JPH11217193A

JPH11217193A - 揚重機用のエネルギー貯蔵方法

Info

Publication number: JPH11217193A
Application number: JP10300075A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Enoki; 政光榎
Original assignee: Paceco Corp
Current assignee: Paceco Corp
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 1999-08-10
Also published as: US5936375A

Abstract

(57)【要約】【課題】誘導電動機で駆動する揚重機の運転に対して、
揚重機の消費電力を平均化でき、しかも、全体の要求電
力を減少することができる揚重機用のエネルギー貯蔵方
法を提供することである。【解決手段】揚重機用のエネルギー貯蔵方法を、第１イ
ンバータ17制御の第１誘導電動機19で駆動される揚重機
において、荷の巻下げ又は制動の時に、第１誘導電動機
19で逆電力を発生し、小負荷又は停止時の未使用電力と
を合わせた余剰電力で、第２インバータ35によって制御
される第２誘導電動機37を駆動し、フライホイール41を
回転させて余剰電力を貯えると共に、第１誘導電動機19
が平均消費電力を超えて電力を消費する時には、フライ
ホイール41によって第２誘導電動機37を回転して、第１
誘導電動機19に電力を供給する方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揚重機に用いられ
るエネルギー貯蔵方法に関するものである。

【０００２】より詳細には、揚重機に追設された誘導電
動機によって駆動されるフライホイールにエネルギーを
貯蔵する方法に関するものであり、荷を巻下げる間や揚
重機が電力を消費してない時に、この追設された電動機
を駆動してフライホイールにエネルギーを貯蔵し、荷を
巻上げて電力をより多く必要とする時に、フライホイー
ルに貯蔵したエネルギーを再供給する方法である。

【０００３】

【従来の技術】本発明は、電力駆動の揚重機においてエ
ネルギーを貯蔵するためのシステム、方法に関するもの
であり、負荷変動が広範囲に渡るディーゼルエンジン−
発電機で駆動される機械に特に有用である。この電力駆
動の揚重機においてエネルギーを貯蔵するためのシステ
ムは、逆負荷や小さい負荷の時にエネルギーを貯蔵し、
負荷がピークの時や大きい時に電力を供給するシステム
である。

【０００４】このシステムは、理論的には、主電源は比
較的一定な平均電力を供給するだけでよくピーク電力を
供給する必要がないと言う利点をもたらす単純な機械的
な問題であるが、今日まで、実施上の面からこのシステ
ムの使用が妨げられて来た。

【０００５】従来においては、この目的を達成するため
にバッテリと結合した発電エネルギー貯蔵システムが用
いられてきた。このシステムは、理論的には非常に有効
であるが、実際的には、バッテリ要素が、電気容量が小
さい、電気効率が悪い、物理的に非常に大きい、重量が
重い、バッテリの寿命が短い等の数多くの問題を有して
おり、このシステムは、現在の所、最新のバッテリ技術
を以ってしてもエネルギーを貯蔵する有望な方法になっ
ていない。

【０００６】また、一方で、フライホイールタイプのエ
ネルギー貯蔵システムが、この目的の為に用いられて来
たが、フライホイールが、発電するためのエネルギーを
貯蔵するためには、フライホイールを広範囲の速度にお
いて駆動する必要がある。種々の速度においてエネルギ
ーをフライホイールに伝導するために、最適なものとし
て直流電動機が用いられて来た。しかし、直流電動機で
駆動されるフライホイールは、次に述べる幾つかの問題
やその他の数多くの問題により満足できるものにはなら
なかった。

【０００７】つまり、フライホイールがエネルギーを貯
蔵する時には、Ｉをフライホイールの慣性モーメント、
ωをフライホイールの回転角速度とすると、その貯蔵エ
ネルギーは（（１／２）×Ｉ×ω×ω）で表される。従
って、このエネルギーは回転角速度の二乗に比例するの
で、フライホイールの回転速度（回転角速度）が高いほ
どフライホイールに貯蔵されるエネルギーは著しく大き
くなる。そして、直流電動機をフライホイールに連結す
る必要があるが、回転子コイル部分の遠心力に対する強
度が弱いので、回転速度に厳しい制限が課せられるとい
う問題がある。

