CN104619628A - 包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其能够有效利用由高再生运转比率的垂直输送机产生的再生电力。其包括：再生用电动机(M1)的驱动控制装置(A)、牵引用电动机(M2)的驱动控制装置(B)、和经由将第三电阻(R3)和开关(SW3)并联连接而得到的第三冲击电流抑制电路(11)，连接于驱动控制装置(A)的第一逆变器(INV1)中的转换器部(1)的直流输出线路的正极端子(P11)与负极端子(N1)间的再生电力储存用电容器(12)，电容器(12)具有如下这样的静电电容和直流内部电阻，使得在再生用电动机(M1)的一连串的动作中，在产生最大的再生能量的动作时间内，因在蓄存再生用电动机(M1)产生的再生能量时流动的充电电流，而达到能够产生再生用电动机(M1)的速度控制所需的制动扭矩的电流值。

Description

包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置
技术领域
本发明涉及进行包含生产线等中使用的垂直输送机的驱动系统的驱动控制的驱动控制装置，更详细而言，特别是涉及有效利用由再生运转的比率高的垂直输送机产生的再生电力而降低交流一次电源的消耗的驱动控制装置。
背景技术
垂直输送机的驱动控制装置通常由逆变器和逆变器控制部构成，其中，该逆变器包括：将从交流一次电源供给的交流电压转换为直流电压的转换器部；使由上述转换器部转换后的直流电压平滑的平滑电路部；和将由上述平滑电路部平滑了的直流电压转换成可变电压可变频率的交流电压后向垂直输送机的电动机输出的逆变器部等，该逆变器控制部控制上述逆变器部以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压。
在使用这种驱动控制装置对垂直升降机进行逆变器控制的情况下，在升降装置下降时等，电动机成为发电机，再生能量(电力)回到逆变器侧。
在晶体管逆变器的情况下，并联连接于晶体管的反馈二极管作为以电动机为电源的整流器发挥作用，因为向连接于直流母线电路的平滑电容器流入来自电动机的再生电力，所以逆变器内部的直流母线电路电压上升，如果放置不管，则会招致再生失效等问题，所以出于保护逆变器的内部元件的目的，进行设置使得再生过电压探测进行工作，事先警报停止。
在此，为了按照规定的程序进行速度控制，必须以将直流母线电路电压维持在规定的恒定电压的方式进行控制，所以作为再生能量的处理方法，大多使用如下的方法，即，在直流主电路上设置制动单元，在直流母线电路电压上升到一定值以上的情况下，按照来自驱动控制部的指令，使制动单元的晶体管导通，向串联连接于该晶体管的电阻器流入再生能量，使其作为热量而消耗，来防止直流母线电路的电压上升。
但是，在这种用法中，因为将再生能量全都作为热量而丢弃，所以存在不能有效利用由再生运转得到的电力之类的问题，因此，作为蓄存再生能量进行再利用的系统，具有按每个电动机单体蓄存于与充放电电路一同设置的电气双层电容器的方法(例如，参照专利文献1)，在该方法中，相对于由制动电阻消耗再生电力的通常的升降装置的驱动系统的结构而言，新设置有：连接于直流母线电路的充放电电路(双向DC/DC转换器)；连接于其充放电电路的输出侧，储存在充电控制时蓄存于平滑电容器的直流电压的电气双层电容器；检测平滑电容器所产生的电压的电压检测装置；和将该检测电压与预先设定的充电或放电动作的判断基准电压进行比较来控制充放电电路的充放电控制部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2005－263408号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在垂直输送机中，在作为使货物从上向下降的专用输送机(货物升降机)而使用的情况下，在下降动作中，支承架(起重机的骨架结构，cage)和货物加在一起的重量比平衡用配重的重量大，在交出货物以后的仅支承架的上升动作中，平衡用配重的重量比支承架的重量大。
因此，在下降和上升双方的动作中，升降用电动机通过堆积有货物的支承架或平衡用配重(通过负荷)而运转，作为产生再生电力的发电机进行工作。
通过在如专利文献1所述的垂直输送机上设置蓄电装置和控制装置，再生能量的驱动控制装置，其对象限定于在1台电动机中某种程度规则地交替进行牵引运转和再生运转的情况。
即，如专利文献1所述的驱动控制装置如果每个电动机单体都能够在各电动机的牵引运转时用完再生蓄存的能量则为有效，但在再生运转用的垂直输送机中，在蓄电装置的蓄电量已满的时刻，再生电力的去处消失，在直流母线间电压达到预先设定的制动单元的晶体管的起动电压，且该直流母线间电压在设定电压以上的期间，向电阻器放电，导致作为热能而丢弃。
另外，在使用垂直输送机作为通过实际的生产设备等而运转的使货物从上向下降的专用输送机的情况下，如上所述，由于每次重复动作次数，再生能量持续增加，因此在由如专利文献1所述的驱动控制装置构成的节能系统中，不够充分，如果没有与其他牵引运转用的设备组合而消耗再生能量，则难以构筑有效的节能系统。
而且，在专利文献1的垂直输送机的驱动控制装置的结构中，因为通过双向DC/DC转换器而充放电再生电力，所以在充电时和放电时，都有伴随电压转换损失的缺点。
因此，本发明是在鉴于上述的状况且要进行解决时而完成的，其目的在于，提供一种包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其通过有效利用由生产线等中使用的再生运转的比率高的垂直输送机产生的再生电力，能够极力降低交流一次电源的消耗。
用于解决课题的技术方案
为了解决所述课题，本发明的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的特征在于，包括：再生用电动机的驱动控制装置，其具有第一逆变器和第一逆变器控制部，其中，上述第一逆变器包括将从交流一次电源供给的交流电压转换为直流电压的转换器部，使由上述转换器部转换后的直流电压平滑的第一平滑电路部，将并联连接的第一电阻和第一开关连接于上述第一平滑电路部的一次侧而得到的第一冲击电流抑制电路，将由上述第一平滑电路部平滑了的直流电压转换为可变电压可变频率的交流电压后向垂直输送机的再生用电动机输出的第一逆变器部，和与上述第一平滑电路部并联连接的再生电阻电路部，上述第一逆变器控制部控制上述第一逆变器部以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压；牵引用电动机的驱动控制装置，其在上述转换器部的直流输出线路的正极端子和负极端子间具有第二逆变器和第二逆变器控制部，其中，上述第二逆变器包括使直流电压平滑的第二平滑电路部，将并联连接的第二电阻和第二开关连接于上述第二平滑电路部的一次侧而得到的第二冲击电流抑制电路，和将由上述第二平滑电路部平滑了的直流电压转换为可变电压可变频率的交流电压后向牵引用电动机输出的第二逆变器部，上述第二逆变器控制部控制上述第二逆变器部以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压；和电容器，其经由将第三电阻和第三开关并联连接而得到的第三冲击电流抑制电路，连接于上述转换器部的直流输出线路的正极端子和负极端子间，在上述再生用电动机再生运转时储存上述第一逆变器部的输入部中产生的直流再生电力，上述电容器具有静电电容(C)和直流内部电阻(R),使得在上述垂直输送机的再生用电动机的一连串的动作中，在产生最大的再生能量的动作时间内，因在蓄存上述再生用电动机产生的上述再生能量时流动的充电电流，而达到能够产生上述再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值(技术方案1)。
