供給する電流量に応じてその出力、つまり、負荷が変動する。
When the amount of current to be supplied from the
ここで、エンジン発電機11から直流母線Laに対して供給される電力は、電動機Mの作動に必要な電力の一部(例えば、半分程度)であるため、電解コンデンサ18の放電は継続し、電解コンデンサ18の端子間電圧は低下し、直流母線Laの電圧も低下する。
Here, since the electric power supplied from the
直流母線Laの電圧が低下すると、制御部17から昇降圧コンバータ16に指令が送信され、直流母線Laの電圧が設定値となるように蓄電器15から直流母線Laに直流電力、つまり電流が供給される。具体的には、昇降圧コンバータ16の昇圧側トランジスタのゲート開時間を制御して直流母線Laに所定の電流が供給される。
When the voltage of the DC bus La decreases, a command is transmitted from the
すると、作業用アクチュエータAに供給する電流量とエンジン発電機11から供給される電流量の差分を蓄電器15から供給することができ、しかも、電解コンデンサ18にも充電されるから、直流母線Laの電圧を設定に保つことができる。
Then, since the difference between the amount of current supplied to the working actuator A and the amount of current supplied from the
ここで、エンジン発電機11がターボチャージャー等の過給機構を有するものである場合、過給機構が機能していない状態(以下、非過給状態という)では、エンジン発電機11の出力、つまり、エンジン発電機11から得られる電流量が、過給機構が機能している状態(以下、過給状態という)よりも少なくなる。しかも、非過給状態からエンジン発電機11の負荷が増加したときに、過給状態となるまでの時間遅れ(以下、タイムラグという)が存在する。
すると、作業用アクチュエータAに供給する電流量の急激な増加に伴ってエンジン発電機11に要求される電流量を急激に増加させた場合であって、その電流量が、非過給状態における最大出力時に得られる最大電流量以下の状態からこの最大電流量以上に変化するときには、タイムラグ期間にエンジン発電機11の負荷が非過給状態における最大出力を超えてしまう可能性がある。この場合には、エンジン発電機11は過負荷状態となり、黒煙の発生や、最悪の場合には、エンジン発電機11が停止が生じる可能性がある。
そこで、本実施形態のハイブリット電源装置10は、作業用アクチュエータAに供給する電流量が急激に増加した場合には、以下のようにエンジン発電機11の負担電力、つまり、エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量の変化状態を決定している。
Here, when the
Then, when the amount of current required for the
Therefore, when the amount of current supplied to the working actuator A increases rapidly, the hybrid
図2は作業用アクチュエータAに供給する電流量が急激に増加した場合におけるエンジン発電機11の負担する電流量の変化状態を示した図である。なお、図2では、安定運転時において、エンジン発電機11から供給する電流量が、ハイブリット電源装置10から作業用アクチュエータAに供給する電流量の半分より少ない場合を示しているが、かかる場合に限定されないのはいうまでもない。
FIG. 2 is a diagram showing a change state of the amount of current borne by the
まず、図2において、実線RPは、ハイブリット電源装置10から作業用アクチュエータAに供給する電流量RP(以下、単に供給電流量RPという)を示している。また、破線HPは、供給電流量RPの半分の電流量HPを示すラインである。
図2に示すように、非過給状態やエンジン発電機11が停止している状態から、供給電流量RPが急激に増加すると、エンジン発電機11から直流母線Laに供給する電流量(以下、エンジン電流量EPという)は、電流量HPのラインに沿って増加するように制御される。
First, in FIG. 2, a solid line RP indicates a current amount RP (hereinafter simply referred to as a supply current amount RP) supplied from the hybrid
As shown in FIG. 2, when the supply current amount RP increases rapidly from the non-supercharged state or the state where the
やがて、エンジン電流量EPがエンジン発電機11において非過給状態の最大出力時に得られる電流量Cに到達すると、電流量EPの増加割合を減少させる。すると、電流量EPの増加割合が減少している期間にエンジン発電機11が過給状態となる。
Eventually, when the engine current amount EP reaches the current amount C obtained at the maximum output in the non-supercharged state in the
そして、供給電流量RPが安定状態になると、エンジン電流量EPは、通常の運転状態における負担割合の電流量Bとなるように制御される。電流量Bは電流量Cよりも大きいが、このときにはエンジン発電機11は過給状態となっているので、エンジン発電機11を安定した状態で作動させることができる。
When the supply current amount RP becomes stable, the engine current amount EP is controlled so as to become the current amount B of the burden ratio in the normal operation state. Although the current amount B is larger than the current amount C, the
以上のごとく制御すれば、供給電流量RPが急激に変動してもエンジン発電機11の負荷が過大にならないので、黒煙の発生やエンジン発電機11の停止が生じることを防ぐことができる。
