JPH04297A - クレーンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインバータ制御によりクレーンモータを制御す
るタイプのクレーンの制御装置に関し。

特に吊荷の巻下げ時に発生する回生電力の有効利用を図
るための制御装置に関する。

（従来の技術） インバータ制御によりクレーンモータを制御するタイプ
のクレーンにおいては、吊荷を巻下げる場合、クレーン
モータが吊荷によって必要以上の速度で回転することに
より１回生電力を発生することがしばしば起こる。この
回生電力は、インバータへの直流電圧上昇の原因となる
。すなわち。

インバータの入力側には交流を直流に整流する回路とこ
の整流回路の出力を平滑化する回路とを備えており１回
生電力が発生すると平滑化回路の電圧が上昇する。この
ため、従来のこの種のクレーンでは１発生した回生電力
を消費する手段を講じている。例えば、第１の方式とし
て回生機能付きのコンバータを利用する方式があり、こ
の方式では回生電力か発生するとその都度電源回生を行
う。

また、第２の方式として、平滑化回路にスイッチを介し
て電力消費用の抵抗器を接続する方式がある。この第２
の方式では１回生電力により平滑化回路の電圧か上昇す
ると、スイッチがオンとされて平滑化回路に抵抗器か接
続されることにより。

回生電力は抵抗器で消費される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記第１の方式では回生電力を有効に利
用できるものの、その利用時間は回生電力が発生してい
る時のみである。

また、第２の方式では１回生電力は熱エネルギーに変換
されて放出されるだけで何ら有効に利用されていない。

加えて、電源としてエンジン発電機等を備えたクレーン
では、電源回生は不可能であり、上記の第２の方式を採
用せざるを得ないという問題点がある。

以上のような問題点に鑑み２本発明の主たる課題は９回
生電力の有効利用を図ることのできるクレーンの制御装
置を提供することにある。

本発明の別の課題は１回生電力を蓄積しつつ上記課題を
達成することのできるクレーンの制御装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば２　クレーンモータの発生する回生電力
を吸収、蓄積するための手段として、フライホイール装
置及び前記クレーンモータ制御用インバータと並列に接
続されて前記フライホイール装置におけるフライホイー
ルモータを制御するためのフライホイール制御用インバ
ータと、前記クレーンモータ制御用インバータへの直流
電圧にもとづいて指令信号を送出する回生制御部とを備
えたことを特徴とするクレーンの制御装置が得られる。

本発明によればまた。前記クレーンモータ制御用インバ
ータへ直流電圧を供給する手段として。

電源電圧を整流する手段と該整流された電圧を平滑化す
る回路とを備え、前記回生制御部は、前記平滑化回路の
電圧を検出する手段と、該電圧検出手段による検出値と
設定値とにもとづいて前記フライホイール制御用インバ
ータへの増速用の周波数指令値を前記指令信号として送
出する演算手段とを含むことを特徴とするクレーンの制
御装置が得られる。　本発明によれば更に、前記回生制
御部は、前記整流手段への入力電力を検出する手段を含
み、前記演算手段は、前記入力電力検出手段からの信号
と前記フライホイール制御用インノ）−夕からの周波数
帰還信号とにもとづいて前記フライホイール制御用イン
バータへの減速用の周波数指令値を前記指令信号として
送出することを特徴とするクレーンの制御装置が得られ
る。

（作用） 本発明においては、クレーンモータにおいて回生電力が
発生するとこの回生電力はクレーンモータ制御用インバ
ータを通してその入力側の直流電圧を上昇させることに
着目しており１回生制御部は、この直流電圧の上昇を検
出するとフライホイール制御用インバータに対してフラ
イホイールモータの回転速度を上昇させるような指令信
号を送出する。フライホイールモータの回転速度上昇は
。

その上昇分だけ回生電力が慣性エネルギーの形に変換さ
れ蓄積されたことを意味し、このことによりクレーンモ
ータ制御用インバータの入力側における直流電圧の増加
は抑制される。

一方、前記演算手段において、ホイールモータ制御用イ
ンバータからの周波数帰還により算出される基準電力を
入力電力が上回るも′のと判断されると、演算手段はフ
ライホイールモータを回生制動により減速させるような
指令信号を送出する。

この時、フライホイールモータの回生電力は、クレーン
モータ制御用インバータの入力側に戻される。

（実施例） 以下に、第１図を参照して本発明の一実施例について説
明する。

第１図において、エンジン発電機による電源（図示省略
）から整流装置１１．平滑回路１２を通して２台のクレ
ーンモータ制御用インバータ１３．１４に直流電圧が供
給される。クレーンモータ制御用インバータ１３．１４
は、平滑回路１２に並列に接続され、それぞれの出力に
はクレーンモータＩＭ１．ＩＭ２が接続されている。

クレーンモータ！Ｍ１．あるいは１Ｍ２の発生する回生
電力を吸収、蓄積するための構成として。

フライホイールモータＩＭ、とフライホイール１５とに
よるフライホイール装置と、これを制御するためのホイ
ールモータ制御用インバータ１６と。

これに指令信号を送出するための回生制御部１７とを備
えている。ホイールモータ制御用インバータ１６は、平
滑回路１２に対してクレーンモータ制御用インバータ１
３．１４と共に並列に接続される。

