KR101453895B1 - 이동형 컨슈머에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

이동형 컨슈머에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 루트를 따라서 주행하는 현장에서 알려진 1차 컨덕터 배열(2)을 갖는 현장에서 알려진 텔퍼시스템(1)의 형태로 이동형 컨슈머들(F1 내지 F13)에게 전기에너지를 유도전달하기 위한 장치를 제공하고자 한 것으로서, 1차 컨덕터 배열(2)을 갖는 루트를 따라서 이동하도록 만들어질 수 있고, 상기 1차 컨덕터 배열은 상기 루트를 따라서 주행하고 서로 전기적으로 분리된 루트 구간들(3-7)로 분할되고, 각각의 루트 구간들(3-7)은 각각의 루트 구간들(3-7)에 정전류를 강제인가(impressing)하기 위한 적어도 하나의 전류공급원(3'-7')으로 각각 할당되는, 이동형 컨슈머들(F1-F13)에게 전기에너지를 유도전달하기 위한 장치에 있어서, 각각의 루트 구간들(3-7)에 위치한 이동형 컨슈머들(F1-F13)에 의해서 각각의 루트 구간들(3-7)에서 각각의 경우에 필요한 전체전력을 결정하기 위한 수단이 제공되고, 각각의 루트 구간들(3-7)의 필요한 전체전력에 대응하는 정전류를 강제인가하기 위하여 상기 전류공급원(3'-7')을 활성화하기 위한 수단(11)이 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

이동형 컨슈머에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 장치 및 방법{Device and method for inductive transmission of electrical energy to moving consumers}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 이동형 컨슈머에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 장치, 및 청구범위 제 6 항의 전제부에 따른 이동형 컨슈머에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 방법에 관한 것이다.
전기에너지가 이동형 컨슈머에게 전달되는 경우, 특히 조립 공장이나 선반이 있는 창고에서 텔퍼시스템(telpher systems)이나 무인운반장치와 같은 소정의 루트를 따라서 컨슈머들이 안내되는 장치에서는 전체 루트가 각각의 루트 구간으로 적어도 전기적으로 분할되는 것이 알려져 있다. 룰에 따라서, 각각의 루트 구간에는 그것의 고유 공급 모듈들을 통해서 전기에너지가 각각 공급된다. 비점유 루트 구간들의 안전성을 증가시키고 공지된 장치의 전력소비를 줄이기 위해서, 이동형 컨슈머들이 있고 작동중인 루트 구간들로만 전기에너지가 공급된다.
그러므로, DE 602 90 141 T2에는 자동운송 및 개인안내시스템 그리고 운송모듈을 위한 가이드장치로서 트랙을 갖는 상기 시스템에서 상기 운송모듈들을 제어하는 것이 개시되어 있다. 또한, 상기 시스템은 다른 연속적인 공급회로로 전기공급을 하기 위한 분배장치를 갖는 전기 공급장치를 포함한다. 전기공급장치는 다른 공급회로들을 전기적으로 활성화시키거나 비활성화시키는 것에 의해서 상기 운송모듈의 움직임을 제어한다. 여기에서, 운송모듈이 공급회로에 존재하는 경우, 트랙에서 서로 멀어지게 이동하는 다른 운송모듈들 사이에서 안전한 갭을 유지하기 위해서, 이것은 회로 바로 뒤에 배열된 하나 또는 그 이상의 회로들이 활성화되는 것을 방지한다. 운송모듈들이 공급회로들을 통해서 전기에너지를 공급받는 경우에 차량의 자동적인 움직임을 보장한다. 만일 운송모듈들이 공급회로들을 통해서 전기에너지를 공급받지 못하면, 이러한 공급회로들에서 브레이크장치가 운송모듈을 자동적으로 차단한다.
DE 601 25 579 T2에는 2차 부하에 대한 접촉없이 전기에너지를 전달하도록 1차 유도라인이 고주파 전류를 사용하는 무접촉 전류공급장치가 개시되어 있으며, 여기에서는 이동중인 자동차인 2차 부하가 로봇 영역에 할당된다. 이동중인 자동차에 있는 전기 장비를 수리할 수 있게 하기 위하여, 이동 트랙의 대응하는 구간은 스위치 오프(switched off)될 수 있고 그래서 자동차에는 전압이 공급되지 않는다.
WO 93/23909에는 자동 안내차량에 루트를 유도공급하기 위한 도로가 개시되어 있는데, 여기에서 상기 루트는 각각의 세그멘트로 분할되고, 차량이 상기 세그멘트에 있는 경우에 에너지가 공급된다.
WO 2007/006400 A2에는 1차 컨덕터가 서로 전기적으로 절연되지 않은 다중 구간들에서 분할되고 이에 의해서 각각의 루트 컨트롤러는 각각의 루트 구간이 피드포워드 제어되고 피드백 제어되거나 또는 이들 모두 가능하도록 각각의 구간으로 할당될 수 있는 것을 개시하고 있다. 다른 루트 구간들은 정전류를 강제인가(impressing)하기 위해서 각각의 전류 공급원을 포함하지 않으며, 초기 인덕터로 교류를 공급하기 위한 단지 하나의 공급회로가 존재하고, 이에 의해서 루트 컨트롤러들은 공급회로에 대한 데이터 전달을 가능하게 한다. 루트 컨트롤러들은 각각의 루트 구간에서 공급될 다수의 컨슈머들의 수 및 예를 들어 컨슈머들에 의해서 요구되는 전력과 공급회로에 대한 그들의 에너지 버퍼들에 포함된 에너지 용량과 같은 그 이상의 정보를 전달할 수 있다. 이것을 기초하여 공급회로는 필요한 전력, 변조비를 갖는 펄스 및/또는 완전한 초기 컨덕터의 전류의 진폭값의 특징을 계산할 수 있고 그에 상응하여 이러한 값을 강제적용할 수 있다. 또한, 사인 곡선적 전류 블록들은 온-피리어드(on-period) 동안에 강제적용된다. 오프-피리어드(off-period) 동안에 초기 컨덕터에 있는 전류는 스위치 오프(swithed off)되고, 이에 의해서 그 기간 동안에 컨슈머의 에너지 버퍼는 필요한 전압을 공급한다. 필요한 전력을 기초하여 다른 루트 구간들에 대한 전력 공급은 가능하지 않다.
