JP2018002369A - クレーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補機設備用のインバータを別個に追加することなくエンジン発電装置の回転数を低下させても補機設備へ電力を安定供給する。【解決手段】補機電源装置５により、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨ、またはエンジン発電装置１から共通母線Ｂに供給された発電電力ＰＧのいずれか一方を、補機設備４へ切替供給するものとし、この際、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３のいずれかを駆動する場合には、発電電力ＰＧを補機設備４へ切替供給し、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３をすべて停止する場合には、昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ切替供給する。【選択図】 図１

Description

本発明は、クレーン装置に関し、特に駆動電力を発電するエンジン発電装置のエンジン回転数を制御するクレーン装置に関する。

港湾などのヤードにおいて、船舶やトレーラに対するコンテナなどの荷物の積み降ろしを行うクレーン装置では、複数の電動機を用いて、荷物の昇降、さらには架台の走行や横行などの動作を行う。これら電動機へ駆動電力を供給するため、エンジン駆動発電方式のクレーン装置では、ディーゼルエンジンを用いて発電機を駆動するエンジン発電装置を用いて必要な電力を各電動機へ供給する構成となっている。

このようなクレーン装置では、荷物の巻き上げ動作時などは最大負荷となるが、荷物の巻き下げ時など電力をほとんど必要としない場合もあり、負荷変動が大きい。したがって、最大負荷時に見合った電力を発電機から供給するためにはディーゼルエンジンや発電機として大型のものが必要となるものの、平均負荷を上回る設備規模となるため、設備コストや運転コストの面で非効率であった。

このようなエンジン発電装置の燃費を改善する方法として、低負荷時にエンジン発電装置の回転数を定格回転数より低下させる方法が考えられるが、エンジン発電装置の回転数を低下させた場合、規定の電圧や周波数の発電電力を得ることができなくなる。このため、低負荷時でもエンジン発電装置からの発電電力を利用している、照明装置、空調装置、あるいはコントローラなど、クレーン装置の付帯設備として設けられている各種の補機設備の動作が不安定となるという問題点があった。

従来、このようなエンジン発電装置の回転数を低下させても、補機設備に対して電源を安定供給する技術として、エンジン発電装置からの発電電力をインバータで昇圧して、補機設備へ供給する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２００８−２４７５９０号公報

しかしながら、このような従来技術では、エンジン発電装置からの発電電力が低下した場合に対応するため、電動機へ駆動電力を供給するインバータに加えて、補機設備用のインバータを別個に追加する必要がある。しかしながら、インバータは比較的大きな装置でありコストも安くないことから、クレーン装置全体の規模およびコストが増大するという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、補機設備用のインバータを別個に追加することなくエンジン発電装置の回転数を低下させても補機設備へ電力を安定供給できるクレーン装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン装置は、エンジンにより発電機を駆動することにより発電電力を供給するエンジン発電装置と、前記発電電力に基づいて電動機を駆動するための駆動電力を出力するインバータと、前記電動機に対する前記駆動電力の供給を制御することにより前記電動機の駆動／停止を制御するとともに、前記電動機の駆動／停止に応じて前記エンジンのエンジン回転数を定格回転数または前記定格回転数より低いアイドリング回転数に切替制御するコントローラと、前記電動機の駆動／停止に応じて前記発電電力または前記駆動電力を昇圧して得られた昇圧駆動電力を補機設備へ切替供給する補機電源装置とを備えている。

また、本発明にかかる上記クレーン装置の一構成例は、前記電動機を複数備えるとともに、前記電動機に対応する前記インバータを複数備え、前記コントローラは、実行するクレーン動作の内容に応じて、対応する前記電動機を駆動するとともに、前記エンジン回転数を前記定格回転数と前記アイドリング回転数との間で多段階に切替制御し、前記補機電源装置は、前記エンジン回転数が前記定格回転数の場合には前記発電電力を前記補機設備へ切替供給し、前記エンジン回転数が前記定格回転数以外の場合には停止中の前記電動機と対応する前記インバータの駆動電力を昇圧して得られた昇圧駆動電力を前記補機設備へ切替供給するようにしたものである。

本発明によれば、電動機をすべて停止して、エンジン発電装置のエンジン回転数をアイドリング回転数に低下させた場合には、インバータからの駆動電力を昇圧して得られた昇圧駆動電力が補機設備へ供給される。したがって、発電電力から補機設備用の補機電力を生成する専用のインバータを別個に追加することなく、エンジン回転数を低下させても補機設備へ補機電力を安定供給することが可能となる。

