JPH11285165A - クレーン用電源設備 - Google Patents
クレーン用電源設備Info
- Publication number
- JPH11285165A JPH11285165A JP10079212A JP7921298A JPH11285165A JP H11285165 A JPH11285165 A JP H11285165A JP 10079212 A JP10079212 A JP 10079212A JP 7921298 A JP7921298 A JP 7921298A JP H11285165 A JPH11285165 A JP H11285165A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- storage device
- power storage
- converter
- crane
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
- B66C13/23—Circuits for controlling the lowering of the load
- B66C13/26—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors
- B66C13/28—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors utilising regenerative braking for controlling descent of heavy loads and having means for preventing rotation of motor in the hoisting direction when load is released
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クレーン用電源設備において、エンジン発電
機容量が小さくて済み、しかも荷役サイクル全体におけ
るエネルギー損失を小さくする。 【解決手段】 エンジン発電機12からの交流電力はコ
ンバータ13によって直流電力に変換され、直流母線1
4に送り出される。直流母線にインバータを介してモー
タが接続され、さらに、直流母線には蓄電装置24が接
続されている。コンバータには電流制御機能が付加され
ており、検出器25によって、蓄電装置が過充電状態で
あるか否かが検出され、過充電状態を検出すると検出器
25は過充電検出信号を送出する。コンバータは前記過
充電検出信号に応答して直流電力量を制御する。そして
モータにかかる負荷に応じて蓄電装置を充電又は放電さ
せる。
機容量が小さくて済み、しかも荷役サイクル全体におけ
るエネルギー損失を小さくする。 【解決手段】 エンジン発電機12からの交流電力はコ
ンバータ13によって直流電力に変換され、直流母線1
4に送り出される。直流母線にインバータを介してモー
タが接続され、さらに、直流母線には蓄電装置24が接
続されている。コンバータには電流制御機能が付加され
ており、検出器25によって、蓄電装置が過充電状態で
あるか否かが検出され、過充電状態を検出すると検出器
25は過充電検出信号を送出する。コンバータは前記過
充電検出信号に応答して直流電力量を制御する。そして
モータにかかる負荷に応じて蓄電装置を充電又は放電さ
せる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクレーン用の電源設
備に関する。
備に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、クレーンとして、エンジン発電
機を電源設備として用い、コンテナ等を荷役するトラン
スファークレーンが知られている。このトランスファー
クレーンでは、巻上げの負荷から巻き下げの回生負荷ま
で負荷の変動が大きく、最大負荷となる巻上げ加速パワ
ーに対応する容量のエンジン発電機を使用する必要があ
る。
機を電源設備として用い、コンテナ等を荷役するトラン
スファークレーンが知られている。このトランスファー
クレーンでは、巻上げの負荷から巻き下げの回生負荷ま
で負荷の変動が大きく、最大負荷となる巻上げ加速パワ
ーに対応する容量のエンジン発電機を使用する必要があ
る。
【0003】このようなエンジン発電機を用いた電源設
備として、例えば、特開平7−274595号公報に記
