JP2016116269A - Regenerative power supply device for crane device - Google Patents

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英久 浅野
Hidehisa Asano
英久 浅野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a regenerative power supply device for a crane device capable of sufficiently utilizing regenerative power during winding-down.SOLUTION: A regenerative power supply device for a crane device comprises a DC voltage converter 27 branching from a DC bus and connected, a capacitor connected to the DC voltage converter 27, and control means 37 for controlling a regenerative power supply circuit. The control means 37 comprises a DC bus determination unit 38, a capacitor voltage determination unit 39, and a power supply instruction unit 43. The DC bus determination unit 38 determines whether the voltage of the DC bus becomes not less than a prescribed threshold voltage. The capacitor voltage determination unit 39 determines whether the voltage of a capacitor becomes not less than a prescribed threshold voltage. When the voltage of the DC bus becomes not less than the prescribed threshold voltage, the power supply instruction unit 43 instructs a converter step-down unit 27B to step down the output voltage to a voltage lower than the voltage of the DC bus. When the voltage of the capacitor becomes not less than the prescribed value, the power supply instruction unit 43 instructs a converter set-up unit 27A to step up the output voltage to a voltage higher than the voltage of the DC bus.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、クレーン装置用回生電力供給装置に関する。   The present invention relates to a regenerative power supply device for a crane device.

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。 Conventionally, a winding up and down motor, a rectifier that converts AC power from a commercial AC power source into DC power, and an inverter that converts the converted DC power into driving AC power and supplies the AC power to the winding up and down motor. Crane devices are known.
In such a crane apparatus, the electric power generated by the electric motor when unloading the cargo is discarded after being converted into thermal energy by a regenerative resistor, resulting in a large energy loss.

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。 For this reason, conventionally, as a purpose of improving the fuel efficiency of the engine generator, a technique has been proposed in which a DC voltage converter, a battery, and a storage capacitor are provided on a DC bus from the rectifier to the inverter (for example, Patent Document 1). , See Patent Document 2).
Patent Document 3 proposes a technique for storing regenerative electric power when a cargo is unwound in a capacitor in a hoist type crane device and supplying the stored electric power as a power source for a traveling motor or a traversing motor. ing.

特開２０１２−１２１４９号公報JP2012-12149A 特許第３９６０５５５号公報Japanese Patent No. 3960555 特開２０１２―２５４８３８号公報JP 2012-254838 A

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。 However, the technology described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is a technology in which the power generated by the engine generator is used as the main power during the hoisting operation, and the power stored in the capacitor is only used as an auxiliary power. It is hard to say that the electric power stored in is effectively used.
In addition, the technology described in Patent Document 3 uses electric power stored in a capacitor only as a power source for a traveling motor or a traversing motor, and sufficiently uses the stored regenerative power. It's hard to say.

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。   The objective of this invention is providing the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses which can fully utilize the regenerative electric power at the time of unwinding.

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。 A regenerative power supply device for a crane apparatus according to a first aspect of the present invention includes a hoisting and lowering motor, a rectifier that converts AC power from a commercial AC power source into DC power, and AC power for driving the converted DC power. A regenerative power supply device for a crane device used in a crane device comprising an inverter that converts to an electric motor for winding up and down,
A DC voltage converter connected by branching from a DC bus between the rectifier and the inverter;
A capacitor connected to the DC voltage converter;
Control means for controlling a regenerative power supply circuit including the DC voltage converter and the capacitor,
The DC voltage converter is
A converter step-down unit for stepping down the electric power generated by the hoisting and lowering motor to a voltage lower than the voltage of the DC bus in order to store the electric power in the capacitor;
A converter booster that boosts the voltage of the power output from the capacitor to a voltage higher than the voltage supplied from the commercial AC power supply;
The control means includes
A DC bus determination unit for determining whether the voltage of the DC bus is equal to or higher than a predetermined threshold voltage;
A capacitor voltage determination unit that determines whether or not the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined threshold voltage;
A power supply instructing unit that gives a power supply instruction to the DC voltage converter;
The power supply instruction unit includes:
When the DC bus determining unit determines that the DC bus is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, an instruction to operate the converter step-down unit is performed.
When the capacitor voltage determination unit determines that the capacitor has become equal to or higher than a predetermined threshold voltage, an instruction to operate the converter boosting unit is given.