第１の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかるクレーン動作とエンジン回転数および発電電力との関係を示す説明図である。 第１の実施の形態にかかるクレーン動作と補機電力との関係を示す説明図である。 第１の実施の形態にかかる補機電源供給動作を示すシーケンス図である。 第２の実施の形態にかかるクレーン装置の要部を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかるクレーン動作とエンジン回転数および発電電力との関係を示す説明図である。 第２の実施の形態にかかるクレーン動作と補機電力との関係を示す説明図である。 第２の実施の形態にかかる補機電源供給動作を示すシーケンス図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン装置１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示すブロック図である。

このクレーン装置１は、エンジン発電装置１０で発電した発電電力ＰＧを共通母線Ｂに供給することにより、共通母線Ｂに接続されたインバータ３１，３２，３３を介して電動機２０，２１，２２，２３を駆動して荷物の積み降ろしを行う装置である。
クレーン装置１には、主な構成として、エンジン発電装置１０、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３、インバータ（ＩＮＶ）３１〜３３、補機設備４、補機電源装置５、コントローラ６、および共通母線Ｂが設けられている。

本実施の形態は、補機電源装置５により、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨ、またはエンジン発電装置１０から共通母線Ｂに供給された発電電力ＰＧのいずれか一方を、補機設備４へ切替供給するものとし、この際、駆動電力Ｐ２を使用する電動機２０，２１電動機が停止している場合には、昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ供給し、電動機２０，２１電動機が動作している場合には、発電電力ＰＧを補機設備４へ供給するようにしたものである。

以下、本実施の形態にかかるクレーン装置１の構成について詳細に説明する。
エンジン発電装置１０は、ディーゼルエンジン（ＤＥ）１１と交流発電機（Ｇ）１２を有し、ディーセルエンジン１１で交流発電機１２を駆動することにより交流の発電電力ＰＧを発電して、共通母線Ｂへ供給する機能と、エンジン回転数を示すコントローラ６からの運転指示６Ａに基づいて、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転数を制御する機能とを有している。

主巻電動機２０は、荷物の昇降を行うための交流電動機である。
走行電動機２１，２２は、ヤードに設けられたレーンに沿って架台を走行させるための交流電動機である。
横行電動機２３は、レーンと直交する方向にスプレッダを横行させるための交流電動機である。

インバータ３１は、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧを取り込んで電圧および周波数を変換し、得られた駆動電力Ｐ１を、コンタクタＣＮＡまたはコンタクタＣＮ１を介して、主巻電動機２０または走行電動機２１へ供給する機能を有している。
インバータ３２は、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧを取り込んで電圧および周波数を変換し、得られた駆動電力Ｐ２を、コンタクタＣＮＢまたはコンタクタＣＮ２を介して、主巻電動機２０または走行電動機２２へ供給する機能を有している。

インバータ３３は、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧを取り込んで電圧および周波数を変換し、得られた駆動電力Ｐ３を、コンタクタＣＮ１を介して横行電動機２３へ供給する機能を有している。
なお、電動機２０〜２３およびインバータ３１〜３３の数や対応関係については、これに限定されるものではなく、クレーン装置１の用途において適宜変更してもよい。

補機設備４は、照明装置、空調装置、あるいはコントローラなど、クレーン装置１の付帯設備として設けられている電気設備である。
補機電源装置５は、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨ、またはエンジン発電装置１から共通母線Ｂに供給された発電電力ＰＧのいずれか一方を、補機設備４へ切替供給する機能と、駆動電力Ｐ２を使用する主巻電動機２０および走行電動機２２が停止している場合には、昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ供給し、主巻電動機２０または走行電動機２２が動作している場合には、発電電力ＰＧを補機設備４へ供給する機能とを有している。

本実施の形態では、補機電源装置５がインバータ３２からの駆動電力Ｐ２を取り込む場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、Ｐ２と等しい駆動電力Ｐ１を取り込んでもよい。また、補機設備４で必要となる補機電力Ｐ４を十分賄えるのであれば、Ｐ１，Ｐ２より小さい駆動電力Ｐ３を取り込んでもよい。

コントローラ６は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、マイクロプロセッサまたは周辺回路に設けられたメモリからプログラムを読み込んで実行することにより、プログラムと上記ハードウェアとを協働させて、クレーン装置１全体を制御するための各種制御機能を有している。

