(57)【要約】【課題】巻下時の回生電力を十分に活用することのできるクレーン装置用回生電力供給装置を提供すること。【解決手段】クレーン装置用回生電力供給装置は、直流母線から分岐して接続される直流電圧変換器２７と、直流電圧変換器２７に接続されるキャパシタと、回生電力供給回路を制御する制御手段３７とを備え、制御手段３７は、直流母線の電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定する直流母線判定部３８と、キャパシタの電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定するキャパシタ電圧判定部３９と、直流母線の電圧が所定の閾電圧以上となったら、直流電圧変換器２７の変換器降圧部２７Ｂに指示を与え、キャパシタの電圧が所定の閾電圧以上となったら、変換器昇圧部２７Ａに指示を与える電力供給指示部４３とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上下用電動機と、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、変換された直流電力を駆動用交流電力に変換し、前記巻上下用電動機に供給するインバータとを備えたクレーン装置に用いられるクレーン装置用回生電力供給装置であって、
前記整流器及び前記インバータ間の直流母線から分岐して接続される直流電圧変換器と、
前記直流電圧変換器に接続されるキャパシタと、
前記直流電圧変換器及び前記キャパシタを含む回生電力供給回路を制御する制御手段とを備え、
前記直流電圧変換器は、
前記巻上下用電動機で発生した電力を、前記キャパシタへ蓄電するために、前記直流母線の電圧よりも低い電圧に降圧させる変換器降圧部と、
前記キャパシタから出力される電力の電圧を、前記商用交流電源から供給される電圧よりも高い電圧に昇圧させる変換器昇圧部とを備え、
前記制御手段は、
前記直流母線の電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定する直流母線判定部と、
前記キャパシタの電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定するキャパシタ電圧判定部と、
前記直流電圧変換器に対して、電力供給指示を与える電力供給指示部とを備え、
前記電力供給指示部は、
前記直流母線判定部により、前記直流母線が所定の閾電圧以上となったと判定されたら、前記変換器降圧部を作動させる指示を行い、
前記キャパシタ電圧判定部により、前記キャパシタが所定の閾電圧以上となったと判定されたら、前記変換器昇圧部を作動させる指示を行うことを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記クレーン装置は、荷役の巻下時に前記巻上下用電動機に生じる回生電力を熱エネルギーに変換して放熱する回生抵抗器を備え、
前記直流母線判定部は、前記回生抵抗器の作動電圧よりも低い電圧を閾電圧として設定することを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記回生電力供給回路は、コンタクタを備え、
前記制御手段は、
前記直流母線判定部により前記直流母線の電圧が異常であると判定されたら、前記回生電力供給回路を断路する指示を、前記コンタクタに与える回生電力供給回路断路指示部を備えていることを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記クレーン装置は、前記商用交流電源からの電力供給のオンオフを切り換えるスイッチと、前記直流母線が過負荷となったら前記直流母線を断路するブレーカとを備え、
前記制御手段は、
前記スイッチ及び前記ブレーカの状態を監視する電源監視部を備え、
前記回生電力供給回路断路指示部は、前記電源監視部が前記スイッチ及び前記ブレーカのいずれかにより、前記直流母線の電力供給が遮断したと判定されたら、前記回生電力供給回路を断路することを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記制御手段は、前記キャパシタ電圧判定部で判定された前記キャパシタの蓄電圧が前記所定の閾電圧よりも著しく低いか否かを判定する低電圧判定部を備え、
前記低電圧判定部により著しく低いと判定されたら、前記電力供給指示部は、キャパシタに前記商用交流電源から電力を供給させる指示を行うことを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記キャパシタの蓄電圧に応じて点消灯する表示灯を備え、