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。 The regenerative power supply apparatus for a crane device according to the second aspect of the present invention is the first aspect,
The crane device includes a regenerative resistor that converts regenerative electric power generated in the hoisting and lowering electric motor into heat energy when the cargo is being unwound, and dissipates heat.
The DC bus determining unit sets a voltage lower than an operating voltage of the regenerative resistor as a threshold voltage.

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。 The regenerative power supply apparatus for crane devices according to the third aspect of the present invention is the first aspect and the second aspect,
The regenerative power supply circuit includes a contactor,
The control means includes
A regenerative power supply circuit disconnection instruction unit that disconnects the regenerative power supply circuit when the DC bus determination unit determines that the voltage of the DC bus is abnormal is provided.

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。 The regenerative power supply apparatus for a crane device according to the fourth aspect of the present invention is the third aspect,
The crane device includes a switch for switching on and off the power supply from the commercial AC power source, and a breaker that disconnects the DC bus when the DC bus is overloaded.
The control means includes
A power supply monitoring unit for monitoring the state of the switch and the breaker;
The regenerative power supply circuit disconnection instructing unit disconnects the regenerative power supply circuit when the power supply monitoring unit determines that the power supply of the DC bus is interrupted by either the switch or the breaker. And

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。 A regenerative power supply apparatus for a crane device according to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the fourth aspect,
The control means includes
A low voltage determination unit that determines whether or not a storage voltage of the capacitor determined by the capacitor voltage determination unit is significantly lower than the predetermined threshold voltage;
If the low voltage determination unit determines that the power is extremely low, the power supply instructing unit instructs the capacitor to supply power from the commercial AC power supply.

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。 A regenerative power supply device for a crane device according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the fifth aspect,
Provided with an indicator lamp that turns on and off according to the stored voltage of the capacitor,
The control means includes
According to the present invention, there is provided an indicator lamp instructing section for instructing lighting of the indicator lamp according to the stored voltage of the capacitor determined by the capacitor voltage determining section.

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。 A regenerative power supply apparatus for a crane device according to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the sixth aspect,
The control means includes
A DC voltage converter stop instructing unit that stops the operation of the DC voltage converter when it is determined that an abnormality has occurred in the regenerative power supply circuit.

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。   According to the first aspect of the present invention, when the DC bus determining unit determines that the voltage of the DC bus is equal to or higher than the predetermined threshold voltage, the power generated by the hoisting and lowering motor by the converter step-down unit is supplied to the DC bus. Through the capacitor. On the other hand, if it is determined by the capacitor voltage determination unit that the accumulated voltage of the capacitor has become equal to or higher than the predetermined threshold voltage, the voltage boosted by the converter boosts the voltage output from the DC voltage converter to a voltage higher than that of the commercial AC power supply. Thus, the electric power from the capacitor is preferentially supplied to the hoisting and lowering motor, and the regenerative power can be fully utilized.

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。   According to the second aspect of the present invention, since the DC bus determination unit uses a voltage lower than the operating voltage of the regenerative resistor as the threshold voltage, the regenerative resistor is stored in the capacitor before the operation of the regenerative resistor. It is possible to minimize the occurrence of heat energy loss due to.

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。   According to the third aspect of the present invention, the provision of the regenerative power supply circuit disconnection instructing unit and the contactor enables the power supply from the capacitor to be cut off when a voltage abnormality occurs in the DC bus, so that the capacitor is charged. Secondary damage caused by unintentional release of regenerative power can be prevented.

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。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent wasteful release of regenerative power stored in the capacitor when the supply of electric power from the commercial AC power supply is stopped by an on / off switch operation or when the supply of power is interrupted by a breaker operation.

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。   According to the fifth aspect of the present invention, when the low voltage determination unit determines that the accumulated voltage of the capacitor is significantly lower than the threshold voltage by providing the low voltage determination unit, the power supply instruction unit Since the capacitor can be charged from the commercial AC power supply, the regenerative power supply apparatus can be operated in a short time after the crane apparatus is started.

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。   According to the sixth aspect of the present invention, since the indicator lamp and the indicator lamp instruction section are provided, the storage state of the capacitor can be confirmed with the indicator lamp. Circuit maintenance and inspection can be performed safely.

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。   According to the seventh aspect of the present invention, by providing the DC voltage converter stop instruction unit, if a voltage abnormality, temperature abnormality, etc. occur in the regenerative power supply circuit, the DC voltage converter is stopped and the damage is caused. It can be prevented from occurring.

