JP3960555B1 - Control method of harbor handling crane system - Google Patents

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Abstract

【課題】キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を積極的に用いてクレーンシステム全体のエネルギー利用効率を高めた港湾荷役クレーンシステムの制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の港湾荷役クレーンシステムの制御方法は、少なくともディーゼルエンジン10を動力源とする発電機11と、この発電機11から発生する電力を直流に変換する整流回路12と、整流回路12から発生する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路16と、整流回路12とインバータ回路16との間の直流電力を蓄電するキャパシタ蓄電回路14と、インバータ回路16からの出力で駆動される電動機17と、電動機17を動力とするクレーン18と備えるものであり、ディーゼルエンジン10を常時オンとして常時該発電機11によって電力を発生させ、キャパシタ蓄電回路14に蓄電された電力を補助的に用いる荷揚げモードと、ディーゼルエンジン10を適宜オンとして必要に応じて発電機11によって電力を発生させ、キャパシタ蓄電回路14に蓄電された電力を主として用いる荷下ろしモードとを有する。
【選択図】図1
Provided is a control method for a harbor cargo handling crane system in which energy stored in a capacitor power storage circuit is positively used to improve energy use efficiency of the entire crane system .
A control method for a harbor cargo handling crane system according to the present invention includes a generator 11 having at least a diesel engine 10 as a power source, a rectifier circuit 12 for converting electric power generated from the generator 11 into direct current, and a rectifier circuit. 12, an inverter circuit 16 that converts DC power generated from the AC power into AC power, a capacitor storage circuit 14 that stores DC power between the rectifier circuit 12 and the inverter circuit 16, and an electric motor driven by the output from the inverter circuit 16. 17 and a crane 18 powered by the electric motor 17, the diesel engine 10 is always turned on, the electric power is always generated by the generator 11, and the electric power stored in the capacitor power storage circuit 14 is supplementarily used. The mode and the diesel engine 10 are appropriately turned on, and power is generated by the generator 11 as necessary. It is generated, and an unloading mode is used primarily power stored in the capacitor storage circuit 14.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、港湾等のヤードにおいて船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込みなどを行う港湾荷役クレーンシステムの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control method for a harbor cargo handling crane system for loading containers on a ship or trailer in a yard such as a harbor .

港湾等のヤードにおいては、クレーン装置によって船舶あるいはトレーラへのコンテナ
の積み込み、及び、船舶ある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。これらコンテナの積み込み積み下ろしの際の、コンテナの巻上げ、巻き下げ
はクレーン装置に備えられたモータにより行われている。
In a yard such as a harbor, transport operations such as loading of a container on a ship or trailer and unloading of a container from the ship or trailer are performed by a crane device. When these containers are loaded and unloaded, the containers are wound and unwound by a motor provided in the crane apparatus.

近年においては、ヤードの荷役効率の向上が求められており荷役効率を向上させるさま
ざまな技術が提案されている。例えば、特許文献1(特開2006−131311号公報)には、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、直流電力を所望の交流電力に変換するインバータ装置と、クレーン主動作機構を駆動する交流電動機と、電動機駆動時に閉とする交流電動機駆動動作スイッチとを備え、前記交流電源からの交流電力は補機負荷にも供給され、かつ前記コンバータ装置及びインバータ装置は二次側で発生した電力を一次側に返すことができる回生機能付きである港湾荷役用クレーン制御装置において、前記コンバータ装置の二次側に接続され、自然エネルギーを電気エネルギーに変換してコンバータ装置の二次側の直流回路に流すための直流発電装置と、前記直流発電装置で得られた直流発電力の逆流防止用ダイオードと、荷役作業時と自然エネルギーによる発電利用時とを切り替えるための直流発電装置切替スイッチと、前記コンバータ装置の二次側に接続され、自然エネルギーによる直流発電力を蓄えるための蓄電池と、を備えたことを特徴とする港湾荷役用クレーン制御装置が開示されている。
In recent years, improvement in the handling efficiency of the yard has been demanded, and various techniques for improving the handling efficiency have been proposed. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-131411) discloses a converter device that converts AC power supplied from an AC power source into DC power, an inverter device that converts DC power into desired AC power, and a crane. An AC motor for driving the main operating mechanism, and an AC motor drive operation switch that is closed when the motor is driven, AC power from the AC power source is also supplied to an auxiliary load, and the converter device and the inverter device are In a port control crane control device with a regenerative function capable of returning power generated on the secondary side to the primary side, connected to the secondary side of the converter device, and converts natural energy into electrical energy to convert the converter device A DC generator for flowing through the DC circuit on the secondary side, and a diode for preventing a backflow of DC generated power obtained by the DC generator. And a DC power generator changeover switch for switching between cargo handling work and power generation using natural energy, and a storage battery connected to the secondary side of the converter device for storing DC power generated by natural energy. A crane control device for harbor cargo handling is disclosed.