しかも、非過給状態の最大出力時に得られる電流量Cまでは、エンジン発電機11の負荷を急速に増加させるので、供給電流量RPの変動に対するエンジン発電機11の追従性をある程度高くすることができ、蓄電器15の充電量を適切に保つことができ、過放電の状態となることを防ぐことができる。
If the control is performed as described above, the load on the
In addition, since the load of the
なお、非過給状態や停止状態からエンジン電流量EPを増加させる場合において、エンジン電流量EPは、必ずしも供給電流量RPの半分の電流量HPのラインに沿って変動させる必要はなく、エンジン発電機11の性能や蓄電器15の性能に応じて、供給電流量RPの半分以上の電流量のラインや半分以下の電流量のラインに沿って移動させてもよい。
When the engine current amount EP is increased from the non-supercharged state or the stopped state, the engine current amount EP does not necessarily have to fluctuate along the line of the current amount HP that is half the supply current amount RP. Depending on the performance of the
(3)作業用アクチュエータAの電動機Mが回生運転を行っている場合
作業用アクチュエータAの電動機Mが回生運転されると、電動機Mは発電機として動作しインバータIを介して直流母線Laに電力を供給する。すると、インバータIを介して直流母線Laに供給された電力により電解コンデンサ18には充電電流が流れるため、直流母線Laの電圧が上昇する。
直流母線Laの電圧が上昇すると、電解コンデンサ18を放電させ電圧を設定値まで下げるように制御部17によって昇降圧コンバータ16が制御される。具体的には、直流母線Laから蓄電器15に電力を供給し蓄電器15を充電するように、昇降圧コンバータ16の降圧側トランジスタのゲート開時間を制御する。
すると、インバータIより回生された電力は蓄電器15に蓄えられるとともに直流母線Laの電圧の上昇を抑えられ、直流母線Laの電圧を設定値に保つことができる。
(3) When the electric motor M of the working actuator A is performing regenerative operation When the electric motor M of the working actuator A is regeneratively operated, the electric motor M operates as a generator and power is supplied to the DC bus La via the inverter I. Supply. Then, a charging current flows through the
When the voltage of the DC bus La increases, the
Then, the electric power regenerated by the inverter I is stored in the
ここで、蓄電器15の充電率が高くなりすぎた場合には、蓄電器15の損傷を防ぐため、制御部17は昇降圧コンバータ16によって蓄電器15の充電電流に制限をかける。すると、直流母線Laの電圧を設定値に保てなくなり、直流母線Laの電圧が上昇することとなる。
直流母線Laの電圧が上昇すると、電解コンデンサ18や、コンバータおよびインバータ内の半導体素子および電解コンデンサを破損させる可能性がある。そこで、直流母線Laに、ダイナミックブレーキユニット19(以下、DBU19で示す)を設けている。このDBU19は、直流母線Laの電圧が危険電圧となる前に、抵抗器に電流を流すように動作して直流母線電圧Laを下げるように動作するものである。
よって、電動機Mの回生運転により発生する電力を、蓄電器15への充電だけでは吸収しきれないような場合には、DBUを設けることによって、各機器の損傷を防ぐことができるから、電動機Mを安心して回生運転することができる。
Here, when the charging rate of the
When the voltage of the DC bus La increases, there is a possibility that the
Therefore, in the case where the electric power generated by the regenerative operation of the electric motor M cannot be absorbed by only charging the
なお、蓄電器15の充電率が低下していると、力行時における電動機Mの作動に必要な電力とエンジン発電機11から供給される電力の差分を蓄電器15から供給できない可能性がある。そこで、蓄電器15の充電率が低下した場合、制御部17によって昇圧コンバータ13を制御して直流母線Laに電流を供給し直流母線Laの電圧を上昇させる。直流母線Laの電圧が事前に定めた電圧まで上昇すると、制御部17は、直流母線Laの電圧上昇を抑制するために昇降圧コンバータ16に降圧動作を行わせるので、直流母線Laから蓄電器15に電力が供給される。よって、蓄電器15を適正な充電率まで充電させることができる。
Note that if the charging rate of the
本発明のハイブリット電源装置は、ガントリークレーンやガントリークレーンやタイヤマウント式ジブクレーンなどのエンジン発電機を動力源として有するクレーン等のように、インバータの直流母線に電力を供給する設備の電源として適している。 The hybrid power supply device of the present invention is suitable as a power source for equipment that supplies power to a DC bus of an inverter, such as a crane having an engine generator such as a gantry crane, a gantry crane, or a tire-mounted jib crane as a power source. .
