WO2014125576A1 - クレーン装置、コンテナヤード、および給電方法 - Google Patents

クレーン装置、コンテナヤード、および給電方法 Download PDF

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WO2014125576A1
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power
power supply
transformer
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昌治 川口
佐藤　宗史
孝二 大井
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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
    • 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
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/23—Circuits for controlling the lowering of the load
    • B66C13/26—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors
    • B66C13/28—Circuits for controlling the lowering of the load by ac motors utilising regenerative braking for controlling descent of heavy loads and having means for preventing rotation of motor in the hoisting direction when load is released
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to a crane apparatus that performs container handling by using electric power supplied through a power supply line extending along a lane.
  • the container yard 100 is provided facing the port wharf 7A, and the container 9 is loaded and unloaded from the ship 7B by a container crane 7C disposed on the wharf 7A.
  • the container yard 100 is divided into a plurality of cargo handling areas, that is, berths 70 along the wharf 7A according to the arrangement position and the purpose of use.
  • Each berth 70 is provided with a plurality of lanes 72 each having a rectangular area in plan view extending along the longitudinal direction of the container 9 as a placement place of the container 9.
  • the containers 9 placed in the lane 72 are efficiently sorted.
  • FIG. 11 the example in which the container 9 is mounted in the direction parallel to a quay is shown in FIG. 11, it is not limited to this, The case where it is mounted in the direction orthogonal to a quay is there.
  • Each lane 72 is provided with a three-phase transformer 7 that supplies electric power to the crane apparatus 10, and is connected to the lane 72 from the three-phase transformer 7 via a feeder line 8 that extends along the lane 72. Electric power is supplied to the crane apparatus 10.
  • the power supply line 8 is a trolley wire (bus bar) installed on a support column. By bringing a current collector mounted on the crane apparatus 10 into electrical contact with the power supply line 8, the crane apparatus 10 is connected to the three-phase transformer 7. It is intended to collect power.
  • each berth 70 is provided with a power receiving facility 71 for receiving and transforming commercial power, and the operating power obtained by the power receiving facility 71 is supplied to each three-phase transformer 7 in the berth 70.
  • the power supply line 8 is not limited to a trolley line, and a general cable reel or cable reel carrier may be used.
  • FIG. 11 shows an example in which the feed line 8 is extended adjacent to the adjacent ends of two adjacent lanes 72, but is not limited to this, and is the same for each lane 72. There is also a case where the feeder line 8 is individually extended at the end.
  • the container yard 100 is provided with a gate G on the road L side, and the trailer 75 passes the gate G to carry in / out the container 9.
  • the lane 72 is provided with a passage for the trailer 75, and the crane 9 loads and unloads the container 9 on the trailer 75 stopped in the passage.
  • the crane apparatus 10 may be arranged in association with each lane 72, the crane apparatus 10 can be efficiently handled by moving to another lane 72. In such a case, in the turn lane 74 provided adjacent to the end of the lane 72, the crane device 10 is moved at a right angle in a right angle direction Y orthogonal to the longitudinal direction X.
  • an inverter is mounted on each crane apparatus 10, and the power supplied from the three-phase transformer 7 through the feeder line 8 is AC / DC converted by a three-phase full-wave rectifier.
  • a DC motor is driven by driving the hoisting motor or the traveling motor composed of an AC motor by performing an orthogonal current conversion with an inverter, or by driving DC power obtained by further converting the DC power into a voltage. It drives a hoisting motor and a traveling motor.
  • harmonics having a higher frequency than the fundamental wave of commercial power are generated during AC / DC conversion. Therefore, when such harmonics leak at a high level from the crane device 10 to the commercial power system via the feeder line 8 and the three-phase transformer 7, other electrical equipment using the power of the commercial power system May have a negative effect.
  • the present invention is for solving such problems, and an object of the present invention is to provide a crane apparatus capable of effectively taking measures against harmonics at low cost.
  • the crane apparatus performs full-wave rectification on the first three-phase AC power supplied from the ground power supply facility, and supplies the obtained DC power to the common bus.
  • 1 three-phase full-wave rectifier a three-phase transformer that outputs a second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the first three-phase AC power, and an output from the three-phase transformer
  • the second three-phase full-wave rectifier which supplies the obtained DC power to the common bus, and the common bus from the first and second three-phase full-wave rectifiers.
  • an inverter that drives an electric motor that winds and lowers the container.
  • the container yard according to the present invention is provided for each power supply line, which is provided for each power supply line, and is provided for each power supply line.
  • a plurality of three-phase transformers that transform the supplied power supply and supply the obtained operating power to the power supply line, and one of the two three-phase transformers in a pair of the three-phase transformers is The first three-phase transformer that outputs the first three-phase AC power having a voltage phase in phase with the power supply power as the operating power, and the other of the two three-phase transformers in a pair is And a second three-phase transformer that outputs second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 as operating power.
  • the power feeding method is a power feeding method used in a crane apparatus that lifts and lowers containers by converting DC power supplied to a common bus into AC power by an inverter and driving an electric motor.
  • a first three-phase full-wave rectifier full-wave rectifies the first three-phase AC power supplied from the ground power supply equipment, and supplies the obtained DC power to the common bus; a three-phase transformer; Outputs a second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the first three-phase AC power, and a second three-phase full-wave rectifier is output from the three-phase transformer.
  • full-wave rectifying the second three-phase AC power, and supplying the obtained DC power to the common bus is a power feeding method used in a crane apparatus that lifts and lowers containers by converting DC power supplied to a common bus into AC power by an inverter and driving an electric motor.
  • Another power supply method includes a power supply line that extends to a place where the container is placed and supplies operating power to a crane apparatus that handles the container, and is provided for each power supply line.
  • a power feeding method used in a container yard comprising a plurality of three-phase transformers for transforming power supply power supplied from equipment and supplying the obtained operating power to the power supply line, and among the three-phase transformers, One of the two three-phase transformers forming a pair outputs a first three-phase AC power having a voltage phase in phase with the power supply power as operating power, and the other of the two three-phase transformers pairing is And a step of outputting second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the power supply power as operating power.
  • the fifth and seventh harmonics of the fundamental wave generated in response to the full-wave rectification in the three-phase full-wave rectifier are opposite in phase. Therefore, they will cancel each other. Therefore, as a result, harmonics leaking to the three-phase transformer side of the ground facility, that is, to the commercial power system are suppressed.
  • harmonic countermeasures can be taken.
  • a three-phase transformer may be a general one, and a relatively small one having a capacity to cover the power used by one crane device is sufficient, so it is effective at low cost. Harmonic countermeasures can be taken. As a result, the initial investment in the container yard can be greatly reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a crane apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an electric power system of the crane device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an electric power system of the crane device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the voltage phase in the ⁇ Y connection transformer.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a power system of the crane device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an electric power system of a crane device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the voltage phase in the Y- ⁇ connection system transformer.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a power supply configuration of the container yard according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a power supply configuration of the container yard according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a power feeding configuration of another container yard according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a power feeding configuration of another container yard according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration example of a general container yard.