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。The perspective view which shows schematic structure of the crane apparatus which concerns on embodiment of this invention. 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。The perspective view showing the structure of the crane apparatus main body of the crane apparatus in the said embodiment. 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。The perspective view showing the structure of the crane apparatus main body of the crane apparatus in the said embodiment. 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。The perspective view showing the structure of the crane apparatus main body of the crane apparatus in the said embodiment. 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。The circuit block diagram of the inverter and regenerative electric power supply apparatus in the said embodiment. 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。The block diagram showing the structure of the controller in the said embodiment. 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。The timing chart for demonstrating the effect | action in the said embodiment.

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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] External configuration of crane device 1 FIG. 1 shows a hoist type crane device 1 according to an embodiment of the present invention.
The hoist type crane apparatus 1 includes a pair of traveling rails 2 fixed to an indoor ceiling or the like in a factory, a rail girder 3 spanned between the pair of traveling rails 2, and a rail girder 3. A crane apparatus main body 4, a pendant 5, and a power supply line 6 that are movably attached are provided.

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。 The traveling rail 2 is made of a steel material such as H-shaped steel, and is fixed to a beam material constituting the ceiling of the factory, and the pair of traveling rails 2 are disposed to face each other.
The rail girder 3 is an H-shaped steel that is movably spanned between a pair of traveling rails 2. Although not shown, the rail girder 3 is moved over the traveling rail 2 by a traveling motor provided at the end of the rail girder 3. Run.
The crane apparatus body 4 includes a hoisting / lowering electric motor 7 and a hook block 8, and the hoisting / lowering electric motor 7 is driven to perform the hoisting / lowering operation of the hook block 8.
The pendant 5 is a switch operated by the crane operator on the floor, and the wiring 5A extending upward from the pendant 5 is connected to the hoist inverter 11 (FIG. 2) constituting the crane apparatus body 4.
The power supply line 6 is a wiring for supplying electric power to the crane apparatus main body 4, and although not shown, one end is connected to a commercial AC power supply overhead line or an outlet provided on the traveling rail 2, and the other end is connected to the crane apparatus main body 4. Connected to the hoist inverter 11.

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。 More specifically, the crane apparatus body 4 includes, as shown in FIGS. 2 to 4, a winding motor 9 and a hook block 8, a traverse motor 9, a limit switch 10, a hoist inverter 11, And a regenerative power supply device 12.
The hoisting and lowering motor 7 has a cylindrical case in which a motor is housed, and the longitudinal direction of the cylinder is a direction along the extending direction of the rail girder 3. The hoisting and lowering motor 7 is movably attached to the rail girder 3 by an upper frame 7A, and a wire 7B for hanging the hook block 8 is provided at the lower part. When the winding motor 7 is driven, the wire 7B is wound up and the hook block 8 is raised.
The hook block 8 includes a pulley 8A and a hook body 8B, and a wire 7B is wound around the pulley 8A. Although the hook main body 8B is not shown in the figure, a hook curved in an arc shape is provided at the tip, and the cargo handling is suspended by hanging the cargo handling.

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。 The traverse motor 9 is disposed above the hoisting and lowering motor 7 and is not shown in the figure, but a driving wheel is provided at the tip, and the driving wheel abuts against the flange surface of the H-shaped steel of the rail girder 3. On the opposite side of the rail girder 3, wheels 14 are provided via a frame 13, and although not shown in the figure, between the lower ends of the H-shaped steel of the rail girder 3 and the frame 7 </ b> A and the frame 13. A mechanism similar to a wheel / bearing is arranged, and a mechanism for suppressing a vibration in a direction perpendicular to the transverse direction is provided. When the traverse motor 9 is driven, the crane apparatus body 4 can travel on the rail girder 3.
The limit switch 10 has a proximal end swingably provided on the lower surface of the hoist inverter 11 and a distal end extending vertically above the hook block 8 in plan view. The limit switch 10 is provided to prevent the hook block 8 from colliding with the hoisting / lowering electric motor 7 when the hook block 8 is raised. When the limit switch 10 is pushed up, although not shown in the figure, the power cut-off switch provided on the inverter circuit inside the hoist inverter 11 is pushed down to stop the winding up / down motor 7.