10 ハイブリッド発電装置
11 エンジン発電機
13 昇圧コンバータ
15 蓄電器
16 昇降圧コンバータ
17 制御部
18 電解コンデンサ
A 作業用アクチュエータ
I インバータ
M 電動機
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記エンジン発電機と前記蓄電器とが並列に接続された、外部に電力を供給する直流母線と、
該直流母線と前記エンジン発電機との間に設けられ、該エンジン発電機から該直流母線に供給する電流量を制御する昇圧コンバータと、
前記直流母線と前記蓄電器との間に設けられ、該蓄電器から該直流母線に供給する電流量を制御する昇降圧コンバータと、
該昇降圧コンバータおよび前記昇圧コンバータの作動を制御する制御部と、を備えており、
前記エンジン発電機は、自動電圧調整器を有しており、
該制御部は、
前記外部に対して流れる電流量を検出し、
前記直流母線の電圧を検出し、
前記直流母線の電圧の変化ではなく前記外部に対して流れる電流量の変化に基づいて前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記外部に供給する供給電流量の一部を前記エンジン発電機から前記直流母線に供給するように前記昇圧コンバータを制御すると共に、
前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記蓄電器から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記直流母線電圧が前記エンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように前記昇降圧コンバータを制御するものである
ことを特徴とするクレーン用ハイブリット電源装置。 A crane hybrid power supply device including an engine generator and a capacitor,
The engine generator and the accumulator are connected in parallel, a DC bus that supplies power to the outside,
A step-up converter provided between the DC bus and the engine generator for controlling the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus;
A step-up / step-down converter provided between the DC bus and the battery, for controlling the amount of current supplied from the battery to the DC bus;
A controller for controlling the operation of the step-up / step-down converter and the boost converter, and
The engine generator has an automatic voltage regulator,
The control unit
Detecting the amount of current flowing to the outside,
Detecting the voltage of the DC bus;
The amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is determined based on a change in the amount of current flowing to the outside rather than a change in the voltage of the DC bus, and a part of the amount of supplied current supplied to the outside And controlling the boost converter so as to supply the DC bus from the engine generator,
The amount of current supplied from the battery to the DC bus is determined based on a change in the voltage of the DC bus, and the raising and lowering is performed so that the DC bus voltage is maintained at a set voltage higher than the output voltage of the engine generator. A hybrid power supply device for a crane characterized by controlling a pressure converter.
ことを特徴とする請求項1記載のクレーン用ハイブリット電源装置。 The said control part determines the electric current amount supplied to the said DC bus from the said engine generator based on the electric current amount supplied to the said exterior, and the charge amount of the said electrical storage device. Hybrid power supply.
ことを特徴とする請求項1または2記載のクレーン用ハイブリット電源装置。 The hybrid power supply for a crane according to claim 1, wherein an electrolytic capacitor is connected to the DC bus in parallel with the engine generator and the storage battery.
前記電源装置は、
エンジン発電機と前記蓄電器とが並列に接続された、外部に電力を供給する直流母線と、
該直流母線と前記エンジン発電機との間に設けられ、該エンジン発電機から該直流母線に供給する電流量を制御する昇圧コンバータと、
前記直流母線と前記蓄電器との間に設けられ、該蓄電器から該直流母線に供給する電流量を制御する昇降圧コンバータと、
該昇降圧コンバータおよび前記昇圧コンバータの作動を制御する制御部と、を備えており、
前記エンジン発電機は、自動電圧調整器を有しており、
該制御部によって、
前記外部に対して流れる電流量を検出し、
前記直流母線の電圧を検出し、
前記直流母線の電圧の変化ではなく前記外部に対して流れる電流量の変化に基づいて前記エンジン発電機から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記外部に供給する供給電流量の一部を前記エンジン発電機から前記直流母線に供給するように前記昇圧コンバータを制御すると共に、
前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記蓄電器から前記直流母線に供給する電流量を決定し、前記直流母線電圧が前記エンジン発電機の出力電圧よりも高い設定電圧に維持されるように前記昇降圧コンバータを制御する
ことを特徴とするクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法。 A method for controlling a hybrid power supply device for a crane including an engine generator and a capacitor,
The power supply device
A direct current bus for supplying power to the outside, in which the engine generator and the battery are connected in parallel;
A step-up converter provided between the DC bus and the engine generator for controlling the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus;
A step-up / step-down converter provided between the DC bus and the battery, for controlling the amount of current supplied from the battery to the DC bus;
A controller for controlling the operation of the step-up / step-down converter and the boost converter, and
The engine generator has an automatic voltage regulator,
By the control unit,
Detecting the amount of current flowing to the outside,
Detecting the voltage of the DC bus;
The amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is determined based on a change in the amount of current flowing to the outside rather than a change in the voltage of the DC bus, and a part of the amount of supplied current supplied to the outside And controlling the boost converter so as to supply the DC bus from the engine generator,
The amount of current supplied from the battery to the DC bus is determined based on a change in the voltage of the DC bus, and the raising and lowering is performed so that the DC bus voltage is maintained at a set voltage higher than the output voltage of the engine generator. A control method for a hybrid power supply device for a crane, characterized by controlling a pressure converter.
ことを特徴とする請求項4記載のクレーン用ハイブリット電源装置の制御方法。
The control of the hybrid power supply device for a crane according to claim 4, wherein the amount of current supplied from the engine generator to the DC bus is determined based on the amount of current supplied to the outside and the charge amount of the battery. Method.
Priority Applications (1)
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