  • this crane apparatus 10 drives various electric motors with electric power from a transformer (power supply apparatus) 7 fed through a feeder line 8 extending along the lane of the container yard. It is a crane device that performs various crane operations such as loading and unloading of luggage such as containers and traveling in a container yard.
  • the crane device 10 includes, as main components, a connecting device 1, a three-phase transformer 2, a three-phase full-wave rectifier (first three-phase full-wave rectifier) 21, a three-phase full-wave rectifier (second three-phase full-wave rectifier). Wave rectifier) 22, main winding motor 30, traveling motors 31, 32, traverse motor 33, inverters (INV) 41, 42, 43, 44, controller 5, and common bus B are provided.
  • the connecting device 1 is attached to the outside of the crane device 10 and has a function of receiving the three-phase AC power from the three-phase transformer 7 by being electrically connected to the feeder line 8.
  • the three-phase transformer 2 is a three-phase transformer of the ⁇ -Y connection method or the Y- ⁇ connection method, and the three-phase AC power (first three-phase AC power) 11A received by the connection device 1 is
  • the three-phase AC power 11A has a function of outputting three-phase AC power (second three-phase AC power) 11B having a voltage phase shifted by ⁇ / 6.
  • the three-phase full-wave rectifier 21 is composed of a semiconductor rectifier element such as a diode, and has a function of converting the three-phase AC power 11A from the connection device 1 into DC power 12A and outputting it to the common bus B.
  • the three-phase full-wave rectifier 22 is composed of a semiconductor rectifier such as a diode, and has a function of converting the three-phase AC power 11B from the three-phase transformer 2 into DC power 12B and outputting it to the common bus B.
  • the main winding motor 30 is an AC motor for moving the container up and down.
  • the traveling motors 31 and 32 are AC motors for traveling the crane device 10 along the extending direction of the lane.
  • the traveling motors 31 and 32 are also used when the crane device 10 travels at a right angle in a direction intersecting with the extending direction of the lane when the lane is switched to a different lane.
  • the traversing electric motor 33 is an AC electric motor for traversing a trolley provided in the upper part of the crane apparatus 10 in a direction intersecting with the extending direction of the lane.
  • the inverter 41 converts the DC power output from the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 to the common bus B into AC power, and then supplies the DC / DC supplied to the main winding motor 30 or the traveling motor 31 via the magnetic contactor MC.
  • the inverter 42 converts the DC power output from the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 to the common bus B into AC power, and then supplies the DC / DC supplied to the main winding motor 30 or the traveling motor 32 via the magnetic contactor MC. AC converter.
  • the inverter 43 is a DC / AC converter that converts the DC power output from the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 to the common bus B into AC power and then supplies the AC power to the traverse motor 33. Note that there are two (2WD) and four (4WD) transverse motors 33, and the number of inverters 43 is increased or decreased accordingly.
  • the inverter 44 converts the DC power output from the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 to the common bus B into AC power, and supplies power to various auxiliary equipment including a control device such as a lighting device, an air conditioner, or a controller 5. As a DC / AC converter.
  • the power storage device 45 is composed of a capacitor or a lithium ion battery, stores a part of the DC power on the common bus B, and is connected from the power supply line 8 at the time of large power consumption such as when the container is wound or when the lane is changed. 1 has a function of supplying the stored DC power to the common bus B when the ground power supply is stopped. If necessary, a current control may be performed by installing a chopper (boost device) between the common bus B and the power storage device 45.
  • a chopper boost device
  • the controller 5 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 10.
  • 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 10.
  • the main function of the controller 5 is to control the inverters 41 to 44 and the magnetic contactor MC by exchanging various commands 5B based on an operator command input 5A detected via an operation lever or an operation switch.
  • a crane operation function that controls operations such as raising and lowering containers, running the platform, and traversing.
  • the three-phase AC power supplied from the three-phase transformer 7, which is ground equipment, via the feeder 8 is converted into the three-phase transformer. 2 and the three-phase full-wave rectifier 21.
  • a ⁇ - ⁇ connection type three-phase transformer is used as the three-phase transformer 7
  • a ⁇ -Y connection type three-phase transformer is used as the three-phase transformer 2.
  • the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 are each composed of a three-phase full-wave rectifier bridge circuit using a diode as a rectifying element.
  • the positive output terminal + of the three-phase full-wave rectifier 21 is connected to the positive output terminal + of the three-phase full-wave rectifier 22 and then connected to the positive terminal of the smoothing capacitor C through the DC reactance L. Yes.
  • the negative output terminal ⁇ of the three-phase full-wave rectifier 21 is connected to the negative output terminal ⁇ of the three-phase full-wave rectifier 22 and then connected to the negative terminal of the smoothing capacitor C.
  • the positive side wiring B + and the negative side wiring B ⁇ of the common bus B are connected to the positive side terminal and the negative side terminal of the smoothing capacitor C.
  • a three-phase transformer that transforms a three-phase alternating current has a combination of two types of connection methods, that is, a ⁇ (delta) connection and a Y (star) connection for the primary and secondary windings, that is, ⁇ , ⁇ .
  • connection schemes There are four types of connection schemes: Y, Y- ⁇ , and YY.
  • the ⁇ connection is a connection that connects the three-phase phases in the direction in which the phase voltage is applied to form a closed circuit.
  • the ends of the three windings are connected in series in a ring shape, and the three-phase phases are connected to these three connection points.
  • Y connection is a connection that connects each phase of three phases at the neutral point of one end.
  • One of the three windings is commonly connected to the neutral point, and each of the three phases is connected to the other end of the three windings. Each is connected.
  • the ⁇ - ⁇ connection method and the YY connection method are the same on the primary and secondary sides, so the voltage phase on the primary and secondary sides There will be no slippage.
  • the voltage phase on the secondary side advances by ⁇ / 6 as compared with the primary side.
  • a series circuit of the three-phase transformer 2 and the three-phase full-wave rectifier 22 is connected in parallel to the primary side and the secondary side of the three-phase full-wave rectifier 21.
  • the AC power 11B having a phase difference of ⁇ / 6 of the fundamental wave is input to the three-phase full-wave rectifier 22 with respect to the three-phase AC power 11A input to the three-phase full-wave rectifier 21. .
  • the three-phase full-wave rectifier 21 performs full-wave rectification on the three-phase AC power 11A supplied from the ground power supply facility, and supplies the obtained DC power 12A to the common bus B.
