WO2014042004A1 - 垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置 - Google Patents

垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置 Download PDF

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WO2014042004A1
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松下　勝己
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中西金属工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a drive control device that performs drive control of a drive system including a vertical transfer machine used in a production line or the like. More specifically, the present invention particularly effectively uses regenerative power generated by a vertical transfer machine having a high ratio of regenerative operation.
  • the present invention relates to a drive control device that reduces consumption of an AC primary power source.
  • a drive control device for a vertical transport machine generally includes a converter unit that converts an AC voltage supplied from an AC primary power source into a DC voltage, a smoothing circuit unit that smoothes the DC voltage converted by the converter unit, and ,
  • An inverter including an inverter unit that converts the DC voltage smoothed by the smoothing circuit unit into an AC voltage having a variable voltage variable frequency and outputs the AC voltage to an electric motor of the vertical conveyance machine, and a variable voltage variable frequency according to a speed command
  • the inverter control part etc. which control the said inverter part so that the alternating voltage may be output.
  • the feedback diode connected in parallel to the transistor acts as a rectifier using the motor as a power source, and the regenerative power from the motor flows into the smoothing capacitor connected to the DC bus circuit. If the DC bus circuit voltage is raised and left unattended, problems such as regenerative invalidation will occur. Therefore, the regenerative overvoltage detection is activated and the alarm is stopped in advance for the purpose of protecting the internal elements of the inverter. Yes.
  • a braking unit is installed in the DC main circuit.
  • the transistor of the braking unit is turned on by a command from the drive control unit, and regenerative energy is poured into a resistor connected in series with this transistor, which is consumed as heat.
  • a method for preventing the voltage rise of the DC bus circuit is frequently used.
  • the lifting motor is rotated (by a load) by a cage loaded with a load or a balancing weight, and operates as a generator that generates regenerative power.
  • a drive control device that uses regenerative energy by providing a power storage device and a control device in a vertical transfer machine as in Patent Document 1 is subject to power running operation and regenerative operation to some extent in a single motor. It is limited to the case where it is performed alternately.
  • the drive control device as in Patent Document 1 is effective as long as the energy regenerated and stored for each motor unit can be used up during the power running operation of each motor.
  • the voltage between the DC buses reaches the preset starting voltage of the transistor of the braking unit, and the voltage between the DC buses is higher than the set voltage.
  • the resistor is discharged and discarded as thermal energy.
  • the present invention intends to solve the problem of reducing the consumption of the primary power source by effectively using the regenerative power generated in the vertical transfer machine having a high regenerative operation ratio used in the production line or the like.
  • the object of the present invention is to provide a drive control device for a drive system including a vertical transfer machine that can be reduced as much as possible.
  • a drive control device for a drive system including a vertical transfer machine converts an AC voltage supplied from an AC primary power source into a DC voltage, and is converted by the converter unit.
  • a first smoothing circuit section for smoothing a DC voltage; a first resistor connected in parallel; and a first switch connected to a primary side of the first smoothing circuit section; and the first smoothing circuit.
  • a first inverter unit that converts the DC voltage smoothed by the unit into an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency and outputs the AC voltage to a regenerative electric motor of the vertical carrier, and a regeneration unit connected in parallel to the first smoothing circuit unit.
  • a regenerative main body having a first inverter composed of a resistance circuit section and a first inverter control section for controlling the first inverter section so as to output an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency according to a speed command
  • a second smoothing circuit for smoothing a DC voltage, a second resistor connected in parallel, and a second switch between the positive and negative terminals of a DC output line of the converter and the DC output line of the converter; 2
  • a second inrush current suppression circuit connected to the primary side of the smoothing circuit unit, and a DC voltage smoothed by the second smoothing circuit unit is converted into an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency to a power-driven motor
  • a power-driven electric motor having a second inverter composed of a second inverter unit for output and a second inverter control unit for controlling the second inverter unit so as to output an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency according to a speed command
  • a third inrush current suppression circuit in which a
  • a capacitor for storing DC regenerative power generated at the input part of the first inverter unit when the regenerative main motor is in a regenerative operation the capacitor being a regenerative main motor of the vertical transfer machine
  • the speed of the regenerative motor is controlled by the charging current that flows when the regenerative motor generates the regenerative energy within the operation time during which the maximum regenerative energy is generated. It has a capacitance (C) and a direct current internal resistance (R) so as to obtain a current value capable of generating a required braking torque (Claim 1).
  • the first inverter of the drive control device for the regenerative main motor stores the DC regenerative power generated at the input unit of the first inverter unit when the regenerative main motor is performing regenerative operation.
  • the power charged in the capacitor can be supplied to the second inverter of the drive control device for the electric power driven motor.
  • the power running power is larger than the regenerative power. Since the regenerative power can be used 100% effectively without throwing away the regenerative power as heat energy in the regenerative resistor, it is generated in a vertical transfer machine with a high regenerative operation ratio used for production lines and the like. By using the regenerative power effectively, the consumption of the AC primary power supply can be reduced as much as possible.
  • the capacitor stores the regenerative energy generated by the regenerative motor within the operation time during which the maximum regenerative energy is generated in a series of operations of the regenerative main motor of the vertical transfer machine.
  • the electrostatic capacity (C) and the direct current internal resistance (R) have a current value that can generate the braking torque required for the speed control of the regenerative motor by the charging current that flows when Therefore, the speed of the vertical conveyor can be controlled according to a target along a predetermined speed curve.
  • the capacitor has a capacitance (C) of the capacitor and the regenerative energy as compared with a current value (Iave) that can generate a braking torque required for speed control of the regenerative motor.
  • (Iave ⁇ Ireg) and a current value (I 0 ⁇ V /) obtained by dividing the voltage rise value ( ⁇ V) by the DC internal resistance (R) of the capacitor.
  • the maximum charging current when accumulating the regenerative energy in the capacitor is a current value that can generate the braking torque necessary for the speed control of the regenerative main motor of the vertical transfer machine,
  • the conveyor can be speed controlled as desired along a predetermined speed curve.
  • the on-voltage of the transistor of the regenerative resistor circuit unit is lower than the withstand voltage of the capacitor. According to such a configuration, since the current flows through the regenerative resistor by the transistor that is turned on at a voltage lower than the withstand voltage of the capacitor, the capacitor voltage does not exceed the withstand voltage (maximum peak voltage), and the capacitor is overvoltaged. It can be protected from becoming. Therefore, the capacity of the capacitor can be reduced while taking into consideration the effective use and cost of regenerative power.
  • the effective chargeable capacity of the capacitor is equal to or greater than the total regenerative energy generated during one cycle operation of the vertical transfer machine. According to such a configuration, since the regenerative energy can be stored in the capacitor without wasting it, the regenerative energy can be used more effectively.