根据这种结构，由于再生用电动机的驱动控制装置的第一逆变器包括储存在再生用电动机进行再生运转时第一逆变器部的输入部所产生的直流再生电力的电容器，并且能够将充电于电容器的电力向牵引用电动机的驱动控制装置的第二逆变器供给，因此，例如，通过在同时限内进行牵引电力比再生电力大那样的组合，不会将再生电力作为热能而丢弃于再生电阻，能够100％有效利用再生电力，所以通过有效利用由生产线等中使用的再生运转的比率高的垂直输送机产生的再生电力，能够极力降低交流一次电源的消耗。
而且，因为未通过双向DC/DC转换器而充放电再生电力，所以没有双向DC/DC转换器引起的电压转换损失，所以能够将再生电力高效地蓄存于电容器，并且能够有效地利用蓄存于电容器的再生电力。
并且，所述电容器由于具有静电电容(C)和直流内部电阻(R)，使得在所述垂直输送机的再生用电动机的一连串的动作中，在产生最大的再生能量的动作时间内，因在蓄存所述再生用电动机产生的所述再生能量时流动的充电电流，而达到能够产生所述再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值，因此，能够对垂直输送机沿着预定的速度曲线按照目标进行速度控制。
在此，所述电容器优选具有使得上述电容器的静电电容(C)与将上述再生能量蓄存于上述电容器而带来的电压上升值(ΔV)的积(C·ΔV)除以上述动作时间(Ta)所求出的平均充电电流值(Ireg＝C·ΔV/Ta)，比能够产生上述再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值(Iave)大(Iave＜Ireg)的静电电容(C)，并且，上述电容器具有使得上述电压上升值(ΔV)除以上述电容器的直流内部电阻(R)所求出的电流值(I0＝ΔV/R)比上述平均充电电流值(Ireg)大(I0＞Ireg)的直流内部电阻(R)(技术方案2)。
另外，所述电容器更优选具有使得残留率大致为零的时间比上述动作时间(Ta)短的静电电容(C)和直流内部电阻(R)，其中，该残留率为使用根据上述静电电容(C)和上述直流内部电阻(R)的积求出的时间常数(T＝C·R)和自然对数的底(e)，利用在时间(t)的电流残留率的计算式(e-t/CR)，求出上述电压上升值(ΔV)除以上述电容器的直流内部电阻(R)所求出的电流值(I0)的残留率(技术方案3)。
根据这些结构，由于向电容器蓄存再生能量时的最大的充电电流为能够产生垂直输送机的再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值，因此，能够对垂直输送机沿着预定的速度曲线按照目标进行速度控制。
此外，优选上述再生电阻电路部的晶体管的导通电压比上述电容器的耐电压低(技术方案4)。
根据这种结构，由于利用以比电容器的耐电压低的电压而导通的晶体管向再生电阻流动电流，因此，电容器的电压不会超过耐压(最大峰值电压)，能够保护电容器使其达不到过电压。
因此，能够边斟酌再生电力的有效利用和成本，边减小电容器的容量。
此外，优选上述电容器的可有效蓄存容量为在上述垂直输送机的1周期运转中产生的再生能量的总和以上(技术方案5)。
根据这种结构，由于能够将再生能量无浪费地蓄存于电容器，因此能够更有效地利用再生能量。
另外，优选上述电容器利用在接入上述交流一次电源而使上述电容器的充电完成后接通的上述第三开关，不经由上述第三电阻地直接与上述直流输出线路的正极端子连接，并且，使上述直流输出线路的正极端子与上述第一逆变器的直流母线的正极端子短路，与此同时经上述第一电阻对上述第一平滑电路部进行充电，在上述第一平滑电路部的充电完成后，上述第一开关接通，使上述第一逆变器能够运转，在上述第一逆变器能够运转的同时，连接上述第一逆变器的直流母线的正极端子与上述第二逆变器的直流母线的正极端子的第四开关接通，与此同时经上述第二电阻对上述第二平滑电路部进行充电，在上述第二平滑电路部的充电完成后，上述第二开关接通，使上述第二逆变器能够运转(技术方案6)。
根据这种结构，由于最先对电容器充电，其次对第一逆变器的第一平滑电路部充电，接着对第二逆变器的第二平滑电路部充电以后，系统整体可进行运转，因此，能够100％回收再利用再生能量。
此外，优选上述电容器利用在接入上述交流一次电源而使上述电容器的充电完成后接通的上述第三开关，不经由上述第三电阻地直接与上述直流输出线路的正极端子连接，与上述电容器的充电并行地，经上述第一电阻对上述第一平滑电路部进行充电，在上述第一平滑电路部的充电完成后，上述第一开关接通，使上述第一逆变器能够运转，与上述电容器和上述第一平滑电路部的充电并行地，经上述第二电阻对上述第二平滑电路部进行充电，在上述第二平滑电路部的充电完成后，上述第二开关接通，使上述第二逆变器能够运转(技术方案7)。
根据这种结构，由于在接入交流一次电源的同时，一齐开始电容器、第一平滑电路部和第二平滑电路部的充电，且通过第一平滑电路部的充电完成确认，第一逆变器可进行运转，通过第二平滑电路部的充电完成确认，使第二逆变器可进行运转，因此，与等待电容器的充电完成而系统整体才可进行运转的结构相比，能够大幅度地缩短从接入电源到系统整体可运转的时间。
此外，优选上述电容器利用在接入上述交流一次电源而使上述电容器的充电完成后接通的上述第三开关、和与上述第三冲击电流抑制电路串联连接的第五开关，不经由上述第三电阻地直接与上述直流输出线路的正极端子连接，在接入上述交流一次电源后，经上述第一电阻对上述第一平滑电路部进行充电，在上述第一平滑电路部的充电完成后，上述第一开关接通，与上述第一平滑电路部的充电并行地，经上述第二电阻对上述第二平滑电路部进行充电，在上述第二平滑电路部的充电完成后，上述第二开关接通，当在上述第一平滑电路部和上述第二平滑电路部的充电完成后上述第五开关接通时，开始上述电容器的充电，并且使上述第一逆变器和上述第二逆变器能够运转(技术方案8)。
根据这种结构，由于当第一平滑电路部和第二平滑电路部的充电完成后第五开关接通时，使第一逆变器和第二逆变器可进行运转，因此，与等待电容器的充电完成而系统整体才可进行运转的结构相比，能够大幅度地缩短从接通电源到系统整体可进行运转的时间。
而且，由于在第一平滑电路部和第二平滑电路部的充电完成后进行电容器的充电，因此可减轻施加于转换器部的负担。