  • the three-phase transformer 2 of the ⁇ -Y connection method outputs three-phase AC power 11B whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the three-phase AC power 11A, and the three-phase full-wave rectifier 22
  • the three-phase AC power 11B output from the device 2 is full-wave rectified, and the obtained DC power 12B is supplied to the common bus B.
  • the fifth harmonic and the seventh harmonic of the fundamental wave generated in response to the full-wave rectification in the three-phase full-wave rectifier are opposite in phase. Therefore, they will cancel each other. Therefore, as a result, harmonics that leak to the three-phase transformer 7 side of the ground facility, that is, the commercial power system, are suppressed.
  • harmonic countermeasures can be taken simply by adding the three-phase transformer 2 to the crane device 10.
  • such a three-phase transformer may be a general one, and a relatively small one having a capacity to cover the power used by one crane device is sufficient, so it is effective at low cost. Harmonic countermeasures can be taken. As a result, the initial investment in the container yard can be greatly reduced.
  • the outputs of the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 are supplied to the common bus B in parallel, the magnitude of the current flowing through the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 is almost equal. Will be equal. Therefore, since the level of the harmonics derived from the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 becomes substantially equal, the harmonics can be reduced extremely effectively.
  • the power supply voltage from the feeder line 8 and the voltage phase are in phase with respect to one three-phase full-wave rectifier 21.
  • the three-phase transformer of the same phase consisting of the ⁇ - ⁇ connection method and the YY connection method can be omitted, and the circuit scale of the crane apparatus 10 can be reduced. Can be reduced.
  • connection method of the three-phase transformer 7 is used as the three-phase transformer 7 which is ground equipment.
  • the present invention is not limited to this.
  • Other connection system three-phase transformers such as ⁇ Y, Y ⁇ , and YY may be used.
  • the crane apparatus 10 drives the motors 30 to 33 each composed of an AC motor with AC power obtained by converting DC power on the common bus B by the inverters 41 to 43, respectively.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present embodiment can also be applied to the case where the motors 30 to 33 composed of DC motors are driven by the DC power obtained by converting the DC power on the common bus B by the inverters 41 to 43 in the same manner as described above. The same effect can be obtained.
  • the case where a three-phase transformer of the ⁇ Y connection system is used as the three-phase transformer 2 has been described as an example.
  • a case where a Y- ⁇ connection type three-phase transformer is used as the three-phase transformer 2 will be described.
  • the three-phase AC power supplied from the three-phase transformer 7, which is ground equipment, via the feeder 8 is converted into the three-phase transformer. 2 and the three-phase full-wave rectifier 21.
  • a ⁇ - ⁇ connection type three-phase transformer is used as the three-phase transformer 7
  • a Y- ⁇ connection type three-phase transformer is used as the three-phase transformer 2.
  • the three-phase full-wave rectifiers 21 and 22 are each composed of a three-phase full-wave rectifier bridge circuit using a diode as a rectifying element.
  • the positive output terminal + of the three-phase full-wave rectifier 21 is connected to the positive output terminal + of the three-phase full-wave rectifier 22 and then connected to the positive terminal of the smoothing capacitor C through the DC reactance L. Yes.
  • the negative output terminal ⁇ of the three-phase full-wave rectifier 21 is connected to the negative output terminal ⁇ of the three-phase full-wave rectifier 22 and then connected to the negative terminal of the smoothing capacitor C.
  • the positive side wiring B + and the negative side wiring B ⁇ of the common bus B are connected to the positive side terminal and the negative side terminal of the smoothing capacitor C.
  • the voltage phase on the secondary side is delayed by ⁇ / 6 compared to the primary side.
  • the series circuit of the three-phase transformer 2 and the three-phase full-wave rectifier 22 is connected in parallel to the primary side and the secondary side of the three-phase full-wave rectifier 21.
  • the AC power 11B having a phase difference of ⁇ / 6 of the fundamental wave is input to the three-phase full-wave rectifier 22 with respect to the three-phase AC power 11A input to the three-phase full-wave rectifier 21. .
  • the fifth and seventh harmonics from the three-phase transformer 2 and the fifth and seventh harmonics from the three-phase full-wave rectifier 21 are used. Are opposite in phase to each other, so that they cancel each other out on the primary side of the three-phase transformer 2 and the level is reduced. As a result, harmonics leaking to the three-phase transformer 7 side, that is, the commercial power system are suppressed.
  • 1st and 2nd embodiment demonstrated the case where the three-phase transformer which shifts a voltage phase was provided in the crane apparatus 10, and the leakage of the harmonic to the three-phase transformer 7 side was suppressed.
  • a countermeasure against harmonics is performed by shifting the voltage phase in the three-phase transformer 7 that is ground equipment installed in the container yard 100.
  • two three-phase transformers 7 provided in each of the adjacent lanes 72 form a pair, and are connected to the power receiving facility 71 via the feeder line 8B. Further, commercial power is supplied to the power receiving facility 71 from the substation via the feeder line 8A.
  • one of these two three-phase transformers 7 forming a pair generates first three-phase AC power having a voltage phase in phase with the power source power from the power receiving equipment 71 and supplies it as operating power.
  • the first three-phase transformer of the ⁇ - ⁇ connection method or the YY connection method that outputs to the electric wire 8 is formed.
  • the other of the two three-phase transformers 7 forming the pair generates second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the power source power from the power receiving equipment 71 and supplies it as operating power.
  • a second three-phase transformer of the ⁇ -Y connection method or the Y- ⁇ connection method that outputs to the electric wire 8 is formed.
  • the fifth harmonic and the seventh harmonic generated from the crane apparatus 10 connected to the feeder 8 of the one three-phase transformer 7 and the other three cancel each other out by the power supply line 8B on the primary side of the three-phase transformer 7, The level is reduced. As a result, harmonics leaking to the power receiving equipment 71 side, that is, the commercial power system are suppressed.
  • the two three-phase transformers 7 forming such a pair are not limited to those provided in the two lanes 72.
  • the three-phase transformer 7 is provided for each of two blocks 72A and 72B provided by dividing one lane 72. According to this configuration, since operating power can be fed from the center of the lane 72 to the feeder line 8, the distance of the feeder line 8 from the three-phase transformer 7 to the crane device 10 can be shortened on average. Power loss can be suppressed.
  • the three-phase transformer 7 provided for each of the blocks 72A and 72B can be regarded as a pair.
  • the three-phase transformer 7 in the block 72A generates first three-phase AC power having a voltage phase in phase with the power supply power from the power receiving equipment 71, and outputs the first three-phase AC power to the feeder 8 as operating power.
  • the first three-phase transformer of the ⁇ - ⁇ connection method or the YY connection method is used.
  • the three-phase transformer 7 of the block 72B generates second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the power supply power from the power receiving equipment 71, and outputs it to the feeder line 8 as operating power.