  • the capacitor is directly connected to the positive terminal of the DC output line without the third resistor by the third switch that is turned on after the AC primary power is turned on and the capacitor is fully charged.
  • the positive terminal of the DC output line and the positive terminal of the DC bus of the first inverter are short-circuited, and at the same time, the first smoothing circuit unit is charged through the first resistor. After the charging is completed, the first switch is turned on so that the first inverter can be operated, and the first inverter can be operated.
  • the positive terminal of the DC bus of the first inverter and the DC of the second inverter A fourth switch connecting the positive terminal of the bus is turned on, and at the same time, the second smoothing circuit unit is charged through the second resistor, and the second flat circuit is charged.
  • the second switch after completion of charging circuit section the second inverter turned on becomes operable (claim 6).
  • the capacitor is charged first, then the first smoothing circuit portion of the first inverter is charged, and then the second smoothing circuit portion of the second inverter is charged, and then the entire system is operated. Therefore, 100% of the regenerative energy can be recovered and reused.
  • the capacitor is directly connected to the positive terminal of the DC output line without passing through the third resistor by the third switch that is turned on after the AC primary power is turned on and the capacitor is fully charged.
  • the first smoothing circuit unit is charged through the first resistor, and after the charging of the first smoothing circuit unit is completed, the first switch is turned on so that the first inverter can be operated.
  • the second smoothing circuit unit is charged through the second resistor, and the second switch is turned on after the charging of the second smoothing circuit unit is completed. It is preferable that the second inverter can be operated.
  • charging of the capacitor, the first smoothing circuit unit, and the second smoothing circuit unit is started at the same time when the AC primary power supply is turned on, and the first smoothing circuit unit confirms the completion of charging. Since the inverter can be operated and the second inverter can be operated by confirming the completion of charging of the second smoothing circuit unit, the system can be operated from turning on the power as compared with the configuration in which the entire system can be operated after charging of the capacitor is completed. Time until the whole can be operated can be greatly shortened.
  • the capacitor includes the third switch that is turned on after the AC primary power is turned on and the capacitor is completely charged, and the fifth switch that is connected in series to the third inrush current suppression circuit. 3 directly connected to the positive terminal of the DC output line without going through the resistor, and after the AC primary power supply is turned on, the first smoothing circuit unit is charged through the first resistor, and the first smoothing circuit unit
  • the first switch is turned on after the charging is completed, the second smoothing circuit unit is charged through the second resistor in parallel with the charging of the first smoothing circuit unit, and after the charging of the second smoothing circuit unit is completed, the first switch
  • the capacitor starts charging and the first switch
  • Preferably inverter and the second inverter is operable (claim 8).
  • the first inverter and the second inverter can be operated.
  • the time from when the power is turned on until the entire system can be operated can be greatly reduced.
  • the capacitor is charged after the first smoothing circuit unit and the second smoothing circuit unit are completely charged, the burden on the converter unit is reduced.
  • the capacitor further includes voltage measuring means, and the capacitor is connected in series to the third switch that is turned on after the AC primary power is turned on and the capacitor is fully charged, and the third inrush current suppression circuit.
  • the fifth switch is connected directly to the positive terminal of the DC output line without going through the third resistor, and after the AC primary power is turned on, the first smoothing circuit unit is charged through the first resistor.
  • the first switch is turned on after the charging of the first smoothing circuit unit is completed, and the second smoothing circuit unit is charged through the second resistor in parallel with the charging of the first smoothing circuit unit.
  • the second switch is turned on after the charging of the circuit unit is completed. After the charging of the first smoothing circuit unit and the second smoothing circuit unit is completed, the voltage of the capacitor measured by the voltage measuring unit is measured.
  • the fifth switch When the value is less than a preset threshold value, the fifth switch is turned on to start charging the capacitor, and the first inverter and the second inverter can be operated, and the charging is completed. Later, when the voltage value of the capacitor measured by the voltage measuring means is greater than or equal to a preset threshold value, the fifth switch is turned on to complete the charging of the capacitor, and the first inverter and Preferably, the second inverter becomes operable (Claim 9). According to such a configuration, when the fifth switch is turned on after the first smoothing circuit unit and the second smoothing circuit unit are completely charged, the first inverter and the second inverter can be operated.
  • the time from when the power is turned on until the entire system can be operated can be greatly reduced.
  • the burden on the converter unit is reduced.
  • the voltage value of the capacitor measured by the voltage measuring means is equal to or higher than a preset threshold value after the completion of charging, there is no waiting time for charging the capacitor, so that the regenerative energy reuse efficiency is reduced. Will not occur.
  • the capacitor provided in the first inverter of the motor drive control device of the regeneration main body of the vertical transport device stores the regenerative energy. Since the stored power can be supplied to the second inverter of the drive control device for the electric power-driven motor, it is remarkable that the consumption of the AC primary power source can be reduced as much as possible by effectively utilizing the regenerative power. There is an effect.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the drive control apparatus of the drive system containing the vertical conveying machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is also a flowchart. It is a block diagram which shows the outline of the experimental installation of the drive control apparatus of a drive system containing a vertical conveyance machine, operation
  • the drive control device of the drive system including the vertical transfer machine includes the drive control apparatus A of the motor M1 that is the regeneration main body of the vertical transfer machine, and the power running main body. And a drive control device B for the electric motor M2.
  • the drive control device A includes a converter unit 1 (rectifier circuit) that converts an AC voltage supplied from the AC primary power supply P into a DC voltage, and a first smoothing that smoothes the DC voltage converted by the converter unit 1.
  • the first inverter unit 4 (chopper circuit) that converts the DC voltage converted into the AC voltage of variable voltage and variable frequency and outputs it to the regenerative motor M1, and the regenerative resistor circuit unit connected in parallel to the first smoothing circuit unit 2
  • a first inverter control unit 6 that controls the first inverter unit 4 so as to output an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency according to the speed command.
  • the drive control device B includes a second smoothing circuit unit 7 that smoothes the DC voltage, a second resistor R2 connected in parallel, and a second switch SW2 connected to the primary side of the second smoothing circuit unit 7.
  • a second inrush current suppression circuit 8 and a second inverter unit 9 that converts the DC voltage smoothed by the second smoothing circuit unit 7 into an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency, and outputs the AC voltage to the power-driven motor M2.
  • 2 inverter INV2 and the 2nd inverter control part 10 which controls the 2nd inverter part 9 so that the alternating voltage of the variable voltage variable frequency according to a speed command may be output.
  • the drive control device A is connected via a third inrush current suppression circuit 11 in which a third resistor R3 and a third switch SW3 are connected in parallel between the positive terminal P11 and the negative terminal N1 of the DC output line of the converter unit 1.
