专利名称：移动体的制作方法
技术领域：
本发明涉及对移动体的供电，尤其涉及一种可自由充放电的辅助 电源。
背景技术：
在塔式起重机或高架行车，有轨台车等的移动体中，为了均衡来自供电线的耗电量，人们知道采用双电荷层(electric double layer)电 容器或Ni—氧电池等辅助电源(专利文献l)。但是，由于在专利文 献1中，仅仅将再生电力充电到辅助电源中，故在电力峰值时可供给 的电力小，另外，在无法获得再生电力的情况下，从辅助电源获得的 电力更小。专利文献l:日本特开2003—6361
发明内容本发明的课题是用主电源的剩余电力和再生电力，对辅助电源进 行充电，由此可进一步减小主电源的容量。第2发明的追加课题是通 过简单的控制，控制辅助电源，吸收再生电力，并且对主电源的电力 进行均衡。第3发明的追加课题是即使容量小的辅助电源，仍能可靠 地吸收再生电力。本发明的移动体包括主电源；可充放电的辅助电源；电力再生式 的马达，并且该移动体具有通过上述各电源而动作的负荷，其特征在 于，设置对上述辅助电源进行控制的控制部，使在上述马达的电力峰 值时放电，并且通过来自上述马达的再生电力和上述主电源的剩余电 力充电。最好，通过用上述控制部切换上述辅助电源和上述主电源以及上 述负荷的连接，如果上述辅助电源的充电量超过第l规定值，则从上
述辅助电源放电，以驱动上述负荷，在上述辅助电源的充电量小于第 2规定值，并且上述马达的电力峰值时以外的情况下，通过上述主电 源，对上述辅助电源进行充电，并进一步通过来自上述马达的再生电 力，对上述辅助电源进行充电。另外，第1规定值和第2规定值也可 为相同值。此外，第1规定值最好是比辅助电源的额定充电量小仅能 吸收再生电力部分的值，第2规定值最好是在电力峰值时仍能从辅助 电源放电的值。此外，最好设置预测机构，该预测机构用于根据上述 移动体的动作指令，预测通过上述马达再生的能量，由上述控制部将 上述辅助电源的充电量控制在小于等于可吸收上述再生能量的值。该本发明中，由于用再生电力和主电源的剩余电力对辅助电源进 行充电，故可积蓄较大的电力。特别是即使在移动体继续进行不产生 再生电力的动作时，仍可在电力的峰值以外的时期，对辅助电源进行 充电，使主电源的电力均衡。在这里，如果由于辅助电源的充电量超过第1规定值而使辅助电 源放电，则可使充电量保持仅能够吸收再生电力的富余。另外，如果在辅助电源的充电量小于第2规定值，并且在马达的电力峰值时以外 的时刻，由主电源对辅助电源进行充电，则可积蓄(backup)支持主 电源的电力。另夕卜，设置预测机构，该预测机构用于根据对移动体的 动作指令，预测由上述马达再生的能量，如果将辅助电源的充电量控 制在可吸收再生能量的值以下，则尽可能地增加辅助电源的充电量， 并且，能可靠地吸收再生电力。
图1为表示实施例的移动体的电源系统的框图； 图2为实施例的控制部的框图；图3为表示实施例的电容器控制表的数据的模式图； 图4为沿图3的表的对角方向，表示来自双电荷层电容器的充 放电电流的模式图；图5为沿图3的表的V—V方向，表示来自双电荷层电容器的充放电电流的模式图6为沿图3的表的Vi—Vi方向，表示来自双电荷层电容器的 充放电电流的模式图。 附图标记说明2塔式起重机；4高频电源；5高频供电线；6受电线圈；8电源控制 部；IO双电荷层电容器控制部；12双电荷层电容器；14行驶控制部; 15升降控制部；16旋转控制部；17义(fork)控制部；18杂屯源； 20风扇滤波组件；22主控制部；24再生能量预测部；26电容器控制表；M1 M4马达。本发明的具体实施方式