DE 10 2007 026 896 A1에는 적어도 2개의 이동형 컨슈머들에게 전력을 유도전달하기 위한 배열의 전달 루트에 강제 적용되는 발생된 전달 컨덕터 전류의 전력 적응제어를 위한 방법이 개시되어 있다. 여기에서 나타낸 전달 컨덕터는 일정한 전류를 각각의 구간으로 강제적용하기 위한 각각의 할당된 전류 공급원을 갖는 루트 구간들로 분할되지 않는다. 그러므로, 필요한 전력을 기초하여 다른 루트 구간들에 대한 전력 공급은 가능하지 않다.
다수의 이동형 컨슈머들이 다른 횟수로 다른 루트 구간들에 걸쳐서 이동하는 설비에 있어서, 단순한 방식으로 전력 수요를 줄이는 것이 바람직하다. 이동 컨슈머들은 부하를 들어올리거나 부품들을 손으로 쥐기 위하여 추가적인 활동, 예를 들면 회전, 리프팅, 선회 동작들을 수행한다. 이것은 컨슈머들이 필요로 하는 전력의 폭넓은 요구조건들을 유발시킨다. 예를 들면, 이동형 컨슈머나 차량은 그것의 차량 제어와 추진 드라이브에 대하여 전력을 필요로 하고, 반면에 추가적인 회전운동을 위하여 보다 많은 전력이 필요하다. 그러나, 그러한 차량들은 대기(스탠바이) 위치에서 정적인 상태에 놓이는데, 이 경우에는 단지 카 제어에 전력을 공급하는 것이 필요하다. 심지어, 루트 구간에서 상대적으로 낮은 전력 수요로 정적인 차량에 제공되는 경우, 공지된 설비에서, 최대 전력소비가 유지되고 루트 구간은 전류가 없고 차량의 완전한 부족한 상태로 스위치된다. 이러한 종류의 설비가 일정한 전력공급으로 자주 작동함에 따라서, 루트 구간의 전류와 전압 공급 요소들에서 일정한 높은 전류가 야기되고, 이것은 연속적인 높은 전력 손실을 유발한다.
공지된 설비에 있어서, 만일 전력 공급이 루트 구간들에서 스위치 오프되면, 모든 차량들은 대기(스탠바이) 위치에 놓이고, 이러한 루트 구간에서 차량들의 차 제어는 이러한 루트 구간이 다시 가동되는 경우에 기동되고 차량들의 급속하거나 즉각적인 재시동을 방지한다. 이것을 피하기 위해서, 차량들은 루트 구간이 스위치 오프되었을 때 카 제어의 작동을 유지하는데 필요한 전력을 보장하는 차량 배터리를 구비할 수 있다. 그러나, 만일 차량이 연장된 기간 동안에 정적인 상태이면, 차량 배터리는 방전되고 그래서 재시동은 카 제어의 시간 소모 기동을 가능하게 한다. 최적의 신뢰성과 속도로 작동을 보장하기 위해서, 알려진 바와 같이 배터리에 큰 용량을 공급하거나 루트 구간에 전체 전력을 연속적으로 공급하는 것이 필요하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 이동형 컨슈머들에게 전기 에너지의 유도 전달을 하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있으며, 이것은 상기한 단점들을 극복하고 장치의 작동에 있어서 이동형 컨슈머 매칭 요구 및 짧은 반응시간으로 전기 에너지의 에너지 절감 공급을 가능하게 한다.
본 발명은 청구범위 제1항의 특징을 갖는 이동형 컨슈머들에게 전기 에너지를 유도 전달하기 위한 장치 및 청구범위 제6항의 특징을 갖는 그 방법을 달성한다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 편리한 개발이 종속 청구항들에 개시되어 있다.