  • a capacitor 12 is provided that stores DC regenerative power that is connected and is generated at the input portion of the first inverter unit 4 when the regenerative main motor M1 is in a regenerative operation.
  • the positive terminal P12 of the DC bus of the first inverter INV1 and the positive terminal P2 of the DC bus of the second inverter INV2 are connected via the fourth switch SW4, and the negative terminal (converter unit) of the DC bus of the first inverter INV1.
  • the capacitor 12 includes an electric double layer capacitor and a lithium ion capacitor, as well as a secondary battery having characteristics capable of rapid charge / discharge.
  • the third inrush occurs from the converter unit 1 (rectifier circuit) through the positive terminal P11.
  • the capacitor 12 is charged through the third resistor R3 of the current suppression circuit 11. If the voltage of the AC primary power supply P is 200 VAC, the capacitor 12 is charged to 282 VDC.
  • the first timer starts operating simultaneously with the start of charging of the capacitor 12, and when the predetermined time elapses, that is, when the predetermined charging time of the capacitor 12 elapses, the third inrush current suppression circuit 11 of the third Since the switch SW3 is turned on, the capacitor 12 is directly connected to the positive terminal P12 without passing through the third resistor R3, a DC voltage of 282 VDC is applied to the positive terminal P12, and the first inrush current suppression circuit 3 of the first inrush current suppression circuit 3 continues.
  • the first smoothing circuit unit 2 smoothing capacitor C1 is charged through the resistor R1.
  • the second timer starts operating simultaneously with the start of charging of the first smoothing circuit unit 2 (smoothing capacitor C1), and when the second timer passes a predetermined period, that is, the first smoothing circuit unit 2 (smoothing capacitor C1)
  • the first switch SW1 of the first inrush current suppression circuit 3 is turned on, and the operation enable signal of the first inverter INV1 is turned on.
  • the fourth switch SW4 is turned on, and the second smoothing circuit unit 7 (smoothing capacitor) is passed through the second resistor R2 of the second inrush current suppressing circuit 8 of the second inverter INV2. C2) is charged.
  • the third timer starts operating simultaneously with the start of charging of the second smoothing circuit unit 7 (smoothing capacitor C2), and when the third timer has passed a predetermined period, that is, to the second smoothing circuit unit 7 (smoothing capacitor C2).
  • the second switch SW2 of the second inrush current suppression circuit 8 is turned on, and the operation enable signal of the second inverter INV2 is turned on.
  • the entire system can be operated when the operation enable signals of the first inverter INV1 and the second inverter INV2 are turned on through the above procedure.
  • the charging completion confirmation of the capacitor 12, the first smoothing circuit unit 2 (smoothing capacitor C1) and the second smoothing circuit unit 7 (smoothing capacitor C2) is confirmed by the first timer, the second timer, and the third timer.
  • a charging completion confirmation may be performed by other means such as voltage detection.
  • the regenerative power generated by the regenerative main motor M1 is directly stored in the capacitor 12 because the first switch SW1 and the third switch SW3 are on.
  • the regenerative power is also supplied to the second inverter INV2 side.
  • the regenerative power is all stored in the capacitor 12. Is charged to raise the storage potential of the capacitor 12. If the storage potential of the capacitor 12 rises to 380 VDC, the first inverter control unit 6 detects the potential of the smoothing capacitor C1 of the first inverter INV1, turns on the transistor TR1 of the regenerative resistance circuit unit 5, and generates regenerative power.
  • the drive control apparatus B of the power-driven motor that consumes regenerative power the case where the motor M2 and the second inverter INV2 are each one is shown, but a plurality of power-driven motors and inverters are provided. It may be. However, the capacity of one power-driven motor must be a motor capacity that does not exceed the current limit value of the converter unit 1 (rectifier circuit) of the drive control device A of the regeneration-driven motor M1.
  • the first inverter INV1 of the drive control device A of the regenerative main motor M1 is operated when the regenerative main motor M1 is performing the regenerative operation.
  • 1 includes a capacitor 12 for storing DC regenerative power generated at the input unit of the inverter unit 4, and can supply the power charged in the capacitor 12 to the second inverter INV 2 of the drive control device B of the electric motor M 2 that is a power running subject. Therefore, for example, by performing a combination in which the power running power is larger than the regenerative power within the same limit, the regenerative power can be effectively used 100% without throwing the regenerative power into the regenerative resistor as heat energy.
  • AC primary is achieved by effectively utilizing the regenerative power generated by vertical conveyors with high regenerative operation ratios used in production lines, etc.
  • the consumption of the source P can be reduced as much as possible.
  • the capacitor 12 when charging the regenerative power to the capacitor 12 or discharging the regenerative power from the capacitor 12, it passes through a bidirectional DC / DC converter for step-up / step-down, or through the regenerative converter to the primary power source side like a primary power regeneration system.
  • the capacitor 12 is directly charged / discharged without passing through the converter, so there is no voltage conversion loss, so that the regenerative power can be efficiently stored in the capacitor 12 and The stored regenerative power can be used effectively.
  • this experimental facility includes a vertical conveyor V and a horizontal conveyor H.
  • the vertical transfer machine V transfers a workpiece W at a high position to a low position by a cage CA provided with a load receiving portion that can be moved back and forth in the horizontal direction by a slide fork.
  • the horizontal transfer conveyor H is a non-self-propelled cart (not shown) on which the work W transferred by the vertical transfer machine V is placed along a horizontal loop path. 1 to Dr. 9 is conveyed.
  • the lifting motor is
  • the inverter of the lifting motor that operates as a generator that generates regenerative power is the first inverter INV1 of the drive control device A for the lifting motor mainly for regeneration.
  • the inverters of the motor for 9 are the second inverter INV2 and the third inverter INV3 of the drive control device B for the motor mainly operating.
  • Table 1 shows the results of calculating the power running power amount and the regenerative power amount during the one-cycle operation of the vertical transfer machine V according to the operations S1 to S9 in FIG. 3 (see also “Operation Description” in Table 1). .
  • the amount of power that is positive is the amount of power running
  • the amount of power that is negative is the amount of regenerative power.
  • the auxiliary DL (drop lifter) not shown in FIG. 3 described in the operations S5 and S9 lifts the workpiece W from the lower limit temporary table to the upper limit for the measurement test.
  • auxiliary DL descending wait is a waiting time when the auxiliary DL descends to the lower limit with an empty load after the workpiece W is delivered at the upper limit
  • operation S9 auxiliary DL ascent wait
  • It is the waiting time when lifting from the upper limit to the upper limit.