前記制御手段は、
前記キャパシタ電圧判定部で判定された前記キャパシタの蓄電圧に応じて、前記表示灯の点消灯指示を行う表示灯指示部を備えていることを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のクレーン装置用回生電力供給装置において、
前記制御手段は、
前記回生電力供給回路に異常が生じたと判定されたら、前記直流電圧変換器の動作を停止させる直流電圧変換器停止指示部とを備えていることを特徴とするクレーン装置用回生電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン装置用回生電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、巻上下用電動機と、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、変換された直流電力を駆動用交流電力に変換して、巻上下用電動機に供給するインバータとを備えたクレーン装置が知られている。
このようなクレーン装置においては、荷役の巻下時に電動機が発生する電力は、回生抵抗器で熱エネルギーに変換して捨てており、エネルギー損失が大きいという問題がある。
【０００３】
このため、従来、エンジン発電機の燃費を改善する目的として、整流器からインバータに至る直流母線に、直流電圧変換器とバッテリーや、蓄電用キャパシタを設けた技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
また、特許文献３には、ホイスト式クレーン装置において、荷役巻下時の回生電力をキャパシタに蓄電し、蓄電された電力を走行用モータや、横行用モータの動力源として供給する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２１４９号公報
【特許文献２】特許第３９６０５５５号公報
【特許文献３】特開２０１２―２５４８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、巻上動作時、エンジン発電機によって発電された電力を主電力とし、キャパシタに蓄電された電力はあくまでも補助的に用いる技術であり、キャパシタに蓄電された電力を効果的に利用しているとは言い難い。
また、特許文献３に記載の技術は、キャパシタに蓄電された電力を走行用モータや、横行用モータの動力源としてしか用いられておらず、蓄電した回生電力を十分に活用しているとは言い難い。
【０００６】
本発明の目的は、巻下時の回生電力を十分に活用することのできるクレーン装置用回生電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、巻上下用電動機と、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流器と、変換された直流電力を駆動用交流電力に変換し、前記巻上下用電動機に供給するインバータとを備えたクレーン装置に用いられるクレーン装置用回生電力供給装置であって、
前記整流器及び前記インバータ間の直流母線から分岐して接続される直流電圧変換器と、
前記直流電圧変換器に接続されるキャパシタと、
前記直流電圧変換器及び前記キャパシタを含む回生電力供給回路を制御する制御手段とを備え、
前記直流電圧変換器は、
前記巻上下用電動機で発生した電力を、前記キャパシタへ蓄電するために、前記直流母線の電圧よりも低い電圧に降圧させる変換器降圧部と、
前記キャパシタから出力される電力の電圧を、前記商用交流電源から供給される電圧よりも高い電圧に昇圧させる変換器昇圧部とを備え、
前記制御手段は、
前記直流母線の電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定する直流母線判定部と、
前記キャパシタの電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定するキャパシタ電圧判定部と、
前記直流電圧変換器に対して、電力供給指示を与える電力供給指示部とを備え、
前記電力供給指示部は、
前記直流母線判定部により、前記直流母線が所定の閾電圧以上となったと判定されたら、前記変換器降圧部を作動させる指示を行い、