コントローラ６の主な制御機能としては、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者のクレーン操作６０に基づいて、各種のコマンド６Ｂをやり取りすることによりインバータ３１〜３３およびコンタクタＣＮＡ，ＣＮＢ，ＣＮ１〜ＣＮ３を制御して、電動機２０〜２３をそれぞれ駆動することにより、荷物の昇降、架台の走行や横行などの運転動作を制御するクレーン運転機能や、電動機２０〜２３で実行する運転動作の内容に応じてエンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎを運転指示６Ａにより多段階に切替制御する回転数制御機能がある。

［補機電源装置］
次に、図１を参照して、補機電源装置５の構成について詳細に説明する。
補機電源装置５には、主な機能部として、コンタクタＣＮ５、フィルタ５Ａ、昇圧トランス５Ｂ、切替器ＳＷ、および切替制御部５Ｃが設けられている。

コンタクタＣＮ５は、電動機２０〜２３の駆動／停止に応じて、インバータ３２から供給される駆動電力Ｐ２の取り込みの切／入を制御するコンタクタである。
フィルタ５Ａは、コンタクタＣＮ５を介してインバータ３２から取り込んだ駆動電力Ｐ２に重畳している高周波ノイズを低減する機能を有している。
昇圧トランス５Ｂは、フィルタ５Ａから出力された駆動電力Ｐ２を昇圧して昇圧駆動電力ＰＨを出力する機能を有している。

切替器ＳＷは、電動機２０〜２３の駆動／停止に応じて、発電電力ＰＧまたは昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ切替供給する切替器である。
切替制御部５Ｃは、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づく電動機２０〜２３の駆動／停止に応じて、コンタクタＣＮ５および切替器ＳＷを切替制御する機能と、切替器ＳＷを切り替える際、昇圧駆動電力ＰＨと発電電力ＰＧとの位相が同期した時点で切替器ＳＷを切り替える機能とを有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図２〜図４を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置１の動作について説明する。図２は、第１の実施の形態にかかるクレーン動作とエンジン回転数および発電電力との関係を示す説明図である。図３は、第１の実施の形態にかかるクレーン動作と補機電力との関係を示す説明図である。図４は、第１の実施の形態にかかる補機電源供給動作を示すシーケンス図である。

本実施の形態では、図２に示すように、コントローラ６がエンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎを２段階で変速する場合を例とする。具体的には、巻き上げ、走行、または横行のクレーン動作を行う際には、電動機２０〜２３のいずれかを駆動するため、エンジン回転数Ｎを予め設定された定格回転数Ｎｓに切替制御して、発電電力ＰＧを定格電力値Ｇｓまで上昇させる。一方、クレーン動作を停止しているアイドリング状態の際には、電動機２０〜２３を駆動する必要がないため、エンジン回転数Ｎを予め設定されたアイドリング回転数Ｎｉ（Ｎｉ＜Ｎｓ）に切替制御して、発電電力ＰＧをアイドリング電力値Ｇｉまで低下させる。

したがって、エンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓの場合、発電電力ＰＧが定格電力値Ｇｓとなるため、必要とされる補機電力Ｐ４と発電電力ＰＧ（Ｇｓ）とがほぼ等しくなる。このため、発電電力ＰＧをそのまま補機電力Ｐ４として使用できることになる。
一方、エンジン回転数Ｎがアイドリング回転数Ｎｉの場合、発電電力ＰＧが定格電力値Ｇｓより低いアイドリング電力値Ｇｉとなるため、必要とされる補機電力Ｐ４より発電電力ＰＧ（Ｇｉ）が低くなる。このため、発電電力ＰＧを補機電力Ｐ４としてそのまま使用できなくなる。

本実施の形態では、このような各クレーン動作における発電電力ＰＧと補機電力Ｐ４との比較結果に鑑み、電動機２０〜２３の駆動／停止に応じて、発電電力ＰＧまたは昇圧駆動電力ＰＨのいずれか一方を、補機電力Ｐ４として補機設備４へ切替供給している。

具体的には、図３に示すように、巻き上げ、走行、横行のいずれかのクレーン動作を行う場合、補機電力Ｐ４と発電電力ＰＧ（Ｇｓ）とがほぼ等しくなるため、発電電力ＰＧをそのまま補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。
一方、クレーン動作を停止しているアイドリング状態の場合、発電電力ＰＧがアイドリング電力値Ｇｉまで低下するため、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動力ＰＨを、補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。

