JP4897545B2 - Crane apparatus and engine rotation speed control method - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン発電制御技術に関し、特にクレーン装置などで用いる電動機に発電電力を供給するエンジン発電装置の省燃費技術に関する。   The present invention relates to an engine power generation control technique, and more particularly to a fuel saving technique of an engine power generation apparatus that supplies generated power to an electric motor used in a crane apparatus or the like.
港湾のコンテナヤードにおいて、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。これら電動機へ動作電力を供給するため、エンジン駆動発電方式では、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。   In a crane device that loads and unloads cargo such as containers in a container yard at a port, a plurality of electric motors are used to perform operations such as lifting and lowering the load, as well as running and traversing a gantry. In order to supply operating electric power to these electric motors, the engine-driven power generation system is configured to supply necessary electric power to each electric motor using an engine power generator that drives the electric generator using a diesel engine.
このようなクレーン装置では、荷物の巻き上げ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。   In such a crane apparatus, the maximum load is applied when the load is wound up, but the load fluctuation is large in some cases because little electric power is required when the load is lowered. Therefore, in order to supply the appropriate power from the generator at the maximum load, a large diesel engine or generator is required, but the facility scale exceeds the average load. It was inefficient.
従来、このようなクレーン装置に蓄電装置を設けて、常時、エンジン発電装置で発電するとともに、最大負荷時などに蓄電装置から並列的に電力を供給し、回生時に発生した余剰電力を蓄電装置へ蓄電するものが提案されている(例えば、特許文献1など参照)。これにより、蓄電装置から電動機に対して電力が一時的に供給されるため、ディーゼルエンジンや発電機の規模を縮小でき、設備コストや運転コストの面で効率を改善可能となる。   Conventionally, such a crane device is provided with a power storage device, and the engine power generator always generates power, and power is supplied in parallel from the power storage device at the time of maximum load, and surplus power generated during regeneration is supplied to the power storage device. An electric storage device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Thereby, since electric power is temporarily supplied from the power storage device to the electric motor, the scale of the diesel engine and the generator can be reduced, and the efficiency can be improved in terms of equipment cost and operation cost.
特開2001−163574号公報JP 2001-163574 A
このようなクレーン装置において、電動機で荷物を巻き上げる場合、その動作に必要なエネルギーは、図6に示すように、巻き上げ加速期間、巻き上げ等速期間、および巻き上げ減速期間に分割される。図6は、荷物を巻き上げ時に必要なエネルギーを示す説明図である。このうち、巻き上げ加速期間におけるエネルギー消費量が最も大きく、この最大エネルギー消費量Pmaxを安定供給できるよう、エンジン発電装置の発電能力が決定される。   In such a crane apparatus, when a load is hoisted by an electric motor, energy required for the operation is divided into a hoisting acceleration period, a hoisting constant speed period, and a hoisting deceleration period as shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing energy required for winding a load. Among these, the power consumption of the engine power generator is determined so that the energy consumption during the winding acceleration period is the largest and the maximum energy consumption Pmax can be stably supplied.
したがって、この巻き上げ加速期間に必要な最大エネルギー消費量Pmaxすなわち最大発電電力の一部を蓄電装置で補うことにより、エンジン発電装置の発電能力を縮小でき、エンジン発電装置のコストダウンや省燃費を実現できる。
この際、単位供給電力あたりでは、蓄電装置で用いる蓄電池はエンジン発電装置に比較して高価となることから、蓄電容量を必要最低限とする必要がある。このため、巻き上げ加速期間に必要な発電電力のうち、蓄電装置で補う電力を正確に求めて、蓄電装置の蓄電容量およびエンジン発電装置の発電能力の縮小幅を決定する必要がある。
Therefore, the power generation capacity of the engine power generation device can be reduced by supplementing a part of the maximum energy consumption Pmax, that is, the maximum power generation power necessary for this winding acceleration period with the power storage device, thereby realizing cost reduction and fuel saving of the engine power generation device. it can.
At this time, since the storage battery used in the power storage device is more expensive than the engine power generation device per unit supply power, it is necessary to minimize the storage capacity. For this reason, it is necessary to accurately obtain the power supplemented by the power storage device among the generated power necessary for the winding acceleration period, and to determine the reduction range of the power storage capacity of the power storage device and the power generation capacity of the engine power generation device.
ここで、最大エネルギー消費量Pmaxを分析すると、主に、荷物の運動エネルギーPV、荷物の加速エネルギーPC、およびエンジン発電装置の加速エネルギーPEから構成される。PVは、荷物の巻き上げにのみ必要な運動エネルギーであり、PCは、荷物の巻き上げ加速に必要な加速エネルギーである。一方、PEは、エンジン発電装置自体を加速するために必要な加速エネルギーである。エンジン発電装置は、回転速度を変化させる場合、エンジンや発電機の慣性モーメントに起因する加速エネルギーPEすなわち加速用電力が必要となる。   Here, when the maximum energy consumption Pmax is analyzed, the energy consumption Pmax is mainly composed of the kinetic energy PV of the load, the acceleration energy PC of the load, and the acceleration energy PE of the engine power generator. PV is the kinetic energy required only for lifting the load, and PC is the acceleration energy required for accelerating the lifting of the load. On the other hand, PE is acceleration energy necessary for accelerating the engine power generator itself. When changing the rotational speed, the engine power generator requires acceleration energy PE resulting from the moment of inertia of the engine or the generator, that is, acceleration power.
しかしながら、従来のクレーン装置では、クレーン装置自体に必要なエネルギーをエンジン発電装置で供給し、荷物の巻き上げ時に必要となるPmaxまでの差分を、比較的短い加速期間だけでなく比較的長い等速期間においても、蓄電装置で補うものとしている。このため、蓄電が不十分な場合は、加速期間と等速期間の両方で巻き上げ動作を行うことができなくなることから、十分蓄電するための期間が必要となる。また、蓄電容量も大きくなるため十分蓄電するには長い期間が必要となる。   However, in the conventional crane apparatus, the energy required for the crane apparatus itself is supplied by the engine power generation apparatus, and the difference up to Pmax required when hoisting the load is not only a relatively short acceleration period but also a relatively long constant speed period. In this case, it is assumed that the power storage device supplements. For this reason, when the power storage is insufficient, the winding operation cannot be performed in both the acceleration period and the constant speed period, so that a period for sufficiently storing power is required. In addition, since the power storage capacity is increased, a long period is required for sufficient power storage.
したがって、クレーン動作が連続する場合には、蓄電のためにクレーン動作を中断するなど、電動機に対して安定した電源供給を連続的に行うことができない場合があるという問題点があった。
また、従来のクレーン装置では、最大エネルギー消費量Pmaxとして、荷物の巻き上げ時に要する仕事量しか含まれておらず、エンジン発電装置自体の加速エネルギーについては検討していない。このため、必要以上の蓄電容量を見込む必要があり、コストアップの要因となるという問題点があった。
Therefore, when the crane operation is continued, there is a problem that stable power supply to the electric motor may not be continuously performed, for example, the crane operation is interrupted for power storage.
Moreover, in the conventional crane apparatus, only the work amount required at the time of winding up a load is included as the maximum energy consumption Pmax, and the acceleration energy of the engine power generator itself is not examined. For this reason, there is a problem that it is necessary to allow for more storage capacity than necessary, which causes a cost increase.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、電動機の負荷変動が大きい場合でも、比較的安価な構成で、エンジン発電装置と蓄電装置から安定した電源供給を連続的に行うことができるクレーン装置およびエンジン回転速度制御方法を提供することを目的としている。   The present invention is for solving such problems, and even when the load fluctuation of the motor is large, a stable power supply can be continuously performed from the engine power generator and the power storage device with a relatively inexpensive configuration. It is an object of the present invention to provide a crane apparatus and an engine rotation speed control method that can be used.
