JPH09295793A - 電動式荷役装置 - Google Patents
電動式荷役装置Info
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- JPH09295793A JPH09295793A JP11259596A JP11259596A JPH09295793A JP H09295793 A JPH09295793 A JP H09295793A JP 11259596 A JP11259596 A JP 11259596A JP 11259596 A JP11259596 A JP 11259596A JP H09295793 A JPH09295793 A JP H09295793A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安定した運転を可能とすると共に、発電機及び
原動機の負荷率を向上して効率の良い運転ができ、か
つ、荷役装置の加速性能を十分に確保する。 【解決手段】発電機１で発生した電力は、ブレーカ５、
電源母線７、更にブレーカ６を経由して電動式荷役装置
１０やその他の負荷３へ送られる。逆電力リレー４は、
発電機１に逆流する電力が一定値以上になると作動して
ブレーカ５を開く働きをする。電動式荷役装置１０は、
荷役装置用制御装置８及び荷役装置電動機９からなる電
動式荷役装置本体２Ａ、フライホイール１１、フライホ
イール用制御装置１２により構成される。電動機９は、
揚荷動作期間中は機械的仕事を行なうという電動機本来
の動作、即ち、力行動作を行ない、降荷動作期間中は回
生動作を行なう。フライホイール用制御装置１２は、荷
役装置本体２Ａが揚荷動作時はフライホイール１１を発
電機動作させ、降荷動作時は電動機動作させる。
原動機の負荷率を向上して効率の良い運転ができ、か
つ、荷役装置の加速性能を十分に確保する。 【解決手段】発電機１で発生した電力は、ブレーカ５、
電源母線７、更にブレーカ６を経由して電動式荷役装置
１０やその他の負荷３へ送られる。逆電力リレー４は、
発電機１に逆流する電力が一定値以上になると作動して
ブレーカ５を開く働きをする。電動式荷役装置１０は、
荷役装置用制御装置８及び荷役装置電動機９からなる電
動式荷役装置本体２Ａ、フライホイール１１、フライホ
イール用制御装置１２により構成される。電動機９は、
揚荷動作期間中は機械的仕事を行なうという電動機本来
の動作、即ち、力行動作を行ない、降荷動作期間中は回
生動作を行なう。フライホイール用制御装置１２は、荷
役装置本体２Ａが揚荷動作時はフライホイール１１を発
電機動作させ、降荷動作時は電動機動作させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンやウイン
チ等の電動式荷役装置に関する。
チ等の電動式荷役装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動式荷役装置とは、電動機を直接の動
力源とする荷役装置を言い、電動機の機械的出力を減速
機などを介してそのまま機械的に同荷役装置を構成する
巻き上げ装置や旋回装置等に伝えて荷役動作させるもの
であり、電動機の機械的出力を油圧ポンプにより一旦油
圧力に変換して油圧モータなどの油圧機器を利用する油
圧式荷役装置と対比される。
力源とする荷役装置を言い、電動機の機械的出力を減速
機などを介してそのまま機械的に同荷役装置を構成する
巻き上げ装置や旋回装置等に伝えて荷役動作させるもの
であり、電動機の機械的出力を油圧ポンプにより一旦油
圧力に変換して油圧モータなどの油圧機器を利用する油
圧式荷役装置と対比される。
【０００３】荷役装置は、一般に、荷を吊り上げる揚荷
動作と荷を吊り下ろす降荷動作を主に繰り返すが、荷役
の作業性を十分に確保しようとすると、与えられた条件
の下での各動作の高い速度制御性能と揚荷動作から降荷
動作への、または降荷動作から揚荷動作への迅速な切り
替えが可能となる。このため、電動式荷役装置の主要構
成品である電動機とその制御装置としては、一般に、直
流電動機とサイリスタレオナード式制御装置がよく使用
されており、近年では交流機（誘導機）とインバータ式
制御装置の組み合わせも広く採用され始めている。そし
て、この何れの方式も、制動のため電動機に回生動作を
行なわせることが多い。
動作と荷を吊り下ろす降荷動作を主に繰り返すが、荷役
の作業性を十分に確保しようとすると、与えられた条件
の下での各動作の高い速度制御性能と揚荷動作から降荷
動作への、または降荷動作から揚荷動作への迅速な切り
替えが可能となる。このため、電動式荷役装置の主要構
成品である電動機とその制御装置としては、一般に、直
流電動機とサイリスタレオナード式制御装置がよく使用
されており、近年では交流機（誘導機）とインバータ式
制御装置の組み合わせも広く採用され始めている。そし
て、この何れの方式も、制動のため電動機に回生動作を
行なわせることが多い。
【０００４】ここで回生動作とは、揚荷動作中の減速時
や降荷動作時に荷から受ける力を利用して電動機を発電
機として動作させ、しかも、その発生電力を１次電源側
へと返しながら、適切な制動力を得るものである。従っ
て、回生動作の特徴は、良好な操作性と、荷の持ってい
た運動エネルギー及び位置エネルギーを電力の形で電源
側へ返還するという省エネルギー効果にあると言える。
や降荷動作時に荷から受ける力を利用して電動機を発電
機として動作させ、しかも、その発生電力を１次電源側
へと返しながら、適切な制動力を得るものである。従っ
て、回生動作の特徴は、良好な操作性と、荷の持ってい
た運動エネルギー及び位置エネルギーを電力の形で電源
側へ返還するという省エネルギー効果にあると言える。
【０００５】図５は、従来の電動式荷役装置を使用した
場合の単線電気系統図の一例であって、複数の発電機１
で発生した電力は、それぞれブレーカ５、電源母線７、
更にブレーカ６を経由して制御装置８及び荷役装置電動
機９からなる電動式荷役装置２やその他の負荷３へ送ら
れる。また、逆電力リレー４は、発電機１の保護のた
め、発電機１に逆流する電力が一定値以上になると作動
してブレーカ５を開く働きをする。なお、図５では複数
の発電機１がブレーカ５を介して電源母線７に並列に接
続されている場合を示したが、発電機１が１台だけの場
合もある。
場合の単線電気系統図の一例であって、複数の発電機１
で発生した電力は、それぞれブレーカ５、電源母線７、
更にブレーカ６を経由して制御装置８及び荷役装置電動
機９からなる電動式荷役装置２やその他の負荷３へ送ら
れる。また、逆電力リレー４は、発電機１の保護のた
め、発電機１に逆流する電力が一定値以上になると作動
してブレーカ５を開く働きをする。なお、図５では複数
の発電機１がブレーカ５を介して電源母線７に並列に接
続されている場合を示したが、発電機１が１台だけの場
合もある。
【０００６】次に図６は、図５で説明した従来の電動式
荷役装置において、揚荷動作と降荷動作を一定周期で繰
り返す場合の電源側から見た電動式荷役装置の消費電力
の変化を表したものであり、横軸は時間を縦軸は消費電
力を示している。ここで、説明を分り易くするため縦軸
に無単位の数値を示した。なお、数値の大きさについて
は後に説明する。
荷役装置において、揚荷動作と降荷動作を一定周期で繰
り返す場合の電源側から見た電動式荷役装置の消費電力
の変化を表したものであり、横軸は時間を縦軸は消費電
力を示している。ここで、説明を分り易くするため縦軸
に無単位の数値を示した。なお、数値の大きさについて
は後に説明する。
【０００７】また、消費電力の大きさと動作時間及び周
期は一定であり、揚荷動作時間と降荷動作時間は互いに
等しいものとし、かつ、動作停止時間は無視した。そし
て、電動式荷役装置の電動機９は、揚荷動作期間中は機
械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわち、
力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行なっ
ているので、電動式荷役装置２の消費電力は力行動作期