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。 The hoist inverter 11 is provided on one side surface of the hoisting and lowering motor 7, has a rectangular parallelepiped case, and the longitudinal direction of the rectangular parallelepiped is the extending direction of the rail girder 3. As will be described in detail later, a circuit including the rectifier 23 and the inverter 24 is accommodated in the case of the hoist inverter 11. In addition, a wiring 5A hangs down from the lower surface of the hoist inverter 11 and is connected to the pendant 5 for operation.
An electric brake 15 is provided at the end of the hoist inverter 11 in the extending direction, and a regenerative resistor is provided inside the electric brake 15. When the crane device body 4 unloads the cargo, The generated regenerative power is converted into heat energy by a resistor and absorbed.

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。 The regenerative power supply device 12 is provided on the side surface opposite to the hoist inverter 11 and is provided integrally with the crane device body 4. The regenerative power supply device 12 is provided on the frames 11A and 12A provided on the frame 7A to which the hoisting and lowering motor 7 is attached, and the frame 12B provided on the frames 11A and 12A. Normally, a counterweight such as an iron plate is provided on the frame 12B. When a force is applied to the hoisting and lowering motor 7 in a direction perpendicular to the rail girder 3, the crane device body 4 swings in the lateral direction. To prevent.
Although not shown in FIGS. 1 to 4, the hoist inverter 11 and the regenerative power supply device 12 are electrically connected by wiring.
Thereby, the regenerative power supply device 12 is configured to supply DC power to a DC bus connecting the rectifier circuit and the inverter circuit in the hoist inverter 11.

［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。 [2] Action of Crane Device 1 When operating such a hoist type crane device 1, first, the crane operator operates the pendant 5 in the lowering direction to feed out the wire 7 </ b> B of the hoisting and lowering motor 7. Then, the hook block 8 is lowered to the floor of a factory or the like.
Next, the crane operator directly hooks the hook body 8B of the hook block 8 to the cargo handling, or wraps a sling rope or the like around the cargo handling, and hooks the end of the sling rope to the hook body 8B of the hook block 8.

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。 The crane operator operates the pendant 5 in the winding direction to wind up the wire 7B of the hoisting / lowering electric motor 7 and raise the cargo handling to a predetermined height.
Next, the crane operator operates the pendant 5 in the front-rear and left-right directions to drive the traversing motor 9 and the traveling motor to move the cargo handling in the front-rear, left-right direction on the factory floor.
When the cargo handling can be moved to a desired position, the crane operator operates the pendant 5 in the unwinding direction to lower the cargo handling to the floor surface.

［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。 [3] Circuit Configuration of Hoist Inverter 11 and Regenerative Power Supply Device 12 FIG. 5 shows a circuit configuration of the hoist inverter 11 and the regenerative power supply device 12.
AC power from the commercial AC power supply 21 is supplied to the hoist inverter 11 via the main breaker 22 and the pendant 5. The hoist inverter 11 includes a rectifier 23, an inverter 24, and a DC bus 25.
The rectifier 23 converts AC power output from the commercial AC power supply 21 into DC power.
The inverter 24 converts DC power into driving AC power and supplies it to the hoisting and lowering motor 7. The DC bus 25 is a wiring that connects the rectifier 23 and the DC bus 25.

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。 The electric brake 15 is connected to the DC bus 25 and includes a regenerative resistor 15A and a switch 15B. The regenerative resistor 15A converts the regenerative power generated by the winding up / down motor 7 into heat energy and discharges it. The switch 15B performs switching based on a connection instruction from the inverter 24. Specifically, when the DC bus voltage becomes a predetermined value due to regenerative power generated by the hoisting and lowering motor 7 at the time of lowering, the inverter 24 instructs connection of the switch 15B.
The regenerative power supply device 12 is connected to the DC bus 25 of the hoist inverter 11.

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。 The regenerative power supply device 12 includes a regenerative power supply circuit 20 connected to the DC bus 25 via a breaker 26. The regenerative power supply circuit 20 includes a DC voltage converter 27, a capacitor 28, a contactor 29, and a breaker. 30.
In addition to the regenerative power supply circuit 20, the regenerative power supply device 12 includes voltmeters 31 and 32, thermometers 33 and 34, an operation display lamp 35, an abnormality display lamp 36, and a controller 37.
The DC voltage converter 27 converts the voltage of the DC power output from the capacitor 28. The converter booster 27A (FIG. 6) boosts the DC power, or the converter buck 27B (FIG. 6) decreases the DC power. ). This DC voltage converter 27 can be stepped up or down in a capacitor voltage: DC bus voltage ratio range of 1: 4 to 1:10.
Capacitor 28 includes a plurality of capacitors, and functions as a power storage unit that stores power from DC bus 25.