  • Capacitor specifications As the capacitor 12 of the first inverter INV1, one having the following specifications in which two capacitor modules are connected in series was used.
  • Capacitor storage capacity The usable voltage range of the capacitor 12 is 282 V to 380 V, and the effective chargeable electric energy U in this usable voltage range is obtained by the following equation (1).
  • the voltage of the AC primary power source P in FIG. 1 is 200 VAC
  • the converter unit 1 (rectifier circuit) of the first inverter INV1 when converted to DC by the converter unit 1 (rectifier circuit) of the first inverter INV1, it becomes 282 VDC, which is twice the route, so that the primary power source P is As long as the capacitor 12 is connected, the capacitor 12 is always charged to this voltage, so the lower limit voltage is 282 VDC.
  • a general 200V general-purpose inverter when regenerative power is fed back from the motor M1 to the first inverter INV1, it is stored in the smoothing capacitor C1, and the DC bus voltage across the capacitor is raised.
  • the transistor TR1 of the regenerative resistor circuit unit 5 When the first inverter control unit 6 detects that the voltage of the DC bus has risen to 380 V, the transistor TR1 of the regenerative resistor circuit unit 5 is turned on and the regenerative power stored in the smoothing capacitor C1 is caused to flow to the regenerative resistor R4. It works to be consumed as thermal energy. These operations are the same even when the capacitor 12 is connected in parallel to the smoothing capacitor C1, and therefore the DC bus voltage is always maintained in the range of 282 VDC to 380 VDC.
  • the capacitor 12 needs to have a withstand voltage (maximum peak voltage) equal to or higher than the upper limit voltage of 380 VDC, but there is no problem because the maximum peak voltage of the capacitor 12 is 406 VDC as described above.
  • the storage capacity of the capacitor 12 has a sufficient margin and the withstand voltage is also cleared, it is advantageous to select a capacitor 12 having a small electrostatic capacity and suppress the cost.
  • the discharge start voltage (380 VDC) to the regenerative resistor R4 of the first inverter INV1 is less than the withstand voltage of the capacitor 12, even if the stored power increases and the capacitor potential rises, it reaches the withstand voltage. Since the discharge to the regenerative resistor R4 is performed before, the capacitor 12 can be protected from being overvoltage. That is, the first inverter INV1 has a function of protecting the capacitor 12 from overvoltage.
  • Table 2 shows changes in the amount of stored energy and the stored potential of the capacitor 12 due to the operations S1 to S9 of the vertical transfer machine V in Table 1.
  • the friction roller type driving device Dr. 1 to Dr. It is assumed that the electric motor for 9 is always operated by four electric motors (100 W / 1 unit).
  • the regenerative energy is consumed as heat energy by the regenerative resistor R4, so that the capacitor potential is 380V or higher.
  • the capacitor potential rises only up to about 293.1 V as long as it operates normally. Therefore, as long as energy is not stored in the capacitor 12 in advance by manual operation or the like, even if continuous operation is performed, the voltage does not increase to the ON voltage (380 V) of the transistor TR1 of the regenerative resistance circuit unit 5.
  • the required effective storage capacity of the regenerative power storage capacitor 12 is not the sum of the regenerative energy in one cycle, and is not an offset between regeneration and power running energy. It is only necessary to be able to store the maximum regenerative energy (7,387J in Table 2) generated by one operation (up or down, etc., in Table 2, operations S1 and S2 (up to the middle: high speed rise and low speed rise)). become. Cost reduction can be achieved by using the capacitor 12 having such an effective charge storage capacity. Further, by combining with the regenerative resistor circuit unit 5, there is no overvoltage. If the operating conditions are not restricted, the effective chargeable capacity of the capacitor 12 may be equal to or greater than the total capacity of regenerative energy generated in one cycle. As shown in FIG. 3, by using a horizontal conveying conveyor H mainly composed of power running that requires energy larger than the regenerative energy generated by the vertical conveying machine V during one cycle operation in combination with the vertical conveying machine V, The regenerative energy can be effectively used 100%.
  • the charging current flows continuously, but when it is consumed as thermal energy using the braking resistance circuit 13, the current flowing through the resistance circuit is on. And intermittent operation that repeats off. Therefore, the duty cycle is obtained from the ON / OFF ratio in the configuration using the braking resistance circuit 13, the average current obtained by multiplying the duty cycle by the current flowing through the braking resistance R5 is obtained, and this average current may be used as a comparison target.
  • Electric motor (M1) 3-phase 200V, 5.5kW, 4-pole Inverter (INV1): 3-phase 200V, 5.5kW
  • the average regenerative current Iave is obtained by the following equation (3) by multiplying the ON / OFF duty cycle (using the value of 27% obtained by actual measurement) with the maximum current value Imax obtained by the equation (2). Desired.
  • the determination regarding “necessary braking torque” is based on whether or not the capacitor 12 can be charged with the regenerative energy at the same timing as the process of converting the regenerative energy by the braking resistance circuit 13 shown in FIG. Judgment by In Table 1, the operation in which the maximum regenerative energy is generated in the shortest time is “high-speed increase & deceleration” during “high-speed increase” in the operation S1, and 5,244 J of this operation time is 2.7 seconds.
  • the voltage rise of the capacitor 12 and the charge current and charge energy are determined by calculation. However, it is assumed that the capacitor 12 is charged to 300 V in advance, and the smoothing capacitor C1 is not considered.
  • Capacitor selection conditions The selection conditions of the capacitor 12 based on the above examination results are summarized below.
  • the average regenerative current Iave (5.1 A in the example of this experimental equipment) obtained by the equation (3) is a current value flowing through the braking resistor R5 when the maximum regenerative energy is generated in the shortest time. Under the condition, if the relationship of Iave ⁇ Ireg is established with the average charging current Ireg (6.33A in the example of this experimental equipment) according to the equation (5), the braking torque necessary for the motor can be generated. . In the case of capacitor regeneration, the factor that determines this average charging current is capacitance.
  • D The ability to charge the capacitor 12 with the energy generated within the regenerative operation continuation time is a necessary condition for stopping the transporter at a fixed position within a limited time.
  • An element for determining the condition is the DC internal resistance R of the capacitor 12 shown in FIG. (E) That is, the current value I 0 (55A) obtained by dividing the voltage increase value ⁇ V (11.4 V) of the capacitor 12 due to the storage of the generated energy by the DC internal resistance R (0.206 ⁇ ) was obtained by the equation (5).
  • the time constant and the residual ratio are obtained from the fact that the current is sufficiently larger than the average current value Ireg (6.33 A) and the product of the capacitance C of the capacitor 12 and the DC internal resistance R, as shown in FIG. It is a condition that the current value I 0 (55A) obtained in (1) is substantially zero and the time is sufficiently shorter than the time during which regenerative energy is generated (operation time Ta).
