JP2011111278A - Crane control device and crane device - Google Patents

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JP2011111278A JP2009268837A JP2009268837A JP2011111278A JP 2011111278 A JP2011111278 A JP 2011111278A JP 2009268837 A JP2009268837 A JP 2009268837A JP 2009268837 A JP2009268837 A JP 2009268837A JP 2011111278 A JP2011111278 A JP 2011111278A
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Masaya Mitsutake
雅也 三竹
Nobuo Yoshioka
伸郎 吉岡
Takashi Toyohara
尚 豊原
Katsuaki Morita
克明 森田
Masamochi Fukuba
眞望 福場
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
三菱重工業株式会社
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    • B66C13/26Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors
    • B66C13/28Circuits 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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crane control device and a crane device, which allow lengthening of idling time in an engine generator for improvement of fuel economy in the crane device. <P>SOLUTION: An operation mode is switched to an operation mode A for supplying power to loads 30 and 40 from a storage battery 52, an operation mode B for charging the storage battery 52 by regenerative power regenerated from the load 30, an operation mode C for supplying power to the loads 30 and 40 from the generator 21 and the storage battery 52, and an operation mode D for charging the storage battery 52 from the generator 21. In the operation mode C, electric discharge current of a prescribed current value from the storage battery 52 and the generated current of the generator 21 are supplied to the loads 30 and 40. When a load current of a prescribed current value or more is required for the loads 30 and 40 in the operation mode C, the electric discharge current from an electric storage device and the generated current of the generator 21 are supplied to the loads 30 and 40. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンテナ等の荷物の積み降ろし、積み込み等の運搬時に用いられるクレーン装置のクレーン制御装置、及びクレーン装置に関するものである。   The present invention relates to a crane control device and a crane device of a crane device that is used during loading and unloading of cargo such as containers and carrying such as loading.
港湾等においては、クレーン装置によって船舶或いはトレーラへのコンテナの積み込み及び船舶或いはトレーラからのコンテナの積み降ろし等の運搬作業が行われている。この種のクレーン装置としては、車輪によって路面上を自走するレーンが知られている。このクレーンは、上部に昇降装置を有する門型に構成された架台の両下端部に車輪が設けられて、この車輪によって走行可能とされたもので、車輪を駆動させるための走行モータ、コンテナを吊り上げるための巻き取りモータ、吊り上げたコンテナを水平方向へ移動させる横行モータを有している。そして、このクレーンには、エンジン発電機が搭載されており、このエンジン発電機によって発電した電力を各モータへ供給している。   In harbors and the like, transport operations such as loading of containers onto a ship or trailer and loading and unloading of containers from a ship or trailer are performed by a crane device. As this kind of crane apparatus, the lane which self-propels on the road surface with a wheel is known. This crane is provided with wheels at both lower ends of a gantry that has a lifting device on the upper part, and can be driven by these wheels. A traveling motor and a container for driving the wheels are provided. A winding motor for lifting and a traverse motor for moving the lifted container in the horizontal direction are provided. An engine generator is mounted on the crane, and the electric power generated by the engine generator is supplied to each motor.
ところで、エンジン発電機によって発電した電力により各モータを駆動する場合、クレーン作業の中で、実際に吊り作業を行っていない荷役待機中の場合であっても、エンジンの運転を継続しなければならない。すなわち、荷役待機中の場合であっても、照明装置、空調設備等の補機を駆動したり、巻上クラッチ、巻上ブレーキ等の補機の油圧ポンプ等を駆動したりするための電力を供給するエンジン発電機の運転を継続することが必要とされ、エンジン発電機は、エンジンを所謂アイドリング状態にして発電し続けなければならない。   By the way, when each motor is driven by the electric power generated by the engine generator, the engine must be continuously operated even when the crane is in a cargo handling standby state where the suspension work is not actually performed. . In other words, even when waiting for cargo handling, power for driving auxiliary equipment such as lighting devices and air conditioning equipment, and driving hydraulic pumps of auxiliary equipment such as hoisting clutches, hoisting brakes, etc. It is necessary to continue operation of the engine generator to be supplied, and the engine generator must continue to generate electricity with the engine in a so-called idling state.
この荷役待機中の場合では、効率(燃料消費率)の悪い低負荷領域でエンジンを運転することになり、エネルギーロスが大きくて燃費が悪いというだけでなく、排気ガス、騒音等が生じていた。そこで、省エネルギー化、環境保全対策を図るために蓄電池装置を備えるクレーンの開発が進められている。   In the case of waiting for cargo handling, the engine is operated in a low load region where efficiency (fuel consumption rate) is poor, and not only energy loss is large and fuel consumption is bad, but also exhaust gas, noise, etc. are generated. . Therefore, development of a crane equipped with a storage battery device is being promoted in order to save energy and take measures for environmental conservation.
なお、関連するクレーン装置及びクレーン制御方法がある(特許文献1を参照)。この特許文献1クレーン装置は、蓄電装置の蓄電電力を補機設備で利用することを目的としている。   In addition, there exists a related crane apparatus and a crane control method (refer patent document 1). The crane device of Patent Document 1 is intended to use the power stored in a power storage device in auxiliary equipment.
特開2008−247591号公報JP 2008-247591 A
また、特許文献1のクレーン装置は、エンジン発電装置又はインバータから共通母線に出力された余剰電力を蓄電装置に蓄電して、直流電力の不足時に当該蓄電電力を共通母線へ出力し、インバータにより、共通母線上の直流電力を交流電力に変換して当該クレーン装置の補機設備へ供給している。しかしながら、この特許文献1のクレーン装置は、低負荷時に発電機の回転数を抑えることで燃費を改善する発明であり、より燃費の改善に効果があるアイドリング時間の長期化を実現する発明ではない。また、そのような構成とはなっていない。   Moreover, the crane apparatus of patent document 1 stores the surplus power output from the engine power generator or the inverter to the common bus in the power storage device, and outputs the stored power to the common bus when the DC power is insufficient. DC power on the common bus is converted to AC power and supplied to the auxiliary equipment of the crane device. However, the crane device of Patent Document 1 is an invention that improves fuel efficiency by suppressing the number of revolutions of the generator at low loads, and is not an invention that realizes a prolonged idling time that is more effective in improving fuel efficiency. . Moreover, it is not such a structure.
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、原動機により駆動される発電機(エンジン発電機)に接続された蓄電装置を有効に活用して、原動機のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる、クレーン制御装置及びクレーン装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to effectively utilize a power storage device connected to a generator (engine generator) driven by a prime mover, so that the idling time of the prime mover is increased. An object of the present invention is to provide a crane control device and a crane device that can increase the length of the crane and improve the fuel efficiency of the crane device.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のクレーン制御装置は、原動機により駆動される発電機と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、から構成され、前記制御部は、前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードB、前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、前記運転モードCでは、 前記負荷に対して所定の電流値以上の負荷電流が必要とされる場合に、前記蓄電装置からの放電電流と、前記発電機の発電電流を前記負荷に供給することを特徴とする。   The present invention has been made in order to solve the above problems, and a crane control device according to the present invention is connected to a generator driven by a prime mover, a plurality of loads serving as a device for performing a cargo handling operation, and the generator. And a control unit that controls the power generator, the power storage device, and the plurality of loads. The control unit is configured to control power from the power generator. Operation mode A, which is a storage battery power supply mode for supplying power from the power storage device to the load, and operation mode B, which is a load regeneration mode for charging the storage battery with regenerative power regenerated from the load, the generator And an operation mode C which is a parallel power supply mode for supplying power to the load from the power storage device, and an operation mode D for charging the storage battery from the generator. In the operation mode C, when a load current greater than or equal to a predetermined current value is required for the load, the discharge current from the power storage device and the power generation current of the generator are It is characterized by supplying a load.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記負荷を駆動する巻速度指令値に応じて、前記放電電流を制御することを特徴とする。   In the crane control device of the present invention, the control unit controls the discharge current in accordance with a winding speed command value for driving the load.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードAと運転モードBの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行うことを特徴とする。   In the crane control device of the present invention, the control unit performs switching between the operation mode A and the operation mode B in accordance with the winding speed command value.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードAと運転モードCの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行うことを特徴とする。   Moreover, the crane control apparatus of this invention is characterized by the said control part switching the said operation mode A and the operation mode C according to the said winding speed command value.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードAと運転モードDの切り替えを、前記蓄電池の充電状態に応じて行うことを特徴とする。   Moreover, the crane control apparatus of this invention is characterized by the said control part switching the said operation mode A and the operation mode D according to the charge condition of the said storage battery.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記蓄電池の温度に応じて前記放電電流を調整することを特徴とする。   Moreover, the crane control apparatus of this invention is characterized by the said control part adjusting the said discharge current according to the temperature of the said storage battery.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記蓄電装置から出力される所定の放電電流は、前記負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められることを特徴とする。   The crane control device according to the present invention is characterized in that the predetermined discharge current output from the power storage device is determined by a voltage-current characteristic corresponding to a voltage supplied to the load.
また、本発明のクレーン制御装置は、原動機により駆動される発電機と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、から構成され、前記制御部は、前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードB、前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、前記負荷を駆動する巻速度指令値と前記蓄電池の充電状態とに応じて、前記運転モードCと前記運転モードDとを切り替えることを特徴とする。   A crane control device according to the present invention includes a generator driven by a prime mover, a plurality of loads serving as a device for performing a cargo handling operation, and a power storage device including a storage battery connected to the generator and supplying power to the load. And a control unit that controls the power generator, the power storage device, and the plurality of loads. The control unit cuts off power from the power generator and supplies power from the power storage device to the load. An operation mode A that is a storage battery power supply mode, an operation mode B that is a load regeneration mode in which the storage battery is charged by regenerative power regenerated from the load, and a parallel power supply that supplies power to the load from the generator and the power storage device A winding speed finger for driving the load, having a function of switching to a control mode of any one of an operation mode C which is a mode and an operation mode D which charges the storage battery from the generator Depending on the value and the charge state of the battery, and switches between the operation mode D and the operation mode C.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記運転モードDは、補機のみを負荷とすることを特徴とする。   Moreover, the crane control apparatus of the present invention is characterized in that the operation mode D uses only an auxiliary machine as a load.
また、本発明のクレーン制御装置は、前記補機のみを負荷とする条件は、前記蓄電池に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含むことを特徴とする。   In the crane control device according to the present invention, the condition that only loads the auxiliary machine includes a load that does not regenerate the storage battery or a motor operation that does not regenerate.
また、本発明のクレーン装置は、上記に示したいずれかのクレーン制御装置と、前記負荷として駆動され、前記制御部から出力される運転指令に応じて駆動されるモータと、前記制御部により駆動制御される補機と、を備えることを特徴とする。   Moreover, the crane apparatus of the present invention is driven by one of the crane control apparatuses shown above, a motor driven as the load and driven in accordance with an operation command output from the control section, and the control section. And an auxiliary machine to be controlled.
本発明のクレーン制御装置によれば、運転モードを、蓄電池から負荷に電力を供給する運転モードA、負荷から回生される回生電力により蓄電池を充電する運転モードB、発電機及び蓄電装置から負荷に電力を供給す運転モードC、発電機から蓄電装置を充電する運転モードDのそれぞれの運転モードに切り替える。そして、運転モードCでは、蓄電池から負荷に所定の電流値の放電電流を供給し、残りの必要な負荷電流を発電機から負荷に供給する。すなわち、負荷からの回生電力により蓄電池を充電するとともに、負荷に電力を供給する場合は、蓄電池から負荷に放電電流を流すようにする。
このように運転モードの切替を取り入れることによって、荷役作業中であってもアイドリング時間を設定し、そのアイドリング時間を長くして、燃費の改善を図る。
これにより、原動機により駆動される発電機(エンジン発電機)に接続された蓄電装置を有効に活用して、原動機のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
According to the crane control device of the present invention, the operation mode is the operation mode A for supplying power from the storage battery to the load, the operation mode B for charging the storage battery with regenerative power regenerated from the load, the generator and the power storage device to the load. The operation mode C for supplying power and the operation mode D for charging the power storage device from the generator are switched to the respective operation modes. In operation mode C, a discharge current having a predetermined current value is supplied from the storage battery to the load, and the remaining necessary load current is supplied from the generator to the load. That is, when the storage battery is charged with regenerative power from the load, and when power is supplied to the load, a discharge current is caused to flow from the storage battery to the load.
By incorporating the switching of the operation mode in this way, the idling time is set even during the cargo handling work, and the idling time is lengthened to improve the fuel consumption.