본 발명에 따르면, 이동형 컨슈머들에게 전기에너지를 유도 전달하기 위한 장치는 각각의 루트 구간의 필요한 전체 전력에 대응하는 정전류를 강제 인가함으로서 각각의 루트 구간들에서 각각의 경우에 필요한 전체 전력을 결정하기 위한 수단이 제공되고, 각각의 루트 구간의 필요한 전체전력에 대응하는 정전류를 강제 인가하기 위한 전류 공급원을 활성화하기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 루트를 따라서 이동하도록 만들어질 수 있는 이동형 컨슈머들에게 전기에너지를 유도전달하기 위한 방법으로서, 거기에 위치한 상기 이동형 컨슈머들이 필요로 하는 전체 전력은 각각의 루트 구간들에 대하여 결정되고, 거기에 필요한 전체전력에 대응하는 정전류는 연관된 전력공급원에 의해서 각각의 루트구간에 강제인가되는 것을 특징으로 한다. 이것은 단지 필요한 전력이 각각의 루트 구간들에서 각각의 경우에 제공됨에 따라서, 장치의 작동에 큰 영향을 끼침이 없이 장치가 필요로하는 에너지에서 상당한 감소를 얻을 수 있고, 그래서 전력손실이 감소될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시 예에 있어서, 필요한 전체전력을 결정하기 위한 수단은 할당 테이블을 포함하고, 상기 루트 구간들에서 필요한 전체전력의 다른 공급 수준들은 상기 루트 구간들에 강제로 인가될 정전류의 할당된 값들이다. 바람직하게는, 상기 정전류에 대한 값들은 이러한 공급 수준에서 최대로 필요한 전체전력에 대응할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 변형 예에 있어서, 공급 수준은 루트 구간에서 결정된 필요한 전체 전력에 따라서 선택될 수 있고, 상기 루트 구간에서 선택된 공급수준에 강제할당될 정전류에 대한 값은 루트 구간에 강제인가될 수 있다. 이것은 필요한 전체전력에서 사소한 변동들에 대하여 강제인가된 정전류의 연속적인 조정을 회피할 수 있도록 만든다.
다른 바람직한 변형 예에 있어서, 컨슈머들의 다른 작동상태들에 할당된 전력값들은 필요한 전체 전력을 결정하기 위한 수단에 저장될 수 있다. 이 변형 예의 바람직한 개발에 있어서, 컨슈머들은 제어, 추진장치 및 하나 또는 그 이상의 작업 유닛들을 나타낼 수 있고, 그들의 작동에 필요한 전력값들이 필요한 전체 전력을 결정하기 위한 수단에 저장된다.
루트 구간에서 강제 인가되는 정전류를 결정하기 위해서, 전류 측정장치들이 이러한 루트 구간들에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 변형 예에 있어서, 루트 구간에서 컨슈머들의 다른 작동상태들이 결정될 수 있고, 이러한 루트 구간에서 필요한 전체 전력은 결정된 작동상태들에 따라서 결정될 수 있다. 이것은 컨슈머들의 다른 작동 상태들이 거기에 필요한 이미 공지된 전력 값들을 기초하여 각각의 루트 구간들에서 전류 공급원이 필요로 하는 전체 전력과 직접적으로 연결될 수 있게 한다. 이러한 변형예의 한 바람직한 발전에 있어서, 작동 상태들은 제 1 전력값을 갖는 컨슈머의 제어상태, 제 2 전력값을 갖는 컨슈머의 추진상태 및/또는 제 3 전력값을 갖는 컨슈머의 작업상태를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시 예에 있어서, 적어도 하나의 루트 구간의 필요한 전체 전력이 하나 또는 그 이상의 컨슈머의 현재 작동상태로부터 결정될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 개발에 있어서, 루트 구간들 중 하나의 미래 필요 전체전력은 거기에 현재 위치한 컨슈머들의 주어진 미래 작동상태로부터 결정될 수 있다. 이것은 장치가 작동 제어되는 경우에 바람직하게 사용될 수 있고, 거기에 위치한 이동형 컨슈머들에 의해서 각각의 루트 구간에서 필요한 전체 전력을 결정하기 위한 수단과 전류 공급원을 작동시키기 위한 수단은 이미 공지된 작동상태들과 필요한 전체전력수준, 예를 들면 장치를 제어하는 경우에 추가적인 작동상황의 지식을 고려할 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 루트 구간들 중 하나의 미래 필요한 전체전력은 적어도 하나의 인접한 루트구간에 위치한 컨슈머들의 주어진 미래 작동상태로부터 결정될 수 있다. 이것은 필요한 전체전력을 결정하는 경우에 루트구간내로 짧게 이동하는 컨슈머들을 미리, 특히 미래의 시간에 고려하도록 만들 수 있고, 그래서 정전류 공급에 대한 스위칭 작동이 회피될 수 있다. 이것은 전류공급원에서의 스위칭 손실을 회피할 수 있고 그들의 부하를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 이동하는 컨슈머 매칭 요구 및 짧은 반응시간으로 전기 에너지의 에너지 절감 공급을 가능하게 한다.
본 발명의 특별한 특징들 및 장점들은 도면들을 참조한 바람직한 실시 예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다, 첨부 도면에서:
도 1은 다수의 이동형 컨슈머들이 제 1 작동상태에 있는 본 발명에 따른 장치의 개략도,
도 2는 이동형 컨슈머들이 제 2 작동상태에 있는 도 1에 도시된 장치의 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일부를 나타내는 개략도, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 장치의 작동상태에 대한 흐름도.
도 1은 도면에는 도시하지 않은 루트를 따라서 주행하는 현장에서 알려진 1차 컨덕터 배열(2)을 갖는 현장에서 알려진 텔퍼시스템(1)의 형태로 이동형 컨슈머들(F1 내지 F13)에게 전기에너지를 유도전달하기 위한 본 발명에 따른 장치를 나타낸다.
1차 컨덕터 배열(2)은 전체적으로 5개의 전기적으로 분리된 루트 구간들로 분할되는데, 이는 각각 제 1 및 제 2 수집구간들(3,4), 외부 이동구간(5), 작업구간(6) 및 복귀 이동구간(7)이다. 제 1 및 제 2 수집구간들(3,4)은 전기적 결합없이, 포인트들(8)의 세트에 의해서 일단부에서 상기 외부 이동구간(7)과 기계적으로 연결될 수 있고, 포인트들(9)의 세트에 의해서 다른 단부에서 상기 외부 이동구간(7)과 연결될 수 있다.