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して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給するエンジン発電装置と、発電電力または電動機からの回生電力を蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給する蓄電装置と、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラとを備え、蓄電装置として、エンジン発電装置のエンジン回転速度を発電可能な最低速度から最高速度へ加速するのに必要な最大加速用電力を蓄電するための蓄電容量を用いるものである。 To achieve the above object, the crane apparatus according to the present invention, the supply to the motor engine generator apparatus for performing loading and unloading of cargo generated power obtained by driving a generator by the engine, the generator power or A power storage device that stores regenerative power from the motor and supplies the stored power to the motor in an auxiliary manner during operation of the motor, and a controller that controls the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device. In addition, as the power storage device, a power storage capacity for storing the maximum acceleration power necessary for accelerating the engine rotation speed of the engine power generation device from the lowest speed capable of generating power to the highest speed is used.
また、本発明にかかる他のクレーン装置は、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給するエンジン発電装置と、発電電力または電動機からの回生電力を蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給する蓄電装置と、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラとを備え、コントローラで、エンジン発電装置に対する任意の加速における加速開始時の回転速度と加速終了時の回転速度の差とエンジン発電装置の慣性モーメントとから加速用電力を算出し、この加速用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン回転速度を制御するものである。   Another crane apparatus according to the present invention includes an engine power generator that supplies power generated by driving a power generator with an engine to an electric motor that loads and unloads luggage, and power generated or regenerative power from the motor. A power storage device that stores power and supplies the stored power to the motor in an auxiliary manner during operation of the motor; and a controller that controls the engine rotation speed of the engine power generation device according to the operation status of the crane device. Acceleration power is calculated from the difference between the rotation speed at the start of acceleration and the rotation speed at the end of acceleration and the moment of inertia of the engine power generation system for an arbitrary acceleration of the power generation system. The engine speed is controlled based on the comparison result.
この際、コントローラで、当該加速用電力が蓄電電力の残量より大きい場合は、エンジン発電装置の回転速度を所定の蓄電回転速度以上に維持し、当該加速用電力が蓄電電力の残量以下の場合は、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン回転速度を制御するようにしてもよい。   At this time, when the acceleration power is larger than the remaining amount of stored power by the controller, the rotation speed of the engine power generator is maintained at a predetermined storage rotation speed or more, and the acceleration power is less than or equal to the remaining amount of stored power. In that case, the engine rotation speed may be controlled in accordance with the operation status of the crane device.
また、本発明にかかるエンジン回転速度制御方法は、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を電動機へ供給するエンジン発電装置と、発電電力を一時蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給する蓄電装置と、エンジン発電装置の回転速度を制御するコントローラとを備える電力供給装置で用いられるエンジン回転速度制御方法であって、コントローラにより、エンジン発電装置に対する任意の加速における加速開始時の回転速度と加速終了時の回転速度の差とエンジン発電装置の慣性モーメントとから加速用電力を算出するステップと、コントローラにより、加速用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン回転速度を制御するステップとを備えている。   An engine rotation speed control method according to the present invention includes an engine power generation device that supplies generated electric power obtained by driving a generator by an engine to an electric motor, temporarily stores the generated electric power, and the stored electric power when the electric motor is operating. Is an engine rotation speed control method used in a power supply apparatus that includes a power storage device that supplementarily supplies the motor to a motor and a controller that controls the rotation speed of the engine power generation apparatus. The step of calculating the power for acceleration from the difference between the rotational speed at the start of acceleration and the rotational speed at the end of acceleration and the moment of inertia of the engine power generator and the comparison result between the acceleration power and the remaining amount of stored power by the controller And controlling the engine speed based on
この際、コントローラにより、当該加速用電力が蓄電電力の残量より大きい場合は、エンジン発電装置の回転速度を所定の蓄電回転速度以上に維持するステップと、コントローラにより、当該加速用電力が蓄電電力の残量以下の場合は、電動機の駆動状況に応じてエンジン回転速度を制御するステップとをさらに設けてもよい。   At this time, if the acceleration power is larger than the remaining amount of stored power by the controller, the step of maintaining the rotational speed of the engine power generator at a predetermined power storage speed or higher and the controller When the remaining amount is less than or equal to the remaining amount, a step of controlling the engine speed in accordance with the driving state of the electric motor may be further provided.
本発明によれば、蓄電装置として、エンジン発電装置のエンジン回転速度を発電可能な最低速度から最高速度へ加速するのに必要な電力を蓄電する蓄電容量を有するものを用いるようにしたので、最大加速時に必要な最大加速用電力以外の電力はエンジン発電装置から常に供給されることになり、荷物巻き上げ期間が比較的長い場合でも、電動機に対してエンジン発電装置から安定した電力を連続的に供給することができる。   According to the present invention, as the power storage device, the one having the power storage capacity for storing the electric power necessary for accelerating the engine rotation speed of the engine power generation device from the lowest speed capable of power generation to the highest speed is used. Electric power other than the maximum acceleration power required for acceleration is always supplied from the engine power generator, and stable power is continuously supplied to the motor from the engine power generator even when the load hoisting period is relatively long. can do.
また、蓄電装置からは荷物巻き上げ時の比較的短い加速期間にだけエンジン発電装置自体の加速に要する電力分を電動機に対して供給するだけで済み、蓄電池の蓄電容量を必要最低限に抑えることができる。
したがって、電動機の負荷変動が大きい場合でも、比較的安価な構成で、エンジン発電装置と蓄電装置から安定した電源供給を連続的に行うことができる。
In addition, the power storage device only needs to supply the motor with the power required for acceleration of the engine power generation device only during a relatively short acceleration period when the luggage is rolled up, and the storage capacity of the storage battery can be minimized. it can.
Therefore, even when the load fluctuation of the motor is large, stable power supply can be continuously performed from the engine power generation device and the power storage device with a relatively inexpensive configuration.
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について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。
このクレーン装置は、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線に接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行う装置であり、主な構成として、エンジン発電装置1、主巻電動機31、走行電動機32、横行電動機33、インバータ(INV)41〜44、放電装置5、蓄電装置6、コントローラ7、および共通母線9が設けられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a crane apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the crane apparatus according to the first embodiment of the present invention.
This crane apparatus is an apparatus that drives electric motors connected to a common bus by supplying electric power generated by driving an engine to the common bus, and loads and unloads luggage. A main winding motor 31, a traveling motor 32, a traversing motor 33, inverters (INV) 41 to 44, a discharging device 5, a power storage device 6, a controller 7, and a common bus 9 are provided.
本実施の形態は、エンジン発電装置1により、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給し、蓄電装置6により、発電電力または電動機からの回生電力を蓄電電力として蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給し、コントローラ7により、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御し、蓄電装置6として、エンジン発電装置のエンジン回転速度を発電可能な最低速度から最高速度へ加速するのに必要な電力を蓄電するための蓄電容量を有するようにしたものである。   In the present embodiment, the engine power generation device 1 supplies the generated power obtained by driving the generator by the engine to the motor that loads and unloads the load, and the power storage device 6 generates the generated power or the regenerative power from the motor. Is stored as power storage power, and the power storage power is supplementarily supplied to the motor during operation of the motor, and the controller 7 controls the engine rotation speed of the engine power generator in accordance with the operation status of the crane device. As described above, the engine power generation device has a storage capacity for storing power necessary for accelerating the engine rotation speed from the lowest speed at which power generation is possible to the highest speed.
以下、本実施の形態にかかるクレーン装置の構成について詳細に説明する。
エンジン発電装置1は、ディーゼルエンジン(DE)11と交流発電機(G)12を有し、ディーゼルエンジン11で交流発電機12を駆動することにより交流電力を発電して出力する装置であり、エンジン回転速度を示すコントローラ7からの運転指示10Aに基づいて、ディーゼルエンジン11のエンジン回転速度を制御する機能を有している。
Hereinafter, the structure of the crane apparatus concerning this Embodiment is demonstrated in detail.