下面给出用于实施本发明的优选实施例。 实施例图1 图6表示以塔式起重机2为实例的实施例的移动体。移动 体不仅包括塔式起重机，而且包括高架行车或有轨台车等，其种类是 任意的。4是高频电源，通过非接触供电，经由高频供电线5向作为 主电源的受电线圈6供电，高频供电线5平行铺设在塔式起重机2的 行驶轨道(rail)上。8表示电源控制部，双电荷层电容器控制部10控制双电荷层电 容器12，也可采用双电荷层电容器以外的电容器或可充电的二次电 池。电源控制部8控制受电线圈6、电容器控制部10、各种控制部 14 17及杂电源18的连接。从受电线圈6向电源控制部8提供的电 流设为is，受电线圈的电压设为vs，它们为表示主电源侧的状态的数 据。电容器控制部10和电源控制部8之间的电流设为ic，电容器电 压设为vc，它们为表示双电荷层电容器12的状态的数据。从电源控 制部8向电容器控制部10的控制信号设为dc。电流从电容器控制部 10向电源控制部8流动称为放电。此时的电流ic为+ ，电流从电源 控制部8向电容器控制部IO流动称为充电，此时的电流ic为一。M1 M4表示驱动用的马达，它们均为电力再生式的马达，其中， 至少将行驶马达M1和升降马达M2设置为电力再生式的马达。另外， M3是用于使塔式起重机2的升降台上的滑动叉等移动机构旋转的旋 转马达，M4是滑动叉的驱动马达。另外，移动机构不限于滑动叉，
也可为伸缩臂。行驶控制部14通过VVVF控制等驱动行驶马达Ml ， 升降控制部15同样地控制升降马达M2，旋转控制部16同样地控制 旋转马达M3，叉控制部17同样地控制叉驱动马达M4。杂电源18 向风机滤波组20的风扇等供电，并且向控制塔式起重机2的整体的 主控制部22供电。另外，主控制部22将控制信号供给电源控制部8 杂电源18的各控制部以及风扇滤波组件20。如图2所示，在电源控制部8上设置再生能量预测部24，预测 今后产生的再生能量的量。再生能量的预测是基于来自主控制部22 的运送指令来进行的，运送指令中显示出进行装载的位置和进行卸载 的位置。由此，塔式起重机2从当前位置空载行驶到进行装载的位置， 使升降台升降到进行装载的高度。在装载之后在负载情况下行驶到进 行卸载的位置并升降。在这些过程中，通过行驶马达的减速以及升降 台的下降，产生再生能量。在塔式起重机减速的过程中产生来自行驶马达的再生能量。减速 时产生的再生能量由减速开始时的速度和包括荷载的重量的塔式起 重机整体的重量确定。因此，在行驶距离短、塔式起重机以未达到恒 定速度的状态下开始减速时，再生能量变小。来自升降马达的再生能 量不管是负载的情况还是空载的情况都通过下降而产生，在负载的情 况下，再生能量大。再生能量预测部24将运送指令下的行驶速度、 升降的高度以及负载还是空载的区别作为用于变换为再生能量的常 数而存储。电容器控制表26基于受电线圈6的输出电压vs或来自受电线圈 的输出电流is，使控制中反映主电源的受电线圈6侧的状态。在双电 荷层电容器12中，在电容器电压vc的基础上评价充电量，使双电荷 层电容器12的充电量在规定的范围内变化。将由再生能量预测部24 预测的再生能量分配给其它的负荷的驱动(例如，将由升降马达M2 产生的再生能量由行驶马达Ml消耗)，将多余部分用于双电荷层电 容器12的充电。电容器控制表26存储这些控制所必需的数据。图3 图6是表示电容器控制表26的数据的模式图。双电荷层 电容器的电压vc具有最大值和最小值，在该范围内，使电容器电压 VC变化。在电容器电压VC的变化范围的中心附近设置控制中心，当 电容器电压增高到高于控制中心值加上规定的富余值的电压时，将过 充的电量进行放电，如果电容器电压下降到低于从控制中心电压中减 去规定的富余值的电压，则将不足的量进行充电。即使电容器电压 VC在放电范围内，在产生再生能量的情况下，仍吸收(充电)它， 即使电容器电压VC在充电范围内，在受电线圈电压低时，仍放电以 对其进行补偿。并且，富余值也可为0，在控制中心值上加上富余值的电压为第1规定值，从控制中心值中减去富余值的电压为第2规定 值。根据受电线圈的输出电压vs评价主电源侧的状态，用双电荷层 电容器支持，以使受电线圈的输出电压vs不小于其最小值。电容器控制表中记载是否从双电荷层电容器放电、充电或不使双电荷层电容器动作(充放电电流=0)的区别，也可将充电、放电仅 仅作为on/off的数据而记载，还可作为充放电电流ic而更加详细地记 载。另外，如果电容器电压vc从控制中心增加，则从电容器放电， 如果减小，则对电容器进行充电。另外，如果受电线圈电压vs比控 制中心增加，则作为剩余电力产生的值而充电，如果低于控制中心值， 则为了支持主电源而放电。由于预测再生能量使表中的电容器电压 vc的最大值减小，如果电容器电压vc大于从充电量的最大值减去相 当于预测再生能量的值而得到的值，则进行放电。图4表示沿图3的表的左上和右下之间的对角线方向的放电电流 ic的目标值。在电容器电压高并且受电线圈电压低的区域，进行放电。 另外，预先降低电容器电压，以能够吸收在下次产生的再生能量。如 果受电线圈的输出电压高并且电容器电压低，则进行充电。图5表示沿图3中的V—V方向的数据。由于受电线圈的输出电 压vs有富余，因此，控制成电容器电压vc位于控制中心值附近，另 夕卜，控制成能够进行预测再生能量的充电。图6表示沿图3中的Vi—Vi线的控制数据。在这里，由于受电 线圈的输出电压vs低，故使电容器放电以进行支持。这种情况下， 可通过来自电容器的放电来吸收再生能量。图6的状态是通过马达 M1 M4等产生耗电峰值的状态，放电以使电容器电压不小于最小 对实施例进行补充。不必将全部的再生能量充电到双电荷层电容 器12，将再生能量优先地分配给其它马达的驱动，将剩余的部分充 电到双电荷层电容器12中。就马达M1 M4等的耗电峰值来说，在受电线圈6的输出电压vs有富余的情况下，不必使双电荷层电容器 12放电。在实施例中，获得下述的效果。(1)可通过双电荷层电容器12，可靠地吸收再生能量。由此，不必使多余的能量通过电阻等发热而舍弃。(2)由于双电荷层电容器12通过再生能量和来自受电线圈6的 多余电力充电，故即使在反复进行在负荷时使升降台上升，在空载吋 使升降台下降等的、再生能量小的运送指令的情况下，仍可在塔式起 重机的行驶、升降期间的物品的移动时期充电，能可靠地对受电线圈 6的电力进行支持。(3)可通过预测到下次的运送指令，或到下下次 的运送指令时的再生能量，可准确地求得双电荷层电容器12所必需 的空余容量。由此，可使双电荷层电容器12的平均充电量变大，以 较小的电容器，进行较大的支持。(4)可通过采用受电线圈的状态、 电容器的状态以及再生能量的预测值，以简单的控制有效地驱动双电 荷层电容器。
权利要求
1.一种移动体，包括主电源、可充放电的辅助电源以及电力再生式的马达，并且具有通过上述各电源动作的负荷，其特征在于，设有控制部，该控制部将上述辅助电源控制为在上述马达的电力峰值时放电，并且用来自上述马达的再生电力和主电源的剩余电力充电。
2. 根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，由上述控制部切 换上述辅助电源与上述主电源及上述负荷的连接，当上述辅助电源的 充电量超过第l规定值时，从上述辅助电源放电，以驱动上述负荷， 在上述辅助电源的充电量小于第2规定值、并且在上述马达的电力峰 值时以外的情况下，由上述主电源对上述辅助电源进行充电，并且用 上述马达的再生电力对上述辅助电源进行充电。
3. 根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，设置预测机构， 根据对上述移动体的动作指令，预测由上述马达再生的能量，通过上 述控制部，将上述辅助电源的充电量控制在可吸收上述再生能量的值 以下。
全文摘要
本发明涉及对移动体的供电，尤其涉及一种可自由充放电的辅助电源。在塔式起重机中设置电源控制部，该电源控制部在双电荷层电容器、从电容器控制部和非接触供电线受电的受电线圈以及电容器之间切换电源。设置再生能量预测部(24)，其基于对塔式起重机的运送指令，预测再生电力；电容器控制表，其基于受电线圈的输出电压、双电荷层电容器的输出电压以及预测的再生能量，在受电线圈和电容器之间切换电源。可减小主电源的电源容量，并且不必因电阻而消耗来自马达的再生电力。
文档编号H02J7/00GK101154822SQ200710154398
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月26日 优先权日2006年9月26日
发明者葛谷基彦 申请人:村田机械株式会社