  • a second three-phase transformer of ⁇ -Y connection method or Y- ⁇ connection method is used.
  • the fifth harmonic and the seventh harmonic generated from the crane apparatus 10 connected to the feeder 8 of the one three-phase transformer 7 and the other three cancel each other out by the power supply line 8B on the primary side of the three-phase transformer 7, The level is reduced. As a result, harmonics leaking to the power receiving equipment 71 side, that is, the commercial power system are suppressed.
  • the present invention is not limited to the three-phase transformer 7 provided in the lane 72.
  • a power receiving facility 71 is provided for every two berths 70 provided by dividing the container yard 100.
  • These power receiving facilities 71 have a built-in three-phase transformer for stepping down power supplied from the substation facility 71A via the feeder line 8A.
  • the three-phase transformer of one power receiving equipment 71 generates the first three-phase alternating current power having a voltage phase in phase with the power supply power from the transformation equipment 71A, and outputs it as the operating power to the feeder line 8B.
  • the first three-phase transformer of the ⁇ - ⁇ connection method or the YY connection method is used.
  • the three-phase transformer of the other power receiving equipment 71 generates second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the power supply from the transformer equipment 71A, and feed line 8B as operating power
  • a second three-phase transformer of ⁇ -Y connection method or Y- ⁇ connection method is used.
  • the fifth harmonic and the seventh harmonic generated from the crane apparatus 10 connected to the power supply line 8B of one power receiving equipment 71, and the other power receiving equipment 71 cancel each other out at the power supply line 8A on the primary side of the power receiving equipment 71, and the level thereof is reduced.
  • harmonics leaking to the substation equipment 71A side, that is, the commercial power system are suppressed.
  • a three-phase circuit is provided for each power supply line in the container yard 100, transforms the power supplied from the upper power supply facility, and supplies the obtained operating power to the power supply line.
  • one of the two three-phase transformers 7 forming a pair outputs the first three-phase AC power having a voltage phase in phase with the power supply power as operating power, and the two three-phases forming a pair
  • the second three-phase AC power whose voltage phase is shifted by ⁇ / 6 with respect to the power supply power is output as the operating power.
  • the fifth harmonic and the seventh harmonic generated from the crane apparatus 10 connected to the feeder 8 of the one three-phase transformer 7 and the other three cancel each other out at the power supply line 8B on the primary side of the three-phase transformer 7, The level is reduced. As a result, harmonics leaking to the commercial power system are suppressed.
  • SYMBOLS 10 Crane apparatus, 1 ... Connection apparatus, 11A ... Three phase alternating current power (1st three phase alternating current power), 11B ... Three phase alternating current power (2nd three phase alternating current power), 12A, 12B ... DC power, 2 ... three-phase transformer, 21 ... three-phase full-wave rectifier (first three-phase full-wave rectifier), 22 ... three-phase full-wave rectifier (second three-phase full-wave rectifier), 30 ... main winding motor, 31, 32 ... Traveling motor, 33 ... Traverse motor, 41-44 ... Inverter (INV), 45 ... Power storage device, 5 ... Controller, 5A ... Command input, 5B ... Command, 7 ...
  • Three-phase transformer (power supply device), 100 ... Container yard, 70 ... berth, 71 ... Power receiving equipment, 72 ... Lane, 72A, 72B ... Block, 74 ... Turn lane, 8, 8A, 8B ... Feed line, 9 ... Container, B ... Common bus.

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Abstract

　三相全波整流器（２１）で、地上電源設備から供給された三相交流電力（１１Ａ）を全波整流し、得られた直流電力（１２Ａ）を共通母線（Ｂ）へ供給し、Δ－Ｙ結線方式の三相変圧器（２）で、三相交流電力（１１Ａ）に対して電圧位相がπ／６だけずれた三相交流電力（１１Ｂ）を出力し、三相全波整流器（２２）で、三相変圧器（２）から出力された三相交流電力（１１Ｂ）を全波整流し、得られた直流電力（１２Ｂ）を共通母線（Ｂ）へ供給する。