【０００８】また、２番目の問題は、直流電動機におい
ては、ブラシの交換、整流子の修理、絶縁性の保持等、
メンテナンスが絶え間なく必要であることである。更
に、直流電動機は、比較的、大寸法で重く高価であると
いう問題がある。上記した理由や他の理由により、直流
電動機を用いたフライホイール駆動エネルギー貯蔵シス
テムは成功への有望な方法とはならなかった。

【０００９】一方、インバータ技術の最近の発展によ
り、インバータを用いた交流かご形誘導電動機が直流電
動機に取って代わりつつある。インバータは直流を任意
の周波数の交流に変換でき、また、逆に交流を直流に変
換できる。任意の周波数の交流のおかげで、直流電動機
に伴う上述の問題を解決でき、交流かご形誘導電動機
を、非常に高い速度まで任意の速度で回転することがで
きる。図９に、現在用いられているディーゼルエンジン
発電機を電源とし、インバータ制御の誘導電動機によっ
て駆動される揚重機の典型的な例を示す。

【００１０】ディーゼルエンジン11は、交流発電機13と
機械的に結合されている。この発電機からの交流出力は
ダイオード15によって直流に変換され、この変換された
直流は、今度はインバータ17により任意の周波数を持つ
交流に変換される。この交流によって、かご形誘導電動
機19を駆動し、荷23を巻上げ、及び巻下げするドラム21
を駆動する。この巻上げ及び巻下げの速度は、インバー
タ17で作られ、また、制御される交流の周波数によって
制御される。荷23が巻下げられる時には、この誘導電動
機19によって、逆交流電力が発生し、この逆電力は誘導
電動機19が回生制動として効率良く働くように抵抗器25
によって消費される。

【００１１】図１０は、図９のディーゼルエンジン発電
機から給電する代わりに、ケーブルリール29により地域
公共電力網27からの給電する典型的な例を示す。入力電
圧は変圧器31により降圧され、この交流は、ＤＣ（直
流）コンバータ16により直流に変換される。そして、こ
のシステムも、ここから先は図９で示されたものと同じ
になる。荷23を巻下げている間は逆電力は電力網27に送
り返され、この例では他の消費者により消費される。

【００１２】しかしながら、逆電力はサージ成分や周波
数のブレを含んでいるので、他の消費者はこの逆電力を
受けることを好まない。そのため、将来においては、逆
電力を電力網に送り返すことが禁止されるかもしれな
い。その時は逆電力は図９のシステムで述べたのと同じ
ように抵抗器により消費されることになるであろう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、イン
バータ制御の誘導電動機によって駆動される揚重機にお
いて、荷の巻下げ時に発生する逆電力は、従来技術では
抵抗器25等によって消費され、逆電力を有効に利用でき
ないという問題があり、また、抵抗器25によって消費さ
れずに、電力網27に送り返す場合には、前記したよう
に、逆電力がサージ成分や周波数のブレを含んでいるた
めに、歓迎されないという問題がある。

【００１４】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであり、その重要な目的は、誘導電動
機で駆動する揚重機の運転に対して、全体の要求電力を
減少する揚重機用のエネルギー貯蔵方法を提供すること
である。また、本発明の別の目的は、誘導電動機で駆動
する揚重機の消費電力を平均化するために改良された揚
重機用のエネルギー貯蔵方法を提供することである。

【００１５】更に、本発明のもう一つの目的は、電動機
が荷を降ろす事によって駆動される時に電源に逆電力を
送り返さなくてもよく、また、抵抗器や制動機で逆電力
を吸収しなくてもよい誘導電動機で駆動する揚重機用の
エネルギー貯蔵方法を提供することである。