間中は、降荷動作（回生動作）期間中は負となる。但
し、揚荷動作中、減速時の回生動作については回生動作
時間が短いと考えられるので無視した。
期は一定であり、揚荷動作時間と降荷動作時間は互いに
等しいものとし、かつ、動作停止時間は無視した。そし
て、電動式荷役装置の電動機９は、揚荷動作期間中は機
械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわち、
力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行なっ
ているので、電動式荷役装置２の消費電力は力行動作期
間中は、降荷動作（回生動作）期間中は負となる。但
し、揚荷動作中、減速時の回生動作については回生動作
時間が短いと考えられるので無視した。
【０００８】次に、上記の揚荷動作（力行動作）期間中
の消費電力と降荷動作（回生動作）期間中の各消費電力
の大きさについて定量的に考察する。電動式荷役装置２
の消費電力とは同装置の荷役装置用制御装置８への１次
電源側からの供給電力に他ならない。従って、揚荷動作
（力行動作）期間中のこの供給電力の大きさをＰ１０と
すると、電動式荷役装置２の機械的出力（大きさをＰ１
１とする）は、Ｐ１０に下記の効率を掛けたものに等し
い。
の消費電力と降荷動作（回生動作）期間中の各消費電力
の大きさについて定量的に考察する。電動式荷役装置２
の消費電力とは同装置の荷役装置用制御装置８への１次
電源側からの供給電力に他ならない。従って、揚荷動作
（力行動作）期間中のこの供給電力の大きさをＰ１０と
すると、電動式荷役装置２の機械的出力（大きさをＰ１
１とする）は、Ｐ１０に下記の効率を掛けたものに等し
い。
【０００９】(1) 制御装置８の電力変換効率＝０．９ (2) 電動機９の電力／機械的出力変換効率＝０．９ (3) 電動式荷役装置２の機械効率＝０．８ ただし、各効率については上記のように現状において概
ね妥当と考えられる値を採用した。従って、 Ｐ１１＝Ｐ１０×０．９×０．９×０．８ ＝Ｐ１０×０．６５ ・・・・・（１） となる。
ね妥当と考えられる値を採用した。従って、 Ｐ１１＝Ｐ１０×０．９×０．９×０．８ ＝Ｐ１０×０．６５ ・・・・・（１） となる。
【００１０】そして、この機械的出力Ｐ１１の作用によ
って荷は一定の揚程だけ吊り上げられ位置エネルギーを
増加させたと言える。つまり、揚荷動作期間の時間の長
さをＴ、位置エネルギーの増加分をＥとすると、 Ｅ＝Ｐ１１×Ｔ ・・・・・（２） である。
って荷は一定の揚程だけ吊り上げられ位置エネルギーを
増加させたと言える。つまり、揚荷動作期間の時間の長
さをＴ、位置エネルギーの増加分をＥとすると、 Ｅ＝Ｐ１１×Ｔ ・・・・・（２） である。
【００１１】一方、降荷動作について考えると、揚程は
揚荷動作の場合と等しいと仮定したから降荷動作により
荷の位置エネルギーはＥだけ減少する。降荷動作期間
中、回生動作により荷は発電機を駆動するための電力源
として作用していると考えることができるので、この動
力源としての荷の出力の大きさをＰ２１とすると、 Ｅ＝Ｐ２１×Ｔ ・・・・・（３） となる。ただし、降荷動作期間の時間の長さも揚荷動作
の場合と等しくＴであるとした。従って、（２）式と
（３）式から、 Ｐ１１＝Ｐ２１ ・・・・・（４） である。
揚荷動作の場合と等しいと仮定したから降荷動作により
荷の位置エネルギーはＥだけ減少する。降荷動作期間
中、回生動作により荷は発電機を駆動するための電力源
として作用していると考えることができるので、この動
力源としての荷の出力の大きさをＰ２１とすると、 Ｅ＝Ｐ２１×Ｔ ・・・・・（３） となる。ただし、降荷動作期間の時間の長さも揚荷動作
の場合と等しくＴであるとした。従って、（２）式と
（３）式から、 Ｐ１１＝Ｐ２１ ・・・・・（４） である。
【００１２】そして、この出力Ｐ２１は、滑車や減速機
などの機械部品を経由して電動機９へ伝わり、電動機９
が発電機として動作することにより電力に変換されて、
結局、制御装置８の１次電源入力端に回生電力（大きさ
をＰ２０とする）となって現れる。従って、回生電力Ｐ
２０はＰ２１に下記の効率を掛けたものに等しい。
などの機械部品を経由して電動機９へ伝わり、電動機９
が発電機として動作することにより電力に変換されて、
結局、制御装置８の１次電源入力端に回生電力（大きさ
をＰ２０とする）となって現れる。従って、回生電力Ｐ
２０はＰ２１に下記の効率を掛けたものに等しい。
【００１３】 １）電動式荷役装置２の機械効率＝０．８ ２）電動機９の機械的入力／電力変換効率＝０．９ ３）制御装置８の電力変換効率＝０．９ ここで各効率の値は、揚荷動作時と同様に現状において
概ね妥当と考えられる値を採用した。
概ね妥当と考えられる値を採用した。
【００１４】従って、 Ｐ２０＝Ｐ２１×０．８×０．９×０．９ ＝Ｐ２１×０．６５ ・・・・・（５） となる。制御回路等で消費する電力は小さいので無視す
ると、降荷動作期間中の電動式荷役装置２の消費電力と
この回生電力Ｐ２０に他ならない。
ると、降荷動作期間中の電動式荷役装置２の消費電力と
この回生電力Ｐ２０に他ならない。
【００１５】従って、（１）、（４）、（５）式から、 Ｐ２０＝Ｐ１１×０．６５ ＝Ｐ１０×０．６５2 ＝Ｐ１０×０．４２ ・・・・・（６） となる。
【００１６】図６では揚荷動作期間中の消費電力の大き
さＰ１０＝２０としたので、降荷動作期間中の消費電力
の大きさＰ２０は、（６）式から Ｐ２０＝２０×０．４２＝８．４ ・・・・・（７） となる。（但し、Ｐ２０は回生電力であり電力の流れる
方向が逆であるので、図６では負符号を付して示し
た。） 図７は、同じ電源から給電されているその他の負荷の消
費電力を示したものであり、簡単のため、時間にかかわ
らず一定とし、大きさは仮に１０とした。図８は、従来
の電動式荷役装置の消費電力とその他の負荷の消費電力
の合計を示しており、図６と図７を重ね合わせたものに
等しい。
さＰ１０＝２０としたので、降荷動作期間中の消費電力
の大きさＰ２０は、（６）式から Ｐ２０＝２０×０．４２＝８．４ ・・・・・（７） となる。（但し、Ｐ２０は回生電力であり電力の流れる
方向が逆であるので、図６では負符号を付して示し
た。） 図７は、同じ電源から給電されているその他の負荷の消
費電力を示したものであり、簡単のため、時間にかかわ
らず一定とし、大きさは仮に１０とした。図８は、従来
の電動式荷役装置の消費電力とその他の負荷の消費電力
の合計を示しており、図６と図７を重ね合わせたものに
等しい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の問題点は
下記の３点である。 （１）従来の技術を使用している場合において、電動式
荷役装置２そのものと比較して他の負荷３の消費電力が
相対的に極めて小さい場合を考える。具体的には大きな
荷を高速で降荷するなどしてその回生電力が巨大とな
り、しかも、その他の負荷３の容量が十分には大きくな
い場合がこれに相当する。図９は、電動式荷役装置２の
消費電力であり、これは図６と全く同一であるが、その
他の負荷３の消費電力は図１０の様に大きさが「２」と
非常に小さいとする。このとき、電源側から見た負荷の
合計消費電力は図１１のように図９と図１０を重ね合わ
せたものとなるので、回生動作期間中は「−６．４」と
負となる。これは回生動作期間中に負荷側から電源側へ
電力が逆流していることを意味している。この結果、図
５で示した逆電力リレー４が作動してブレーカ５を遮断
し、発電機からの電力供給を断ってしまうので、荷役装
置の運転を継続することが不可能となる。
下記の３点である。 （１）従来の技術を使用している場合において、電動式
荷役装置２そのものと比較して他の負荷３の消費電力が
相対的に極めて小さい場合を考える。具体的には大きな
荷を高速で降荷するなどしてその回生電力が巨大とな
り、しかも、その他の負荷３の容量が十分には大きくな
い場合がこれに相当する。図９は、電動式荷役装置２の
消費電力であり、これは図６と全く同一であるが、その
他の負荷３の消費電力は図１０の様に大きさが「２」と
非常に小さいとする。このとき、電源側から見た負荷の