Description

クレーン装置、コンテナヤード、および給電方法
　本発明は、レーンに沿って延設した給電線を介して給電された電力により、コンテナの荷役を行うクレーン装置に関する。
　従来、クレーン装置を用いて、船舶やトレーラーに対するコンテナの積み降ろしなどの荷役を行うコンテナヤードには、地上の電力設備から、レーンに沿って延設した給電線を介してクレーン装置へ給電する、いわゆる電動化方式のコンテナヤードがある（例えば、特許文献１など参照）。
　図１１に示すように、コンテナヤード１００は、港の埠頭７Ａに面して設けられており、埠頭７Ａに配置されたコンテナクレーン７Ｃにより、船舶７Ｂに対するコンテナ９の積み降ろしが行われる。
　また、これらコンテナヤード１００は、その配置位置や使用目的に応じて、埠頭７Ａに沿って複数の荷役領域、すなわちバース７０に分割されている。
　各バース７０には、コンテナ９の載置場所として、コンテナ９の長手方向に沿って伸延する平面視長方形状のエリアからなるレーン７２が複数設けられており、レーン７２内を当該レーン７２の長手方向Ｘにクレーン装置１０が走行することにより、レーン７２内に載置されているコンテナ９が効率よく仕分けされる。なお、図１１では、コンテナ９が岸壁と平行する方向に載置されている例が示されているが、これに限定されるものではなく、岸壁と直交する方向に載置されているケースもある。
　各レーン７２には、クレーン装置１０に対して電力を供給する三相変圧器７が設けられており、レーン７２に沿って延設されている給電線８を介して、三相変圧器７から電力がクレーン装置１０へ供給される。給電線８は、支柱に架設されたトロリー線（バスバー）からなり、クレーン装置１０に搭載する集電装置を給電線８と電気的に接触させることにより、クレーン装置１０が三相変圧器７から電力を集電するものとなっている。また、バース７０ごとに、商用電源を受電変圧する受電設備７１が設けられており、受電設備７１で得られた動作電源が、当該バース７０内の各三相変圧器７へ供給される。
　なお、給電線８は、トロリー線に限定されるものではなく、一般的なケーブルリールやケーブルリールキャリアを用いてもよい。また、図１１では、隣接する２つのレーン７２の隣接端に給電線８が隣り合わせに延設されている例が示されているが、これに限定されるものではなく、レーン７２ごとに、同一端に給電線８が個別に延設されているケースもある。
　コンテナヤード１００には、道路Ｌ側にゲートＧが設けられており、トレーラー７５はこのゲートＧを通過してコンテナ９の搬入・搬出を行う。
　レーン７２には、トレーラー７５の通路が設けられており、この通路に停車したトレーラー７５に対して、クレーン装置１０によるコンテナ９の積み降ろしが行われる。
　クレーン装置１０は、レーン７２ごとに対応付けて配置してもよいが、他のレーン７２へ移動させることにより効率よく荷役を行うことができる。このような場合、レーン７２の端部に隣接して設けられているターンレーン７４において、長手方向Ｘと直交する直角方向Ｙへクレーン装置１０を直角走行させる。
特開２００９－０２３８１７号公報
「高調波抑制対策技術指針」（電気技術指針　高調波編）、ＪＥＡＧ 9702-1995、社団法人日本電気協会、電気技術基準調査委員会、平成7年12月25日第3刷発行
　このような電動化方式のコンテナヤードでは、各クレーン装置１０にインバータを搭載し、三相変圧器７から給電線８を介して供給された電力を、三相全波整流器で交直流変換して得られた直流電力から、さらにインバータで直交流変換して交流電動機からなる巻上電動機や走行電動機を駆動し、あるいは、この直流電力をさらに電圧変換して得られた駆動用直流電力で直流電動機からなる巻上電動機や走行電動機を駆動するものとなっている。
　このような三相全波整流器では、交直流変換の際、商用電力の基本波より周波数の高い高調波が発生することが知られている。したがって、クレーン装置１０から給電線８および三相変圧器７を介して商用電力系統へ、このような高調波が高いレベルで漏洩した場合、商用電力系統の電力を利用している他の電気機器に対して悪影響を及ぼす可能性がある。
　このため、コンテナヤードでは、三相変圧器７やその上位の受電設備に、商用電力系統へ漏洩する高調波を抑制するＰＷＭコンバータや高周波フィルタを設けるなど、高調波対策が必要となる。しかしながら、このような高調波抑制設備は、非常に高価な製品が多く、またコンテナヤードなどの大電力対応のものはさらに高価となるため、初期投資が大きな負担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、低いコストで効果的に高調波対策を行うことができるクレーン装置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、地上電源設備から供給された第１の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を共通母線へ供給する第１の三相全波整流器と、第１の三相交流電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を出力する三相変圧器と、三相変圧器から出力された第２の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を共通母線へ供給する第２の三相全波整流器と、第１および第２の三相全波整流器から共通母線へ供給された直流電力を交流電力に変換して、コンテナの巻上下を行う電動機を駆動するインバータとを備えている。
　また、本発明にかかるコンテナヤードは、コンテナの載置場所に延設されて、コンテナの荷役を行うクレーン装置へ動作電力を給電する給電線と、給電線ごとに設けられて、上位電源設備から供給された電源電力を変圧し、得られた動作電力を当該給電線へ供給する複数の三相変圧器とを備え、三相変圧器のうち、対をなす２つの三相変圧器の一方は、電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を動作電力として出力する第１の三相変圧器からなり、対をなす２つの三相変圧器の他方は、電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を動作電力として出力する第２の三相変圧器からなる。
　また、本発明にかかる給電方法は、共通母線へ供給された直流電力を、インバータで交流電力に変換して電動機を駆動することにより、コンテナの巻上げ下げを行うクレーン装置で用いられる給電方法であって、第１の三相全波整流器が、地上電源設備から供給された第１の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を共通母線へ供給するステップと、三相変圧器が、第１の三相交流電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を出力するステップと、第２の三相全波整流器が、三相変圧器から出力された第２の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を共通母線へ供給するステップとを備えている。
　また、本発明にかかる他の給電方法は、コンテナの載置場所に延設されて、コンテナの荷役を行うクレーン装置へ動作電力を給電する給電線と、給電線ごとに設けられて、上位電源設備から供給された電源電力を変圧し、得られた動作電力を当該給電線へ供給する複数の三相変圧器とを備えるコンテナヤードで用いられる給電方式であって、三相変圧器のうち、対をなす２つの三相変圧器の一方が、電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を動作電力として出力するステップと、対をなす２つの三相変圧器の他方が、電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を動作電力として出力するステップとを備えている。
　本発明によれば、三相変圧器の一次側において、三相全波整流器での全波整流に応じて発生する基本波の５次高調波および７次高調波が、互いの位相が逆位相となるため、互いに打ち消し合うことになる。したがって、結果として、地上設備の三相変圧器側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
　このため、コンテナヤードにおいて、三相変圧器やその上位の受電設備に、商用電力系統へ漏洩する高調波を抑制するＰＷＭコンバータや高周波フィルタなどの、非常に高価な設備を設ける場合と比較して、三相変圧器をクレーン装置に追加するだけで、高調波対策を行うことができる。また、このような三相変圧器は、一般的なものでよく、また１つのクレーン装置で使用する電力を賄う容量を持つ、比較的小規模のもので十分であるため、低いコストで効果的に高調波対策を行うことができる。これにより、コンテナヤードの初期投資を大幅に軽減することが可能となる。