The engine generator 1 is a device that has a diesel engine (DE) 11 and an alternator (G) 12, and generates alternating current power by driving the alternator 12 with the diesel engine 11. It has a function of controlling the engine rotation speed of the diesel engine 11 based on an operation instruction 10A from the controller 7 indicating the rotation speed.
主巻電動機31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32は、架台の走行を行うための交流電動機である。横行電動機33は、架台の横行を行うための交流電動機である。
インバータ41は、共通母線9上の供給電力を交流電力に変換して主巻電動機31へ供給するAC/DC/AC変換器である。
インバータ42は、共通母線9上の供給電力を交流電力に変換して走行電動機32へ供給するAC/DC/AC変換器である。
The main winding motor 31 is an AC motor for lifting and lowering a load. The traveling motor 32 is an AC motor for traveling the gantry. The traverse motor 33 is an AC motor for traversing the gantry.
The inverter 41 is an AC / DC / AC converter that converts supply power on the common bus 9 into AC power and supplies the AC power to the main winding motor 31.
The inverter 42 is an AC / DC / AC converter that converts supply power on the common bus 9 into AC power and supplies it to the traveling motor 32.
インバータ43は、共通母線9上の供給電力を交流電力に変換して横行電動機33へ供給するAC/DC/AC変換器である。
インバータ44は、共通母線9上の供給電力を交流電力に変換して照明装置、空調装置、あるいはコントローラ7などの制御装置を含む各種補機設備の電源として供給するAC/DC/AC変換器である。
放電装置5は、荷物の巻き下げ時などの回生時に共通母線9上に発生した余剰電力を、抵抗器などを用いて放電する回路装置である。
The inverter 43 is an AC / DC / AC converter that converts supply power on the common bus 9 into AC power and supplies the AC power to the traverse motor 33.
The inverter 44 is an AC / DC / AC converter that converts the power supplied on the common bus 9 into AC power and supplies it as power for various auxiliary equipment including a lighting device, an air conditioner, or a controller such as the controller 7. is there.
The discharge device 5 is a circuit device that discharges surplus power generated on the common bus 9 at the time of regeneration such as when a load is lowered using a resistor or the like.
蓄電装置6は、電池やコンデンサなどの蓄電池を内蔵する回路装置であり、インバータ41のDC回路区間に出力された電力を蓄電池に蓄電する機能と、蓄電池に蓄電した蓄電電力をインバータ41から主巻電動機31へ供給する機能とを有している。インバータ41のDC回路区間に出力される電力としては、エンジン発電装置1からの発電電力のほかに、主巻電動機31から荷物の巻き下げ時に発生した回生電力があり、いずれか一方または両方が蓄電装置6へ蓄電される。   The power storage device 6 is a circuit device that incorporates a storage battery such as a battery or a capacitor. The power storage device 6 stores the power output in the DC circuit section of the inverter 41 in the storage battery, and the stored power stored in the storage battery from the inverter 41. A function of supplying to the electric motor 31. As electric power output to the DC circuit section of the inverter 41, in addition to the electric power generated from the engine power generator 1, there is regenerative electric power generated when unloading the load from the main winding motor 31, and one or both of them are stored. The electricity is stored in the device 6.
コントローラ7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、クレーン装置全体を制御するための各種機能を有している。   The controller 7 has a microprocessor such as a CPU and its peripheral circuits, and reads and executes the program from a memory provided in the microprocessor or the peripheral circuit, thereby causing the program and the hardware to cooperate with each other. It has various functions for controlling the entire apparatus.
コントローラ7の主な機能としては、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者の指令入力71に基づいて、各種コマンド4Aをやり取りすることによりインバータ41〜44を制御して、荷物の昇降、架台の走行や横行などの運転を制御するクレーン運転機能、共通母線9に対するエンジン発電装置1からの電力供給状況を確認する電力供給状況確認機能、および入力された各種指令や電力供給状況などから得られる当該クレーン装置の動作状況に基づいて新たなエンジン回転速度を算出し、そのエンジン回転速度を運転指示10Aによりエンジン発電装置1へ指示する回転速度制御機能がある。   The main function of the controller 7 is to control the inverters 41 to 44 by exchanging various commands 4A on the basis of an operator command input 71 detected via an operation lever or an operation switch, Obtained from the crane operation function for controlling the operation of the gantry and the traversing, the power supply status confirmation function for confirming the power supply status from the engine power generator 1 to the common bus 9, and the input various commands and power supply status There is a rotation speed control function that calculates a new engine rotation speed based on the operation status of the crane apparatus and instructs the engine power generation apparatus 1 by the operation instruction 10A.
共通母線9に対するエンジン発電装置1からの電力供給状況は、例えば共通母線9の供給電圧を監視すれば把握できる。指令入力71に基づき荷物の巻き上げや、架台の走行や横行を行う場合、対応する電動機31〜33を駆動した時点で、共通母線9上の供給電力が使用されるため供給電圧が低下する。
したがって、電力供給状況確認機能により、例えばエンジン発電装置1から共通母9への配線上に設けた検出器からの検出値15Aに基づいて共通母線9の供給電圧を検出し、予めメモリに保存しておいた下限しきい値や上限しきい値を読み出して比較することにより、電力供給状況の過不足を確認できる。
The power supply status from the engine power generator 1 to the common bus 9 can be grasped by monitoring the supply voltage of the common bus 9, for example. In the case of winding a baggage, traveling a frame, or traversing based on the command input 71, the supply voltage on the common bus 9 is used when the corresponding electric motors 31 to 33 are driven, so that the supply voltage decreases.
Thus storage, the power supply status check feature, for example, based on a detected value 15A from detector provided on the wiring from the engine generator 1 to the common base line 9 detects the supply voltage of the common bus 9, in advance in the memory By reading and comparing the lower and upper thresholds, the power supply status can be checked for excess or deficiency.
[エンジン発電装置の加速用電力]
次に、図2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におけるエンジン発電装置の加速用電力について説明する。図2は、エンジン発電装置の加速用電力算出処理フロー図である。
このようなクレーン装置において、電動機で荷物を巻き上げる場合、その動作に必要なエネルギーは、前述の図6に示したように、巻き上げ加速期間、巻き上げ等速期間、および巻き上げ減速期間に分割される。
[Acceleration power for engine generators]
Next, with reference to FIG. 2, the acceleration electric power of the engine power generator in the crane apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is an acceleration power calculation processing flowchart of the engine power generator.
In such a crane apparatus, when a load is hoisted by an electric motor, the energy required for the operation is divided into a hoisting acceleration period, a hoisting constant speed period, and a hoisting deceleration period as shown in FIG.
このうち、巻き上げ加速期間における最大エネルギー消費量Pmaxは、主に、荷物の運動エネルギーPV、荷物の加速エネルギーPC、およびエンジン発電装置1の加速エネルギーPEから構成される。PVは、荷物の巻き上げにのみ必要な運動エネルギーであり、PCは、荷物の巻き上げ加速に必要な加速エネルギーである。一方、PEは、エンジン発電装置1自体を加速するために必要な加速エネルギーである。エンジン発電装置1は、回転速度を変化させる場合、エンジンや発電機の慣性モーメントに起因する加速エネルギーPEすなわち加速用電力が必要となる。   Among these, the maximum energy consumption Pmax during the winding acceleration period is mainly composed of the kinetic energy PV of the load, the acceleration energy PC of the load, and the acceleration energy PE of the engine power generator 1. PV is the kinetic energy required only for lifting the load, and PC is the acceleration energy required for accelerating the lifting of the load. On the other hand, PE is acceleration energy necessary for accelerating the engine power generator 1 itself. When changing the rotational speed, the engine power generation device 1 requires acceleration energy PE, that is, acceleration power resulting from the moment of inertia of the engine or the generator.
