昇降装置の駆動システム及びそれを備えた無動力昇降装置
【課題】回生エネルギの利用効率を向上することができる昇降装置の駆動システムを提供する。
【解決手段】一次電源３が供給される定電圧・定電流電源装置４、電源装置４の出力側に接続された逆流防止手段である逆流防止ダイオード５、逆流防止ダイオード５の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷９，１１が接続されるスイッチ７、逆流防止ダイオード５とスイッチ７の間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタ６、電源装置４を制御する蓄電装置制御部８を備え、一次電源３がオンになると、電源装置４から予め設定された定電流モードにて一定電流でキャパシタ６を充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、電源装置４から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えてキャパシタ６を充電し、電源装置４が定電圧モードに切り替わると、蓄電装置制御部８がスイッチ７をオンにする。
【解決手段】一次電源３が供給される定電圧・定電流電源装置４、電源装置４の出力側に接続された逆流防止手段である逆流防止ダイオード５、逆流防止ダイオード５の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷９，１１が接続されるスイッチ７、逆流防止ダイオード５とスイッチ７の間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタ６、電源装置４を制御する蓄電装置制御部８を備え、一次電源３がオンになると、電源装置４から予め設定された定電流モードにて一定電流でキャパシタ６を充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、電源装置４から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えてキャパシタ６を充電し、電源装置４が定電圧モードに切り替わると、蓄電装置制御部８がスイッチ７をオンにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降装置の駆動に適した駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昇降装置の駆動システムは、一般的に、商用交流電源、この交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部（整流回路）、コンバータ部により変換された直流電圧を平滑化する直流リアクトル及び直流コンデンサからなる平滑回路部、平滑回路部により平滑化された直流電圧を所要周波数の交流電圧に変換して電動機に供給するインバータ部、並びに、所定の速度指令及び電動機の回転速度に基づいてインバータ部を制御して速度指令に応じた周波数の交流電圧を出力させる駆動制御部からなる。
このような駆動システムを用いて昇降装置をインバータ制御する場合、昇降装置が下降する際等に電動機が発電機となって回生エネルギ（電力）がインバータ側に帰ってくる。
【０００３】
トランジスタインバータの場合、トランジスタに並列に接続された帰還ダイオードが電動機を電源とする整流器として働き、直流母線回路に接続された平滑コンデンサに電動機からの回生電力が流入してくることから、インバータ内部の直流母線回路電圧が引き上げられ、放置すれば回生失効等の問題を招くことになるため、インバータの内部素子を保護する目的で、回生過電圧検知が作動し、事前にアラーム停止するように設計されている。
ここで、決められたシーケンスに従って速度制御するためには、直流母線回路電圧を所定の定電圧に維持するように制御しなければならないため、回生エネルギの処理方法として、直流主回路に制動ユニットを設置し、直流母線回路電圧が一定値以上に上昇した場合に駆動制御部からの指令で制動ユニットのトランジスタをオンにしてこのトランジスタに直列に接続された抵抗器に回生エネルギを流し込み、熱として消費することで直流母線回路の電圧上昇を防止する方法が多用されている。
【０００４】
しかしながら、このような用法では、回生エネルギを全て熱として捨ててしまうことから、回生運転で得られる電力を有効に利用できないという問題があるため、回生エネルギを蓄電して再利用するシステムとして、電動機単体ごとに充放電回路とともに設置した電気二重層キャパシタに蓄電する方法があり（例えば、特許文献１参照。）、この方法では、回生電力を制動抵抗で消費させる一般的な昇降装置の駆動システムの構成に対して、新たに、直流母線回路に接続される充放電回路（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、その充放電回路の出力側に接続され、充電制御時に平滑コンデンサに貯蔵する電気二重層キャパシタ、平滑コンデンサに生ずる電圧を検出する電圧検出手段、及び、この検出電圧と予め設定された充電または放電動作の判断基準電圧を比較して充放電回路を制御する充放電制御部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の昇降装置の駆動システムの構成では、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電するため、充電時及び放電時ともに電圧変換ロスを伴う欠点がある。
その上、電動機単体ごとに回生蓄電したエネルギを各電動機の力行運転時に使い切ることができれば有効なものであるが、回生運転が主体の昇降装置では、蓄電装置の蓄電量が満杯となった時点で回生電力の行き場がなくなり、直流母線間電圧が予め設定された制動ユニットのトランジスタの起動電圧に到達し、この直流母線間電圧が設定電圧以上の間は抵抗器に放電して熱エネルギとして捨ててしまうことになる。
【０００７】
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、回生エネルギを有効活用することができる昇降装置の駆動システム及びそれを備えた無動力昇降装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る昇降装置の駆動システムは、前記課題解決のために、一次電源が供給される定電圧・定電流電源装置と、該定電圧・定電流電源装置の出力側に接続された逆流防止手段と、該逆流防止手段の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷が接続されるスイッチと、前記逆流防止手段と前記スイッチの間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタと、前記定電圧・定電流電源装置を制御する蓄電装置制御部とを備え、前記一次電源がオンになると、前記定電圧・定電流電源装置から予め設定された定電流モードにて一定電流で前記キャパシタを充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、前記定電圧・定電流電源装置から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えて前記キャパシタを充電し、前記定電圧・定電流電源装置が定電圧モードに切り替わると、前記蓄電装置制御部が前記スイッチをオンにすることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、キャパシタ電位が電源装置出力電圧よりも大きい場合には、電位の高いキャパシタ側の電力から消費されるとともに、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電しないことから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換ロスがないため、キャパシタに蓄電された回生電力を有効に活用することができる。