図１は、第１の実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施の形態にかかるクレーン装置の電力系統を示すブロック図である。 図３は、第１の実施の形態にかかるクレーン装置の電力系統を示す回路図である。 図４は、Δ－Ｙ結線方式変圧器における電圧位相を示す説明図である。 図５は、第２の実施の形態にかかるクレーン装置の電力系統を示すブロック図である。 図６は、第２の実施の形態にかかるクレーン装置の電力系統を示す回路図である。 図７は、Ｙ－Δ結線方式変圧器における電圧位相を示す説明図である。 図８は、第３の実施の形態にかかるコンテナヤードの給電構成を示すブロック図である。 図９は、第３の実施の形態にかかる他のコンテナヤードの給電構成を示すブロック図である。 図１０は、第３の実施の形態にかかる他のコンテナヤードの給電構成を示すブロック図である。 図１１は、一般的なコンテナヤードの構成例を示す平面図である。
　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１０について説明する。
　図１に示すように、このクレーン装置１０は、コンテナヤードのレーンに沿って延設した給電線８を介して給電された変圧器（電源装置）７からの電力により、各種電動機を駆動してコンテナなどの荷物の積み降ろしや、コンテナヤード内での走行などの各種クレーン動作を行うクレーン装置である。
　クレーン装置１０には、主な構成として、接続装置１、三相変圧器２、三相全波整流器（第１の三相全波整流器）２１、三相全波整流器（第２の三相全波整流器）２２、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）４１，４２，４３，４４、コントローラ５、および共通母線Ｂが設けられている。
　接続装置１は、クレーン装置１０の外側に取り付けられて、給電線８と電気的に接続することにより、三相変圧器７からの三相交流電力を受電する機能を有している。
　三相変圧器２は、Δ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の三相変圧器からなり、接続装置１で受電された三相交流電力（第１の三相交流電力）１１Ａを、当該三相交流電力１１Ａに対してπ／６だけ電圧位相のずれた三相交流電力（第２の三相交流電力）１１Ｂを出力する機能を有している。
　三相全波整流器２１は、ダイオードなどの半導体整流素子からなり、接続装置１からの三相交流電力１１Ａを直流電力１２Ａに変換して共通母線Ｂへ出力する機能を有している。
　三相全波整流器２２は、ダイオードなどの半導体整流素子からなり、三相変圧器２からの三相交流電力１１Ｂを直流電力１２Ｂに変換して共通母線Ｂへ出力する機能を有している。
　主巻電動機３０は、コンテナ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、レーンの延設方向に沿ってクレーン装置１０を走行させるための交流電動機である。この走行電動機３１，３２は、異なるレーンへレーン替えする際に、レーンの延設方向と交差する方向に、クレーン装置１０を直角走行させる場合にも用いられる。
　横行電動機３３は、クレーン装置１０の上部に設けられたトロリーを、レーンの延設方向と交差する方向に横行させるための交流電動機である。
　インバータ４１は、三相全波整流器２１，２２から共通母線Ｂへ出力された直流電力を交流電力に変換した後、電磁接触器ＭＣを介して主巻電動機３０または走行電動機３１へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
　インバータ４２は、三相全波整流器２１，２２から共通母線Ｂへ出力された直流電力を交流電力に変換した後、電磁接触器ＭＣを介して主巻電動機３０または走行電動機３２へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。
　インバータ４３は、三相全波整流器２１，２２から共通母線Ｂへ出力された直流電力を交流電力に変換した後、横行電動機３３へ供給するＤＣ／ＡＣ変換器である。なお、横行電動機３３については、２機（２ＷＤ）や４機（４ＷＤ）の場合があり、これに合わせてインバータ４３の搭載数も増減する。
　インバータ４４は、三相全波整流器２１，２２から共通母線Ｂへ出力された直流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５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ＤＣ／ＡＣ変換器である。
　蓄電装置４５は、キャパシタやリチウムイオン電池からなり、共通母線Ｂ上の直流電力の一部を蓄電し、コンテナ巻上時などの大電力消費時や、レーン替え時などの給電線８から接続装置１が離脱して地上給電が停止した際に、蓄電した直流電力を共通母線Ｂへ供給する機能を有している。なお、必要に応じて、共通母線Ｂと蓄電装置４５との間に、チョッパ（昇圧装置）を設置して、電流制御を行うようにしてもよい。
　コントローラ５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１０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５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５Ａに基づいて、各種のコマンド５Ｂをやり取りすることによりインバータ４１～４４や電磁接触器ＭＣを制御して、コンテナの昇降、架台の走行、横行などの運転を制御するクレーン運転機能がある。
［第１の実施の形態の動作］
　次に、図２－図４を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置１０の動作について説明する。
　本実施の形態にかかるクレーン装置１０では、図２および図３に示すように、地上設備である三相変圧器７から給電線８を介して供給された三相交流電力が、三相変圧器２と三相全波整流器２１へ分配される。
　図３の例では、三相変圧器７としてΔ－Δ結線方式の三相変圧器が用いられており、三相変圧器２としてΔ－Ｙ結線方式の三相変圧器が用いられている。また、三相全波整流器２１，２２は、整流素子としてダイオードを用いた三相全波整流ブリッジ回路から構成されている。
　三相全波整流器２１の正側出力端子＋は、三相全波整流器２２の正側出力端子＋と接続された後、直流リアクタンスＬを介して、平滑コンデンサＣの正側端子と接続されている。
　また、三相全波整流器２１の負側出力端子－は、三相全波整流器２２の負側出力端子－と接続された後、平滑コンデンサＣの負側端子と接続されている。これら平滑コンデンサＣの正側端子と負側端子に、共通母線Ｂの正側配線Ｂ＋および負側配線Ｂ－が接続されている。
　三相交流を変圧する三相変圧器には、一次側および二次側の巻線に関するΔ（デルタ）結線およびＹ（スター）結線の２種類の結線方式の組合せ、すなわちΔ－Δ、Δ－Ｙ、Ｙ－Δ、およびＹ－Ｙの４種類の結線方式が存在する。
　Δ結線は、三相各相を相電圧が加わる向きに接続し閉回路とする結線であり、３つの巻線の端部がリング状に直列接続され、これら３つの接続点に三相各相がそれぞれ接続される。
　Ｙ結線は、三相各相をその一端の中性点で接続する結線であり、３つの巻線の一方が中性点に共通接続され、３つの巻線の他端に三相各相がそれぞれ接続される。
　これら４種類の三相変圧器のうち、Δ－Δ結線方式およびＹ－Ｙ結線方式については、一次側および二次側で結線方式が同じであることから、一次側および二次側で電圧位相にずれは生じない。一方、Δ－Ｙ結線方式は、図４に示すように、一次側に比較して、二次側の電圧位相がπ／６だけ進みを生じる。
　通常、三相交流を三相全波整流器で全波整流した場合、得られる直流電圧波形に基本波の１／６周期のリップルが発生し、三相全波整流器に入力される交流電流波形には、５次高調波および７次高調波を主として、これ以上の高次高調波がそれぞれ発生する。これら交流電流波形上の高調波は、一般に、次数が高くなるにつれてそのレベルが小さくなる傾向を有している。具体的には、基本波に対する各高調波成分の含有率は、５次高調波が１７．５％、７次高調波が１１．０％、１１次高調波が４．５％、１３次高調波が３．０％となる。したがって、比較的レベルの大きい５次高調波および７次高調波を低減することが、効果的な高調波対策となる。
　ここで、図２および図３に示すように、三相全波整流器２１の一次側と二次側に対して、三相変圧器２と三相全波整流器２２の直列回路を並列的に接続した場合、三相全波整流器２１へ入力される三相交流電力１１Ａに対して、基本波のπ／６の位相差を持つ交流電力１１Ｂが三相全波整流器２２へ入力されることになる。
　このため、例えば非特許文献１の８８頁－９１頁「（２）キャンセル効果」欄や同じく１０８頁－１２０頁「３．２．１多パルス化」欄に記載されているように、三相変圧器２からの５次高調波および７次高調波と、三相全波整流器２１からの５次高調波および７次高調波とは、互いに逆位相となるため、三相変圧器２の一次側で互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、三相変圧器７側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