Thus, the power storage device connected to the generator (engine generator) driven by the prime mover can be effectively used to increase the idle time of the prime mover, and the fuel efficiency of the crane device can be improved. .
本発明の第1の実施形態に係わるクレーン制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the crane control apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 運転モードの種類について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the kind of operation mode. 電流及び電圧の定義について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the definition of an electric current and a voltage. 蓄電池温度と最大放電電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between storage battery temperature and the maximum discharge current. 直流母線電圧と蓄電池放電電流の電圧電流特性を示す図である。It is a figure which shows the voltage-current characteristic of DC bus-line voltage and storage battery discharge current. 運転モードの状態遷移図である。It is a state transition diagram of an operation mode. 運転モードの切り替えの例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of switching of an operation mode. 既設のエンジン発電機を備えるクレーン制御装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a crane control apparatus provided with the existing engine generator. 図8に示すクレーン制御装置の改造例を示す図である。It is a figure which shows the modification example of the crane control apparatus shown in FIG. 図8に示すクレーン制御装置の他の改造例を示す図である。It is a figure which shows the other modification example of the crane control apparatus shown in FIG. 本発明に係わるクレーン装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the crane apparatus concerning this invention.
最初に、本発明のクレーン制御装置が用いられるクレーン装置の例について説明しておく。
図11は、本発明に係わるクレーン装置の一例を示す概略構成図であり、トランスファクレーン(エンジン発電機付きクレーン)1の全体構成を示す斜視図である。このトランスファクレーン1は、タイヤ式クレーン装置(RTG;Rubber tired gantry crane )と呼ばれ、軌道のないコンテナヤード等を走行して荷役作業を行うため、動力用電源及び制御用電源等を供給する1台のエンジン発電機21を備えている。
このトランスファクレーン1は、図11に示すように、クレーン走行機体2のガーダ3に沿って水平方向に移動するトロリー4を有し、コンテナCを把持するスプレッダと呼ばれる吊具5がトロリー4から垂れ下がる複数本の吊ロープ6によって吊り下げられている。吊具5は、トロリー4上に搭載された巻上装置7による吊ロープ6の巻き上げ、繰り出し動作によって昇降可能とされている。また、吊具5は、トロリー4の横行移動に追従してクレーン走行機体2のガーダ3に沿って平行移動可能とされている。
First, an example of a crane apparatus in which the crane control apparatus of the present invention is used will be described.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a crane apparatus according to the present invention, and is a perspective view illustrating an overall configuration of a transfer crane (a crane with an engine generator) 1. This transfer crane 1 is called a tire type crane device (RTG; Rubber tired gantry crane), and supplies a power source for power and a power source for control in order to perform a cargo handling work by running on a container yard without a track 1 The engine generator 21 is provided.
As shown in FIG. 11, the transfer crane 1 has a trolley 4 that moves in the horizontal direction along the girder 3 of the crane traveling machine body 2, and a hanging tool 5 called a spreader that holds the container C hangs down from the trolley 4. It is suspended by a plurality of suspension ropes 6. The hanging tool 5 can be moved up and down by winding and unwinding the hanging rope 6 by the hoisting device 7 mounted on the trolley 4. Further, the hanger 5 can be moved in parallel along the girder 3 of the crane traveling machine body 2 following the transverse movement of the trolley 4.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係わるクレーン制御装置の構成図であり、トランスファクレーン1の駆動を制御するクレーン制御装置100Aのシステム構成を示している。このクレーン制御装置100Aは、エンジン発電機21と、コントローラ11と、蓄電装置50(DC/DCコンバータ51と蓄電池52等)と、エンジン発電機21及び蓄電池52の両方から電力の供給を受ける負荷30及び40とを有して構成される。ここで、負荷30は、インバータ31、32、33、34、35及びモータM1、M2、M3、M4を含んで形成される、回生を行う負荷である。また、負荷40は、補機用インバータ41及び補機42を含んで形成される、回生を行わない負荷である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram of a crane control device according to the first embodiment of the present invention, and shows a system configuration of a crane control device 100 </ b> A that controls driving of a transfer crane 1. The crane control device 100A includes an engine generator 21, a controller 11, a power storage device 50 (such as a DC / DC converter 51 and a storage battery 52), and a load 30 that receives supply of power from both the engine generator 21 and the storage battery 52. And 40. Here, the load 30 is a load that performs regeneration, which includes the inverters 31, 32, 33, 34, and 35 and the motors M1, M2, M3, and M4. The load 40 is a load that includes the inverter 41 for auxiliary machinery and the auxiliary machinery 42 and does not perform regeneration.
エンジン発電機21は、エンジン(E)22と、このエンジン22により回転駆動される発電機(G)23とで構成される。このエンジン発電機21で発電された電力は、トランスファクレーン1の各種の駆動源となる負荷装置、補機などに給電して使用される。
発電機23は交流発電機(例えば、3相交流発電機)であり、発電機23の出力側にはコンバータ24が接続されている。このコンバータ24は、発電機23から出力される交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力を直流母線DCLに供給する。なお、このコンバータ24は、複数のインバータ31、32、33、34、35、41等の負荷装置全体に対して直流電力を供給する共通コンバータとなる。また、直流母線DCLの電圧は電圧検出部26により検出され、この直流母線DCLの電圧検出値の信号が信号Vdcとしてコントローラ11に出力される。
The engine generator 21 includes an engine (E) 22 and a generator (G) 23 that is rotationally driven by the engine 22. The electric power generated by the engine generator 21 is used by supplying power to load devices and auxiliary machines that are various drive sources of the transfer crane 1.
The generator 23 is an AC generator (for example, a three-phase AC generator), and a converter 24 is connected to the output side of the generator 23. The converter 24 converts AC power output from the generator 23 into DC power, and supplies the converted DC power to the DC bus DCL. The converter 24 is a common converter that supplies DC power to the entire load device such as a plurality of inverters 31, 32, 33, 34, 35, and 41. Further, the voltage of the DC bus DCL is detected by the voltage detector 26, and a signal of the voltage detection value of the DC bus DCL is output to the controller 11 as a signal Vdc.
直流母線DCLには、インバータ31、32、33、34、35、及び、41が接続される。
インバータ31は、横行用のモータM1を駆動するインバータである。このインバータ31は、直流母線DCLに供給される直流電力を、コントローラ11内の負荷装置制御部13から出力される速度指令信号に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力(3相交流電圧)に変換して横行用のモータM1を駆動する。インバータ32、33は、走行用のモータM2、M3を駆動するインバータである。このインバータ32、33は、直流母線DCLに供給される直流電力を、コントローラ11内の負荷装置制御部13から出力される速度指令信号に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力(3相交流電圧)に変換して走行用のモータM2、M3を駆動する。
Inverters 31, 32, 33, 34, 35, and 41 are connected to the DC bus DCL.
The inverter 31 is an inverter that drives a traverse motor M1. This inverter 31 converts the DC power supplied to the DC bus DCL into phase-sequence AC power (three-phase AC power) based on the frequency and voltage according to the speed command signal output from the load device controller 13 in the controller 11. Voltage) to drive the transverse motor M1. The inverters 32 and 33 are inverters that drive the traveling motors M2 and M3. The inverters 32 and 33 convert the direct-current power supplied to the direct-current bus DCL into a phase-sequence alternating-current power (3 based on a frequency and a voltage corresponding to the speed command signal output from the load device control unit 13 in the controller 11. The motors M2 and M3 for driving are driven by being converted into phase AC voltage.
インバータ34、35は、巻き用のモータM4を駆動する並列構成のインバータであり、直流母線DCLの直流電力を、コントローラ11内の負荷装置制御部13から出力される速度指令信号(巻速度指令V)に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力(3相交流電圧)に変換して巻き用のモータM4を駆動する。なお、インバータ31、32、33、34、35及びモータM1、M2、M3、M4を含んで形成される負荷40は、運転状態に応じて、力行モード又は回生モードで動作する負荷である。
補機用インバータ41は、補機(照明装置や、油圧ポンプ等)42用の電源を生成するインバータであり、直流母線DCLの直流電力を、商用周波数の交流電力(3相交流電圧)に変換する。なお、インバータ41及び補機42を含んで形成される負荷40は、力行モードでのみ動作する負荷である。
The inverters 34 and 35 are parallel inverters for driving the winding motor M4, and the speed command signal (winding speed command V) output from the DC power of the DC bus DCL from the load device control unit 13 in the controller 11 is provided. ) Is converted into phase-sequence AC power (three-phase AC voltage) based on the frequency and voltage in accordance with the voltage), and the winding motor M4 is driven. In addition, the load 40 formed including the inverters 31, 32, 33, 34, and 35 and the motors M1, M2, M3, and M4 is a load that operates in the power running mode or the regenerative mode depending on the operation state.
The auxiliary machine inverter 41 is an inverter that generates a power source for the auxiliary machine (lighting device, hydraulic pump, etc.) 42, and converts the DC power of the DC bus DCL into commercial frequency AC power (three-phase AC voltage). To do. The load 40 formed including the inverter 41 and the auxiliary machine 42 is a load that operates only in the power running mode.
また、回生抵抗R25は、IGBTのトランジスタTrを介して直流母線DCLに接続される電力消費用の抵抗器である。この回生抵抗R25は、直流母線DCLの電圧が過電圧になることを防ぐために設けられている。この直流母線DCLの電圧が所定の電圧値以上に上昇した場合に、トランジスタTrが導通し、回生抵抗R25に電流を流して電力を消費させ、直流母線DCLの電圧を低下させる。   The regenerative resistor R25 is a power consuming resistor connected to the DC bus DCL via the IGBT transistor Tr. The regenerative resistor R25 is provided to prevent the voltage of the DC bus DCL from becoming an overvoltage. When the voltage of the DC bus DCL rises above a predetermined voltage value, the transistor Tr becomes conductive, current is passed through the regenerative resistor R25 to consume power, and the voltage of the DC bus DCL is lowered.
また、直流母線DCLには、蓄電装置50が接続される。この蓄電装置50は、DC/DCコンバータ51と蓄電池52とを有し、蓄電池52はDC/DCコンバータ51を介して直流母線DCLに接続されている。クレーン装置においてコンテナの巻き上げ動作を行っていない場合や、補機のみを運転するなどの軽負荷時においては、エンジン発電機21内のエンジン22をアイドリング状態にし、蓄電池52のみから負荷30及び40に電力を供給する。また、巻き上げ作業を行う重負荷時においては、エンジン発電機21を運転して負荷30及び40に電流を供給するとともに、蓄電池52から電流を供給する。これにより、エンジン22のアイドリング時間を長くできるようにし、燃費の削減を図るとともに、エンジン排気ガス等による環境への影響を少なくするようにしている。   In addition, power storage device 50 is connected to DC bus line DCL. The power storage device 50 includes a DC / DC converter 51 and a storage battery 52, and the storage battery 52 is connected to the DC bus DCL via the DC / DC converter 51. When the crane device does not perform the container hoisting operation or when the load is light, such as when only the auxiliary machine is operated, the engine 22 in the engine generator 21 is in an idling state, and the load 30 and 40 are transferred from the storage battery 52 alone. Supply power. Further, at the time of heavy load in which the hoisting operation is performed, the engine generator 21 is operated to supply current to the loads 30 and 40, and current is supplied from the storage battery 52. As a result, the idling time of the engine 22 can be extended, fuel consumption can be reduced, and the influence of the engine exhaust gas or the like on the environment can be reduced.
この蓄電池52は、DC/DCコンバータ51を介して直流母線DCLに接続されている。このDC/DCコンバータ51は、コントローラ11内の運転モード制御部14により制御される両方向性(蓄電池52に対して直流母線DCLからの充放電流を流すとともに、蓄電池52からの放電電流を直流母線DCLに流す意味での両方向性)のコンバータである。
このDC/DCコンバータ51は、コントローラ11内のDC/DCコンバータ制御部16から入力する電流指令信号Irefに応じて、直流母線DCLから蓄電池52に流す充電電流を定電流制御する。また、DC/DCコンバータ51は、電流指令信号Irefに応じて、蓄電池52から直流母線DCLに流す放電電流を定電流制御する。
The storage battery 52 is connected to the DC bus DCL via the DC / DC converter 51. This DC / DC converter 51 is bidirectionally controlled by the operation mode control unit 14 in the controller 11 (the charge / discharge current from the DC bus DCL is supplied to the storage battery 52 and the discharge current from the storage battery 52 is supplied to the DC bus. This is a bidirectional converter in the sense of flowing to DCL.