  • the conditions required for the drive control device of the drive system including the vertical carrier V of the present invention having the capacitor 12 for storing the regenerative power are summarized as follows. (1) Capable of storing the maximum amount of regenerative energy generated in one continuous operation (such as ascending or descending) during one cycle operation of the vertical carrier V as the effective storage capacity of the capacitor 12. If there are no restrictions on the operating conditions, the capacity must be sufficient to store the regenerative energy generated in one-cycle operation. (2) The withstand voltage (maximum peak voltage) of the capacitor 12 is higher than the transistor ON voltage of the regenerative resistance circuit unit 5 to be combined. That is, the transistor ON voltage of the regenerative resistance circuit unit 5 is lower than the withstand voltage (maximum peak voltage) of the capacitor 12.
  • the combined regenerative resistor circuit unit 5 has a current value at which a braking torque required for the vertical conveyor V is obtained when regenerative power is supplied to the regenerative resistor R4 when the capacitor 12 is full. Be able to flow.
  • the energy consumption of the combined powering machine is larger than the regenerative energy. The insufficient powering energy is supplied from the primary power source, and the operation is continued.
  • the critical condition is (3).
  • the drive control device of the drive system including the vertical carrier according to the first embodiment shown in the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG. 2 first charges the capacitor 12, and then charges the smoothing capacitor C1 of the first inverter INV1. Next, the entire system can be operated by charging the smoothing capacitor C2 of the second inverter INV2.
  • the reason why the capacitor and the capacitor are charged in stages is that the current rating of the converter unit 1 (rectifier circuit) of the first inverter INV1 is lower than the total charging current value of the capacitor 12 and the capacitors C1 and C2.
  • step charging method is that 100% of the regenerative energy can be recovered and reused.
  • the step charging system of the first embodiment has such a feature, since charging is performed in stages, the operation enable signals of the first inverter INV1 and the second inverter INV2 are turned on and the entire system is operated. There is also a drawback that a certain time for charging (for example, about 3 minutes) must be waited until it becomes possible. For example, in an automobile production line or the like, when an emergency stop or a serious failure occurs, the primary power supply of the control panel is shut off, thereby ensuring safety.
  • the step charging method it is necessary to wait for the fixed time even if the power is turned on after recovery from an abnormality, and it takes time to recover the system, resulting in production loss, so the system recovery time is shortened. There is room for improvement from the viewpoint.
  • the drive control device of the drive system including the vertical transfer machine according to the following second to fourth embodiments is for shortening the system recovery time (the time from when the power is turned on until the entire system is operable). .
  • FIG. 6 The block diagram of FIG. 6 and the flowchart of FIG. 7 show the drive control device of the drive system including the vertical transfer machine according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same. Or the considerable part is shown.
  • the capacitor 12 is directly connected to the positive terminal P11 of the DC output line without passing through the third resistor R3 by the third switch SW3 that is turned on after the AC primary power supply P is turned on and the capacitor 12 is fully charged.
  • the smoothing capacitor C1 of the first smoothing circuit unit 2 is charged through the first resistor R1, and after the charging of the first smoothing circuit unit 2 is completed, the first switch SW1 is turned on and the first switch SW1 is turned on.
  • the inverter INV1 can be operated.
  • the smoothing capacitor C2 of the second smoothing circuit unit 7 is charged through the second resistor R2, and the second switch SW2 is turned on after the charging of the second smoothing circuit unit 7 is completed.
  • the second inverter INV2 becomes operable.
  • the charging of the capacitor 12, the smoothing capacitor C1, and the smoothing capacitor C2 are started at the same time when the primary power supply P is turned on (
  • the inverters INV1 and INV2 can be operated with the waiting time of the second timer and the third timer, and therefore the time from when the power is turned on until the entire system is operable is This is less than 1 second, which is much shorter than the step charging method.
  • the simultaneous charging method since the charging current becomes large, it is necessary to set the current rating of the converter unit 1 (rectifier circuit) to a sufficient capacity.
  • FIG. 8 and the flowchart of FIG. 9 show the drive control device of the drive system including the vertical transfer machine according to the third embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same. Or the considerable part is shown.
  • the capacitor 12 includes a third resistor R3 by a third switch SW3 that is turned on after the AC primary power supply P is turned on and the capacitor 12 is fully charged, and a fifth switch SW5 that is connected in series to the third inrush current suppression circuit 11. Directly connected to the positive terminal P11 of the DC output line.
  • the drive control device of the drive system including the vertical carrier charges the smoothing capacitor C1 built in the first inverter INV1 and the smoothing capacitor C2 built in the second inverter INV2 after the AC primary power supply P is turned on.
  • the capacitor 12 is charged when the fifth timer, which has a longer set time than the second timer and the third timer, expires, with a slight delay.
  • the motors M1 and M2 can be operated, so that the capacitor 12 is charged while the motors M1 and M2 are operated (hereinafter, referred to as “charge”). , "Operation parallel charging method").
  • the first inverter INV1 and the second inverter INV2 can be operated with the waiting time of the fifth timer having a set time longer than that of the second timer and the third timer.
  • the time until operation is possible is about several seconds, which is significantly shorter than the step charging method.
  • the charging of the smoothing capacitors C1 and C2 and the charging of the capacitor 12 are divided by the fifth timer (fifth switch SW5), the burden on the converter unit 1 (rectifier circuit) is reduced.
  • the electric motor M1 driven by the first inverter INV1 and the electric motor M2 driven by the second inverter INV2 start to operate before the capacitor 12 is completely charged.
  • the regenerative power to be returned is not stored in the capacitor 12, but is consumed as heat energy by the regenerative resistor R4.
  • the recovery efficiency of regenerative energy is lower than the charging method.
  • the charging completion confirmation by the second timer, the third timer, the fifth timer, and the sixth timer (see FIG. 9) in the third embodiment may be performed by other means such as voltage detection. .
  • FIG. 12 and the flowchart of FIG. 13 show the drive control device of the drive system including the vertical conveyor according to the fourth embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same. Or the considerable part is shown.
  • the block diagram of FIG. 12 is obtained by adding voltage measuring means for the capacitor 12 to the block diagram of FIG. 8 of the third embodiment. After the AC primary power supply P is turned on, the drive control device for the drive system including the vertical transfer machine according to the fourth embodiment charges the smoothing capacitor C1 built in the first inverter INV1 and the smoothing capacitor C2 built in the second inverter INV2.
  • the capacitor 12 is turned on by the voltage measuring means before the fifth switch SW5 is turned on and charging of the capacitor 12 is started after the set time of the fifth timer has elapsed.