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。 The DC bus voltage in the general-purpose inverter crane apparatus 1 is √2 times the AC power supply of 200 V, and in the case of AC 200 V ± 10%, it is DC282V ± 10%.
When the capacitor 28 or the secondary battery is applied to such a circuit, if an attempt is made to prepare a capacitor to the same level as the voltage of the DC bus 25, a large number of capacitors are required, leading to an increase in the size of the device.
In the present embodiment, the present invention can be applied to an existing crane device, and is intended to be applied to the overhead crane device 1. The number of capacitors is reduced as much as possible to reduce the size.
By using the chopper type DC voltage converter 27, which is the limit of the step-up ratio up to 10 times, as the usage range, the number of capacitors used is reduced as much as possible.

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。 The contactor 29 is provided to disconnect the regenerative power supply circuit 20 that supplies the power discharged from the capacitor 28, and is disconnected by an instruction from the controller 37. A voltmeter 31 is provided after the contactor 29 via a breaker 30.
The voltmeter 31 measures the stored voltage of the capacitor 28, and the output of the voltmeter 31 is output to the controller 37. The voltmeter 32 is a part that measures the voltage of the DC power boosted by the DC voltage converter 27, and the output of the voltmeter 32 is also output to the controller 37.
The thermometer 33 measures the temperature of the DC voltage converter 27, and the output of the thermometer 33 is output to the controller 37. The thermometer 34 measures the temperature of the capacitor 28, and the output of the thermometer 34 is also output to the controller 37.
The operation display lamp 35 is composed of a green LED (Light Emitting Diode), and lights up when the capacitor 28 is operating in a normal state based on an instruction from the controller 37.
The abnormality display lamp 36 is also composed of a red LED, and is similarly turned on when an abnormality occurs in the regenerative power supply circuit 20 based on an instruction from the controller 37.

［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。 [4] Functional Configuration of Controller 37 FIG. 6 shows a functional block diagram of the controller 37. The controller 37 includes a DC bus determination unit 38, a capacitor voltage determination unit 39, a low voltage determination unit 40, a temperature monitor. Unit 41, commercial power supply monitoring unit 42, power supply instruction unit 43, regenerative power supply circuit disconnection instruction unit 44, DC voltage converter stop instruction unit 45, and indicator lamp instruction unit 46.
The DC bus determination unit 38 is a part that determines whether or not the voltage of the DC power of the DC bus 25 has reached a predetermined threshold voltage (330 V). By measuring the voltage of the voltmeter 32, the DC bus 25 It is determined whether or not the DC power voltage is equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
The predetermined threshold voltage is 330 V, which is set as a voltage lower than the voltage (370 V) at which the inverter 24 issues a connection instruction for the switch 15B of the electric brake 15, and the occurrence of heat energy loss due to the operation of the electric brake 15 is prevented. It can be minimized.

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。 The capacitor voltage determination unit 39 determines the voltage stored in the capacitor 28 based on the voltage measured by the voltmeter 31.
The low voltage determination unit 40 is a part that determines whether or not the stored voltage of the capacitor 28 is significantly lower than a predetermined threshold voltage.
The temperature monitoring unit 41 is a part that monitors whether the temperature of the DC voltage converter 27 and the capacitor 28 is abnormal based on the measurement results of the thermometer 33 of the DC voltage converter 27 and the thermometer 34 of the capacitor 28. It is.
The commercial power source monitoring unit 42 is a part that monitors whether the main breaker 22 and the switch of the pendant 5 are on or off, and monitors whether the supply of power from the commercial AC power source 21 is stopped.

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。   The power supply instructing unit 43 instructs whether to step up or step down the DC voltage converter 27 based on the determination results of the DC bus determination unit 38, the capacitor voltage determination unit 39, and the low voltage determination unit 40. When the capacitor voltage determining unit 39 determines that the voltage of the capacitor 28 is equal to or higher than the predetermined threshold voltage, the power supply instructing unit 43 issues an instruction to the converter boosting unit 27A of the DC voltage converter 27, and the output voltage is hoisted. The voltage is raised to a voltage higher than the voltage of the DC bus 25 of the inverter 11. As a result, the supply of DC power from the commercial AC power supply 21 is stopped, and the DC power stored in the capacitor 28 is preferentially supplied to the DC bus 25. Therefore, the electric power stored in the capacitor 28 can be fully utilized without waste.

