WO2010038499A1 - クレーン装置およびクレーン制御方法 - Google Patents

クレーン装置およびクレーン制御方法 Download PDF

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crane
voltage
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Inventor
宗史 佐藤
昌治 川口
Original Assignee
三井造船株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/12—Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices

Definitions

  • the present invention relates to a crane device, and more particularly to an engine-driven power generation type crane device that generates power by driving an engine.
  • a crane apparatus that loads and unloads a cargo such as a container on a ship or a trailer uses a plurality of electric motors to move the cargo up and down, and further, run and run the platform. Further, in order to supply operating electric power to these motors, the engine-driven power generation system is configured to supply necessary electric power to each motor using an engine power generator that drives the generator using a diesel engine.
  • Such a crane device has a maximum load when the load is lifted, but there is a case where almost no electric power is required when the load is suspended, and the load fluctuation is large. Therefore, in order to supply the power suitable for the maximum load from the generator, a large-sized diesel engine or generator is required, but the facility scale exceeds the average load. It was inefficient.
  • 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.
  • Some have been proposed for charging see, for example, JP-A-2001-163574).
  • the engine power generator is always provided to stably supply such maximum load power. Is operating at a constant rotational speed. For this reason, the rated rotational speed must be maintained despite the low load such as standby time when the crane is not operated using the electric motor such as the hoisting operation of the luggage, traveling of the platform or traversing. Excessive fuel consumption of the engine power generation device becomes worse.
  • the present invention is intended to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a crane apparatus and a crane control method capable of stably supplying a necessary voltage in auxiliary equipment even when the engine rotational speed is reduced. .
  • a crane apparatus includes an engine power generator that supplies generated power obtained by driving a generator with an engine to a common bus as drive power, and a common bus.
  • a plurality of electric motors that are driven by the driving power supplied from the engine power generator to perform various crane operations including loading and unloading of cargo, and when the crane operation is being performed, the engine is required for the crane operation.
  • the controller While operating at the operating rotational speed, when the crane operation is stopped, the controller is operated at an idling rotational speed lower than the operating rotational speed, and the auxiliary equipment is driven by boosting the driving voltage of the driving power.
  • Auxiliary power is supplied to the engine, and even when the engine is operated at idling speed and the drive voltage drops, And a voltage booster to supply the auxiliary power voltage sufficient to drive the equipment.
  • the crane control method includes an engine power generator that supplies generated power obtained by driving a generator with an engine to a common bus as drive power, and a drive that is supplied from the engine power generator via the common bus.
  • a crane control method for a crane comprising a voltage booster for supplying auxiliary power for driving auxiliary equipment by boosting the drive voltage of the drive power, wherein the controller stops the crane operation. Operates the engine at an idling rotational speed lower than the operating rotational speed, and the voltage booster assists with sufficient voltage to drive the auxiliary equipment even when the engine is operated at the idling rotational speed and the drive voltage decreases. Supply power.
  • the auxiliary power can be supplied to the auxiliary equipment in the same manner as during normal operation by the voltage booster. It becomes possible. As a result, the auxiliary equipment can be driven even if the engine rotational speed of the engine power generator is significantly reduced to the idling rotational speed in accordance with the operation state of the crane apparatus. For this reason, it is possible to effectively reduce the fuel consumption of the engine power generation device and to reduce the environmental impact while maintaining the overall operation of the crane device normally.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the crane apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an operational characteristic showing the relationship between the engine speed of the engine power generator and the generated voltage.
  • FIG. 3 is an operational characteristic showing the relationship between the engine speed of the engine power generator and the auxiliary voltage.
  • FIG. 4 is a timing chart showing an operation example of the crane apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • This crane device is a device that performs various crane operations including loading and unloading by driving an electric motor connected to a common bus by supplying driving power generated by engine driving to the common bus.
  • Engine generator 1 rectifier 2, main winding motor 30, traveling motors 31 and 32, traverse motor 33, inverters (INV) 41 to 44, voltage booster 51, rectifier 52, auxiliary equipment 6, controller 7, and A common bus 9 is provided.
