专利名称：电力供给装置、起重机及电力供给方法
技术领域：
本发明涉及例如在设有多个箱型形状的集装箱(起吊货物)的港口的集装箱码头搬运集装箱的起重机的电カ供给装置、起重机及电カ供给方法。
背景技术：
在港口等的集装箱码头中，设有多个向船舶装载前的集装箱、从船舶卸下的集装箱。这些集装箱形成向上方堆积多个而成的堆垛集装箱，各堆垛集装箱按照规定排列而排列于各巷道。在各巷道上以跨巷道的方式配置有RTG(Rubber Tired Gantry crane :轮胎式集装箱门式起重机)等自动方式的门式起重机。通过该门式起重机，与在巷道内行驶的拖车或AGV(Automatic Guided Vehicle :自动导引车)进行集装箱的交接，而且，进行巷道内的集装箱的设置等。此种RTG等起重机一直以来利用搭载于起重机的内燃机发电机进行发电，向起重机的移动电动机或起吊电动机供给电力。而且，根据近年来減少环境负荷的要求，除了内燃机发电机之外，搭载有蓄电池的混合电源方式不断被实用化。而且，作为推进減少环境负担的方式，有废除内燃机发电机，从设置于地面的供电源经由供电线缆及线缆卷轴向起重机供给电カ的线缆卷轴式地面供电方式。在专利文献I中记载有ー种利用来自商用电源和蓄电装置的供电进行驱动的起重机。专利文献I所记载的起重机，在蓄电装置的蓄电量超过第一阈值时，在高压区域及低压区域均利用蓄电装置単体来驱动电动机，在蓄电装置的蓄电量低于第一阈值时，通过同时使用来自蓄电装置的电カ和来自商用电源的电カ来驱动电动机，在蓄电装置的蓄电量低于比第一阈值低的第二阈值时，仅利用来自商用电源的电カ来驱动电动机。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开2007-166775号公报
发明内容
在此，RTG等起重机中，起吊货物的卷起所需的电力例如为150kW (过载容量180%时最大270kW)，空中吊运车的横向移动所需的电カ例如为22kW(过载容量200%时最大44kW)，其他基本负载最大时所需的电カ例如为与35kW左右的负载对应的电力，因此总计需要最大350kW左右的电カ。另ー方面，在吊下起吊货物时，起重机进行发电机的动作，向商用电源再生电力。如此，对起重机的电カ的消耗和发电进行平均时，为几十kw左右，因此根据起重机的不同，有时负载变动会増大。然而，专利文献I所记载的起重机从商用电源供给无法由蓄电装置弥补的电力， 因此从商用电源供给的电カ根据情况而变动。因此，在适用于RTG等吋，设想为高压电カ(例如，AC6600V)的情况，则必须构成用于从商用电源供电的电源设备等。并且，在起重机的电カ变动大时，还需要过剩的电源设备。本发明鉴于此种情况而作出，其目的在于提供一种使从商用电源向起重机供给的电カ为低电カ且能够进行低压供电的电カ供给装置、起重机及电カ供给方法。为了解决上述课题，本发明的电カ供给装置、起重机及电カ供给方法采用以下的方案。即，本发明的第一方式的电カ供给装置具备能够充放电且用于向起重机的电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电カ的供给的受电单元；算出所述电カ负载消耗的电カ与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的计算单元；将与通过所述计算単元算出的电カ差对应的电カ向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的控制単元。根据本发明的第一方式，本发明的第一方式的电カ供给装置具备能够充放电且用于向起重机的电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电カ的供给的受电单