この際、インバータ３２は、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づいて、巻き上げ動作時には共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇｓ）を変換して得られた電力値Ｐｓを駆動電力Ｐ２として出力し、走行動作時には発電電力ＰＧ（＝Ｇｓ）を変換して得られた電力値Ｐａ（Ｐａ＜Ｐｓ）を駆動電力Ｐ２として出力し、横行動作時には駆動電力Ｐ２の出力を停止し、アイドリング状態では、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇｉ）を変換して得られた電力値Ｐｉ（Ｐｉ＜Ｐａ＜Ｐｓ）を駆動電力Ｐ２として出力する。

したがって、図４に示すように、巻き上げに伴う一連のクレーン動作としては、時刻Ｔ０以前において、いずれの電動機も駆動していないアイドリング状態であるため、コントローラ６は、エンジン回転数ＮをＮｉに切り替えており、コンタクタＣＮＡ，ＣＮＢ，ＣＮ１〜ＣＮ３はすべてＯＦＦ状態に制御している。これにより、エンジン発電装置１０からの発電電力ＰＧは、最も低いアイドリング電力値Ｇｉを示している。

また、補機電源装置５の切替制御部５Ｃは、このようなアイドリング状態において、コンタクタＣＮ５をＯＮ状態に制御して、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を取り込み、切替器ＳＷを端子Ａ側に切り替えている。したがって、時刻Ｔ０以前においては、駆動電力Ｐ２が昇圧トランス５Ｂで昇圧され、得られた昇圧駆動電力ＰＨが切替器ＳＷを介して補機設備４へ補機電力Ｐ４として供給される。
この際、コントローラ６からのコマンド６Ｂにより、駆動電力Ｐ２が補機電力Ｐ４の生成に最適な電圧、電流、および周波数を持つ電力値Ｐｉとなるよう、予め制御されている。

この後、時刻Ｔ０において、操作者のクレーン操作６０に応じて、主巻電動機２０を動作させる場合、コントローラ６は、エンジン回転数ＮをＮｓに切替制御する。これにより、エンジン回転数ＮがＮｉから徐々に上昇するとともに、発電電力ＰＧもアイドリング電力値Ｇｉから徐々に上昇する。

その後、エンジン回転数ＮがＮｓまで到達するとともに、発電電力ＰＧが定格電力値Ｇｓまで到達した時刻Ｔ１において、コントローラ６は、インバータ３２にコマンド６Ｂを出力して、駆動電力Ｐ２が主巻電動機２０の駆動に最適な電圧、電流、および周波数を持つ電力値Ｐｓとなるよう制御した後、コンタクタＣＮＡ，ＣＮＢをＯＮ状態に制御して、インバータ３１，３２からの駆動電力Ｐ１，Ｐ２を主巻電動機２０へ供給する。これにより、主巻電動機２０が巻き上げ動作を開始する。なお、コンタクタＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３は、巻き上げ動作時、ＯＦＦ状態に維持されている。

また、時刻Ｔ１において、補機電源装置５の切替制御部５Ｃは、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づいて、昇圧駆動電力ＰＨと発電電力ＰＧとの位相を確認し、両位相が同期したタイミングで、コンタクタＣＮ５をＯＦＦ状態に制御して、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２の取り込みを停止するとともに、切替器ＳＷを端子Ｂ側に切り替える。

したがって、時刻Ｔ１以降においては、共通母線Ｂの発電電力ＰＧが切替器ＳＷを介して補機設備４へ補機電力Ｐ４として供給される。また、位相同期タイミングでの切り替えにより、補機電源Ｐ４の正弦波形を滑らかにでき、非同期切り替えにより発生する正弦波形の不連続に起因する、電灯の瞬きなどの違和感、さらには補機設備４の動作不具合を回避することができる。

この後、時刻Ｔ２において、操作者のクレーン操作６０に応じて、主巻電動機２０を停止させる場合、コントローラ６は、コンタクタＣＮＡ，ＣＮＢをＯＦＦ状態に制御するとともに、インバータ３２にコマンド６Ｂを出力して、駆動電力Ｐ２が補機電力Ｐ４の生成に最適な電圧、電流、および周波数を持つ電力値Ｐｉとなるよう制御する。これにより、主巻電動機２０に対する駆動電力Ｐ１，Ｐ２の供給が停止し、主巻電動機２０の動作が停止する。