その上、定電圧・定電流電源装置による定電流モード及び定電圧モードを切り替えて行うキャパシタの充電により、電荷が貯まっていない状態でキャパシタに電圧を掛けた際に流れる非常に大きな突入電流を防止することができるため、電源装置の破損を防止することができる。
【００１０】
ここで、前記スイッチの負荷側に接続された、昇降装置の電動機駆動用インバータ部と、該インバータ部と同じ直流母線回路に接続された駆動制御部と、該駆動制御部に並列に接続された放熱抵抗及び前記駆動制御部によって制御される放熱抵抗用スイッチとを備え、前記蓄電装置制御部で前記キャパシタの蓄電量を監視しておき、前記駆動制御部で予測される前記昇降装置の電動機の動作並びに前記駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量が前記キャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、前記放熱抵抗用スイッチをオンにすると好ましい。
このような構成によれば、昇降装置で発生した回生エネルギを昇降装置の複数の電動機相互間及び駆動制御部等の負荷で相互利用することができるため、回生エネルギの利用効率を向上することができる。
その上、駆動制御部で予測される昇降装置の電動機の動作並びに駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量がキャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、放熱抵抗用スイッチをオンにして放熱抵抗により放熱するように構成しており、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗に電流を流すタイミングを制御しているため、熱エネルギにして捨てる量を抑制することができる。
【００１１】
また、前記駆動制御部が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、前記蓄電装置制御部に対して「過大回生予告信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・降圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで低下させると好ましい。
このような構成によれば、定電圧・定電流電源装置の降圧した定電圧出力値の電圧値までキャパシタの蓄電エネルギが優先的に負荷に供給されてキャパシタの蓄電量が減少することから回生電力の蓄電スペースを増大させることができ、特別な事態を想定して容量の大きなキャパシタを準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００１２】
さらに、前記キャパシタのアシストがないと前記定電圧・定電流電源装置の出力電流定格を超える場合に、前記駆動制御部が前記蓄電装置制御部に対して「アシスト要求信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・昇圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで上昇させると好ましい。
このような構成によれば、定電圧・定電流電源装置の昇圧した定電圧出力値の電圧値までキャパシタが充電されて蓄電量が増大してキャパシタによるアシスト電力量を増大させることができ、特別な事態を想定して出力電流定格の大きな定電圧・定電流電源装置を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００１３】
本発明に係る昇降装置の駆動システムを備えた無動力昇降装置は、前記昇降装置の駆動システムを用いて駆動される昇降装置であって、該昇降装置が、前記定電圧・定電流電源装置から前記キャパシタへの初回の充電によりそれ以降は前記定電圧・定電流電源装置への一次電源供給が不要になる回生運転が主体の昇降装置である。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る昇降装置の駆動システム及びそれを備えた無動力昇降装置によれば、キャパシタに効率的に充電した回生エネルギを有効活用することができること、昇降装置で発生した回生エネルギを昇降装置の複数の電動機相互間及び駆動制御部等の負荷で相互利用して回生エネルギの利用効率を向上することができること、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗に電流を流すタイミングを制御して熱エネルギにして捨てる量を抑制することができること等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無動力昇降装置の一例である荷降ろしリフタの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システムの構成を示すブロック図である。
【図３】蓄電装置の動作説明用ブロック図である。
【図４】駆動制御部の蓄電装置制御部への「過大回生予告信号」出力により、定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を低下させてキャパシタの回生電力蓄電スペースを増大させる動作の説明用ブロック図である。
【図５】駆動制御部の蓄電装置制御部への「アシスト要求信号」出力により、定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を上昇させてキャパシタのアシスト電力量を増大させる動作の説明用ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に概略構成図を示す荷下ろしリフタ１は、スライドフォークにより水平方向に進退することができる荷受け部を備えたケージＣを吊り下げた状態で昇降させることができ、高位置にあるワークＷを低位置に移載するものである。
一端にケージＣが取り付けられたローラーチェーン（ベルト等であってもよい。）Ｒが、高位置のスプロケットＰ１、低位置のスプロケットＰ２及び高位置のスプロケットＰ３に掛け渡され、ローラーチェーンＲの他端にはウェイトＢが取り付けられており、スプロケットＰ２には昇降用電動機Ｍ１が連結され、ケージＣのスライドフォークはスライドフォーク用電動機Ｍ２により駆動される。
このような構成の荷下ろしリフタ１は、高位置でケージＣにワークＷを積載して下降する動作は勿論、低位置でワークＷを受け渡して空荷でケージＣが上昇する動作の際にも回生運転となるように重量バランスが設定されている回生運転が主体の昇降装置であり、図２に示す本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システム２により駆動制御される。