  • the diesel engine (DE) 11 of the engine power generator 1 is operated at the operation rotational speed Nb necessary for the crane operation, and the crane operation is performed.
  • the diesel engine 11 is operated at an idling rotational speed Na lower than the operational rotational speed Nb, and the auxiliary equipment 6 is driven by boosting the drive voltage VM of the drive power PM by the voltage booster 51.
  • Auxiliary power PS for driving the auxiliary equipment 6 is supplied even when the diesel engine 11 is operated at the idling rotational speed Na and the drive voltage VM decreases. It is what I did.
  • the engine power generator 1 includes a diesel engine (DE) 11 and a generator (G) 12, and is a device that generates AC generated power PG by driving the generator 12 with the diesel engine 11.
  • the engine speed N of the diesel engine 11 is controlled based on the driving instruction 10.
  • the rectifier 2 has a function of supplying DC drive power PM obtained by rectifying AC generated power PG output from the engine power generator 1 to the common bus 9.
  • the main winding motor 30 is an AC motor for raising and lowering a load.
  • the traveling motors 31 and 32 are AC motors for traveling the gantry.
  • the traverse motor 33 is an AC motor for traversing the gantry.
  • Inverter 41 is a DC / AC converter that converts drive power PM on common bus 9 into AC power and supplies it to main winding motor 30 and traveling motor 31.
  • the inverter 42 is a DC / AC converter that converts the drive power PM on the common bus 9 into AC power and supplies the AC power to the main winding motor 30 and the traveling motor 32.
  • the inverter 43 is a DC / AC converter that converts the drive power PM on the common bus 9 into AC power and supplies the AC power to the traverse motor 33.
  • a plurality of the inverters 43 and the traverse motors 33 are provided according to the trolley structure at the top of the crane.
  • the inverter 44 is a DC / AC converter that converts the DC auxiliary power PS output from the voltage booster 51 into AC power and supplies the AC power to the auxiliary equipment 6.
  • the voltage boosting device 51 is composed of, for example, an AC boosting chopper, a function of supplying auxiliary power PS for driving the auxiliary equipment 6 by boosting the generated voltage VG of the generated power PG, and the idling rotational speed of the diesel engine 11. Even when the power generation voltage VG is lowered due to operation with Na, the auxiliary power PS has a function of supplying auxiliary power PS having a voltage sufficient to drive the auxiliary equipment 6.
  • the rectifier 52 has a function of supplying the auxiliary power PS to the common bus 9 only when the auxiliary voltage VS of the auxiliary power PS is higher than the driving voltage VM of the driving power PM.
  • 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.
  • 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.
  • the main function of the controller 7 is to control the inverters 41 to 43 by exchanging various commands 4A based on an operator's crane operation input detected via an operation lever or an operation switch, to Crane operation function for controlling operation such as traveling and traversing of the gantry, power supply status confirmation function for confirming the power supply status from the engine power generator 1 to the common bus 9, and crane operation input and command input from the operator, power There is a rotation speed control function for instructing the engine power generation apparatus 1 by an operation instruction 10 for an engine rotation speed corresponding to the operation condition of the crane apparatus obtained from the supply condition.
  • a plurality of engine rotation speeds that are control targets in about five stages are prepared in advance as specified values, and any one of these specified values corresponds to each crane operation. Is set as the engine speed. For example, the highest rotational speed among the five stages is assigned to the hoisting operation, and the mid-range rotational speed is assigned to the traversing operation and the traveling operation.
  • the controller 7 selects the engine rotation speed according to the crane operation input or command input from the operator, and instructs the engine power generator 1 by the operation instruction 10.
  • 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.
  • the driving power PM on the common bus 9 is used when the corresponding electric motors 30 to 33 are driven. descend. Therefore, the drive voltage VM of the common bus 9 is detected based on the detection value from the detector provided on the power wiring from the engine power generation device 1 to the common bus 9 by the power supply status confirmation function, and stored in the memory in advance. It is also possible to control the excess or deficiency of the power supply status by reading out and comparing the lower threshold value and the upper threshold value, and controlling the engine speed N according to the comparison result.