［第１の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、三相全波整流器２１で、地上電源設備から供給された三相交流電力１１Ａを全波整流し、得られた直流電力１２Ａを共通母線Ｂへ供給し、Δ－Ｙ結線方式の三相変圧器２で、三相交流電力１１Ａに対して電圧位相がπ／６だけずれた三相交流電力１１Ｂを出力し、三相全波整流器２２で、三相変圧器２から出力された三相交流電力１１Ｂを全波整流し、得られた直流電力１２Ｂを共通母線Ｂへ供給するようにしたものである。
　これにより、三相変圧器２の一次側において、三相全波整流器での全波整流に応じて発生する基本波の５次高調波および７次高調波が、互いの位相が逆位相となるため、互いに打ち消し合うことになる。したがって、結果として、地上設備の三相変圧器７側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
　このため、コンテナヤードにおいて、三相変圧器７やその上位の受電設備に、商用電力系統へ漏洩する高調波を抑制するＰＷＭコンバータや高周波フィルタなどの、非常に高価な設備を設ける場合と比較して、三相変圧器２をクレーン装置１０に追加するだけで、高調波対策を行うことができる。また、このような三相変圧器は、一般的なものでよく、また１つのクレーン装置で使用する電力を賄う容量を持つ、比較的小規模のもので十分であるため、低いコストで効果的に高調波対策を行うことができる。これにより、コンテナヤードの初期投資を大幅に軽減することが可能となる。
　また、本実施の形態によれば、三相全波整流器２１，２２の出力が、並列的に共通母線Ｂへ供給されるため、三相全波整流器２１，２２に流れる電流の大きさがほぼ等しくなる。したがって、三相全波整流器２１，２２で派生する高調波のレベルもほぼ等しくなるため、極めて効果的に高調波を低減することができる。
　また、本実施の形態では、三相全波整流器２１，２２について高調波対策を行う場合、一方の三相全波整流器２１に対しては、給電線８からの電源電力と電圧位相が同相の交流電力を供給する場合、地上の給電線８と比較してクレーン装置１０内では電力供給用の線路長が短く、当該交流電力の供給への影響が少ないことに着目し、給電線８からの電源電力をそのまま三相全波整流器２１へ供給するようにしたので、Δ－Δ結線方式やＹ－Ｙ結線方式からなる同相の三相変圧器を省くことができ、クレーン装置１０の回路規模を削減することができる。
　なお、本実施の形態では、地上設備である三相変圧器７として、Δ－Δ結線方式の三相変圧器を用い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、Δ－Ｙ、Ｙ－Δ、Ｙ－Ｙなど、他の結線方式の三相変圧器を用いてもよい。三相変圧器７の結線方式と、三相変圧器２の結線方式との間で、特別な関係はない。
　また、本実施の形態では、クレーン装置１０において、共通母線Ｂ上の直流電力をインバータ４１～４３で変換して得られた交流電力で、交流電動機からなる電動機３０～３３をそれぞれ駆動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い。共通母線Ｂ上の直流電力をインバータ４１～４３で変換して得られた直流電力で、直流電動機からなる電動機３０～３３を駆動する場合にも、前述と同様にして本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。
［第２の実施の形態］
　次に、図５－図７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１０について説明する。
　第１の実施の形態では、三相変圧器２として、Δ－Ｙ結線方式の三相変圧器を用いた場合を例として説明した。本実施の形態では、三相変圧器２として、Ｙ－Δ結線方式の三相変圧器を用いた場合について説明する。
　本実施の形態にかかるクレーン装置１０では、図５および図６に示すように、地上設備である三相変圧器７から給電線８を介して供給された三相交流電力が、三相変圧器２と三相全波整流器２１へ分配される。
　図６の例では、三相変圧器７としてΔ－Δ結線方式の三相変圧器が用いられており、三相変圧器２としてＹ－Δ結線方式の三相変圧器が用いられている。また、三相全波整流器２１，２２は、整流素子としてダイオードを用いた三相全波整流ブリッジ回路から構成されている。
　三相全波整流器２１の正側出力端子＋は、三相全波整流器２２の正側出力端子＋と接続された後、直流リアクタンスＬを介して、平滑コンデンサＣの正側端子と接続されている。
　また、三相全波整流器２１の負側出力端子－は、三相全波整流器２２の負側出力端子－と接続された後、平滑コンデンサＣの負側端子と接続されている。これら平滑コンデンサＣの正側端子と負側端子に、共通母線Ｂの正側配線Ｂ＋および負側配線Ｂ－が接続されている。
　Ｙ－Δ結線方式は、図７に示すように、一次側に比較して、二次側の電圧位相がπ／６だけ遅れを生じる。これにより、図５および図６に示すように、三相全波整流器２１の一次側と二次側に対して、三相変圧器２と三相全波整流器２２の直列回路を並列的に接続した場合、三相全波整流器２１へ入力される三相交流電力１１Ａに対して、基本波のπ／６の位相差を持つ交流電力１１Ｂが三相全波整流器２２へ入力されることになる。
　このため、第１の実施の形態と同様の原理により、三相変圧器２からの５次高調波および７次高調波と、三相全波整流器２１からの５次高調波および７次高調波とは、互いに逆位相となるため、三相変圧器２の一次側で互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、三相変圧器７側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
［第２の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態は、第１の実施の形態のうち、三相変圧器２としてＹ－Δ結線方式の三相変圧器を用いるようにしたので、三相変圧器２の一次側において、三相全波整流器２１，２２での全波整流に応じて発生する基本波の５次高調波および７次高調波が、互いの位相が逆位相となるため、互いに打ち消し合うことになる。したがって、結果として、三相変圧器７側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになり、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
［第３の実施の形態］
　次に、図８を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるコンテナヤードについて説明する。
　第１および第２の実施の形態では、クレーン装置１０内に電圧位相をずらす三相変圧器を設けて、三相変圧器７側への高調波の漏洩を抑制する場合について説明した。本実施の形態では、図８に示すように、コンテナヤード１００に設置されている地上設備である三相変圧器７で、電圧位相をずらすことにより高調波対策を行う場合について説明する。
　図８の場合、隣接するレーン７２のそれぞれに設けられている２つの三相変圧器７が対をなしており、それぞれ給電線８Ｂを介して受電設備７１に接続されている。また、受電設備７１には、給電線８Ａを介して商用電力が変電所から供給されている。
　本実施の形態において、対をなすこれら２つの三相変圧器７の一方は、受電設備７１からの電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８へ出力する、例えばΔ－Δ結線方式またはＹ－Ｙ結線方式の第１の三相変圧器からなる。
　また、対をなす２つの三相変圧器７の他方は、受電設備７１からの電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８へ出力する、例えばΔ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の第２の三相変圧器からなる。
　これにより、第１の実施の形態と同様の原理により、一方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波と、他方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波とは、これら三相変圧器７の一次側の給電線８Ｂで互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、受電設備７１側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
　また、このような対をなす２つの三相変圧器７は、２つのレーン７２に設けられたものに限定されるものではない。図９の例では、１つのレーン７２を分割して設けた２つのブロック７２Ａ，７２Ｂごとに、三相変圧器７が設けられている。この構成によれば、レーン７２の中央から給電線８へ動作電力を給電できるので、三相変圧器７からクレーン装置１０までの給電線８の距離を平均的に短縮できるため、給電線８での電力損失を抑制できる。
　このような構成では、ブロック７２Ａ，７２Ｂごとに設けた三相変圧器７が対をなすものとみなすことができる。このため、例えばブロック７２Ａの三相変圧器７を、受電設備７１からの電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８へ出力する、例えばΔ－Δ結線方式またはＹ－Ｙ結線方式の第１の三相変圧器とする。また、ブロック７２Ｂの三相変圧器７を、受電設備７１からの電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８へ出力する、例えばΔ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の第２の三相変圧器とする。