合計消費電力は図１１のように図９と図１０を重ね合わ
せたものとなるので、回生動作期間中は「−６．４」と
負となる。これは回生動作期間中に負荷側から電源側へ
電力が逆流していることを意味している。この結果、図
５で示した逆電力リレー４が作動してブレーカ５を遮断
し、発電機からの電力供給を断ってしまうので、荷役装
置の運転を継続することが不可能となる。
【００１８】（２）図８または図１１を見ると分かるよ
うに、電源側から見た負荷の消費電力は荷役装置の運転
状態にしたがい大きく変動する。すなわち、消費電力の
最大値と最小値の差が極めて大きい。これは荷役装置一
般に特徴的な現象である。このような場合、電源である
発電機及び発電機を駆動する原動機の容量は、揚荷動作
期間中間最大消費電力をもとに決定しなければならずそ
の結果、平均消費電力に比べて過大な容量を選定せざる
を得なくなる。これは発電機及び原動機の負荷率が低い
ことを意味し、発電機及び原動機の効率という観点から
見て悪い条件で使用せざるを得ないことになる。
うに、電源側から見た負荷の消費電力は荷役装置の運転
状態にしたがい大きく変動する。すなわち、消費電力の
最大値と最小値の差が極めて大きい。これは荷役装置一
般に特徴的な現象である。このような場合、電源である
発電機及び発電機を駆動する原動機の容量は、揚荷動作
期間中間最大消費電力をもとに決定しなければならずそ
の結果、平均消費電力に比べて過大な容量を選定せざる
を得なくなる。これは発電機及び原動機の負荷率が低い
ことを意味し、発電機及び原動機の効率という観点から
見て悪い条件で使用せざるを得ないことになる。
【００１９】（３）一般に電源電圧は負荷の変動により
変化するものであり、負荷が増加すれば電圧は低下し、
減少すれば上昇する。特に負荷の過大な瞬時増加による
電源電圧の瞬時低下は、電気部品の誤動作を招いたり証
明のちらつき（フリッカ）を発生させたりする。
変化するものであり、負荷が増加すれば電圧は低下し、
減少すれば上昇する。特に負荷の過大な瞬時増加による
電源電圧の瞬時低下は、電気部品の誤動作を招いたり証
明のちらつき（フリッカ）を発生させたりする。
【００２０】一方、荷役装置の場合、揚荷動作と降荷動
作を頻繁に繰り返すので、このような電源電圧の瞬時低
下による影響は大きい。しかも、特に揚荷動作を開始す
るとき、所定の時間以内に必要な動作速度を得るため、
即ち、十分な加速トルクを得るため、起動直後の短時
間、電動機の電流を定常状態の電流より大きな値とする
必要がある。従って、揚荷動作を開始直後の荷役装置の
消費電力、特に無効電力は、実際には図６、図９で表現
したものよりはるかに大きくなり、しかも電源電圧の負
荷の消費電力のうち特にその無効電力分に大きく左右さ
れるので、瞬時電圧低下に大きな影響を及ぼす。このた
め、電動機や制御装置の短時間過負荷耐量などが十分で
あっても、電源電圧の瞬時低下が大き過ぎて実際の運転
に支障が生じると、荷役装置の加速性能を十分に確保す
ることが出来なくなる。
作を頻繁に繰り返すので、このような電源電圧の瞬時低
下による影響は大きい。しかも、特に揚荷動作を開始す
るとき、所定の時間以内に必要な動作速度を得るため、
即ち、十分な加速トルクを得るため、起動直後の短時
間、電動機の電流を定常状態の電流より大きな値とする
必要がある。従って、揚荷動作を開始直後の荷役装置の
消費電力、特に無効電力は、実際には図６、図９で表現
したものよりはるかに大きくなり、しかも電源電圧の負
荷の消費電力のうち特にその無効電力分に大きく左右さ
れるので、瞬時電圧低下に大きな影響を及ぼす。このた
め、電動機や制御装置の短時間過負荷耐量などが十分で
あっても、電源電圧の瞬時低下が大き過ぎて実際の運転
に支障が生じると、荷役装置の加速性能を十分に確保す
ることが出来なくなる。
【００２１】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、回生動作期間中の逆電力の発生を防止して
安定した運転が可能となると共に、発電機及び原動機の
負荷率を向上して効率の良い運転ができ、かつ、荷役装
置の加速性能を十分に確保し得る電動式荷役装置を提供
することを目的とする。
れたもので、回生動作期間中の逆電力の発生を防止して
安定した運転が可能となると共に、発電機及び原動機の
負荷率を向上して効率の良い運転ができ、かつ、荷役装
置の加速性能を十分に確保し得る電動式荷役装置を提供
することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は、荷役装置電動
機及びこの電動機を制御する荷役装置用制御装置からな
る電動式荷役装置本体と、フライホイール式エネルギー
蓄積装置と、上記荷役装置用制御装置の動作に従って上
記フライホイール式エネルギー蓄積装置を制御するフラ
イホイール用制御装置とを具備し、上記フライホイール
用制御装置は、上記荷役装置本体が揚荷動作時は上記フ
ライホイール式エネルギー蓄積装置を発電機動作させ、
降荷動作時は電動機動作させることを特徴とする。
機及びこの電動機を制御する荷役装置用制御装置からな
る電動式荷役装置本体と、フライホイール式エネルギー
蓄積装置と、上記荷役装置用制御装置の動作に従って上
記フライホイール式エネルギー蓄積装置を制御するフラ
イホイール用制御装置とを具備し、上記フライホイール
用制御装置は、上記荷役装置本体が揚荷動作時は上記フ
ライホイール式エネルギー蓄積装置を発電機動作させ、
降荷動作時は電動機動作させることを特徴とする。
【００２３】（作用）フライホイール式エネルギー蓄積
装置（以下、フライホイールと略称する）とは、一般の
電動機や発電機と同様の回転電気機械であるが、回転子
の慣性モーメントを大きくする等によってエネルギーを
回転の運転エネルギーの形で蓄積し、かつ必要に応じて
電力の蓄積エネルギーを外部へ放出することを主目的と
するものである。すなわち、フライホイールに外部から
電力を供給して電動機として動作させると、回転子は加
速しながら運動エネルギーを蓄積（増加）してゆく。ま
た、逆に、発電機として動作させると、回転子は減速し
ながら発生した電力を電源側へ戻すことにより運動エネ
ルギー（蓄積エネルギー）を放出（減少）する。このよ
うに、フライホイールは回転電気機械の一種であって、
回転の運動エネルギーの形でエネルギーを蓄積するの
で、他のエネルギー蓄積装置と比較するとエネルギーの
蓄積及び放出を高速に行なえるという長所を有する。
装置（以下、フライホイールと略称する）とは、一般の
電動機や発電機と同様の回転電気機械であるが、回転子
の慣性モーメントを大きくする等によってエネルギーを
回転の運転エネルギーの形で蓄積し、かつ必要に応じて
電力の蓄積エネルギーを外部へ放出することを主目的と
するものである。すなわち、フライホイールに外部から
電力を供給して電動機として動作させると、回転子は加
速しながら運動エネルギーを蓄積（増加）してゆく。ま
た、逆に、発電機として動作させると、回転子は減速し
ながら発生した電力を電源側へ戻すことにより運動エネ
ルギー（蓄積エネルギー）を放出（減少）する。このよ
うに、フライホイールは回転電気機械の一種であって、
回転の運動エネルギーの形でエネルギーを蓄積するの
で、他のエネルギー蓄積装置と比較するとエネルギーの
蓄積及び放出を高速に行なえるという長所を有する。
【００２４】上記のように電動式荷役装置が揚荷動作中
は、フライホイールは発電機動作する。すなわち、電動
式荷役装置が電力を消費する力行動作中は、フライホイ
ールは電力の供給源となる。
は、フライホイールは発電機動作する。すなわち、電動
式荷役装置が電力を消費する力行動作中は、フライホイ
ールは電力の供給源となる。
【００２５】逆に、電動式荷役装置が降荷動作中は、フ
ライホイールは電動機動作する。すなわち、電動式荷役
装置が回生電力を発生する回生動作中は、フライホイー
ルは電動機として電力を消費する。
ライホイールは電動機動作する。すなわち、電動式荷役
装置が回生電力を発生する回生動作中は、フライホイー
ルは電動機として電力を消費する。
【００２６】以上の結果から、フライホイールの消費電
力の変化は図３の様になる。このとき、その他の負荷の