載されたものが知られている。ここでは、エンジン発電
機の電力出力線に放電用インバータを介して2重層コン
デンサセットを接続して、予め定められた負荷未満(最
大負荷未満)の際、余剰電力を2重層コンデンサに充電
して蓄えており、最大負荷の際、コンデンサに蓄えた電
力を放電して、この放電電力をエンジン発電機の発電電
力とともに用い、これによって、エンジン発電機の容量
を小さくしている。
備として、例えば、特開平7−274595号公報に記
載されたものが知られている。ここでは、エンジン発電
機の電力出力線に放電用インバータを介して2重層コン
デンサセットを接続して、予め定められた負荷未満(最
大負荷未満)の際、余剰電力を2重層コンデンサに充電
して蓄えており、最大負荷の際、コンデンサに蓄えた電
力を放電して、この放電電力をエンジン発電機の発電電
力とともに用い、これによって、エンジン発電機の容量
を小さくしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
トランスファークレーンでは、最大負荷に対応してエン
ジン発電機を選定する必要があり、このため、エンジン
発電機が大きくなってしまい、しかも燃料消費量が多
く、加えて、従来のトランスファークレーンでは、巻下
げの際、特に、減速時に発生する大電力を抵抗器を用い
て熱エネルギーに変換して放熱しており、荷役サイクル
全体におけるエネルギー損失が大きい。
トランスファークレーンでは、最大負荷に対応してエン
ジン発電機を選定する必要があり、このため、エンジン
発電機が大きくなってしまい、しかも燃料消費量が多
く、加えて、従来のトランスファークレーンでは、巻下
げの際、特に、減速時に発生する大電力を抵抗器を用い
て熱エネルギーに変換して放熱しており、荷役サイクル
全体におけるエネルギー損失が大きい。
【0005】特開平7−274595号公報に記載され
た発電システムでは、クレーン用の発電設備として考慮
されておらず、しかも単に最大負荷時未満の際の余剰電
力を2重層コンデンサに充電しているだけであって、ク
レーンの荷役において、巻き下げ運転時及び減速時に発
生する大電力を有効に利用することはできない。つま
り、荷役サイクル全体におけるエネルギー損失を小さく
することは困難である。
た発電システムでは、クレーン用の発電設備として考慮
されておらず、しかも単に最大負荷時未満の際の余剰電
力を2重層コンデンサに充電しているだけであって、ク
レーンの荷役において、巻き下げ運転時及び減速時に発
生する大電力を有効に利用することはできない。つま
り、荷役サイクル全体におけるエネルギー損失を小さく
することは困難である。
【0006】本発明の目的はエンジン発電機容量が小さ
くて済むクレーン用電源設備を提供することにある。
くて済むクレーン用電源設備を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は荷役サイクル全体にお
けるエネルギー損失が小さいクレーン用電源設備を提供
することにある。
けるエネルギー損失が小さいクレーン用電源設備を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エンジ
ン発電機を駆動電源として荷役を行うクレーンに用いら
れ、前記エンジン発電機からの交流電力を直流電力に変
換するコンバータと、該コンバータに接続された直流母
線と、該直流母線にインバータを介して接続された駆動
装置と、前記直流母線に接続された蓄電装置とを有し、
前記駆動装置にかかる負荷に応じて前記蓄電装置を充電
又は放電させるようにしたことを特徴とするクレーン用
電源設備が得られる。
ン発電機を駆動電源として荷役を行うクレーンに用いら
れ、前記エンジン発電機からの交流電力を直流電力に変
換するコンバータと、該コンバータに接続された直流母
線と、該直流母線にインバータを介して接続された駆動
装置と、前記直流母線に接続された蓄電装置とを有し、
前記駆動装置にかかる負荷に応じて前記蓄電装置を充電
又は放電させるようにしたことを特徴とするクレーン用
電源設備が得られる。
【0009】ここでは、前記コンバータには電流制御機
能が付加されており、該蓄電装置が過充電状態であるか
否かを検出して過充電であると過充電検出信号を送出す
る検出器が備えられ、前記コンバータは前記過充電検出
信号に応答して前記直流電力量を制御する。
能が付加されており、該蓄電装置が過充電状態であるか