一般に、回転体の加速に必要なエネルギーは、図2に示すように、加速開始時の回転速度7Aと加速終了時の回転速度7Bの回転速度差を加算器200で求め、この回転速度差と回転体の慣性モーメント7Cとを積和演算器201で積和演算することにより、回転体の回転速度を7Aから7Bまで加速する際に必要な加速エネルギーを算出できる。
本実施の形態では、このようなエンジン発電装置の加速用電力算出処理を用いて、エンジン発電装置1自体の最大加速用電力を求め、この最大加速用電力を蓄電するための蓄電容量を蓄電装置6に持たせている。
In general, as shown in FIG. 2, the energy required for the acceleration of the rotating body is obtained by calculating the rotational speed difference between the rotational speed 7A at the start of acceleration and the rotational speed 7B at the end of acceleration with an adder 200. By multiplying the moment of inertia 7C of the rotating body by the product-sum calculator 201, the acceleration energy required for accelerating the rotational speed of the rotating body from 7A to 7B can be calculated.
In the present embodiment, by using the acceleration power calculation process of the engine power generator, the maximum acceleration power of the engine power generator 1 itself is obtained, and the storage capacity for storing the maximum acceleration power is stored in the power storage apparatus. 6
すなわち、エンジン発電装置1のエンジン回転速度の加速前後における回転速度差が最大となる場合、例えばエンジン回転速度が最低である状態から最大重量の荷物を巻き上げる場合を想定して、加速開始時の回転速度7Aを最低回転速度とするとともに、加速終了時の回転速度7Bを最大重量の荷物の巻き上げに必要なエンジン回転速度とすることにより、最大回転速度差を加算器200で求める。この際、最低回転速度は、例えばクレーン装置でいずれのクレーン動作を行っていないアイドリング状態におけるエンジン発電装置1のエンジン回転速度を用いればよい。また、最大回転速度差は、最大重量の荷物を巻き上げるのに必要なエネルギーすなわちPV+PCは算出可能であることから、このエネルギーに対応するエンジン回転速度を後述するエンジン発電装置の動作特性から求めることができる。   That is, when the difference in rotational speed between before and after acceleration of the engine power generation speed of the engine power generator 1 is maximized, for example, when the load of the maximum weight is taken up from the state where the engine rotational speed is the lowest, the rotation at the start of acceleration The adder 200 obtains the maximum rotation speed difference by setting the speed 7A as the minimum rotation speed and setting the rotation speed 7B at the end of acceleration as the engine rotation speed necessary for winding the baggage with the maximum weight. At this time, as the minimum rotation speed, for example, the engine rotation speed of the engine power generator 1 in an idling state in which no crane operation is performed by the crane apparatus may be used. In addition, since the maximum rotational speed difference can be calculated from the energy required to wind up the load of the maximum weight, that is, PV + PC, the engine rotational speed corresponding to this energy can be obtained from the operating characteristics of the engine power generator described later. it can.
次に、エンジン発電装置1の慣性モーメント7C、ここではディーゼルエンジン11と交流発電機12の慣性モーメントを、最大回転速度差と積和演算器201で積和演算することにより、エンジン発電装置1自体の最大加速用電力を求める。そして、この最大加速用電力を蓄電するための蓄電容量を蓄電装置6に持たせ、最大回転速度差で加速する場合に必要な電力のうち最大加速用電力以外の電力を供給する発電能力をエンジン発電装置1に持たせている。   Next, the moment of inertia 7C of the engine power generator 1, here, the moment of inertia of the diesel engine 11 and the AC generator 12 is summed with the maximum rotational speed difference and the sum of products calculator 201, so that the engine power generator 1 itself Find the maximum acceleration power. Then, the power storage device 6 has a storage capacity for storing the maximum acceleration power, and the engine has a power generation capacity for supplying power other than the maximum acceleration power among the power necessary for acceleration at the maximum rotational speed difference. The power generator 1 is provided.
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、蓄電装置6として、エンジン発電装置1のエンジン回転速度を発電可能な最低速度から最高速度へ加速するのに必要な電力を蓄電するための蓄電容量を有するようにしたので、前述の図6に示すように、荷物巻き上げ加速期間において、荷物の運動エネルギーPVと加速エネルギーPCはエンジン発電装置1から供給され、エンジン発電装置1自体の加速エネルギーPEは蓄電装置6から供給される。
[Effect of the first embodiment]
As described above, the present embodiment has a storage capacity for storing power necessary for accelerating the engine rotation speed of the engine power generation device 1 from the lowest speed at which power generation is possible to the highest speed as the power storage device 6. Therefore, as shown in FIG. 6 described above, during the load hoisting acceleration period, the kinetic energy PV and acceleration energy PC of the load are supplied from the engine power generator 1, and the acceleration energy PE of the engine power generator 1 itself is the power storage device 6. Supplied from
これにより、エンジン回転速度の加速時に必要な加速用電力すなわちPE以外の電力分すなわちPV+PC分についてはエンジン発電装置1から常に供給されることになり、巻き上げ等速期間時が長い場合でも、電動機に対してエンジン発電装置1から安定した電力を連続的に供給することができる。また、エンジン発電装置1の最大発電能力をPmaxからP1に削減することができ、エンジン発電装置1の規模削減によるコストダウンも実現できる。   As a result, the electric power for acceleration necessary for accelerating the engine rotation speed, that is, the electric power other than PE, that is, PV + PC, is always supplied from the engine power generator 1, and even when the winding constant speed period is long, the electric motor On the other hand, stable electric power can be continuously supplied from the engine power generator 1. In addition, the maximum power generation capacity of the engine power generator 1 can be reduced from Pmax to P1, and the cost can be reduced by reducing the scale of the engine power generator 1.
また、蓄電装置6からは、荷物巻き上げ時の比較的短い加速期間にだけ、エンジン発電装置1自体の加速に要する加速用電力分を供給するだけで済み、蓄電池の蓄電容量を必要最低限に抑えることができる。これに加え、蓄電池の蓄電容量が比較的小さいため、蓄電に要する時間が短縮できる。また回生電力でなくエンジン発電装置1からの発電電力で蓄電する場合には、蓄電のための運転期間を短縮でき、エンジン発電装置1の燃費を改善できる。
したがって、本実施の形態によれば、電動機の負荷変動が大きい場合でも、比較的安価な構成で、エンジン発電装置と蓄電装置から安定した電源供給を連続的に行うことができる。
Further, it is only necessary to supply from the power storage device 6 the acceleration power required for accelerating the engine power generation device 1 only during a relatively short acceleration period when the luggage is rolled up, and the storage capacity of the storage battery is minimized. be able to. In addition, since the storage capacity of the storage battery is relatively small, the time required for storage can be shortened. Moreover, when storing with the generated power from the engine power generation device 1 instead of the regenerative power, the operation period for power storage can be shortened, and the fuel efficiency of the engine power generation device 1 can be improved.
Therefore, according to the present embodiment, stable power supply can be continuously performed from the engine power generator and the power storage device with a relatively inexpensive configuration even when the load fluctuation of the motor is large.
[第2の実施の形態]
次に、図3および図4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について説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置のエンジン回転速度制御処理を示すフローチャートである。図4は、エンジン発電装置の発電電力とエンジン回転速度の関係を示す動作特性である。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the crane apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing an engine rotational speed control process of the crane apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operational characteristic showing the relationship between the power generated by the engine power generator and the engine speed.