각각의 루트 구간들(3 내지 7)은 필요에 따라서 상기 루트 구간들(3 내지 7)에서 다른 세기의 정전류를 강제인가하는 그들의 고유 전류공급원(3' 내지 7')에 의해서 각각의 경우에 있어서 공급된다. 컨슈머들(F1 내지 F13)에 대한 에너지 전달이 유도적으로 수행됨에 따라서, 정전류는 교류자기장을 생성하는 교류이다. 전류공급원(3' 내지 7')은 현장에서 알려진 방식으로 생산될 수 있고 그들의 부분은 3상 50Hz/400V 전기에너지 공급 네트워크(10)에 연결된다. 전류공급원(3' 내지 7')은 설비제어(11)와 또한 연결되는데, 이는 장치(1)의 전체작동을 모니터링하고 전류공급원(3' 내지 7')을 특히 제어한다.
설비제어(11)는, 거기에 위치한 이동형 컨슈머들(F1-F13)에 의해서 각각의 루트 구간들(3 내지 7)에서 각각의 경우에 요구되는 전체전력을 결정하기 위한 수단, 및 도면에는 도시하지 않은 높은 수준의 장치제어와 부분적으로 연결될 수 있는 각각의 루트 구간들(3 내지 7)의 필요한 전체전력에 대응하는 정전류를 강제인가하도록 전력 공급원(3' 내지 7')을 활성화하기 위한 수단(11)을 나타낸다. 설비제어(11)는 한 컴퓨터에 집중적으로 또는 분배된 컴퓨터들에 국부적으로 종래의 방식으로 구성될 수 있다. 현재의 경우에 있어서, 설비제어(11)는 전력공급원을 활성화할 수 있고, 그래서 전체 부하에서 최대 전류세기(IVL)의 정전류 및 낮은 부하에서 최대 전류세기(IVL)의 1/3이나 1/2의 전류세기들을 제공한다.
텔퍼 시스템(1)은 자동차들의 제조에서 예로서 사용되는 바와 같이 전기 모터에 의해서 작동하는 자동차들(F1 내지 F13)의 형태로 다수의 이동형 컨슈머들을 나타낸다. 자동차들(F1 내지 F13)에 대한 전기에너지의 유도공급은 상기 루트를 따라서 주행하는 1차 컨덕터 배열(2) 및 자동차들(F1 내지 F13)에 배열된 2차 픽업장치들에 의해서 현장에서 공지된 방식으로 제공된다. 각각의 경우에 있어서 자동차들(F1 내지 F13)은 전기 추진장치, 자동차 제어 및 전기적으로 작동되는 작동 유닛들, 예를 들어 작업구간(6)에서 부수적인 작업 설비들에 의해서 작업될 차제부분에 대한 그리핑장치, 리프팅장치 또는 회전장치들을 나타낸다.
자동차들(F1 내지 F13)에 대한 다른 작동상태들에 대한 전력값들은 자동차 제어에 대하여 약 200W, 추진장치에 대하여 약 1,000W, 작업 유닛에 대한 작업 및 회전운동에 대하여 약 2,000W이다. 그러므로, 정지한 차(F1 내지 F13)는 자동차 제어에 대하여 단지 200W가 필요하고, 운행중인 차는 자동차 제어 및 추진장치에 대하여 약 1,200W가 필요하고, 정적인 작업차는 약 2,200W가 필요하고, 작업중인 유닛과 이동중인 작업차는 약 3,200W가 필요하다. 필요에 따라서, 각각의 작동상태들은 동시에 일어날 수 있고, 그러면 각각의 자동차에 의해서 필요한 전력은 각각의 작동상태들에 대한 다른 전력값들을 함께 추가하여 결정될 수 있다.
도 1에 있어서, 자동차(F1)는 이미 제 1 수집구간(3)에 있고 도 2에 도시된 대기(스탠바이)위치로 이동한다. 이동하는 동안에, 자동차(F1)의 추진 드라이브 및 자동차 제어가 작동하고, 이것들은 전류 공급원(3')으로부터 전기에너지를 공급받는다. 제 1 수집구간(3)에서 자동차들(F7 내지 F10)은 대기(스탠바이)위치에 놓이고, 그래서 그들의 자동차 제어는 작동상태에 놓이게 된다. 도 1 및 2에 있어서, 자동차들(F1 내지 F13)의 추진 드라이브의 작동은 직선 화살표 "←"로 나타내고 자동차 제어의 작동은 원 "ｏ"로 나타낸다. 자동차들(F1 및 F7 내지 F10)에 공급하기 위해서, 제 1 수집 구간(3)은 연관된 제 1 전력공급원(3')에 의해서 최대 정전류(current IVL)의 단지 1/2로 공급된다.
도 1에 도시된 제 2 수집구간(4)은 단지 3개의 "정지(resting)" 차량들(F11 내지 F13)을 포함하고, 그러므로 전류공급원(4')으로부터 공급되는 전력을 그들의 자동차 제어에 공급하도록 최대 정전류(IVL)의 1/3을 필요로 한다. 그러므로, 거기에 필요한 전체전력은 자동차 제어를 작동시키는데 필요한 전력량의 3배이다.
도 1에 도시된 자동차들(F5 및 F6)은 외부 이동구간(5)에 있고 작동구간(6) 쪽으로 이동한다. 2개의 자동차들(F5 및 F6)은 추진 드라이브 및 자동차 제어에 필요한 동력을 요구함에 따라서, 외부 이동구간(5)에 전류 공급원(5')으로부터 나오는 최대 정전류(IVL)의 1/2을 공급하기에 충분하다.