消費電力は図１０と同じであるとすると、電源側から見
た全負荷の消費電力（合計）の変化の様子は図４のよう
になる。図４は図３と図１１を重ね合わせたものに等し
い。従って、回生動作期間中に消費電力の値が負となる
ことはない。すなわち、逆電力は発生しないので、安定
した運転が可能となる。
力の変化は図３の様になる。このとき、その他の負荷の
消費電力は図１０と同じであるとすると、電源側から見
た全負荷の消費電力（合計）の変化の様子は図４のよう
になる。図４は図３と図１１を重ね合わせたものに等し
い。従って、回生動作期間中に消費電力の値が負となる
ことはない。すなわち、逆電力は発生しないので、安定
した運転が可能となる。
【００２７】図４を図８または図１１と比較すると分か
るように、本発明を採用することにより電源側から見た
全負荷の消費電力の脈動が少なくなっている。即ち、負
荷が平準化されている。従って、電源の発電機及び発電
機を駆動する原動機の容量は従来よりはるかに小さいピ
ーク電力を基準に決定すればよいので、発電機及び原動
機の負荷率は向上し、効率の良い運転が可能となる。
るように、本発明を採用することにより電源側から見た
全負荷の消費電力の脈動が少なくなっている。即ち、負
荷が平準化されている。従って、電源の発電機及び発電
機を駆動する原動機の容量は従来よりはるかに小さいピ
ーク電力を基準に決定すればよいので、発電機及び原動
機の負荷率は向上し、効率の良い運転が可能となる。
【００２８】また、荷役装置の運転状態に合わせてフラ
イホイールを運転するので、定常状態だけでなく瞬時動
作についても電源側から見た全負荷の消費電力の変動を
軽減することができる。従って、電源の瞬時電圧低下が
揚荷動作の加速性能を決定する支配的要因となる場合に
は、本発明は加速性能の確保に大きく寄与することがで
きる。
イホイールを運転するので、定常状態だけでなく瞬時動
作についても電源側から見た全負荷の消費電力の変動を
軽減することができる。従って、電源の瞬時電圧低下が
揚荷動作の加速性能を決定する支配的要因となる場合に
は、本発明は加速性能の確保に大きく寄与することがで
きる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。 １．機器の構成 図１は、本発明の一実施形態に係る電動式荷役装置の単
線電気系統図である。同図に示すように複数あるいは１
台の発電機１で発生した電力は、ブレーカ５、電源母線
７、更にブレーカ６を経由して電動式荷役装置１０やそ
の他の負荷３へ送られる。また、逆電力リレー４は、発
電機１の保護のため、発電機１に逆流する電力が一定値
以上になると作動してブレーカ５を開く働きをする。上
記電動式荷役装置１０は、荷役装置用制御装置８及び荷
役装置電動機９からなる電動式荷役装置本体２Ａ、フラ
イホイール式エネルギー蓄積装置（以下、フライホイー
ルと略称する）１１、フライホイール用制御装置１２に
より構成されている。上記電動機９は、揚荷動作期間中
は機械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわ
ち、力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行
なう。
実施形態を説明する。 １．機器の構成 図１は、本発明の一実施形態に係る電動式荷役装置の単
線電気系統図である。同図に示すように複数あるいは１
台の発電機１で発生した電力は、ブレーカ５、電源母線
７、更にブレーカ６を経由して電動式荷役装置１０やそ
の他の負荷３へ送られる。また、逆電力リレー４は、発
電機１の保護のため、発電機１に逆流する電力が一定値
以上になると作動してブレーカ５を開く働きをする。上
記電動式荷役装置１０は、荷役装置用制御装置８及び荷
役装置電動機９からなる電動式荷役装置本体２Ａ、フラ
イホイール式エネルギー蓄積装置（以下、フライホイー
ルと略称する）１１、フライホイール用制御装置１２に
より構成されている。上記電動機９は、揚荷動作期間中
は機械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわ
ち、力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行
なう。
【００３０】フライホイール１１とフライホイール用制
御装置１２は、荷役装置本体２Ａの場合と同様に、例え
ば直流電動機とサイリスタレオナード式制御装置あるい
は交流機（誘導機）とインバータ式制御装置などの組み
合わせを選択して実現することができる。
御装置１２は、荷役装置本体２Ａの場合と同様に、例え
ば直流電動機とサイリスタレオナード式制御装置あるい
は交流機（誘導機）とインバータ式制御装置などの組み
合わせを選択して実現することができる。
【００３１】次に、図２は本発明による電動式荷役装置
１０の構成を制御ブロック図の形で表現したものであ
る。図２に示すように制御装置８に消費電力検出器２０
が接続される。この消費電力検出器２０は、電動式荷役
装置本体２Ａの中に付加されて荷役装置本体２Ａの各瞬
間の消費電力の大きさを検出する。消費電力検出器２０
の検出出力は、消費電力信号としてフライホイール用制
御装置１２へ送られる。なお、消費電力検出器２０は、
荷役装置本体２Ａの電動機端子電圧や同電動機の電流な
どをもとに従来の公知の技術を利用して消費電力を検出
する。この消費電力信号の値は荷役装置本体２Ａが力行
運転時（即ち、電力を消費している場合）は正、回生運
転時（即ち、電力を発生している場合）は負とする。
１０の構成を制御ブロック図の形で表現したものであ
る。図２に示すように制御装置８に消費電力検出器２０
が接続される。この消費電力検出器２０は、電動式荷役
装置本体２Ａの中に付加されて荷役装置本体２Ａの各瞬
間の消費電力の大きさを検出する。消費電力検出器２０
の検出出力は、消費電力信号としてフライホイール用制
御装置１２へ送られる。なお、消費電力検出器２０は、
荷役装置本体２Ａの電動機端子電圧や同電動機の電流な
どをもとに従来の公知の技術を利用して消費電力を検出
する。この消費電力信号の値は荷役装置本体２Ａが力行
運転時（即ち、電力を消費している場合）は正、回生運
転時（即ち、電力を発生している場合）は負とする。
【００３２】次に、フライホイール用制御装置１２は、
荷役装置基準電力設定器２１、フライホイール基準電力
設定器２２、減算器２３、減算器２４、増幅器２５、駆
動回路２６から成り、まず減算器２３において、消費電
力検出器２０からの消費電力信号と荷役装置基準電力設
定器２１による設定信号との差（これを偏差信号１とす
る）を検出する。次に、減算器２４において、偏差信号
１とフライホイール基準電力設定器２２との差（これを
偏差信号２とする）を検出し、偏差信号２を増幅器２５
経由、駆動回路２６へ伝え、フライホイール１１を運転
制御する。ここで、増幅器２５は偏差信号２の大きさや
位相を適切に調整して良好な制御特性を得るためのもの
である。
荷役装置基準電力設定器２１、フライホイール基準電力
設定器２２、減算器２３、減算器２４、増幅器２５、駆
動回路２６から成り、まず減算器２３において、消費電
力検出器２０からの消費電力信号と荷役装置基準電力設
定器２１による設定信号との差（これを偏差信号１とす
る）を検出する。次に、減算器２４において、偏差信号
１とフライホイール基準電力設定器２２との差（これを
偏差信号２とする）を検出し、偏差信号２を増幅器２５
経由、駆動回路２６へ伝え、フライホイール１１を運転
制御する。ここで、増幅器２５は偏差信号２の大きさや
位相を適切に調整して良好な制御特性を得るためのもの
である。
【００３３】［２．制御の方法］ ［２−１．荷役装置基準電力］荷役装置基準電力設定器
２１で設定する荷役装置基準電力とは、揚荷動作と降荷
動作の繰り返し周期や各動作の速度分布など（すなわ
ち、いわゆる荷役サイクル）をあらかじめ推定して決定
するものであり、荷役装置の平均消費電力の目安を与え
る。そして、これは実際の荷役運転に入る前に設定して
おくものであり、具体的な算出方法は下記のとおりであ