【００１７】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システム２は、一次電源である例えば三相交流２００Ｖの商用交流電源３を定電圧・定電流電源装置４を介してインバータ部９へ供給しており、蓄電装置Ｓを構成する定電圧・定電流電源装置４の出力側に逆流防止手段として例えば逆流防止ダイオード５が接続され、回生エネルギ蓄電用のキャパシタであるリチウムイオンキャパシタ６とさらにその二次側（負荷側）のスイッチ７を経由して、昇降用電動機Ｍ１駆動用インバータ９Ａ及びスライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ並びにＤＣ／ＤＣコンバータ１０を介して駆動制御部１１等が接続され、図１に示す荷下ろしリフタ１で発生した回生エネルギを電動機Ｍ１，Ｍ２相互間及び駆動制御部１１等の負荷で相互利用可能なように接続することにより回生エネルギの有効利用が可能なシステムとなっている。
なお、回生エネルギ蓄電用のキャパシタはリチウムキャパシタ６に限定されるものではなく、このキャパシタには、リチウムイオンキャパシタ６の他、電気二重層キャパシタ及び急速充放電が可能な特性を持った２次電池も含まれる。
【００１８】
ここで、図２に示す昇降装置の駆動システム２における従来システムとの主な相違点は、インバータ部９に供給する直流電源を発生させる部分にあり、本発明の昇降装置の駆動システム２では、定電圧・定電流電源装置４を用いて直流電源を発生させている。
すなわち、出力側にダイオードを経由して接続されたリチウムイオンキャパシタ６は内部抵抗が非常に小さいことから、電荷が貯まっていない状態で電圧を掛けると非常に大きな突入電流が流れて電源装置を破損してしまう危険性があるため、定電圧・定電流電源装置４を用いており、最初に電圧を印加するときは予め設定された定電流モードにて一定電流でリチウムイオンキャパシタ６を充電して行き、予め設定された電圧値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）まで充電が進んだときには出力電圧を一定とする定電圧モードに切り替えるようにして突入電流が流れるのを防止している。
また、蓄電装置Ｓの蓄電装置制御部８は、定電圧・定電流電源装置４から出力される信号が「定電流」から「定電圧」に切り替わったことを判断してスイッチ７をオンにするように制御しており、これによりリチウムイオンキャパシタ６の初期充電中は駆動制御部１１が機能しないようにインターフェース１２を介してインターロックを取っている。
なお、直流母線の電流及び電圧は、電流計Ａ及び電圧計Ｖにより測定され、その信号が蓄電装置制御部８へ送られる。
【００１９】
図２に示す昇降装置の駆動システムにおいて、大きな回生エネルギを発生するものは昇降用電動機Ｍ１であり、昇降用電動機Ｍ１により発生した回生エネルギを消費するように、スライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ及び駆動制御部１１が昇降用電動機Ｍ１駆動用インバータ９Ａと同じ直流母線回路に接続されており、スライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ及び駆動制御部１１の負荷だけでは回生エネルギを完全に消費できない場合には、駆動制御部１１によって制御される放熱抵抗用スイッチ１３をオンにして駆動制御部１１に並列に接続された放熱抵抗１４に電流を流して熱エネルギとして消費させる。
ここで、放熱抵抗１４に電流を流すタイミングは、蓄電装置制御部８によりリチウムイオンキャパシタ６の電圧（蓄電量）を監視しておき、駆動制御部１１で予測される荷下ろしリフタ１の電動機Ｍ１及びＭ２の動作並びに駆動制御部１１の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量がリチウムイオンキャパシタ６の蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、放熱抵抗用スイッチ１３をオンにする。
このような構成によって、直流母線回路電圧が予め設定された電圧値を超えた場合に必然的に放電（放熱）するのではなく、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗１４に電流を流すタイミングを制御しているため、熱エネルギにして捨てる量を抑制することができる。
【００２０】
次に図３に示す電流の流れＩ1〜Ｉ4に関する蓄電装置Ｓの動作を説明する。
（１）電流の流れＩ1に関して
定電圧・定電流電源装置４の一次電源投入により、リチウムイオンキャパシタ６の定電流充電が開始され、その後、リチウムイオンキャパシタ６の電位が設定値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）に到達すると、定電圧・定電流電源装置４は定電圧出力に切り替わる。
定電流モードから定電圧モードへの切替りを検出すると、蓄電装置制御部８（図２参照。）でスイッチ７をオンにして負荷側へ電力を供給する。
その後、蓄電装置制御部８はインターフェース１２を介して駆動制御部１１（図２参照。）に対してインバータ運転可信号を出力する。
【００２１】
（２）電流の流れＩ2に関して
図４において、リチウムイオンキャパシタ６に回生電力が蓄電されていない状態においてはＶ１＝Ｖ２となっており、負荷側から回生電力が帰ってくると、リチウムイオンキャパシタ６に蓄電され、リチウムイオンキャパシタ６の電位は定電圧出力値（Ｖ１＝２８２Ｖ）を超えて上昇する。何らかの状況下で、駆動制御部１１（図２参照。）が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、蓄電装置制御部８に対して「過大回生予告信号」を出力し、蓄電装置制御部８からの指令「出力電圧・降圧指示」により定電圧・定電流電源装置４がその定電圧出力値Ｖ１を予め設定された電圧値まで例えば数％程度低下させる（例えば、Ｖ１を２８２Ｖから２７０Ｖに変更する）ように構成することができる。
このような構成により、降圧した定電圧出力値Ｖ１の電圧値（例えば、２７０Ｖ）までリチウムイオンキャパシタ６の蓄電エネルギが優先的に負荷に供給される（具体的には、電動機Ｍ１，Ｍ２及びインバータ部９並びに駆動制御部１１等の負荷に供給して消費し、それでも足りない場合は、図２の放熱抵抗用スイッチ１３をオンにして放熱抵抗１４に放電する）ことから、リチウムイオンキャパシタ６の蓄電量が減少するため、回生電力の蓄電スペースを増大させることができる。
よって、特別な事態を想定して容量の大きなリチウムイオンキャパシタ６を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００２２】
（３）電流の流れＩ3に関して
回生電力が蓄電された状態（リチウムイオンキャパシタ６の電位がＶ１＝２８２Ｖ以上の状態）で負荷側に電流が流れると、電位の高いリチウムイオンキャパシタ６側の電力から消費されるとともに、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電しないことから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換ロスがないため、リチウムイオンキャパシタ６に蓄電された回生電力が有効に活用される。
（４）電流の流れＩ4に関して
定電圧・定電流電源装置４が定電圧モードで動作中であってリチウムイオンキャパシタ６に蓄電された回生電力が（３）の動作により消費され、さらにキャパシタ電位Ｖｃ＜電源装置出力電圧Ｖｏとなっている状態においては、負荷側へ消費電流が流れた場合は定電圧・定電流電源装置４から電力が供給される。