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。 On the other hand, when the DC bus determination unit 38 determines that the voltage of the DC bus 25 has become equal to or higher than a predetermined threshold voltage, the power supply instruction unit 43 issues an instruction to the converter step-down unit 27B of the DC voltage converter 27 for output. The voltage is lowered to a voltage lower than the voltage of the DC bus 25 of the hoist inverter 11. As a result, the regenerative power generated when the winding up / down motor 7 is rolled down is preferentially supplied to the regenerative power supply circuit 20, and the regenerative power is stored in the capacitor 28.
Furthermore, when the low voltage determination unit 40 determines that the stored voltage of the capacitor 28 is significantly lower than a predetermined threshold voltage, the power supply instruction unit 43 issues an instruction to the converter step-down unit 27B of the DC voltage converter 27, The output voltage is stepped down to a voltage lower than the voltage of the DC bus 25 of the hoist inverter 11. Thereby, the electric power supplied from the commercial AC power supply 21 is supplied to the regenerative power supply circuit 20 and the capacitor 28 is charged. By supplying power from the commercial AC power supply 21 to the capacitor 28, the regenerative power supply device 12 can be operated in a short time after the crane device 1 is started.

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。 The regenerative power supply circuit disconnection instruction unit 44 operates the contactor 29 based on the determination results of the DC bus determination unit 38, the temperature monitoring unit 41, and the commercial power supply monitoring unit 42 to disconnect the regenerative power supply circuit 20. Specifically, when the DC bus determination unit 38 determines that an unintended voltage drop of the DC bus 25 has occurred, the temperature monitoring unit 41 determines that a temperature abnormality has occurred in the DC voltage converter 27 or the capacitor 28. The regenerative power supply circuit disconnection instruction unit 44 operates the contactor 29 to disconnect the regenerative power supply circuit 20.
Further, when the commercial power supply monitoring unit 42 cuts off the power supply from the commercial AC power supply 21 by the operation of the main breaker 22 or the crane operator operates the pendant 5 to stop the crane device 1, the regenerative power supply is performed. The circuit disconnection instruction unit 44 operates the contactor 29 to disconnect the regenerative power supply circuit 20.
As a result, if a voltage abnormality occurs in the DC bus 25, the regenerative power supply circuit disconnection instructing unit 44 can shut off the supply of regenerative power from the regenerative power supply circuit 20 to the DC bus 25. It is possible to prevent secondary damage caused by unintentional release of regenerated power.

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。 The DC voltage converter stop instruction unit 45 instructs the DC voltage converter 27 to stop based on the determination result of the DC bus determination unit 38, the monitoring result of the temperature monitoring unit 41, and the monitoring result of the commercial power supply monitoring unit 42. Part. Specifically, the DC voltage converter stop instructing unit 45, when a voltage abnormality occurs in the DC bus 25, when a temperature abnormality occurs in the DC voltage converter 27 and the capacitor 28, the DC voltage converter stop instructing unit 45. Turns off the DC voltage converter 27.
Thus, if an abnormality occurs in the DC bus 25 or the regenerative power supply circuit 20, the DC voltage converter stop instructing unit 45 stops the DC voltage converter 27, thereby preventing the regenerative power supply device 12 from being damaged. be able to.

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。 The indicator lamp instruction unit 46 is based on the storage state of the capacitor 28 by the capacitor voltage determination unit 39, the temperature abnormality determination by the temperature monitoring unit 41, and the power supply determination by the commercial power supply monitoring unit 42, and the operation display lamp 35 and the abnormality display lamp 36. It is a part which performs lighting control of.
When the capacitor 28 is operating without abnormality in both voltage and temperature, the indicator lamp instruction unit 46 lights up the operation indicator lamp 35. On the other hand, if the capacitor voltage determination unit 39 determines that the voltage is abnormal or the temperature monitoring unit 41 determines that a temperature abnormality has occurred in the capacitor 28, the indicator lamp instruction unit 46 turns on the abnormality display lamp 36.
By including the capacitor voltage determination unit 39, it is possible to perform control according to the storage state of the capacitor 28. Further, since the indicator lamp instructing unit 46 controls the lighting of the operation table lamp 35 and the abnormality indicator lamp 36, the crane operator or the like can confirm the state of the stored voltage of the capacitor 28. The maintenance and inspection work of the regenerative power supply circuit 20 can be performed safely.