第1の実施の形態では、蓄電装置6として、エンジン回転速度の加速前後における回転速度差が最大となる最大回転速度差でエンジン発電装置を加速する最大加速時に必要な最大加速用電力を蓄電するための蓄電容量を有する場合について説明した。本実施の形態では、このような蓄電装置6に蓄電する際、エンジン発電装置1のエンジン回転速度を制御して必要最低限の電力を蓄電する場合について詳細に説明する。なお、クレーン装置の構成については、第1の実施の形態(図1参照)とほぼ同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。   In the first embodiment, the power storage device 6 stores the maximum acceleration power necessary for the maximum acceleration for accelerating the engine power generation device with the maximum rotational speed difference that maximizes the rotational speed difference before and after the acceleration of the engine rotational speed. The case of having a storage capacity for the above has been described. In the present embodiment, a case where the minimum electric power is stored by controlling the engine rotation speed of the engine power generation device 1 when the power storage device 6 stores power will be described in detail. In addition, about the structure of a crane apparatus, it is as substantially the same as 1st Embodiment (refer FIG. 1), and detailed description here is abbreviate | omitted.
前述した従来のクレーン装置では、荷物の巻上時に必要な最大負荷電力を、蓄電装置の蓄電電力で一時的に補うことができるものの、このような最大負荷電力を安定供給するため、常時、エンジン発電装置を比較的高速な一定回転速度で運転している。このため、荷物の巻上動作などのクレーン動作を行っていない低負荷時には、例えば回生電力で不足した分を発電電力で蓄電装置へ蓄電しておくことができるものの、エンジン発電装置の燃費が悪くなる。   In the above-described conventional crane device, the maximum load power required when hoisting the load can be temporarily supplemented with the stored power of the power storage device. However, in order to stably supply such maximum load power, the engine is always used. The power generator is operated at a relatively high constant rotational speed. For this reason, at the time of low load when the crane operation such as the hoisting operation of the load is not performed, for example, the shortage of regenerative power can be stored in the power storage device with the generated power, but the fuel efficiency of the engine power generation device is poor. Become.
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速度を低減する方法が考えられ、回転速度を低くすればするほど、エンジン発電装置の燃費を削減することが可能となる。
しかしながら、このような方法では、エンジン発電装置の回転速度を低下させた場合、所定の電圧や周波数の発電電力を得られなるため、回生電力で不足した分、あるいは回生電力を利用しない場合にはそのすべてを、蓄電装置に対して蓄電するため、エンジン回転速度を高回転に維持する必要があり、燃費を効果的に削減できないという問題点があった。
As a method of improving the fuel consumption of such an engine power generation device, a method of reducing the rotation speed of the engine power generation device at low load is conceivable. The lower the rotation speed, the more the fuel consumption of the engine power generation device can be reduced. It becomes possible.
However, in such a method, when the rotational speed of the engine power generator is reduced, the generated power of a predetermined voltage and frequency can be obtained. Therefore, when the regenerated power is insufficient or when the regenerated power is not used. Since all of this is stored in the power storage device, it is necessary to maintain the engine speed at a high speed, and there is a problem in that fuel consumption cannot be effectively reduced.
本実施の形態において、コントローラ7は、回転速度制御機能として、加速用電力算出機能と蓄電用エンジン回転速度制御機能を有している。
加速用電力算出機能は、エンジン発電装置1を所望の回転速度まで加速するのに必要な加速用電力を算出する機能である。蓄電用エンジン回転速度制御機能は、加速用電力と蓄電装置6の蓄電残量との比較結果に基づいてエンジン回転速度を制御する機能である。これら機能により、次のエンジン加速に必要な蓄電電力に応じた分だけエンジン発電装置1を所定の蓄電回転速度で運転することが可能となる。
In the present embodiment, the controller 7 has an acceleration power calculation function and a storage engine rotation speed control function as the rotation speed control function.
The acceleration power calculation function is a function for calculating the acceleration power necessary for accelerating the engine power generator 1 to a desired rotational speed. The power storage engine rotation speed control function is a function of controlling the engine rotation speed based on a comparison result between the acceleration power and the remaining power storage amount of the power storage device 6. With these functions, it is possible to operate the engine power generator 1 at a predetermined power storage rotational speed by an amount corresponding to the stored power required for the next engine acceleration.
[第2の実施の形態の動作]
コントローラ7は、操作者によるクレーン装置の装置全体の起動操作に応じて、図3のエンジン回転速度制御処理を開始する。
コントローラ7は、まず、エンジン回転速度制御機能により、操作者からクレーン動作の開始/終了を示す指令入力71の有無を確認し(ステップ100)、指令入力71があった場合(ステップ100:YES)、その指令入力71で入力された荷重および指令速度に応じたエンジン回転速度Nを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し(ステップ101)、ステップ100へ戻る。
[Operation of Second Embodiment]
The controller 7 starts the engine rotational speed control process of FIG. 3 in response to the startup operation of the entire crane apparatus by the operator.
First, the controller 7 checks the presence / absence of a command input 71 indicating the start / end of crane operation from the operator using the engine speed control function (step 100), and if there is a command input 71 (step 100: YES). Then, an operation instruction 10A indicating the engine rotation speed N corresponding to the load and command speed input by the command input 71 is output to the engine power generator 1 (step 101), and the process returns to step 100.
エンジン発電装置1は、発電電力Pとエンジン回転速度Nについて、図4に示すような動作特性を有している。この種の動作特性は、一般的に、エンジン回転速度Nの増加に応じて発電電力Pが単調増加し、所定の最大電力値に達した後に減衰する傾向がある。したがって、コントローラ7のメモリにこのような動作特性を関数や表形式で予め保存しておけば、所望の発電電力Pすなわち指令発電電力を供給するのに必要なエンジン回転速度Nを算出できる。   The engine power generator 1 has operational characteristics as shown in FIG. 4 with respect to the generated power P and the engine speed N. In general, this type of operating characteristic tends to attenuate after the generated power P monotonously increases as the engine speed N increases and reaches a predetermined maximum power value. Therefore, if such operation characteristics are stored in advance in the memory of the controller 7 in the form of a function or a table, the engine rotational speed N required to supply the desired generated power P, that is, the command generated power can be calculated.
したがって、荷重および指令速度から指令発電電力(=荷重×指令速度)を算出できることから、上記動作特性を参照して、指令発電電力に対応するエンジン回転速度を算出し、運転指示10Aによりエンジン発電装置1へ指示すればよい。
これにより、エンジン発電装置1のディーゼルエンジン11がエンジン回転速度Nで運転され、操作者から指令入力された荷重および指令速度に対応する指令発電電力が交流発電機12で発電される。
Accordingly, since the command generated power (= load × command speed) can be calculated from the load and the command speed, the engine rotation speed corresponding to the command generated power is calculated with reference to the operation characteristics, and the engine power generator is determined by the operation instruction 10A. You only need to indicate to 1.
As a result, the diesel engine 11 of the engine generator 1 is operated at the engine speed N, and the command generated power corresponding to the load and command speed input by the operator is generated by the AC generator 12.
一方、ステップ100において、操作者からの指令入力71がなかった場合(ステップ100:NO)、コントローラ7は、蓄電用エンジン回転速度制御機能により、前述した図2の加速用電力算出処理を実行してエンジン発電装置1の加速用電力を算出する(ステップ102)。この際、次回のエンジン回転速度の加速時を想定して、加速開始時の回転速度7Aと加速終了時の回転速度7Bを決定する。   On the other hand, when there is no command input 71 from the operator in Step 100 (Step 100: NO), the controller 7 executes the above-described acceleration power calculation process of FIG. 2 by the storage engine rotation speed control function. Then, the acceleration power of the engine power generator 1 is calculated (step 102). At this time, assuming the next acceleration of the engine rotational speed, the rotational speed 7A at the start of acceleration and the rotational speed 7B at the end of acceleration are determined.