る。すなわち、 荷の大きさ（重量）＝ｗ 揚荷時の平均速度推定値＝ｖU 降荷時の平均速度推定値＝ｖD 電動機９の効率 ＝ηM 制御装置８の効率 ＝ηC とすると、 （１）揚荷動作（力行動作）時 荷役装置基準電力Ｐa1＝ｗ×ｖU ／（ηM ×ηC ） （＞０）・・・（８） （２）降荷動作（回生動作）時 荷役装置基準電力Ｐa2＝ｗ×ｖD ×ηM ×ηC （＜０） ・・・（９） のように決定する。ここで、回生動作時の荷役装置基準
電力Ｐa2は負荷側から電源へ逆流するので、負符号を付
け負値とした。
２１で設定する荷役装置基準電力とは、揚荷動作と降荷
動作の繰り返し周期や各動作の速度分布など（すなわ
ち、いわゆる荷役サイクル）をあらかじめ推定して決定
するものであり、荷役装置の平均消費電力の目安を与え
る。そして、これは実際の荷役運転に入る前に設定して
おくものであり、具体的な算出方法は下記のとおりであ
る。すなわち、 荷の大きさ（重量）＝ｗ 揚荷時の平均速度推定値＝ｖU 降荷時の平均速度推定値＝ｖD 電動機９の効率 ＝ηM 制御装置８の効率 ＝ηC とすると、 （１）揚荷動作（力行動作）時 荷役装置基準電力Ｐa1＝ｗ×ｖU ／（ηM ×ηC ） （＞０）・・・（８） （２）降荷動作（回生動作）時 荷役装置基準電力Ｐa2＝ｗ×ｖD ×ηM ×ηC （＜０） ・・・（９） のように決定する。ここで、回生動作時の荷役装置基準
電力Ｐa2は負荷側から電源へ逆流するので、負符号を付
け負値とした。
【００３４】［２−２．フライホイール基準電力］フラ
イホイール基準電力設定器２２で設定するフライホイー
ル基準電力とは、荷役装置基準電力の場合と同様に、予
め推定した荷役サイクルにもとづき算出するものであ
り、フライホイール１１の実際の消費電力がこのフライ
ホイール基準電力に等しくなるようにフライホイール１
１を運転制御しようとするものである。そして、このフ
ライホイール基準電力値Ｐb1、Ｐb2は、荷役装置基準電
力の場合と同様に実際の荷役運転に入る前に設定してお
くものである。フライホイール基準電力の具体的な決定
方法は、下記のようにまず荷役装置本体２Ａが降荷動作
（回生動作）している場合のフライホイール基準電力値
Ｐb2を決定し、次にその揚荷動作（力行動作）時のフラ
イホイール基準電力値Ｐb1を求める。
イホイール基準電力設定器２２で設定するフライホイー
ル基準電力とは、荷役装置基準電力の場合と同様に、予
め推定した荷役サイクルにもとづき算出するものであ
り、フライホイール１１の実際の消費電力がこのフライ
ホイール基準電力に等しくなるようにフライホイール１
１を運転制御しようとするものである。そして、このフ
ライホイール基準電力値Ｐb1、Ｐb2は、荷役装置基準電
力の場合と同様に実際の荷役運転に入る前に設定してお
くものである。フライホイール基準電力の具体的な決定
方法は、下記のようにまず荷役装置本体２Ａが降荷動作
（回生動作）している場合のフライホイール基準電力値
Ｐb2を決定し、次にその揚荷動作（力行動作）時のフラ
イホイール基準電力値Ｐb1を求める。
【００３５】（１）荷役装置本体２Ａが降荷動作（回生
動作）している場合 フライホイール基準電力Ｐb2は荷役装置基準電力Ｐa2の
絶対値に等しくとる。すなわち、 Ｐb2＝｜Ｐa2｜ （＞０） ・・・・・（１０） とする。
動作）している場合 フライホイール基準電力Ｐb2は荷役装置基準電力Ｐa2の
絶対値に等しくとる。すなわち、 Ｐb2＝｜Ｐa2｜ （＞０） ・・・・・（１０） とする。
【００３６】荷役装置本体２Ａが降荷動作時は、フライ
ホイール１１は電動機動作するので、Ｐb2を（７）式の
ように設定することは、荷役装置本体２Ａの回生電力に
等しい電力でフライホイール１１を電動機運転しようと
することを意味する。そして、１回の降荷動作時間の平
均値をｔ2 、時間ｔ2 の間にフライホイール１１に蓄積
された運動エネルギーをＷとすると、 Ｗ＝Ｐb2×ｔ2 ×ηFM ・・・・・（１１） となる。ただし、ηFMはフライホイール１１の電動機と
しての効率である。
ホイール１１は電動機動作するので、Ｐb2を（７）式の
ように設定することは、荷役装置本体２Ａの回生電力に
等しい電力でフライホイール１１を電動機運転しようと
することを意味する。そして、１回の降荷動作時間の平
均値をｔ2 、時間ｔ2 の間にフライホイール１１に蓄積
された運動エネルギーをＷとすると、 Ｗ＝Ｐb2×ｔ2 ×ηFM ・・・・・（１１） となる。ただし、ηFMはフライホイール１１の電動機と
しての効率である。
【００３７】（２）荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力行
動作）している場合 荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力行動作）中、フライホ
イール１１は発電機動作する。そして、１回の揚荷動作
期間中に（８）式のｗに等しい運動エネルギーをフライ
ホイール１１から放出するよう制御するものとする。従
って、このときのフライホイール基準電力をＰb1、１回
の揚荷動作時間の平均値をｔ1 、フライホイール１１の
発電機としての効率をηFGとすると、次式が成り立つ。
動作）している場合 荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力行動作）中、フライホ
イール１１は発電機動作する。そして、１回の揚荷動作
期間中に（８）式のｗに等しい運動エネルギーをフライ
ホイール１１から放出するよう制御するものとする。従
って、このときのフライホイール基準電力をＰb1、１回
の揚荷動作時間の平均値をｔ1 、フライホイール１１の
発電機としての効率をηFGとすると、次式が成り立つ。
【００３８】 Ｗ＝（Ｐb1×ｔ1 ）／ηFG ・・・・・（１２） 従って、（８）、（９）式から、 Ｐb1＝Ｐb2×（ｔ2 ／ｔ1 ）×ηFM×ηFG・・・（１３） となる。
【００３９】［２−３．各構成要素の動作］次に、図２
に基づき各構成要素の動作を説明する。まず、各信号の
記号を下記の通り定める。
に基づき各構成要素の動作を説明する。まず、各信号の
記号を下記の通り定める。
【００４０】荷役装置本体２Ａの消費電力（即ち、消費
電力検出器２０の出力）：Ｐ0 偏差信号１：Ｄ１ 偏差信号２：Ｄ２ （１）荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力行動作）する場
合 (a) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷役装置基準電
力Ｐa1より大きい場合 偏差Ｄ１＝Ｐa1−Ｐ0 ＜０ であるから、 偏差Ｄ２＝Ｐb1−Ｄ１＞Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1より大きいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1より大きな出力で発電機運転を行なう。
電力検出器２０の出力）：Ｐ0 偏差信号１：Ｄ１ 偏差信号２：Ｄ２ （１）荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力行動作）する場
合 (a) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷役装置基準電
力Ｐa1より大きい場合 偏差Ｄ１＝Ｐa1−Ｐ0 ＜０ であるから、 偏差Ｄ２＝Ｐb1−Ｄ１＞Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1より大きいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1より大きな出力で発電機運転を行なう。
【００４１】(b) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷
役装置基準電力Ｐa1より小さい場合 Ｄ１＞０ であるから、 Ｄ２＜Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1より小さいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1より小さな出力で発電機運転を行なう。