  • the voltage value of the capacitor 12 is equal to or higher than a preset threshold value, the charging is completed without waiting for the charging time of the capacitor 12, and the fifth switch SW5 and the third switch SW3 are turned on simultaneously.
  • the fifth switch SW5 is turned on to charge the capacitor 12 through the resistor R3.
  • the third switch SW3 is turned on (hereinafter referred to as “charging method by voltage detection”).
  • the inverters INV1 and INV2 can be operated with the waiting time of the fifth timer, which is longer than the second timer and the third timer, so that the entire system can be operated after the power is turned on.
  • the time to become a few seconds is much shorter than the step charging method.
  • the voltage value of the capacitor 12 is equal to or greater than the threshold value after the set time of the fifth timer has elapsed, there is no waiting time for charging the capacitor, and the regenerative energy reuse efficiency as described in the third embodiment is reduced.
  • the regenerative energy reuse efficiency may be reduced as in the operation parallel charging method.
  • the charging completion confirmation by the second timer, the third timer, and the fifth timer (see FIG. 13) in the fourth embodiment may be configured to be performed by other means such as voltage detection.

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Abstract

　高回生運転比率の垂直搬送機で発生する回生電力を有効活用できる垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置を提供することを目的とする。　回生主体の電動機（Ｍ１）の駆動制御装置（Ａ）及び力行主体の電動機（Ｍ２）の駆動制御装置（Ｂ）、並びに、駆動制御装置（Ａ）の第１インバータ（ＩＮＶ１）におけるコンバータ部（１）の直流出力ラインの正極端子（Ｐ１１）及び負極端子（Ｎ１）間に、第３抵抗（Ｒ３）及びスイッチ（ＳＷ３）を並列に接続した第３突入電流抑制回路（１１）を介して接続された回生電力貯蔵用キャパシタ（１２）を備え、キャパシタ（１２）は、回生主体の電動機（Ｍ１）の一連の動作の中で、最大の回生エネルギが発生する動作時間内において、回生主体の電動機（Ｍ１）が発生する回生エネルギを蓄電する際に流れる充電電流によって、回生主体の電動機（Ｍ１）の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値になるような静電容量と直流内部抵抗を有する。

Description

垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置
　本発明は、生産ライン等に用いる垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御を行う駆動制御装置に関わり、さらに詳しくは、特に回生運転の比率が高い垂直搬送機で発生する回生電力を有効活用して交流１次電源の消費を低減する駆動制御装置に関するものである。
　垂直搬送機の駆動制御装置は、一般的に、交流１次電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部、前記コンバータ部により変換された直流電圧を平滑化する平滑回路部、及び、前記平滑回路部により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して垂直搬送機の電動機へ出力するインバータ部等からなるインバータ、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように前記インバータ部を制御するインバータ制御部等からなる。
　このような駆動制御装置を用いて垂直昇降機をインバータ制御する場合、昇降装置が下降する際等に電動機が発電機となって回生エネルギ（電力）がインバータ側に帰ってくる。
　トランジスタインバータの場合、トランジスタに並列に接続された帰還ダイオードが電動機を電源とする整流器として働き、直流母線回路に接続された平滑コンデンサに電動機からの回生電力が流入してくることから、インバータ内部の直流母線回路電圧が引き上げられ、放置すれば回生失効等の問題を招くことになるため、インバータの内部素子を保護する目的で、回生過電圧検知が作動し、事前にアラーム停止するように設計されている。
　ここで、決められたシーケンスに従って速度制御するためには、直流母線回路電圧を所定の定電圧に維持するように制御しなければならないため、回生エネルギの処理方法として、直流主回路に制動ユニットを設置し、直流母線回路電圧が一定値以上に上昇した場合に駆動制御部からの指令で制動ユニットのトランジスタをオンにしてこのトランジスタに直列に接続された抵抗器に回生エネルギを流し込み、熱として消費することで直流母線回路の電圧上昇を防止する方法が多用されている。
　しかしながら、このような用法では、回生エネルギを全て熱として捨ててしまうことから、回生運転で得られる電力を有効に利用できないという問題があるため、回生エネルギを蓄電して再利用するシステムとして、電動機単体ごとに充放電回路とともに設置した電気二重層キャパシタに蓄電する方法があり（例えば、特許文献１参照。）、この方法では、回生電力を制動抵抗で消費させる一般的な昇降装置の駆動システムの構成に対して、新たに、直流母線回路に接続される充放電回路（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）、その充放電回路の出力側に接続され、充電制御時に平滑コンデンサに蓄電された直流電圧を貯蔵する電気二重層キャパシタ、平滑コンデンサに生ずる電圧を検出する電圧検出手段、及び、この検出電圧と予め設定された充電または放電動作の判断基準電圧を比較して充放電回路を制御する充放電制御部が設けられている。
特開２００５－２６３４０８号公報
　垂直搬送機において、荷物を上から下に降ろす専用搬送機（荷降ろしリフタ）として使用する場合、下降動作では、ケージと荷物とを合わせた重量がバランス用ウェイトの重量よりも大きくなり、荷物を受け渡した後のケージのみの上昇動作では、バランス用ウェイトの重量がケージの重量よりも大きくなる。
　このため、下降及び上昇の両方の動作において、昇降用電動機は、荷物を積んだケージ又はバランス用ウェイトによって（負荷によって）回されることになり、回生電力を発生する発電機として動作する。
　特許文献１のような垂直搬送機に蓄電装置と制御装置を設けることにより回生エネルギを利用する駆動制御装置は、その対象が、１台の電動機において、力行運転と回生運転とがある程度規則的に、交互に行われる場合に限定される。
　即ち、特許文献１のような駆動制御装置は、電動機単体ごとに回生蓄電したエネルギを各電動機の力行運転時に使い切ることができれば有効なものであるが、回生運転が主体の垂直搬送機では、蓄電装置の蓄電量が満杯となった時点で回生電力の行き場がなくなり、直流母線間電圧が予め設定された制動ユニットのトランジスタの起動電圧に到達し、この直流母線間電圧が設定電圧以上の間は抵抗器に放電して熱エネルギとして捨ててしまうことになる。