前記キャパシタ電圧判定部により、前記キャパシタが所定の閾電圧以上となったと判定されたら、前記変換器昇圧部を作動させる指示を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第１の態様において、
前記クレーン装置は、荷役の巻下時に前記巻上下用電動機に生じる回生電力を熱エネルギーに変換して放熱する回生抵抗器を備え、
前記直流母線判定部は、前記回生抵抗器の作動電圧よりも低い電圧を閾電圧として設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第１の態様及び第２の態様において、
前記回生電力供給回路は、コンタクタを備え、
前記制御手段は、
前記直流母線判定部により前記直流母線の電圧が異常であると判定されたら、前記回生電力供給回路を断路する回生電力供給回路断路指示部を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第３の態様において、
前記クレーン装置は、前記商用交流電源からの電力供給のオンオフを切り換えるスイッチと、前記直流母線が過負荷となったら前記直流母線を断路するブレーカとを備え、
前記制御手段は、
前記スイッチ及び前記ブレーカの状態を監視する電源監視部を備え、
前記回生電力供給回路断路指示部は、前記電源監視部が前記スイッチ及び前記ブレーカのいずれかにより、前記直流母線の電力供給が遮断したと判定されたら、前記回生電力供給回路を断路することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第１の態様乃至第４の態様のいずれかの態様において、
前記制御手段は、
前記キャパシタ電圧判定部で判定された前記キャパシタの蓄電圧が前記所定の閾電圧よりも著しく低いか否かを判定する低電圧判定部と、
前記低電圧判定部により著しく低いと判定されたら、前記電力供給指示部は、キャパシタに前記商用交流電源から電力を供給させる指示を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第１の態様乃至第５の態様のいずれかの態様において、
前記キャパシタの蓄電圧に応じて点消灯する表示灯を備え、
前記制御手段は、
前記キャパシタ電圧判定部で判定された前記キャパシタの蓄電圧に応じて、前記表示灯の点灯指示を行う表示灯指示部を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の態様に係るクレーン装置用回生電力供給装置は、第１の態様乃至第６の
いずれかの態様において、
前記制御手段は、
前記回生電力供給回路に異常が生じたと判定されたら、前記直流電圧変換器の動作を停止させる直流電圧変換器停止指示部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、直流母線判定部により直流母線の電圧が所定の閾電圧以上となったと判定されたら、変換器降圧部により巻上下用電動機で発生した電力を直流母線を介してキャパシタに蓄電する。一方、キャパシタの蓄電圧がキャパシタ電圧判定部により所定の閾電圧以上となったと判定されたら、変換器昇圧部により直流電圧変換器から出力される電圧を、商用交流電源よりも高い電圧に昇圧して、巻上下用電動機にキャパシタからの電力が優先的に供給し、回生電力を十分に活用することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、直流母線判定部が回生抵抗器の作動電圧よりも低い電圧を閾電圧としているので、回生抵抗器の作動前にキャパシタに蓄電されるため、回生抵抗器による熱エネルギーのロスの発生を必要最小限に抑えることができる。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、回生電力供給回路断路指示部及びコンタクタを備えていることにより、直流母線に電圧異常が生じたら、キャパシタからの電力供給を遮断できるので、キャパシタに蓄電した回生電力の意図しない放出による二次的な被害を防止できる。
【００１７】
本発明の第４の態様によれば、オンオフスイッチ操作による商用交流電源からの電力供給の停止や、ブレーカ作動による電力供給の遮断時に、キャパシタに蓄電した回生電力の無駄な放出を防止できる。
【００１８】
本発明の第５の態様によれば、低電圧判定部を備えていることにより、低電圧判定部によってキャパシタの蓄電圧が閾電圧よりも著しく低いと判定された場合、電力供給指示部により、商用交流電源からキャパシタに充電を行うことができるので、クレーン装置の始動後、短時間で回生電力供給装置を作動させることができる。