役装置基準電力Ｐa1より小さい場合 Ｄ１＞０ であるから、 Ｄ２＜Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1より小さいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1より小さな出力で発電機運転を行なう。
【００４２】(c) 荷役装置本体２Ａの消費電力が荷役装
置基準電力と等しい場合 Ｄ１＝０ であるから、 Ｄ２＝Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1と等しいので、フライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1と等しい出力で発電機運転を行なう。
置基準電力と等しい場合 Ｄ１＝０ であるから、 Ｄ２＝Ｐb1 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b1と等しいので、フライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb1と等しい出力で発電機運転を行なう。
【００４３】（２）荷役装置本体２Ａが降荷動作（回生
動作）する場合 (a) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷役装置基準電
力Ｐa2より大きい場合 偏差Ｄ１＝Ｐa2−Ｐ0 ＜０ であるから、 偏差Ｄ２＝Ｐb2−Ｄ１＞Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2より大きいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2より大きな出力で電動機運転を行なう。
動作）する場合 (a) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷役装置基準電
力Ｐa2より大きい場合 偏差Ｄ１＝Ｐa2−Ｐ0 ＜０ であるから、 偏差Ｄ２＝Ｐb2−Ｄ１＞Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2より大きいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2より大きな出力で電動機運転を行なう。
【００４４】(b) 荷役装置本体２Ａの消費電力Ｐ0 が荷
役装置基準電力Ｐa2より小さい場合 Ｄ１＞０ であるから、 Ｄ２＜Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2より小さいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2より小さな出力で電動機運転を行なう。
役装置基準電力Ｐa2より小さい場合 Ｄ１＞０ であるから、 Ｄ２＜Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2より小さいのでフライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2より小さな出力で電動機運転を行なう。
【００４５】(c) 荷役装置本体２Ａの消費電力が荷役装
置基準電力と等しい場合 Ｄ１＝０ であるから、 Ｄ２＝Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2と等しいので、フライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2と等しい出力で電動機運転を行なう。
置基準電力と等しい場合 Ｄ１＝０ であるから、 Ｄ２＝Ｐb2 となる。従って、偏差Ｄ２はフライホイール基準電力Ｐ
b2と等しいので、フライホイール１１はフライホイール
基準電力Ｐb2と等しい出力で電動機運転を行なう。
【００４６】
【発明の効果】本発明により下記の効果を得ることがで
きる。 （１）図３は、電動式荷役装置本体２Ａが図６または図
９のように運転中に、これに合わせ本発明に基づきフラ
イホイール１１を運転制御した場合のフライホイール１
１の消費電力の変化を示すものである。ここで、消費電
力が正の部分はフライホイール１１が電動機として動作
していることを示し、このとき荷役装置本体２Ａは降荷
動作（回生動作）している。また、消費電力が負の部分
はフライホイール１１は発電機として動作しており、荷
役装置本体２Ａは揚荷動作（力行動作）中である。
きる。 （１）図３は、電動式荷役装置本体２Ａが図６または図
９のように運転中に、これに合わせ本発明に基づきフラ
イホイール１１を運転制御した場合のフライホイール１
１の消費電力の変化を示すものである。ここで、消費電
力が正の部分はフライホイール１１が電動機として動作
していることを示し、このとき荷役装置本体２Ａは降荷
動作（回生動作）している。また、消費電力が負の部分
はフライホイール１１は発電機として動作しており、荷
役装置本体２Ａは揚荷動作（力行動作）中である。
【００４７】ここで、フライホイール１１の消費電力の
大きさについて定量的に考察する。（１ａ）荷役装置本
体２Ａが降荷動作（回生動作）している場合 荷役装置本体２Ａが降荷動作（回生動作）している場
合、フライホイール１１は電動機として動作し、その基
準平均出力Ｐb2（電動機としての消費電力）は、上記
［２−２．フライホイール基準電力］の（１）項で述べ
たように荷役装置本体２Ａの基準平均消費電力Ｐa2が
（荷役装置本体２Ａの回生電力）と大きさを等しくとる
のであったから、制御装置１２の１次側入力端における
フライホイール１１の電動機運転時消費電力Ｐ３０は、
平均的には荷役装置本体２Ａの回生電力Ｐ２０に概ね等
しくなると考えられる。（７）式でＰ２０＝８．４であ
ったから、 Ｐ３０＝８．４ ・・・・・（１４） となる。
大きさについて定量的に考察する。（１ａ）荷役装置本
体２Ａが降荷動作（回生動作）している場合 荷役装置本体２Ａが降荷動作（回生動作）している場
合、フライホイール１１は電動機として動作し、その基
準平均出力Ｐb2（電動機としての消費電力）は、上記
［２−２．フライホイール基準電力］の（１）項で述べ
たように荷役装置本体２Ａの基準平均消費電力Ｐa2が
（荷役装置本体２Ａの回生電力）と大きさを等しくとる
のであったから、制御装置１２の１次側入力端における
フライホイール１１の電動機運転時消費電力Ｐ３０は、
平均的には荷役装置本体２Ａの回生電力Ｐ２０に概ね等
しくなると考えられる。（７）式でＰ２０＝８．４であ
ったから、 Ｐ３０＝８．４ ・・・・・（１４） となる。
【００４８】一方、フライホイール１１が電動機動作中
のその機械的出力をフライホイール１１自身の運動エネ
ルギーの増加に直接寄与する動力と考え、これをＰ３１
とすると、Ｐ３１はＰ３０に制御装置１２の電力変換効
率とフライホイール１１の電動機効率を掛けたものとな
るので、 Ｐ３１＝８．４×０．９×０．９ ＝６．８ ・・・・・（１５） となる。但し、 制御装置１２の電力変換効率＝０．９ フライホイール１１の電動機効率＝０．９ とした。
のその機械的出力をフライホイール１１自身の運動エネ
ルギーの増加に直接寄与する動力と考え、これをＰ３１
とすると、Ｐ３１はＰ３０に制御装置１２の電力変換効
率とフライホイール１１の電動機効率を掛けたものとな
るので、 Ｐ３１＝８．４×０．９×０．９ ＝６．８ ・・・・・（１５） となる。但し、 制御装置１２の電力変換効率＝０．９ フライホイール１１の電動機効率＝０．９ とした。
【００４９】従って、降荷動作時間中のフライホイール
１１の運動エネルギーの増加量Ｗは、降荷動作時間をＴ
とすると、 Ｗ＝Ｐ３１×Ｔ ＝６．８×Ｔ ・・・・・（１６） となる。
１１の運動エネルギーの増加量Ｗは、降荷動作時間をＴ
とすると、 Ｗ＝Ｐ３１×Ｔ ＝６．８×Ｔ ・・・・・（１６） となる。
【００５０】（１ｂ）荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力