　また、実際の生産設備などで稼動している、荷物を上から下に降ろす専用搬送機として垂直搬送機を使用する場合、上述のとおり動作回数を重ねる度に回生エネルギは増加し続けるので、特許文献１のような駆動制御装置による省エネシステムでは十分でなく、他の力行運転が主体の設備と組み合わせて回生エネルギを消費しない限り、有効な省エネシステムを構築することは困難である。
　その上、特許文献１の垂直搬送機の駆動制御装置の構成では、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電するため、充電時及び放電時ともに電圧変換ロスを伴う欠点がある。
　そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、生産ライン等に用いる、回生運転の比率が高い垂直搬送機で発生する回生電力を有効活用することにより交流１次電源の消費を極力低減することができる、垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置を提供する点にある。
　本発明に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、前記課題解決のために、交流１次電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部、前記コンバータ部により変換された直流電圧を平滑化する第１平滑回路部、並列に接続された第１抵抗及び第１スイッチを前記第１平滑回路部の１次側に接続した第１突入電流抑制回路、前記第１平滑回路部により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して垂直搬送機の回生主体の電動機へ出力する第１インバータ部、並びに、前記第１平滑回路部に並列に接続した回生抵抗回路部からなる第１インバータ、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように前記第１インバータ部を制御する第１インバータ制御部を有する回生主体の電動機の駆動制御装置と、前記コンバータ部の直流出力ラインの正極端子及び負極端子間に、直流電圧を平滑化する第２平滑回路部、並列に接続された第２抵抗及び第２スイッチを前記第２平滑回路部の１次側に接続した第２突入電流抑制回路、並びに、前記第２平滑回路部により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して力行主体の電動機へ出力する第２インバータ部からなる第２インバータ、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように前記第２インバータ部を制御する第２インバータ制御部を有する力行主体の電動機の駆動制御装置と、前記コンバータ部の直流出力ラインの正極端子及び負極端子間に、第３抵抗及び第３スイッチを並列に接続した第３突入電流抑制回路を介して接続され、前記回生主体の電動機が回生運転している際に前記第１インバータ部の入力部に生ずる直流回生電力を貯蔵するキャパシタとを備え、前記キャパシタは、前記垂直搬送機の回生主体の電動機の一連の動作の中で、最大の回生エネルギが発生する動作時間内において、前記回生主体の電動機が発生する前記回生エネルギを蓄電する際に流れる充電電流によって、前記回生主体の電動機の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値になるような静電容量（Ｃ）と直流内部抵抗（Ｒ）を有していることを特徴とする（請求項１）。
　このような構成によれば、回生主体の電動機の駆動制御装置の第１インバータが、回生主体の電動機が回生運転している際に第１インバータ部の入力部に生ずる直流回生電力を貯蔵するキャパシタを備えるとともに、キャパシタに充電された電力を力行主体の電動機の駆動制御装置の第２インバータへ供給することができるので、例えば、同時限内において、力行電力が回生電力よりも大きくなるような組合せを行うことにより、回生電力を回生抵抗に熱エネルギとして捨てることなく、回生電力を１００％有効に利用することができるため、生産ライン等に用いる、回生運転の比率が高い垂直搬送機で発生する回生電力を有効活用することにより交流１次電源の消費を極力低減することができる。
　その上、回生電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充放電しないことから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換ロスがないため、回生電力をキャパシタに効率的に蓄電することができるとともに、キャパシタに蓄電された回生電力を有効に活用することができる。
　その上さらに、前記キャパシタは、前記垂直搬送機の回生主体の電動機の一連の動作の中で、最大の回生エネルギが発生する動作時間内において、前記回生主体の電動機が発生する前記回生エネルギを蓄電する際に流れる充電電流によって、前記回生主体の電動機の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値になるような静電容量（Ｃ）と直流内部抵抗（Ｒ）を有しているので、垂直搬送機を予め決められた速度曲線に沿って目標通りに速度制御することができる。
　ここで、前記キャパシタは、前記回生主体の電動機の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値（Ｉａｖｅ）に比べて、前記キャパシタの静電容量（Ｃ）と前記回生エネルギを前記キャパシタに蓄電したことによる電圧上昇値（ΔＶ）の積（Ｃ・ΔＶ）を前記動作時間（Ｔａ）で除して求まる平均充電電流値（Ｉｒｅｇ＝Ｃ・ΔＶ／Ｔａ）の方が大きくなる（Ｉａｖｅ＜Ｉｒｅｇ）静電容量（Ｃ）を有しており、且つ、前記電圧上昇値（ΔＶ）を前記キャパシタの直流内部抵抗（Ｒ）で除して求まる電流値（Ｉ0＝ΔＶ／Ｒ）が、前記平均充電電流値（Ｉｒｅｇ）よりも大きくなる（Ｉ0＞Ｉｒｅｇ）直流内部抵抗（Ｒ）を有していることが好ましい（請求項２）。
　また、前記キャパシタは、前記静電容量（Ｃ）と前記直流内部抵抗（Ｒ）の積から求まる時定数（Ｔ＝Ｃ・Ｒ）と自然対数の底（ｅ）を使って、時間（ｔ）における電流残留率の計算式（ｅ-t/CR）を用いて、前記電圧上昇値（ΔＶ）を前記キャパシタの直流内部抵抗（Ｒ）で除して求まる電流値（Ｉ0）の残留率を求め、この残留率が略零になる時間が前記動作時間（Ｔａ）よりも短くなるような静電容量（Ｃ）と直流内部抵抗（Ｒ）を有していることがより好ましい（請求項３）。
　これらの構成によれば、キャパシタに回生エネルギを蓄電する際における最大の充電電流が垂直搬送機の回生主体の電動機の速度制御に必要な制動トルクを発生させることができる電流値であるので、垂直搬送機を予め決められた速度曲線に沿って目標通りに速度制御することができる。
　さらに、前記回生抵抗回路部のトランジスタのオン電圧が、前記キャパシタの耐電圧よりも低いと好ましい（請求項４）。
　このような構成によれば、キャパシタの耐電圧よりも低い電圧でオンとなるトランジスタにより回生抵抗に電流が流れるので、キャパシタの電圧が耐圧（最大ピーク電圧）を超えることがなく、キャパシタが過電圧にならないように保護することができる。
　したがって、回生電力の有効利用及びコストを勘案しながら、キャパシタの容量を小さくすることができる。
　さらにまた、前記キャパシタの有効蓄電可能容量が、前記垂直搬送機の１サイクル運転の中で発生する回生エネルギの合計以上であると好ましい（請求項５）。
　このような構成によれば、回生エネルギを無駄にすることなくキャパシタに蓄電することができるので、回生エネルギをより有効に活用することができる。
　また、前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続されるとともに、前記直流出力ラインの正極端子と前記第１インバータの直流母線の正極端子とが短絡され、これと同時に前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなって前記第１インバータが運転可能になり、前記第１インバータが運転可能になると同時に、前記第１インバータの直流母線の正極端子及び前記第２インバータの直流母線の正極端子を接続する第４スイッチがオンとなり、これと同時に前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなって前記第２インバータが運転可能になると好ましい（請求項６）。
　このような構成によれば、最初にキャパシタが充電され、次に第１インバータの第１平滑回路部が充電され、次に第２インバータの第２平滑回路部が充電されてからシステム全体が運転可能となるので、回生エネルギを１００％回収して再利用できる。
　さらに、前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、前記キャパシタの充電と並行して前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなって前記第１インバータが運転可能になり、前記キャパシタ及び前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなって前記第２インバータが運転可能になると好ましい（請求項７）。