また別の提案例としては、特許文献2(特開2002−362710号公報)に、給電線から給電を受けて走行する走行台車であって、蓄電部を設けて、停電時に該蓄電部からの電力で走行台車のモータの制御部を駆動することにより、前記制御部によりモータをブレーキとして作動させ、走行台車を減速停止させるようにしたことを特徴とする、走行台車が開示されている。
特開2006−131311号公報 特開2002−362710号公報
As another proposed example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-362710) discloses a traveling vehicle that travels by receiving power from a power supply line. A traveling cart is disclosed, in which a motor is operated as a brake by the control unit by driving a motor control unit of the traveling cart with electric power to decelerate and stop the traveling cart.
JP 2006-131311 A JP 2002-362710 A

特許文献1及び特許文献2いずれに記載のものも、キャパシタなどの蓄電部を有するものであるが、これらの蓄電部は余剰となった回生電力や自然エネルギーをプールしておく程度の構成であり、積極的にこれを利用するものではない。   Each of the devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a power storage unit such as a capacitor, but these power storage units are configured to pool excess regenerative power and natural energy. , Do not actively use this.

本発明は、このような課題を解決するために、請求項1に係る発明は、少なくともエンジンを動力源とする発電機と、該発電機から発生する電力を直流に変換する整流回路と、該整流回路から発生する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、該整流回路と該インバータ回路との間の直流電力を蓄電するキャパシタ蓄電回路と、該インバータ回路からの出力で駆動される電動機と、該電動機を動力とするクレーンと、該キャパシタ蓄電回路にかかる電圧を検出する電圧検出回路と、該キャパシタ蓄電回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、該電圧検出回路及び該電流検出回路からの検出信号が入力されるシステム制御回路と、を備える港湾荷役クレーンシステムにおいて、低所から高所に荷を揚げるモードであり、該エンジンを常時オンとして常時該発電機によって電力を発生させ、該キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を補助的に用いる荷揚げモードと、高所から低所に荷を下げるモードであり、該エンジンを適宜オンとして必要に応じて該発電機によって電力を発生させ、該キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を主として用いる荷下ろしモードと、を有し、該システム制御回路は、該電圧検出回路及び該電流検出回路からの検出信号に基づいて、該キャパシタ蓄電回路に電力が蓄積される傾向にある場合には、荷下ろしモードと判定し、該キャパシタ蓄電回路の電力が消費される傾向にある場合には、荷揚げモードと判定することを特徴とする。 In order to solve such a problem, the present invention relates to a generator having at least an engine as a power source, a rectifier circuit for converting electric power generated from the generator into direct current, An inverter circuit that converts DC power generated from the rectifier circuit into AC power; a capacitor storage circuit that stores DC power between the rectifier circuit and the inverter circuit; and an electric motor driven by an output from the inverter circuit; A crane powered by the electric motor, a voltage detection circuit for detecting a voltage applied to the capacitor storage circuit, a current detection circuit for detecting a current flowing through the capacitor storage circuit, the voltage detection circuit, and the current detection circuit of the detection signal and the system control circuit is input, in the cargo handling crane system equipped with a mode frying load in altitude from a low place, the engine Always generates power by always the generator as on the unloading mode using power stored in the capacitor storage circuit as an auxiliary, is a mode of reducing the load at low from a height, as appropriate on the engine An unloading mode in which electric power is generated by the generator as needed and the electric power stored in the capacitor storage circuit is mainly used, and the system control circuit includes the voltage detection circuit and the current detection circuit. Based on the detection signal of the capacitor storage circuit, when the electric power tends to be stored in the capacitor storage circuit, it is determined as the unloading mode, and when the electric power of the capacitor storage circuit tends to be consumed, the unloading mode is determined. It is characterized by determining .

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の港湾荷役クレーンシステムの制御方法において、該クレーンの降下時に該電動機が発生する回生電力を該キャパシタ蓄電回路に蓄電することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the method for controlling a harbor cargo handling crane system according to claim 1, regenerative power generated by the motor when the crane is lowered is stored in the capacitor storage circuit. .

また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の港湾荷役クレーンシステムの制御方法において、該クレーンの降下時に該電動機が発生する回生電力を抵抗器で消費させることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the method for controlling a harbor cargo handling crane system according to claim 1 or 2, regenerative power generated by the electric motor is consumed by a resistor when the crane is lowered. .