The DC / DC converter 51 performs constant current control on the charging current flowing from the DC bus DCL to the storage battery 52 in accordance with the current command signal Iref input from the DC / DC converter control unit 16 in the controller 11. Further, the DC / DC converter 51 performs constant current control on the discharge current flowing from the storage battery 52 to the DC bus DCL in accordance with the current command signal Iref.
また、蓄電池52の充電状態SOC(state of charge;充電率)を検出するためのSOC検出部53が設けられている。このSOC検出部53では、例えば、蓄電池52の電池電圧(開路電圧)を基に充電状態SOCを検出する。蓄電池52の回路電圧は、蓄電池52への充放電電流が流れない状態、例えば、蓄電池52への充電と放電が切り替わる際などに検出することができる。また、例えば、蓄電池52への充電電流と充電時間と、蓄電池52からの放電電流と放電時間とを監視しておき、この監視データを基に、充電状態SOCを検出することもできる。
このSOC検出部53により検出された充電状態SOCは、信号SOCとしてコントローラ11内の運転モード制御部14に出力される。また、SOC検出部53では、蓄電池52の電池電圧を検出し、コントローラ11内のDC/DCコンバータ制御部16に信号SOCとして出力する。
An SOC detection unit 53 for detecting a state of charge (SOC) of the storage battery 52 is provided. For example, the SOC detection unit 53 detects the state of charge SOC based on the battery voltage (open circuit voltage) of the storage battery 52. The circuit voltage of the storage battery 52 can be detected when a charge / discharge current to the storage battery 52 does not flow, for example, when charging and discharging of the storage battery 52 are switched. Further, for example, it is possible to monitor the charging current and charging time for the storage battery 52 and the discharging current and discharging time from the storage battery 52 and detect the state of charge SOC based on this monitoring data.
The state of charge SOC detected by the SOC detection unit 53 is output to the operation mode control unit 14 in the controller 11 as a signal SOC. Further, the SOC detection unit 53 detects the battery voltage of the storage battery 52 and outputs it as a signal SOC to the DC / DC converter control unit 16 in the controller 11.
また、蓄電池52に付設して温度センサ54が設けられている。この温度センサ54は、例えば、蓄電池52の容器表面等に添付されたサーミスタであり、この温度センサ54の温度は、信号Tとしてコントローラ11に出力される。   Further, a temperature sensor 54 is provided attached to the storage battery 52. The temperature sensor 54 is, for example, a thermistor attached to the container surface of the storage battery 52, and the temperature of the temperature sensor 54 is output to the controller 11 as a signal T.
また、コントローラ11は、クレーン装置内のエンジン発電機21や、インバータ31、32、33、34、35及びモータM1、M2、M3、M4で形成される負荷30(回生を行う負荷)や、補機用インバータ41及び補機42で形成される負荷40(回生を行わない負荷)の駆動を制御するコントローラである。なお、図1に示す例では、コントローラ11の構成として、図面の見易さのために、本発明に直接関係する運転モードの切り替え制御に関係する部分のみを示している。   The controller 11 also includes an engine generator 21 in the crane device, a load 30 (a load for regeneration) formed by the inverters 31, 32, 33, 34, and 35 and motors M1, M2, M3, and M4, and a supplement. It is a controller that controls driving of a load 40 (a load that does not perform regeneration) formed by the machine inverter 41 and the auxiliary machine 42. In the example shown in FIG. 1, as the configuration of the controller 11, only the portion related to the operation mode switching control directly related to the present invention is shown for easy viewing of the drawing.
コントローラ11内には、クレーン操作部12と、負荷装置制御部13と、運転モード制御部14と、この運転モード制御部14により制御されるエンジン制御部15と、同じく運転モード制御部14により制御されるDC/DCコンバータ制御部16とが含まれる。
コントローラ11内のクレーン操作部12は、クレーン運転者が、荷役作業の態様(巻き上げ、横行、走行、巻き下げ等)に応じてクレーン装置を運転操作するための操作部である。このクレーン操作部12は、クレーン運転者が行うレバー操作や、スイッチ操作に応じた操作信号を生成して負荷装置制御部13に出力する。負荷装置制御部13は、クレーン操作部12から操作信号を入力し、この操作信号に基づいて、インバータ31、32、33、34、35及びモータM1、M2、M3、M4の駆動を制御する。
例えば、モータM1、M2、M3、M4の起動/停止信号、及び回転(回転速度と回転方向)を制御する。また、負荷装置制御部13は、補機用インバータ41及び補機42の駆動を制御する。そして、この負荷装置制御部13は、巻き用のモータM4に対する巻速度指令Vの信号を運転モード制御部14に出力する。
In the controller 11, the crane operation unit 12, the load device control unit 13, the operation mode control unit 14, the engine control unit 15 controlled by the operation mode control unit 14, and the operation mode control unit 14 are also controlled. And a DC / DC converter control unit 16 to be executed.
The crane operation unit 12 in the controller 11 is an operation unit for the crane operator to operate the crane apparatus in accordance with the mode of cargo handling work (winding, traversing, traveling, lowering, etc.). The crane operation unit 12 generates an operation signal corresponding to a lever operation or a switch operation performed by the crane operator and outputs the operation signal to the load device control unit 13. The load device control unit 13 receives an operation signal from the crane operation unit 12, and controls driving of the inverters 31, 32, 33, 34, and 35 and the motors M1, M2, M3, and M4 based on the operation signal.
For example, the start / stop signals and rotation (rotation speed and rotation direction) of the motors M1, M2, M3, and M4 are controlled. The load device control unit 13 controls driving of the auxiliary inverter 41 and the auxiliary device 42. Then, the load device control unit 13 outputs a signal of a winding speed command V for the winding motor M4 to the operation mode control unit 14.
運転モード制御部14は、負荷装置制御部13から出力される巻速度指令V(巻き用モ−タM4の速度指令)の信号と、蓄電池52の充電状態SOCを検出するSOC検出部53から出力される信号SOCとを入力し、後述する運転モードを判定し、エンジン制御部15を通してエンジン22を制御し、DC/DCコンバータ制御部16を通してDC/DCコンバータ51を制御する。
この運転モード制御部14では、エンジン22をアイドリングストップ(エンジン停止)状態、アイドリング状態、及び所要回転数の運転状態の各運転状態になるように制御する。なお、アイドリングとは、補機にのみ電力を供給する軽負荷の場合や、無負荷に近い状態等において、エンジンの回転を維持するために低回転(または所定の回転数)で回転させている状態のことを意味している。また、運転モード制御部14は、DC/DCコンバータ制御部16を通して、DC/DCコンバータ51を制御し、蓄電池52の充電動作及び放電動作を制御する。
The operation mode control unit 14 outputs the signal of the winding speed command V (speed command of the winding motor M4) output from the load device control unit 13 and the SOC detection unit 53 that detects the state of charge SOC of the storage battery 52. The signal SOC to be input is input, an operation mode to be described later is determined, the engine 22 is controlled through the engine control unit 15, and the DC / DC converter 51 is controlled through the DC / DC converter control unit 16.
The operation mode control unit 14 controls the engine 22 so as to be in each operation state of an idling stop (engine stop) state, an idling state, and an operation state at a required rotational speed. Note that idling means that the engine is rotated at a low rotation speed (or a predetermined rotation speed) in order to maintain the rotation of the engine in the case of a light load that supplies power only to the auxiliary machine or in a state close to no load. It means a state. Further, the operation mode control unit 14 controls the DC / DC converter 51 through the DC / DC converter control unit 16 and controls the charging operation and discharging operation of the storage battery 52.
エンジン制御部15は、運転モード制御部14から出力される指令信号に従い、エンジン22を、アイドリングストップ(エンジン停止)状態、アイドリング状態、及び所要回転数での運転状態の各状態になるように制御する。なお、このエンジン制御部15では、エンジン発電機21から直流母線DCLに電流を供給する場合に、直流母線DCLの電圧を電圧検出部26により検出し、直流母線DCLの電圧が所定の値になるようにエンジン22の出力を制御する。   The engine control unit 15 controls the engine 22 so as to be in an idling stop (engine stop) state, an idling state, and an operation state at a required rotational speed in accordance with a command signal output from the operation mode control unit 14. To do. In the engine control unit 15, when a current is supplied from the engine generator 21 to the DC bus DCL, the voltage of the DC bus DCL is detected by the voltage detection unit 26, and the voltage of the DC bus DCL becomes a predetermined value. Thus, the output of the engine 22 is controlled.
また、DC/DCコンバータ制御部16は、運転モード制御部14から入力した運転モードの指令信号に従い、DC/DCコンバータ51の動作を制御する。このDC/DCコンバータ51では、直流母線DCLから蓄電池52に充電電流を流し蓄電池52を充電する場合に、後述する定電流定電圧充電(CC−CV充電)が行われるように、DC/DCコンバータ51を制御する。また、蓄電池52から直流母線DCLに放電電流を流す場合は、その放電電流の大きさを、蓄電池52の温度、及び直流母線DCLの電圧に応じて制御する。   The DC / DC converter control unit 16 controls the operation of the DC / DC converter 51 in accordance with the operation mode command signal input from the operation mode control unit 14. In this DC / DC converter 51, when a charging current is supplied from the DC bus DCL to the storage battery 52 to charge the storage battery 52, the DC / DC converter 51 is operated so as to perform constant current constant voltage charging (CC-CV charging) to be described later. 51 is controlled. Further, when a discharge current is allowed to flow from the storage battery 52 to the DC bus DCL, the magnitude of the discharge current is controlled according to the temperature of the storage battery 52 and the voltage of the DC bus DCL.
この制御のために、DC/DCコンバータ制御部16には、電圧検出部26から、直流母線DCLの電圧検出値の信号Vdcが入力され、温度センサ54から蓄電池52の温度検出値の信号Tが入力される。また、DC/DCコンバータ制御部16は、DC/DCコンバータ51の指令信号Irefに応じて制御されているかどうかを監視する。例えば、DC/DCコンバータ51から、蓄電池52の充放電電流の信号Idを入力し、DC/DCコンバータ51の動作が正常に行われているか否かを検出する。   For this control, the voltage detection value signal Vdc of the DC bus DCL is input from the voltage detection unit 26 to the DC / DC converter control unit 16, and the temperature detection value signal T of the storage battery 52 is output from the temperature sensor 54. Entered. Further, the DC / DC converter control unit 16 monitors whether or not the control is performed according to the command signal Iref of the DC / DC converter 51. For example, the charging / discharging current signal Id of the storage battery 52 is input from the DC / DC converter 51 to detect whether the operation of the DC / DC converter 51 is normally performed.
図2は、運転状態のモードについて説明するための図である。図に示すように、クレーン制御装置100Aにおいて行われる運転モードには、負荷30(巻き用のモータM4)の運転状態(巻速度指令V)と、蓄電池52の充電状態SOCとに応じて、4つの運転モードがある。なお、以下の運転モードに説明においては、図3に示すように、コンバータ24の出力電流を電流Igとし、負荷30及び40を形成するインバータINV、補機用インバータに流れる電流を電流ILとし、蓄電池52から流れる放電電流(または蓄電池52に流れる充電電流)を電流Idよし、直流母線DCLの電圧をVdcとして示している。   FIG. 2 is a diagram for explaining the operation mode. As shown in the figure, the operation mode performed in the crane control apparatus 100A includes 4 depending on the operation state (winding speed command V) of the load 30 (winding motor M4) and the state of charge SOC of the storage battery 52. There are two operation modes. In the description of the following operation modes, as shown in FIG. 3, the output current of the converter 24 is the current Ig, the current flowing through the inverter INV forming the loads 30 and 40 and the auxiliary inverter inverter is the current IL, The discharge current flowing from the storage battery 52 (or the charging current flowing through the storage battery 52) is referred to as current Id, and the voltage on the DC bus DCL is indicated as Vdc.
図2に示すように、運転モードAは、エンジン発電機21からの電力の供給を遮断して、蓄電池52のみを使用して、負荷30(インバータ31、32、33、34、35及びモータM1、M2、M3、M4)及び負荷40(補機用インバータ41及び補機42)に電力を供給する蓄電池給電モードである。   As shown in FIG. 2, in the operation mode A, the supply of power from the engine generator 21 is cut off, and only the storage battery 52 is used to load 30 (inverters 31, 32, 33, 34, 35 and motor M1). , M2, M3, M4) and the load 40 (auxiliary machine inverter 41 and auxiliary machine 42) is a storage battery power supply mode for supplying power.