J Li ο即，起重机通过从起重机具备的蓄电池放电的电カ和从商用电源供给的电カ来驱动电カ负载。电カ负载是指用于使车轮旋转的电动机或辅机等，该车轮使起重机移动。并且，通过计算単元，算出电カ负载消耗的电カ与从商用电源供给的电力之间的电カ差，通过控制単元，将与通过计算単元算出的电カ差对应的电カ向蓄电池充电或从蓄电池放电。因此，本发明的第一方式的电カ供给装置即使使从商用电源供给的预定的电カ较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电力也能弥补从商用电源供给的电力。因此，本发明的第一方式的电カ供给装置能够将从商用电源向起重机供给的电力形成为低电カ而进行低压供电。另外，本发明的第二方式的电カ供给装置向具备发电机的起重机或废除了已设的发电机的起重机的电カ负载供给交流电力，具备能够充放电且用于向所述电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电カ的供给的受电单元；算出所述电カ负载消耗的电カ与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的计算单元；将与通过所述计算单元算出的电カ差对应的电カ向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的控制単元；将来自所述蓄电池及所述受电単元的直流电カ转换成交流电カ并对朝向所述电カ负载的供电路供给的供给单元。根据本发明的第二方式，本发明的第二方式的电カ供给装置向具备发电机的起重机或废除了已设的发电机的起重机的电カ负载供给交流电力，具备能够充放电且用于向电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电カ的供给的受电单元；将来自蓄电池及受电单元的直流电カ转换成交流电カ并对朝向起重机的电カ负载的供电路供给的供给单元。并且，通过计算単元，算出电カ负载消耗的电カ与从商用电源供给的电力之间的电カ差，通过控制単元，将与通过计算単元算出的电カ差对应的电カ向蓄电池充电或从蓄电池放电。即，本发明的第二方式的电カ供给装置与朝向通过发电机向电カ负载供给电カ的已有的起重机的电カ负载的供电路连接，由此，能够利用从蓄电池和商用电源供给的电力来驱动该已有的起重机的电カ负载。并且，本发明的第二方式的电カ供给装置即使使从商用电源供给的预定的电カ较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电力也能弥补从商用电源供给的电力。因此，本发明的第二方式的电カ供给装置能够将从商用电源向起重机供给的电力形成为低电カ而进行低压供电。
另外，本发明的上述任一项所记载的电カ供给装置中，所述起重机能够向其他的巷道移动，在当所述起重机在巷道间移动时，所述控制単元设为没有从所述商用电源供给的电カ而使所述蓄电池进行充放电。由此，当起重机在巷道间移动时，设为没有从商用电源供给的电力而使蓄电池进行充放电，因此即使成为没有为了使起重机向其他的巷道移动而从商用电源供给电カ的状态，也能够使起重机向其他的巷道移动。关于蓄电池，预先选择具有能够提供由于起重机的巷道间的移动而消耗的电カ的电カ容量的蓄电池。另外，本发明的上述任ー项记载的电カ供给装置也可以构成为，使从所述商用电源供给的电力在所述预定的电カ以下可变。根据上述结构，从商用电源供给的电力在预定的电カ以下可变，因此在由电カ负载消耗的电カ少等情况下，能够进一歩降低从商用电源供给的电力。另外，上述结构的电カ供给装置中，所述控制単元基于所述蓄电池的充电状态的履历，改变从所述商用电源供给的电カ。由此，基于蓄电池的充电状态的履历，改变从商用电源供给的电カ，因此在蓄电池的充电量高吋，能够进一歩降低从商用电源供给的电カ。另外，上述结构的电カ供给装置中，所述控制単元基于向所述电カ负载供给的电力的履历，改变从所述商用电源供给的电カ。由此，基于向电力负载供给的电力的履历，改变从商用电源供给的电力，因此在由电カ负载消耗的电カ少时，能够进一歩降低从商用电源供给的电力。另外，本发明的上述任ー项记载的电カ供给装置中，所述起重机通过改变卷起起吊货物的卷绕动作中的加速度，而进行抑制由电カ负载消耗的电カ的卷绕动作，所述蓄电池的电カ容量基于由所述卷绕动作抑制的电力。由于存在根据起重机的卷绕动作的加速度而消耗电カ过大的情况，因此通过改变卷绕动作的加速度，而能抑制过大的消耗电カ的发生。由此，本发明能够基于由卷绕动作抑制的电カ来决定蓄电池的电カ容量，因此能够使用电カ容量较低的蓄电池。另ー方面，本发明的第三方式的起重机具备上述的任一项所记载的电力供给装置；通过从所述电カ供给装置供给的电力进行驱动的电力负载。