本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムによれば、キャパシタ蓄電回路への蓄電傾向を検出してこれを目安として、荷揚げモードと、荷下ろしモードを切り替えるように構成されているために、キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を積極的に用いることができ、クレーンシステム全体のエネルギー利用効率を高めることができる。   According to the harbor cargo handling crane system according to the embodiment of the present invention, since it is configured to detect the storage tendency of the capacitor storage circuit and use this as a guide to switch between the unloading mode and the unloading mode, the capacitor The electric power stored in the power storage circuit can be actively used, and the energy utilization efficiency of the entire crane system can be increased.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムの回路構成を示す図である。図1において、10はディーゼルエンジン、11は発電機、12は整流回路、13は充電制御回路、14はキャパシタ蓄電回路、15はDC−DC変換回路、16はインバータ回路、17は電動機、18はクレーン稼働部、20は電圧検出回路、21は電流検出回路、22はシステム制御回路をそれぞれ示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a harbor cargo handling crane system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is a diesel engine, 11 is a generator, 12 is a rectifier circuit, 13 is a charge control circuit, 14 is a capacitor storage circuit, 15 is a DC-DC conversion circuit, 16 is an inverter circuit, 17 is an electric motor, and 18 is an electric motor. The crane operating part, 20 is a voltage detection circuit, 21 is a current detection circuit, and 22 is a system control circuit.

重油をエネルギー源としたディーゼルエンジン10の動力は発電機11に伝達され、交流電流を発生させる。整流回路12ダイオードの3相ブリッジで構成された整流器であり当該交流電源の三相交流電圧を直流電圧に変換する。充電制御回路13は、キャパシタ蓄電回路14への充電を制御し、DC−DC変換回路15はインバータ回路16への入力をコントロールする。インバータ回路16は、トランジスタ等と環流ダイオードで構成された整流制御素子の3相ブリッジから成るインバータであり、DC−DC変換回路15からの出力である直流電圧を可変電圧、可変周波数の三相交流電圧に変換するPWMインバータである。インバータ回路16からの出力は、電動機17に入力されて、これによって発生するトルクはクレーン稼働部18によって、コンテナの荷揚げ、荷下ろしに用いられる。電圧検出回路20は端子T−T’間の電圧を検出し、電流検出回路21はT−T’間を流れる電流の検出を行う。システム制御回路22は、電圧検出回路20及び電流検出回路21からの検出結果を受け、港湾荷役クレーンシステム全体の制御を行う。   The power of the diesel engine 10 using heavy oil as an energy source is transmitted to the generator 11 to generate an alternating current. Rectifier circuit 12 is a rectifier constituted by a three-phase bridge of a diode, and converts a three-phase AC voltage of the AC power source into a DC voltage. The charge control circuit 13 controls charging to the capacitor storage circuit 14, and the DC-DC conversion circuit 15 controls input to the inverter circuit 16. The inverter circuit 16 is an inverter composed of a three-phase bridge of a rectification control element composed of a transistor and a free-wheeling diode. The inverter circuit 16 outputs a DC voltage output from the DC-DC conversion circuit 15 as a variable voltage and variable frequency three-phase AC. It is a PWM inverter that converts voltage. The output from the inverter circuit 16 is input to the electric motor 17, and the torque generated thereby is used by the crane operating unit 18 to unload and unload the container. The voltage detection circuit 20 detects the voltage between the terminals T and T ′, and the current detection circuit 21 detects the current flowing between the T and T ′. The system control circuit 22 receives the detection results from the voltage detection circuit 20 and the current detection circuit 21 and controls the entire harbor handling crane system.

以上のように構成される港湾荷役クレーンシステムにおける具体的な動作について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおけるクレーンの動作を示す図である。図2において、31は船、32はヤード、33はコンテナ等の荷をそれぞれ示している。   A specific operation in the harbor cargo handling crane system configured as described above will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the crane in the harbor handling crane system according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, 31 indicates a ship, 32 indicates a yard, and 33 indicates a load such as a container.

図2(A)は低所から高所に荷33を揚げる状況を示す図であり、また図2(B)は、高所から低所に荷33を下げる状況を示す図である。前者のような港湾荷役クレーンシステムの動作を荷揚げモードと称することとし、後者のような港湾荷役クレーンシステムの動作を荷下ろしモードと称することとする。
(A)荷揚げモードについて
クレーンが荷揚げを行うときには、ディーゼルエンジン10を常時オン状態とする。そして、発電機11をクレーンの主動力とし、キャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタに蓄電された電力は(コンテナ等の)荷の持ち上げをアシスト(ピークカット)するために用いる。
FIG. 2A is a diagram showing a situation where the load 33 is lifted from a low place to a high place, and FIG. 2B is a diagram showing a situation where the load 33 is lowered from a high place to a low place. The operation of the harbor handling crane system such as the former will be referred to as an unloading mode, and the operation of the harbor handling crane system such as the latter will be referred to as an unloading mode.
(A) Unloading mode When the crane unloads, the diesel engine 10 is always turned on. The generator 11 is used as the main power of the crane, and the electric power stored in the capacitor in the capacitor storage circuit 14 is used to assist (peak cut) the lifting of the load (such as a container).