さらに、負荷電流が定電圧・定電流電源装置４の電流制限値（例えば、２５Ａ）を超えて流れた場合を想定すると、定電圧・定電流電源装置４の出力電圧は低下（垂下特性）するので、Ｖｃ＞Ｖｏとなった時点でキャパシタ６側からアシスト電流が負荷側へ流れることになる。
この結果、キャパシタ電位Ｖｃは２８２Ｖよりさらに低下することになるため、何らかの原因で設計量を超えるアシスト電流（電力）がキャパシタ６から供給されて直流母線電圧Ｖｄｃが設定値（例えば、Ｖ３＝２６０Ｖ）を下回ると、蓄電装置制御部８がインターフェース１２を介して駆動制御部１１に対して過放電アラームを出力してインバータ運転可信号をオフにするため電動機Ｍ１，Ｍ２の運転が停止する。
【００２３】
ここで、図５において、リチウムイオンキャパシタ６に回生電力が蓄電されている状態においてはＶ１＜Ｖ２となっているが、何らかの原因で回生電力の蓄積がなくなり、Ｖ１＝Ｖ２となっていたとする。
このような状況下で、例えば、負荷に複数の電動機が接続され、これらが同時に起動する場合でリチウムイオンキャパシタ６のアシストがないと定電圧・定電流電源装置４の出力電流定格を超えるような場合、駆動制御部１１（図２参照。）から蓄電装置制御部８に対して「アシスト要求信号」を出力し、蓄電装置制御部８からの指令「出力電圧・昇圧指示」により定電圧・定電流電源装置４がその定電圧出力値Ｖ１を予め設定された電圧値まで例えば数％程度上昇させる（例えば、Ｖ１を２８２Ｖから２９０Ｖに変更する）ように構成することができる。
このような構成により、昇圧した定電圧出力値Ｖ１の電圧値（例えば、２９０Ｖ）までリチウムイオンキャパシタ６が充電されて蓄電量が増大するため、リチウムイオンキャパシタ６によるアシスト電力量を増大させることができる。
よって、特別な事態を想定して出力電流定格の大きな定電圧・定電流電源装置４を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００２４】
（５）電流の流れＩ1に関して（再充電）
（４）の動作において、リチウムイオンキャパシタ６がアシストしながら荷下ろしリフタ１の動作が終了すると、キャパシタ電位Ｖｃは定電圧出力値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）より低下している。また、荷下ろしリフタ１の動作が止まれば負荷電流は電源装置の電流制限値（例えば、２５Ａ）未満に低下するので、定電圧・定電流電源装置４の出力電圧Ｖｏは設定値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）まで回復する。その結果、Ｖｏ＞Ｖｃとなるので、ここで再度リチウムイオンキャパシタ６への充電が行われる。
【００２５】
図１に示す高位置にあるワークＷを低位置に移載する荷下ろしリフタ１は、上述のとおり回生運転が主体の昇降装置であり、図２に示す昇降装置の駆動システム２により駆動制御され、昇降用電動機Ｍ１により発生した回生エネルギをスライドフォーク用電動機Ｍ２及び駆動制御部１１で消費しても回生エネルギが残存し、これらの負荷だけでは回生エネルギを完全に消費できない場合には放熱抵抗１４により回生エネルギが消費される。
すなわち、定電圧・定電流電源装置４によりリチウムイオンキャパシタ６を最初に１回充電しておくことにより、定電圧・定電流電源装置４に対する一次側からの電源供給がなくても、荷下ろしリフタ１の動作により発生する回生エネルギの再利用により、この装置を連続して運転することができる無動力（無電源）昇降装置が構成される。
【００２６】
以上の説明においては、昇降装置の駆動システム２により無動力昇降装置である荷下ろしリフタ１を駆動制御する場合を説明したが、昇降装置の駆動システム２が適用される昇降装置は無動力昇降装置に限定されるものではなく、定電圧・定電流電源装置４からリチウムイオンキャパシタ６への初回充電後にも定電圧・定電流電源装置４に対する一次側からの電源供給が必要な昇降装置も含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ 電流計
Ｂ ウェイト
Ｃ ケージ
Ｍ１ 昇降用電動機
Ｍ２ スライドフォーク用電動機
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ スプロケット
Ｓ 蓄電装置
Ｖ 電圧計
Ｒ ローラーチェーン
Ｗ ワーク
１ 荷下ろしリフタ（無動力昇降装置）
２ 昇降装置の駆動システム
３ 商用交流電源
４ 定電圧・定電流電源装置
５ 逆流防止ダイオード（逆流防止手段）
６ リチウムイオンキャパシタ（キャパシタ）
７ スイッチ
８ 蓄電装置制御部
９ インバータ部
９Ａ，９Ｂ インバータ
１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ 駆動制御部
１２ インターフェース
１３ 放熱抵抗用スイッチ
１４ 放熱抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降装置の駆動に適した駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昇降装置の駆動システムは、一般的に、商用交流電源、この交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部（整流回路）、コンバータ部により変換された直流電圧を平滑化する直流リアクトル及び直流コンデンサからなる平滑回路部、平滑回路部により平滑化された直流電圧を所要周波数の交流電圧に変換して電動機に供給するインバータ部、並びに、所定の速度指令及び電動機の回転速度に基づいてインバータ部を制御して速度指令に応じた周波数の交流電圧を出力させる駆動制御部からなる。
このような駆動システムを用いて昇降装置をインバータ制御する場合、昇降装置が下降する際等に電動機が発電機となって回生エネルギ（電力）がインバータ側に帰ってくる。
【０００３】
トランジスタインバータの場合、トランジスタに並列に接続された帰還ダイオードが電動機を電源とする整流器として働き、直流母線回路に接続された平滑コンデンサに電動機からの回生電力が流入してくることから、インバータ内部の直流母線回路電圧が引き上げられ、放置すれば回生失効等の問題を招くことになるため、インバータの内部素子を保護する目的で、回生過電圧検知が作動し、事前にアラーム停止するように設計されている。
ここで、決められたシーケンスに従って速度制御するためには、直流母線回路電圧を所定の定電圧に維持するように制御しなければならないため、回生エネルギの処理方法として、直流主回路に制動ユニットを設置し、直流母線回路電圧が一定値以上に上昇した場合に駆動制御部からの指令で制動ユニットのトランジスタをオンにしてこのトランジスタに直列に接続された抵抗器に回生エネルギを流し込み、熱として消費することで直流母線回路の電圧上昇を防止する方法が多用されている。
【０００４】