例えば、この後のクレーン動作の予定として、エンジン回転速度を最低回転速度まで低下させる可能性がある場合には、加速開始時の回転速度7Aとして最低回転速度を用いればよく、荷物を巻き下げた後に空荷で巻き上げを行うことが決定している場合には、加速開始時の回転速度7Aとして空荷の巻き上げ開始までの間における最低回転速度を用いればよい。
また、上記最低回転速度に制御した後、最大荷重の荷物を巻き上げる可能性がある場合には、加速終了時の回転速度7Bとして最大回転速度を用いればよく、荷物を巻き下げた後に空荷で巻き上げを行うことが決定している場合には、加速終了時の回転速度7Bとして空荷の巻き上げ時における最大回転速度を用いればよい。
For example, when there is a possibility of lowering the engine rotation speed to the minimum rotation speed as a schedule for the subsequent crane operation, the minimum rotation speed may be used as the rotation speed 7A at the start of acceleration, and the load is unwound. If it is determined to wind up with an empty load later, the minimum rotation speed until the start of winding up the empty load may be used as the rotation speed 7A at the start of acceleration.
In addition, if there is a possibility of lifting a load with the maximum load after controlling to the minimum rotation speed, the maximum rotation speed may be used as the rotation speed 7B at the end of acceleration. If it is determined to wind up, the maximum rotation speed at the time of winding up the empty load may be used as the rotation speed 7B at the end of acceleration.
コントローラ7は、このようにして算出したエンジン発電装置1の加速用電力と、蓄電装置6の蓄電残量を比較する(ステップ103)。この際、蓄電残量については、例えば蓄電装置6から供給した電力の電流を累積し、蓄電容量から減算して蓄電残量を求める、などの公知の技術を用いればよい。   The controller 7 compares the acceleration power of the engine power generation device 1 calculated in this way with the power storage remaining amount of the power storage device 6 (step 103). At this time, for the remaining power amount, for example, a known technique such as accumulating the current of power supplied from the power storage device 6 and subtracting it from the storage capacity may be used.
ここで、加速用電力が蓄電残量より大きい場合には(ステップ103:YES)、蓄電が必要なことから、エンジン回転速度を所定の蓄電回転速度Ns以上に維持し(ステップ104)、ステップ100へ戻る。
蓄電回転速度Nsとは、蓄電装置6に対して蓄電を行うのに必要な電力をエンジン発電装置1で発電するためのエンジン回転速度であり、予めコントローラ7のメモリに設定しておけばよい。
If the accelerating power is greater than the remaining amount of power storage (step 103: YES), since power storage is required, the engine speed is maintained at a predetermined power storage speed Ns or higher (step 104). Return to.
The power storage rotation speed Ns is an engine rotation speed for generating electric power necessary for storing power in the power storage device 6 by the engine power generation device 1 and may be set in the memory of the controller 7 in advance.
ステップ104では、メモリに記憶しておいた直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nと蓄電回転速度Nsとを比較し、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Nsより低い場合にのみ、蓄電回転速度Nsを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Ns以上の場合はエンジン回転速度Nを維持する。
通常、蓄電のための電力は、電動機の駆動電力に比較して小さいため、エンジン発電装置1のエンジン回転速度Nが蓄電回転速度Ns以上に維持されている場合には、エンジン回転速度Nで蓄電に必要な電力を得ることができる。このため、上記判断処理を行うことにより、エンジン発電装置1に対するエンジン回転速度の指令を的確に実行できる。
In step 104, the engine rotation speed N corresponding to the previous command input stored in the memory is compared with the storage rotation speed Ns, and only when the engine rotation speed N is lower than the storage rotation speed Ns, the storage rotation speed. An operation instruction 10A indicating Ns is output to the engine power generator 1, and the engine rotation speed N is maintained when the engine rotation speed N is equal to or higher than the storage rotation speed Ns.
Usually, the electric power for power storage is smaller than the drive power of the electric motor. Therefore, when the engine speed N of the engine power generator 1 is maintained at the power storage speed Ns or higher, the power is stored at the engine speed N. It is possible to obtain the necessary power. For this reason, by performing the above-described determination process, it is possible to accurately execute an engine rotational speed command to the engine power generator 1.
一方、加速用電力が蓄電残量以下の場合には(ステップ103:NO)、蓄電が必要ないことから、直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し(ステップ105)、ステップ100へ戻る。   On the other hand, when the accelerating power is less than or equal to the remaining amount of power storage (step 103: NO), since power storage is not required, a driving instruction 10A indicating the engine speed N corresponding to the immediately preceding command input is sent to the engine power generator 1. Output (step 105) and return to step 100.
ステップ105では、メモリに記憶しておいた直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nと現エンジン回転速度Nnとを比較し、エンジン回転速度Nが現エンジン回転速度Nnより低い場合にのみ、現エンジン回転速度Nnを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し、エンジン回転速度Nが現エンジン回転速度Nn以上の場合は現エンジン回転速度Nnを維持する。   In step 105, the engine rotational speed N corresponding to the previous command input stored in the memory is compared with the current engine rotational speed Nn, and only when the engine rotational speed N is lower than the current engine rotational speed Nn. An operation instruction 10A indicating the engine rotation speed Nn is output to the engine power generator 1, and when the engine rotation speed N is equal to or higher than the current engine rotation speed Nn, the current engine rotation speed Nn is maintained.
これにより、蓄電終了時には、エンジン発電装置1のエンジン回転数を、現エンジン回転速度Nnすなわち蓄電回転速度Nsから、クレーン動作の終了時に指令されたより低いエンジン回転速度Nへ低下させることができる。したがって、エンジン発電装置1を一定回転速度に維持する場合と比較して、大幅に燃費を改善できる。この際、蓄電終了後から所定の待機期間だけ待機し、この待機期間中に新たな指令入力71が入力されなかった場合にのみ、クレーン装置でいずれのクレーン動作を行っていないアイドリング状態における最低エンジン回転速度への変更を示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力してもよく、さらなる省燃費を実現できる。   Thereby, at the end of power storage, the engine speed of the engine power generator 1 can be reduced from the current engine speed Nn, that is, the power storage speed Ns, to a lower engine speed N commanded at the end of crane operation. Therefore, fuel efficiency can be greatly improved as compared with the case where the engine power generator 1 is maintained at a constant rotational speed. At this time, the lowest engine in the idling state in which no crane operation is performed by the crane device only when a predetermined standby period is waited after the end of power storage and no new command input 71 is input during this standby period. The driving instruction 10A indicating the change to the rotation speed may be output to the engine power generation device 1, and further fuel saving can be realized.
[第2の実施の形態の動作例]
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の動作例について説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、荷物を巻き上げた後、巻き下げを行う場合を例として説明する。
[Operation Example of Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 5, the operation example of the crane apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 5 is a timing chart showing an operation example of the crane apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, a case will be described as an example in which a bag is wound and then lowered.
時刻T0以前においては、クレーン運転は行われておらず、エンジン発電装置1のディーゼルエンジンは、エンジン回転速度Naで運転されている。このとき、エンジン発電装置1からは規定発電電力PMaが出力されている。また、蓄電装置6の蓄電電力61は、蓄電容量と等しいPBaの状態にあるものとする。この際、蓄電電力61はPBaであることから、NaからNbまでの加速に必要なエンジン発電装置1の加速用電力は、蓄電残量以下となるため、蓄電は行われない。   Prior to time T0, crane operation is not performed, and the diesel engine of the engine power generator 1 is operated at the engine rotation speed Na. At this time, the specified power generation PMa is output from the engine power generation device 1. Further, it is assumed that the stored power 61 of the power storage device 6 is in a PBa state equal to the storage capacity. At this time, since the stored electric power 61 is PBa, the electric power for acceleration of the engine power generation apparatus 1 necessary for the acceleration from Na to Nb is equal to or less than the remaining amount of electric storage, and therefore no electric storage is performed.