運転モードBは、負荷30から回生される回生電力により蓄電池52を充電するとともに、負荷40に電力を供給する負荷回生モードである。この蓄電池52へ充電を行う際には、充電の初期状態においてはCC充電(定電流充電)が行われ、満充電に近づくにつれてCV充電(定電圧充電)が行われる。   The operation mode B is a load regeneration mode in which the storage battery 52 is charged with regenerative power regenerated from the load 30 and power is supplied to the load 40. When the storage battery 52 is charged, CC charging (constant current charging) is performed in the initial state of charging, and CV charging (constant voltage charging) is performed as it approaches full charging.
運転モードCは、エンジン発電機21と蓄電池52の両方から負荷30及び負荷40に電力を供給する並列給電モードである。この運転モードCにおいては、蓄電池温度に応じて蓄電池52の放電電流Idの最大値Idmaxを決めておき、常に蓄電池52からは最大電流Idmaxを出力するようにする。そして、不足分をエンジン発電機21からの電流Igで補う。詳細については後述する。   The operation mode C is a parallel power supply mode in which power is supplied from both the engine generator 21 and the storage battery 52 to the load 30 and the load 40. In this operation mode C, the maximum value Idmax of the discharge current Id of the storage battery 52 is determined according to the storage battery temperature, and the maximum current Idmax is always output from the storage battery 52. Then, the shortage is compensated by the current Ig from the engine generator 21. Details will be described later.
運転モードDは、エンジン発電機21のみから電力を供給する運転モードである。この運転モードDにおいては、エンジン発電機21から負荷40に電力を供給するとともに、蓄電池52に充電電流を供給する。なお、DC/DCコンバータ51を用いた蓄電池52への充電は前述のように定電流定電圧充電(CC−CV充電)が行われる。定電流モード(CCモード)では、充電電圧が設定電圧に達していない場合は、DC/DCコンバータ51は、最大電流(設定電流値)を出力する(定電流制御)。また、定電圧モード(CVモード)では、設定電圧に達していれば、電圧を設定電圧に保持し出力電流を次第に減少させるように制御する(定電圧制御)。   The operation mode D is an operation mode in which electric power is supplied only from the engine generator 21. In this operation mode D, electric power is supplied from the engine generator 21 to the load 40 and charging current is supplied to the storage battery 52. In addition, as for the charge to the storage battery 52 using the DC / DC converter 51, constant current constant voltage charge (CC-CV charge) is performed as mentioned above. In the constant current mode (CC mode), when the charging voltage has not reached the set voltage, the DC / DC converter 51 outputs a maximum current (set current value) (constant current control). In the constant voltage mode (CV mode), if the set voltage has been reached, control is performed such that the voltage is held at the set voltage and the output current is gradually decreased (constant voltage control).
また、DC/DCコンバータ51では、前述したように蓄電池52から出力できる放電電流Idの最大値Idmaxを、蓄電池の温度に応じて変化させている。図4は、運転モードC(蓄電池52から最大電流Idmaxを流すモード)における蓄電池52の放電電流Idについて説明するための図である。   In the DC / DC converter 51, the maximum value Idmax of the discharge current Id that can be output from the storage battery 52 is changed according to the temperature of the storage battery as described above. FIG. 4 is a diagram for explaining the discharge current Id of the storage battery 52 in the operation mode C (mode in which the maximum current Idmax flows from the storage battery 52).
図4に示すように、負荷30及び40に流れる負荷電流IL大きくなるにつれて、蓄電池52の放電電流Idが上昇するが、蓄電池温度Tが温度T3の場合は、最大電流が電流Idmax1に制限される。また、蓄電池温度Tが温度T2の場合は、最大電流が電流Idmax2に制限される(Idmax2>Idmax1)。蓄電池温度Tが温度T1の場合は、最大電流が電流Idmax3に制限される(Idmax3>Idmax2)。
このように、蓄電池温度Tによって、DC/DCコンバータ51の電流制御機能により、放電電流Idの最大値Idmaxを変化させる。この場合、蓄電池温度が低いときは、放電電流の電流Idmaxが小さくなるため、エンジン発電機21側からの出力電流Igが増加することになる。
As shown in FIG. 4, the discharge current Id of the storage battery 52 increases as the load current IL flowing through the loads 30 and 40 increases. However, when the storage battery temperature T is the temperature T3, the maximum current is limited to the current Idmax1. . When storage battery temperature T is temperature T2, the maximum current is limited to current Idmax2 (Idmax2> Idmax1). When storage battery temperature T is temperature T1, the maximum current is limited to current Idmax3 (Idmax3> Idmax2).
Thus, the maximum value Idmax of the discharge current Id is changed by the storage battery temperature T by the current control function of the DC / DC converter 51. In this case, when the storage battery temperature is low, the current Idmax of the discharge current becomes small, and therefore the output current Ig from the engine generator 21 side increases.
なお、例えば、蓄電池温度Tが温度T3の場合において、放電電流IdがIdmax1より小さい領域においては、蓄電池52のみから負荷30及び負荷40に電力が供給される運転モードA(蓄電池給電モード)の状態である。また、放電電流IdがIdmax1に制限されている状態は、運転モードC(並列給電モード)の状態である。すなわち、蓄電池温度が温度T3の場合は、放電電流Idmax1が運転モードAと運転モードCとの切り替わり点になる。同様にして、蓄電池温度が温度T2の場合は、放電電流Idmax2が運転モードAと運転モードCとの切り替わり点になり、蓄電池温度が温度T1の場合は、放電電流Idmax3が運転モードAと運転モードCとの切り替わり点になる。   For example, when the storage battery temperature T is the temperature T3, in the region where the discharge current Id is smaller than Idmax1, the operation mode A (storage battery power supply mode) in which power is supplied only from the storage battery 52 to the load 30 and the load 40 It is. The state where the discharge current Id is limited to Idmax1 is the state of the operation mode C (parallel power supply mode). That is, when the storage battery temperature is the temperature T3, the discharge current Idmax1 becomes a switching point between the operation mode A and the operation mode C. Similarly, when the storage battery temperature is the temperature T2, the discharge current Idmax2 is a switching point between the operation mode A and the operation mode C, and when the storage battery temperature is the temperature T1, the discharge current Idmax3 is the operation mode A and the operation mode. It becomes a switching point with C.
なお、図5は、運転モードCにおける、直流母線DCLの電圧Vdcと放電電流Idと電圧電流特性の例を示す図である。図5(A)に示す例では、直流母線DCLの電圧Vdcが電圧V1以下の領域においては、蓄電池52から定電流制御された電流を流す。
図に示す例では、蓄電池温度が温度T3の場合は、放電電流Idは、電流Idmax3に制限される。また、蓄電池温度が温度T2の場合は、放電電流Idは、電流Idmax2に制限される。蓄電池温度が温度T3の場合は、放電電流Idは、電流Idmax3に制限される。そして、直流母線DCLの電圧Vdcが電圧V1以上の領域においては、放電電流Idは、電圧Vdcの上昇に従い、次第に減少する(垂下特性を示す)ように制御する。この例では、蓄電池温度に無関係に、放電電流Idの垂下開始点(直流母線DCLの電圧値V1)を一定にしたものである。このように、直流母線DCLが所定の電圧になるまでは、蓄電池52の電流放電能力に応じた放電電流を直流母線DCLに供給するようにして、蓄電池52の能力を最大限に活用する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the voltage Vdc, the discharge current Id, and the voltage-current characteristics of the DC bus DCL in the operation mode C. In the example shown in FIG. 5A, a constant current controlled current is supplied from the storage battery 52 in a region where the voltage Vdc of the DC bus DCL is equal to or lower than the voltage V1.
In the example shown in the figure, when the storage battery temperature is the temperature T3, the discharge current Id is limited to the current Idmax3. Further, when the storage battery temperature is temperature T2, discharge current Id is limited to current Idmax2. When storage battery temperature is temperature T3, discharge current Id is limited to current Idmax3. Then, in a region where the voltage Vdc of the DC bus DCL is equal to or higher than the voltage V1, the discharge current Id is controlled so as to gradually decrease (show drooping characteristics) as the voltage Vdc increases. In this example, the drooping start point (voltage value V1 of the DC bus DCL) of the discharge current Id is made constant regardless of the storage battery temperature. Thus, until the DC bus DCL reaches a predetermined voltage, a discharge current corresponding to the current discharge capability of the storage battery 52 is supplied to the DC bus DCL so that the capacity of the storage battery 52 is utilized to the maximum.
また、図5(B)は、放電電流Idの垂下開始点(直流母線DCLの電圧値)を、蓄電池温度に応じて変化させた例である。図に示す例では、蓄電池温度が温度T1の場合は電圧V1を垂下開始点とし、蓄電池温度が温度T2の場合は電圧V2を垂下開始点とし、蓄電池温度が温度T3の場合は電圧V3を垂下開始点としている。すなわち、蓄電池温度が高くなる程(放電電流の最大値が大きい程)、垂下開始点の電圧が低くなるように設定する。これにより、蓄電池52から流すことのできる電流能力に応じて、定電流放電が維持できる直流母線DCLの電圧を変化させることができる。   FIG. 5B shows an example in which the drooping start point (voltage value of the DC bus DCL) of the discharge current Id is changed according to the storage battery temperature. In the example shown in the figure, when the storage battery temperature is the temperature T1, the voltage V1 is the droop start point, when the storage battery temperature is the temperature T2, the voltage V2 is the droop start point, and when the storage battery temperature is the temperature T3, the voltage V3 is droop The starting point. That is, the voltage is set such that the voltage at the droop start point decreases as the storage battery temperature increases (as the maximum value of the discharge current increases). Thereby, according to the current capability which can be sent from storage battery 52, the voltage of direct current bus line DCL which can maintain constant current discharge can be changed.
また、図6は、運転モードの遷移状態を示す図であり、運転モードの切り替え条件を示している。前述したように、運転モードには、運転モードA、B、C、Dの4つの運転モードがあり、それぞれの運転モードの遷移条件として、巻速度指令Vと比較されるVidleと、Vchargeと、蓄電池52の充電状態SOCと比較されるSOCcharge及びSOCdischargeとが用いられる。   FIG. 6 is a diagram illustrating a transition state of the operation mode, and illustrates a switching condition of the operation mode. As described above, there are four operation modes, operation modes A, B, C, and D. As a transition condition of each operation mode, Vidle, Vcharge, which is compared with the winding speed command V, SOCcharge and SOCdischarge that are compared with the state of charge SOC of the storage battery 52 are used.
ここで、図7に示すように、Vidleは、アイドリング判定巻速度Vidleであり、正(+)側の信号である。また、Vchargeは、回生判定巻速度Vchargeであり、負(−)側の信号である。そして、巻速度指令Vが、V>Vidleの場合は、巻き上げ状態(巻きモータM4が力行動作状態)であることを意味している。Vchargeは、回生判定巻速度であり、巻速度指令Vが、V<Vchargeの場合は、巻き下げ状態(巻きモータM4が回生動作状態)であることを意味している。
また、SOCchargeは、蓄電池充電必要SOCであり、充電状態SOCが、SOC<SOCchargeの場合は、蓄電池52への充電が必要であることを意味している。
SOCdischargeは、蓄電池放電可能SOCある。そして、充電状態SOCが、SOC>SOCdischargeの場合は、蓄電池52からの放電が行われるモードに移行することを意味している。
Here, as shown in FIG. 7, Vidle is an idling determination winding speed Vidle, which is a positive (+) side signal. Further, Vcharge is a regeneration determination winding speed Vcharge, and is a negative (−) side signal. When the winding speed command V is V> Vidle, it means that the winding speed is in a winding state (the winding motor M4 is in a power running operation state). Vcharge is a regeneration determination winding speed, and when the winding speed command V is V <Vcharge, it means that the winding state is lowered (the winding motor M4 is in a regenerative operation state).
Moreover, SOCcharge is a storage battery charge required SOC, and when the state of charge SOC is SOC <SOCcharge, it means that the storage battery 52 needs to be charged.
The SOC discharge is an SOC capable of discharging a storage battery. When the state of charge SOC is SOC> SOCdischarge, it means that the state is shifted to a mode in which the storage battery 52 is discharged.