　これにより、第１の実施の形態と同様の原理により、一方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波と、他方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波とは、これら三相変圧器７の一次側の給電線８Ｂで互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、受電設備７１側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
　また、レーン７２に設けられた三相変圧器７に限定されるものではない。図１０の例では、コンテナヤード１００を分割して設けた２つのバース７０ごとに、受電設備７１が設けられている。これら受電設備７１には、変電設備７１Ａから給電線８Ａを介して高圧給電される電源電力を降圧するための三相変圧器が内蔵されている。
　このため、一方の受電設備７１の三相変圧器を、変電設備７１Ａからの電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８Ｂへ出力する、例えばΔ－Δ結線方式またはＹ－Ｙ結線方式の第１の三相変圧器とする。また、他方の受電設備７１の三相変圧器を、変電設備７１Ａからの電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を生成し、動作電力として給電線８Ｂへ出力する、例えばΔ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の第２の三相変圧器とする。
　これにより、第１の実施の形態と同様の原理により、一方の受電設備７１の給電線８Ｂに接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波と、他方の受電設備７１の給電線８Ｂに接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波とは、これら受電設備７１の一次側の給電線８Ａで互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、変電設備７１Ａ側、すなわち商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
［第３の実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態では、コンテナヤード１００内の給電線ごとに設けられて、上位電源設備から供給された電源電力を変圧し、得られた動作電力を当該給電線へ供給する三相変圧器７のうち、対をなす２つの三相変圧器７の一方で、電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を動作電力として出力し、対をなす２つの三相変圧器７の他方で、電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を動作電力として出力するようにしたものである。
　これにより、第１の実施の形態と同様の原理により、一方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波と、他方の三相変圧器７の給電線８に接続されたクレーン装置１０から発生した５次高調波および７次高調波とが、これら三相変圧器７の一次側の給電線８Ｂで互いに打ち消し合って、そのレベルが低減する。これにより、結果として、商用電力系統へ漏洩する高調波が抑制されることになる。
［実施の形態の拡張］
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
　１０…クレーン装置、１…接続装置、１１Ａ…三相交流電力（第１の三相交流電力）、１１Ｂ…三相交流電力（第２の三相交流電力）、１２Ａ，１２Ｂ…直流電力、２…三相変圧器、２１…三相全波整流器（第１の三相全波整流器）、２２…三相全波整流器（第２の三相全波整流器）、３０…主巻電動機、３１，３２…走行電動機、３３…横行電動機、４１～４４…インバータ（ＩＮＶ）、４５…蓄電装置、５…コントローラ、５Ａ…指令入力、５Ｂ…コマンド、７…三相変圧器（電源装置）、１００…コンテナヤード、７０…バース、７１…受電設備、７２…レーン、７２Ａ，７２Ｂ…ブロック、７４…ターンレーン、８，８Ａ，８Ｂ…給電線、９…コンテナ、Ｂ…共通母線。

Claims (8)

  1. 　地上電源設備から供給された第１の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を共通母線へ供給する第１の三相全波整流器と、
    　前記第１の三相交流電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を出力する三相変圧器と、
    　前記三相変圧器から出力された前記第２の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を前記共通母線へ供給する第２の三相全波整流器と、
    　前記第１および第２の三相全波整流器から前記共通母線へ供給された直流電力に基づき駆動してコンテナの巻上下を行う電動機と
    　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、
    　前記三相変圧器は、Δ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の三相変圧器からなることを特徴とするクレーン装置。
  3. 　コンテナの載置場所に延設されて、前記コンテナの荷役を行うクレーン装置へ動作電力を給電する給電線と、
    　前記給電線ごとに設けられて、上位電源設備から供給された電源電力を変圧し、得られた動作電力を当該給電線へ供給する複数の三相変圧器と
    　を備え、
    　前記三相変圧器のうち、対をなす２つの三相変圧器の一方は、前記電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を前記動作電力として出力する第１の三相変圧器からなり、前記対をなす２つの三相変圧器の他方は、前記電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を前記動作電力として出力する第２の三相変圧器からなる
    　ことを特徴とするコンテナヤード。
  4. 　請求項３に記載のコンテナヤードにおいて、
    　前記第１の三相変圧器は、Δ－Δ結線方式またはＹ－Ｙ結線方式の三相変圧器からなり、前記第２の三相変圧器は、Δ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の三相変圧器からなる
    　ことを特徴とするコンテナヤード。
  5. 　共通母線へ供給された直流電力に基づいて電動機を駆動することにより、コンテナの巻上げ下げを行うクレーン装置で用いられる給電方法であって、
    　第１の三相全波整流器が、地上電源設備から供給された第１の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を前記共通母線へ供給するステップと、
    　三相変圧器が、前記第１の三相交流電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を出力するステップと、
    　第２の三相全波整流器が、前記三相変圧器から出力された前記第２の三相交流電力を全波整流し、得られた直流電力を前記共通母線へ供給するステップと
    　を備えることを特徴とする給電方法。
  6. 　請求項５に記載の給電方法において、
    　前記三相変圧器は、Δ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の三相変圧器からなることを特徴とする給電方法。
  7. 　コンテナの載置場所に延設されて、前記コンテナの荷役を行うクレーン装置へ動作電力を給電する給電線と、前記給電線ごとに設けられて、上位電源設備から供給された電源電力を変圧し、得られた動作電力を当該給電線へ供給する複数の三相変圧器とを備えるコンテナヤードで用いられる給電方式であって、
    　前記三相変圧器のうち、対をなす２つの三相変圧器の一方が、前記電源電力と同相の電圧位相からなる第１の三相交流電力を前記動作電力として出力するステップと、
    　前記対をなす２つの三相変圧器の他方が、前記電源電力に対して電圧位相がπ／６だけずれた第２の三相交流電力を前記動作電力として出力するステップと
    　を備えることを特徴とする給電方法。
  8. 　請求項７に記載の給電方法において、
    　前記第１の三相変圧器は、Δ－Δ結線方式またはＹ－Ｙ結線方式の三相変圧器からなり、前記第２の三相変圧器は、Δ－Ｙ結線方式またはＹ－Δ結線方式の三相変圧器からなることを特徴とする給電方法。
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