도 1에 도시된 자동차(F2, F3 및 F4)는 작업구간(6)에 있고, 여기에서 자동차(F2)는 그것의 추진드라이브에 의해서 전방으로 이동하고 자동차의 작동이 제어되며, 자동차(F3)는 전방으로 이동하고 한 작동 유닉을 통해서 회전 화살표
Figure 112012026563425-pct00001
로 나타내는 회전운동을 수행하며, 반면에 자동차(F4)는 정지상태이고 그것의 작동 유닛은 회전운동을 수행한다. 자동차(F3,F4)의 작동 유닛의 회전운동은 자동차(F2)의 간단한 추진 드리이브와 비교하여 추가적인 동력을 필요로 한다. 작업구간(6)에는 전류 공급원(6')에 의해서 최대 정전류(IVL)가 공급된다.
이에 비해서, 완전히 빈 복귀 이동구간(7)은 완벽하게 무전류 및 무전압 상태로 전환되고, 그래서 전류 공급원(7')은 복귀 이동구간으로 전류를 공급하지 못한다.
도 2에 있어서, 자동차(F1)는 대기(스탠바이)위치에 있고, 그래서 그것의 추진 드라이브에 대하여 동력을 더 이상 공급할 필요가 없다. 제 1 수집구간(3)의 전류 공급원(3')은 최대 정전류(IVL)의 1/2 부터 1/3로 감소될 수 있다. 이러한 수집 구간(3)에서 정전류로부터의 손실이 다시 감소함에 따라서 이것은 추가적인 동력을 절약한다. 제 2 수집구간(4)에서의 상태는 변하지 않는다.
도 2에 도시된 자동차(F2 내지 F4)가 작업구간(6)의 외부로 이동하고 복귀이동구간(7)으로 움직임에 따라서, 작업 유닛은 더 이상 회전운동을 수행하지 않으며, 복귀 이동구간(7)은 추진 드라이브 및 자동차(F2 내지 F4)의 자동차 제어를 제공하도록 전류 공급원(7')에 의해서 최대 정전류(IVL)의 단지 1/2로 공급된다. 이에 비해서, 도 2에서, 자동차(F5 및 F6)는 외부 이동구간(5) 밖으로 이동하고, 작업구간(6)에서 그들의 작업 유닛들은 회전운동을 수행하고, 그래서 필요한 전체 전력은 최대가 되고 최대 정전류(IVL)가 제공되기 전에 그렇게 된다. 이에 비해서, 외부 이동 구간(5)은 자동차들이 없고, 그래서 전류공급원(5')으로부터 더 이상 전력을 공급받지 않고, 그러므로 설비제어(11)에 의해서 무전류 및 무전압 상태로 스위치될 수 있다.
도 3은 도 1 및 2에 따른 실시 예의 전기장치의 일부를 개략적으로 나타낸다. 3개의 루트 구간들(5,6,7)은 여기에서는 예로서 도시된 것이며, 다른 루트 구간들(3,4)의 디자인은 동일하다. 루트 구간들(3 내지 7)이 동일한 디자인을 가지므로, 도 3에서 단일 자동차(F5)가 위치하는 외부로 이동하는 구간(5)의 루트 구간은 다음에 예로서 설명된다.
외부 이동구간(5)은 1차 컨덕터 배열(2), 현장에서 알려진 외부 라인(5h) 및 복귀 라인(5r)을 나타낸다. 도 3에는 도시되지 않은 자동차(F5)의 2차 픽업장치는 외부 라인(5h)을 따라서 안내되고, 그래서 전기에너지가 자동차(F5)로 유도 전달된다. 외부 라인(5h)에 대한 전기에너지는 전류 공급원(5')의 파워모듈(5a)에 의해서 제공된다. 파워모듈(5a)은 전압장치(10)로부터 공급되는 인버터로서 현장에서 알려진 방식으로 구체화된다. 파워모듈(5a)은 입력신호로서 파워모듈(5a)의 작동매개변수들을 수용하는 전력 제어(5b), 현장에서 알려진 전류 측정장치(5c)에 의해서 복귀 라인(5r)에서 측정된 외부 이동구간(5)에서의 전류, 설비제어(11)로부터 나오는 제어신호에 의해서 활성화된다.
설비제어(11)는 자동차(F1 내지 F13)에 대한 시동, 정지 및 다른 작동신호들을 전력제어(5b)로 전달하고, 본 발명의 예는 자동차(F1 내지 F13)의 작동을 위한 모든 기능들을 결정한다. 이것은 이동하는 루트 구간들에 대한 신호들, 부하들이 들어올려지는 장소들 및 시간들, 셋다운 또는 회전 등에 대한 신호들을 또한 포함한다. 다른 실시 예에 있어서, 자동차(F1 내지 F13)는 또한 설비 제어(11)로부터 수행될 임무들에 대한 명령어들을 높은 명령 수준으로 받고 계획을 세우고 그것을 실행하는 "지능형(intellgent)" 자동차 제어를 구비할 수 있다.
그러나, 설비 제어(11)는 메시지, 즉 전류공급원(3'내지 7')으로부터 상태나 에러 메시지, 전기 상태에 대한 데이터 및 전류 공급원(3'내지 7')의 값들, 파워 상의 데이터, 각각의 루트 구간들에서 우세한 전류와 전압 조건들을 또한 받고, 자동차(F1 내지 F13)의 전류 작동상태에 적용 가능한 데이터가 있을 때, 즉 자동차가 그 순간에 실제로 위치하는지, 그것을 수행하는 기능을 수용한다.