【００１６】そして、本発明の更なる目的は、電気エネ
ルギー貯蔵用に単純な機械的フライホイールを活用でき
る誘導電動機で駆動する揚重機用のエネルギー貯蔵方法
を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る揚重機用の
エネルギー貯蔵方法は、第１インバータで制御される第
１誘導電動機によって駆動される揚重機において、荷の
巻下げ又は制動の時に、前記第１誘導電動機を発電機と
して作動して発生する逆電力と、該揚重機の小負荷又は
停止状態等で消費電力が少ない時の該消費電力を所定の
入力電力から差し引いた電力である未使用電力とを合わ
せた余剰電力で、第２誘導電動機を駆動し、更に、第２
インバータによって前記余剰電力を制御して、前記第２
誘導電動機によってフライホイールを回転させて前記余
剰電力を貯えると共に、前記第１誘導電動機が該第１誘
導電動機の平均消費電力を超えて電力を消費する時に
は、前記フライホイールによって前記第２誘導電動機を
回転して、前記第１誘導電動機に電力を供給するエネル
ギー貯蔵方法である。

【００１８】そして、前記フライホイールの回転速度に
比例する回転速度信号を発生すると共に、前記第１イン
バータの電力の入力側の電圧を計測し、前記回転速度信
号と前記計測電圧をプログラマブル・ロジック・コント
ローラに伝達し、前記プログラマブル・ロジック・コン
トローラにおいて前記計測電圧を設定値と比較して、前
記第２誘導電動機で前記フライホイールを駆動するか、
前記フライホイールによって駆動されるかを決定する。

【００１９】また、前記計測電圧が前記設定値より高け
れば、前記第２インバータが直流を前記回転速度に所定
量を加えた値に相当する周波数の交流に変換し、前記フ
ライホイールを第２誘導電動機により加速し、エネルギ
ーを前記フライホイールの回転に貯え、前記計測電圧が
前記設定値より低ければ、前記第２インバータが前記回
転速度から所定量を引いた値に相当する周波数の交流に
制御し、前記フライホイールを前記第２誘導電動機によ
って減速して、前記フライホイールの回転から電力を回
収して前記第１誘導電動機に供給される逆電力を起す制
御を前記プログラマブル・ロジック・コントローラで行
なう。

【００２０】この「所定の入力電力」とは、揚重機の
「平均消費電力」を意味しており、この「平均消費電
力」は、第１インバータの入力側の電圧の設定値によっ
て定まる一定の消費電力である。なお、「回転速度」は
正確には回転角速度のことであるが、混乱を招くことも
なく、分かりやすいので、ここでは回転速度とする。

【００２１】本発明を段階的に説明すると以下のように
なる。揚重機が荷降ろしや制動時には、揚重機を駆動す
る誘導電動機は発電機として働き逆電力を発生する。こ
の逆電力と揚重機の軽荷状態や停止時に発生する未使用
電力とを合わせた余剰電力で第２誘導電動機を駆動す
る。この余剰電力で第２インバータによって制御され、
第２誘導電動機を駆動し、これによってフライホイール
を回転し、余剰電力をエネルギーとして貯える。フライ
ホイールの回転速度に比例して回転速度信号を作り、ま
た、第１インバータの電力入力側の電圧を計測する。こ
の回転速度信号と計測電圧をプログラマブル・ロジック
・コントローラ（ＰＬＣ）に伝達する。このＰＬＣの制
御により、第２インバータが直流を制御用の周波数の交
流に変換する。この交流周波数の制御により、余剰電力
をフライホイールの回転エネルギーとして貯蔵する。
又、第２誘導電動機を発電機として駆動する事によりフ
ライホイールから電力を引き出すことができる。この周
波数はフライホイールの回転速度と計測電圧により、こ
のＰＬＣでプログラムされたロジックによって決められ
る。第１電動機が平均消費電力以上に電力を消費する時
に、第２誘導電動機はフライホイールによって駆動され
第１電動機に戻す電力を発電する。

【００２２】以上のようなエネルギーの回収及び貯蔵方
法は、図９に示した既存のディーゼルエンジン発電機を
電源とし、インバータ制御の誘導電動機によって駆動さ
れる揚重機のシステムに使用されている抵抗器を使用す
る方法の代わりに採用することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係る揚重機用のエネルギ
ー貯蔵方法の実施の形態について、図を参照しながら具
体的に説明する。