［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）。 [5] Operation of Embodiment Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
First, when the crane operator operates the pendant 5 to turn on the crane device 1, electric power is supplied from the commercial AC power source 21 to the hoist inverter 11, converted into DC by the rectifier 23, and the voltage Vpn of the DC bus 25 is 282V (√2 times AC voltage 200V) (state A).
At the same time, the contactor 29 is turned on, the energization of the regenerative power supply circuit 20 is started, a part of the power of the DC bus 25 flows to the capacitor 28, and the storage of the capacitor 28 is started. The power storage is performed until the capacitor voltage Vcap reaches about Vcap 3 V which is slightly lower than Vcap 2 V. Note that the power consumption of the commercial AC power supply 21 gradually increases because the capacitor 28 starts to store electricity (state B).

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）。 When the crane apparatus main body 4 is moved to the position of the cargo handling in an empty state, the cargo handling is wound around the hook block 8 with a sling rope or the like (sling).
When the slinging is completed, the cargo handling is lifted to a predetermined height, and the hoisting and movement of the cargo handling are started.
The power consumption of the commercial AC power supply 21 becomes the maximum value due to winding and movement of the cargo handling, and the cargo handling is moved. When the cargo handling is moved to a desired position, the winding up / down motor 7 is unwound to lower the cargo handling. At this time, the electric power generated by the hoisting and lowering motor 7 is supplied to the DC bus 25, the voltage of the DC bus 25 increases, and the voltage of the capacitor 28 also increases (states C1, C2). In this state, the power consumption of the commercial AC power supply is almost zero, and the power stored in the capacitor 28 increases (states C3 and C4).

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） When the lowered cargo handling is attached to a desired position, the hoisting and lowering electric motor 7 is hoisted in an empty state, and when the slinging operation is completed, the crane operator once turns off the switch of the pendant 5. When the switch of the pendant 5 is turned off, the regenerative power supply circuit disconnection instructing unit 44 instructs the contactor 29 to turn off, operates the contactor 29 of the regenerative power supply circuit 20, and disconnects the regenerative power supply circuit 20 ( State D1, D2).
When the crane operator turns on the switch again and performs the sling operation, even when the main breaker 22 is activated by lightning or the like and the voltage of the DC bus 25 becomes 0, the regenerative power supply circuit disconnection instruction unit 44 The contactor 29 is instructed to turn off, and the regenerative power supply circuit 20 is disconnected. (States E1, E2)

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。 When the slinging operation is performed with the capacitor 28 stored, the voltage of the regenerative power supply circuit 20 is increased by the converter boosting unit 27A, and the DC power stored in the capacitor 28 is preferentially supplied to the inverter 24, Accordingly, the power consumption of the commercial AC power supply 21 is reduced (states F1 and F2). When the regenerative power stored in the capacitor 28 disappears, the power of the commercial AC power supply 21 returns to the maximum state (state G).
When the cargo handling is lowered, power is again supplied from the hoisting and lowering motor 7 to the DC bus 25, and the voltage of the regenerative power supply circuit 20 is lowered by the converter step-down unit 27B and stored in the capacitor 28 (state H). .
When the maximum amount of charge stored in the capacitor 28 (in this embodiment, Vcap 1 V) is reached, the electric brake 15 is activated (state I), and the regenerative power generated by the hoisting and lowering motor 7 is converted into thermal energy. Released.

［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。 [6] Modifications of Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
In the said embodiment, although this invention was applied to the hoist type crane apparatus 1, it is not restricted to this, You may apply this invention to another crane apparatus.
Moreover, in the said embodiment, although the operation display lamp 35 and the abnormality display lamp 36 were used as a means to alert | report the driving | running state and abnormality of the regenerative electric power supply apparatus 12, it is not restricted to this, audio | voice alerting | reporting, a monitor The crane operator may be notified in the form of a warning message displayed on the screen.