【００１９】
本発明の第６の態様によれば、表示灯及び表示灯指示部を備えていることにより、キャパシタの蓄電状態を表示灯で確認することができるので、クレーン装置の導入作業や、回生電力供給回路の保守点検作業等を安全に行うことができる。
【００２０】
本発明の第７の態様によれば、直流電圧変換器停止指示部を備えていることにより、回生電力供給回路に電圧異常、温度異常等が発生したら、直流電圧変換器を停止させ、被害が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーン装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】前記実施形態におけるクレーン装置のクレーン装置本体の構造を表す斜視図。
【図３】前記実施形態におけるクレーン装置のクレーン装置本体の構造を表す斜視図。
【図４】前記実施形態におけるクレーン装置のクレーン装置本体の構造を表す斜視図。
【図５】前記実施形態におけるインバータ及び回生電力供給装置の回路構成図。
【図６】前記実施形態におけるコントローラの構成を表すブロック図。
【図７】前記実施形態における作用を説明するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
［１］クレーン装置１の外観構成
図１には、本発明の実施形態に係るホイスト式のクレーン装置１が示されている。
このホイスト式のクレーン装置１は、工場等の屋内の天井等に固定される一対の走行用レール２と、この一対の走行用レール２間に掛け渡されるレールガーダー３と、レールガーダー３上に走行自在に取り付けられるクレーン装置本体４と、ペンダント５と、電源線６とを備える。
【００２３】
走行用レール２は、Ｈ形鋼等の鋼材からなり、工場の天井を構成する梁材に固定され、一対の走行用レール２は、互いに対向して配置される。
レールガーダー３は、一対の走行用レール２間に移動自在に掛け渡されるＨ形鋼であり、図示を略したがレールガーダー３の端部に設けられる走行用モータによって、走行用レール２上を走行する。
クレーン装置本体４は、巻上下用電動機７と、フックブロック８とを備え、巻上下用電動機７を駆動することによりフックブロック８の巻上巻下動作を行う。
ペンダント５は、床上にてクレーン操作者が操作するスイッチであり、ペンダント５から上方に伸びる配線５Ａは、クレーン装置本体４を構成するホイストインバータ１１（図２）に接続される。
電源線６は、クレーン装置本体４に電力を供給する配線であり、図示を略したが、一端が走行用レール２に設けられる商用交流電源架線又はコンセントに接続され、他端がクレーン装置本体４のホイストインバータ１１に接続される。
【００２４】
クレーン装置本体４は、より詳しく説明すると、図２乃至図４に示されるように、巻上下用電動機７及びフックブロック８の他、横行用モータ９と、リミットスイッチ１０と、ホイストインバータ１１と、回生電力供給装置１２とを備える。
巻上下用電動機７は、内部にモータが収納された円柱状体のケースを有し、円柱の長手方向がレールガーダー３の延出方向に沿った方向とされる。巻上下用電動機７は、上部のフレーム７Ａによってレールガーダー３に移動自在に取り付けられ、下部には、フックブロック８をつり下げるためのワイヤ７Ｂが設けられている。巻上下用電動機７を駆動すると、ワイヤ７Ｂが巻き取られ、フックブロック８が上昇する。
フックブロック８は、滑車８Ａ及びフック本体８Ｂを備え、滑車８Ａには、ワイヤ７Ｂが巻き付けられる。フック本体８Ｂは、図示を略したが、先端に円弧状に湾曲したフックが設けられており、このフックに荷役を引っかけて荷役のつり下げを行う。
【００２５】
横行用モータ９は、巻上下用電動機７の上方に配置され、図示を略したが、先端に駆動輪が設けられ、駆動輪はレールガーダー３のＨ形鋼のフランジ面に当接する。レールガーダー３の反対側のフランジには、フレーム１３を介して車輪１４が設けられ、また、図示は省略したが、レールガーダー３のＨ形鋼の下両端とフレーム７Ａ、フレーム１３の間には車輪／ベアリングに類する物が配置され横行方向に対し垂直方向の振れを抑制する機構が設けられている。横行用モータ９が駆動すると、クレーン装置本体４は、レールガーダー３上を走行することができる。