行動作）している場合荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力
行動作）している場合、荷役装置本体２Ａが降荷動作
（回生動作）中にフライホイール１１に蓄積された運動
エネルギーＷをすべて電力の形で電源側へ返すように制
御するので、このときのフライホイール１１の発電電力
の大きさを制御装置１２の１次側入力端においてＰ４
０、フライホイール１１の発電機効率を０．９、揚荷動
作時間を降荷動作時間と等しくＴとし、制御装置１２の
電力変換効率（＝０．９）を考慮すると、 Ｗ＝（Ｐ４０÷０．９÷０．９）×Ｔ・・・・・（１７） となるので、（１６）、（１７）式から、 Ｐ４０＝６．８×０．９×０．９ ＝５．４ ・・・・・（１８） となる。
行動作）している場合荷役装置本体２Ａが揚荷動作（力
行動作）している場合、荷役装置本体２Ａが降荷動作
（回生動作）中にフライホイール１１に蓄積された運動
エネルギーＷをすべて電力の形で電源側へ返すように制
御するので、このときのフライホイール１１の発電電力
の大きさを制御装置１２の１次側入力端においてＰ４
０、フライホイール１１の発電機効率を０．９、揚荷動
作時間を降荷動作時間と等しくＴとし、制御装置１２の
電力変換効率（＝０．９）を考慮すると、 Ｗ＝（Ｐ４０÷０．９÷０．９）×Ｔ・・・・・（１７） となるので、（１６）、（１７）式から、 Ｐ４０＝６．８×０．９×０．９ ＝５．４ ・・・・・（１８） となる。
【００５１】以上の結果から、ブフライホイール１１の
消費電力の変化は図３のようになる。このとき、その他
の負荷の消費電力は図１０と同じであるとすると、電源
側から見た全負荷の消費電力（合計）の変化の様子は図
４のようになる。図４は図３と図１１を重ね合わせたも
のに等しい。従って、回生動作期間中に消費電力の値が
負となることはない。すなわち、逆電力は発生しないの
で、安定した運転が可能となる。
消費電力の変化は図３のようになる。このとき、その他
の負荷の消費電力は図１０と同じであるとすると、電源
側から見た全負荷の消費電力（合計）の変化の様子は図
４のようになる。図４は図３と図１１を重ね合わせたも
のに等しい。従って、回生動作期間中に消費電力の値が
負となることはない。すなわち、逆電力は発生しないの
で、安定した運転が可能となる。
【００５２】（２）図４を図８または図１１と比較する
と分かるように、本発明を採用することにより電源側か
ら見た全負荷の消費電力の脈動が少なくなっている。即
ち、負荷が平準化されている。従って、電源の発電機及
び発電機を駆動する原動機の容量は従来よりはるかに小
さいピーク電力を基準に決定すればよいので、発電機及
び原動機の負荷率は向上し、効率の良い運転が可能とな
る。
と分かるように、本発明を採用することにより電源側か
ら見た全負荷の消費電力の脈動が少なくなっている。即
ち、負荷が平準化されている。従って、電源の発電機及
び発電機を駆動する原動機の容量は従来よりはるかに小
さいピーク電力を基準に決定すればよいので、発電機及
び原動機の負荷率は向上し、効率の良い運転が可能とな
る。
【００５３】（３）荷役装置の運転状態に合わせてフラ
イホイール１１を運転するので、定常状態だけでなく瞬
時動作についても電源側から見た全負荷の消費電力の変
動を軽減することができる。従って、電源の瞬時電圧低
下が揚荷動作の加速性能を決定する支配的要因となる場
合には、本発明は加速性能の確保に大きく寄与すること
ができる。
イホイール１１を運転するので、定常状態だけでなく瞬
時動作についても電源側から見た全負荷の消費電力の変
動を軽減することができる。従って、電源の瞬時電圧低
下が揚荷動作の加速性能を決定する支配的要因となる場
合には、本発明は加速性能の確保に大きく寄与すること
ができる。
【００５４】（４）実施の形態で述べたように、本発明
による制御方法の大きな特徴の一つは、荷役装置基準電
力とフライホイール基準電力という量を導入し、これを
基準にフライホイール１１の運転を制御することにあ
る。荷役装置は、通常、ほぼ一定の荷役サイクルに沿っ
て運転することが多い。従って、そのような場合、この
制御方法によれば、荷役サイクル全体をあらかじめ仮定
した上でフライホイール１１を運転制御するので、荷役
サイクルの途中で過大な出力で発電機運転して蓄積エネ
ルギーを放出し尽くしてしまうというような問題を防ぐ
ことができ、フライホイール１１の蓄積エネルギー容量
を過不足無く有効に利用することが可能となる。
による制御方法の大きな特徴の一つは、荷役装置基準電
力とフライホイール基準電力という量を導入し、これを
基準にフライホイール１１の運転を制御することにあ
る。荷役装置は、通常、ほぼ一定の荷役サイクルに沿っ
て運転することが多い。従って、そのような場合、この
制御方法によれば、荷役サイクル全体をあらかじめ仮定
した上でフライホイール１１を運転制御するので、荷役
サイクルの途中で過大な出力で発電機運転して蓄積エネ
ルギーを放出し尽くしてしまうというような問題を防ぐ
ことができ、フライホイール１１の蓄積エネルギー容量
を過不足無く有効に利用することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る電動式荷役装置の単
線電気系統図。
線電気系統図。
【図２】同実施形態における電動式荷役装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】同実施形態におけるフライホイールの消費電力
の変化を示す図。
の変化を示す図。
【図４】同実施形態における荷役装置全体の消費電力の
変化を示す図。
変化を示す図。
【図５】従来の電動式荷役装置の単線電気系統図。
【図６】従来の電動式荷役装置の消費電力の変化を示す
図。
図。
【図７】従来の電動式荷役装置における他の負荷の消費
電力を示す図。
電力を示す図。
【図８】従来の電動式荷役装置の消費電力とその他の負
荷の消費電力の全体の消費電力を示す図。
荷の消費電力の全体の消費電力を示す図。
【図９】従来の電動式荷役装置の消費電力を示す図。
【図１０】従来の電動式荷役装置におけるその他の負荷
の消費電力を示す図。
の消費電力を示す図。
【図１１】従来の電動式荷役装置における電源側から見
た全体の消費電力を示す図。
た全体の消費電力を示す図。
１ 発電機 ２Ａ 電動式荷役装置本体 ３ その他の負荷 ４ 逆電力リレー ５，６ ブレーカ ７ 電源母線 ８ 荷役装置用制御装置 ９ 荷役装置電動機 １０ 電動式荷役装置 １１ フライホイール式エネルギー蓄積装置（フライホ
イール） １２ フライホイール用制御装置 ２０ 消費電力検出器 ２１ 荷役装置基準電力設定器 ２２ フライホイール基準電力設定器 ２３，２４ 減算器 ２５ 増幅器 ２６ 駆動回路
イール） １２ フライホイール用制御装置 ２０ 消費電力検出器 ２１ 荷役装置基準電力設定器 ２２ フライホイール基準電力設定器 ２３，２４ 減算器 ２５ 増幅器 ２６ 駆動回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年６月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】また、消費電力の大きさと動作時間及び周
期は一定であり、揚荷動作時間と降荷動作時間は互いに
等しいものとし、かつ、動作停止時間は無視した。そし
て、電動式荷役装置の電動機９は、揚荷動作期間中は機
械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわち、
力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行なっ
ているので、電動式荷役装置２の消費電力は力行動作期
間中は正、降荷動作（回生動作）期間中は負となる。但
し、揚荷動作中、減速時の回生動作については回生動作
時間が短いと考えられるので無視した。
期は一定であり、揚荷動作時間と降荷動作時間は互いに
等しいものとし、かつ、動作停止時間は無視した。そし
て、電動式荷役装置の電動機９は、揚荷動作期間中は機