【００２４】本発明を図１と図２に示すが、これは、図
９と図１０で示された従来技術の装置に本発明に係る部
分を追設し、その他の部分を一部変更をしたものであ
る。つまり、図９の従来技術の抵抗器25は、揚重機の巻
き下げサイクルの間で荷23が揚重機のドラム21によって
巻下げられる時に誘導電動機19の逆運転によって発生す
る電気エネルギーを吸収するが、本発明の装置はこの抵
抗器25に取って代わるものである。また、図１０の従来
技術においては、逆電力はＤＣコンバータを通って公共
電力網27に送り返されるが、本発明の図２のシステムで
はもはやこの必要はない。よって、図２のシステムで
は、図１０のシステムのＤＣコンバータ16の代わりにダ
イオード15が用いられている。

【００２５】既存技術と本発明の両システムにおいて、
荷23が揚重機のシステム19及び21により巻き上げられる
時、自家ディーゼル発電機13（図１）又は公共電力網27
（図２）からの電気エネルギーが、機械的な動力伝達装
置でドラム21に結合している第１誘導電動機19の駆動の
ために使われる。この電力は荷23の巻上げ中は誘導電動
機19によって消費され、巻下げ中はその電動機19によっ
て発電される。

【００２６】本発明のエネルギー貯蔵システムは、図１
と図２で二点鎖線で囲んで示され、第２インバータ35、
第２誘導電動機37、回転速度を測るタコメータ又はパル
ス・ジェネレータ（ＰＧ）39、フライホイール41、及び
プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）43
を有する追設部分から成っている。

【００２７】図１又は図２のいずれにおいても、荷23が
揚重機19，21によって巻下げられている時は、エネルギ
ーはフライホイール41の回転として貯えられる。これは
次に述べる明確な関係から生じる。つまり、荷23を巻下
げている間、ドラム21はその巻き上げ電動機、即ちその
システムの第１誘導電動機19を逆に駆動する。この第１
電動機19は交流電気、即ち逆電力を発生する発電機とし
て働き、発生した交流電気は第１インバータ17によって
直流に変換される。この直流電気はダイオード15と第１
インバータ17の間に流れ、その結果、Ａ点における電圧
が高くなる。

【００２８】Ａ点における電圧は、揚重機のアイドリン
グや停止や軽い荷23の巻上げの時にも高くなる。主電源
（図１における交流発電機13又は図２における公共電力
網27）からダイオード15を経由して供給される電気は、
揚重機の消費電力が非常に少ないか、殆どゼロである時
にはＡ点における電圧を高める。従って、未使用電力が
発生する。揚重機が重い荷23を巻上げて、その消費電力
が大きい時には、Ａ点における電圧は電気不足のために
低下する。

【００２９】本発明のエネルギー貯蔵システムは、荷23
の巻下げ中に第１誘導電動機19が発電機として作動する
ように駆動される時に発生する逆電力と、入力電力と消
費電力との差である未使用電力との両方を貯蔵するよう
に働く。この未使用電力と逆電力とを合わせて、ここで
は余剰電力と言うことにする。

【００３０】この余剰電力は第２インバータ35によって
制御される。第２誘導電動機37がこの余剰電力によって
駆動され、そして、第２インバータ35によって制御され
てフライホイール41を回転させる。この余剰電力はＡ点
における電圧が高い時にフライホイール41の回転エネル
ギーとして貯えられる。このシステムは、Ａ点における
電圧が低い時に、フライホイール41の回転エネルギーか
ら電力を取り出し電気の不足を補うように働く。

【００３１】Ａ点における計測電圧とフライホイール41
に連結したタコメータ又はパルス・ジェネレータ39によ
って計測される回転速度は、プログラマブル・ロジック
・コントローラ（ＰＬＣ）43に伝達及び入力される。こ
のＰＬＣ43は、第２インバータ35が直流を制御された周
波数の交流に変換するように制御する。この周波数はＡ
点における電圧とフライホイール41の回転速度に依存す
る、ＰＬＣ内のプログラム論理（ロジック）により制御
される。Ａ点における電圧は、このプログラム論理に手
動で予めセットされる設定電圧値Ｖ0 と比較される。