リミットスイッチ１０は、基端がホイストインバータ１１の下面に揺動自在に設けられ、先端が平面視でフックブロック８の鉛直上方に延出する。このリミットスイッチ１０は、フックブロック８の上昇時、フックブロック８が巻上下用電動機７に衝突することを防止するために設けられる。リミットスイッチ１０が押し上げられると、図示を略したが、ホイストインバータ１１の内部でインバータ回路上に設けられた電源遮断スイッチを押し下げ、巻上下用電動機７を停止させる。
【００２６】
ホイストインバータ１１は、巻上下用電動機７の一方の側面に設けられ、直方体状のケースを有し、直方体の長手方向が、レールガーダー３の延出方向とされる。ホイストインバータ１１のケース内部には、詳しくは後述するが、整流器２３及びインバータ２４を含む回路が収納されている。また、ホイストインバータ１１の下面には、配線５Ａが垂れ下がり、操作用のペンダント５に接続される。
ホイストインバータ１１の延出方向端部には、電気ブレーキ１５が設けられ、電気ブレーキ１５の内部には回生抵抗器が設けられ、クレーン装置本体４による荷役の巻下時、巻上下用電動機７で発生する回生電力を、抵抗器によって熱エネルギーに変換して吸収する。
【００２７】
回生電力供給装置１２は、ホイストインバータ１１とは反対側の側面に設けられ、クレーン装置本体４と一体的に設けられている。回生電力供給装置１２は、巻上下用電動機７を取り付けるフレーム７Ａに設けられるフレーム１１Ａ、１２Ａと、フレーム１１Ａ、１２Ａに設けられるフレーム１２Ｂ上に設けられる。通常、このフレーム１２Ｂ上には、鉄板等のカウンタウェイトが設けられており、巻上下用電動機７にレールガーダー３と直交する方向に力が作用した際、クレーン装置本体４が横方向に振れるのを防止する。
また、図１乃至図４では図示を略したが、ホイストインバータ１１と回生電力供給装置１２とは、配線により電気的に接続されている。
これにより、回生電力供給装置１２は、ホイストインバータ１１内の整流回路及びインバータ回路間を接続する直流母線に直流電力を供給するように構成される。
【００２８】
［２］クレーン装置１の作用
このようなホイスト式のクレーン装置１を操作する場合、まず、クレーン操作者は、ペンダント５を巻下方向に操作して、巻上下用電動機７のワイヤ７Ｂを繰り出し、フックブロック８を工場等の床面まで下降させる。
次に、クレーン操作者は、フックブロック８のフック本体８Ｂを荷役に直接引っかけたり、スリングロープ等を荷役に巻き付け、フックブロック８のフック本体８Ｂにスリングロープの端部を引っかける。
【００２９】
クレーン操作者は、ペンダント５を巻上方向に操作して、巻上下用電動機７のワイヤ７Ｂを巻き取り、荷役を所定の高さまで上昇させる。
次に、クレーン操作者は、ペンダント５を前後左右方向に操作して、横行用モータ９や走行用モータを駆動させ、荷役を工場床面内で前後左右方向に移動させる。
荷役が所望の位置に移動させることができたら、クレーン操作者は、ペンダント５を巻下方向に操作して、荷役を床面に下降させる。
【００３０】
［３］ホイストインバータ１１及び回生電力供給装置１２の回路構成
図５には、ホイストインバータ１１及び回生電力供給装置１２の回路構成が示されている。
商用交流電源２１からの交流電力は、メインブレーカ２２及びペンダント５を介してホイストインバータ１１に供給される。ホイストインバータ１１は、整流器２３、インバータ２４、及び直流母線２５を備える。
整流器２３は、商用交流電源２１から出力された交流電力を直流電力に変換する。
インバータ２４は、直流電力を駆動用交流電力に変換して、巻上下用電動機７に供給する。直流母線２５は、整流器２３及び直流母線２５間を連絡する配線である。
【００３１】
電気ブレーキ１５は、直流母線２５に接続され、回生抵抗器１５Ａ及びスイッチ１５Ｂを備える。回生抵抗器１５Ａは、巻上下用電動機７で発生した回生電力を熱エネルギーに変換して放出する。スイッチ１５Ｂは、インバータ２４からの接続指示に基づいて、スイッチングを行う。具体的には、巻下時に巻上下用電動機７によって発生する回生電力により直流母線電圧が所定の値となったら、インバータ２４は、スイッチ１５Ｂの接続を指示する。
また、ホイストインバータ１１の直流母線２５には、回生電力供給装置１２が接続される。
【００３２】
回生電力供給装置１２は、ブレーカ２６を介して直流母線２５に接続される回生電力供給回路２０を有し、この回生電力供給回路２０は、直流電圧変換器２７、キャパシタ２８、コンタクタ２９、及びブレーカ３０を備える。
また、回生電力供給装置１２は、回生電力供給回路２０の他に、電圧計３１、３２、温度計３３、３４、運転表示ランプ３５、異常表示ランプ３６、及びコントローラ３７を備える。