なお、図6に示す遷移図において、実線の矢付線で示す切り替えステップ(遷移ルート)Sab、Sba、Sac、Sca、Sad、Sdaは、クレーン装置の通常の運転状態において頻繁に生じる切り替えステップを示し、破線の矢付線で示す切り替えステップ(遷移ルート)Sbc、Scb、Scd、Sdc、Sbd、Sdbは、クレーン装置の通常の運転状態において発生頻繁の少ない切り替えステップを示している。   In the transition diagram shown in FIG. 6, the switching steps (transition routes) Sab, Sba, Sac, Sca, Sad, Sda indicated by solid arrows indicate switching steps that frequently occur in the normal operation state of the crane apparatus. The switching steps (transition routes) Sbc, Scb, Scd, Sdc, Sbd, and Sdb indicated by broken arrows indicate switching steps that occur less frequently in the normal operation state of the crane apparatus.
以下、図6に示す遷移図において、実線の矢付線で示す切り替えステップ(遷移ルート)Sab、Sba、Sac、Sca、Sad、Sdaについて、図7に示す運転モード切り替えのタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、図7に示すタイミングチャートにおいて示される信号(または状態)は、上から順番に、巻速度指令V、充電状態SOC、蓄電池動作モード(充電又は放電状態)、エンジン発電機動作モード(出力ON(所要の回転数で運転)又はアイドリング状態)、そして運転モードA、B、C、Dである。   Hereinafter, in the transition diagram shown in FIG. 6, the switching steps (transition routes) Sab, Sba, Sac, Sca, Sad, Sda shown by solid arrows are referred to the operation mode switching timing chart shown in FIG. explain. The signals (or states) shown in the timing chart shown in FIG. 7 are, in order from the top, winding speed command V, charge state SOC, storage battery operation mode (charge or discharge state), engine generator operation mode (output ON) (Operating at a required rotational speed) or idling state), and operating modes A, B, C, D.
まず、図6に示す遷移図において、運転モードAの状態にあるとする。この運転モードAは、エンジンがアイドリング状態にあり、蓄電池52のみから負荷に電力を供給している蓄電池給電モードである。例えば、図7のタイミングチャートにおいて、時刻t1からt2において、運転モードAにあるとする。   First, in the transition diagram shown in FIG. This operation mode A is a storage battery power supply mode in which the engine is in an idling state and power is supplied from only the storage battery 52 to the load. For example, in the timing chart of FIG. 7, suppose that it is in the operation mode A from the time t1 to t2.
この運転モードAにおいて、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも小さくなると(V<Vcharge)、運転モードAから運転モードBに移行する(矢付線で示すステップSabを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t2(または時刻t6)において、巻速度指令VがVchargeよりも小さくなると(巻き下げ状態になると)、運転モードAから運転モードBに切り替わる。   In this operation mode A, when the winding speed command V becomes smaller than the regeneration determination winding speed Vcharge (V <Vcharge), the operation mode A is shifted to the operation mode B (see step Sab indicated by an arrow line). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, at time t2 (or time t6), when the winding speed command V becomes smaller than Vcharge (when the winding state is lowered), the operation mode A is switched to the operation mode B.
運転モードBは、巻きモータM4から返される回生電力により蓄電池52を充電する負荷回生モードであり、この運転モードBでは、エンジン発電機21はアイドリングの状態である。
この運転モードBの状態において、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも大きくなり(V>Vcharge)、かつ充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも大きい状態においては、運転モードBから運転モードAに移行する(矢付線で示すステップSbaを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t3(または時刻t7)において、巻速度指令VがVchargeよりも大きくなると(巻き下げ終了状態になると)、運転モードBから運転モードAに切り替わる。
The operation mode B is a load regeneration mode in which the storage battery 52 is charged with regenerative power returned from the winding motor M4. In this operation mode B, the engine generator 21 is in an idling state.
In this operation mode B state, when the winding speed command V is larger than the regeneration determination winding speed Vcharge (V> Vcharge) and the state of charge SOC is larger than the storage battery charge required SOCcharge, the operation mode B is changed to the operation mode. The process proceeds to A (see step Sba indicated by an arrow line). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, at time t3 (or time t7), when the winding speed command V becomes larger than Vcharge (when the winding is finished), the operation mode B is switched to the operation mode A.
また、蓄電池給電モードである運転モードAの状態において、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも大きくなると(V>Vidle)、運転モードAから運転モードCに移行する(矢付線で示すステップSacを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t4(または時刻t8)において、巻速度指令VがVidleよりも大きくなると(巻き上げ状態になると)、運転モードAから運転モードCに切り替わる。   Further, when the winding speed command V becomes larger than the idling determination winding speed Vidle (V> Vidle) in the state of the operation mode A which is the storage battery power supply mode, the operation mode A is changed to the operation mode C (indicated by an arrow line). (See step Sac). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, at time t4 (or time t8), when the winding speed command V becomes larger than Vidle (when the winding state is reached), the operation mode A is switched to the operation mode C.
運転モードCは、エンジン発電機21及び蓄電池52の両方から負荷30及び40に電力を供給する状態である。この運転モードCの状態において、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleより小さくなり(巻き上げ終了状態になり)、かつ、充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも大きい状態においては、運転モードCから運転モードAに移行する(矢付線で示すステップScaを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t5(またたは時刻t9)において、巻速度指令VがVidleよりも小さくなると(巻き上げ終了状態になると)、運転モードCから運転モードAに切り替わる。   The operation mode C is a state in which power is supplied to the loads 30 and 40 from both the engine generator 21 and the storage battery 52. In the state of this operation mode C, when the winding speed command V becomes smaller than the idling determination winding speed Vidle (becomes the winding end state) and the state of charge SOC is larger than the storage battery charge required SOCcharge, the operation mode C Transition to operation mode A (see step Sca indicated by an arrow line). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, at time t5 (or time t9), when the winding speed command V becomes smaller than Vidle (when the winding is finished), the operation mode C is switched to the operation mode A.
また、運転モードAの状態において、充電状態SOCが、蓄電池充電必要SOCchargeよりも小さくなると(SOC<SOCcharge)、運転モードAから運転モードDに移行する(矢付線で示すステップSadを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t10において、充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも小さくなると、運転モードAから運転モードDに切り替わる。   Further, in the state of the operation mode A, when the state of charge SOC becomes smaller than the SOCcharge required SOCcharge (SOC <SOCcharge), the operation mode A is shifted to the operation mode D (see step Sad indicated by an arrow line). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, when the state of charge SOC becomes smaller than the storage battery charge required SOCcharge at time t <b> 10, the operation mode A is switched to the operation mode D.
運転モードDは、エンジン発電機21から蓄電池52に充電を行う状態であり、負荷としては補機のみが駆動され軽負荷の状態である。この運転モードDの状態において、充電状態SOCが蓄電池放電可能SOCdischargeよりも大きく(SOC>SOCcharge)、充電完了状態になると、運転モードDから運転モードAに移行する(矢付線で示すステップSdaを参照)。例えば、図7に示すタイミングチャートにおいて、時刻t11において、充電状態SOCが蓄電池放電可能SOCdischargeよりも小さくなると(充電完了状態になると)、運転モードDから運転モードAに切り替わる。   The operation mode D is a state in which the storage battery 52 is charged from the engine generator 21, and only the auxiliary machine is driven as a load and is in a light load state. In the state of the operation mode D, the state of charge SOC is larger than the SOC discharge capable SOC discharge (SOC> SOCcharge), and when the charging is completed, the operation mode D is shifted to the operation mode A (the step Sda indicated by the arrow line is changed). reference). For example, in the timing chart shown in FIG. 7, when the state of charge SOC becomes smaller than the SOC discharge capable SOC discharge at time t <b> 11 (when the charging is completed), the operation mode D is switched to the operation mode A.
次に、破線の矢付線で示す切り替えステップ(遷移ルート)Sbc、Scb、Scd、Sdc、Sbd、Sdbについて説明する。
最初に蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードBにあるとする。この状態において、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも大きくなると(V>Vidle)、すなわち、巻き下げ状態から、急に巻き上げ状態になると、運転モードBから並列給電モードである運転モードCに移行する(矢付線で示すステップSbcを参照)。
Next, the switching steps (transition routes) Sbc, Scb, Scd, Sdc, Sbd, and Sdb indicated by broken arrows are described.
Suppose that it is in the operation mode B which is the load regeneration mode which charges a storage battery initially. In this state, when the winding speed command V becomes larger than the idling determination winding speed Vidle (V> Vidle), that is, when the winding state is suddenly changed from the lowering state, the operation mode C is changed from the operation mode B to the parallel feeding mode. (See step Sbc indicated by an arrow line).
また、並列給電モードである運転モードCの状態において、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも小さくなると(V<Vcharge)、すなわち、巻き上げ状態から、急に巻き下げ状態になると、運転モードCから運転モードBに移行する(矢付線で示すステップScbを参照)。また、運転モードCの状態において、充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも小さくなり(SOC<SOCcharge)、かつ、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも小さい状態(軽負荷の状態)においては、運転モードCから、運転モードD(発電機23から蓄電池52を充電する運転モード)に移行する(矢付線で示すステップScdを参照)。   When the winding speed command V is smaller than the regeneration determination winding speed Vcharge (V <Vcharge) in the operation mode C which is the parallel power supply mode, that is, when the winding state is suddenly lowered to the operation mode, Transition from C to operation mode B (see step Scb indicated by an arrow line). In the state of the operation mode C, the state of charge SOC is smaller than the SOCcharge required SOCcharge (SOC <SOCcharge) and the winding speed command V is smaller than the idling determination winding speed Vidle (light load state). Shifts from the operation mode C to the operation mode D (an operation mode in which the storage battery 52 is charged from the generator 23) (see step Scd indicated by an arrow line).
また、運転モードDの状態において、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも大きくなると(充電中から急に巻き上げになると)、運転モードDから運転モードCに移行する(矢付線で示すステップSdcを参照)。
また、運転モードDの状態において、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも小さくなると(V<Vcharge)、すなわち、蓄電池52の充電中から急に巻き下げ動作を行うと、運転モードDから運転モードBに移行する(矢付線で示すステップSdbを参照)。
また、運転モードBにおいて、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも大きい状態(巻き下げ終了状態)において、充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも小さい状態(充電状態SOC<SOCcharge)になると、運転モードBから運転モードDに移行する(矢付線で示すステップSbdを参照)。
Further, in the state of the operation mode D, when the winding speed command V becomes larger than the idling determination winding speed Vidle (when the winding speed is suddenly increased from charging), the operation mode D is shifted to the operation mode C (indicated by an arrow line). (See step Sdc).
Further, in the state of the operation mode D, when the winding speed command V becomes smaller than the regeneration determination winding speed Vcharge (V <Vcharge), that is, when the winding operation is suddenly performed while the storage battery 52 is being charged, the operation mode D starts. Transition to operation mode B (see step Sdb indicated by the arrow line).
In operation mode B, when the winding speed command V is larger than the regeneration determination winding speed Vcharge (lowering end state), the state of charge SOC is smaller than the SOC charge required SOCcharge (charge state SOC <SOCcharge). Then, the operation mode B is shifted to the operation mode D (see step Sbd indicated by an arrow line).
以上、説明したように、本発明のクレーン制御装置100Aにおいては、蓄電池52により負荷30及び40に電力を供給することが可能な場合には、できるだけ蓄電池52から負荷30及び40に放電電流を流すように運転モードを切り替える。例えば、蓄電池給電モードである運転モードAにおいては、蓄電池52から負荷30及び40に電力を供給する。また、並列給電モードである運転モードCにおいては、蓄電池52から負荷30及び40に放電電流を流すとともに、残りの必要な負荷電流を発電機23から負荷30及び40に供給する。
これにより、エンジン発電機21に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
As described above, in the crane control device 100A of the present invention, when the storage battery 52 can supply power to the loads 30 and 40, a discharge current is allowed to flow from the storage battery 52 to the loads 30 and 40 as much as possible. Switch the operation mode as follows. For example, in operation mode A which is a storage battery power supply mode, power is supplied from the storage battery 52 to the loads 30 and 40. In the operation mode C which is a parallel power feeding mode, a discharge current is supplied from the storage battery 52 to the loads 30 and 40 and the remaining necessary load current is supplied from the generator 23 to the loads 30 and 40.
As a result, the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator 21 can be effectively used, the idling time of the engine 22 can be lengthened, and the fuel efficiency of the crane device can be improved.