另外，优选包括上述电容器的电压检测单元，上述电容器利用在接入上述交流一次电源而使上述电容器的充电完成后接通的上述第三开关、和与上述第三冲击电流抑制电路串联连接的第五开关，不经由上述第三电阻地直接与上述直流输出线路的正极端子连接，在接入上述交流一次电源后，经上述第一电阻对上述第一平滑电路部进行充电，在上述第一平滑电路部的充电完成后上述第一开关接通，与上述第一平滑电路部的充电并行地，经上述第二电阻对上述第二平滑电路部进行充电，在上述第二平滑电路部的充电完成后上述第二开关接通，在上述第一平滑电路部和上述第二平滑电路部的充电完成后，在由上述电压检测单元检测出的上述电容器的电压值低于预先设定的阈值的情况下，上述第五开关接通，开始上述电容器的充电，并且使上述第一逆变器和上述第二逆变器能够运转，在上述充电完成后，在由上述电压检测单元检测出的上述电容器的电压值为预先设定的阈值以上的情况下，上述第五开关接通，使上述电容器的充电完成，并且使上述第一逆变器和上述第二逆变器能够运转(技术方案9)。
根据这种结构，由于当第一平滑电路部和第二平滑电路部的充电完成后第五开关接通时，第一逆变器和第二逆变器可进行运转，因此，与等待电容器的充电完成而系统整体才可进行运转的结构相比，能够大幅度地缩短从接通电源到系统整体可进行运转的时间。
而且，由于在第一平滑电路部和第二平滑电路部的充电完成后进行电容器的充电，因此可减轻施加于转换器部的负担。
而且，进而在所述充电完成后，在由所述电压检测单元检测的所述电容器的电压值为预先设定的阈值以上的情况下，因为没有电容器充电的等待时间，所以不会产生再生能量的再利用效率的降低。
发明效果
如上所述，根据本发明的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，由于垂直输送机的再生用电动机的驱动控制装置的第一逆变器所具备的电容器能够蓄存再生能量，且能够将该蓄存电力供给到牵引用电动机的驱动控制装置的第二逆变器，因此，能够实现有效利用再生电力，极力降低交流一次电源的消耗等显著效果。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的结构的方框图。
图2是该装置的流程图。
图3是表示包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的实验设备的概要的方框图和动作说明图以及表示机械装置的参数的图。
图4是表示不使用电容器而是将再生能量作为热能进行消耗的、现有的使用制动电阻电路的驱动系统的驱动控制装置的概要结构的方框图。
图5(a)是表示电容器充电的等效电路的图，(b)是表示随着时间的充电电流的变化的图。
图6是表示本发明实施方式2的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的结构的方框图。
图7是该装置的流程图。
图8是表示本发明实施方式3的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的结构的方框图。
图9是该装置的流程图。
图10是垂直输送机的动作并行充电等效电路。
图11是表示SW5接通且SW3断开的初始充电中的随着时间的直流母线电压以及电容器电压和电容器充电电流的变化的图，(a)表示的是再生能量未产生的情况下，(b)表示的是再生能量产生的情况。
图12是表示本发明实施方式4的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的结构的方框图。
图13是该装置的流程图。
具体实施方式
(实施方式1)
如图1的方框图所示，本发明实施方式1的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置包括：垂直输送机的再生用电动机M1的驱动控制装置A；和牵引用电动机M2的驱动控制装置B。
在此，驱动控制装置A具有第一逆变器INV1和第一逆变器控制部6，其中，第一逆变器INV1包括：将从交流一次电源P供给的交流电压转换成直流电压的转换器部1(整流电路)；使由转换器部1转换后的直流电压平滑的第一平滑电路部2；将并联连接的第一电阻R1和第一开关SW1连接于第一平滑电路部2的一次侧而得到的第一冲击电流抑制电路3；将由第一平滑电路部2平滑了的直流电压转换成可变电压可变频率的交流电压后向再生用电动机M1输出的第一逆变器部4(斩波电路)；和与第一平滑电路部2并联连接的再生电阻电路部5，第一逆变器控制部6控制第一逆变器部4以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压。
另外，驱动控制装置B具有第二逆变器INV2和第二逆变器控制部10，其中，第二逆变器INV2包括：使直流电压平滑的第二平滑电路部7；将并联连接的第二电阻R2和第二开关SW2连接于第二平滑电路部7的一次侧而得到的第二冲击电流抑制电路8；和将由第二平滑电路部7平滑了的直流电压转换成可变电压可变频率的交流电压后向牵引用电动机M2输出的第二逆变器部9，第二逆变器控制部10控制第二逆变器部9以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压。
此外，驱动控制装置A包括电容器12，该电容器12经由将第三电阻R3和第三开关SW3并联连接而得到的第三冲击电流抑制电路11，连接于转换器部1的直流输出线路的正极端子P11和负极端子N1间，在再生用电动机M1再生运转时储存第一逆变器部4的输入部中产生的直流再生电力。
另外，第一逆变器INV1的直流母线的正极端子P12和第二逆变器INV2的直流母线的正极端子P2经第四开关SW4连接，第一逆变器INV1的直流母线的负极端子(转换器部1的直流输出线路的负极端子)N1和第二逆变器INV2的直流母线的负极端子N2短路。
此外，电容器12除包含电气双层电容器和锂离子电容器以外，还包含具有可快速充放电的特性的二次电池。
如图1的方框图和图2的流程图所示，当从交流一次电源P向第一逆变器INV1供给电力时，从转换器部1(整流电路)经正极端子P11，经过第三冲击电流抑制电路11的第三电阻R3对电容器12充电。当假设交流一次电源P的电压为200VAC时，电容器12被充电直至282VDC。
在向电容器12的充电开始的同时，第一定时器开始工作，当第一定时器经过规定时间时，即，当经过向电容器12的规定的充电时间时，第三冲击电流抑制电路11的第三开关SW3接通，所以电容器12不经由第三电阻R3，而是直接与正极端子P12连接，对正极端子P12施加282VDC的直流电压，接着，经过第一冲击电流抑制电路3的第一电阻R1，对第一平滑电路部2(平滑电容器C1)充电。
在向第一平滑电路部2(平滑电容器C1)的充电开始的同时，第二定时器开始工作，当第二定时器经过规定期间时，即，当经过向第一平滑电路部2(平滑电容器C1)的规定的充电时间时，第一冲击电流抑制电路3的第一开关SW1接通，第一逆变器INV1的可运转信号变成导通(ON)。
当第一逆变器INV1的可运转信号变成导通时，同时第四开关SW4接通，经过第二逆变器INV2的第二冲击电流抑制电路8的第二电阻R2，对第二平滑电路部7(平滑电容器C2)充电。