直流電圧変換器２７は、キャパシタ２８から出力される直流電力の電圧を変換するものであり、直流電力を昇圧する変換器昇圧部２７Ａ（図６）、又は降圧する変換器降圧部２７Ｂ（図６）を備える。この直流電圧変換器２７は、キャパシタ電圧：直流母線電圧比が１：４〜１：１０の範囲で昇圧又は降圧できるようになっている。
キャパシタ２８は、複数の蓄電器から構成され、直流母線２５からの電力を蓄電する蓄電手段として機能する。
【００３３】
汎用的なインバータ式のクレーン装置１における直流母線電圧は、２００Ｖの交流電源の√２倍であり、ＡＣ２００Ｖ±１０％の場合、ＤＣ２８２Ｖ±１０％となる。
キャパシタ２８や二次電池をこのような回路に適用する場合、直流母線２５の電圧と同じレベルまで蓄電器を準備しようとすると、多数の蓄電器が必要となり、装置の大型化を招いてしまう。
本実施形態においては、既存のクレーン装置にも適用可能で天井クレーン装置１に適用することを目的とし、可能な限り蓄電器の本数を減らし小型化を進めることとした。
チョッパ型の直流電圧変換器２７の限界である、昇圧比１０倍までを使用範囲とすることにより、蓄電器の使用本数を極力少なくしている。
【００３４】
コンタクタ２９は、キャパシタ２８から放出される電力を供給する回生電力供給回路２０を断路するために設けられ、コントローラ３７からの指示により断路される。コンタクタ２９の後段には、ブレーカ３０を介して電圧計３１が設けられている。
電圧計３１は、キャパシタ２８の蓄電圧を計測するものであり、電圧計３１の出力は、コントローラ３７に出力される。電圧計３２は、直流電圧変換器２７で昇圧された直流電力の電圧を計測する部分であり、電圧計３２の出力もコントローラ３７に出力される。
温度計３３は、直流電圧変換器２７の温度を計測するものであり、温度計３３の出力は、コントローラ３７に出力される。温度計３４は、キャパシタ２８の温度を計測するものであり、温度計３４の出力もコントローラ３７に出力される。
運転表示ランプ３５は、緑色系のＬＥＤ（Light emitting Diode）から構成され、コントローラ３７からの指示に基づき、キャパシタ２８の状態が正常な状態で作動している場合、点灯する。
異常表示ランプ３６も、赤色系のＬＥＤから構成され、同様にコントローラ３７からの指示に基づき、回生電力供給回路２０に異常が生じた場合、点灯する。
【００３５】
［４］コントローラ３７の機能的構成
図６には、コントローラ３７の機能ブロック図が示されており、コントローラ３７は、直流母線判定部３８、キャパシタ電圧判定部３９、低電圧判定部４０、温度監視部４１、商用電源監視部４２、電力供給指示部４３、回生電力供給回路断路指示部４４、直流電圧変換器停止指示部４５、及び表示灯指示部４６を備える。
直流母線判定部３８は、直流母線２５の直流電力の電圧が所定の閾電圧（３３０Ｖ）となったか否かを判定する部分であり、電圧計３２の電圧を測定することにより、直流母線２５の直流電力の電圧が所定の閾電圧以上となったか否かを判定する。
この所定の閾電圧は、３３０Ｖであり、インバータ２４が電気ブレーキ１５のスイッチ１５Ｂの接続指示を出す電圧（３７０Ｖ）よりも低い電圧として設定され、電気ブレーキ１５の作動による熱エネルギーのロスの発生を必要最小限に抑えることができる。
【００３６】
キャパシタ電圧判定部３９は、電圧計３１で計測された電圧に基づいて、キャパシタ２８に蓄電された電圧を判定する。
低電圧判定部４０は、キャパシタ２８の蓄電圧が、所定の閾電圧よりも著しく低いか否かを判定する部分である。
温度監視部４１は、直流電圧変換器２７の温度計３３、及びキャパシタ２８の温度計３４の計測結果に基づいて、直流電圧変換器２７及びキャパシタ２８の温度に異常がないかどうかを監視する部分である。
商用電源監視部４２は、メインブレーカ２２及びペンダント５のスイッチのオンオフ状態を監視して、商用交流電源２１からの電力の供給が止められたか否かを監視する部分である。
【００３７】
電力供給指示部４３は、直流母線判定部３８、キャパシタ電圧判定部３９、及び低電圧判定部４０の判定結果に基づいて、直流電圧変換器２７を昇圧させるか、降圧させるかを指示する。電力供給指示部４３は、キャパシタ電圧判定部３９でキャパシタ２８の電圧が所定の閾電圧以上となったと判定されたら、直流電圧変換器２７の変換器昇圧部２７Ａに指示を出し、出力電圧をホイストインバータ１１の直流母線２５の電圧よりも高い電圧に昇圧させる。これにより、商用交流電源２１からの直流電力の供給を止め、優先的にキャパシタ２８に蓄電された直流電力が直流母線２５に供給されることとなる。従って、キャパシタ２８に蓄電された電力を、無駄なく十分に活用することができる。