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   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crane apparatus, 2 ... Rail for traveling, 3 ... Rail girder, 4 ... Main body of crane apparatus, 5 ... Pendant, 5A ... Wiring, 6 ... Power line, 7 ... Electric motor for winding up and down, 7A ... Frame, 7B ... Wire, DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Hook block, 8A ... Pulley, 8B ... Hook body, 9 ... Traversing motor, 10 ... Limit switch, 11 ... Hoist inverter, 12 ... Regenerative power supply device, 12A ... Frame, 13 ... Frame, 14 ... Wheel, 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Electric brake, 15A ... Regenerative resistor, 15B ... Switch, 21 ... Commercial AC power source, 22 ... Main breaker, 23 ... Rectifier, 24 ... Inverter, 25 ... DC bus, 26 ... Breaker, 27 ... DC voltage converter, 28 ... Capacitor, 29 ... Contactor, 30 ... Breaker, 31, 32 ... Voltmeter, 33,34 ... Thermometer, 35 ... Operation indicator lamp, 36 ... Abnormal Indicator lamp 37 ... Controller 38 ... DC bus determination unit 39 ... Capacitor voltage determination unit 40 ... Low voltage determination unit 41 ... Temperature monitoring unit 42 ... Commercial power supply monitoring unit 43 ... Electric power supply instruction unit 44 ... Regenerative power supply circuit disconnection instruction unit, 45 ... DC voltage converter stop instruction unit, 46 ... Indicator lamp instruction unit

Claims (7)

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。 A crane provided with a hoisting and lowering motor, a rectifier that converts AC power from a commercial AC power source into DC power, and an inverter that converts the converted DC power into driving AC power and supplies the driving AC power to the hoisting and lowering motor A regenerative power supply device for a crane device used in the device,
A DC voltage converter connected by branching from a DC bus between the rectifier and the inverter;
A capacitor connected to the DC voltage converter;
Control means for controlling a regenerative power supply circuit including the DC voltage converter and the capacitor,
The DC voltage converter is
A converter step-down unit for stepping down the electric power generated by the hoisting and lowering motor to a voltage lower than the voltage of the DC bus in order to store the electric power in the capacitor;
A converter booster that boosts the voltage of the power output from the capacitor to a voltage higher than the voltage supplied from the commercial AC power supply;
The control means includes
A DC bus determination unit for determining whether the voltage of the DC bus is equal to or higher than a predetermined threshold voltage;
A capacitor voltage determination unit that determines whether or not the voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined threshold voltage;
A power supply instructing unit that gives a power supply instruction to the DC voltage converter;
The power supply instruction unit includes:
When the DC bus determining unit determines that the DC bus is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, an instruction to operate the converter step-down unit is performed.
A regenerative power supply apparatus for a crane apparatus, wherein when the capacitor voltage determination unit determines that the capacitor is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, an instruction to operate the converter boosting unit is issued. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses of Claim 1,
The crane device includes a regenerative resistor that converts regenerative electric power generated in the hoisting and lowering electric motor into heat energy when the cargo is being unwound, and dissipates heat.
The regenerative power supply device for a crane apparatus, wherein the DC bus determination unit sets a voltage lower than an operating voltage of the regenerative resistor as a threshold voltage. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses of Claim 1 or Claim 2,
The regenerative power supply circuit includes a contactor,
The control means includes
A regenerative power supply circuit disconnection instruction unit that gives an instruction to disconnect the regenerative power supply circuit to the contactor when the DC bus determination unit determines that the voltage of the DC bus is abnormal. Regenerative power supply device for crane equipment. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses of Claim 3,
The crane device includes a switch for switching on and off the power supply from the commercial AC power source, and a breaker that disconnects the DC bus when the DC bus is overloaded.
The control means includes
A power supply monitoring unit for monitoring the state of the switch and the breaker;
The regenerative power supply circuit disconnection instructing unit disconnects the regenerative power supply circuit when the power supply monitoring unit determines that the power supply of the DC bus is interrupted by either the switch or the breaker. Regenerative power supply device for crane equipment. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
The control means includes a low voltage determination unit that determines whether or not the stored voltage of the capacitor determined by the capacitor voltage determination unit is significantly lower than the predetermined threshold voltage,
The regenerative power supply apparatus for a crane apparatus according to claim 1, wherein when the low voltage determination unit determines that the power is extremely low, the power supply instruction unit instructs the capacitor to supply power from the commercial AC power supply. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses as described in any one of Claims 1 thru | or 5,
Provided with an indicator lamp that turns on and off according to the stored voltage of the capacitor,
The control means includes
A regenerative power supply apparatus for a crane apparatus, comprising: an indicator lamp instructing unit that instructs to turn on and off the indicator lamp in accordance with the stored voltage of the capacitor determined by the capacitor voltage determining unit. 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。 In the regenerative electric power supply apparatus for crane apparatuses as described in any one of Claims 1 thru | or 6,
The control means includes
A regenerative power supply apparatus for a crane apparatus, comprising: a DC voltage converter stop instructing unit that stops the operation of the DC voltage converter when it is determined that an abnormality has occurred in the regenerative power supply circuit.
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