この後、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づいて、補機電源装置５の切替制御部５Ｃは、コンタクタＣＮ５をＯＮ状態に制御してインバータ３２からの駆動電力Ｐ２の取り込みを再開した後、昇圧駆動電力ＰＨと発電電力ＰＧとの位相を確認し、両位相が同期したタイミングで切替器ＳＷを端子Ａ側に切り替える。
したがって、時刻Ｔ２以降においては、駆動電力Ｐ２が昇圧トランス５Ｂで昇圧され、得られた昇圧駆動電力ＰＨが切替器ＳＷを介して補機設備４へ補機電力Ｐ４として供給される。

コントローラ６は、補機電源装置５における昇圧駆動電力ＰＨへの切り替え後、エンジン回転数Ｎをアイドリング回転数Ｎｉに切替制御する。これにより、エンジン回転数ＮがＮｓから徐々に低下するとともに、発電電力ＰＧも電力値Ｐｓから徐々に低下し、時刻Ｔ３において、エンジン回転数Ｎがアイドリング回転数Ｎｉまで低下するとともに、発電電力ＰＧが電力値Ｐｉまで低下する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、補機電源装置５により、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨ、またはエンジン発電装置１０から共通母線Ｂに供給された発電電力ＰＧのいずれか一方を、補機設備４へ切替供給するものとし、この際、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３のいずれかを駆動する場合には、発電電力ＰＧを補機設備４へ切替供給し、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３をすべて停止する場合には、昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ切替供給するようにしたものである。

これにより、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３をすべて停止して、エンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎをアイドリング回転数Ｎｉに低下させた場合には、インバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨが補機設備４へ供給される。したがって、発電電力ＰＧから補機設備４用の補機電力Ｐ４を生成する専用のインバータを別個に追加することなく、エンジン回転数Ｎを低下させても補機設備４へ補機電力Ｐ４を安定供給することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン装置１０について説明する。図５は、第２の実施の形態にかかるクレーン装置の要部を示すブロック図である。
第１の実施の形態では、いずれの電動機２０〜２３も駆動していないアイドリング状態において、エンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎをアイドリング回転数Ｎｉに切り替え、任意の電動機２０〜２３を駆動する場合には、定格回転数Ｎｓに切り替える２段階変速制御を前提として説明した。これにより、アイドリング状態におけるエンジン発電機１０でのエネルギー消費を削減できる。

一方、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、および横行電動機２３で消費する電力は、それぞれの電動機で異なるため、主巻電動機２０で必要となる最大電力に合わせて定格回転数Ｎｓを設定すると、走行電動機２１，２２および横行電動機２３を駆動する場合、発電電力ＰＧが過剰となる。このため、駆動する電動機での消費電力に合わせてエンジン回転数Ｎを３段階以上で変速制御することにより、過不足なくエンジン発電機１０を運転して無駄なエネルギー消費をさらに削減する方法が考えられる。

コントローラ６が、運転指示６Ａによりエンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎを３段階以上で変速制御する場合、クレーン動作に応じて発電電力ＰＧの電圧も変化するため、走行動作時や横行動作時などのようにエンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓより低下させる場合には、第１の実施の形態のように、発電電力ＰＧをそのまま補機電力Ｐ４として供給することができなくなる。

本実施の形態では、このようなエンジン回転数Ｎによる発電電力ＰＧの変化に対応するため、補機電源装置５において、複数のインバータ３２，３３ごとに、駆動電力Ｐ２，Ｐ３の取り込みを制御するコンタクタＣＮ５，ＣＮ６を設け、エンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓより低下させる場合には、切替制御部５Ｃにより、クレーン動作の内容に応じてコンタクタＣＮ５，ＣＮ６を制御することにより、クレーン動作で未使用となるインバータからの駆動電力を切り替えて取り込むようにしたものである。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図６〜図８を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置１の動作について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかるクレーン動作とエンジン回転数および発電電力との関係を示す説明図である。図７は、第２の実施の形態にかかるクレーン動作と補機電力との関係を示す説明図である。図８は、第２の実施の形態にかかる補機電源供給動作を示すシーケンス図である。