【００３２】Ａ点における電圧がセット値即ち所定の値
Ｖ0 よりも高い場合は、ＰＬＣ43は第２インバータ35を
制御して、直流を現在の回転速度＋α、即ち現在の回転
速度に所定量αを加えた値に相当する周波数を持つ交流
に変換する。この周波数を持つ交流により第２誘導電動
機37によって、フライホイール41が加速され、電力がフ
ライホイール41の中に回転エネルギーとして貯蔵され
る。

【００３３】そして、Ａ点における電圧が設定値Ｖ0 よ
りも低い場合は、第２インバータ35は現在の回転速度−
α、即ち現在の回転速度から所定量を引いた値に相当す
る周波数を持つ交流に制御する。この周波数の交流によ
り、フライホイール41は第２誘導電動機37によって減速
されて、第１誘導電動機19に供給される電力を発生す
る。即ち、フライホイール41からエネルギーが回収され
る。つまり、周波数を制御することにより、第２誘導電
動機37はフライホイール41を加速するための電動機とし
ても働くし、そこからエネルギーを取り出すための発電
機としても働くのである。

【００３４】交流周波数αに対するＡ点における電圧の
関係を、図３〜図５に示すので、図１と図２と同様に参
照して欲しい。変化しているグラフの説明は図面中に記
載してある。所定量αの周波数量はＡ点における電圧に
依存して決められる。巻上げドラム21に加わる負荷が小
さく消費電力が大きくない時、または荷23の巻下げによ
って逆電力が起こる時、Ａ点における電圧はで平均電圧
近くに設定されたコントローラ43の設定値Ｖ0 よりも高
くなる。その時は、周波数αはプラスとなり、エネルギ
ーはフライホイール41の回転に貯えられる。そして、負
荷が大きく電力が消費される時は、Ａ点における電圧は
設定値Ｖ0 より低くなり、周波数αはマイナスとなり、
エネルギーはフライホイール41から取り出される。

【００３５】Ａ点における電圧が設定値Ｖ0 である時
は、エネルギーの貯蔵もエネルギーの取り出しもこのエ
ネルギー貯蔵システムによっては行われない。この設定
値Ｖ0は、平均負荷と機械的及び電気的効率により決め
られる。この揚重機の運転に関する本発明によって、デ
ィーゼルエンジンと交流発電機の容量は小さく出来る
が、その値は、この揚重機の平均負荷と機械的及び電気
的効率から決定できる。

【００３６】図６に、本発明に特に適用できる消費電力
の形をグラフで示す。本発明は揚重機や、クレーン、車
両、列車等の、負荷が大きい範囲で変化したり、荷の加
減速に従って慣性が大きく変化する、負荷変動機械に用
いる事ができる。揚重機やクレーンの場合、さまざまな
重量の荷を上下し、その過程で荷は加減速される。

【００３７】このような特定の荷の運転に対する誘導電
動機の消費電力を図６に図示する。図６において、ブロ
ックＡは荷の巻上げ速度の加速に要する消費電力を示
し、ブロックＢは荷を定速で巻上げ、動かすのに要する
消費電力を示し、ブロックＣは荷の動きを停止するのに
要する消費電力を示す。ブロックＤは荷が巻下げ速度に
加速するままにした逆電力即ち制動効果を示し、ブロッ
クＥは荷を定速で巻下げるままにした逆電力即ち制動効
果を示し、ブロックＦは荷の巻下げを停止するための逆
電力即ち制動効果を示す。荷の巻上げ時には、このシス
テムは電力を消費し、荷の巻下げ時には、電動機は発電
しブレーキとして作用するように働く。

【００３８】図７に、本発明の使用により達成できる消
費電力を図示する。入力される電力は一定で、アイドリ
ングや電源切断ではない休憩等の荷を巻上げていない時
には未使用電力を生じている。平均消費電力は、図６の
消費電力のグラフの上に重ねた図７の斜線部分で示され
ている。

【００３９】図８に、本発明のシステム中に貯蔵される
余剰電力を図示する。本発明のエネルギー貯蔵システム
が使用される時は、逆電力と軽い荷や停止している時の
未使用電力を含む余剰電力が、フライホイール41の回転
エネルギーとして貯えられ、この貯えられたエネルギー
はピーク負荷即ち大負荷の時に電力として取り出され
る。この余剰電力は図８に図７とは逆傾斜の斜線部分で
示されている。主電源の容量は、図７で図示するように
平均消費電力を供給できれば十分である。もし荷が巻上
げたのと同じ高さだけ巻下げられるのであれば、その平
均消費電力は単に機械的及び電気的な損失の分だけとな
る。