[第2の実施形態]
次に、蓄電装置を有していない既設のエンジン発電機式のクレーン装置を、本発明のクレーン装置(ハイブリッドクレーン装置)に改造する例について説明する。
まず、図8に改造前のクレーン制御装置100Bの構成例を示す。このクレーン制御装置100Bを改造して、図9又は図10に示す本発明の蓄電池を備えるクレーン制御装置とする。
改造前のクレーン制御装置100Bにおいて、エンジン発電機21は、エンジン22と、このエンジン22により回転駆動される発電機23とで構成される。発電機23は交流発電機(例えば、3相交流発電機)であり、発電機23から出力される交流電力は交流母線ACLに出力される。
[Second Embodiment]
Next, an example in which an existing engine generator type crane apparatus that does not have a power storage device is modified to the crane apparatus (hybrid crane apparatus) of the present invention will be described.
First, the structural example of the crane control apparatus 100B before remodeling is shown in FIG. The crane control device 100B is modified to provide a crane control device including the storage battery of the present invention shown in FIG. 9 or FIG.
In the crane control device 100B before modification, the engine generator 21 includes an engine 22 and a generator 23 that is rotationally driven by the engine 22. The generator 23 is an AC generator (for example, a three-phase AC generator), and the AC power output from the generator 23 is output to the AC bus ACL.
この交流母線ACLには、負荷としてインバータ61、・・・、65が接続される。インバータ61は、横行用のモータM1を駆動するインバータであり、主回路として、コンバータ部(CON)61aとインバータ部(INV)61bと、放電抵抗用トランジスタTrを有している。コンバータ部61aはダイオードブリッジ回路で構成され、交流母線ACLから入力される3相交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流主回路PLに供給する。インバータ61bはIGBTの3相ブリッジ回路等で構成されるPWMインバータであり、直流主回路PLの直流電力を入力とし、コントローラ(図示せず)から入力される指令信号を基に、所望の周波数、電圧及び相順の交流電力を生成して、横行用のモータM1を駆動する。   Inverters 61,..., 65 are connected to this AC bus ACL as loads. The inverter 61 is an inverter that drives the transverse motor M1, and includes a converter part (CON) 61a, an inverter part (INV) 61b, and a discharge resistance transistor Tr as main circuits. Converter unit 61a is formed of a diode bridge circuit, converts three-phase AC power input from AC bus ACL to DC power, and supplies this DC power to DC main circuit PL. The inverter 61b is a PWM inverter constituted by an IGBT three-phase bridge circuit or the like. The inverter 61b receives the DC power of the DC main circuit PL as an input, and based on a command signal input from a controller (not shown), a desired frequency, The AC power in the voltage and phase sequence is generated to drive the transverse motor M1.
また、直流主回路PLには、回生電力消費用の放電抵抗Rが、放電抵抗用トランジスタTrを介して接続されている。この放電抵抗Rは、直流主回路PLの電圧が過電圧になることを防ぐために設けられている。この直流主回路PLの電圧が所定の電圧値以上に上昇した場合に、放電抵抗用トランジスタTrが導通し、放電抵抗Rに電流を流して電力を消費させ、直流主回路PLの電圧を低下させる。   In addition, a regenerative power consumption discharge resistor R is connected to the DC main circuit PL via a discharge resistor transistor Tr. The discharge resistor R is provided to prevent the voltage of the DC main circuit PL from becoming an overvoltage. When the voltage of the DC main circuit PL rises to a predetermined voltage value or more, the discharge resistance transistor Tr becomes conductive, current is passed through the discharge resistor R to consume power, and the voltage of the DC main circuit PL is lowered. .
インバータ62、63は、走行用のモータM2、M3を駆動するインバータであり、主回路構成は、インバータ61と同様であり、インバータ62、63は、それぞれコンバータ部62a、63aとインバータ部62b、63bとを有している。また、インバータ64、65は、巻き用のモータM4を駆動する並列構成のインバータであり、主回路構成は、インバータ61と同様であり、それぞれコンバータ部64a、65aとインバータ部64b、65bとを有している。   The inverters 62 and 63 are inverters for driving the motors M2 and M3 for traveling, and the main circuit configuration is the same as that of the inverter 61. The inverters 62 and 63 are respectively converter units 62a and 63a and inverter units 62b and 63b. And have. Further, the inverters 64 and 65 are inverters of a parallel configuration that drives the winding motor M4, and the main circuit configuration is the same as that of the inverter 61, and has converter units 64a and 65a and inverter units 64b and 65b, respectively. is doing.
図9は、図8に示す既設のクレーン装置を本発明のクレーン装置に改造した例を示す図である。図9に示す例では、図8に示すクレーン装置に対して、新たに補機用のインバータ71と、蓄電装置50(DC/DCコンバータ51と蓄電池52等)とを追加する。また、図8においては、交流母線ACLが各インバータ61、・・・、65のそれぞれの入力側に接続されているが、図9に示す例では、交流母線ACLを補機用インバータ71の入力側にのみ接続する。   FIG. 9 is a diagram showing an example in which the existing crane apparatus shown in FIG. 8 is modified to the crane apparatus of the present invention. In the example shown in FIG. 9, an auxiliary inverter 71 and a power storage device 50 (such as a DC / DC converter 51 and a storage battery 52) are newly added to the crane device shown in FIG. In FIG. 8, the AC bus ACL is connected to the input side of each of the inverters 61,..., 65. However, in the example shown in FIG. 9, the AC bus ACL is input to the auxiliary inverter 71. Connect only to the side.
また、図9に示す例では、各インバータ61、・・・、65のそれぞれの直流主回路(例えば、インバータ61におけるコンバータ部61aとインバータ部61bとの接続線)を、補機用インバータ71のコンバータ部71aの出力側に共通接続し、直流母線DCLを形成する。すなわち、補機用インバータ71のコンバータ部71aを各インバータ61、・・・、65の共通コンバータとして使用する。従って、補機用インバータ71のコンバータ部71aの定格出力電流は、各インバータ61、・・・、65に必要とされる負荷電流と、補機72に必要とされる負荷電流の合計値に相当する電流値以上に設定される。   In the example shown in FIG. 9, each DC main circuit of each inverter 61,..., 65 (for example, a connecting line between the converter 61 a and the inverter 61 b in the inverter 61) is connected to the auxiliary inverter 71. Commonly connected to the output side of the converter unit 71a to form a DC bus DCL. That is, the converter unit 71a of the auxiliary machine inverter 71 is used as a common converter for the inverters 61,. Therefore, the rated output current of the converter unit 71a of the auxiliary machine inverter 71 corresponds to the total value of the load current required for each inverter 61,..., 65 and the load current required for the auxiliary machine 72. Is set to a current value greater than
また、補機用インバータ71の放電抵抗Rの容量についても、図8に示す各インバータ61、・・・、65に付設される各放電抵抗Rの合計した容量に見合った容量の放電抵抗が使用される。なお、図9に示す例では、補機用インバータ71と補機72との間にはACリアクトルLacが挿入されている。
また、図9に示すクレーン制御装置100Bは、図1に示すクレーン制御装置100A内のコントローラ11を備えており、運転モードについても、クレーン制御装置100Aと同様に制御されるものであり、重複する説明は省略する。この場合、図1に示す回生を行う負荷30は、図9に示す負荷60が相当し、図1に示す回生を行わない負荷40は、図9に示す負荷70が相当することになる。
Also, the capacity of the discharge resistor R of the auxiliary inverter 71 is a capacity corresponding to the total capacity of the discharge resistors R attached to the inverters 61,..., 65 shown in FIG. Is done. In the example shown in FIG. 9, an AC reactor Lac is inserted between the auxiliary inverter 71 and the auxiliary 72.
Moreover, the crane control apparatus 100B shown in FIG. 9 includes the controller 11 in the crane control apparatus 100A shown in FIG. 1, and the operation mode is also controlled in the same manner as the crane control apparatus 100A. Description is omitted. In this case, the load 30 that performs the regeneration illustrated in FIG. 1 corresponds to the load 60 illustrated in FIG. 9, and the load 40 that does not perform the regeneration illustrated in FIG. 1 corresponds to the load 70 illustrated in FIG. 9.
このように、図8に示す既設のクレーン制御装置100Bを改造する場合に、既存の負荷装置(回生を行う負荷60の部分)をそのまま流用し、新たに補機用インバータ71と、蓄電装置50(DC/DCコンバータ51及び蓄電池52等)とを追加するだけで、エンジン発電式のクレーン装置を、蓄電装置50を備えるハイブリッド式のクレーン制御装置に容易に改造することができる。
また、追加する補機用インバータ71に定格容量を大きくすることにより、発電機23の交流出力を補機用インバータ71のコンバータ部71aで直流出力に変換するので、各インバータ61、・・・、65のコンバータ部を並列接続して使用する場合に比べ、入力部分で電圧のアンバランスや容量不足が発生しないようにできる(各々のインバータ61、62、・・・、65のコンバータ部は使用しない)。この場合、補機用インバータの容量を大きくすることで、補機の突入電流に対しても十分な容量を確保できる。このように図9に示す構成にすることにより、クレーン装置をエンジン式からハイブリッド式に改造する工事が容易となる。
As described above, when the existing crane control device 100B shown in FIG. 8 is modified, the existing load device (the portion of the load 60 for regeneration) is used as it is, and the auxiliary inverter 71 and the power storage device 50 are newly used. By simply adding (DC / DC converter 51 and storage battery 52 and the like), the engine power generation type crane device can be easily modified into a hybrid crane control device including the power storage device 50.
Further, by increasing the rated capacity of the auxiliary inverter 71 to be added, the AC output of the generator 23 is converted into a DC output by the converter unit 71a of the auxiliary inverter 71, so that each inverter 61,... Compared to the case where 65 converter units are connected in parallel, it is possible to prevent voltage imbalance and insufficient capacity at the input part (the converter units of the respective inverters 61, 62,..., 65 are not used). ). In this case, by increasing the capacity of the auxiliary inverter, a sufficient capacity can be ensured for the inrush current of the auxiliary machine. Thus, the construction shown in FIG. 9 facilitates the work of remodeling the crane apparatus from the engine type to the hybrid type.
また、図10は、図9に示すクレーン制御装置の変形例である。図10に示すクレーン制御装置100Dでは、エンジン発電機21の発電機23の出力側を、補機用インバータ71の入力側に接続するとともに、既設のインバータ64、65の入力側にも接続する例である。なお、発電機23の出力側と交流母線ACLとの間には力率改善のためにACリアクトルLが挿入されている。他の構成は図9に示す例と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 10 is a modification of the crane control device shown in FIG. In the crane control apparatus 100D shown in FIG. 10, the output side of the generator 23 of the engine generator 21 is connected to the input side of the auxiliary inverter 71 and also connected to the input sides of the existing inverters 64 and 65. It is. An AC reactor L is inserted between the output side of the generator 23 and the AC bus ACL to improve the power factor. Other configurations are the same as the example shown in FIG. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図10に示すクレーン制御装置100Dの構成にすることにより、補機用インバータ71のコンバータ部71aと、巻き用のインバータ64及び65のコンバータ部とを並列に運転することが可能になり、図9に比べて、補機用インバータ71の定格容量を低減することが可能になる。   With the configuration of the crane control apparatus 100D shown in FIG. 10, the converter unit 71a of the auxiliary inverter 71 and the converter units of the winding inverters 64 and 65 can be operated in parallel. As compared with the above, the rated capacity of the auxiliary inverter 71 can be reduced.
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで、本発明と実施形態との対応関係を補足して説明しておく。
第1の実施形態において、本発明におけるクレーン装置はトランスファクレーン1が相当する。また、本発明におけるクレーン制御装置は、クレーン制御装置100Aが相当する。また、本発明における原動機は、エンジン発電機21内のエンジン22が相当し、本発明における発電機は、発電機23が相当する。また、本発明における蓄電装置は、DC/DCコンバータ51と蓄電池52とを含む蓄電装置50が相当する。また、本発明における蓄電池は蓄電池52が相当する。また、本発明における複数の負荷は、横行用のインバータ31及びモータM1と、走行用のインバータ32、33及びモータM2、M3と、巻き用のインバータ34、35及びモータM4と、補機用のインバータ41及び補機42等の荷役作業を行うための負荷装置が相当する。なお、ここで、横行用のインバータ31及びモータM1と、走行用のインバータ32、33及びモータM2、M3と、巻き用のインバータ34、35及びモータM4は、回生を行う負荷30に相当し、補機用のインバータ41及び補機42は、回生を行わない負荷40に相当する。
The embodiment of the present invention has been described above. Here, the correspondence between the present invention and the embodiment will be supplementarily described.