回生制御部１７は、整流装置１１の入力側に設けられた
ＣＴ（変流器）２０．ＰＴ　（電力変圧器）２１の検出
信号にもとづいて入力電力を算出し。

これを電圧信号に変換する電力検出回路２２と。

平滑回路１２の直流電圧を検出する電圧検出回路２３と
、これら２つの検出回路からの検出信号にもとづいてホ
イールモータ制御用インバータ１６へ周波数指令信号を
送出する演算部２４とから成る。演算部２４は、電力検
出回路２２からの検出信号、すなわち入力電力と基準電
力とを比較して入力電力が基準電力を上回る時、ホイー
ルモータ制御用インバータ１６に対して減速用の周波数
指令値を出力する。なお、基準電力はホイールモータ制
御用インバータ１６からの周波数帰還信号にもとづいて
演算部２４で算出される。また、演算部２４は、電圧検
出回路２３からの検出信号、すなわち直流電圧と基準電
圧とを比較して直流電圧が基準電圧を上回る時、ホイー
ルモータ制御用インバータ１６に対して増速用の周波数
指令値を出力する。基準電圧はあらかじめ設定されてい
る。

ここでは説明を簡単にするために、クレーンモータＩＭ
、が駆動されている場合について説明する。

クレーンが使用されている間はフライホイール装置も運
転されている。吊荷の巻下げによりクレーンモータＩＭ
１に負の負荷、すなわち回生電力が生ずると、クレーン
モータ制御用インバータ１３を通して回生電力が平滑回
路１２側に戻される。

この回生電力は、平滑回路１２のコンデンサに蓄積され
、このことにより平滑回路１２の直流電圧は上昇する。

この直流電圧値は電圧検出回路２３を通して演算部２４
に送られる。

演算部２４では、電圧検出回路２３から直流電圧値があ
らかじめ定められた設定値（電源電圧値でも良い）より
高くなると１回生電力が発生したものと判断して、直流
電圧の上昇分に対応した値だけ増加させた周波数指令値
をホイールモータ制御用インバータ１６に出力する。

ホイールモータ制御用インバータ１６は、入力した周波
数値、言い換えれば回生電力骨だけホイールモータＩＭ
、の回転速度を上昇させるようにホイールモータＩＭ、
を制′御する。このことにより、フライホイール装置に
おいてはクレーンモータＩＭ、で発生した回生電力骨だ
け慣性エネルギーが増加する。この慣性エネルギーの増
加は、クレーンモータＩＭ１で発生した回生電力がフラ
イホイール装置に吸収、蓄積されたことを意味する。

その結果、平滑回路１２における直流電圧の上昇はすぐ
に抑制される。

なお、フライホイール装置に蓄積された慣性エネルギー
は、後述する条件下でホイールモータ制御用インバータ
１６を通して平滑回路１２側に戻される。すなわち、演
算部２４は、ホイールモータ制御用インバータ１６から
の周波数帰還により基ｒ＄、電力を算出し、電力検出回
路２２で検出された入力電力がこの基準電力を上回ると
、その上回った分だけホイールモータＩＭ、の回転速度
を減少させるように減少した周波数指令値を出力する。

ホイールモータ制御用インバータ１６は、入力した周波
数指令値にもとづいてフライホイール装置を回生制動に
より減速させ、その結果生じた回生電力はホイールモー
タ制御用インバータ１６を通して平滑回路１２側に戻さ
れる。このことは、フライホイール装置に蓄積されてい
た慣性エネルギーがクレーンモータＩＭ、において有効
に利用されること、及び整流装置入力が安定することを
意味する。

本発明では、特に、エンジン発電機を電源としたクレー
ンの駆動系を対象とした場合には以下のような態様が好
ましい。

■フライホイール装置からの慣性エネルギーの放出タイ
ミングを整流装置入力のピークカットに設定する。

■エンジン発電機が無負荷（クレーンか無負荷状態）で
ある時にもフライホイール装置にエネルギーを蓄積、す
なわち回生電力だけでなくエンジンにおける余力骨も吸
収、蓄積することにより。

エンジン出力、すなわち整流装置入力を平準化させる。

以上のような態様で使用することにより、エンジンが小
型化され、燃料消費量が軽減される。

（発明の効果） 以上説明してきたように２本発明によればインバータ制
御によりクレーンにおいてクレーンモータに生じた回生
電力を蓄積しながらこれを有効に利用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクレーンの制御装置の要部の概略
構成図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クレーンモータを制御する手段としてクレーンモ
   ータ制御用インバータを備えたクレーンにおいて、前記
   クレーンモータの発生する回生電力を吸収、蓄積するた
   めの手段として、フライホイール装置及び前記クレーン
   モータ制御用インバータと並列に接続されて前記フライ
   ホイール装置におけるフライホイールモータを制御する
   ためのフライホイール制御用インバータと、前記クレー
   ンモータ制御用インバータへの直流電圧にもとづいて指
   令信号を送出する回生制御部とを備えたことを特徴とす
   るクレーンの制御装置。
2. （２）請求項（１）記載の制御装置において、前記クレ
   ーンモータ制御用インバータへ直流電圧を供給する手段
   として、電源電圧を整流する手段と該整流された電圧を
   平滑化する回路とを備え、前記回生制御部は、前記平滑
   化回路の電圧を検出する手段と、該電圧検出手段による
   検出値と設定値とにもとづいて前記フライホイール制御
   用インバータへの増速用の周波数指令値を前記指令信号
   として送出する演算手段とを含むことを特徴とするクレ
   ーンの制御装置。
3. （３）請求項（２）記載の制御装置において、前記回生
   制御部は、前記整流手段への入力電力を検出する手段を
   含み、前記演算手段は、前記入力電力検出手段からの信
   号と前記フライホイール制御用インバータからの周波数
   帰還信号とにもとづいて前記フライホイール制御用イン
   バータへの減速用の周波数指令値を前記指令信号として
   送出することを特徴とするクレーンの制御装置。