次に、時刻T0において、荷物の巻き上げ指令を示す指令入力71が行われた場合、コントローラ7は、その操作指令に応じたエンジン回転速度Nbを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これによりエンジン発電装置1のエンジン回転速度がNaからNbへ徐々に上昇し、エンジン発電装置1からの発電電力15が増加し、この発電電力15と蓄電装置6からの蓄電電力61がインバータ41,42を介して主巻電動機31へ供給される。   Next, when a command input 71 indicating a package hoisting command is performed at time T0, the controller 7 outputs a driving instruction 10A indicating the engine rotation speed Nb corresponding to the operation command to the engine power generator 1. As a result, the engine rotation speed of the engine power generator 1 gradually increases from Na to Nb, the generated power 15 from the engine power generator 1 increases, and the generated power 15 and the stored power 61 from the power storage device 6 are converted into inverters 41, It is supplied to the main winding motor 31 via 42.
その後、時刻T1に、エンジン回転速度NがNbに到達して一定となり、発電電力15として最大発電電力PMbが出力され、蓄電電力はPBaまで低下する。この際、時刻T0〜T1の期間では、蓄電装置6から蓄電電力が徐々に放電されるものの、個々の時点におけるNbまでの加速に必要な加速用電力は、個々の時点における蓄電残量以下となることから、蓄電は行われない。一方、時刻T1〜T2の期間では、次回のクレーン動作として荷物の巻き下げが予想され、これ以上の加速は必要ないことから加速前後の回転速度差はゼロとなり、加速用電力は蓄電電力以下となるため、蓄電は行われない。   Thereafter, at time T1, the engine rotation speed N reaches Nb and becomes constant, the maximum generated power PMb is output as the generated power 15, and the stored power decreases to PBa. At this time, in the period of time T0 to T1, the stored power is gradually discharged from the power storage device 6, but the acceleration power required for acceleration up to Nb at each time point is less than or equal to the remaining power storage amount at each time point. Therefore, power storage is not performed. On the other hand, during the period from time T1 to T2, the next crane operation is expected to unload the load, and no further acceleration is required, so the difference in rotational speed between before and after acceleration is zero, and the acceleration power is less than the stored power. Therefore, power storage is not performed.
また、時刻T2に、荷物の巻き下げ指令を示す指令入力71が行われた場合、コントローラ7は、その操作指令に応じたエンジン回転速度Naを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これによりエンジン発電装置1のエンジン回転速度がNbからNaへ徐々に低下し、エンジン発電装置1からの発電電力15が低減する。この際、時刻T2以降は、次回のクレーン動作として荷物の巻き上げすなわちNaからNbへの加速が予想されるため、加速用電力が蓄電電力より大きくなる。したがって、エンジン発電装置1からの発電電力15がインバータ41を介して蓄電装置6へ供給されて蓄電が行われる。   When a command input 71 indicating a package lowering command is performed at time T2, the controller 7 outputs a driving instruction 10A indicating the engine rotation speed Na corresponding to the operation command to the engine power generator 1. As a result, the engine rotation speed of the engine power generator 1 gradually decreases from Nb to Na, and the generated power 15 from the engine power generator 1 decreases. At this time, after time T2, since the next crane operation is expected to roll up the load, that is, accelerate from Na to Nb, the accelerating power becomes larger than the stored power. Therefore, the generated power 15 from the engine power generator 1 is supplied to the power storage device 6 via the inverter 41 to perform power storage.
その後、時刻T3に、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Nsに到達して一定となり、発電電力15として規定発電電力PMaが出力される。この際、時刻T3以降も、時刻T2以降と同様に加速用電力が蓄電電力より大きくなるため、蓄電が行われる。また、時刻T2から時刻T3までの期間には、荷物の巻き下げに応じて主巻電動機31で回生電力が発生し、インバータ41から蓄電装置6へ蓄電される。   Thereafter, at time T3, the engine rotation speed N reaches the power storage rotation speed Ns and becomes constant, and the specified generated power PMa is output as the generated power 15. At this time, after time T3 as well, after time T2, the acceleration power becomes larger than the stored power, so that power is stored. In addition, during the period from time T2 to time T3, regenerative power is generated in the main winding motor 31 according to the lowering of the load, and is stored in the power storage device 6 from the inverter 41.
一方、時刻T4において、蓄電が進んで蓄電電力61がPBaまで達して加速用電力と等しくなり、蓄電装置6の蓄電が完了した場合、コントローラ7は、時刻T2の荷物の巻き下げ指令に応じたエンジン回転速度Naを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これにより、エンジン発電装置1では、ディーゼルエンジン11の回転速度が低下して、エンジン回転速度Naとなり、発電電力15もPMaとなる。   On the other hand, at time T4, when the power storage proceeds and the stored power 61 reaches PBa and becomes equal to the accelerating power, and the power storage of the power storage device 6 is completed, the controller 7 responds to the load lowering command at time T2. An operation instruction 10 </ b> A indicating the engine rotation speed Na is output to the engine power generator 1. Thereby, in the engine power generation device 1, the rotational speed of the diesel engine 11 is reduced to the engine rotational speed Na, and the generated power 15 is also PMa.
[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7により、エンジン発電装置1に対する任意の加速における加速開始時の回転速度7Aと加速終了時の回転速度7Bの差とエンジン発電装置1の慣性モーメント7Cとから加速用電力7Dを算出し、この加速用電力7Dと蓄電装置6の蓄電残量との比較結果に基づいてエンジン回転速度を制御するようにしたので、次のエンジン加速に必要な蓄電電力に応じた分だけエンジン発電装置1を所定の蓄電回転速度で運転することが可能となる。
[Effect of the second embodiment]
Thus, in the present embodiment, the controller 7 uses the controller 7 to determine the difference between the rotational speed 7A at the start of acceleration and the rotational speed 7B at the end of acceleration and the moment of inertia 7C of the engine power generator 1 in any acceleration. The acceleration power 7D is calculated from the above, and the engine rotation speed is controlled based on the comparison result between the acceleration power 7D and the remaining amount of power stored in the power storage device 6, so that the stored power required for the next engine acceleration is obtained. It is possible to operate the engine power generator 1 at a predetermined power storage rotation speed by the amount corresponding thereto.
これにより、蓄電可能な電力を供給するために、エンジン発電装置1を所定の蓄電回転速度で、常時、運転しておく場合と比較して、エンジン発電装置1の燃費を効果的に削減でき、環境への影響も削減することが可能となる。   Thereby, in order to supply the electric power which can be stored, compared with the case where the engine power generator 1 is always operated at a predetermined power storage rotation speed, the fuel efficiency of the engine power generator 1 can be effectively reduced. Environmental impacts can also be reduced.
なお、本実施の形態は、エンジン回転速度制御方法をクレーン装置に適用した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、エンジン発電装置で発電した電力を電動機へ供給するとともに、蓄電装置により、その蓄電電力を補助的に電動機へ供給する電力供給装置であれば、いずれの場合にも本実施の形態を適用できる。   In addition, although this Embodiment demonstrated as an example the case where the engine rotational speed control method was applied to the crane apparatus, it is not limited to this, While supplying the electric power generated with the engine power generation apparatus to an electric motor, The present embodiment can be applied in any case as long as it is a power supply device that supplementarily supplies the stored power to the motor by the power storage device.
[実施の形態の拡張]
以上の各実施の形態では、エンジン発電装置1で交流電力を発電して共通母線9へ供給する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、エンジン発電装置1で直流電力を発電して共通母線9へ供給してもよい。この場合、共通母線9には、直流電力が供給されるため、インバータ41〜44として、DC/AC変換器が用いられる。
[Extended embodiment]
In each of the above embodiments, the case where the engine power generator 1 generates AC power and supplies it to the common bus 9 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the engine power generator 1 generates DC power. Electric power may be generated and supplied to the common bus 9. In this case, since DC power is supplied to the common bus 9, DC / AC converters are used as the inverters 41 to 44.