また、クレーン停止時またはクレーン旋回時の間には、ディーゼルエンジン10が常時オン状態であるために発生する発電機11からの電力は整流して定電流源としてキャパシタ蓄電回路14に充電する。なお、荷の持ち下げ(クレーン降下時)の位置エネルギーにより電動機17で発生する回生電力はキャパシタ蓄電回路14に適宜蓄電するようにしてもよい。
(B)荷下ろしモードについて
クレーンが荷下ろしを行うときには、キャパシタ蓄電回路14を主動力とし、キャパシタ蓄電回路14にあらかじめ蓄電された電力を用いて荷の持ち上げ(クレーン上昇)を行う。また、持ち下ろし(クレーン下降)の位置エネルギーで発生する回生電力をキャパシタ蓄電回路14で蓄電し、(位置エネルギーを蓄電したにも関わらず)一定レベルの蓄電量に満たない場合のみ、ディーゼルエンジン10をオンとして、発電機11を動作させて充電する。
Further, when the crane stops or when the crane turns, the electric power from the generator 11 generated because the diesel engine 10 is always on is rectified and charged to the capacitor storage circuit 14 as a constant current source. Note that the regenerative power generated by the electric motor 17 by the potential energy when the load is lowered (when the crane is lowered) may be stored in the capacitor storage circuit 14 as appropriate.
(B) When the crane performs unloading in the unloading mode, the capacitor power storage circuit 14 is used as the main power, and the load is lifted (crane lift) using the power stored in the capacitor power storage circuit 14 in advance. Also, the regenerative electric power generated by the potential energy of lifting (crane descending) is stored in the capacitor storage circuit 14, and only when the stored amount of energy is not less than a certain level (despite storing the potential energy), the diesel engine 10 Is turned on, the generator 11 is operated and charged.

一方、荷下ろし(クレーン下降)を繰り返すことにより回生電力がキャパシタ蓄電回路14の蓄電容量を超える場合には(つまり、荷の持ち下ろしによる蓄電電力が荷の持ち上げやクレーンの旋回動作等で消費しきれないと蓄電量が増加していくので)、別途設置した不図示の抵抗器を使用して発電制御を作用させて消費するようにするとよい。   On the other hand, if the regenerative power exceeds the storage capacity of the capacitor storage circuit 14 by repeating unloading (crane descending) (that is, the stored power by unloading the load is consumed by lifting the load or turning the crane). Since the amount of electricity stored will increase if it cannot be used), it is recommended to use a resistor (not shown) separately installed to cause power generation control to be consumed.

次に、本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおいて、上記の荷揚げモード・荷下ろしモードとの判定について説明する。電圧検出回路20は端子T−T’間の電圧を検出しこれに係る検出信号をシステム制御回路22に送信する。また、電流検出回路21、端子T−T’間に流れる電流を検出してこれに係る検出信号をシステム制御回路22に送信する。システム制御回路22には不図示のマイクロコンピュータ等の演算手段を有しており、これら電圧検出信号から得られる電圧値と、電流検出信号から得られる電流値との積を計算する。これにより、システム制御回路22は、クレーンの一連の動作によってキャパシタ蓄電回路14に電力が蓄積される傾向にあるか、或いはキャパシタ蓄電回路14の電力が消費される傾向にあるかを判別して、クレーンシステムを荷揚げモードとするか、或いは荷下ろしモードとするかを判別する。システム制御回路22は、キャパシタ蓄電回路14に電力が蓄積される傾向にある場合には、荷下ろしモードと判定し、キャパシタ蓄電回路14の電力が消費される傾向にある場合には、荷揚げモードと判定する。システム制御回路22は、以上のような判定に基づいて、ディーゼルエンジン10を常時オンとするか(すなわち、発電機11で常に電力を発生させるか)、或いは適宜ディーゼルエンジン10をオンとするか(すなわち、必要に応じて発電機11で電力を発生させるか)に係るオンオフ信号をディーゼルエンジン10に出力する。   Next, in the harbor handling crane system according to the embodiment of the present invention, the determination of the unloading mode and the unloading mode will be described. The voltage detection circuit 20 detects a voltage between the terminals T and T ′ and transmits a detection signal related to the voltage to the system control circuit 22. Further, a current flowing between the current detection circuit 21 and the terminal T-T ′ is detected, and a detection signal related to this is transmitted to the system control circuit 22. The system control circuit 22 has arithmetic means such as a microcomputer (not shown), and calculates the product of the voltage value obtained from these voltage detection signals and the current value obtained from the current detection signals. Thereby, the system control circuit 22 determines whether power tends to be accumulated in the capacitor power storage circuit 14 or a power tends to be consumed in the capacitor power storage circuit 14 by a series of operations of the crane, It is determined whether the crane system is to be in an unloading mode or an unloading mode. The system control circuit 22 determines the unloading mode when power tends to be stored in the capacitor power storage circuit 14, and sets the unloading mode when power tends to be consumed by the capacitor power storage circuit 14. judge. Based on the determination as described above, the system control circuit 22 always turns on the diesel engine 10 (that is, whether the generator 11 always generates power) or appropriately turns on the diesel engine 10 ( That is, an on / off signal relating to whether or not electric power is generated by the generator 11 as required is output to the diesel engine 10.

なお、クレーンシステムにおける荷揚げモードと、荷下ろしモードは上記のような判定によらず、適宜手動にて切り替えられように構成しておいてもよい。   The unloading mode and the unloading mode in the crane system may be configured to be manually switched as appropriate without depending on the determination as described above.

以上のように、本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムによれば、キャパシタ蓄電回路14への蓄電傾向を検出してこれを目安として、荷揚げモードと、荷下ろしモードを切り替えるように構成されているために、キャパシタ蓄電回路14に蓄電された電力を積極的に用いることができ、クレーンシステム全体のエネルギー利用効率を高めることができる。   As described above, the harbor handling crane system according to the embodiment of the present invention is configured to detect the power storage tendency to the capacitor power storage circuit 14 and switch between the unloading mode and the unloading mode using this as a guide. Therefore, the electric power stored in the capacitor storage circuit 14 can be actively used, and the energy utilization efficiency of the entire crane system can be improved.

以下、具体的に実施例を定量化して述べる。この例ではクレーン負荷は50トンとしている。これを駆動する電動機17は150kWで、キャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタは電圧をDC600V、静電容量を84Fで蓄電量を4.2kWhとしている。発電機11の容量は200kwとする。この蓄電容量が十分であれば、50トン荷重をキャパシタ蓄電した電力だけで高さ15mまで持ち上げ、この荷物を所定の位置に下ろすことができる。降下時には電動機17は発電機として作用しキャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタに充電を行う。   Hereinafter, specific examples will be quantified and described. In this example, the crane load is 50 tons. The electric motor 17 that drives this is 150 kW, the capacitor in the capacitor storage circuit 14 has a voltage of DC 600 V, a capacitance of 84 F, and a storage amount of 4.2 kWh. The capacity of the generator 11 is 200 kW. If this storage capacity is sufficient, the load can be lifted to a height of 15 m with only the electric power stored in the capacitor by a 50-ton load, and the baggage can be lowered to a predetermined position. When descending, the motor 17 acts as a generator to charge the capacitor in the capacitor storage circuit 14.

このことを図3に示している。キャパシタは起動時DC600Vに充電されており荷33を持ち上げるにつれて最高高さの時にはDC400Vまで電圧降下している。DC−DC変換回路15は一定の電力をインバータ回路16に供給する場合、キャパシタ蓄電電圧が降下するにつれて電流値が増大するので通常半電圧のDC300V位まで利用される。   This is illustrated in FIG. The capacitor is charged to DC 600V at the start-up, and as the load 33 is lifted, the voltage drops to DC 400V at the maximum height. When the DC-DC conversion circuit 15 supplies constant power to the inverter circuit 16, the current value increases as the capacitor storage voltage decreases, so that the DC-DC conversion circuit 15 is normally used up to about DC300V, which is a half voltage.

荷33を降下させると制動エネルギーは回生電力としてキャパシタに充電して最終的には電圧がDC538Vに充電されている。このサイクルでの電圧降下分DC62Vはこの運転における電力変換損失(0.82kWh)である。この例はキャパシタ蓄電回路14のキャパシタ容量が十分に計画されているので、発電機11による電力の供給は行われていない。しかし、このキャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタの蓄電量を半減した場合には上昇運転時に電力不足を起こすので発電機11を起動させる必要がある。   When the load 33 is lowered, the braking energy is charged to the capacitor as regenerative power, and the voltage is finally charged to DC538V. The voltage drop DC62V in this cycle is the power conversion loss (0.82 kWh) in this operation. In this example, since the capacitor capacity of the capacitor storage circuit 14 is sufficiently planned, the power supply by the generator 11 is not performed. However, when the amount of electricity stored in the capacitor in the capacitor electricity storage circuit 14 is reduced by half, power shortage occurs during the ascending operation, so the generator 11 needs to be activated.

この様子を示したものが図4である。図4における運転曲線において時刻21.4秒の時点には、キャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタの電圧降下がDC400V以下に低下して電力不足を生じるので発電機11が起動して最大電力で163kW供給している。クレーン降下運転では、発電機11の電力の一部と回生電力とがキャパシタに充電されて最終的にはキャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタの電圧はDC624Vになっている。   This is shown in FIG. In the operation curve in FIG. 4, at the time of 21.4 seconds, the voltage drop of the capacitor in the capacitor storage circuit 14 decreases to DC 400 V or less, resulting in power shortage. Therefore, the generator 11 is started and 163 kW is supplied with the maximum power. ing. In the crane descent operation, a part of the power of the generator 11 and the regenerative power are charged in the capacitor, and finally the voltage of the capacitor in the capacitor storage circuit 14 is DC624V.

図4に示すようにキャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタの電力が低下してから発電機11を起動しても発電機11の最大電力200kWに近いピーク電力を必要として発電機11の容量低減する効果は少ない。またキャパシタの電力放電後不足電力を負荷に供給するとキャパシタ蓄電回路14に再充電されて回生電力を充電する容量が不足しキャパシタ蓄電回路14は初期電圧よりも高くなりキャパシタ蓄電回路14の電圧耐量を上げなければならなく設備費用が高くなる要因が生じる。   As shown in FIG. 4, even if the generator 11 is started after the power of the capacitor in the capacitor storage circuit 14 is lowered, the peak power close to the maximum power 200 kW of the generator 11 is required and the effect of reducing the capacity of the generator 11 is Few. Further, when insufficient power is supplied to the load after the capacitor is discharged, the capacitor storage circuit 14 is recharged and the capacity for charging the regenerative power becomes insufficient, so that the capacitor storage circuit 14 becomes higher than the initial voltage and the voltage tolerance of the capacitor storage circuit 14 is increased. There is a factor that increases the equipment cost that must be increased.

そこで図5に効果を示すようにキャパシタ蓄電回路14におけるキャパシタから負荷に電力を放電している期間において発電機11から定電流充電することで発電機容量を低減することができる。すなわち、図5において上昇運転時にキャパシタ蓄電回路14から放電されるが、この期間に発電機11からキャパシタ蓄電回路14のキャパシタに125Aの定電流で充電してキャパシタ電圧は最高高さに至るときにインバータ入力電圧が下限と仮定する電圧DC300Vまで降下している。この間の発電機11からの最高電力は74.6kWまで低減されている。下降時の回生電力による充電では最終的にDC584Vに収まっている。   Therefore, as shown in FIG. 5, the generator capacity can be reduced by performing constant current charging from the generator 11 during the period in which power is discharged from the capacitor to the load in the capacitor storage circuit 14. That is, in FIG. 5, the capacitor storage circuit 14 is discharged during the ascending operation, and when the capacitor voltage reaches the highest level by charging the capacitor of the capacitor storage circuit 14 with a constant current of 125 A during this period. The inverter input voltage has dropped to a voltage DC300V, which is assumed to be the lower limit. During this time, the maximum power from the generator 11 is reduced to 74.6 kW. In the charging by the regenerative power at the time of descending, it is finally within DC 584V.

以上述べたようにキャパシタ蓄電回路14の充電期間に発電機11から定電流で充電することにより発電機11の負荷は平準化されて発電容量は低減できる。しかし、荷役クレーンは荷揚げや荷下ろしで荷の運転が上昇や下降作業が一方向に繰り返される場合が一般的である。船にコンテナを積み込む場合は、荷役クレーンは荷揚げ作業を繰り返すので、キャパシタ蓄電回路14からの放電時に合わせて発電機11を作動させて定電流モードで電力を供給し両方から電動機17の電力を供給する本発明の制御となる。ただしこの場合クレーンは無負荷で降下するので自重分に相当する位置エネルギーのみの回生電力の充電になるので降下時に荷重エネルギーに相当する発電機11での充電が必要である。   As described above, by charging with a constant current from the generator 11 during the charging period of the capacitor storage circuit 14, the load of the generator 11 is leveled and the power generation capacity can be reduced. However, it is common for a cargo handling crane to lift and unload a load and the load operation is repeated in one direction. When loading a container on a ship, the cargo handling crane repeats the unloading operation. Therefore, the generator 11 is operated in accordance with the discharge from the capacitor storage circuit 14 to supply power in the constant current mode, and the power of the motor 17 is supplied from both. This is the control of the present invention. However, in this case, since the crane descends with no load, the regenerative electric power is charged only with potential energy corresponding to its own weight. Therefore, it is necessary to charge the generator 11 corresponding to the load energy when descending.

また逆に、船からコンテナなどの荷を積み下ろしする場合には降下時での回生電力が無負荷での上昇時の消費電力よりも大きく、したがって限られた蓄電容量では全ての制動エネルギーを吸収することはできない。そこで対策として、キャパシタの容量超過を検出してスイッチを介して発電抵抗器を挿入して余剰分のエネルギーを熱に変換する必要がある。この荷下ろし作業サイクルでは降下時でのキャパシタ蓄電回路14に回生される電力が上昇値での放電電力よりも大きくなるので発電機11の作動はしなくてもよい。   Conversely, when unloading containers such as containers from a ship, the regenerative power at the time of descent is greater than the power consumption at the time of ascent with no load, so all the braking energy is absorbed by the limited storage capacity. It is not possible. Therefore, as a countermeasure, it is necessary to detect excess capacity of the capacitor and insert a power generation resistor through a switch to convert the surplus energy into heat. In this unloading work cycle, the power regenerated in the capacitor storage circuit 14 at the time of lowering becomes larger than the discharge power at the increased value, so that the generator 11 does not have to be operated.

以上のようなシステムの利用を行えば、荷役の上昇と下降の負荷がバランスしている場合にはキャパシタ蓄電回路14の放電期間に発電機11より定電流でキャパシタ蓄電回路14を充電することで平準化された電力となり、発電機11の容量を低減することができる。またキャパシタ蓄電回路14の蓄電量を制動運転の期間に発電電力でキャパシタ蓄電回路14を充電することにより弊害即ち充電余力を失うことを防ぐことで蓄電容量を増やすことを避けることができる。また、荷揚げを一方向に続けて行う場合にはキャパシタ蓄電回路14の電力を維持するために必要な電力をクレーン降下時に発電機11で一定電流制御して充電することで発電機11の容量を低減することができる。また荷下ろしが一方的に続けて行われる場合には、回生電力は抵抗器で発電制動するので、機械ブレーキの作用を少なくすることができ、蓄電容量を増やすことを避けることができる。   If the system as described above is used, the capacitor storage circuit 14 is charged with a constant current from the generator 11 during the discharge period of the capacitor storage circuit 14 when the load of rising and lowering of the cargo handling is balanced. The electric power is leveled, and the capacity of the generator 11 can be reduced. Further, by charging the capacitor storage circuit 14 with the generated power during the period of braking operation for the amount of storage of the capacitor storage circuit 14, it is possible to avoid an adverse effect, i.e., loss of remaining charge capacity, thereby preventing an increase in storage capacity. In addition, when unloading is continuously performed in one direction, the power necessary for maintaining the power of the capacitor storage circuit 14 is charged with a constant current controlled by the generator 11 when the crane descends, thereby increasing the capacity of the generator 11. Can be reduced. In addition, when unloading is continuously performed unilaterally, the regenerative power is generated and braked by the resistor, so that the action of the mechanical brake can be reduced, and an increase in the storage capacity can be avoided.

本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the harbor cargo handling crane system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおけるクレーンの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the crane in the harbor cargo handling crane system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおける運転曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operating curve in the harbor cargo handling crane system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおける運転曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operating curve in the harbor cargo handling crane system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る港湾荷役クレーンシステムにおける運転曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operating curve in the harbor cargo handling crane system which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・ディーゼルエンジン、11・・・発電機、12・・・整流回路、13・・・充電制御回路、14・・・キャパシタ蓄電回路、15・・・DC−DC変換回路、16・・・インバータ回路、17・・・電動機、18・・・クレーン稼働部、20・・・電圧検出回路、21・・・電流検出回路、22・・・システム制御回路、31・・・船、32・・・ヤード、33・・・荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel engine, 11 ... Generator, 12 ... Rectification circuit, 13 ... Charge control circuit, 14 ... Capacitor electrical storage circuit, 15 ... DC-DC conversion circuit, 16 ... Inverter circuit, 17 ... electric motor, 18 ... crane operating unit, 20 ... voltage detection circuit, 21 ... current detection circuit, 22 ... system control circuit, 31 ... ship, 32 ..Yard, 33 ... Load

Claims (3)

少なくともエンジンを動力源とする発電機と、該発電機から発生する電力を直流に変換する整流回路と、該整流回路から発生する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、該整流回路と該インバータ回路との間の直流電力を蓄電するキャパシタ蓄電回路と、該インバータ回路からの出力で駆動される電動機と、該電動機を動力とするクレーンと、該キャパシタ蓄電回路にかかる電圧を検出する電圧検出回路と、該キャパシタ蓄電回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、該電圧検出回路及び該電流検出回路からの検出信号が入力されるシステム制御回路と、を備え、2つのモードに基づいて港湾荷役クレーンシステム全体の制御を行う港湾荷役クレーンシステムの制御方法において、
低所から高所に荷を揚げるモードであり、該エンジンを常時オンとして常時該発電機によって電力を発生させ、この電力を主電力として、該キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を補助的に用いて該クレーンを動作させ、クレーン停止時またはクレーン旋回時の間には該発電機からの電力は整流して定電流源として該キャパシタ蓄電回路に充電する荷揚げモードと、
高所から低所に荷を下げるモードであり、該エンジンを適宜オンとして必要に応じて該発電機によって電力を発生させ、該キャパシタ蓄電回路に蓄電された電力を主として用いて該クレーンを動作させるモードであって、該キャパシタ蓄電回路にあらかじめ蓄電された電力を用いて該クレーンの上昇を行い、該クレーンの下降の位置エネルギーで発生する回生電力を該キャパシタ蓄電回路に充電し、一定レベルの蓄電量に満たない場合のみ、該エンジンをオンとして、該発電機を動作させて充電する荷下ろしモードと、を有し、
該システム制御回路は、該電圧検出回路から送信される電圧検出信号により得られる電圧値と、該電流検出回路から送信される電流検出信号により得られる電流値との積を計算し、クレーンの一連の動作によって、該キャパシタ蓄電回路に電力が蓄積される傾向にあるか、該キャパシタ蓄電回路の電力が消費される傾向にあるかを判別し、該キャパシタ蓄電回路に電力が蓄積される傾向にある場合には、荷下ろしモードと判定し、該キャパシタ蓄電回路の電力が消費される傾向にある場合には、荷揚げモードと判定することを特徴とする港湾荷役クレーンシステムの制御方法
A generator having at least an engine as a power source; a rectifier circuit that converts electric power generated from the generator into direct current; an inverter circuit that converts direct-current power generated from the rectifier circuit into alternating current power; the rectifier circuit; A capacitor storage circuit that stores DC power to and from the inverter circuit, an electric motor driven by the output from the inverter circuit, a crane powered by the electric motor, and a voltage detection that detects a voltage applied to the capacitor storage circuit A circuit, a current detection circuit for detecting a current flowing through the capacitor storage circuit, and a system control circuit to which a detection signal from the voltage detection circuit and the current detection circuit is input, and based on two modes In the control method of the harbor handling crane system that controls the entire handling crane system ,
It is a mode to lift the load from a low place to a high place, the engine is always turned on and electric power is always generated by the generator , and the electric power stored in the capacitor power storage circuit is used as an auxiliary power. The crane is operated, and when the crane is stopped or the crane is turned, the electric power from the generator is rectified and charged to the capacitor storage circuit as a constant current source ;
In this mode, the load is lowered from a high place to a low place, the engine is appropriately turned on to generate electric power by the generator as needed, and the crane is operated mainly using the electric power stored in the capacitor storage circuit . The power is stored in the capacitor power storage circuit in advance, and the crane is lifted, and regenerative power generated by the potential energy of the crane descending is charged to the capacitor power storage circuit. An unloading mode in which the engine is turned on and the generator is operated and charged only when the quantity is less than
The system control circuit calculates a product of a voltage value obtained from the voltage detection signal transmitted from the voltage detection circuit and a current value obtained from the current detection signal transmitted from the current detection circuit, and It is determined whether the electric power tends to be stored in the capacitor power storage circuit or the power of the capacitor power storage circuit is consumed, and the power tends to be stored in the capacitor power storage circuit. If, it is determined that the unloading mode, when there is a tendency that the power of the capacitor storage circuit is consumed, the control method of the cargo handling crane system, characterized in that determining a landing mode.
該クレーンの降下時に該電動機が発生する回生電力を該キャパシタ蓄電回路に蓄電することを特徴とする請求項1に記載の港湾荷役クレーンシステムの制御方法The method of controlling a harbor handling crane system according to claim 1, wherein regenerative electric power generated by the electric motor when the crane is lowered is stored in the capacitor storage circuit. 該クレーンの降下時に該電動機が発生する回生電力を抵抗器で消費させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の港湾荷役クレーンシステムの制御方法The method for controlling a harbor cargo handling crane system according to claim 1 or 2, wherein regenerative electric power generated by the electric motor is consumed by a resistor when the crane is lowered.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014043354A (en) * 2006-10-25 2014-03-13 Yaskawa Electric Corp Crane device and control method for the same
CN110293878A (en) * 2019-07-30 2019-10-01 上海振华重工(集团)股份有限公司 A kind of straddle carrier lithium battery management system and its management method

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5412842B2 (en) * 2009-01-22 2014-02-12 株式会社安川電機 Crane system and control method thereof
JP5772118B2 (en) * 2011-03-23 2015-09-02 中西金属工業株式会社 Lifting device drive system and non-powered lifting device including the same
JP5649178B2 (en) * 2011-03-24 2015-01-07 大成建設株式会社 Demolition plan decision method
JP5807389B2 (en) * 2011-05-26 2015-11-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 Harbor cargo handling equipment and harbor management system
US9461567B2 (en) * 2012-09-11 2016-10-04 Nakanishi Metal Works Co., Ltd. Drive control device for drive system including vertical carrier machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014043354A (en) * 2006-10-25 2014-03-13 Yaskawa Electric Corp Crane device and control method for the same
CN110293878A (en) * 2019-07-30 2019-10-01 上海振华重工(集团)股份有限公司 A kind of straddle carrier lithium battery management system and its management method

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