しかしながら、このような用法では、回生エネルギを全て熱として捨ててしまうことから、回生運転で得られる電力を有効に利用できないという問題があるため、回生エネルギを蓄電して再利用するシステムとして、電動機単体ごとに充放電回路とともに設置した電気二重層キャパシタに蓄電する方法があり（例えば、特許文献１参照。）、この方法では、回生電力を制動抵抗で消費させる一般的な昇降装置の駆動システムの構成に対して、新たに、直流母線回路に接続される充放電回路（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、その充放電回路の出力側に接続され、充電制御時に平滑コンデンサに貯蔵する電気二重層キャパシタ、平滑コンデンサに生ずる電圧を検出する電圧検出手段、及び、この検出電圧と予め設定された充電または放電動作の判断基準電圧を比較して充放電回路を制御する充放電制御部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の昇降装置の駆動システムの構成では、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電するため、充電時及び放電時ともに電圧変換ロスを伴う欠点がある。
その上、電動機単体ごとに回生蓄電したエネルギを各電動機の力行運転時に使い切ることができれば有効なものであるが、回生運転が主体の昇降装置では、蓄電装置の蓄電量が満杯となった時点で回生電力の行き場がなくなり、直流母線間電圧が予め設定された制動ユニットのトランジスタの起動電圧に到達し、この直流母線間電圧が設定電圧以上の間は抵抗器に放電して熱エネルギとして捨ててしまうことになる。
【０００７】
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、回生エネルギを有効活用することができる昇降装置の駆動システム及びそれを備えた無動力昇降装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る昇降装置の駆動システムは、前記課題解決のために、一次電源が供給される定電圧・定電流電源装置と、該定電圧・定電流電源装置の出力側に接続された逆流防止手段と、該逆流防止手段の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷が接続されるスイッチと、前記逆流防止手段と前記スイッチの間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタと、前記定電圧・定電流電源装置を制御する蓄電装置制御部とを備え、前記一次電源がオンになると、前記定電圧・定電流電源装置から予め設定された定電流モードにて一定電流で前記キャパシタを充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、前記定電圧・定電流電源装置から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えて前記キャパシタを充電し、前記定電圧・定電流電源装置が定電圧モードに切り替わると、前記蓄電装置制御部が前記スイッチをオンにすることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、キャパシタ電位が電源装置出力電圧よりも大きい場合には、電位の高いキャパシタ側の電力から消費されるとともに、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電しないことから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換ロスがないため、キャパシタに蓄電された回生電力を有効に活用することができる。
その上、定電圧・定電流電源装置による定電流モード及び定電圧モードを切り替えて行うキャパシタの充電により、電荷が貯まっていない状態でキャパシタに電圧を掛けた際に流れる非常に大きな突入電流を防止することができるため、電源装置の破損を防止することができる。
【００１０】
ここで、前記スイッチの負荷側に接続された、昇降装置の電動機駆動用インバータ部と、該インバータ部と同じ直流母線回路に接続された駆動制御部と、該駆動制御部に並列に接続された放熱抵抗及び前記駆動制御部によって制御される放熱抵抗用スイッチとを備え、前記蓄電装置制御部で前記キャパシタの蓄電量を監視しておき、前記駆動制御部で予測される前記昇降装置の電動機の動作並びに前記駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量が前記キャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、前記放熱抵抗用スイッチをオンにすると好ましい。
このような構成によれば、昇降装置で発生した回生エネルギを昇降装置の複数の電動機相互間及び駆動制御部等の負荷で相互利用することができるため、回生エネルギの利用効率を向上することができる。
その上、駆動制御部で予測される昇降装置の電動機の動作並びに駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量がキャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、放熱抵抗用スイッチをオンにして放熱抵抗により放熱するように構成しており、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗に電流を流すタイミングを制御しているため、熱エネルギにして捨てる量を抑制することができる。
【００１１】
また、前記駆動制御部が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、前記蓄電装置制御部に対して「過大回生予告信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・降圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで低下させると好ましい。
このような構成によれば、定電圧・定電流電源装置の降圧した定電圧出力値の電圧値までキャパシタの蓄電エネルギが優先的に負荷に供給されてキャパシタの蓄電量が減少することから回生電力の蓄電スペースを増大させることができ、特別な事態を想定して容量の大きなキャパシタを準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００１２】
さらに、前記キャパシタのアシストがないと前記定電圧・定電流電源装置の出力電流定格を超える場合に、前記駆動制御部が前記蓄電装置制御部に対して「アシスト要求信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・昇圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで上昇させると好ましい。
このような構成によれば、定電圧・定電流電源装置の昇圧した定電圧出力値の電圧値までキャパシタが充電されて蓄電量が増大してキャパシタによるアシスト電力量を増大させることができ、特別な事態を想定して出力電流定格の大きな定電圧・定電流電源装置を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００１３】