In the first embodiment, the crane apparatus according to the present invention corresponds to the transfer crane 1. Further, the crane control device according to the present invention corresponds to the crane control device 100A. The prime mover in the present invention corresponds to the engine 22 in the engine generator 21, and the generator in the present invention corresponds to the generator 23. The power storage device in the present invention corresponds to a power storage device 50 including a DC / DC converter 51 and a storage battery 52. Further, the storage battery in the present invention corresponds to the storage battery 52. Further, the plurality of loads in the present invention include a traverse inverter 31 and a motor M1, a traveling inverters 32 and 33 and motors M2 and M3, a winding inverters 34 and 35, a motor M4, and an auxiliary machine. A load device for carrying out cargo handling work such as the inverter 41 and the auxiliary machine 42 is equivalent. Here, the traverse inverter 31 and the motor M1, the travel inverters 32 and 33 and the motors M2 and M3, and the winding inverters 34 and 35 and the motor M4 correspond to the load 30 for regeneration, The auxiliary inverter 41 and the auxiliary machine 42 correspond to the load 40 that does not perform regeneration.
また、本発明における制御部は、コントローラ11(主には運転モード制御部14とエンジン制御部15と、DC/DCコンバータ制御部16)が相当する。また、本発明における巻速度指令値は巻速度指令Vが相当する。本発明における蓄電池の充電状態は蓄電池52の充電状態SOCが相当する。また、本発明における蓄電池の温度センサは、温度センサ54が相当する。また、本発明における負荷の供給する電圧は直流母線DCLの電圧Vdcが相当する。   The controller in the present invention corresponds to the controller 11 (mainly the operation mode controller 14, the engine controller 15, and the DC / DC converter controller 16). The winding speed command value in the present invention corresponds to the winding speed command V. The state of charge of the storage battery in the present invention corresponds to the state of charge SOC of the storage battery 52. The temperature sensor of the storage battery in the present invention corresponds to the temperature sensor 54. The voltage supplied by the load in the present invention corresponds to the voltage Vdc of the DC bus DCL.
また、本発明における運転モードの切り替えを行う際に、判定基準として使用される巻速度指令Vに対しては、アイドリング判定巻速度Vidleと回生判定巻速度Vchargeとが使用され、充電状態SOCに対しては、蓄電池充電必要SOCchargeと蓄電池放電可能SOCdischargeとが使用される。
なお、巻速度指令Vが、V>Vidleの場合は、巻き上げ状態(巻きモータM4が力行動作状態)であることを示し、巻速度指令Vが、V<Vchargeの場合は、巻き下げ状態(巻きモータM4が回生動作状態)であることを示している。また、充電状態SOCが、SOC<SOCchargeの場合は、蓄電池52への充電が必要であることを示し、充電状態SOCが、SOC>SOCdischargeの場合は、蓄電池52からの放電が行われるモードに移行することを示している。
Further, when the operation mode is switched in the present invention, the idling determination winding speed Vidle and the regeneration determination winding speed Vcharge are used for the winding speed command V used as a determination reference, and the charge state SOC is determined. In other words, the storage battery charge required SOCcharge and the storage battery dischargeable SOCdischarge are used.
When the winding speed command V is V> Vidle, it indicates that the winding is in a winding state (the winding motor M4 is in a power running operation state), and when the winding speed command V is V <Vcharge, the winding state is reduced. It shows that the motor M4 is in a regenerative operation state). Further, when the state of charge SOC is SOC <SOCcharge, it indicates that the storage battery 52 needs to be charged. When the state of charge SOC is SOC> SOCdischarge, the mode is changed to the mode in which the storage battery 52 is discharged. It shows that
そして、本発明の実施形態において、クレーン制御装置100Aは、エンジン22により駆動される発電機23と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷30及び40と、発電機23に接続され負荷30及び40に電力を供給する蓄電池52を有する蓄電装置50と、発電機23と蓄電装置50と複数の負荷30及び40とを制御するコントローラ11と、から構成される。
また、コントローラ11は、発電機23からの電力を遮断して蓄電装置50から負荷30及び40に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、負荷30から回生される回生電力により蓄電池52を充電する負荷回生モードである運転モードB、発電機23及び蓄電装置50から負荷30及び40に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、発電機23から蓄電池52を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、運転モードCでは、負荷30及び40に対して所定値以上の負荷電流が必要な場合に、蓄電装置50から負荷30及び40に所定の電流値の放電電流を供給するとともに、残りの必要な負荷電流をエンジン発電機21の発電電流により負荷30及び40に供給する。
これにより、エンジン発電機21に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
In the embodiment of the present invention, the crane control device 100A includes a generator 23 driven by the engine 22, a plurality of loads 30 and 40 serving as a device for performing a cargo handling operation, and the load 30 connected to the generator 23 and The power storage device 50 includes a storage battery 52 that supplies power to 40, and the controller 11 that controls the generator 23, the power storage device 50, and the plurality of loads 30 and 40.
Further, the controller 11 shuts off the power from the generator 23 and operates the storage battery 52 by the operation mode A, which is a storage battery power supply mode for supplying power from the power storage device 50 to the loads 30 and 40, and the regenerative power regenerated from the load 30. The operation mode B is a load regeneration mode for charging, the operation mode C is a parallel power supply mode for supplying power to the loads 30 and 40 from the generator 23 and the power storage device 50, and the operation mode D is for charging the storage battery 52 from the generator 23. The operation mode C has a function of switching to any one of the control modes. When a load current greater than a predetermined value is required for the loads 30 and 40, a predetermined current value is transferred from the power storage device 50 to the loads 30 and 40. While supplying the discharge current, the remaining necessary load current is supplied to the loads 30 and 40 by the generated current of the engine generator 21.
As a result, the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator 21 can be effectively used, the idling time of the engine 22 can be lengthened, and the fuel efficiency of the crane device can be improved.
また、上記実施形態において、コントローラ11は、負荷30を駆動する巻速度指令Vに応じて、蓄電池52から出力される放電電流を制御する。
例えば、搬送物(コンテナ)の巻き上げを行う場合に、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも大きくなった場合(V>Vidle)には、負荷30に必要とされる負荷電流が増大するので、これに応じて蓄電池52の放電電流を制御する。
これにより、エンジン発電機21に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
Moreover, in the said embodiment, the controller 11 controls the discharge current output from the storage battery 52 according to the winding speed command V which drives the load 30. FIG.
For example, when winding the conveyed product (container), when the winding speed command V becomes larger than the idling determination winding speed Vidle (V> Vidle), the load current required for the load 30 increases. Therefore, the discharge current of the storage battery 52 is controlled according to this.
As a result, the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator 21 can be effectively used, the idling time of the engine 22 can be lengthened, and the fuel efficiency of the crane device can be improved.
また、上記実施形態において、コントローラ11は、蓄電池給電モードである運転モードAと、蓄電装置50(蓄電池52)を充電する負荷回生モードである運転モードBとの切り替えを、巻速度指令Vに応じて行う。
例えば、蓄電池給電モードである運転モードAにおいて、搬送物(コンテナ)の巻き下げが開始され、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも小さくなった場合(V<Vcharge)に、蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードBに移行する。そして、巻速度指令Vが回生判定巻速度Vchargeよりも大きくなった場合(V>Vcharge)に、運転モードAに移行する。なお、運転モードA及び運転モードBにおいて、エンジン22はアイドリング状態である。
これにより、運転モードAと運転モードBとの切り替えを巻速度指令Vに応じて行うことができる。このため、エンジン発電機原動機(エンジン)発電機に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
Further, in the above embodiment, the controller 11 switches between the operation mode A that is the storage battery power supply mode and the operation mode B that is the load regeneration mode for charging the power storage device 50 (storage battery 52) according to the winding speed command V. Do it.
For example, in the operation mode A which is a storage battery power supply mode, when the lowering of the conveyed product (container) is started and the winding speed command V becomes smaller than the regeneration determination winding speed Vcharge (V <Vcharge), the storage battery is charged. It shifts to the operation mode B which is the load regeneration mode. When the winding speed command V becomes larger than the regeneration determination winding speed Vcharge (V> Vcharge), the operation mode A is entered. In operation mode A and operation mode B, engine 22 is in an idling state.
Thereby, switching between the operation mode A and the operation mode B can be performed according to the winding speed command V. For this reason, the idling time of the engine 22 can be extended by effectively utilizing the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator prime mover (engine) generator, and the fuel efficiency of the crane device is improved. be able to.
また、上記実施形態において、コントローラ11は、蓄電池給電モードである運転モードAと、並列給電モードである運転モードCとの切り替えを、巻速度指令Vに応じて行う。
例えば、蓄電池給電モードである運転モードAにおいて、搬送物(コンテナ)の巻き上げが開始され、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも大きくなった場合(V>Vidle)に、並列給電モードである運転モードCに移行する。そして、運転モードCにおいて、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも小さくなった場合(V<Vidle)に、運転モードAに移行する。
これにより、運転モードAと運転モードCとの切り替えを、巻速度指令Vに応じて適切に行うことができる。このため、エンジン発電機原動機(エンジン)発電機に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
Further, in the above embodiment, the controller 11 performs switching between the operation mode A that is the storage battery power supply mode and the operation mode C that is the parallel power supply mode according to the winding speed command V.
For example, in the operation mode A that is a storage battery power supply mode, when the roll of the conveyed product (container) is started and the winding speed command V becomes larger than the idling determination winding speed Vidle (V> Vidle), the parallel power supply mode is set. Transition to a certain operation mode C. In the operation mode C, when the winding speed command V becomes smaller than the idling determination winding speed Vidle (V <Vidle), the operation mode A is entered.
Thereby, switching between the operation mode A and the operation mode C can be appropriately performed according to the winding speed command V. For this reason, the idling time of the engine 22 can be extended by effectively utilizing the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator prime mover (engine) generator, and the fuel efficiency of the crane device is improved. be able to.
また、上記実施形態において、コントローラ11は、運転モードAと運転モードDの切り替えを、蓄電装置50(蓄電池52)の充電状態SOCに応じて行う。
例えば、運転モードAの状態において、蓄電池52の充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeよりも小さくなった場合(SOC<SOCdischarge)に、発電機23から蓄電池52を充電する運転モードDに切り替える。また、運転モードDにおいて、蓄電池52の充電状態SOCが蓄電池放電可能SOCdischargeよりも大きくなった場合(SOC>SOCdischarge)に、運転モードAに切り替える。
これにより、運転モードAと運転モードDとの切り替えを、蓄電池52の充電状態SOCに応じて適切に行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, the controller 11 switches the operation mode A and the operation mode D according to the charge condition SOC of the electrical storage apparatus 50 (storage battery 52).
For example, in the state of the operation mode A, when the state of charge SOC of the storage battery 52 becomes smaller than the SOCcharge required SOCcharge (SOC <SOCdischarge), the operation mode D for charging the storage battery 52 from the generator 23 is switched. Further, in the operation mode D, when the state of charge SOC of the storage battery 52 becomes larger than the SOC discharge capable SOC discharge (SOC> SOC discharge), the operation mode A is switched.
Thereby, switching between the operation mode A and the operation mode D can be appropriately performed according to the state of charge SOC of the storage battery 52.
また、上記実施形態において、蓄電池52は、温度センサ54を備え、コントローラ11は、蓄電池52の温度に応じて放電電流を調整する。
これにより、蓄電池52の温度により変化する放電能力に応じて、蓄電池52から負荷40及び40に流す放電電流を調整することができる。
In the above embodiment, the storage battery 52 includes the temperature sensor 54, and the controller 11 adjusts the discharge current according to the temperature of the storage battery 52.
Thereby, according to the discharge capability which changes with the temperature of the storage battery 52, the discharge current sent from the storage battery 52 to the loads 40 and 40 can be adjusted.
また、上記実施形態において、蓄電装置50(蓄電池52)から出力される所定の放電電流は、負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められる。
この場合、蓄電池52から直流母線DCLに流される放電電流は、直流母線DCLの電圧に応じて制御される。例えば、直流母線DCLの電圧が所定の電圧値以下の場合は、一定値の放電電流(但し、蓄電池52の温度により変化)を直流母線DCLに流し、所定の電圧値以上の場合は、直流母線DCLの電圧の上昇に応じて放電電流の値を小さくする。
これにより、蓄電装置50からの充電電流により直流母線DCLが過電圧になることを防ぐことができる。
Moreover, in the said embodiment, the predetermined | prescribed discharge current output from the electrical storage apparatus 50 (storage battery 52) is defined by the voltage current characteristic according to the voltage supplied to load.