否かを検出して過充電であると過充電検出信号を送出す
る検出器が備えられ、前記コンバータは前記過充電検出
信号に応答して前記直流電力量を制御する。
【0010】さらに、本発明では、クレーンの揚程によ
る基準充電量と前記蓄電装置の充電量とを比較して前記
蓄電装置に充電を行うか否かを判断して前記蓄電装置が
過充電状態とならないように前記エンジン発電機からの
充電量を制限する手段が備えられている。
る基準充電量と前記蓄電装置の充電量とを比較して前記
蓄電装置に充電を行うか否かを判断して前記蓄電装置が
過充電状態とならないように前記エンジン発電機からの
充電量を制限する手段が備えられている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0012】まず、図1を参照して、トランスファーク
レーン(図示せず)は予め定められた方向に走行可能で
あり、さらに、この走行方向に直交する方向にトロリー
が横行可能である。そして、トランスファークレーンは
荷貨物を巻上げ巻下げして荷役を行う。
レーン(図示せず)は予め定められた方向に走行可能で
あり、さらに、この走行方向に直交する方向にトロリー
が横行可能である。そして、トランスファークレーンは
荷貨物を巻上げ巻下げして荷役を行う。
【0013】トランスファークレーンにはエンジン11
が備えられており、このエンジン11には交流発電機1
2が接続されている。この交流発電機12の出力側には
補機、例えば、照明設備、空調設備、及び油圧ポンプ用
モータ等が接続されるとともにコンバータ13が接続さ
れている。そして、交流発電機12からの交流電力はコ
ンバータ13によって直流電力に変換される。コンバー
タ13には直流母線14を介して巻上げモータ15、横
行用モータ16、及び走行用モータ17が接続されてい
る。コンバータ13は電流制御機能付コンバータであ
り、前述の巻上げモータ15、横行用モータ16、及び
走行用モータ17にはそれぞれインバータ18、19、
及び20を介してコンバータ13が接続されている。
が備えられており、このエンジン11には交流発電機1
2が接続されている。この交流発電機12の出力側には
補機、例えば、照明設備、空調設備、及び油圧ポンプ用
モータ等が接続されるとともにコンバータ13が接続さ
れている。そして、交流発電機12からの交流電力はコ
ンバータ13によって直流電力に変換される。コンバー
タ13には直流母線14を介して巻上げモータ15、横
行用モータ16、及び走行用モータ17が接続されてい
る。コンバータ13は電流制御機能付コンバータであ
り、前述の巻上げモータ15、横行用モータ16、及び
走行用モータ17にはそれぞれインバータ18、19、
及び20を介してコンバータ13が接続されている。
【0014】直流母線14には制動ユニット(ブレー
キ)21を介して回生電力吸収用抵抗器(DBR)22
が接続されている。さらに、直流母線14には電力用コ
ンデンサ23及び蓄電装置(化学電池(バッテリー)又
は静電容量(コンデンサ))24が接続されており、蓄
電装置24には過充電検出器25が備えられている。そ
して、過充電検出器25によって蓄電装置24が過充電
か否かを検出して、過充電検出器25は過充電になると
過充電検出信号をコンバータ13にフィードバックす
る。
キ)21を介して回生電力吸収用抵抗器(DBR)22
が接続されている。さらに、直流母線14には電力用コ
ンデンサ23及び蓄電装置(化学電池(バッテリー)又
は静電容量(コンデンサ))24が接続されており、蓄
電装置24には過充電検出器25が備えられている。そ
して、過充電検出器25によって蓄電装置24が過充電
か否かを検出して、過充電検出器25は過充電になると
過充電検出信号をコンバータ13にフィードバックす
る。
【0015】図1に示すトランスファークレーンでは、
荷役サイクル中(運転中)負荷が小さい場合には、交流
発電機12からの余分の電力(電流)が蓄電装置24に
充電される。前述のように、蓄電装置24の充電量は過
充電検出器25によって検出されており、蓄電装置24
の充電量が基準量(100%)となると、過充電検出器
25は過充電検出信号をコンバータ13に与える。過充
電検出信号に応答して、コンバータ13は電流制御を行
って蓄電装置24への充電電流供給を停止する。つま
り、コンバータ13は電流制御によって余分の電力が生
じないようにして蓄電装置24へ充電電流が供給されな
いようにする。
荷役サイクル中(運転中)負荷が小さい場合には、交流