本発明に係る昇降装置の駆動システムを備えた無動力昇降装置は、前記昇降装置の駆動システムを用いて駆動される昇降装置であって、該昇降装置が、前記定電圧・定電流電源装置から前記キャパシタへの初回の充電によりそれ以降は前記定電圧・定電流電源装置への一次電源供給が不要になる回生運転が主体の昇降装置である。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る昇降装置の駆動システム及びそれを備えた無動力昇降装置によれば、キャパシタに効率的に充電した回生エネルギを有効活用することができること、昇降装置で発生した回生エネルギを昇降装置の複数の電動機相互間及び駆動制御部等の負荷で相互利用して回生エネルギの利用効率を向上することができること、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗に電流を流すタイミングを制御して熱エネルギにして捨てる量を抑制することができること等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無動力昇降装置の一例である荷降ろしリフタの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システムの構成を示すブロック図である。
【図３】蓄電装置の動作説明用ブロック図である。
【図４】駆動制御部の蓄電装置制御部への「過大回生予告信号」出力により、定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を低下させてキャパシタの回生電力蓄電スペースを増大させる動作の説明用ブロック図である。
【図５】駆動制御部の蓄電装置制御部への「アシスト要求信号」出力により、定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を上昇させてキャパシタのアシスト電力量を増大させる動作の説明用ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に概略構成図を示す荷下ろしリフタ１は、スライドフォークにより水平方向に進退することができる荷受け部を備えたケージＣを吊り下げた状態で昇降させることができ、高位置にあるワークＷを低位置に移載するものである。
一端にケージＣが取り付けられたローラーチェーン（ベルト等であってもよい。）Ｒが、高位置のスプロケットＰ１、低位置のスプロケットＰ２及び高位置のスプロケットＰ３に掛け渡され、ローラーチェーンＲの他端にはウェイトＢが取り付けられており、スプロケットＰ２には昇降用電動機Ｍ１が連結され、ケージＣのスライドフォークはスライドフォーク用電動機Ｍ２により駆動される。
このような構成の荷下ろしリフタ１は、高位置でケージＣにワークＷを積載して下降する動作は勿論、低位置でワークＷを受け渡して空荷でケージＣが上昇する動作の際にも回生運転となるように重量バランスが設定されている回生運転が主体の昇降装置であり、図２に示す本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システム２により駆動制御される。
【００１７】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る昇降装置の駆動システム２は、一次電源である例えば三相交流２００Ｖの商用交流電源３を定電圧・定電流電源装置４を介してインバータ部９へ供給しており、蓄電装置Ｓを構成する定電圧・定電流電源装置４の出力側に逆流防止手段として例えば逆流防止ダイオード５が接続され、回生エネルギ蓄電用のキャパシタであるリチウムイオンキャパシタ６とさらにその二次側（負荷側）のスイッチ７を経由して、昇降用電動機Ｍ１駆動用インバータ９Ａ及びスライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ並びにＤＣ／ＤＣコンバータ１０を介して駆動制御部１１等が接続され、図１に示す荷下ろしリフタ１で発生した回生エネルギを電動機Ｍ１，Ｍ２相互間及び駆動制御部１１等の負荷で相互利用可能なように接続することにより回生エネルギの有効利用が可能なシステムとなっている。
なお、回生エネルギ蓄電用のキャパシタはリチウムキャパシタ６に限定されるものではなく、このキャパシタには、リチウムイオンキャパシタ６の他、電気二重層キャパシタ及び急速充放電が可能な特性を持った２次電池も含まれる。
【００１８】
ここで、図２に示す昇降装置の駆動システム２における従来システムとの主な相違点は、インバータ部９に供給する直流電源を発生させる部分にあり、本発明の昇降装置の駆動システム２では、定電圧・定電流電源装置４を用いて直流電源を発生させている。
すなわち、出力側にダイオードを経由して接続されたリチウムイオンキャパシタ６は内部抵抗が非常に小さいことから、電荷が貯まっていない状態で電圧を掛けると非常に大きな突入電流が流れて電源装置を破損してしまう危険性があるため、定電圧・定電流電源装置４を用いており、最初に電圧を印加するときは予め設定された定電流モードにて一定電流でリチウムイオンキャパシタ６を充電して行き、予め設定された電圧値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）まで充電が進んだときには出力電圧を一定とする定電圧モードに切り替えるようにして突入電流が流れるのを防止している。
また、蓄電装置Ｓの蓄電装置制御部８は、定電圧・定電流電源装置４から出力される信号が「定電流」から「定電圧」に切り替わったことを判断してスイッチ７をオンにするように制御しており、これによりリチウムイオンキャパシタ６の初期充電中は駆動制御部１１が機能しないようにインターフェース１２を介してインターロックを取っている。
なお、直流母線の電流及び電圧は、電流計Ａ及び電圧計Ｖにより測定され、その信号が蓄電装置制御部８へ送られる。
【００１９】
図２に示す昇降装置の駆動システムにおいて、大きな回生エネルギを発生するものは昇降用電動機Ｍ１であり、昇降用電動機Ｍ１により発生した回生エネルギを消費するように、スライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ及び駆動制御部１１が昇降用電動機Ｍ１駆動用インバータ９Ａと同じ直流母線回路に接続されており、スライドフォーク用電動機Ｍ２駆動用インバータ９Ｂ及び駆動制御部１１の負荷だけでは回生エネルギを完全に消費できない場合には、駆動制御部１１によって制御される放熱抵抗用スイッチ１３をオンにして駆動制御部１１に並列に接続された放熱抵抗１４に電流を流して熱エネルギとして消費させる。
ここで、放熱抵抗１４に電流を流すタイミングは、蓄電装置制御部８によりリチウムイオンキャパシタ６の電圧（蓄電量）を監視しておき、駆動制御部１１で予測される荷下ろしリフタ１の電動機Ｍ１及びＭ２の動作並びに駆動制御部１１の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量がリチウムイオンキャパシタ６の蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、放熱抵抗用スイッチ１３をオンにする。
このような構成によって、直流母線回路電圧が予め設定された電圧値を超えた場合に必然的に放電（放熱）するのではなく、負荷となる装置の動作を予測して放熱抵抗１４に電流を流すタイミングを制御しているため、熱エネルギにして捨てる量を抑制することができる。
【００２０】
次に図３に示す電流の流れＩ1〜Ｉ4に関する蓄電装置Ｓの動作を説明する。
（１）電流の流れＩ1に関して
定電圧・定電流電源装置４の一次電源投入により、リチウムイオンキャパシタ６の定電流充電が開始され、その後、リチウムイオンキャパシタ６の電位が設定値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）に到達すると、定電圧・定電流電源装置４は定電圧出力に切り替わる。