【００３８】
一方、電力供給指示部４３は、直流母線判定部３８で直流母線２５の電圧が所定の閾電圧以上となったと判定されたら、直流電圧変換器２７の変換器降圧部２７Ｂに指示を出し、出力電圧をホイストインバータ１１の直流母線２５の電圧よりも低い電圧に降圧させる。これにより、巻上下用電動機７の巻下時に生じた回生電力は、優先的に回生電力供給回路２０に供給され、キャパシタ２８に回生電力が蓄電される。
さらに、電力供給指示部４３は、低電圧判定部４０でキャパシタ２８の蓄電圧が所定の閾電圧よりも著しく低いと判定されたら、直流電圧変換器２７の変換器降圧部２７Ｂに指示を出し、出力電圧をホイストインバータ１１の直流母線２５の電圧よりも低い電圧に降圧させる。これにより、商用交流電源２１から供給される電力は、回生電力供給回路２０に供給され、キャパシタ２８が蓄電される。商用交流電源２１からの電力をキャパシタ２８に供給することにより、クレーン装置１の始動後、短時間で回生電力供給装置１２を作動させることができる。
【００３９】
回生電力供給回路断路指示部４４は、直流母線判定部３８、温度監視部４１、及び商用電源監視部４２の判定結果に基づいて、コンタクタ２９を作動させ、回生電力供給回路２０を断路する。具体的には、直流母線判定部３８で直流母線２５の意図しない電圧降下が生じたと判定された場合、温度監視部４１で直流電圧変換器２７又はキャパシタ２８に温度異常が生じたと判定された場合、回生電力供給回路断路指示部４４は、コンタクタ２９を動作させ、回生電力供給回路２０を断路する。
また、商用電源監視部４２でメインブレーカ２２の動作による商用交流電源２１からの電力供給が遮断されたり、クレーン操作者がペンダント５を操作して、クレーン装置１を停止させた場合、回生電力供給回路断路指示部４４は、コンタクタ２９を動作させ、回生電力供給回路２０を断路する。
これにより、直流母線２５に電圧異常が生じたら、回生電力供給回路断路指示部４４によって、回生電力供給回路２０から直流母線２５への回生電力の供給を遮断することができるため、キャパシタ２８に蓄電した回生電力の意図しない放出による二次的被害が発生することを防止できる。
【００４０】
直流電圧変換器停止指示部４５は、直流母線判定部３８の判定結果、温度監視部４１の監視結果、及び商用電源監視部４２の監視結果に基づいて、直流電圧変換器２７の停止を指示する部分である。具体的には、直流電圧変換器停止指示部４５は、直流母線２５に電圧異常が生じた場合、直流電圧変換器２７、キャパシタ２８に温度異常が発生した場合、直流電圧変換器停止指示部４５は、直流電圧変換器２７の電源を切る。
これにより、直流母線２５や回生電力供給回路２０に異常が発生したら、直流電圧変換器停止指示部４５が直流電圧変換器２７を停止させるので、回生電力供給装置１２に被害が生じることを防止することができる。
【００４１】
表示灯指示部４６は、キャパシタ電圧判定部３９によるキャパシタ２８の蓄電状態、温度監視部４１による温度異常判定、商用電源監視部４２による電力供給判定に基づいて、運転表示ランプ３５及び異常表示ランプ３６の点灯制御を行う部分である。
キャパシタ２８が電圧、温度ともに異常なく動作している場合、表示灯指示部４６は、運転表示ランプ３５を点灯させる。一方、キャパシタ電圧判定部３９で電圧が異常であったり、温度監視部４１でキャパシタ２８に温度異常が発生したと判定された場合、表示灯指示部４６が異常表示ランプ３６を点灯させる。
キャパシタ電圧判定部３９を備えていることにより、キャパシタ２８の蓄電状態に応じた制御をすることができる。また、表示灯指示部４６が運転表時ランプ３５及び異常表示ランプ３６の点灯制御を行うことにより、キャパシタ２８の蓄電圧の状態をクレーン操作者等が確認できるので、クレーン装置１の導入作業や、回生電力供給回路２０の保守点検作業等を安全に行うことができる。
【００４２】
［５］実施形態の作用
次に、本実施形態の作用を図７に示されるタイミングチャートを用いて説明する。
まず、クレーン操作者がペンダント５を操作して、クレーン装置１の電源を入れると、商用交流電源２１から電力がホイストインバータ１１に供給され、整流器２３で直流変換され、直流母線２５の電圧Ｖpnが２８２Ｖ（交流電圧２００Ｖの√２倍）となる（状態Ａ）。