発電機12からの余分の電力(電流)が蓄電装置24に
充電される。前述のように、蓄電装置24の充電量は過
充電検出器25によって検出されており、蓄電装置24
の充電量が基準量(100%)となると、過充電検出器
25は過充電検出信号をコンバータ13に与える。過充
電検出信号に応答して、コンバータ13は電流制御を行
って蓄電装置24への充電電流供給を停止する。つま
り、コンバータ13は電流制御によって余分の電力が生
じないようにして蓄電装置24へ充電電流が供給されな
いようにする。
【0016】一方、荷貨物を巻下げている際には、巻上
げモータで生じる回生電力が蓄電装置24に与えられ、
蓄電装置24が充電される。この際、蓄電装置24の充
電量が基準量であれば、回生電力は抵抗器22で熱エネ
ルギーに変換される。
げモータで生じる回生電力が蓄電装置24に与えられ、
蓄電装置24が充電される。この際、蓄電装置24の充
電量が基準量であれば、回生電力は抵抗器22で熱エネ
ルギーに変換される。
【0017】ここで図1及び図2を参照して、トランス
ファークレーンによる荷役サイクルについて説明する。
ファークレーンによる荷役サイクルについて説明する。
【0018】いま、交流発電機12は所定の発電を行っ
ているものとする。トランスファークレーンによって荷
貨物を巻上げる際(巻上げモードHhr)には、負荷が
大きく、必要電力は図2に示すように変化する。交流発
電機12からの電力はほぼ一定であるので、この場合に
は、蓄電装置24から放電が行われ、交流発電機12及
び蓄電装置24から巻上げモータ25に電力が供給され
る。この際、蓄電装置24からの放電量は必要電力に応
じて図2に示すように変化する。巻上げモードから休止
モード(I)となると、前述のように、交流発電機12
からの電力によって蓄電装置24が充電される。
ているものとする。トランスファークレーンによって荷
貨物を巻上げる際(巻上げモードHhr)には、負荷が
大きく、必要電力は図2に示すように変化する。交流発
電機12からの電力はほぼ一定であるので、この場合に
は、蓄電装置24から放電が行われ、交流発電機12及
び蓄電装置24から巻上げモータ25に電力が供給され
る。この際、蓄電装置24からの放電量は必要電力に応
じて図2に示すように変化する。巻上げモードから休止
モード(I)となると、前述のように、交流発電機12
からの電力によって蓄電装置24が充電される。
【0019】次に、横行モード(Tf)となると、必要
電力は図2に示すように変化する。この場合には、蓄電
装置24から放電が行われ、交流発電機12及び蓄電装
置24から横行モータ26に電力が供給される。この
際、蓄電装置24からの放電量は必要電力に応じて図2
に示すように変化する。横行モードから休止モード
(I)となると、前述のように、交流発電機12からの
電力によって蓄電装置24が充電される。
電力は図2に示すように変化する。この場合には、蓄電
装置24から放電が行われ、交流発電機12及び蓄電装
置24から横行モータ26に電力が供給される。この
際、蓄電装置24からの放電量は必要電力に応じて図2
に示すように変化する。横行モードから休止モード
(I)となると、前述のように、交流発電機12からの
電力によって蓄電装置24が充電される。
【0020】巻下げモード(Hlr)となると、巻下げ
開始時においては、図2に示すように充電が必要となる
が、その後、巻上げモータ15から回生電力が発生す
る。従って、巻下げ開始時においては、蓄電装置24か
ら放電が行われるが、その後、交流発電機12からの電
力と回生電力とによって蓄電装置24が充電されること
になる。巻下げモードから休止モード(I)となると、
前述のように、交流発電機12からの電力によって蓄電
装置24が充電される。
開始時においては、図2に示すように充電が必要となる
が、その後、巻上げモータ15から回生電力が発生す
る。従って、巻下げ開始時においては、蓄電装置24か
ら放電が行われるが、その後、交流発電機12からの電
力と回生電力とによって蓄電装置24が充電されること
になる。巻下げモードから休止モード(I)となると、
前述のように、交流発電機12からの電力によって蓄電
装置24が充電される。
【0021】また、蓄電装置24に充電させる判断を、
クレーンの荷貨物の揚程による基準充電量と蓄電装置2
4の充電量とを比較して行い、蓄電装置24が過充電状
態にならないように、エンジン発電機からの充電量を制
限するようにしてもよい。