本実施の形態では、図６に示すように、コントローラ６がエンジン発電装置１０のエンジン回転数Ｎを４段階で変速する場合を例とする。具体的には、巻き上げ、走行、または横行のクレーン動作を行う際には、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、横行電動機２３のいずれかを駆動するため、エンジン回転数Ｎを予め設定された回転数Ｎｓ，Ｎａ，Ｎｂに切替制御して、発電電力ＰＧを電力値Ｇｓ，Ｇａ，Ｇｂまでそれぞれ上昇させる。一方、クレーン動作を停止しているアイドリング状態の際には、主巻電動機２０、走行電動機２１，２２、および横行電動機２３を駆動する必要がないため、エンジン回転数Ｎを予め設定されたアイドリング回転数Ｎｉ（Ｎｉ＜Ｎｂ＜Ｎａ＜Ｎｓ）に切替制御して、発電電力ＰＧをアイドリング電力値Ｇｉ（Ｇｉ＜Ｇｂ＜Ｇａ＜Ｇｓ）まで低下させる。

したがって、エンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓの場合、発電電力ＰＧが定格電力値Ｇｓとなるため、必要とされる補機電力Ｐ４と発電電力ＰＧ（Ｇｓ）とがほぼ等しくなる。このため、ＰＧをそのまま補機電力Ｐ４として使用できることになる。
一方、エンジン回転数Ｎが回転数ＮａやＮｂの場合、発電電力ＰＧが定格電力値Ｇｓより低い電力値Ｇａ，Ｇｂとなるため、必要とされる補機電力Ｐ４より発電電力ＰＧ（Ｇａ，Ｇｂ）が低くなる。このため、ＰＧを補機電力Ｐ４としてそのまま使用できなくなる。

本実施の形態では、このような各クレーン動作における発電電力ＰＧと補機電力Ｐ４との比較結果に鑑み、インバータからの駆動電力を取り込む場合、クレーン動作時に応じてコンタクタＣＮ５，ＣＮ６を制御することにより、クレーン動作で未使用となるインバータからの駆動電力を取り込むようにしたものである。

具体的には、図７に示すように、巻き上げ動作を行う場合、補機電力Ｐ４と発電電力ＰＧ（Ｇｓ）とがほぼ等しくなるため、発電電力ＰＧをそのまま補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。
また、走行動作を行う場合、発電電力ＰＧが電力値Ｇａまで低下するため、コンタクタＣＮ６を介して、電動機の駆動に使用していないインバータ３３からの駆動電力Ｐ３を取り込み、この駆動電力Ｐ３を昇圧して得られた昇圧駆動力ＰＨを、補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。

また、横行動作を行う場合、発電電力ＰＧが電力値Ｇｂまで低下するため、コンタクタＣＮ５を介して、電動機の駆動に使用していないインバータ３２からの駆動電力Ｐ２を取り込み、この駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動力ＰＨを、補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。
一方、クレーン動作を停止しているアイドリング状態の場合、発電電力ＰＧがアイドリング電力値Ｇｉまで低下するため、電動機の駆動に使用していないインバータ３２からの駆動電力Ｐ２を昇圧して得られた昇圧駆動力ＰＨを、補機電力Ｐ４として補機設備４へ供給する。

この際、インバータ３２は、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づいて、巻き上げ動作時、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇｓ）を変換して得られた電力値Ｐｓを駆動電力Ｐ２として出力し、走行動作時には、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇａ）を変換して得られた電力値Ｐａを駆動電力Ｐ２として出力し、横行動作時およびアイドリング状態では、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇｉ）を変換して得られた電力値Ｐｉを駆動電力Ｐ２として出力する。

また、インバータ３３は、コントローラ６からのコマンド６Ｂに基づいて、巻き上げ動作時には駆動電力Ｐ３の出力を停止し、走行動作時には、共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇａ）を変換して得られた電力値Ｐｉを駆動電力Ｐ３として出力し、横行動作時には共通母線Ｂ上の発電電力ＰＧ（＝Ｇｂ）を変換して得られた電力値Ｐｂを駆動電力Ｐ３として出力し、アイドリング状態では駆動電力Ｐ３の出力を停止する。

したがって、図８に示すように、時刻Ｔ１１以前、時刻Ｔ１２以降においては、図４と同様にして、コンタクタＣＮ５を介してインバータ３２からの駆動電力Ｐ２が補機電源装置５に取り込まれて昇圧トランス５Ｂで昇圧され、得られた昇圧駆動電力ＰＨが切替器ＳＷを介して補機設備４へ補機電力Ｐ４として供給される。