설비제어(11), 파워 제어(5b), 및/또는 자동차(F1 내지 F13) 사이의 신호들의 전달은 적당히 구비된 루트와 자동차들(F1 내지 F13) 사이의 유도 결합에 의해서 접촉없이 심지어는 무선 통신수단에 의해서, 케이블에 의해서 현장에서 알려진 방식으로 수행될 수 있다.
설비 제어(11)는 전류측정장치(5c) 및 다른 루트 구간들의 전류측정장치를 사용하는 각각의 루트 구간들에서 어느 순간에 필요한 전체 전력을 또한 결정한다. 다른 실시 예에 있어서, 설비제어(11)는 전류로부터 필요한 전체 동력을 계산할 수 있고, 자동차(F1 내지 F13)의 미래 작동 상태들이 언제 적용가능한지를 계산할 수 있으며, 그래서 전류 측정이 제거될 수 있다.
예를 들면, 설비제어(11)가 자동차(F1 내지 F13)가 루트 구간(3 내지 7)에 존재하지 않는다는 사실을 발견하는 경우, 무전압 및 무전류 상태에 관련된 루트 구간을 스위치 전환할 수 있다.
다른 한편으로, 설비 제어(11)가 하나 또는 그 이상의 자동차(F1 내지 F13)가 루트구간에 존재하는 것을 가능하게 하는 경우, 알려진 데이터를 기초하여 이러한 루트 구간들(3 내지 7)에서 필요한 전체전력을 결정하고, 관련된 전류 공급원(3' 내지 7')을 활성화시키며, 그래서 안전하게 공급된 정전류는 이러한 전체 전력을 커버한다. 정전류의 연속적인 조정을 회피하기 위해서, 관련된 루트 구간들(3 내지 7)의 필요한 전체 전력이 거기에 위치한 자동차(F1 내지 F13)에 의해서 현재 필요한 전체 전력에 따라서 결정되는 것과 그리고 바람직하게는 모든 그들의 미래 작동상태들 사이에서 바람직하게는 다수의 공급 수준들이 한정될 수 있으며, 그러면 대응하는 정전류가 공급된다. 현재의 경우에 있어서, 4개의 공급 수준들이 한정되는데: 필요한 전력이 없는 것에 대응하는 공급수준 1, 1/3에 대응하는 공급수준 2, 최대 필요 전체전력의 1/2에 대응하는 공급수준 3 그리고 전체 부하에서의 최대 정전류이다. 공급수준은 필요 전체전력이나 전체 부하에서의 정전류에 대응한다. 그러나, 다소간의 공급수준들이 필요에 따라서 한정될 수 있다.
도 1에 있어서, 복귀 이동 구간(7)에는 자동차가 없으며, 그래서 공급수준 1이 거기에 적용되고, 복귀 이동구간(7)은 무전압 및 무전류상태이다. 제 2 수집구간(4)에 있어서, 자동차(F1 내지 F13)의 각각의 자동차 제어를 공급하는 것이 필요한데, 즉, 완전한 부하에서 정전류(IVL)의 1/3에 달하는 공급수준(2)이 충분하다. 다른 한편으로, 제 1 수집구간(3)에 있어서, 4개의 정치 자동차(F7 내지 F10)와 이동중인 자동차(F1)의 자동차 제어 및 그것의 추진 드라이브는 공급되어야 하며, 그래서 최대 정전류 (IVL)의 1/2 된다. 동일한 기준이 외부 이동 구간(5)에도 적용되는데, 여기에서는 자동차(F5와 F6)의 자동차 제어가 공급되어야만 한다. 이에 비해서, 자동차(F3 및 F4)의 작업 유닛의 작동 및 자동차(F2 및 F3)의 추진 드라이브로 인하여 완전한 부하 작동이 작업구간(6)에 적용되고, 그래서 공급 수준 4는 완전 부하시에 최대 정전류 (IVL)를 갖도록 설정된다.
텔퍼 시스템(1)에서 변하는 조건들에 대하여 공급 수준의 바른 가능한 조정을 허용하기 위해서, 설비제어(11)는 특별한 경우에 그것에 적용되거나 그것에 의해서 결정된 공지된 데이터를 사용한다. 그러므로, 도 1에 있어서, 설비제어(11)는 이것들이 복귀 이동구간(7)(도 2 참조)으로 짧게 이동하게 되는 것을 인식하도록 자동차(F2 및 F4)의 이동 데이터를 사용한다. 자동차(F2 및 F4)의 추진 드라이브와 자동차 제어를 기초하여 기대 전력 요구조건이 공급되고, 그러므로 자동차(F2)가 구동하기 전에 공급수준(2)을 좋은 시간에 변화시키도록 대응하는 신호들을 정전류(7')로 전송한다. 이것은 중단되지않는 전력공급을 보장할 수 있고 그래서 자동차(F2, F3 및 F4)의 이동이 잘 이루어진다.
동일한 조건이 제 1 수집구간(3)에 적용되고, 설비 제어(11)는 도 2에 도시된 정지위치에 짧게 도달하게 되는 것을 결정하도록 알려진 자동차(F1)의 제어신호 및 작동 데이터를 이용하며, 그러므로 공급수준 2로부터 공급수준 1로 스위치 전환될 수 있다.
자동차(F5 및 F6)가 작업구간(6)의 방향으로 이동하는 것을 설비 제어(11)가 알고 계획된 자동차(F5 및 F6)의 활동도로부터 전력 필요가 확대될 것으로 알기 때문에, 거기에 공급수준 4를 유지시킨다.