クレーンの荷貨物の揚程による基準充電量と蓄電装置2
4の充電量とを比較して行い、蓄電装置24が過充電状
態にならないように、エンジン発電機からの充電量を制
限するようにしてもよい。
【0022】ここで、蓄電装置24に充電させる判断及
び充電量の制限制御について図3を参照して説明する。
び充電量の制限制御について図3を参照して説明する。
【0023】まず、巻上げが完了した後、荷貨物の揚程
検出器(巻上げ装置等に設けた測定器:図示せず)によ
って、揚程データを検出データとして検出して、この検
出データに基づいて基準充電量計算部31によって基準
充電量を求める。この基準充電量は揚程が高い程多く、
揚程が低くなる程少なくなる。
検出器(巻上げ装置等に設けた測定器:図示せず)によ
って、揚程データを検出データとして検出して、この検
出データに基づいて基準充電量計算部31によって基準
充電量を求める。この基準充電量は揚程が高い程多く、
揚程が低くなる程少なくなる。
【0024】さらに、蓄電装置24の充電量を過充電検
出器25で検出して、現在の充電量を計測充電量として
計測する。充電電流計算部32では計測充電量と基準充
電量とを比較して、蓄電装置24に基準充電量を加算し
ても充電不足であると判断すると、充電電流計算部32
では充電器33に充電電流指令を与え、充電器33によ
って横行モード(Tf)で、その不足分のみ蓄電装置2
4に充電する。なお、充電電流の大きさは、不足量に応
じて増減させる。
出器25で検出して、現在の充電量を計測充電量として
計測する。充電電流計算部32では計測充電量と基準充
電量とを比較して、蓄電装置24に基準充電量を加算し
ても充電不足であると判断すると、充電電流計算部32
では充電器33に充電電流指令を与え、充電器33によ
って横行モード(Tf)で、その不足分のみ蓄電装置2
4に充電する。なお、充電電流の大きさは、不足量に応
じて増減させる。
【0025】一方、計測充電量と基準充電量とを比較し
た結果、充電量が不足しないと判断すると、充電電流計
算部32は充電器33に充電電流指令を与えない。つま
り、横行モード(Tf)で蓄電装置24への充電は行わ
ない。
た結果、充電量が不足しないと判断すると、充電電流計
算部32は充電器33に充電電流指令を与えない。つま
り、横行モード(Tf)で蓄電装置24への充電は行わ
ない。
【0026】その後、例えば、図示のように、再び、巻
上げモード(Hho)、横行モード(Tr)、及び巻下
げモード(Tlo)が行われる。
上げモード(Hho)、横行モード(Tr)、及び巻下
げモード(Tlo)が行われる。
【0027】なお、図1に示す電力用コンデンサ23は
ピーク電力の授受用であるが、必要に応じて省略するこ
とができる。
ピーク電力の授受用であるが、必要に応じて省略するこ
とができる。
【0028】また、制御ユニット21と回生電力吸収用
抵抗器22とは、巻き下げ時の回生電力によって直流母
線電圧が上昇した際、異常電圧まで直流母線電圧が上昇
しないように直流母線電圧が所定の電圧まで上昇する
と、抵抗器22に放電して電圧を下げるように作用す
る。
抵抗器22とは、巻き下げ時の回生電力によって直流母
線電圧が上昇した際、異常電圧まで直流母線電圧が上昇
しないように直流母線電圧が所定の電圧まで上昇する
と、抵抗器22に放電して電圧を下げるように作用す
る。
【0029】上述の説明から容易に理解できるように、
図示の例では、巻上げ(加速時、巻上げ時、減速時)の
際には、交流発電機及び蓄電装置から巻上げモータに電
力を供給している。走行又は横行の際には、一般的に
は、交流発電機からの電力によって走行モータ又は横行
モータを駆動するが、必要に応じて蓄電装置から放電さ
せる。一方、巻下げの際には、回生電力で蓄電装置を充
電することになる。
図示の例では、巻上げ(加速時、巻上げ時、減速時)の
際には、交流発電機及び蓄電装置から巻上げモータに電
力を供給している。走行又は横行の際には、一般的に
は、交流発電機からの電力によって走行モータ又は横行
モータを駆動するが、必要に応じて蓄電装置から放電さ
せる。一方、巻下げの際には、回生電力で蓄電装置を充
電することになる。
【0030】このようにすれば、交流発電機の容量を小
さくして必要に応じて蓄電装置からの放電電流によって
モータを駆動し、交流発電機の電力が余る際には、蓄電
装置を充電できることになる。
さくして必要に応じて蓄電装置からの放電電流によって
モータを駆動し、交流発電機の電力が余る際には、蓄電