  • Controller 7 confirms the presence or absence of crane operation based on the operator's crane operation input detected via the operation lever or operation switch.
  • the controller 7 calculates the operation rotational speed Nb necessary for the crane operation and determines the engine rotational speed as the operation instruction 10.
  • the engine rotation speed of the diesel engine 11 starts to rise to Nb.
  • the controller 7 sets the idling rotation speed Na lower than the operation rotation speed Nb to the driving instruction 10. To instruct the engine generator 1.
  • the engine speed N of the diesel engine 11 decreases to the idling speed Na. Therefore, the engine rotation speed N can be significantly reduced according to the operation status of the crane device, and as a result, the fuel consumption of the engine power generation device 1 can be effectively reduced and the environmental impact can also be reduced. Become.
  • the engine power generator 1 has operational characteristics as shown in FIG. 2 with respect to the engine rotation speed N and the power generation voltage VG.
  • this operational characteristic when the engine rotational speed N is equal to or lower than the operational rotational speed Nb, the generated voltage VG increases monotonously as the engine rotational speed N increases, and when the engine rotational speed N is equal to or higher than the operational rotational speed Nb, VG converges to the operating power generation voltage VGb. For this reason, when the engine rotation speed of the diesel engine 11 decreases to the idling rotation speed Na, the power generation voltage VG also decreases to the idling power generation voltage VGa.
  • the voltage booster 51 has operational characteristics as shown in FIG. 3 for the engine speed N and the auxiliary voltage VS.
  • This operating characteristic is that when the engine rotation speed N is equal to or less than the idling rotation speed Na, the auxiliary voltage VS monotonously increases as the engine rotation speed N increases, and the engine rotation speed N is less than the operation rotation speed Nb from the idling rotation speed Na.
  • the idling auxiliary voltage VSa is constant regardless of the engine speed N. For this reason, even when the engine rotation speed of the diesel engine 11 decreases from the operation rotation speed Nb to the idling rotation speed Na, the auxiliary voltage VS is maintained at the idling auxiliary voltage VSa.
  • the crane operation is not performed, and the diesel engine 11 of the engine power generator 1 is operated at the idling rotational speed Na.
  • the generated voltage VG of the generated power PG output from the engine power generator 1 indicates the idling generated voltage VGa.
  • the idling auxiliary voltage VSa sufficient to drive the auxiliary equipment 6 as the auxiliary voltage VS of the auxiliary power PS. Is output.
  • the controller 7 outputs a driving instruction 10 indicating an operation rotational speed Nb corresponding to the operation instruction to the engine power generator 1.
  • the engine rotation speed of the engine power generation device 1 gradually increases from the idling rotation speed Na to the operation rotation speed Nb
  • the generated power PG from the engine power generation device 1 increases
  • the generated voltage VG also increases gradually.
  • the load power PL also increases from time T0, and reaches the maximum load power PLb at time T1.
  • the engine rotational speed N reaches the operating rotational speed Nb and becomes constant, the maximum driving power is output as the generated power PG, and the generated voltage VG also reaches the operating generated voltage VGb.
  • the generated voltage VG inputted from the voltage booster 51 is the operating power generation voltage VGb, the idling auxiliary voltage VSa sufficient to drive the auxiliary equipment 6 as the auxiliary voltage VS of the auxiliary power PS. Is output.
  • the load power PL is once reduced to the load at the time of lowering. It gradually decreases until time T3.
  • the controller 7 outputs an operation instruction 10 indicating the idling rotational speed Na to the engine power generator 1 in response to the crane operation stop operation command.
  • the engine rotation speed of the engine power generator 1 gradually decreases, and at time T3, the engine rotation speed N reaches the idling rotation speed Na and becomes constant.
  • the generated voltage VG inputted from the voltage booster 51 is the idling generated voltage VGa, and therefore, idling sufficient to drive the auxiliary equipment 6 as the auxiliary voltage VS of the auxiliary power PS.
  • the auxiliary voltage VSa is output.
  • the auxiliary voltage VS is maintained at the idling auxiliary voltage VSa, that is, a voltage sufficient to drive the auxiliary equipment 6.