보다 양호한 이해를 위해서, 다음의 표는 도 1 및 2에 나타낸 각각의 루트 구간들에서의 전력 필요조건을 나타낸다(VS: 공급 수준; IVL: 전체 부하에서의 전류):
구간 3 4 5 6 7
Fig. 1 VS 3(1/2IVL) VS 2(1/3IVL) VS 3(1/2IVL) VS 4(IVL) VS 0
Fig. 2 VS 2(1/3IVL) VS 2(1/3IVL) VS 0 VS 4(IVL) VS 3(1/2IVL)
도 4는 설비제어(11)에서 제어 프로세스에 대한 예를 보여준다.
텔퍼 시스템(1)이 정지상태에 있는 상태(Z1)에 있어서, 각각의 루트 구간들(3 내지 7)은 무전류 및 무전압 상태이다. 질문 단계(A1)는 변화가 일어났는지 아닌지를 연속적으로 모니터링한다. 변화는 정지나 비상중단 후에 텔퍼 시스템(1)의 작동 시작이 예가 될 수 있다. 변화가 일어나지 않는 한, 텔퍼 시스템(1)은 정지상태로 유지된다. 만일 질문 단계(A1)는 변화를 나타내면, 예를 들어 설비 제어(11)로부터의 작동을 시작하도록 신호가 인가되거나 높은 수준의 장치 제어가 보이지 않으면, 시스템은 상태(Z2)를 스위치하고, 각각의 루트 구간들(3 내지 7)에서 필요한 전체전력이 결정된다. 이것은 설비제어(11)에 존재하는 각각의 자동차(F1 내지 F13)에 대한 데이터 및/또는 이것들로부터 설비제어(11)로 전달되는 데이터를 사용하여 실행된다.
한 바람직한 예에 있어서, 각각의 자동차들(F1 내지 F13)의 다른 작동 상태들은 설비제어(11)에서 다른 전력 값들, 예를 들면 할당 테이블에서 보다 빠른 작동으로 연결된다. 이것은 이 전력에 대한 변화가 필요한지 아닌지의 여부를 결정하도록 이미 거기에 제공된 전력으로 루트 구간(3 내지 7)에서 각각의 자동차(F1 내지 F13)의 현재 작동상태들을 빠르게 비교할 수 있게 한다.
다른 실시 예에 있어서, 텔퍼 시스템(1)이 각각의 루트 구간들(3 내지 7) 및 자동차들(F1 내지 F13)의 현재상태의 신뢰성있게 독립적으로 작동하도록 설정되는 것을 보장하기 위해서, 정지상태(Z1)로부터 다시 시작하는 경우에 매 루트 구간(3 내지 7)은 전체 부하로 작동에 필요한 최대 정전류를 공급 받을 수 있다. 이것은 비상 중단후에 다시 시작하는 경우에 기대할 수 있다.
그러면, 설비제어(11)는 조정(도 4에서 SQ)에 대하여 연관된 전류 공급원(3' 내지 7')에 대한 상태(Z2)에서 결정된 각각의 루트 구간(3 내지 7)의 필요 전체전력을 전달한다. 그러면, 질문 단계(A2)에서, 설비제어(11)는 에너지 공급의 규정의 원하는 상태가 각각의 루트 구간들(3 내지 7)에 도달하는지 아닌지를 체크한다.
만일 그렇지 않으면, 원하는 에너지의 규정 상태가 질문 단계(A2)에서 하나 또는 그 이상의 전류 공급원(3' 내지 7')에 의해서 확인되지 않으면, 먼저 각각의 전류 공급원(3' 내지 7')이 질문 단계(A3)에서 실패를 체크한다. 만일 실패가 존재하면, 상태(Z4)에서 에러 메시지가 설비 제어(11)로 보내지고, 이것은 적당한 측정을 개시한다. 만일 실패가 질문 단계(A3)에서 더 이상 존재하지 않으면, 시스템은 상태(Z3)로 복귀하고, 필요한 전체전력은 각각의 에너지 공급장치들(3' 내지 7'), 바람직하게는 질문 단계(A2)에서 아직 준비가 되지 않은 루트 구간들(3 내지 7)로 다시 전달된다.
만약 루트 구간들(3 내지 7)에서 필요한 전체전력이 질문 단계(A2)에서 유용하면, 즉 대응하는 정전류가 루트 구간들(3 내지 5)의 1차 컨덕터 배열(2)에서 유동하면, 자동차들(F1 내지 F13)은 도 1에 도시된 바와 같이 설비제어(11)에 의해서 미리 결정된 작동 상태(Z5)로 스위치된다..
텔퍼 시스템(1)은 정상적인 상태(Z5)에 놓이고, 설비제어(11)는 각각의 자동차(F1 내지 F13)를 작동시킨다. 상태(Z5)는 질문 상태(A4)에서 설비 제어(11)에 의해서 연속적으로 모니터링된다. 변화가 일어나지 않는한, 상태(Z5)가 유지된다. 만일 변화가 일어나면, 예를 들어 자동차(F1)는 도 2의 정지위치로 진행하고, 상태(Z2)에서의 설비제어(11)는 루트 구간들(3 내지 7)에서의 필요 전체 전력을 다시 결정한다. 그러면, 상태(Z3) 에 있어서, 상기한 바와 같이 필요 전체전력을 제공하는 전류 공급원(3')내지 (7')으로 필요 전체 전력을 갖는 대응하는 메시지를 방출한다. 바람직하게는, 변화된 필요 전체전력을 갖는 메시지는 영향을 받은 루트 구간들(3 내지 7)에서 보내진다. 그러므로, 도 1 및 2 그리고 표 1에 따른 본 실시 예에 있어서, 필요한 전체전력이 변하지 않음에 따라서 상태(Z3) 에 있어서 전류 공급원(4' 내지 6')으로 메시지가 보내지지 않는다.