また、直流電力を共通母線9へ供給する場合、蓄電装置6を共通母線9へ接続して、エンジン発電装置1からの発電電力15やインバータ41を介した主巻電動機31からの回生電力を蓄電するようにしてもよい。これにより、蓄電電力を主巻電動機31だけでなく例えば補機設備の電源としても利用することができる。   Further, when supplying DC power to the common bus 9, the power storage device 6 is connected to the common bus 9 to store the generated power 15 from the engine power generator 1 and the regenerative power from the main winding motor 31 via the inverter 41. You may make it do. Thereby, the stored power can be used not only as the main winding motor 31 but also as a power source for auxiliary equipment, for example.
本発明の第1の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the crane apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. エンジン発電装置の加速用電力算出処理フロー図である。It is an acceleration electric power calculation processing flowchart of an engine generator. 本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置のエンジン回転速度制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the engine speed control process of the crane apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. エンジン発電装置の発電電力とエンジン回転速度の関係を示す動作特性である。It is an operating characteristic which shows the relationship between the electric power generated by the engine power generator and the engine speed. 本発明の第2の実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation example of the crane apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 荷物巻き上げ時に必要なエネルギーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the energy required at the time of package lifting.
符号の説明Explanation of symbols
1…エンジン発電装置、10A…運転指示、11…ディーゼルエンジン、12…交流発電機、15…発電電力、31…主巻電動機、32…走行電動機、33…横行電動機、41〜44…インバータ、5…放電装置、6…蓄電装置、7…コントローラ、71…指令入力、9…共通母線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine power generation apparatus, 10A ... Driving instruction, 11 ... Diesel engine, 12 ... Alternator, 15 ... Generated power, 31 ... Main winding motor, 32 ... Traveling motor, 33 ... Traverse motor, 41-44 ... Inverter, 5 ... Discharge device, 6 ... Power storage device, 7 ... Controller, 71 ... Command input, 9 ... Common bus.

Claims (5)

  1. エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給するエンジン発電装置と、
    前記発電電力または前記電動機からの回生電力を蓄電し、前記電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に前記電動機へ供給する蓄電装置と、
    当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラと
    を備え、
    前記蓄電装置は、前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を発電可能な最低速度から最高速度へ加速するのに必要な電力を蓄電するための蓄電容量を有する
    ことを特徴とするクレーン装置。
    An engine generator for supplying generated electric power obtained by driving the generator with an engine to an electric motor for loading and unloading luggage;
    A power storage device that stores the generated power or regenerative power from the motor, and supplies the stored power to the motor in an auxiliary manner during operation of the motor;
    A controller for controlling the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device,
    The crane device, wherein the power storage device has a power storage capacity for storing electric power necessary to accelerate an engine rotation speed of the engine power generation device from a lowest speed capable of power generation to a maximum speed.
  2. エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給するエンジン発電装置と、
    前記発電電力または前記電動機からの回生電力を蓄電し、前記電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に前記電動機へ供給する蓄電装置と、
    当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラと
    を備え、
    前記コントローラは、前記エンジン発電装置に対する任意の加速における加速開始時の回転速度と加速終了時の回転速度の差と前記エンジン発電装置の慣性モーメントとから加速用電力を算出し、この加速用電力と前記蓄電電力の残量との比較結果に基づいて前記エンジン回転速度を制御することを特徴とするクレーン装置。
    An engine generator for supplying generated electric power obtained by driving the generator with an engine to an electric motor for loading and unloading luggage;
    A power storage device that stores the generated power or regenerative power from the motor, and supplies the stored power to the motor in an auxiliary manner during operation of the motor;
    A controller for controlling the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device,
    The controller calculates acceleration power from a difference between a rotation speed at the start of acceleration and a rotation speed at the end of acceleration in an arbitrary acceleration with respect to the engine power generation apparatus, and an inertia moment of the engine power generation apparatus. The crane apparatus that controls the engine rotation speed based on a comparison result with the remaining amount of the stored power.
  3. 請求項2に記載のクレーン装置において、
    前記コントローラは、当該加速用電力が前記蓄電電力の残量より大きい場合は、前記エンジン発電装置の回転速度を所定の蓄電回転速度以上に維持し、当該加速用電力が前記蓄電電力の残量以下の場合は、当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン回転速度を制御することを特徴とするクレーン装置。
    The crane apparatus according to claim 2,
    When the acceleration power is greater than the remaining amount of the stored power, the controller maintains the rotational speed of the engine power generator at a predetermined stored power rotation speed or more, and the acceleration power is equal to or less than the remaining amount of the stored power In this case, the engine speed is controlled in accordance with the operation status of the crane apparatus.
  4. エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を電動機へ供給するエンジン発電装置と、前記発電電力を一時蓄電し、前記電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に前記電動機へ供給する蓄電装置と、前記エンジン発電装置の回転速度を制御するコントローラとを備える電力供給装置で用いられるエンジン回転速度制御方法であって、
    前記コントローラにより、前記エンジン発電装置に対する任意の加速における加速開始時の回転速度と加速終了時の回転速度の差と前記エンジン発電装置の慣性モーメントとから加速用電力を算出するステップと、
    前記コントローラにより、前記加速用電力と前記蓄電電力の残量との比較結果に基づいて前記エンジン回転速度を制御するステップと
    を備えることを特徴とするエンジン回転速度制御方法。
    An engine power generation device that supplies generated electric power obtained by driving a generator with an engine to an electric motor, and a power storage device that temporarily stores the generated electric power and supplementally supplies the stored electric power to the electric motor during operation of the electric motor And an engine rotation speed control method used in a power supply device comprising a controller for controlling the rotation speed of the engine power generator,
    The controller calculates acceleration power from the difference between the rotational speed at the start of acceleration and the rotational speed at the end of acceleration and the moment of inertia of the engine power generator in any acceleration with respect to the engine power generator;
    And a step of controlling the engine speed based on a comparison result between the acceleration power and the remaining amount of the stored power by the controller.
  5. 請求項4に記載のエンジン回転速度制御方法において、
    前記コントローラにより、当該加速用電力が前記蓄電電力の残量より大きい場合は、前記エンジン発電装置の回転速度を所定の蓄電回転速度以上に維持するステップと、
    前記コントローラにより、当該加速用電力が前記蓄電電力の残量以下の場合は、前記電動機の駆動状況に応じて前記エンジン回転速度を制御するステップと
    をさらに備えることを特徴とするエンジン回転速度制御方法。
    The engine rotation speed control method according to claim 4,
    When the acceleration power is greater than the remaining amount of the stored power by the controller, maintaining the rotational speed of the engine power generation device at or above a predetermined stored power rotational speed;
    The engine rotation speed control method further comprising the step of controlling the engine rotation speed in accordance with a driving situation of the electric motor when the controller uses the acceleration power to be equal to or less than the remaining amount of the stored power. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103395698A (en) * 2013-08-23 2013-11-20 徐工集团工程机械股份有限公司 Safety control method, device and system for execution actions of crawling crane
JP2014043354A (en) * 2006-10-25 2014-03-13 Yaskawa Electric Corp Crane device and control method for the same
WO2015145748A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 Crane device, power supply unit, and modification method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1193145A (en) * 1997-09-19 1999-04-06 Konoike Constr Ltd Automatic operation method for crawler crane
JP2003009308A (en) * 2001-06-22 2003-01-10 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Work machine
JP4928718B2 (en) * 2004-09-10 2012-05-09 三菱重工業株式会社 Control method for crane with engine generator and crane with engine generator
JP2006225093A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Crane device

Cited By (5)

* 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
CN103395698A (en) * 2013-08-23 2013-11-20 徐工集团工程机械股份有限公司 Safety control method, device and system for execution actions of crawling crane
CN103395698B (en) * 2013-08-23 2015-06-24 徐工集团工程机械股份有限公司 Safety control method, device and system for execution actions of crawling crane
WO2015145748A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 Crane device, power supply unit, and modification method
JPWO2015145748A1 (en) * 2014-03-28 2017-04-13 住友重機械搬送システム株式会社 Crane apparatus, power supply unit for crane apparatus, and method for remodeling crane apparatus

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