また、エンジン回転数ＮがＮａまで到達するとともに、発電電力ＰＧが電力値Ｇａまで到達した時刻Ｔ１１〜Ｔ１２の走行動作時においては、コンタクタＣＮ５がＯＦＦ状態に制御されるとともに、コンタクタＣＮ６がＯＮ状態に制御されて、インバータ３３からの駆動電力Ｐ３が補機電源装置５に取り込まれて昇圧トランス５Ｂで昇圧され、得られた昇圧駆動電力ＰＨが切替器ＳＷを介して補機設備４へ補機電力Ｐ４として供給される。なお、時刻Ｔ１１における切替時には、駆動電力Ｐ２，Ｐ３の位相が同期したタイミングでコンタクタＣＮ５，ＣＮ６が切り替えられる。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、コントローラ６で、実行するクレーン動作の内容に応じて、対応する電動機２０〜２３を駆動するとともに、エンジン回転数Ｎを定格回転数Ｎｓとアイドリング回転数Ｎｉとの間で多段階に切替制御し、補機電源装置５により、エンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓの場合には発電電力ＰＧを補機設備４へ切替供給し、エンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓ以外の場合には電動機２０〜２３のうち停止中の電動機と対応するインバータ３２，３３の駆動電力Ｐ２，Ｐ３を昇圧して得られた昇圧駆動電力ＰＨを補機設備４へ切替供給するようにしたものである。

これにより、切替制御部５Ｃにより、クレーン動作で未使用となるインバータからの駆動電力が切り替えられて、補機電源装置５に取り込まれることになる。このため、走行動作時や横行動作時などのようにエンジン回転数Ｎが定格回転数Ｎｓより低下させる場合でも、補機設備４に対して補機電力Ｐ４を安定供給することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…クレーン装置、１０…エンジン発電装置、１１…ディーゼルエンジン、１２…交流発電機、２０…主巻電動機、２１，２２…走行電動機、２３…横行電動機、３１，３２，３３…インバータ、４…補機設備、５…補機電源装置、５Ａ…フィルタ、５Ｂ…昇圧トランス、５Ｃ…切替制御部、６…コントローラ、６０…クレーン操作、６Ａ…運転指示、６Ｂ…コマンド、Ｂ…共通母線、ＣＮＡ，ＣＮＢ，ＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３，ＣＮ５，ＣＮ６…コンタクタ、ＳＷ…切替器、ＰＧ…発電電力、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…駆動電力、Ｐ４…補機電力、ＰＨ…昇圧駆動電力、Ｎｓ…定格回転数、Ｎｉ…アイドリング回転数、Ｎａ，Ｎｂ…回転数、Ｇｓ…定格電力値、Ｇｉ…アイドリング電力値、Ｇａ，Ｇｂ，Ｐｓ，Ｐｉ，Ｐａ，Ｐｂ…電力値。

Claims (2)

1. エンジンにより発電機を駆動することにより発電電力を供給するエンジン発電装置と、
   前記発電電力に基づいて電動機を駆動するための駆動電力を出力するインバータと、
   前記電動機に対する前記駆動電力の供給を制御することにより前記電動機の駆動／停止を制御するとともに、前記電動機の駆動／停止に応じて前記エンジンのエンジン回転数を定格回転数または前記定格回転数より低いアイドリング回転数に切替制御するコントローラと、
   前記電動機の駆動／停止に応じて前記発電電力または前記駆動電力を昇圧して得られた昇圧駆動電力を補機設備へ切替供給する補機電源装置と
   を備えることを特徴とするクレーン装置。
2. 請求項１に記載のクレーン装置において、
   前記電動機を複数備えるとともに、前記電動機に対応する前記インバータを複数備え、
   前記コントローラは、実行するクレーン動作の内容に応じて、対応する前記電動機を駆動するとともに、前記エンジン回転数を前記定格回転数と前記アイドリング回転数との間で多段階に切替制御し、
   前記補機電源装置は、前記エンジン回転数が前記定格回転数の場合には前記発電電力を前記補機設備へ切替供給し、前記エンジン回転数が前記定格回転数以外の場合には停止中の前記電動機と対応する前記インバータの駆動電力を昇圧して得られた昇圧駆動電力を前記補機設備へ切替供給する
   ことを特徴とするクレーン装置。

Images