在向第二平滑电路部7(平滑电容器C2)的充电开始的同时，第三定时器开始工作，当第三定时器经过规定期间时，即，当经过向第二平滑电路部7(平滑电容器C2)的规定的充电时间时，第二冲击电流抑制电路8的第二开关SW2接通，第二逆变器INV2的可运转信号变成导通。
通过第一逆变器INV1和第二逆变器INV2的可运转信号经如上所述的顺序变成导通，系统整体可进行运转。
在以上的说明中，通过第一定时器、第二定时器和第三定时器进行电容器12、第一平滑电路部2(平滑电容器C1)和第二平滑电路部7(平滑电容器C2)的充电完成确认，但也可以构成为通过电压检测等其他装置进行这种充电完成确认。
当垂直输送机进行再生运转时，由再生用电动机M1产生的再生电力由于第一开关SW1和第三开关SW3接通，因此在电容器12直接蓄电。此时，在牵引用电动机M2为运转中的情况下，也向第二逆变器INV2侧供给再生电力，在牵引用电动机M2停止的情况下，再生电力全都充电于电容器12，使电容器12的蓄存电位上升。
当假设电容器12的蓄存电位上升到380VDC时，第一逆变器控制部6检测第一逆变器INV1的平滑电容器C1的电位，使再生电阻电路部5的晶体管TR1导通，使再生电力流到再生电阻R4，通过由再生电阻R4作为热能进行消耗，来防止电容器12的过电压。
另外，在牵引用电动机M2为运转中再生用电动机M1已停止的情况下，如果电容器12的电位为282VDC以上，则牵引用电动机M2通过蓄存于电容器12的电力而继续运转，如果电容器12的电位不足282VDC，则牵引用电动机M2从交流一次电源P接受电力供给而继续运转。
在以上的说明中，表示的是在消耗再生电力的牵引用电动机的驱动控制装置B中，电动机M2和第二逆变器INV2分别为1台的情况，但牵引用电动机和逆变器也可以为多台。其中，牵引用电动机1台的电容必须为从再生用电动机M1的驱动控制装置A的转换器部1(整流电路)的电流限制值起不超过其电流电容的电动机电容。
根据如上所述的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，由于再生用电动机M1的驱动控制装置A的第一逆变器INV1包括在再生用电动机M1进行再生运转时储存第一逆变器部4的输入部所产生的直流再生电力的电容器12，并且能够将充电于电容器12的电力向牵引用电动机M2的驱动控制装置B的第二逆变器INV2供给，因此例如，通过在同时限内进行如牵引电力比再生电力大那样的组合，不会将再生电力作为热能而丢弃于再生电阻，能够100％有效地利用再生电力，所以通过有效利用由生产线等中使用的再生运转的比率高的垂直输送机产生的再生电力，能够极力降低交流一次电源P的消耗。
另外，在向电容器12充电再生电力或者从电容器12放电再生电力时，与通过升降压用的双向DC/DC转换器，或如一次电源再生系统那样通过再生转换器，使再生电力反馈到一次电源侧的系统相比，由于不是通过转换器而是直接向电容器12充放电，因此没有电压转换损失，所以能够将再生电力高效地蓄存于电容器12，并且能够有效地利用蓄存于电容器12的再生电力。
接着，对在生产线等中有效利用再生电力的、本发明的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的验证实验等进行说明。
如图3的表示包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的实验设备的概要的方框图和动作说明图所示，该实验设备具备垂直输送机V和水平传送单元H。
垂直输送机V利用具备可通过滑动叉而沿水平方向进退的承载部的支承架CA，将位于高位置的工件W移载于低位置。
另外，水平传送单元H通过摩擦辊式驱动装置Dr.1～Dr.9，将载置有由垂直输送机V交出的工件W的未图示的非自走式台车沿着水平环状路径进行输送。
如图3的机械装置参数所示，垂直输送机V在装载工件W下降时，支承架侧变重350kg(920kg(支承架重量)+700kg(工件重量)－1270kg(配重重量)＝350kg)，在空载上升时，配重侧变重350kg(1270kg(配重重量)－920kg(支承架重量)＝350kg)，在下降和上升双方的动作中，升降用电动机作为产生再生电力的发电机而动作，升降用电动机的逆变器为再生主体的升降用电动机的驱动控制装置A的第一逆变器INV1。
另外，滑动叉驱动用电动机的逆变器和摩擦辊式驱动装置Dr.1～Dr.9用电动机的逆变器为牵引用电动机的驱动控制装置B的第二逆变器INV2和第三逆变器INV3。
将求出了按照图3中的动作S1～S9(也参照表1中的“动作说明”)而垂直输送机V的运转1周期时的牵引电量和再生电量的结果表示在表1中。以表1中的电量计，正的为牵引电量，负的为再生电量。
在此，动作S5和S9记载的图3未图示的辅助DL(升降器)是为进行检测试验而将工件W从下限的临时放置台举到上限的设备，动作S5(等待辅助DL下降)为在辅助DL在上限交出了工件W以后，以空载下降到下限时的等待时间，动作S9(等待辅助DL上升)为在辅助DL将工件W从下限举到上限时的等待时间。
[表1]
(电容器的规格)
作为第一逆变器INV1的电容器12，使用串联连接有两个电容器模块的下述规格的电容器。
型式：电气双层电容器
额定电压：DC378V
最大峰值电压：DC406V
静电电容(C)：1.5F
直流内部电阻(R)：206mΩ
(电容器的蓄存容量)
电容器12的使用电压范围为282V～380V，该使用电压范围内的可有效蓄存电量U通过下式(1)而求出。
U＝(1/2)·C·(V12－V22)
＝(0.5)·(1.5)·(3802－2822)＝48657J  (1)
在本实验设备的情况下，由表1可知，垂直输送机V的运转1周期所产生的再生电量和牵引电量的相差总和在1周期动作结束时为10395J。
与此相对，如式(1)所示，所使用的电容器12的可蓄存容量为48657J，因此具有足够的电容。
在本实验设备的情况下，由于具有后述的电容器的过电压保护功能，因此作为电容器电容，只要为比1周期的再生和牵引的相差电量(10395J)小的电容即可。下面，说明其理由。
首先，关于电容器12的使用电压范围(282VDC～380VDC)，说明其根据。
因为图1的交流一次电源P的电压为200VAC，所以当由第一逆变器INV1的转换器部1(整流电路)转换成直流时，就成为根号2倍的282VDC，因此只要连接有一次电源P，电容器12就时常成为充电成该电压的状态，所以下限电压变成282VDC。
另外，在通常的200V系通用逆变器的情况下，当再生电力从电动机M1反馈到第一逆变器INV1时，蓄存于平滑电容器C1，使电容器两端的直流母线电压上升。
第一逆变器控制部6当检测到直流母线的电压上升到380V时，使再生电阻电路部5的晶体管TR1导通，使蓄存于平滑电容器C1的再生电力流到再生电阻R4，以作为热能而消耗的方式发挥作用。
这些动作在电容器12并联连接于平滑电容器C1的状态下也同样，因此，直流母线电压时常维持在282VDC～380VDC的范围内。
此外，电容器12需要具有上限电压的380VDC以上的耐压(最大峰值电压)，但电容器12的最大峰值电压如上述规格所示，为406VDC，所以没有问题。
由以上可知，电容器12的蓄存容量具有充分的余地，耐电压也归零，因此，作为电容器12，选择静电电容小的电容器，抑制成本的方法为上策。另外，由于第一逆变器INV1的向再生电阻R4的放电开始电压(380VDC)不足电容器12的耐电压，因此即使蓄存电力增加而电容器电位上升，也在达到耐电压以前进行向再生电阻R4的放电，所以能够以电容器12达不到过电压的方式进行保护。即，第一逆变器INV1具有电容器12的过电压保护功能。
(电容器电位的变化)
将表1的垂直输送机V的动作S1～S9实现的电容器12的蓄存能量和蓄存电位的变化表示在表2中。此外，水平传送单元H的摩擦辊式驱动装置Dr.1～Dr.9用电动机设为时常4台电动机(100W/1台)进行运转。
[表2]
由表2可知，因为在电容器电位将要不足282V时，从一次电源P接受电力供给，所以电容器电位在不足282V时不会下降。
例如，在表2中，在动作S4(上升到上限：低速上升)、动作S5(上限待机：等待辅助DL下降)和动作S9(下限待机：等待辅助DL上升)这三个动作中，由于电容器12的蓄存能量将要低于59643J，因此从电位高的一次电源P供给电力，电容器电位维持282V。
另外，当电容器电位上升而超过380V时，如上所述，再生电阻电路部5的晶体管TR1导通，因此再生能量由再生电阻R4作为热能而消耗，所以电容器电位构成为不会上升到380V以上，但在本实验设备的情况下，只要正常地动作，电容器电位最高只上升到约293.1V。
因此，只要未通过手动操作等而预先在电容器12中蓄存有能量，则即使实施连续运转，也不会使电压上升到再生电阻电路部5的晶体管TR1的导通电压(380V)。
由以上可知，作为要求的再生电力蓄存用电容器12的可有效蓄存容量，不是1周期中的再生能量的总和，另外，也不是再生和牵引能量的相差，而是只要蓄存由1周期中的连续的一个动作(上升或下降等，在表2中，动作S1和S2(上升到中间：高速上升和低速上升))产生的最大的再生能量(在表2中，7387J)即可。
通过使用具有这种可有效蓄存容量的电容器12，能够实现成本降低化。另外，通过与再生电阻电路部5组合，也不会达到过电压。
此外，如果对动作条件赋予制约，则作为电容器12的可有效蓄存容量，只要具有1周期中产生的再生能量的总和电容以上即可。
而且，如图3所示，通过将需要比在1周期运转中由垂直输送机V产生的再生能量大的能量的牵引用的水平传送单元H与垂直输送机V组合而使用，能够100％有效利用再生能量。
(制动电阻电路进行的再生能量处理)
出于确认是否通过流到电容器12的充电电流可得到足够的制动扭矩的目的，与不使用电容器12而是使用将再生能量作为热能而消耗的现有制动电阻电路的逆变器驱动电动机的控制进行比较。
在图4表示概要结构的使用现有制动电阻电路13的驱动系统的驱动控制装置的方框图中，使用逆变器厂家的选择软件选择到的制动电阻R5，计算流到制动电阻R5的电流值，由此，能够明确用于使垂直输送机V停止在规定于有限的时间内的位置的再生电流值。
其中，在此必须注意的是如下这一点，即，在电容器蓄存再生能量的情况下，充电电流连续流动，但在使用制动电阻电路13而作为热能进行消耗的情况下，流到电阻电路的电流成为反复进行导通和截止的间歇动作。
因而，只要从使用制动电阻电路13的结构的导通和截止的比率，求出占空因数，且求出该占空因数乘以流到制动电阻R5的电流所得的平均电流，以该平均电流为比较对象即可。
下面表示的是垂直输送机V的电动机、逆变器和制动电阻等的各规格。
电动机(M1)：三相200V，5.5kW，4极
逆变器(INV1)：三相200V，5.5kW
内置平滑电容器(C1)：3120μF
再生晶体管(TR1)的导通电压：379V以上
再生晶体管(TR1)的截止电压：不足379V(考虑到延迟时间时，为377V以下)
制动电阻(R5)：20Ω
(在制动电阻内流动的平均再生电流)
当再生能量蓄存于平滑电容器C1，且两端的电压超过379V时，制动电阻电路13的晶体管TR1导通。此时，流到制动电阻R5(20Ω)的电流的最大值Imax通过下式(2)求出。
Imax＝379/20＝18.95A  (2)
当晶体管TR1导通而向制动电阻R5流动电流，且平滑电容器C1的电位下降时，晶体管TR1截止，再次开始充电。
通过将这种导通和截止的占空因数(使用实测求出的数值27％)乘以由式(2)求出的电流的最大值Imax，平均再生电流Iave通过下式(3)求出。
Iave＝Imax·Duty＝(18.95)·(0.27)＝5.1A  (3)
(向电容器蓄存再生能量时的充电速度)
作为电容器12所要求的条件，如上所述，需要的是仅能够将电动机M1产生的再生能量蓄存的电容、和连接电路和蓄存能量实现的额定电压，但作为其以外所要求的条件，具有蓄存再生能量时的充电速度。
在表1中，试着对在1周期动作中的最短时间内最大的再生能量反馈的动作进行如下验证，即，此时的电容器充电电流为几安培，是否可得到其充电电流值所需的制动扭矩，是否能够在有限的时间内将电动机产生的再生能量充电于电容器12。
这成为判断是否能够对垂直输送机V沿着预定的速度曲线并按照目标进行控制的材料。
此外，关于“所需的制动扭矩”的判断通过在电容器再生中，是否能够在与将图4所示的制动电阻电路13实现的再生能量转换成热能的处理相同的时刻，将再生能量充电于电容器12来判断。
在表1中，在最短时间内最大的再生能量产生的动作为动作S1的“高速上升”中的“高速上升&减速”，在该动作时间2.7秒钟内，产生了5244J的再生能量，在该再生能量蓄存于电容器12的情况下，通过计算而求出电容器12的电压上升以及充电电流和充电能量变成了多少。其中，作为电容器12被预充电到300V的装置，未考虑平滑电容器C1。
由于在2.7秒钟内向充电到300V(V2)的电容器12蓄存5244J的能量，因此利用式(1)，蓄存后的电容器电压V1通过下式(4)而求出。
V1＝√(2·(5244)/1.5+3002)＝311.4V  (4)
即，电容器电压从300V上升到311.4V，上升了11.4V(ΔV)。
接着，2.7秒钟(动作时间(再生能量的产生时间)Ta)的电容器12的充电所需的平均电流Ireg通过下式(5)而求出。
Ireg＝C·ΔV/Ta
＝(1.5)·(11.4)/2.7＝6.33A  (5)
总之，当在2.7秒钟的再生运转中，对电容器12流动6.33A的平均充电电流Ireg时，能够蓄存5244J的再生能量。
其结果是，当初为300V的电容器电位上升了11.4V，成为311.4V。
当将式(3)求出的在制动电阻R5内流动的平均再生电流Iave、和式(5)求出的电容器12的充电所需的平均充电电流Ireg进行比较时，为Iave＜Ireg，因此电容器12的静电电容没有问题。
(电容器的充电速度(功率密度))
接下来，关于电容器12的性能，对直流内部电阻和能量的充电时间进行探讨。
即使5244J的再生能量不是在2.7秒钟内产生，而是瞬时产生，也探讨电容器12在多少时间内能够吸收(充电)其能量。
因为蓄存引起的电压上升为11.4V(ΔV)，且电容器12的直流内部电阻R为0.206Ω，所以与将蓄存引起的电压上升ΔV表示成V的图5(a)所示的电容器12的充电电路等效。
可知，该等效电路的时间常数T为T＝CR＝(1.5)·(0.206)＝0.31s，充电电流i的变化的快慢在直流内部电阻R越小时越快。关于静电电容C，也是同样的倾向，但由于静电电容C关系到蓄存容量，因此需要加以考虑。
另外，由表示图5(a)的等效电路的随着时间t的充电电流i的变化的图5(b)可知，电压上升值(ΔV＝V)除以电容器12的直流内部电阻R而求出的电流值I0在经过2秒以后，大致变成零(I20＝0.09A)，5244J的再生能量在约2秒内几乎(99.84％)都充电于电容器12。
因而，由于电流值I0的残留率大致变成零(0.16％)的时间(约2秒)比再生能量的产生时间(动作时间Ta)即2.7秒足够短，因此电容器12的充电速度没有问题。
(电容器选择条件)
下面，总结基于以上的探讨结果的电容器12的选择条件。
(a)通过一直以来广泛使用的逆变器厂家的选择软件，求出在实施垂直输送机V的最佳控制上所需的制动单元的电容、和与该制动单元连接的制动电阻值。
(b)接着，根据逆变器的平滑电容器的规格和晶体管的导通·截止电压参数，求出垂直输送机V进入再生运转时流到制动电阻电路的平均电流值。
(c)由式(3)求出的平均再生电流Iave(在本实验设备的例子中，5.1A)是在最短时间内产生最大再生能量时的流到制动电阻R5的电流值，在同等条件下，如果在与式(5)求出的平均充电电流Ireg(在本实验设备的例子中，6.33A)之间，Iave＜Ireg的关系成立，则能够产生电动机所需的制动扭矩。在电容器再生的情况下，决定该平均充电电流的要素为静电电容。
(d)能够将在继续再生运转时间内产生的能量充电于电容器12是在有限的时间内使输送机停止在恒定位置的必要条件。用于判断其条件的要素是图5(a)内所示的电容器12的直流内部电阻R。
(e)即，条件如下：由产生能量的蓄存引起的电容器12的电压上升值ΔV(11.4V)除以直流内部电阻R(0.206Ω)所得的电流值I0(55A)比由式(5)求出的平均电流值Ireg(6.33A)足够大；根据电容器12的静电电容C与直流内部电阻R的乘积，求出时间常数和残留率，如图5(b)所示，调查先求出的电流值I0(55A)在多少时间内大致成为零，其时间比再生能量产生的时间(动作时间Ta)足够短。
由以上的探讨结果可知，当整理具备储存再生电力的电容器12的本发明的包含垂直输送机V的驱动系统的驱动控制装置所要求的条件时，如下所述。
(1)作为电容器12的有效蓄存容量，能够蓄存在垂直输送机V的1周期运转中，由连续的一个动作(上升或下降等)产生的最大的再生能量。当未对动作条件赋予制约时，具有仅能够蓄存在1周期运转中产生的再生能量的电容。
(2)电容器12的耐电压(最大峰值电压)比组合的再生电阻电路部5的晶体管导通电压高。即，再生电阻电路部5的晶体管导通电压比电容器12的耐电压(最大峰值电压)低。
(3)关于向电容器12充电再生能量时的平均充电电流和能量吸收速度，全部满足上述的(电容器选择条件)的(a)～(e)的条件。
(4)作为电容器12的溢流对策，组合的再生电阻电路部5使在电容器12已满时向再生电阻R4流入再生电力时可得到垂直输送机V需要的制动扭矩的电流值流动。
(5)为了有效利用垂直输送机V产生的再生能量，组合的牵引主体的输送机的消耗能量比再生能量大。不足的牵引能量从一次电源供给，运转得以继续。
此外，在上述(1)～(5)的条件中，为了能够有效利用再生电力而对垂直输送机V沿着预定的速度曲线并按照目标进行速度控制，特别重要的条件为(3)。
图1的方框图和图2的流程图所示的实施方式1的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置通过首先进行电容器12的充电，其次进行第一逆变器INV1的平滑电容器C1的充电，接着进行第二逆变器INV2的平滑电容器C2的充电，可使系统整体运转。
这样，阶段性地实施电容器或平滑电容器的充电的理由与第一逆变器INV1的转换器部1(整流电路)的电流额定值比电容器12或电容器C1、C2的充电电流值的总和低的情况相对应，这样，阶段性地进行充电的方式(下称“分步充电方式”)的优点是能够100％回收再利用再生能量这一点。
在实施方式1的分步充电方式中，具有上述那样的特长，另一方面，因为阶段性地进行充电，所以也具有直到第一逆变器INV1和第二逆变器INV2的可运转信号导通而系统整体可进行运转，都必须具有用于充电的一定时间(例如，3分钟左右)这种缺点。
例如，在汽车的生产线等中，由于在产生了非正常停止或重大故障的情况下，控制盘的一次电源被截断，由此安全得以确保，因此在这种生产线采用了实施方式1的分步充电方式的情况下，即使在异常的修复后接通电源，也需要具有上述一定时间，因为在系统的修复上需要花费时间而牵涉到生产损失，所以从缩短系统的修复时间这种观点来看，还有改进的余地。
以下的实施方式2～4的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置是用于缩短系统的修复时间(从接通电源到系统整体可进行运转的时间)的装置。
(实施方式2)
图6的方框图和图7的流程图是表示本发明的实施方式2的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的图，与实施方式1的图1相同的符号表示相同或相当部分。
电容器12利用在接入交流一次电源P而使电容器12的充电完成后接通的第三开关SW3，不经由第三电阻R3地直接与直流输出线路的正极端子P11连接。
另外，与电容器12的充电并行，经第一电阻R1对第一平滑电路部2的平滑电容器C1进行充电，在第一平滑电路部2的充电完成后，第一开关SW1接通，第一逆变器INV1可进行运转。
进而，与电容器12和平滑电容器C1的充电并行，经第二电阻R2对第二平滑电路部7的平滑电容器C2进行充电，在第二平滑电路部7的充电完成后，第二开关SW2接通，第二逆变器INV2可进行运转。
这样，在实施方式2的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置中，在一次电源P的接入的同时，一齐开始电容器12、平滑电容器C1和平滑电容器C2的充电(以下，称为“一齐充电方式”)，由于在第二定时器和第三定时器的等待时间内各自的逆变器INV1和INV2可进行运转，因此从接通电源到系统整体可进行运转的时间不足1秒，与分步充电方式相比，大幅度地缩短。
此外，在一齐充电方式中，因为充电电流变大，所以需要将转换器部1(整流电路)的电流额定设为足够的电容。
在此，由于电容器12的充电需要比平滑电容器C1、C2长的时间，因此在一齐充电方式中，在电容器12的充电完成前，发生由第一逆变器INV1驱动的电动机M1、和由第二逆变器INV2驱动的电动机M2开始动作的情况。
因而，当再生用电动机M1开始运转时，也取决于电容器12的充电状态，但会发生要反馈的再生电力不蓄存于电容器12，而是由再生电阻R4作为热能而消耗的情况，直到电容器12的充电完成，再生能量的回收效率都比分步充电方式低。
(实施方式3)
图8的方框图和图9的流程图是表示本发明的实施方式3的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的图，与实施方式1的图1相同的符号表示相同或相当部分。
电容器12利用在接入交流一次电源P而使电容器12的充电完成后接通的第三开关SW3、和与第三冲击电流抑制电路11串联连接的第五开关SW5，不经由第三电阻R3地直接与直流输出线路的正极端子P11连接。
实施方式3的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置在交流一次电源P的接入以后，首先并行地进行第一逆变器INV1内置的平滑电容器C1和第二逆变器INV2内置的平滑电容器C2的充电，稍后，在设定时间比第二定时器和第三定时器长的第五定时器计时完成的时刻，进行电容器12的充电。
在此，当平滑电容器C1和C2的充电完成，第五定时器进行计时时，因为电动机M1和M2可进行运转，所以边使电动机M1和M2运转，边进行电容器12的充电(下称“动作并行充电方式”)。
因而，在动作并行充电方式中，由于在设定时间比第二定时器和第三定时器长的第五定时器的等待时间内，第一逆变器INV1和第二逆变器INV2可进行运转，因此从接入电源到系统整体可运转的时间为数秒左右，比分步充电方式大幅度地缩短。
而且，由于利用第五定时器(第五开关SW5)分割平滑电容器C1和C2的充电和电容器12的充电，因此可减轻施加于转换器部1(整流电路)的负担。
在此，在动作并行充电方式中，由于在电容器12的充电完成前，由第一逆变器INV1驱动的电动机M1、和由第二逆变器INV2驱动的电动机M2开始动作，因此，当再生用电动机M1开始运转时，也取决于电容器12的充电状态，会发生要反馈的再生电力不蓄存于电容器12，而是由再生电阻R4作为热能而消耗的情况，直到电容器12的充电完成，再生能量的回收效率都比分步充电方式低。
以上的实施方式3的利用第二定时器、第三定时器、第五定时器和第六定时器(参照图9)的充电完成确认也可以构成为通过电压检测等其他单元进行。
下面，参照图10所示的垂直输送机的动作并行充电等效电路、以及图11所示的表示图10的第五开关SW5接通且第三开关SW3断开的初始充电中的伴随时间的直流母线电压(v1)以及电容器电压(v2)和电容器充电电流(i)的变化的图，对再生能量的回收效率的降低进行说明。
相对于图11(a)所示的未产生再生能量的情况而言，在图11(b)所示的产生再生能量的情况下，在电容器12的上述初始充电中，当再生电力从再生用电动机M1反馈时，首先，再生电力向与直流母线连接的平滑电容器C1(数千μF/数百mΩ)流入。在该时刻，由于在电容器电路上连接有数十Ω的冲击电流抑制电阻R3，因此当与平滑电容器C1相比时，电容器12的充电速度非常慢。充电速度快的平滑电容器C1由于静电电容也小，因此其电位会急剧上升，从而使直流母线电压v1上升。
其结果是，由于直流母线电压v1上升到电压值v1a，因此在与电容器12的两端的电压值v2a之间产生电位差。通过该电位差，充电电流(ia＝(v1a－v2a)/R3)向冲击电流抑制电阻R3流出。
因为该充电电流ia一直流到电动机M1的再生运转结束，所以电容器12蓄存再生电力而上升到电压值v2b。
通过这种电动机M1的再生运转中的再生电力的大小，发生如直流母线电压v1a超过再生晶体管TR1的导通电压那样的情况，再生电力不会蓄存于电容器12，而是由再生电阻R4作为热能进行消耗。这样，再生能量的再利用效率就会降低。
(实施方式4)
图12的方框图和图13的流程图是表示本发明的实施方式4的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置的图，与实施方式1的图1相同的符号表示的是相同或相当部分。另外，图12的方框图是相对于实施方式3的图8的方框图而言施加有电容器12的电压检测单元的图。
实施方式4的包含垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置在交流一次电源P的接入后，首先并行地进行第一逆变器INV1内置的平滑电容器C1和第二逆变器INV2内置的平滑电容器C2的充电，在平滑电容器C1和C2的充电完成后，在经过了第五定时器的设定时间后，使第五开关SW5接通而开始电容器12的充电之前，由上述电压检测单元检测出电容器12的电压值，在电容器12的电压值为预先设定的阈值以上的情况下，不等待电容器12的充电时间，完成充电，将第五开关SW5和第三开关SW3同时接通。
由上述电压检测单元检测出的电容器12的电压值在经过了第五定时器的设定时间时不足阈值的情况下，将第五开关SW5接通，经电阻R3对电容器12进行充电，在电容器12的电压值超过阈值的时刻，将第三开关SW3接通(下称“利用电压探测的充电方式”)。
因而，在利用电压探测的充电方式中，由于在设定时间比第二定时器和第三定时器长的第五定时器的等待时间内，各自的逆变器INV1和INV2可进行运转，因此从接通电源到系统整体可进行运转的时间为数秒左右，比分步充电方式大幅地缩短。
而且，在经过了第五定时器的设定时间时，如果电容器12的电压值为阈值以上，则没有电容器充电的等待时间，不会产生如实施方式3说明的再生能量的再利用效率的降低。
但是，在由电压检测单元检测出的电容器12的电压值不足阈值的情况下，与动作并行充电方式同样，有时会产生再生能量的再利用效率的降低。
以上的实施方式4的利用第二定时器、第三定时器和第五定时器(参照图13)的充电完成确认也可以构成为通过电压检测等其他单元进行。
符号说明
A   再生用电动机的驱动控制装置
B   牵引用电动机的驱动控制装置
C   电容器的静电电容
CA  支承架
C1、C2   平滑电容器
Dr.1～Dr.9  摩擦辊式驱动装置
INV1   第一逆变器
INV2   第二逆变器
INV3   第三逆变器
H   水平传送单元
M1  再生用电动机
M2  牵引用电动机
P    交流一次电源
P11   转换器部的直流输出线路的正极端子
P12   第一逆变器的直流母线的正极端子
P2    第二逆变器的直流母线的正极端子
N1   转换器部的直流输出线路的负极端子
N2   第二逆变器的直流母线的负极端子
R    电容器的直流内部电阻
R1   第一电阻
R2   第二电阻
R3   第三电阻
R4   再生电阻
R5   制动电阻
SW1   第一开关
SW2   第二开关
SW3   第三开关
SW4   第四开关
SW5   第五开关
TR1、TR2   晶体管
V   垂直输送机
1   转换器部
2   第一平滑电路部
3   第一冲击电流抑制电路
4   第一逆变器部
5   再生电阻电路部
6   第一逆变器控制部
7   第二平滑电路部
8   第二冲击电流抑制电路
9   第二逆变器部
10  第二逆变器控制部
11  第三冲击电流抑制电路
12  电容器
13  制动电阻电路

Claims (9)

1.一种包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于，包括：