定電流モードから定電圧モードへの切替りを検出すると、蓄電装置制御部８（図２参照。）でスイッチ７をオンにして負荷側へ電力を供給する。
その後、蓄電装置制御部８はインターフェース１２を介して駆動制御部１１（図２参照。）に対してインバータ運転可信号を出力する。
【００２１】
（２）電流の流れＩ2に関して
図４において、リチウムイオンキャパシタ６に回生電力が蓄電されていない状態においてはＶ１＝Ｖ２となっており、負荷側から回生電力が帰ってくると、リチウムイオンキャパシタ６に蓄電され、リチウムイオンキャパシタ６の電位は定電圧出力値（Ｖ１＝２８２Ｖ）を超えて上昇する。何らかの状況下で、駆動制御部１１（図２参照。）が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、蓄電装置制御部８に対して「過大回生予告信号」を出力し、蓄電装置制御部８からの指令「出力電圧・降圧指示」により定電圧・定電流電源装置４がその定電圧出力値Ｖ１を予め設定された電圧値まで例えば数％程度低下させる（例えば、Ｖ１を２８２Ｖから２７０Ｖに変更する）ように構成することができる。
このような構成により、降圧した定電圧出力値Ｖ１の電圧値（例えば、２７０Ｖ）までリチウムイオンキャパシタ６の蓄電エネルギが優先的に負荷に供給される（具体的には、電動機Ｍ１，Ｍ２及びインバータ部９並びに駆動制御部１１等の負荷に供給して消費し、それでも足りない場合は、図２の放熱抵抗用スイッチ１３をオンにして放熱抵抗１４に放電する）ことから、リチウムイオンキャパシタ６の蓄電量が減少するため、回生電力の蓄電スペースを増大させることができる。
よって、特別な事態を想定して容量の大きなリチウムイオンキャパシタ６を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００２２】
（３）電流の流れＩ3に関して
回生電力が蓄電された状態（リチウムイオンキャパシタ６の電位がＶ１＝２８２Ｖ以上の状態）で負荷側に電流が流れると、電位の高いリチウムイオンキャパシタ６側の電力から消費されるとともに、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電しないことから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換ロスがないため、リチウムイオンキャパシタ６に蓄電された回生電力が有効に活用される。
（４）電流の流れＩ4に関して
定電圧・定電流電源装置４が定電圧モードで動作中であってリチウムイオンキャパシタ６に蓄電された回生電力が（３）の動作により消費され、さらにキャパシタ電位Ｖｃ＜電源装置出力電圧Ｖｏとなっている状態においては、負荷側へ消費電流が流れた場合は定電圧・定電流電源装置４から電力が供給される。
さらに、負荷電流が定電圧・定電流電源装置４の電流制限値（例えば、２５Ａ）を超えて流れた場合を想定すると、定電圧・定電流電源装置４の出力電圧は低下（垂下特性）するので、Ｖｃ＞Ｖｏとなった時点でキャパシタ６側からアシスト電流が負荷側へ流れることになる。
この結果、キャパシタ電位Ｖｃは２８２Ｖよりさらに低下することになるため、何らかの原因で設計量を超えるアシスト電流（電力）がキャパシタ６から供給されて直流母線電圧Ｖｄｃが設定値（例えば、Ｖ３＝２６０Ｖ）を下回ると、蓄電装置制御部８がインターフェース１２を介して駆動制御部１１に対して過放電アラームを出力してインバータ運転可信号をオフにするため電動機Ｍ１，Ｍ２の運転が停止する。
【００２３】
ここで、図５において、リチウムイオンキャパシタ６に回生電力が蓄電されている状態においてはＶ１＜Ｖ２となっているが、何らかの原因で回生電力の蓄積がなくなり、Ｖ１＝Ｖ２となっていたとする。
このような状況下で、例えば、負荷に複数の電動機が接続され、これらが同時に起動する場合でリチウムイオンキャパシタ６のアシストがないと定電圧・定電流電源装置４の出力電流定格を超えるような場合、駆動制御部１１（図２参照。）から蓄電装置制御部８に対して「アシスト要求信号」を出力し、蓄電装置制御部８からの指令「出力電圧・昇圧指示」により定電圧・定電流電源装置４がその定電圧出力値Ｖ１を予め設定された電圧値まで例えば数％程度上昇させる（例えば、Ｖ１を２８２Ｖから２９０Ｖに変更する）ように構成することができる。
このような構成により、昇圧した定電圧出力値Ｖ１の電圧値（例えば、２９０Ｖ）までリチウムイオンキャパシタ６が充電されて蓄電量が増大するため、リチウムイオンキャパシタ６によるアシスト電力量を増大させることができる。
よって、特別な事態を想定して出力電流定格の大きな定電圧・定電流電源装置４を準備する必要がなくなるため製造コストを低減することができる。
【００２４】
（５）電流の流れＩ1に関して（再充電）
（４）の動作において、リチウムイオンキャパシタ６がアシストしながら荷下ろしリフタ１の動作が終了すると、キャパシタ電位Ｖｃは定電圧出力値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）より低下している。また、荷下ろしリフタ１の動作が止まれば負荷電流は電源装置の電流制限値（例えば、２５Ａ）未満に低下するので、定電圧・定電流電源装置４の出力電圧Ｖｏは設定値（例えば、Ｖ１＝２８２Ｖ）まで回復する。その結果、Ｖｏ＞Ｖｃとなるので、ここで再度リチウムイオンキャパシタ６への充電が行われる。
【００２５】
図１に示す高位置にあるワークＷを低位置に移載する荷下ろしリフタ１は、上述のとおり回生運転が主体の昇降装置であり、図２に示す昇降装置の駆動システム２により駆動制御され、昇降用電動機Ｍ１により発生した回生エネルギをスライドフォーク用電動機Ｍ２及び駆動制御部１１で消費しても回生エネルギが残存し、これらの負荷だけでは回生エネルギを完全に消費できない場合には放熱抵抗１４により回生エネルギが消費される。
すなわち、定電圧・定電流電源装置４によりリチウムイオンキャパシタ６を最初に１回充電しておくことにより、定電圧・定電流電源装置４に対する一次側からの電源供給がなくても、荷下ろしリフタ１の動作により発生する回生エネルギの再利用により、この装置を連続して運転することができる無動力（無電源）昇降装置が構成される。
【００２６】
以上の説明においては、昇降装置の駆動システム２により無動力昇降装置である荷下ろしリフタ１を駆動制御する場合を説明したが、昇降装置の駆動システム２が適用される昇降装置は無動力昇降装置に限定されるものではなく、定電圧・定電流電源装置４からリチウムイオンキャパシタ６への初回充電後にも定電圧・定電流電源装置４に対する一次側からの電源供給が必要な昇降装置も含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ 電流計
Ｂ ウェイト
Ｃ ケージ
Ｍ１ 昇降用電動機
Ｍ２ スライドフォーク用電動機
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ スプロケット
Ｓ 蓄電装置
Ｖ 電圧計
Ｒ ローラーチェーン
Ｗ ワーク
１ 荷下ろしリフタ（無動力昇降装置）
２ 昇降装置の駆動システム
３ 商用交流電源
４ 定電圧・定電流電源装置
５ 逆流防止ダイオード（逆流防止手段）
６ リチウムイオンキャパシタ（キャパシタ）
７ スイッチ
８ 蓄電装置制御部
９ インバータ部
９Ａ，９Ｂ インバータ
１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ 駆動制御部