In this case, the discharge current flowing from the storage battery 52 to the DC bus DCL is controlled according to the voltage of the DC bus DCL. For example, when the voltage of the DC bus DCL is equal to or lower than a predetermined voltage value, a constant value of discharge current (which varies depending on the temperature of the storage battery 52) is passed through the DC bus DCL. The value of the discharge current is decreased in accordance with the increase of the DCL voltage.
Thereby, it is possible to prevent the DC bus DCL from becoming overvoltage due to the charging current from the power storage device 50.
また、本発明の実施形態において、クレーン制御装置100Aは、エンジン22により駆動される発電機23と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷30及び40と、発電機23に接続され負荷30及び40に電力を供給する蓄電池52を有する蓄電装置50と、発電機23と蓄電装置50と複数の負荷30及び40とを制御するコントローラ11と、から構成される。
また、コントローラ11は、発電機23からの電力を遮断して蓄電装置50から負荷30及び40に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、負荷30から回生される回生電力により52蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードB、発電機23及び蓄電装置50から負荷30及び40に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、発電機23から蓄電池52を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、巻速度指令Vと蓄電池52の充電状態SOCとに応じて、運転モードCと運転モードDとを切り替える。
Further, in the embodiment of the present invention, the crane control device 100A includes a generator 23 driven by the engine 22, a plurality of loads 30 and 40 serving as a device for performing a cargo handling operation, and the load 30 connected to the generator 23 and The power storage device 50 includes a storage battery 52 that supplies power to 40, and the controller 11 that controls the generator 23, the power storage device 50, and the plurality of loads 30 and 40.
In addition, the controller 11 cuts off the power from the generator 23 and operates the storage battery power supply mode A in which power is supplied from the power storage device 50 to the loads 30 and 40, and the regenerative power regenerated from the load 30 generates 52 storage batteries. The operation mode B is a load regeneration mode for charging, the operation mode C is a parallel power supply mode for supplying power to the loads 30 and 40 from the generator 23 and the power storage device 50, and the operation mode D is for charging the storage battery 52 from the generator 23. It has a function of switching to any one of the control modes, and switches between the operation mode C and the operation mode D according to the winding speed command V and the state of charge SOC of the storage battery 52.
例えば、運転モードCの状態において、充電状態SOCが蓄電池充電必要SOCchargeより小さくなり(SOC<SOCdischarge)、蓄電池52の充電が必要になった場合は、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidleよりも小さくなったことを検出して(V<Vidle)、運転モードCから運転モードDに切り替える。また、運転モードDの状態において、巻速度指令Vがアイドリング判定巻速度Vidle大きくなったことを検出して(V>Vidle)、運転モードDから運転モードCに切り替える。
これにより、運転モードAと運転モードDとを、巻速度指令Vと蓄電池52の充電状態SOCとに応じて、適切に切り替えることができる
For example, in the state of the operation mode C, when the state of charge SOC becomes smaller than the SOCcharge required SOCcharge (SOC <SOCdischarge) and the storage battery 52 needs to be charged, the winding speed command V is higher than the idling determination winding speed Vidle. When it becomes smaller (V <Vidle), the operation mode C is switched to the operation mode D. Further, in the state of the operation mode D, it is detected that the winding speed command V has increased the idling determination winding speed Vidle (V> Vidle), and the operation mode D is switched to the operation mode C.
Thereby, operation mode A and operation mode D can be appropriately switched according to winding speed command V and state of charge SOC of storage battery 52.
また、上記実施形態において、運転モードDは、補機のみを負荷40とする。
発電機23から蓄電池52を充電する運転モードDおいては、回生を行う負荷30は駆動せず、補機のみの負荷40を駆動する。
これにより、巻き用のモータM4等の負荷30を停止させた状態において、発電機23から蓄電池52への充電を行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, the operation mode D makes load 40 only an auxiliary machine.
In the operation mode D in which the storage battery 52 is charged from the generator 23, the load 30 that performs regeneration is not driven, and the load 40 that is only an auxiliary machine is driven.
Thereby, in the state which stopped loads 30, such as motor M4 for winding, charge to storage battery 52 from generator 23 can be performed.
また、上記実施形態において、補機のみを負荷40とする条件は、蓄電池52に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含む。
例えば、補機としては、照明装置や、空調設備、電磁クラッチ等の回生を行わない負荷や、油圧ポンプモータ等の回生を行わないモータ負荷が含まれる。
これにより、回生を行う負荷30と、回生を行わない負荷40とを区別して、各運転モードA、B、C、Dにおいて、それぞれの駆動を制御できる。
Moreover, in the said embodiment, the conditions which make only an auxiliary machine the load 40 include the driving | running of the motor which does not perform the load which does not regenerate the storage battery 52, or regeneration.
For example, the auxiliary machine includes a load that does not perform regeneration such as a lighting device, an air conditioner, and an electromagnetic clutch, and a motor load that does not perform regeneration such as a hydraulic pump motor.
Thereby, the load 30 which performs regeneration and the load 40 which does not perform regeneration can be distinguished, and each drive can be controlled in each operation mode A, B, C, and D.
また、本発明のトランスファクレーン1は、クレーン制御装置100Aを備え、負荷30として駆動され、コントローラ11から出力される運転指令に応じて駆動制御されるモータM1、M2、M3、M4と、コントローラ11により駆動制御される補機42と、を備える。
このように、トランスファクレーン1においては、本発明のクレーン制御装置100Aを使用するようにしたので、これにより、エンジン発電機21に接続された蓄電装置50(蓄電池52)を有効に活用して、エンジン22のアイドリング時間を長くすることができ、トランスファクレーン1における燃費の改善を図ることができる。
Further, the transfer crane 1 of the present invention includes a crane control device 100A, is driven as a load 30, and motors M1, M2, M3, and M4 that are driven and controlled according to an operation command output from the controller 11, and the controller 11 And an auxiliary machine 42 that is driven and controlled.
Thus, in the transfer crane 1, since the crane control apparatus 100A of the present invention was used, this effectively utilized the power storage device 50 (storage battery 52) connected to the engine generator 21, The idling time of the engine 22 can be extended, and the fuel consumption of the transfer crane 1 can be improved.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のクレーン制御装置及びクレーン装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the crane control apparatus and crane apparatus of this invention are not limited only to the above-mentioned illustration example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various changes are carried out. Of course, it can be added.
1 クレーン装置
100A、100C、100B、100D クレーン制御装置
11 コントローラ
12 クレーン操作部
13 負荷装置制御部
14 運転モード制御部
15 エンジン制御部
16 コンバータ制御部
21 エンジン発電機
22 エンジン
23 発電機
24 コンバータ
26 電圧検出部
30 回生を行う負荷
31、32、33、34、35 インバータ
40 回生を行わない負荷
41 補機用インバータ
42 補機
50 蓄電装置
51 DC/DCコンバータ
52 蓄電池
53 SOC検出部
54 温度センサ
60 回生を行う負荷
61、62、63、64、65 インバータ
70 回生を行わない負荷
71 補機用インバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crane apparatus 100A, 100C, 100B, 100D Crane control apparatus 11 Controller 12 Crane operation part 13 Load apparatus control part 14 Operation mode control part 15 Engine control part 16 Converter control part 21 Engine generator 22 Engine 23 Generator 24 Converter 26 Voltage Detection unit 30 Regenerative load 31, 32, 33, 34, 35 Inverter 40 Regenerative load 41 Auxiliary inverter 42 Auxiliary device 50 Power storage device 51 DC / DC converter 52 Storage battery 53 SOC detection unit 54 Temperature sensor 60 Regenerative Loads 61, 62, 63, 64, 65 for performing inverter 70 Load 71 for not performing regeneration 71 Inverter for auxiliary machinery

Claims (11)

  1. 原動機により駆動される発電機と、
    荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、
    前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、
    前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、
    から構成され、
    前記制御部は、
    前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、
    前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードB、
    前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、
    前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、
    前記運転モードCでは、
    前記負荷に対して所定の電流値以上の負荷電流が必要とされる場合に、前記蓄電装置からの放電電流と、前記発電機の発電電流を前記負荷に供給する
    ことを特徴とするクレーン制御装置。
    A generator driven by a prime mover;
    A plurality of loads serving as a device for performing a cargo handling operation;
    A power storage device having a storage battery connected to the generator and supplying power to the load;
    A controller that controls the generator, the power storage device, and the plurality of loads;
    Consisting of
    The controller is
    Operation mode A, which is a storage battery power supply mode that cuts off power from the generator and supplies power from the power storage device to the load,
    Operation mode B which is a load regeneration mode in which the storage battery is charged by regenerative power regenerated from the load,
    Operation mode C which is a parallel power supply mode for supplying power to the load from the generator and the power storage device,
    Having a function of switching to any control mode of operation mode D for charging the storage battery from the generator;
    In the operation mode C,
    A crane control device that supplies a discharge current from the power storage device and a power generation current of the generator to the load when a load current greater than a predetermined current value is required for the load. .
  2. 前記制御部は、
    前記負荷を駆動する巻速度指令値に応じて、前記放電電流を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載のクレーン制御装置。
    The controller is
    The crane control device according to claim 1, wherein the discharge current is controlled in accordance with a winding speed command value for driving the load.
  3. 前記制御部は、
    前記運転モードAと運転モードBの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行う
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクレーン制御装置。
    The controller is
    The crane control device according to claim 1 or 2, wherein switching between the operation mode A and the operation mode B is performed according to the winding speed command value.
  4. 前記制御部は、
    前記運転モードAと運転モードCの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行う
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のクレーン制御装置。
    The controller is
    The crane control device according to any one of claims 1 to 3, wherein switching between the operation mode A and the operation mode C is performed according to the winding speed command value.
  5. 前記制御部は、
    前記運転モードAと運転モードDの切り替えを、前記蓄電池の充電状態に応じて行う
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のクレーン制御装置。
    The controller is
    The crane control device according to any one of claims 1 to 4, wherein switching between the operation mode A and the operation mode D is performed according to a state of charge of the storage battery.
  6. 前記制御部は、
    前記蓄電池の温度に応じて前記放電電流を調整する
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のクレーン制御装置。
    The controller is
    The crane control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge current is adjusted according to a temperature of the storage battery.
  7. 前記蓄電装置から出力される所定の放電電流は、
    前記負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められる
    ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のクレーン制御装置。
    The predetermined discharge current output from the power storage device is:
    The crane control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the crane control device is defined by a voltage-current characteristic corresponding to a voltage supplied to the load.
  8. 原動機により駆動される発電機と、
    荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、
    前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、
    前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、
    から構成され、
    前記制御部は、
    前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードA、
    前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードB、
    前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードC、
    前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードDのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、
    前記負荷を駆動する巻速度指令値と前記蓄電池の充電状態とに応じて、前記運転モードCと前記運転モードDとを切り替える
    ことを特徴とするクレーン制御装置。
    A generator driven by a prime mover;
    A plurality of loads serving as a device for performing a cargo handling operation;
    A power storage device having a storage battery connected to the generator and supplying power to the load;
    A controller that controls the generator, the power storage device, and the plurality of loads;
    Consisting of
    The controller is
    Operation mode A, which is a storage battery power supply mode that cuts off power from the generator and supplies power from the power storage device to the load,
    Operation mode B which is a load regeneration mode in which the storage battery is charged by regenerative power regenerated from the load,
    Operation mode C which is a parallel power supply mode for supplying power to the load from the generator and the power storage device,
    Having a function of switching to any control mode of operation mode D for charging the storage battery from the generator;
    The crane control device, wherein the operation mode C and the operation mode D are switched according to a winding speed command value for driving the load and a state of charge of the storage battery.
  9. 前記運転モードDは、補機のみを負荷とする
    ことを特徴とする請求項8に記載のクレーン制御装置。
    The crane control device according to claim 8, wherein the operation mode D uses only an auxiliary machine as a load.
  10. 前記補機のみを負荷とする条件は、前記蓄電池に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含む
    ことを特徴とする請求項9に記載のクレーン制御装置。
    The crane control device according to claim 9, wherein the condition with only the auxiliary machine as a load includes a load that does not regenerate the storage battery or a motor operation that does not regenerate.
  11. 前記請求項1から請求項10のいずれかに示したクレーン制御装置と、
    前記負荷として駆動され、前記制御部から出力される運転指令に応じて駆動されるモータと、
    前記制御部により駆動制御される補機と、
    を備えることを特徴とするクレーン装置。
    A crane control device according to any one of claims 1 to 10;
    A motor driven as the load and driven according to an operation command output from the control unit;
    An auxiliary machine driven and controlled by the control unit;
    A crane apparatus comprising:
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