装置を充電できることになる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではクレー
ン用電源設備において、直流母線にインバータを介して
各種モータを接続するとともに蓄電装置を接続するよう
にしたから、エンジン発電機容量が小さくても荷役に必
要な電力を供給することができるばかりでなく、荷役サ
イクル全体におけるエネルギー損失を小することができ
るという効果がある。
ン用電源設備において、直流母線にインバータを介して
各種モータを接続するとともに蓄電装置を接続するよう
にしたから、エンジン発電機容量が小さくても荷役に必
要な電力を供給することができるばかりでなく、荷役サ
イクル全体におけるエネルギー損失を小することができ
るという効果がある。
【図1】本発明によるクレーン用電源設備の一例を説明
するための図である。
するための図である。
【図2】図1に示す電源設備における荷役サイクルと電
力との関係を説明するための図である。
力との関係を説明するための図である。
【図3】図1に示す蓄電装置を充電するか否かを判断す
る際の動作を説明するための図である。
る際の動作を説明するための図である。
11 エンジン 12 交流発電機 13 コンバータ 14 直流母線 15 巻上げ用モータ 16 横行用モータ 17 走行用モータ 18乃至20 インバータ 21 制動ユニット 22 回生電力吸収用抵抗器 23 電力用コンデンサ 24 蓄電装置(化学電池又は静電容量)
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジン発電機を駆動電源として荷役を
行うクレーンに用いられ、前記エンジン発電機からの交
流電力を直流電力に変換するコンバータと、該コンバー
タに接続された直流母線と、該直流母線にインバータを
介して接続された駆動装置と、前記直流母線に接続され
た蓄電装置とを有し、前記駆動装置にかかる負荷に応じ
て前記蓄電装置を充電又は放電させるようにしたことを
特徴とするクレーン用電源設備。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたクレーン用電源設
備において、前記コンバータには電流制御機能が付加さ
れており、該蓄電装置が過充電状態であるか否かを検出
して過充電であると過充電検出信号を送出する検出器が
備えられ、前記コンバータは前記過充電検出信号に応答
して前記直流電力量を制御するようにしたことを特徴と
するクレーン用電源設備。 - 【請求項3】 請求項1に記載されたクレーン用電源設
備において、前記クレーンの揚程による基準充電量と前
記蓄電装置の充電量とを比較して前記蓄電装置に充電を
行うか否かを判断して前記蓄電装置が過充電状態となら
ないように前記エンジン発電機からの充電量を制限する
手段を備えていることを特徴とするクレーン用電源設
備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079212A JPH11285165A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | クレーン用電源設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079212A JPH11285165A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | クレーン用電源設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11285165A true JPH11285165A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13683639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10079212A Pending JPH11285165A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | クレーン用電源設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11285165A (ja) |
Cited By (29)
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