同時に、コンタクタ２９はオンとなり、回生電力供給回路２０の通電が開始され、直流母線２５の電力の一部はキャパシタ２８に流れ、キャパシタ２８の蓄電が開始される。蓄電は、キャパシタ電圧ＶcapがＶcap２Ｖよりも若干低いＶcap３Ｖ程度に至るまで行われる。尚、商用交流電源２１の消費電力は、キャパシタ２８に蓄電が開始されるため、徐々に増加する（状態Ｂ）。
【００４３】
空荷状態でクレーン装置本体４を、荷役の位置に移動させたら、フックブロック８に荷役をスリングロープ等で巻き付ける（玉掛け）。
玉掛けが終了したら、荷役を所定の高さに持ち上げて、荷役の巻上、移動を開始する。
荷役の巻上、移動により商用交流電源２１の消費電力は最大の値となり、荷役の移動が行われる。荷役を所望の位置に移動させたら、巻上下用電動機７の巻下を行い、荷役を下降させる。この際、巻上下用電動機７で発電された電力が直流母線２５に供給され、直流母線２５の電圧は上昇し、キャパシタ２８の電圧も上昇する（状態Ｃ１、Ｃ２）。この状態では、商用交流電源の消費電力はほぼ０であり、キャパシタ２８に蓄電される電力は上昇する（状態Ｃ３、Ｃ４）。
【００４４】
降ろした荷役を所望の位置に取り付けたら、空荷状態で巻上下用電動機７の巻上を行い、玉掛け作業終了したら、クレーン操作者は、一旦、ペンダント５のスイッチをオフにする。ペンダント５のスイッチをオフにすると、回生電力供給回路断路指示部４４は、コンタクタ２９にオフ操作の指示を出し、回生電力供給回路２０のコンタクタ２９を作動させ、回生電力供給回路２０を断路する（状態Ｄ１、Ｄ２）。
クレーン操作者が再びスイッチを入れ、玉掛け作業を行っている際、雷等でメインブレーカ２２が作動し、直流母線２５の電圧が０となった際も、回生電力供給回路断路指示部４４は、コンタクタ２９にオフ操作の指示を出し、回生電力供給回路２０を断路する。（状態Ｅ１、Ｅ２）
【００４５】
キャパシタ２８が蓄電された状態で玉掛け作業を行うと、変換器昇圧部２７Ａによって回生電力供給回路２０の電圧が上昇して、キャパシタ２８に蓄電された直流電力が優先的にインバータ２４に供給され、その分、商用交流電源２１の消費電力が減少する（状態Ｆ１、Ｆ２）。キャパシタ２８に蓄電された回生電力がなくなると、商用交流電源２１の電力は最大状態に復帰する（状態Ｇ）。
荷役を下降させると、再び巻上下用電動機７から直流母線２５に電力が供給され、変換器降圧部２７Ｂによって回生電力供給回路２０の電圧が降下して、キャパシタ２８に蓄電される（状態Ｈ）。
キャパシタ２８の蓄電量の最大値（本実施形態ではＶcap１Ｖ）まで達した際には電気ブレーキ１５が働き（状態Ｉ）、巻上下用電動機７で発生した回生電力は熱エネルギーに変換され、放出される。
【００４６】
［６］実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、ホイスト式のクレーン装置１に本発明を適用していたが、これに限られず、他のクレーン装置に本発明を適用してもよい。
また、前記実施形態では、回生電力供給装置１２の運転状態や異常を報知する手段として、運転表示ランプ３５や、異常表示ランプ３６を使用していたが、これに限らず、音声報知や、モニタ画面上への警告メッセージの表示という形でクレーン操作者に報知してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…クレーン装置、２…走行用レール、３…レールガーダー、４…クレーン装置本体、５…ペンダント、５Ａ…配線、６…電源線、７…巻上下用電動機、７Ａ…フレーム、７Ｂ…ワイヤ、８…フックブロック、８Ａ…滑車、８Ｂ…フック本体、９…横行用モータ、１０…リミットスイッチ、１１…ホイストインバータ、１２…回生電力供給装置、１２Ａ…フレーム、１３…フレーム、１４…車輪、１５…電気ブレーキ、１５Ａ…回生抵抗器、１５Ｂ…スイッチ、２１…商用交流電源、２２…メインブレーカ、２３…整流器、２４…インバータ、２５…直流母線、２６…ブレーカ、２７…直流電圧変換器、２８…キャパシタ、２９…コンタクタ、３０…ブレーカ、３１、３２…電圧計、３３、３４…温度計、３５…運転表示ランプ、３６…異常表示ランプ、３７…コントローラ、３８…直流母線判定部、３９…キャパシタ電圧判定部、４０…低電圧判定部、４１…温度監視部、４２…商用電源監視部、４３…電力供給指示部、４４…回生電力供給回路断路指示部、４５…直流電圧変換器停止指示部、４６…表示灯指示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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