根据本发明的第三方式，由于具备上述记载的电カ供给装置，因此即使使从商用电源供给的预定的电カ较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电力也能弥补从商用电源供给的电カ。因此，本发明的第三方式的起重机能够使从商用电源向起重机供给的电カ为低电カ而进行低压供电。此外，本发明的第四方式的电カ供给方法向起重机的电カ负载供给电力，该起重机具备能够充放电且用于向所述电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电力的供给的受电单元，所述电カ供给方法包括算出所述电カ负载消耗的电カ与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的第一エ序；将与通过所述第一エ序算出的电カ差对应的电カ向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的第二エ序。根据本发明的第四方式，本发明的第四方式的电カ供给方法即使使从商用电源供给的预定的电カ较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电カ也能弥补从商用电源供给的电カ。因此，本发明的第四方式的电カ供给方法能够使从商用电源向起重机供给的电カ为低电カ而进行低压供电。另外，本发明的第五方式的电カ供给方法是ー种电カ供给装置的电カ供给方法，该电カ供给装置具备能够充放电且用于向起重机的电カ负载供给电カ的蓄电池；从商用电源接受预定的电カ的供给的受电单元；将来自所述蓄电池及所述受电単元的直流电カ转换成交流电カ并对朝向所述电カ负载的供电路供给的供给单元，该电カ供给装置用于向具备发电机的起重机或废除了已设的发电机的起重机的所述电カ负载供给交流电力，所述电カ供给方法包括算出所述电カ负载消耗的电カ与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的第一エ序；将与通过所述第一エ序算出的电カ差对应的电カ向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的第二エ序。
根据本发明的第五方式，将本发明的上述任ー项记载的电カ供给装置与利用发电机向电カ负载供给电カ的已有的起重机的供电路连接，由此该已有的起重机能够通过从蓄电池和商用电源供给的电カ,来驱动电カ负载。 并且，本发明的第五方式的电カ供给方法即使使从商用电源供给的预定的电カ较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电力也能弥补从商用电源供给的电力。因此，本发明的第五方式的电カ供给方法能够使从商用电源向起重机供给的电力为低电カ而进行低压供电。发明效果根据本发明，具有能够使从商用电源向起重机供给的电力为低电力而进行低压供电这样优异的效果。
图I是表示本发明的第一实施方式的起重机的立体图。图2是本发明的第一实施方式的起重机的电气结构的简图。图3是表示本发明的第一实施方式的电カ供给装置的详细结构的框图。图4是表不本发明的第一实施方式的起重机的电カ负载所消耗的电カ的时间变化的曲线图。图5是表示本发明的第三实施方式的卷绕动作的卷绕速度及消耗电カ的变化的曲线图。图6是本发明的第四实施方式的起重机的电气结构的简图。
具体实施例方式以下，參照附图，说明本发明的电カ供给装置、起重机、起重机的电カ供给方法的ー实施方式。〔第一实施方式〕以下，说明本发明的第一实施方式。
图I表示本第一实施方式的起重机I。图I表示在巷道R的移动方向X上设置的起重机I。起重机I是利用从设置于地面的供电箱31供给的电力进行动作的地面供电方式的电动起重机，不具备内燃机发电机。起重机I具备起重机用供电线缆卷轴装置(以下，简称为“线缆卷轴装置”)2。起重机I是所谓RTG (Rubber Tired Gantry crane :轮胎式集装箱门式起重机)，利用多个车轮(橡胶轮胎)3自行移动的门式的起重机。起重机I跨巷道R配置，且沿巷道R的长度方向(移动方向X)移动，其中该巷道R上多个集装箱(以下，称为“起吊货物”)向上方堆垛而成的堆垛起吊货物以规定排列设置。起重机I在各腿部11具备4个移动装置5，在各移动装置5设有4个车轮3。移动装置5通过移动控制装置7来控制其驱动。在移动装置5设有自动转向传感器6。该自动转向传感器6检测来自沿着巷道R的长度方向铺设的磁引导线15的磁性。由此，能够使起重机I在移动方向X上自动地直进运行。 沿着左右方向即移动方向X相邻的移动装置5由下梁9连结，在该下梁9上设置有移动控制装置7。在此，左右是指起重机I的移动方向，前后是指空中吊运车20的移动方向(横移方向Y)。这是以设置于空中吊运车20的驾驶室22内的操作员的姿势为基准而确定的方向。在下梁9的中央设有朝向下方的状态的跨度(bay)传感器8。该跨度传感器8检测来自按照设置的起吊货物的左右方向的单位即跨度铺设的磁铁16的磁性。由此，能够使起重机I停止在目标的跨度。在下梁9的两端分别设有向上方直立设置的柱10。各柱10的上端和从另一方的下梁9直立设置的柱10的上端由大梁12连结。大梁12沿左右方向并列设置2根，空中吊运车20在这些大梁12上沿前后方向(横移方向Y)移动。在空中吊运车20设有驾驶室22，操作员在该驾驶室22内待机，进行起重机I的操作。吊具(spreader) 24从空中吊运车20吊下,通过该吊具24以把持起吊货物的状态吊下起吊货物。具体而言，在吊具24的四角，在前端具有扩大头部的扭锁销(未图示)以向下方突出的状态设置，各扭锁销的扩大头部以插入到在起吊货物的上表面四角设置的孔内的状态通过旋转进行卡合。如此通过吊具24吊下，由此起吊货物按照空中吊运车20的移动而移动至各位置。起重机I具备包括后述的蓄电池42 (蓄电池)及充放电装置48在内的电カ供给装置40 (參照图2、3)。蓄电池42蓄积从固定设置于地面的供电箱31经由供电线缆33及线缆卷轴35供给的电力。从供电箱31供给例如AC460V这样的低电压的电力。供电线缆33为AC460V这样的低电压规格，因此与以往的AC6600V级的高电压规格的供电线缆相比形成为小径。伴随于此，线缆卷轴35与以往的线缆卷轴相比形成为小径而小型化。如此小型化的线缆卷轴35以向起重机I的移动方向X侧突出的方式设置。具备线缆卷轴35的线缆卷轴装置2可相对于起重机I拆装。而且，如图I所示，也可以对于I个起重机I设置多个线缆卷轴装置2。并且，根据供电箱31的位置，能够变更线缆卷轴装置2的位置。图2是本第一实施方式的起重机I的电气结构的简图。
起重机I具备电カ供给装置40，该电カ供给装置40是向电力负载供给电カ(供电)的电カ供给装置，包括从商用电源接受预定的电カ的供给，向电カ负载供给电カ的PWM转换器41 ;能够充放电且用于向电力负载供给电カ的蓄电池42。电カ供给装置40从地面电源设备即供电箱31供给交流电力，通过PWM转换器41将交流电カ转换成直流电力，向与电カ负载连接的负载驱动逆变器43A 43F供电。供电箱31通过高压配电盘44从商用电源接受电カ，通过变压器45将接受到的交流电カ转换成规定大小的交流电カ(例如，将6600V转换成460V)，向电カ供给装置40供电。PWM转换器41经由供电连接器46及线缆卷轴47而与和供电箱31连接的供电线缆33连接，将从供电箱31供电的交流电カ转换成直流电力。另外，电カ供给装置40具备充放电装置(DC/DC转换器)48，能够从蓄电池42充放规定大小的直流电力，向与电カ负载连接的负载驱动逆变器43A 43F供电。 起重机I具备使空中吊运车20横移的横移用的电动机49A、使车轮3旋转的电动机49B 49E及回旋用的电动机49F、用于卷起起吊货物的卷起用电动机49G、以及辅机50作为电カ负载。在使卷起的起吊货物下降时，卷起用电动机49G作为发电机发挥功能，进行发电。在以下的说明中，在区别各电动机49时，在标号的末尾附加A G的某ー个，在未区别各电动机49时，省略A G。而且，在区别各负载驱动用逆变器时，在标号的末尾附加A F的任ー个，在未区别各负载驱动逆变器43时，省略A F。并且，各电动机49及辅机50通过分别对应的负载驱动逆变器43将来自电カ供给装置40的直流电カ向交流电カ转换，进行供电。另外，未被电カ负载消耗的电カ由电阻器51消耗。图3是表示电カ供给装置40的详细结构的框图。电カ供给装置40具备PWM转换器41、蓄电池42、充放电装置48、以及充放电控制装置53。充放电装置48基于从充放电控制装置53输出的充放电电カ指令值Pt，控制蓄电池42的充放电，并将蓄电池42的充放电电カ反馈值Pb向充放电控制装置53输出。充放电控制装置53算出电カ负载消耗的电カ与从商用电源供给的电力之间的电力差。例如,从PWM转换器41向充放电控制装置53输入表不输入电カ的值(输入电カ反馈值PI)，并从各负载驱动逆变器43向充放电控制装置53输入表示由电カ负载消耗的电カ的值(负载消耗电カ反馈值PJ。负载消耗电力!\根据来自负载驱动逆变器43的电压V及电流I的积的总和(kW)算出，表示作为干扰要素的负载变动。输入电力目标值Pltargrt为预定的值、即固定值。图4是表示由电カ负载消耗的电カ的时间变化的曲线图。图4表示由电カ负载消耗的消耗电カ的时间变化，横轴为时间变化，纵轴为电力。在电カ为正时，是电カ负载消耗电カ的情况，另一方面，电カ为负时，是起重机I进行起吊货物的吊下的情况，是卷起用电动机49G产生电力的情况。并且，直线A表示消耗电カ的平均值，在本第一实施方式中，作为一例，将输入电力目标值Pltarget设为上述平均值(例如45kw)。并且，如(I)式所示，输入电力目标值Pltarget与充放电电カ指令值Pt之和成为负载消耗电力!\。因此，如(2)式所示,充放电电カ指令值Pt作为表示电カ负载消耗的电カ与从商用电源供给的电力之间的电力差的值，由充放电控制装置53算出。PItarget+PT = Pl…(I)Pt = PL_PItarger.. (2)基于(2)式算出的充放电电カ指令值Pt向充放电装置48输出。充放电装置48将与充放电电カ指令值Pt相应的电カ向蓄电池42充电或从蓄电池42放电。
具体而言，充放电装置48进行如下的充放电控制，即，在充放电电カ指令值Pt为正时，使蓄电池42放电，而在充放电电カ指令值Pt为负时，使蓄电池42充电。如此，从充放电控制装置53向充放电装置48输出的充放电电カ指令值Pt基于从各负载驱动逆变器43输出的负载消耗电カ对蓄电池42的充放电进行反馈控制。因此，在发生控制延迟时，基于下述(3)、(4)式来补偿延迟的影响。Λρτ = KX (P一-P1)…(3)(3)式的K是控制増益，预先确定，P1是从PWM转换器41实际输出的电カ的值。Pt = Pt+Λ Pt-(4)另外，本第一实施方式的起重机I能够从当前的巷道R向其他的巷道R移动，当起重机I在巷道R间移动吋，电カ供给装置40设为没有从商用电源供给的电カ而使蓄电池42进行充放电。S卩，即使成为没有为了使起重机I向其他的巷道R移动而从商用电源供给电カ的状态，也能够使起重机I向其他的巷道R移动。更具体而言，充放电控制装置53基于供电连接器46的拆装信号，检测到未从供电箱31供电的状态时，设输入电カ目标值Pltawt为0(零)，基于⑵式，算出充放电电カ指令值Pt，对来自商用电源的无供电状态的电カ负载进行电カ充放电控制。关于蓄电池42，预先选择具有能够提供由于起重机I的巷道R间的移动而消耗的电カ的电カ容量的蓄电池。如以上说明所述，本第一实施方式的电カ供给装置40具备能够充放电，用于向起重机I的电カ负载供给电カ的蓄电池42 ;从商用电源接受预定的电カ的供给的PWM转换器41。充放电控制装置53算出电カ负载消耗的电カ与从商用电源供给的电力之间的电力差，充放电装置48将与算出的电カ差对应的电カ向蓄电池42充电或从蓄电池42放电。因此，本第一实施方式的电カ供给装置40中，即使使从商用电源供给的预定的电力(输入电カ目标值Pltargrt)较低(例如45kW)，从蓄电池放电的电力也能对从商用电源供给的电カ进行弥补。因此，本第一实施方式的电カ供给装置40能够使从商用电源向起重机I供给的电力为低电カ而进行低压供电。通过使从商用电源向起重机I的电カ负载供给的电カ为低电力，而能够减小向起重机I的供电线缆33的尺寸，从而能够使线缆卷轴47小型化。〔第二实施方式〕以下，说明本发明的第二实施方式。
本第二实施方式的起重机I及电カ供给装置40的结构与图I 3所示的第一实施方式的起重机I及电カ供给装置40的结构相同，因此省略说明。本第二实施方式的电カ供给装置40使从商用电源供给的电力、即输入电カ目标值Pltogrt在预定的电カ以下可变。例如，电カ供给装置40基于蓄电池42的充电状态的履历，改变从商用电源供给的电カ(输入电カ目标值Pltarget)。当蓄电池42达到满充电时，成为无法充电的状态。因此，充放电控制装置53在基于上述⑵式的蓄电池42的充放电控制中，当蓄电池42成为满充电时，即使在充放电电カ指令值Pt为负的情况下，也使蓄电池42的充电暂时停止。这种情况下，充放电控制装置43与是否处于应充电状态无关地，实时地算出由于 蓄电池42为满充电而使充电停止的发生率P (充电的停止时间相对于从商用电源供给电カ的总时间的比例)，来算出输入电力目标值Pltogrt。输入电力目标值Pltarget例如由(5)式算出。Pltarget = kX (トP) X Pltarget . Base…⑶k是预定的系数，Pltarget. Base是成为基准的输入电力目标值(例如45kW)。由此，在发生率P大时,输入电カ目标值Pltarget较小地变化。另外，电カ供给装置40作为基于蓄电池42的充电状态的履历而改变从商用电源供给的电カ的另一例，实时地算出蓄电池42的充电率(SOC :State of Charge:充电状态)的斜率α，从(6)式算出输入电力目标值Pltargrt。例如从横轴为时间且纵轴为充电率的曲线图算出充电率的时间变化的移动平均，并从该移动平均的斜率来求出斜率α。并且，输入电カ目标值Pltarget例如由(6)式算出。Pltarget = kX (1-α) XPltarget.Base…(6)由此,在斜率为正，即蓄电池42被充电的比例大时，输入电カ目标值Pltmget较小地变化。而且，作为其他的例子，电カ供给装置40也可以基于向电カ负载供给的电カ的履历，改变从商用电源供给的电カ。在该例子中，算出由电カ负载消耗的电カ的平均值(从当前到规定时间前的平均值)Pltarget.average，如⑵式所示，设输入电カ目标值Pltarget为平均值pltarget.average。 Pltarget ^Itarget . average (了)在从商用电源供给的电力的可变控制中，例如，充放电控制装置53使用上述
(5) (7)式中的任一式，算出输入电力目标值Pltogrt，由此，将根据其结果算出的充放电电力指令值Pt向充放电装置48输出，将基于充放电电カ指令值Pt的电カ向蓄电池42充电或从蓄电池42放电。另外，电カ供给装置40也可以预先存储根据发生率P或充电率的斜率α而不同的输入电力目标值Pltmgrt,根据发生率P或充电率的斜率α来变更输入电カ目标值Pltmgrt。输入电力目标值Pltogrt可以为O (零)，也可以为负值。输入电カ目标值Pltogrt为负的情况是指起重机I吊下起吊货物的情況，电动机49作为发电机发挥功能，由此进行发电，将该发电的电力向商用电源再生。
如以上说明所述，本第二实施方式的电カ供给装置40基于蓄电池42的充电状态的履历，改变从商用电源供给的电力，因此在蓄电池42的充电量较高时，能够进一歩降低从商用电源供给的电カ。另外，电カ供给装置40基于向电力负载供给的电力的履历，改变从商用电源供给的电力，因此在由电カ负载消耗的电カ少时，能够进一歩降低从商用电源供给的电力。另外，本第二实施方式的电カ供给装置40由于降低来自商用电源的电カ的供给，因此能够削减由电阻器51消耗的电力，从而能够降低具备电阻器51的必要性。〔第三实施方式〕以下，说明本发明的第三实施方式。本第三实施方式的起重机I及电カ供给装置40的结构与图I 3所示的第一实施方式的起重机I及电カ供给装置40的结构相同，因此省略说明。 电カ供给装置40具备的蓄电池42的电カ容量必须提供电カ负载的峰值电力。即，由于使用电カ容量更小的蓄电池42，因而能有效地减少电カ负载的峰值电力。因此，在本第三实施方式中，在起重机I卷起起吊货物的卷绕动作时使由电カ负载消耗的电カ峰值減少。以下，具体说明本第三实施方式的起重机I的卷绕动作。首先，设定向电カ负载供给的电カ的限制值(供给电カ限制值Puimit)，基于供给电力限制值Puimit，限制卷绕动作。在此，向电カ负载的供给电カ限制值Puimit与负载消耗电カ匕的关系必须使下述
(8)式成立。Pl < Puifflit- (8)并且，负载消耗电カ匕被细分成下述(9)式及(10)式。Pl = P匪+P皿…(9)Pmh = (9. 8XMXV+aX (M+J) XV)…(10)在(9)式中，Pmh是卷绕动作所需的电カ(卷绕动作必要电カ(kW))，Paux是辅机50所消耗的电カ的基准值(基础电カ(kW))。在(10)式中，M是起吊货物质量(kg), V是卷绕速度(m/s), a是卷绕加速度(m/S2)，J是将卷起滚筒的惯性カ矩转换成相应质量的值(kg)。并且，基于(10)式，推算在供给电カ限制值？^-的范围内能够输出的最大的卷绕速度V或加速度a。本第三实施方式的起重机I通过改变卷起起吊货物的卷绕动作中的加速度a,而进行抑制由电カ负载消耗的电カ的卷绕动作，使蓄电池42的电カ容量为基于由卷绕动作抑制的电カ的电カ容量。參照图5，说明本第三实施方式的卷绕动作。图5(a)表示以往的卷绕动作的速度(卷绕速度)的时间变化，图5(b)表示与图5(a)对应的以往的卷绕动作所消耗的电カ的时间变化。如图5(b)所示，使卷绕速度上升，在为恒定时出现电カ峰值。因此，在本第三实施方式中，如图5(b)所示，根据起重机I的卷绕动作的加速度而消耗电カ过大时，改变卷绕动作的加速度。
图5(c)表示本第三实施方式的卷绕动作的速度(卷绕速度)的时间变化，图5(d)表示与图5(c)对应的本第三实施方式的卷绕动作所消耗的电カ的时间变化。在本第三实施方式的卷绕动作中，如图5(d)所示，为了使消耗电カ成为预先设定的供给电カ限制值Puimit以下，如图5(C)所示，改变使卷绕速度为恒定之前的卷绕动作的加速度。通过使加速度以下降的方式改变，卷绕动作所需的总时间比不改变加速度时长。因此，形成为恒定的卷绕速度比不改变加速度时快，由此也能防止卷绕动作所需的总时间变长的情況。如此，在本第三实施方式中，能抑制起重机I的卷绕动作中发生过大的消耗电力，因此能够基于由卷绕动作抑制的电カ来决定蓄电池42的电カ容量，从而能够使用电カ容量较低的蓄电池42。〔第四实施方式〕以下，说明本发明的第四实施方式。图6是表示本第四实施方式的起重机I的电气结构及电カ供给装置40的电气结构。对于图6中与图3相同的结构部分标注与图3相同的标号，省略其说明。本第四实施方式的起重机I’表示了在具备通过发动机60的驱动进行发电的发电机61 (内燃机发电机66)的以往的RTG中，废除已有的发电机61，取而代之设有电カ供给装置40’的方式。在以往的RTG中，从发电机61输出的交流电カ经由负载驱动逆变器62向电动机49及辅机50供给，在本第四实施方式的起重机I’中，将取代已有的发电机61的电カ供给装置40’的输出作为交流电力，由此成为适合于改造以往的RTG的情况的方式。 本第四实施方式的电カ供给装置40’具备蓄电池42、PWM转换器41、以及将用于供给来自蓄电池42及PWM转换器41的电カ的直流电カ转换成交流电カ并对朝向起重机I ’的电カ负载的供电路63供给的DC/AC逆变器65，通过从电カ供给装置40’供给的电力能够驱动起重机I’的电カ负载。而且，本第四实施方式的电カ供给装置40’从DC/AC逆变器65向充放电控制装置53输出负载消耗电カPp即，本第四实施方式的电カ供给装置40’通过与朝向利用发电机61向电カ负载供给电カ的已有的起重机I’的电カ负载的供电路连接，而能够利用从蓄电池42和商用电源供给的电力来驱动该已有的起重机I’的电カ负载。并且，本第四实施方式的电カ供给装置40’即使使从商用电源供给的预定的电力较低(例如45kW)，从蓄电池42放电的电カ也会弥补从商用电源供给的电カ，因此能够使从商用电源向起重机供给的电カ为低电カ。在本第四实施方式中，说明了将已有的发电机61从起重机I’废除的方式，但未必非要将已有的发电机61从起重机I’废除，也可以在将已有的发电机61设置于起重机I’的状态下将电カ供给装置40’与起重机I’连接。这种情况下，起重机I’也可以同时使用发电机61和电カ供给装置40’向电カ负载供给电力。以上，使用上述各实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并未限定于上述实施方式所记载的范围。在不脱离发明的宗g的范围内能够对上述各实施方式施加各种变更或改良,施加了该变更或改良的方式也包含于本发明的技术范围。标号说明
I起重机I’起重机40电カ供给装置40’电カ供给装置4IPWM 转换器42蓄电池48充放电装置49电动机
50 辅机53充放电控制装置65DC/AC 逆变器
权利要求
1.一种电力供给装置，具备 能够充放电且用于向起重机的电力负载供给电力的蓄电池； 从商用电源接受预定的电力的供给的受电单元； 算出所述电力负载消耗的电力与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的计算单元；和 将与通过所述计算单元算出的电力差对应的电力向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的控制单元。
2.一种电力供给装置，向具备发电机的起重机或废除了已设的发电机的起重机的电力负载供给交流电力，具备 能够充放电且用于向所述电力负载供给电力的蓄电池； 从商用电源接受预定的电力的供给的受电单元； 算出所述电力负载消耗的电力与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的计算单元; 将与通过所述计算单元算出的电力差对应的电力向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的控制单元；和 将来自所述蓄电池及所述受电单元的直流电力转换成交流电力并对朝向所述电力负载的供电路供给的供给单元。
3.根据权利要求I或2所述的电力供给装置，其中， 所述起重机能够向其他的巷道移动， 当所述起重机在巷道间移动时，所述控制单元设为没有从所述商用电源供给的电力而使所述蓄电池进行充放电。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的电力供给装置，其中， 使从所述商用电源供给的电力在所述预定的电力以下可变。
5.根据权利要求4所述的电力供给装置，其中， 所述控制单元基于所述蓄电池的充电状态的履历，改变从所述商用电源供给的电力。
6.根据权利要求4所述的电力供给装置，其中， 所述控制单元基于向所述电力负载供给的电力的履历，改变从所述商用电源供给的电力。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的电力供给装置，其中， 所述起重机通过改变卷起起吊货物的卷绕动作中的加速度，而进行抑制由电力负载消耗的电力的卷绕动作， 所述蓄电池的电力容量基于由所述卷绕动作抑制的电力。
8.—种起重机，具备 权利要求I至7中任一项所述的电力供给装置；和 通过从所述电力供给装置供给的电力进行驱动的电力负载。
9.一种电力供给方法，向起重机的电力负载供给电力，该起重机具备能够充放电且用于向所述电力负载供给电力的蓄电池；从商用电源接受预定的电力的供给的受电单元，所述电力供给方法包括 算出所述电力负载消耗的电力与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的第一工序；和 将与通过所述第一工序算出的电力差对应的电力向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的第二工序。
10.一种电力供给方法，是电力供给装置的电力供给方法，该电力供给装置具备能够充放电且用于向起重机的电力负载供给电力的蓄电池；从商用电源接受预定的电力的供给的受电单元；将来自所述蓄电池及所述受电单元的直流电力转换成交流电力并对朝向所述电力负载的供电路供给的供给单元，该电力供给装置用于向具备发电机的起重机或废除了已设的发电机的起重机的所述电力负载供给交流电力，所述电力供给方法包括 算出所述电力负载消耗的电力与从所述商用电源供给的电力之间的电力差的第一工序；和 将与通过所述第一工序算出的电力差对应的电力向所述蓄电池充电或从所述蓄电池放电的第二工序。
全文摘要
本发明的目的在于能够使从商用电源向起重机供给的电力为低电力而进行低压供电。电力供给装置(40)具备能够充放电且用于向起重机的电力负载供给电力的蓄电池(42)；从商用电源接受预定的电力的供给的PWM转换器(41)。充放电控制装置(53)算出电力负载消耗的电力与从商用电源供给的电力之间的电力差，充放电装置(48)将与算出的电力差对应的电力向蓄电池(42)充电或从蓄电池(42)放电。
文档编号H02J7/00GK102714424SQ201180003464
公开日2012年10月3日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年1月19日
发明者下津利仁, 丰原尚, 吉冈伸郎, 森田克明, 阪本俊彦 申请人:三菱重工业株式会社