【００４０】本発明は、第１インバータ17によって制御
される第１誘導電動機19によって駆動される揚重機のた
めのエネルギー貯蔵と取り出しの方法からなる。その段
階は次の段階からなる。荷23を巻下げるか制動する時に
は、第１誘導電動機19を発電機として作動し逆電力を起
こすように運転する。逆電力と揚重機の小負荷やアイド
リングの時の未使用電力とを合わせて余剰電力と定義す
る。この余剰電力は、第２誘導電動機37を駆動するのに
使われ、第２インバータ35によって制御される。フライ
ホイール41を第２誘導電動機37で回転し、この余剰電力
を貯える。第１誘導電動機19が平均消費電力を超えて電
力を消費する場合は、第２誘導電動機37はフライホイー
ル41によって回転させられ、第１誘導電動機19に電力を
供給する。

【００４１】本発明の方法は、フライホイール41の回転
速度に比例した回転速度信号を作ることと第１インバー
タ17の電力入力側における電圧を計測することを含んで
いる。この回転速度信号と計測電圧はプログラマブル・
ロジック・コントローラ43に伝達される。この計測電圧
は、第２誘導電動機37がフライホイール41を駆動する
か、又はフライホイール41によって駆動されるかを決定
するために、このコントローラ43の中で設定値Ｖ0 と比
較される。

【００４２】本発明の方法は、更に次の点をを含む。こ
のコントローラ43における比較の結果、この計測電圧が
設定値Ｖ0 よりも高い時には、第２インバータ35は直流
をフライホイール41の現在の回転速度＋α、即ち現在の
回転速度に所定量αを加えた値に相当する周波数の交流
に変換する。すると、フライホイール41は第２誘導電動
機37により加速され、エネルギーはフライホイールの回
転に貯蔵される。

【００４３】また、計測電圧が設定値Ｖ0 より低い時に
は、第２インバータ35はフライホイール41の現在の回転
速度−α、即ち現在の回転速度から所定量αを引いた値
に相当する周波数の交流に制御する。すると、フライホ
イール41は第２誘導電動機37によって減速され、そこで
第１誘導電動機に供給される逆電力が起こる。即ち電力
がフライホイール41の回転から取り返される。

【００４４】それ故、本発明のエネルギー貯蔵システム
は、非常に効率的で、ディーゼルエンジンと交流発電機
の容量、即ち電源から引き出す電力を低下させることが
できるので、エネルギーの有効利用及びエネルギーの節
約に貢献するものである。また、電源が不安定でふらつ
いている場合には、本発明のエネルギー貯蔵システムを
電力安定装置として使うことが出来る。

【００４５】以上の好ましい実施の形態における説明に
より、本発明の目的の全てと、本発明に基因する利点を
満足していることは明らかである。また、相当に詳細な
図示及び記述をしてきたが、本発明は、請求項によって
要求されるもの以外では、上記で説明したような詳細な
事項によって限定されるものではない。

【００４６】

【発明の効果】本発明の揚重機用のエネルギー貯蔵方法
によれば、インバータによって制御される誘導電動機と
連結したフライホイールにエネルギーを貯蔵する方法な
ので、軽負荷時や巻下げ時等の消費電力が小さい場合
に、逆電力と未使用電力を余剰電力としてフライホイー
ルに貯蔵し、荷の巻上げ時等の消費電力が大きい場合
に、フライホイールに貯蔵したエネルギーを供給するこ
とができる。

【００４７】従って、誘導電動機で駆動する揚重機の運
転に対して、全体の要求電力を減少できる上に、消費電
力を平均化することができ、更に、電源が不安定な場合
には、電力安定装置として使うことができる。