械的仕事を行なうという電動機本来の動作、すなわち、
力行動作を行ない、降荷動作期間中は回生動作を行なっ
ているので、電動式荷役装置２の消費電力は力行動作期
間中は正、降荷動作（回生動作）期間中は負となる。但
し、揚荷動作中、減速時の回生動作については回生動作
時間が短いと考えられるので無視した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】（２）図８または図１１を見ると分かるよ
うに、電源側から見た負荷の消費電力は荷役装置の運転
状態にしたがい大きく変動する。すなわち、消費電力の
最大値と最小値の差が極めて大きい。これは荷役装置一
般に特徴的な現象である。このような場合、電源である
発電機及び発電機を駆動する原動機の容量は、揚荷動作
期間の最大消費電力をもとに決定しなければならずその
結果、平均消費電力に比べて過大な容量を選定せざるを
得なくなる。これは発電機及び原動機の負荷率が低いこ
とを意味し、発電機及び原動機の効率という観点から見
て悪い条件で使用せざるを得ないことになる。
うに、電源側から見た負荷の消費電力は荷役装置の運転
状態にしたがい大きく変動する。すなわち、消費電力の
最大値と最小値の差が極めて大きい。これは荷役装置一
般に特徴的な現象である。このような場合、電源である
発電機及び発電機を駆動する原動機の容量は、揚荷動作
期間の最大消費電力をもとに決定しなければならずその
結果、平均消費電力に比べて過大な容量を選定せざるを
得なくなる。これは発電機及び原動機の負荷率が低いこ
とを意味し、発電機及び原動機の効率という観点から見
て悪い条件で使用せざるを得ないことになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】（３）一般に電源電圧は負荷の変動により
変化するものであり、負荷が増加すれば電圧は低下し、
減少すれば上昇する。特に負荷の過大な瞬時増加による
電源電圧の瞬時低下は、電気部品の誤動作を招いたり照
明のちらつき（フリッカ）を発生させたりする。
変化するものであり、負荷が増加すれば電圧は低下し、
減少すれば上昇する。特に負荷の過大な瞬時増加による
電源電圧の瞬時低下は、電気部品の誤動作を招いたり照
明のちらつき（フリッカ）を発生させたりする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】一方、荷役装置の場合、揚荷動作と降荷動
作を頻繁に繰り返すので、このような電源電圧の瞬時低
下による影響は大きい。しかも、特に揚荷動作を開始す
るとき、所定の時間以内に必要な動作速度を得るため、
即ち、十分な加速トルクを得るため、起動直後の短時
間、電動機の電流を定常状態の電流より大きな値とする
必要がある。従って、揚荷動作を開始直後の荷役装置の
消費電力、特に無効電力は、実際には図６、図９で表現
したものよりはるかに大きくなり、しかも電源電圧の変
動は負荷の消費電力のうち特にその無効電力分に大きく
左右されるので、瞬時電圧低下に大きな影響を及ぼす。
このため、電動機や制御装置の短時間過負荷耐量などが
十分であっても、電源電圧の瞬時低下が大き過ぎて実際
の運転に支障が生じると、荷役装置の加速性能を十分に
確保することが出来なくなる。
作を頻繁に繰り返すので、このような電源電圧の瞬時低
下による影響は大きい。しかも、特に揚荷動作を開始す
るとき、所定の時間以内に必要な動作速度を得るため、
即ち、十分な加速トルクを得るため、起動直後の短時
間、電動機の電流を定常状態の電流より大きな値とする
必要がある。従って、揚荷動作を開始直後の荷役装置の
消費電力、特に無効電力は、実際には図６、図９で表現
したものよりはるかに大きくなり、しかも電源電圧の変
動は負荷の消費電力のうち特にその無効電力分に大きく
左右されるので、瞬時電圧低下に大きな影響を及ぼす。
このため、電動機や制御装置の短時間過負荷耐量などが
十分であっても、電源電圧の瞬時低下が大き過ぎて実際
の運転に支障が生じると、荷役装置の加速性能を十分に
確保することが出来なくなる。
Claims (1)
- 【請求項１】 荷役装置電動機及びこの電動機を制御す
る荷役装置用制御装置からなる電動式荷役装置本体と、
フライホイール式エネルギー蓄積装置と、上記荷役装置
用制御装置の動作に従って上記フライホイール式エネル
ギー蓄積装置を制御するフライホイール用制御装置とを
具備し、上記フライホイール用制御装置は、上記荷役装
置本体が揚荷動作時は上記フライホイール式エネルギー
蓄積装置を発電機動作させ、降荷動作時は電動機動作さ
せることを特徴とする電動式荷役装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11259596A JPH09295793A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動式荷役装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11259596A JPH09295793A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動式荷役装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295793A true JPH09295793A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14590679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11259596A Withdrawn JPH09295793A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動式荷役装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09295793A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008123512A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | クレーン装置 |
| CN102234066A (zh) * | 2010-04-29 | 2011-11-09 | 杭州起重机械有限公司 | 起重机电气控制系统 |
| WO2013001674A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 三菱重工業株式会社 | 電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法 |
-
1996
- 1996-05-07 JP JP11259596A patent/JPH09295793A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008123512A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | クレーン装置 |
| JP2008254828A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | クレーン装置 |
| CN102234066A (zh) * | 2010-04-29 | 2011-11-09 | 杭州起重机械有限公司 | 起重机电气控制系统 |
| WO2013001674A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 三菱重工業株式会社 | 電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法 |
| JP2013010629A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Technology Corp | 電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |