专利名称：起重机装置和起重机控制方法
技术领域：
本发明涉及一种起重机装置，特别地，本发明涉及一种利用引擎驱动来产生驱动电力的引擎驱动发电方式的起重机装置。
背景技术：
在港口等场地中，执行对船舶或拖车的集装箱等货物的装卸的起重机装置使用多个电动机来执行货物的升降、以及台架的行进或横行等动作。另外，为了向这些电动机提供动作电力，在引擎驱动发电方式中，具有采用利用柴油机来驱动发电机的引擎发电装置来向各个电动机提供必要的电力的构成。在这样的起重机装置中，在将货物向上吊时等变为最大负荷，但也有在将货物往下吊时等几乎不需要电力的情况，负荷变化较大。因此，为了从发电机提供与在最大负荷时相称的电力，需要柴油机或作为发电机的大型发电机，但是由于形成了超出平均负荷的设备规模，在设备成本、运转成本方面效率低下。以前，提出了以下方案在这样的起重机装置中设置蓄电装置，在通常时，在利用引擎发电装置进行发电的同时，在最大负荷时等情况下从蓄电装置并行地提供电力，而将在再生时所产生的剩余电力充电到蓄电装置(例如，参照日本特开2001-163574号公报
寸乂 O在前述的现有技术中，尽管可以利用蓄电装置的蓄电电力临时地对货物的向上卷时所需的最大负荷电力进行补偿，但是为了稳定提供这样的最大负荷电力，通常，以恒定转速对引擎发电装置进行运转。为此，必须维持额定转速，而与并未执行货物的向上卷动作、 台架的行进或横行等使用了电动机的起重机动作的待机时等情况下的低负荷时无关，由此，发电电力变得过剩，且引擎发电装置的耗油量变差。作为改善这样的引擎发电装置的耗油量的方法，可以想到在低负荷时降低引擎发电装置的转速的方法，使转速变得越低，则越能够削减引擎发电装置的耗油量。但是，在这样的方法中，存在以下问题在使引擎发电装置的转速下降的情况下， 无法获得规定电压、频率的发电电力，在起重机装置中即使在低负荷时也利用来自引擎发电装置的发电电力的照明装置、空调装置或者控制器等、作为起重机装置的附带设备而设置的各种辅机设备的动作无法进行。
发明内容
本发明是为了解决这样的课题而做出的，其目的在于提供一种起重机装置和起重机控制方法，即使在使引擎转速下降的情况下，也能够稳定地提供辅机设备所需的电压。为了达成这样的目的，本发明所涉及的起重机装置具备将由引擎驱动发电机所获得的发电电力作为驱动电力提供给公共母线的引擎发电装置；通过经由公共母线从引擎发电装置所提供的驱动电力来驱动，并且用于执行包括货物的装卸的各种起重机动作的多个电动机；在执行起重机动作时以该起重机动作所需的动作转速对引擎进行运转，并且在停止起重机动作时以比动作转速低的空转转速对引擎进行运转的控制器；以及通过对驱动电力的驱动电压进行升压来提供用于驱动辅机设备的辅助电力，并且即使在引擎以空转转速运转而驱动电压下降的情况下，也提供具有足以驱动辅机设备的电压的辅助电力的电压
升压装置。另外，本发明的起重机控制方法是一种起重机的起重机控制方法，所述起重机具备将由引擎驱动发电机所获得的发电电力作为驱动电力提供给公共母线的引擎发电装置；通过经由公共母线从引擎发电装置所提供的驱动电力来驱动，并且用于执行包括货物的装卸的各种起重机动作的多个电动机；在执行起重机动作时以该起重机动作所需的动作转速对弓I擎进行运转的控制器；以及通过对驱动电力的驱动电压进行升压来提供用于驱动辅机设备的辅助电力的电压升压装置，所述起重机控制方法在于在停止起重机动作时，控制器以比动作转速低的空转转速对引擎进行运转，即使在引擎以空转转速运转而驱动电压下降的情况下，电压升压装置也提供具有足以驱动辅机设备的电压的辅助电力。根据本发明，即使停止起重机动作而使引擎转速下降到空转转速的情况下，通过电压升压装置，即使在空转时也能够与通常时同样地向辅机设备提供辅助电力。由此，即使根据起重机装置的动作状况使引擎发电装置的引擎转速大幅地下降到空转转速，也可以驱动辅机设备。由此，可以正常地维持起重机装置的整体动作，可以有效地削减引擎发电装置的耗油量，并且可以降低对环境的影响。
图1是示出了本发明的本实施方式所涉及的起重机装置的构成的功能框图。图2是示出了引擎发电装置的引擎转速与发电电压的关系的动作特性。图3是示出了引擎发电装置的引擎转速与辅助电压的关系的动作特性。图4是示出了本发明的本实施方式所涉及的起重机装置的动作示例的定时图。
具体实施例方式接下来，将参照附图来说明本发明的一个实施方式。本实施方式的构成首先，将参照图1来说明本实施方式所涉及的起重机装置。该起重机装置是通过向公共母线提供利用引擎驱动所发电的驱动电力，来驱动与公共母线连接的电动机从而执行包括货物的装卸的各种起重机动作的装置，作为主要构成，其设置有引擎发电装置1、整流器2、主卷电动机30、行进电动机31、32、横行电动机33、 逆变器(INV) 41 44、电压升压装置51、整流器52、辅机设备6、控制器7、以及公共母线9。在本实施方式中，通过控制器7，在执行起重机动作时，以该起重机动作所需的动作转速Nb对引擎发电装置1的柴油机(DE) 11进行运转，而在停止起重机动作时，以比动作转速Nb低的空转转速Na对柴油机11进行运转，并且通过电压升压装置51，对驱动电力PM 的驱动电压VM进行升压来提供用于驱动辅机设备6的辅助电力PS，并且即使在柴油机11 以空转转速Na运转而驱动电压VM下降的情况下，也提供具有足以驱动辅机设备6的电压的辅助电力PS。以下，将详细说明本实施方式所涉及的起重机装置的构成。
引擎发电装置1具有柴油机(DE) 11和发电机(G) 12，其是通过由柴油机11来驱动发电机12来产生交流的发电电力PG的装置，并且其具有根据来自控制器7的运转指示10 来控制柴油机11的引擎转速N的功能。整流器2具有将对从引擎发电装置1输出的交流的发电电力PG进行整流后的直流的驱动电力PM提供给公共母线9的功能。主卷电动机30是用于执行货物的升降的交流电动机。行进电动机31、32是用于执行台架的行进的交流电动机。横行电动机33是用于执行台架的横行的交流电动机。逆变器41是将公共母线9上的驱动电力PM变换为交流电力并提供给主卷电动机 30和行进电动机31的DC/AC变换器。逆变器42是将公共母线9上的驱动电力PM变换为交流电力并提供给主卷电动机 30和行进电动机32的DC/AC变换器。逆变器43是将公共母线9上的驱动电力PM变换为交流电力并提供给横行电动机 33的DC/AC变换器。根据起重机顶部的台车(trolley)的构造，设置有多个逆变器43、横行电动机33。逆变器44是将从电压升压装置51输出的直流的辅助电力PS变换为交流电力并提供给辅机设备6的DC/AC变换器。电压升压装置51由诸如交流升压斩波器形成，其具有通过对发电电力PG的发电电压VG进行升压，来提供用于驱动辅机设备6的辅助电力PS的功能，并且具有即使在柴油机11以空转转速Na运转而发电电压VG下降的情况下，也提供具有足以驱动辅机设备6的电压的辅助电力PS的功能。整流器52具有仅在辅助电力PS的辅助电压VS比驱动电力PM的驱动电压VM高的情况下，将辅助电力PS提供给公共母线9的功能。控制器7具有CPU等微处理器和其周边电路，其具有通过从在微处理器或周边电路中所设置的存储器中读入程序并执行，来使程序与上述硬件协作，从而对整个起重机装置进行控制的各种功能。作为控制器7的主要功能，存在以下功能基于通过操作杆或操作开关检测出的操作者的起重机操作输入，通过交换各种命令4A来控制逆变器41 43，从而控制货物的升降、台架的行进或横行等运转的起重机运转功能；用于确认从引擎发电装置1对公共母线9 的电力提供状况的电力提供状况确认功能；以及通过运转指示10来向引擎发电装置1指示与根据来自操作者的起重机操作输入或指令输入、电力提供状况等而获得的该起重机装置的动作状况相对应的引擎转速的转速控制功能。通常，在引擎发电装置1的柴油机11中，预先以5个阶段的程度来准备成为控制目标的多个引擎转速，作为规定值，并且将这些规定值中的任意值设定为与各个起重机动作相对应的引擎转速。例如，对向上卷动作分配5个阶段中的最高转速，而对横行动作或行进动作分配中段转速。控制器7选择与来自操作者的起重机操作输入或指令输入相对应的引擎转速，并且通过运转指示10将其指示给引擎发电装置1。另外，从引擎发电装置1对公共母线9的电力提供状况可以通过监视诸如公共母线9的提供电压来掌握。在基于起重机操作来执行货物的向上卷或台架的行进或横行等起重机动作的情况下，在驱动了对应的电动机30 33的时刻，由于使用公共母线9上的驱动电力PM而使得提供电压下降。因此，根据电力提供状况确认功能，通过基于来自诸如从引擎发电装置1到公共母线9的电力布线上所设置的检测器的检测值来检测出公共母线9的驱动电压VM，读出预先在存储器中所保存的下限阈值或上限阈值并与其进行比较，并根据该比较结果来控制引擎转速N，从而能够控制电力提供状况的过量与不足。本实施方式的动作接下来，将参照图2和图3来详细地说明本实施方式所涉及的起重机装置的动作。控制器7基于通过操作杆或操作开关检测出的操作者的起重机操作输入，确认有无起重机动作。这里，在确认了货物的升降、台架的行进或横行等起重机动作的执行的情况下，控制器7计算该起重机动作所需的动作转速Nb，并且通过运转指示10向引擎发电装置 1指示该引擎转速。与此相应地，柴油机11的引擎转速开始上升到Nb。另一方面，在基于通过操作杆或操作开关检测出的操作者的起重机操作输入而确认了起重机动作的停止的情况下，控制器7通过运转指示10向引擎发电装置1指示比动作转速Nb低的空转转速Na。与此相应地，柴油机11的引擎转速N向空转转速Na下降。因此，可以根据起重机装置的动作状况使引擎转速N大幅地下降，结果，可以有效地削减引擎发电装置1的耗油量，并且可以削减对环境的影响。引擎发电装置1对于引擎转速N与发电电压VG，具有如图2所示的动作特性。在该动作特性中，在引擎转速N处于动作转速Nb以下的情况下，发电电压VG根据引擎转速N 的增加而单调增加，而在引擎转速N处于动作转速Nb以上的情况下，发电电压VG收敛于动作发电电压Wb。因此，在柴油机11的引擎转速向空转转速Na下降的情况下，发电电压VG也下降， 直到空转发电电压Vfe1为止。另一方面，电压升压装置51对于引擎转速N与辅助电压VS，具有如图3所示的动作特性。在该动作特性中，在引擎转速N处于空转转速Na以下的情况下，辅助电压VS根据引擎转速N的增加而单调增加，而在引擎转速N处于从空转转速Na到动作转速Nb以下的情况下，其与引擎转速N无关而成为恒定的空转辅助电压VSa。由此，即使在柴油机的引擎转速从动作转速Nb下降到空转转速Na的情况下，辅助电压VS也维持在空转辅助电压VM处。因此，通过将足以驱动辅机设备6的电压值预先设定为空转辅助电压VSa，即使在停止起重机动作而使引擎转速N下降到空转转速Na的情况下，也可以将辅助电压VS维持在空转辅助电压VM处，即，维持在足以驱动辅机设备6的电压处。本实施方式的动作示例接下来，将参照图4来说明本实施方式所涉及的起重机装置的动作示例。这里，作为示例，将说明在响应于起重机动作的开始，引擎发电装置1的引擎转速增加之后，响应于起重机动作的停止，引擎发电装置1的引擎转速降低的情况。在时刻TO以前，并未执行起重机动作，引擎发电装置1的柴油机11以空转转速Na 进行运转。此时，从引擎发电装置1输出的发电电力PG的发电电压VG表示为空转发电电压VGa。此时，由于输入的发电电压VG是空转发电电压VGa，从电压升压装置51输出足以驱动辅机设备6的空转辅助电压VSa，作为辅助电力PS的辅助电压VS。
接下来，在时刻TO处，在执行了表示货物的向上卷指令的起重机操作70的情况下，控制器7将表示与该操作指令相对应的动作转速Nb的运转指示10输出到引擎发电装置1。由此，引擎发电装置1的引擎转速从空转转速Na向动作转速Nb逐渐地上升，来自引擎发电装置1的发电电力PG增加，并且该发电电压VG也逐渐地上升。另外，负荷电力PL 也从时刻TO开始上升，在时刻Tl处变为最大负荷电力PLb。之后，在时刻Tl处，引擎转速N到达动作转速Nb而变为恒定，在将最大驱动电力作为发电电力PG输出的同时，该发电电压VG也达到动作发电电压V(ib。此时，由于输入的发电电压VG是动作发电电压VGb，从电压升压装置51输出足以驱动辅机设备6的空转辅助电压VSa，作为辅助电力PS的辅助电压VS。另外，在时刻T2处，执行表示货物的往下卷指示的起重机操作70，并且在时刻T3 处往下卷动作结束的情况下，在时刻T2处，负荷电力PL在一旦下降到往下卷时的负荷之后，逐渐地下降，直到时刻T3为止。控制器7根据该起重机动作的停止操作指令，将表示空转转速Na的运转指示10 输出到引擎发电装置1。由此，引擎发电装置1的引擎转速逐渐地下降，在时刻T3处，引擎转速N到达空转转速Na而变为恒定。因此，在时刻T3处，由于输入的发电电压VG是空转发电电压VGa，从电压升压装置 51输出足以驱动辅机设备6的空转辅助电压VSa，作为辅助电力PS的辅助电压VS。由此，即使在起重机动作停止而使得引擎转速N下降到空转转速Na的情况下，也将辅助电压VS维持在空转辅助电压VM处，即，维持在足以驱动辅机设备6的电压处，并且维持了辅机设备6的正常动作。本实施方式的效果由此，在本实施方式中，通过控制器7，在执行起重机动作时，以该起重机动作所需的动作转速Nb对柴油机11进行运转，而在停止起重机动作时，以比动作转速Nb低的空转转速Na对柴油机11进行运转，并且通过电压升压装置51，对发电电力PG的发电电压VG进行升压来提供用于驱动辅机设备6的辅助电力PS，并且即使在柴油机11以空转转速Na运转而发电电压VG下降的情况下，也提供具有足以驱动辅机设备6的电压的辅助电力PS。因此，即使在起重机动作停止而使得引擎转速N下降到空转转速Na的情况下，也可以通过电压升压装置51来提供空转辅助电压VSa，即，足以驱动辅机设备6的辅助电压 VS。由此，即使根据起重机装置的动作状况使引擎发电装置的引擎转速N大幅地下降到空转转速Na，也可以稳定地驱动辅机设备6。由此，可以正常地维持起重机装置的整体动作，可以有效地削减引擎发电装置的耗油量，并且可以降低对环境的影响。另外，在本实施方式中，设置了整流器52，由于其仅在辅助电力PS的辅助电压VS 比驱动电力PM的驱动电压VM高的情况下，将辅助电力PS提供给公共母线9，可以将辅助电力PS的剩余电力有效用作驱动电力PM。实施方式的扩展尽管在以上的各个实施方式中，作为示例说明了从引擎发电装置1提供交流的发电电力15的情况，但是本发明并不局限于此，即使在从引擎发电装置1提供直流的驱动电力的情况下，也可以与前述相同地应用各个实施方式，并且可以获得相同的作用效果。此时，作为发电机12，可以使用直流发电机，并且去除整流器2而对其进行直接连接，作为电压升压装置51，可以使用交流升压斩波器。产业上的可用性其可用作从供电导轨(rail)对起重机装置执行电源提供的起重机供电技术，例如，其可用作在集装箱码头处执行对船舶或拖车的集装箱的装卸等货物装卸的门型起重机
直ο
权利要求
1.一种起重机装置，其特征在于，具备引擎发电装置，其将由引擎驱动发电机所获得的发电电力作为驱动电力提供给公共母线.一入 ，多个电动机，其通过经由所述公共母线从所述引擎发电装置所提供的所述驱动电力来驱动，用于执行包括货物的装卸的各种起重机动作；控制器，其在执行所述起重机动作时使所述引擎以该起重机动作所需的动作转速进行运转，并且在停止所述起重机动作时使所述引擎以比所述动作转速低的空转转速进行运转；以及电压升压装置，其通过对所述驱动电力的驱动电压进行升压来提供用于驱动辅机设备的辅助电力，并且即使在所述引擎以所述空转转速运转而所述驱动电压下降的情况下，也提供具有足以驱动所述辅机设备的电压的辅助电力。
2.根据权利要求1所述的起重机装置，其特征在于， 还具备将所述辅助电力提供给所述公共母线的整流器。
3.—种起重机的起重机控制方法， 所述起重机具备引擎发电装置，其将由引擎驱动发电机所获得的发电电力作为驱动电力提供给公共母线；多个电动机，其通过经由所述公共母线从所述引擎发电装置所提供的所述驱动电力来驱动，并且用于执行包括货物的装卸的各种起重机动作；控制器，其在执行所述起重机动作时使所述引擎以该起重机动作所需的动作转速进行运转；以及电压升压装置，其通过对所述驱动电力的驱动电压进行升压来提供用于驱动辅机设备的辅助电力，所述起重机控制方法在于在停止所述起重机动作时，所述控制器使所述弓I擎以比所述动作转速低的空转转速进行运转，即使在所述引擎以所述空转转速运转而所述驱动电压下降的情况下，电压升压装置也提供具有足以驱动所述辅机设备的电压的辅助电力。
4.根据权利要求3所述的起重机控制方法，其特征在于， 整流器将所述辅助电力提供给所述公共母线。
全文摘要
通过控制器(7)，在执行起重机动作时，以该起重机动作所需的动作转速Nb对柴油机(11)进行运转，而在停止起重机动作时，以比动作转速Nb低的空转转速Na对柴油机(11)进行运转，并且通过电压升压装置(51)，对发电电力PG的发电电压VG进行升压来提供用于驱动辅机设备(6)的辅助电力PS，并且即使在柴油机(11)以空转转速Na运转而发电电压VG下降的情况下，也提供具有足以驱动辅机设备(6)的电压的辅助电力PS。
文档编号B66C13/12GK102171131SQ20098013894
公开日2011年8月31日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年10月2日
发明者佐藤宗史, 川口昌治 申请人:三井造船株式会社