【００４８】そして、荷の降下時等に発生する逆電力
を、抵抗器や制動器等によって消費することなく、逆電
力を有効に利用でき、また、電力網に送返する必要がな
いので、逆電力のサージ成分や周波数のブレを問題とし
ない。そのため、非常に効率的で、エネルギーの有効利
用及び節約に大きく貢献することができる。また、本発
明の方法は、負荷変動が広範囲に渡るディーゼルエンジ
ン−発電機駆動の機械に特に有用であり、このディーゼ
ルエンジンと発電機の容量を低下できるので、これら装
置及び装置全体を小さくでき、コストダウンできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエネルギー貯蔵方法を採用した自
家発電型の揚重機の駆動装置の図である。

【図２】本発明に係るエネルギー貯蔵方法を採用した外
部電源型の揚重機の標準的の駆動装置の図である。

【図３】第２インバータが交流周波数を制御する際の周
波数αと図１と図２のＡ点における電圧との関係を示す
図である。

【図４】図３の操作の基本的な関係を図示したものであ
る。

【図５】揚重機の操作中の複雑な荷重変動に適合する、
図３のより実際的な関係を図示したものである。

【図６】既存技術の標準的な揚重機の基本消費電力の図
である。

【図７】本発明の方法を用いた揚重機の理想的な消費電
力を示す図である。

【図８】余剰電力と貯蔵される電力を示す図７の消費電
力を示す図である。

【図９】既存技術の自家発電型の揚重機の標準的な駆動
装置の図である。

【図１０】既存技術の外部電源型の揚重機の標準的の駆
動装置の図である。

【符号の説明】

11 ディーゼルエンジン（ＤＥ），13 交流発電機（Ａ
ＣＧ），15 ダイオード，16 ＤＣ（直流）コンバー
タ，17 第１インバータ，19 第１誘導電動機（Ｉ
Ｍ），21 ドラム，23 荷（Ｌ），25 抵抗器，27 地
域公共電力網，29 ケーブルリール，31 変圧器，35
第２インバータ，37第２誘導電動機（ＩＭ），39 パル
ス・ジェネレータ（ＰＧ），41フライホイール 43，プ
ログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１インバータで制御される第１誘導電
動機によって駆動される揚重機において、荷の巻下げ又
は制動の時に、前記第１誘導電動機を発電機として作動
して発生する逆電力と、該揚重機の小負荷又は停止状態
等で消費電力が少ない時の該消費電力を所定の入力電力
から差し引いた電力である未使用電力とを合わせた余剰
電力で、第２誘導電動機を駆動し、更に、第２インバー
タによって前記余剰電力を制御して、前記第２誘導電動
機によってフライホイールを回転させて前記余剰電力を
貯えると共に、前記第１誘導電動機が該第１誘導電動機
の平均消費電力を超えて電力を消費する時には、前記フ
ライホイールによって前記第２誘導電動機を回転して、
前記第１誘導電動機に電力を供給する揚重機用のエネル
ギー貯蔵方法。
【請求項２】前記フライホイールの回転速度に比例す
る回転速度信号を発生すると共に、前記第１インバータ
の電力の入力側の電圧を計測し、前記回転速度信号と前
記計測電圧をプログラマブル・ロジック・コントローラ
に伝達し、前記プログラマブル・ロジック・コントロー
ラにおいて前記計測電圧を設定値と比較して、前記第２
誘導電動機で前記フライホイールを駆動するか、前記フ
ライホイールによって駆動されるかを決定する請求項１
記載の揚重機用のエネルギー貯蔵方法。
【請求項３】前記計測電圧が前記設定値より高けれ
ば、前記第２インバータが直流を前記回転速度に所定量
を加えた値に相当する周波数の交流に変換し、前記フラ
イホイールを第２誘導電動機により加速し、エネルギー
を前記フライホイールの回転に貯え、前記計測電圧が前
記設定値より低ければ、前記第２インバータが前記回転
速度から所定量を引いた値に相当する周波数の交流に制
御し、前記フライホイールを前記第２誘導電動機によっ
て減速して、前記フライホイールの回転から電力を回収
して前記第１誘導電動機に供給される逆電力を起す制御
を前記プログラマブル・ロジック・コントローラで行な
う請求項２記載の揚重機用のエネルギー貯蔵方法。