  • the normal operation of the auxiliary equipment 6 is maintained.
  • the voltage booster 51 allows the idling auxiliary voltage VSa, that is, the auxiliary voltage VS sufficient to drive the auxiliary equipment 6. Can be supplied.
  • the auxiliary equipment 6 can be stably driven even if the engine rotational speed N of the engine power generator is greatly reduced to the idling rotational speed Na in accordance with the operation state of the crane apparatus. For this reason, it is possible to effectively reduce the fuel consumption of the engine power generation device and to reduce the influence on the environment while maintaining the overall operation of the crane device normally.
  • the rectifier 52 is provided so that the auxiliary power PS is supplied to the common bus 9 only when the auxiliary voltage VS of the auxiliary power PS is higher than the driving voltage VM of the driving power PM.
  • the surplus power of the auxiliary power PS can be effectively used as the drive power PM.
  • This is useful as a crane power supply technology for supplying power from a power supply rail to a crane device, and is used, for example, in a gate-type crane device that performs cargo handling such as loading and unloading of containers on a ship or trailer at a container terminal.

Abstract

　コントローラ(7)により、クレーン動作を実行している際にはディーゼルエンジン(11)を当該クレーン動作に必要な動作回転速度Ｎｂで運転するとともに、クレーン動作を停止している際にはディーゼルエンジン(11)を動作回転速度Ｎｂより低いアイドリング回転速度Ｎａで運転し、電圧昇圧装置(51)により、発電電力ＰＧの発電電圧ＶＧを昇圧することにより補機設備(6)を駆動するための補助電力ＰＳを供給するとともに、ディーゼルエンジン(11)がアイドリング回転速度Ｎａで運転されて発電電圧ＶＧが低下した場合でも、補機設備(6)を駆動するのに十分な電圧の補助電力ＰＳを供給する。

Description

クレーン装置およびクレーン制御方法
　本発明は、クレーン装置に関し、特に駆動電力をエンジン駆動で発電するエンジン駆動発電方式のクレーン装置に関する。
　港湾などのヤードにおいて、船舶やトレーラに対するコンテナなどの荷物の積み降ろしを行うクレーン装置では、複数の電動機を用いて、荷物の昇降、さらには架台の走行や横行などの動作を行っている。また、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。
　このようなクレーン装置では、荷物の吊り上げ時などは最大負荷となるが、荷物の吊り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。
　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充電するものが提案されている（例えば、特開２００１－１６３５７４号公報など参照）。
　前述した従来技術では、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一定回転速度で運転している。このため、荷物の巻上動作、架台の走行や横行などの電動機を用いたクレーン動作を行っていない待機時などの低負荷時にも関わらず定格回転速度を維持しなければならず、発電電力が過剰となり、エンジン発電装置の燃費が悪くなる。
　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、規定の電圧や周波数の発電電力を得ることができなくなり、クレーン装置において低負荷時でもエンジン発電装置からの発電電力を利用している、照明装置、空調装置、あるいはコントローラなど、クレーン装置の付帯設備として設けられている各種補機設備の動作が不可能となるという問題点があった。
　本発明はこのような課題を解決するためのものであり、エンジン回転速度を低下させた場合でも補機設備で必要な電圧を安定供給できるクレーン装置およびクレーン制御方法を提供することを目的としている。
　このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン装置は、エンジンで発電機を駆動して得られた発電電力を駆動電力として共通母線へ供給するエンジン発電装置と、共通母線を介してエンジン発電装置から供給された駆動電力により駆動されて、荷物の積み降ろしを含む各種クレーン動作を行うための複数の電動機と、クレーン動作を実行している際にはエンジンを当該クレーン動作に必要な動作回転速度で運転するとともに、クレーン動作を停止している際にはエンジンを動作回転速度より低いアイドリング回転速度で運転するコントローラと、駆動電力の駆動電圧を昇圧することにより補機設備を駆動するための補助電力を供給するとともに、エンジンがアイドリング回転速度で運転されて駆動電圧が低下した場合でも、補機設備を駆動するのに十分な電圧の補助電力を供給する電圧昇圧装置とを備えている。
　また、本発明のクレーン制御方法は、エンジンで発電機を駆動して得られた発電電力を駆動電力として共通母線へ供給するエンジン発電装置と、共通母線を介してエンジン発電装置から供給された駆動電力により駆動されて、荷物の積み降ろしを含む各種クレーン動作を行うための複数の電動機と、クレーン動作を実行している際にはエンジンを当該クレーン動作に必要な動作回転速度で運転するコントローラと、
　駆動電力の駆動電圧を昇圧することにより補機設備を駆動するための補助電力を供給する電圧昇圧装置とを備えるクレーンのクレーン制御方法であって、コントローラは、クレーン動作を停止している際にはエンジンを動作回転速度より低いアイドリング回転速度で運転し、電圧昇圧装置は、エンジンがアイドリング回転速度で運転されて駆動電圧が低下した場合でも、補機設備を駆動するのに十分な電圧の補助電力を供給する。
　本発明によれば、クレーン動作が停止されてエンジン回転速度をアイドリング回転速度まで低下させた場合でも、電圧昇圧装置により、アイドリング時でも補助電力を通常時と同様に補機設備に供給することが可能となる。
　これにより、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アイドリング回転速度まで大幅に低下させても、補機設備を駆動することが可能となる。このため、クレーン装置の全体的な動作を正常に維持しつつ、エンジン発電装置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。
図１は、本発明の本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。 図２は、エンジン発電装置のエンジン回転速度と発電電圧との関係を示す動作特性である。 図３は、エンジン発電装置のエンジン回転速度と補助電圧との関係を示す動作特性である。 図４は、本発明の本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。
　次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［本実施の形態の構成］
　まず、図１を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。
　このクレーン装置は、エンジン駆動で発電した駆動電力を共通母線へ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含む各種クレーン動作を行う装置であり、主な構成として、エンジン発電装置１、整流器２、主巻電動機３０、走行電動機３１，３２、横行電動機３３、インバータ（ＩＮＶ）４１～４４、電圧昇圧装置５１、整流器５２、補機設備６、コントローラ７、および共通母線９が設けられている。
　本実施の形態は、コントローラ７により、クレーン動作を実行している際にはエンジン発電装置１のディーゼルエンジン（ＤＥ）１１を当該クレーン動作に必要な動作回転速度Ｎｂで運転するとともに、クレーン動作を停止している際にはディーゼルエンジン１１を動作回転速度Ｎｂより低いアイドリング回転速度Ｎａで運転し、電圧昇圧装置５１により、駆動電力ＰＭの駆動電圧ＶＭを昇圧することにより補機設備６を駆動するための補助電力ＰＳを供給するとともに、ディーゼルエンジン１１がアイドリング回転速度Ｎａで運転されて駆動電圧ＶＭが低下した場合でも、補機設備６を駆動するのに十分な電圧の補助電力ＰＳを供給するようにしたものである。
　以下、本実施の形態にかかるクレーン装置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と発電機（Ｇ）１２を有し、ディーセルエンジン１１で発電機１２を駆動することにより交流の発電電力ＰＧを発電する装置であり、コントローラ７からの運転指示１０に基づいて、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転速度Ｎを制御する機能を有している。
　整流器２は、エンジン発電装置１から出力された交流の発電電力ＰＧを整流した直流の駆動電力ＰＭを共通母線９へ供給する機能を有している。
　主巻電動機３０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３１，３２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上の駆動電力ＰＭを交流電力に変換して主巻電動機３０および走行電動機３１へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
　インバータ４２は、共通母線９上の駆動電力ＰＭを交流電力に変換して主巻電動機３０および走行電動機３２へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
　インバータ４３は、共通母線９上の駆動電力ＰＭを交流電力に変換して横行電動機３３へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。これらインバータ４３や横行電動機３３は、クレーン頂部のトロリー構造に応じて複数設けられている。
　インバータ４４は、電圧昇圧装置５１から出力された直流の補助電力ＰＳを交流電力に変換して補機設備６へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
　電圧昇圧装置５１は、例えば交流昇圧チョッパからなり、発電電力ＰＧの発電電圧ＶＧを昇圧することにより補機設備６を駆動するための補助電力ＰＳを供給する機能と、ディーゼルエンジン１１がアイドリング回転速度Ｎａで運転されて発電電圧ＶＧが低下した場合でも、補機設備６を駆動するのに十分な電圧を有する補助電力ＰＳを供給する機能とを有している。
　整流器５２は、補助電力ＰＳの補助電圧ＶＳが駆動電力ＰＭの駆動電圧ＶＭより高い場合にのみ、補助電力ＰＳを共通母線９へ供給する機能を有している。
　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。
　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クレーン操作入力に基づいて、各種コマンド４Ａをやり取りすることによりインバータ４１～４３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、および操作者からのクレーン操作入力や指令入力、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応じたエンジン回転速度を、運転指示１０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。
　通常、エンジン発電装置１のディーゼルエンジン１１には、５段階程度で制御目標となる複数のエンジン回転速度が予め規定値として用意されており、これら規定値のうちのいずれかが各クレーン動作に応じたエンジン回転速度として設定されている。例えば、巻上げ動作には５段階のうち最高回転速度が割り当てられ、横行動作や走行動作には中域回転速度が割り当てられる。コントローラ７は、操作者からのクレーン操作入力や指令入力に応じたエンジン回転速度を選択し、運転指示１０によりエンジン発電装置１へ指示する。
　また、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。クレーン操作に基づき荷物の巻き上げや、架台の走行や横行などのクレーン動作を行う場合、対応する電動機３０～３３を駆動した時点で、共通母線９上の駆動電力ＰＭ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から共通母線９までの電力配線上に設けた検出器からの検出値に基づいて共通母線９の駆動電圧ＶＭ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し、その比較結果に応じてエンジン回転速度Ｎを制御することにより、電力供給状況の過不足を制御するようにしてもよい。
［本実施の形態の動作］
　次に、図２および図３を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置の動作について詳細に説明する。
　コントローラ７は、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者のクレーン操作入力に基づいて、クレーン動作の有無を確認する。ここで、荷物の昇降、架台の走行や横行などのクレーン動作の実行が確認された場合、コントローラ７は、当該クレーン動作に必要な動作回転速度Ｎｂを算出し、そのエンジン回転速度を運転指示１０によりエンジン発電装置１へ指示する。これに応じて、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転速度がＮｂまで上昇を開始する。
　一方、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者のクレーン操作入力に基づいて、クレーン動作の停止が確認された場合、コントローラ７は、動作回転速度Ｎｂより低いアイドリング回転速度Ｎａを運転指示１０によりエンジン発電装置１へ指示する。これに応じて、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎａへ低下する。
　したがって、クレーン装置の動作状況に応じてエンジン回転速度Ｎを大幅に低下させることができ、結果として、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。
　エンジン発電装置１は、エンジン回転速度Ｎと発電電圧ＶＧについて、図２に示すような動作特性を有している。この動作特性において、エンジン回転速度Ｎが動作回転速度Ｎｂ以下の場合、エンジン回転速度Ｎの増加に応じて発電電圧ＶＧが単調増加し、エンジン回転速度Ｎが動作回転速度Ｎｂ以上の場合、発電電圧ＶＧが動作発電電圧ＶＧｂに収束する。
　このため、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転速度がアイドリング回転速度Ｎａへ低下した場合、発電電圧ＶＧもアイドリング発電電圧ＶＧａまで低下する。
　一方、電圧昇圧装置５１は、エンジン回転速度Ｎと補助電圧ＶＳについて、図３に示すような動作特性を有している。この動作特性は、エンジン回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎａ以下の場合、エンジン回転速度Ｎの増加に応じて補助電圧ＶＳが単調増加し、エンジン回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎａから動作回転速度Ｎｂ以下の場合、エンジン回転速度Ｎに関わらず一定のアイドリング補助電圧ＶＳａとなる。
　このため、ディーゼルエンジン１１のエンジン回転速度が動作回転速度Ｎｂからアイドリング回転速度Ｎａまで低下した場合でも、補助電圧ＶＳは、アイドリング補助電圧ＶＳａに維持される。
　したがって、補機設備６を駆動するのに十分な電圧値を、アイドリング補助電圧ＶＳａとして予め設定しておくことにより、クレーン動作が停止されてエンジン回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎａまで低下させた場合でも、補助電圧ＶＳを、アイドリング補助電圧ＶＳａ、すなわち補機設備６を駆動するのに十分な電圧に維持することが可能となる。
［本実施の形態の動作例］
　次に、図４を参照して、本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。ここでは、クレーン動作の開始に応じてエンジン発電装置１のエンジン回転速度が増加した後、クレーン動作の停止に応じてエンジン発電装置１のエンジン回転速度が低減する場合を例として説明する。
　時刻Ｔ０以前においては、クレーン動作は行われておらず、エンジン発電装置１のディーゼルエンジン１１は、アイドリング回転速度Ｎａで運転されている。このとき、エンジン発電装置１から出力される発電電力ＰＧの発電電圧ＶＧはアイドリング発電電圧ＶＧａを示している。この際、電圧昇圧装置５１からは、入力される発電電圧ＶＧがアイドリング発電電圧ＶＧａであることから、補助電力ＰＳの補助電圧ＶＳとして、補機設備６を駆動するのに十分なアイドリング補助電圧ＶＳａが出力されている。
　次に、時刻Ｔ０において、荷物の巻き上げ指令を示すクレーン操作７０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動作回転速度Ｎｂを示す運転指示１０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アイドリング回転速度Ｎａから動作回転速度Ｎｂへ徐々に上昇し、エンジン発電装置１からの発電電力ＰＧが増加し、その発電電圧ＶＧも徐々に上昇する。また、負荷電力ＰＬも時刻Ｔ０から上昇し、時刻Ｔ１で最大負荷電力ＰＬｂとなる。
　その後、時刻Ｔ１に、エンジン回転速度Ｎが動作回転速度Ｎｂに到達して一定となり、発電電力ＰＧとして最大駆動電力が出力されるとともに、その発電電圧ＶＧも動作発電電圧ＶＧｂに達する。この際、電圧昇圧装置５１からは、入力される発電電圧ＶＧが動作発電電圧ＶＧｂであることから、補助電力ＰＳの補助電圧ＶＳとして、補機設備６を駆動するのに十分なアイドリング補助電圧ＶＳａが出力されている。
　また、時刻Ｔ２に、荷物の巻き下げ指令を示すクレーン操作７０が行われ、時刻Ｔ３に巻き下げ動作が完了した場合、時刻Ｔ２において、負荷電力ＰＬが巻き下げ時の負荷まで一旦低下した後、時刻Ｔ３まで徐々に低下する。
　コントローラ７は、そのクレーン動作の停止操作指令に応じて、アイドリング回転速度Ｎａを示す運転指示１０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徐々に低下し、時刻Ｔ３に、エンジン回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎａに到達して一定となる。
　したがって、時刻Ｔ３において、電圧昇圧装置５１からは、入力される発電電圧ＶＧがアイドリング発電電圧ＶＧａであることから、補助電力ＰＳの補助電圧ＶＳとして、補機設備６を駆動するのに十分なアイドリング補助電圧ＶＳａが出力される。　
　これにより、クレーン動作が停止されてエンジン回転速度Ｎがアイドリング回転速度Ｎａまで低下させた場合でも、補助電圧ＶＳを、アイドリング補助電圧ＶＳａ、すなわち補機設備６を駆動するのに十分な電圧に維持され、補機設備６の正常動作が維持される。
［本実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、コントローラ７により、クレーン動作を実行している際にはディーゼルエンジン１１を当該クレーン動作に必要な動作回転速度Ｎｂで運転するとともに、クレーン動作を停止している際にはディーゼルエンジン１１を動作回転速度Ｎｂより低いアイドリング回転速度Ｎａで運転し、電圧昇圧装置５１により、発電電力ＰＧの発電電圧ＶＧを昇圧することにより補機設備６を駆動するための補助電力ＰＳを供給するとともに、ディーゼルエンジン１１がアイドリング回転速度Ｎａで運転されて発電電圧ＶＧが低下した場合でも、補機設備６を駆動するのに十分な電圧の補助電力ＰＳを供給している。
　したがって、クレーン動作が停止されてエンジン回転速度Ｎをアイドリング回転速度Ｎａまで低下させた場合でも、電圧昇圧装置５１により、アイドリング補助電圧ＶＳａ、すなわち補機設備６を駆動するのに十分な補助電圧ＶＳを供給することが可能となる。
　これにより、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Ｎをアイドリング回転速度Ｎａまで大幅に低下させても、補機設備６を安定駆動することが可能となる。このため、クレーン装置の全体的な動作を正常に維持しつつ、エンジン発電装置の燃費を効果的に削減でき、環境への影響も低減することが可能となる。
　また、本実施の形態では、整流器５２を設けて、補助電力ＰＳの補助電圧ＶＳが駆動電力ＰＭの駆動電圧ＶＭより高い場合にのみ、補助電力ＰＳを共通母線９へ供給するようにしたので、補助電力ＰＳの余剰電力を駆動電力ＰＭとして有効利用することが可能となる。
［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から交流の駆動電力１５を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から直流の駆動電力を供給する場合でも前述と同様に各実施の形態を適用でき、同様の作用効果を得ることができる。この際、発電機１２として直流発電機を用いるとともに、整流器２を取り外して直結し、電圧昇圧装置５１として交流昇圧チョッパを用いればよい。
　クレーン装置に対して給電レールから電源供給を行うクレーン給電技術として有用であり、例えば、コンテナターミナルにおいて、船舶やトレーラに対するコンテナの積み降ろしなどの荷役を行う門型のクレーン装置で用いられる。

Claims (4)

  1. 　エンジンで発電機を駆動して得られた発電電力を駆動電力として共通母線へ供給するエンジン発電装置と、
    　前記共通母線を介して前記エンジン発電装置から供給された前記駆動電力により駆動されて、荷物の積み降ろしを含む各種クレーン動作を行うための複数の電動機と、
    　前記クレーン動作を実行している際には前記エンジンを当該クレーン動作に必要な動作回転速度で運転するとともに、前記クレーン動作を停止している際には前記エンジンを前記動作回転速度より低いアイドリング回転速度で運転するコントローラと、
    　前記駆動電力の駆動電圧を昇圧することにより補機設備を駆動するための補助電力を供給するとともに、前記エンジンが前記アイドリング回転速度で運転されて前記駆動電圧が低下した場合でも、前記補機設備を駆動するのに十分な電圧の補助電力を供給する電圧昇圧装置と
    　を備えることを特徴とするクレーン装置。
  2. 　請求項１に記載のクレーン装置において、
    　前記補助電力を前記共通母線へ供給する整流器をさらに備えることを特徴とするクレーン装置。
  3. 　エンジンで発電機を駆動して得られた発電電力を駆動電力として共通母線へ供給するエンジン発電装置と、
    　前記共通母線を介して前記エンジン発電装置から供給された前記駆動電力により駆動されて、荷物の積み降ろしを含む各種クレーン動作を行うための複数の電動機と、
    　前記クレーン動作を実行している際には前記エンジンを当該クレーン動作に必要な動作回転速度で運転するコントローラと、
    　前記駆動電力の駆動電圧を昇圧することにより補機設備を駆動するための補助電力を供給する電圧昇圧装置と
    　を備えるクレーンのクレーン制御方法であって、
    　前記コントローラは、前記クレーン動作を停止している際には前記エンジンを前記動作回転速度より低いアイドリング回転速度で運転し、
    　電圧昇圧装置は、前記エンジンが前記アイドリング回転速度で運転されて前記駆動電圧が低下した場合でも、前記補機設備を駆動するのに十分な電圧の補助電力を供給する
    　ことを特徴とするクレーン制御方法。
  4. 　請求項３に記載のクレーン制御方法において、
    　整流器は、前記補助電力を前記共通母線へ供給することを特徴とするクレーン制御方法。
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