再生用电动机的驱动控制装置，其具有第一逆变器和第一逆变器控制部，其中，所述第一逆变器包括将从交流一次电源供给的交流电压转换为直流电压的转换器部，使由所述转换器部转换后的直流电压平滑的第一平滑电路部，将并联连接的第一电阻和第一开关连接于所述第一平滑电路部的一次侧而得到的第一冲击电流抑制电路，将由所述第一平滑电路部平滑了的直流电压转换为可变电压可变频率的交流电压后向垂直输送机的再生用电动机输出的第一逆变器部，和与所述第一平滑电路部并联连接的再生电阻电路部，所述第一逆变器控制部控制所述第一逆变器部以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压；
牵引用电动机的驱动控制装置，其在所述转换器部的直流输出线路的正极端子和负极端子间具有第二逆变器和第二逆变器控制部，其中，所述第二逆变器包括使直流电压平滑的第二平滑电路部，将并联连接的第二电阻和第二开关连接于所述第二平滑电路部的一次侧而得到的第二冲击电流抑制电路，和将由所述第二平滑电路部平滑了的直流电压转换为可变电压可变频率的交流电压后向牵引用电动机输出的第二逆变器部，所述第二逆变器控制部控制所述第二逆变器部以输出与速度指令相应的可变电压可变频率的交流电压；和
电容器，其经由将第三电阻和第三开关并联连接而得到的第三冲击电流抑制电路，连接于所述转换器部的直流输出线路的正极端子和负极端子间，在所述再生用电动机再生运转时储存所述第一逆变器部的输入部中产生的直流再生电力，
所述电容器具有静电电容(C)和直流内部电阻(R),使得在所述垂直输送机的再生用电动机的一连串的动作中，在产生最大的再生能量的动作时间内，因在蓄存所述再生用电动机产生的所述再生能量时流动的充电电流，而达到能够产生所述再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值。
2.如权利要求1所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器具有使得所述电容器的静电电容(C)与将所述再生能量蓄存于所述电容器而带来的电压上升值(ΔV)的积(C·ΔV)除以所述动作时间(Ta)所求出的平均充电电流值(Ireg＝C·ΔV/Ta)，比能够产生所述再生用电动机的速度控制所需的制动扭矩的电流值(Iave)大(Iave＜Ireg)的静电电容(C)，并且，所述电容器具有使得所述电压上升值(ΔV)除以所述电容器的直流内部电阻(R)所求出的电流值(I0＝ΔV/R)比所述平均充电电流值(Ireg)大(I0＞Ireg)的直流内部电阻(R)。
3.如权利要求2所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器具有使得残留率大致为零的时间比所述动作时间(Ta)短的静电电容(C)和直流内部电阻(R)，其中，该残留率为使用根据所述静电电容(C)和所述直流内部电阻(R)的积求出的时间常数(T＝C·R)和自然对数的底(e)，利用在时间(t)的电流残留率的计算式(e-t/CR)，求出所述电压上升值(ΔV)除以所述电容器的直流内部电阻(R)所求出的电流值(I0)的残留率。
4.如权利要求1～3中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述再生电阻电路部的晶体管的导通电压比所述电容器的耐电压低。
5.如权利要求1～4中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器的可有效蓄存容量为在所述垂直输送机的1周期运转中产生的再生能量的总和以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器利用在接入所述交流一次电源而使所述电容器的充电完成后接通的所述第三开关，不经由所述第三电阻地直接与所述直流输出线路的正极端子连接，并且，使所述直流输出线路的正极端子与所述第一逆变器的直流母线的正极端子短路，与此同时经所述第一电阻对所述第一平滑电路部进行充电，在所述第一平滑电路部的充电完成后，所述第一开关接通，使所述第一逆变器能够运转，
在所述第一逆变器能够运转的同时，连接所述第一逆变器的直流母线的正极端子与所述第二逆变器的直流母线的正极端子的第四开关接通，与此同时经所述第二电阻对所述第二平滑电路部进行充电，在所述第二平滑电路部的充电完成后，所述第二开关接通，使所述第二逆变器能够运转。
7.如权利要求1～5中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器利用在接入所述交流一次电源而使所述电容器的充电完成后接通的所述第三开关，不经由所述第三电阻地直接与所述直流输出线路的正极端子连接，
与所述电容器的充电并行地，经所述第一电阻对所述第一平滑电路部进行充电，在所述第一平滑电路部的充电完成后，所述第一开关接通，使所述第一逆变器能够运转，
与所述电容器和所述第一平滑电路部的充电并行地，经所述第二电阻对所述第二平滑电路部进行充电，在所述第二平滑电路部的充电完成后，所述第二开关接通，使所述第二逆变器能够运转。
8.如权利要求1～5中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于：
所述电容器利用在接入所述交流一次电源而使所述电容器的充电完成后接通的所述第三开关、和与所述第三冲击电流抑制电路串联连接的第五开关，不经由所述第三电阻地直接与所述直流输出线路的正极端子连接，
在接入所述交流一次电源后，经所述第一电阻对所述第一平滑电路部进行充电，在所述第一平滑电路部的充电完成后，所述第一开关接通，与所述第一平滑电路部的充电并行地，经所述第二电阻对所述第二平滑电路部进行充电，在所述第二平滑电路部的充电完成后，所述第二开关接通，
当在所述第一平滑电路部和所述第二平滑电路部的充电完成后所述第五开关接通时，开始所述电容器的充电，并且使所述第一逆变器和所述第二逆变器能够运转。
9.如权利要求1～5中任一项所述的包括垂直输送机的驱动系统的驱动控制装置，其特征在于，包括所述电容器的电压检测单元，
所述电容器利用在接入所述交流一次电源而使所述电容器的充电完成后接通的所述第三开关、和与所述第三冲击电流抑制电路串联连接的第五开关，不经由所述第三电阻地直接与所述直流输出线路的正极端子连接，
在接入所述交流一次电源后，经所述第一电阻对所述第一平滑电路部进行充电，在所述第一平滑电路部的充电完成后所述第一开关接通，与所述第一平滑电路部的充电并行地，经所述第二电阻对所述第二平滑电路部进行充电，在所述第二平滑电路部的充电完成后所述第二开关接通，
在所述第一平滑电路部和所述第二平滑电路部的充电完成后，在由所述电压检测单元检测出的所述电容器的电压值低于预先设定的阈值的情况下，所述第五开关接通，开始所述电容器的充电，并且使所述第一逆变器和所述第二逆变器能够运转，
在所述充电完成后，在由所述电压检测单元检测出的所述电容器的电压值为预先设定的阈值以上的情况下，所述第五开关接通，使所述电容器的充电完成，并且使所述第一逆变器和所述第二逆变器能够运转。
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