1 : 텔퍼시스템
2 : 1차 컨덕터 배열
3 내지 7 : 루트 구간들
3' 내지 7' : 전류공급원
11 : 설비제어

Claims (12)

1차 컨덕터 배열(2)을 갖는 루트를 따라서 이동할 수 있도록 구성된 이동형 컨슈머(consumer)들(F1-F13)로 전기에너지를 유도전달하기 위한 장치로써,
상기 1차 컨덕터 배열은 상기 루트를 따르도록 구성되며, 서로 전기적으로 분리된 루트 구간들(3-7)로 분할되고, 각각의 루트 구간들(3-7)은 각각의 루트 구간들(3-7)에 정전류(constant current)를 인가(impressing)하기 위한 적어도 하나의 전류공급원(3'-7')이 각각 할당되며,
각각의 루트 구간들(3-7)에 위치한 이동형 컨슈머들(F1-F13)에 의해 각각의 루트 구간들(3-7)에서 각각의 경우에 필요한 전체전력을 결정하기 위하여 제공되며, 각각의 루트 구간(3-7)의 전체 요구 전력에 대응하는 정전류를 인가하기 위한 상기 전류공급원(3'-7')을 활성화하기 위하여 제공되는 수단(11)을 포함하며,
상기 전체 요구 전력을 결정하기 위한 상기 수단(11)은 할당 테이블을 포함하고, 상기 할당 테이블에는 상기 루트 구간(3-7)에서의 전체 요구 전력에 대한 상이한 공급 수준(VS1-VS4)이 상기 루트 구간들(3-7)에 인가될 정전류의 값으로 할당되고, 각각의 경우에서의 상기 정전류에 대한 값들은 상기 공급 수준들(VS1-VS4)에 있어서의 최대 전체 소요 전력에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 이동형 컨슈머들(F1-F13)의 다른 작동상태들에 할당된 전력값들은 필요한 전체전력을 결정하기 위한 상기 수단(11)에 저장되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 이동형 컨슈머들(F1-F13)은 차량 제어, 추진장치 및 하나 또는 그 이상의 작동유닛을 나타내고, 그들의 작동에 필요한 전력값들은 필요한 전체전력을 결정하기 위한 상기 수단(11)에 저장되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 루트구간들(3-7)은 상기 각각의 루트 구간들(3-7)에 대하여 제공되는 정전류를 지금 결정하기 위한 전류측정장치들(5c, 6c, 7c)에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
루트를 따라서 이동할 수 있도록 구성된 이동형 컨슈머들(F1-F13)에게 전기에너지를 유도전달하기 위한 방법으로,
상기 이동형 컨슈머들(F1-F13)은 상기 루트를 따르도록 구성되며, 서로 전기적으로 서로 분리된 루트 구간들(3-7)로 분할된 1차 컨덕터 배열로부터 전기에너지를 유도공급 받으며
각각의 루트 구간들(3-7)에 할당된 적어도 하나의 전류공급원(3'-7')으로부터 정전류(constant current)가 각각의 상기 루트 구간들(3-7)에 인가되며,
각각의 루트 구간들(3-7)에 위치한 이동형 컨슈머들(F1-F13)에 의해 각각의 루트 구간들(3-7)에 대한 전체 요구 전력이 결정되고, 각각의 루트 구간들(3-7)에서의 전체 요구 전력에 대응되는 정전류(constant current)가 연관된 전력공급원(3'-7')에 의해서 각각의 루트구간(3-7)에 인가되고,
루트 구간들(3-7)에서의 상이한 전체전력은 상이한 공급수준들(VS1-VS4)로 할당되고, 공급수준(VS1-VS4)은 루트구간(3-7)에서의 결정된 전체 요구 전력에 따라서 선택되고, 상기 루트구간(3-7)에서의 선택된 공급수준들(VS1-VS4)으로 할당된 정전류 값이 상기 루트구간(3-7)으로 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제 6 항에 있어서, 각각의 경우에 상기 루트 구간들(3-7)에서 각각의 공급수준들(VS1-VS4)로 강제할당될 정전류에 대한 값은 상기 공급수준들(VS1-VS4)에서 최대 전체전력에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 루트구간(3-7)에서 상기 이동형 컨슈머들(F1-F13)의 다른 작동상태들이 결정되고, 상기 루트구간(3-7)에서 필요한 전체전력은 결정된 작동상태들에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 작동상태들은 제 1 전력값을 갖는 상기 이동형 컨슈머(F1-F13)의 제어상태와, 제 2 전력값을 갖는 상기 이동형 컨슈머(F1-F13)의 추진상태 및 제 3 전력값을 갖는 상기 이동형 컨슈머(F1-F13)의 작동상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 루트구간(3-7)중 미래에 필요한 전체전력은 거기에 현재 위치한 상기 이동형 컨슈머(F1-F13)의 주어진 미래 작동상태들로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 루트구간(3-7)중 미래에 필요한 전체전력은 적어도 하나의 인접한 루트구간(3-7)에 위치한 상기 이동형 컨슈머(F1-F13)의 주어진 미래 작동상태들로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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