１２ インターフェース
１３ 放熱抵抗用スイッチ
１４ 放熱抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次電源が供給される定電圧・定電流電源装置と、
該定電圧・定電流電源装置の出力側に接続された逆流防止手段と、
該逆流防止手段の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷が接続されるスイッチと、
前記逆流防止手段と前記スイッチの間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタと、
前記定電圧・定電流電源装置を制御する蓄電装置制御部とを備え、
前記一次電源がオンになると、前記定電圧・定電流電源装置から予め設定された定電流モードにて一定電流で前記キャパシタを充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、前記定電圧・定電流電源装置から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えて前記キャパシタを充電し、前記定電圧・定電流電源装置が定電圧モードに切り替わると、前記蓄電装置制御部が前記スイッチをオンにすることを特徴とする昇降装置の駆動システム。
【請求項２】
前記スイッチの負荷側に接続された、昇降装置の電動機駆動用インバータ部と、
該インバータ部と同じ直流母線回路に接続された駆動制御部と、
該駆動制御部に並列に接続された放熱抵抗及び前記駆動制御部によって制御される放熱抵抗用スイッチとを備え、
前記蓄電装置制御部で前記キャパシタの蓄電量を監視しておき、前記駆動制御部で予測される前記昇降装置の電動機の動作並びに前記駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量が前記キャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、前記放熱抵抗用スイッチをオンにする請求項１記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項３】
前記駆動制御部が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、前記蓄電装置制御部に対して「過大回生予告信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・降圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで低下させる請求項２記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項４】
前記キャパシタのアシストがないと前記定電圧・定電流電源装置の出力電流定格を超える場合に、前記駆動制御部が前記蓄電装置制御部に対して「アシスト要求信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・昇圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで上昇させる請求項２又は３記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項の昇降装置の駆動システムを用いて駆動される昇降装置であって、
該昇降装置が、前記定電圧・定電流電源装置から前記キャパシタへの初回の充電によりそれ以降は前記定電圧・定電流電源装置への一次電源供給が不要になる回生運転が主体の昇降装置である、昇降装置の駆動システムを備えた無動力昇降装置。
【請求項１】
一次電源が供給される定電圧・定電流電源装置と、
該定電圧・定電流電源装置の出力側に接続された逆流防止手段と、
該逆流防止手段の二次側に接続され、その二次側に昇降装置の負荷が接続されるスイッチと、
前記逆流防止手段と前記スイッチの間に接続された回生エネルギ蓄電用のキャパシタと、
前記定電圧・定電流電源装置を制御する蓄電装置制御部とを備え、
前記一次電源がオンになると、前記定電圧・定電流電源装置から予め設定された定電流モードにて一定電流で前記キャパシタを充電し、予め設定された電圧値まで充電が進むと、前記定電圧・定電流電源装置から出力電圧が一定の定電圧モードに切り替えて前記キャパシタを充電し、前記定電圧・定電流電源装置が定電圧モードに切り替わると、前記蓄電装置制御部が前記スイッチをオンにすることを特徴とする昇降装置の駆動システム。
【請求項２】
前記スイッチの負荷側に接続された、昇降装置の電動機駆動用インバータ部と、
該インバータ部と同じ直流母線回路に接続された駆動制御部と、
該駆動制御部に並列に接続された放熱抵抗及び前記駆動制御部によって制御される放熱抵抗用スイッチとを備え、
前記蓄電装置制御部で前記キャパシタの蓄電量を監視しておき、前記駆動制御部で予測される前記昇降装置の電動機の動作並びに前記駆動制御部の消費分で回生エネルギを消費しきれない場合に、予測される回生エネルギ量が前記キャパシタの蓄電可能容量を超えると判断した場合のみ、前記放熱抵抗用スイッチをオンにする請求項１記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項３】
前記駆動制御部が通常の蓄電可能量を超えて回生エネルギが発生すると判断した場合に、前記蓄電装置制御部に対して「過大回生予告信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・降圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで低下させる請求項２記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項４】
前記キャパシタのアシストがないと前記定電圧・定電流電源装置の出力電流定格を超える場合に、前記駆動制御部が前記蓄電装置制御部に対して「アシスト要求信号」を出力し、この信号を受けた前記蓄電装置制御部からの「出力電圧・昇圧指示」により前記定電圧・定電流電源装置がその定電圧出力値を予め設定された電圧値まで上昇させる請求項２又は３記載の昇降装置の駆動システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項の昇降装置の駆動システムを用いて駆動される昇降装置であって、
該昇降装置が、前記定電圧・定電流電源装置から前記キャパシタへの初回の充電によりそれ以降は前記定電圧・定電流電源装置への一次電源供給が不要になる回生運転が主体の昇降装置である、昇降装置の駆動システムを備えた無動力昇降装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９７１５７（Ｐ２０１２−１９７１５７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３７０２（Ｐ２０１１−６３７０２）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００２１１６９５）中西金属工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００２１１６９５）中西金属工業株式会社 (222)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]