　このような構成によれば、交流１次電源の投入と同時に、キャパシタ、第１平滑回路部及び第２平滑回路部の充電を一斉に開始し、第１平滑回路部の充電完了確認により第１インバータが運転可能となり、第２平滑回路部の充電完了確認により第２インバータが運転可能となるので、キャパシタの充電完了を待ってシステム全体が運転可能になる構成と比較して、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間を大幅に短縮できる。
　さらにまた、前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチ、及び前記第３突入電流抑制回路に直列に接続した第５スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、前記交流１次電源の投入後は、前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部及び前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第５スイッチがオンとなると、前記キャパシタの充電を開始するとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になると好ましい（請求項８）。
　このような構成によれば、第１平滑回路部及び第２平滑回路部の充電完了後に第５スイッチがオンになると、第１インバータ及び第２インバータが運転可能となるので、キャパシタの充電完了を待ってシステム全体が運転可能になる構成と比較して、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間を大幅に短縮できる。
　その上、第１平滑回路部及び第２平滑回路部の充電完了後にキャパシタの充電を行うので、コンバータ部に掛かる負担が軽減される。
　また、前記キャパシタの電圧測定手段を備え、前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチ、及び前記第３突入電流抑制回路に直列に接続した第５スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、前記交流１次電源の投入後は、前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部及び前記第２平滑回路部の充電完了後に、前記電圧測定手段により測定した前記キャパシタの電圧値が予め設定された閾値未満である場合は、前記第５スイッチがオンとなって、前記キャパシタの充電を開始するとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になり、前記充電完了後に、前記電圧測定手段により測定した前記キャパシタの電圧値が予め設定された閾値以上である場合は、前記第５スイッチがオンとなって、前記キャパシタの充電完了とするとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になると好ましい（請求項９）。
　このような構成によれば、第１平滑回路部及び第２平滑回路部の充電完了後に第５スイッチがオンになると、第１インバータ及び第２インバータが運転可能となるので、キャパシタの充電完了を待ってシステム全体が運転可能になる構成と比較して、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間を大幅に短縮できる。
　その上、第１平滑回路部及び第２平滑回路部の充電完了後にキャパシタの充電を行うので、コンバータ部に掛かる負担が軽減される。
　その上さらに、前記充電完了後に、前記電圧測定手段により測定した前記キャパシタの電圧値が予め設定された閾値以上である場合は、キャパシタ充電の待ち時間がないため、回生エネルギの再利用効率の低下が生じることがない。
　以上のように、本発明に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置によれば、垂直搬送機の回生主体の電動機の駆動制御装置の第１インバータに備えたキャパシタが回生エネルギを蓄電し、この蓄電電力を力行主体の電動機の駆動制御装置の第２インバータへ供給することができるので、回生電力を有効活用することにより交流１次電源の消費を極力低減することができること等の顕著な効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 同じく流れ図である。 垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の実験設備の概略を示すブロック図及び動作説明図並びに機械装置の諸元を示す図である。 キャパシタを使用せずに回生エネルギを熱エネルギとして消費する、従来の制動抵抗回路を使った駆動系の駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）はキャパシタ充電の等価回路を示す図、（ｂ）は時間による充電電流の変化を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 同じく流れ図である。 本発明の実施の形態３に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 同じく流れ図である。 垂直搬送機の動作並行充電等価回路である。 ＳＷ５がオンでＳＷ３がオフの初期充電中における時間による直流母線電圧並びにキャパシタ電圧及びキャパシタ充電電流の変化を示す図であり、（ａ）は回生エネルギが発生しない場合、（ｂ）は回生エネルギが発生する場合を示している。 本発明の実施の形態４に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 同じく流れ図である。
（実施の形態１）
　図１のブロック図に示すように、本発明の実施の形態１に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、垂直搬送機の回生主体の電動機Ｍ１の駆動制御装置Ａと、力行主体の電動機Ｍ２の駆動制御装置Ｂとを備える。
　ここで、駆動制御装置Ａは、交流１次電源Ｐから供給された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部１（整流回路）、コンバータ部１により変換された直流電圧を平滑化する第１平滑回路部２、並列に接続された第１抵抗Ｒ１及び第１スイッチＳＷ１を第１平滑回路部２の１次側に接続した第１突入電流抑制回路３、第１平滑回路部２により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して回生主体の電動機Ｍ１へ出力する第１インバータ部４（チョッパ回路）、並びに、第１平滑回路部２に並列に接続した回生抵抗回路部５からなる第１インバータＩＮＶ１、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように第１インバータ部４を制御する第１インバータ制御部６を有する。
　また、駆動制御装置Ｂは、直流電圧を平滑化する第２平滑回路部７、並列に接続された第２抵抗Ｒ２及び第２スイッチＳＷ２を第２平滑回路部７の１次側に接続した第２突入電流抑制回路８、並びに、第２平滑回路部７により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して力行主体の電動機Ｍ２へ出力する第２インバータ部９からなる第２インバータＩＮＶ２、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように第２インバータ部９を制御する第２インバータ制御部１０を有する。
　さらに、駆動制御装置Ａは、コンバータ部１の直流出力ラインの正極端子Ｐ１１及び負極端子Ｎ１間に、第３抵抗Ｒ３及び第３スイッチＳＷ３を並列に接続した第３突入電流抑制回路１１を介して接続され、回生主体の電動機Ｍ１が回生運転している際に第１インバータ部４の入力部に生ずる直流回生電力を貯蔵するキャパシタ１２を備えている。
　さらにまた、第１インバータＩＮＶ１の直流母線の正極端子Ｐ１２及び第２インバータＩＮＶ２の直流母線の正極端子Ｐ２は第４スイッチＳＷ４を介して接続され、第１インバータＩＮＶ１の直流母線の負極端子（コンバータ部１の直流出力ラインの負極端子）Ｎ１及び第２インバータＩＮＶ２の直流母線の負極端子Ｎ２は短絡される。
　なお、キャパシタ１２は、電気二重層キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタの他、急速充放電が可能な特性を持った２次電池も含むものである。
　図１のブロック図及び図２の流れ図に示すように、交流１次電源Ｐから第１インバータＩＮＶ１に電力が供給されると、コンバータ部１（整流回路）から正極端子Ｐ１１を経て、第３突入電流抑制回路１１の第３抵抗Ｒ３を通してキャパシタ１２が充電される。仮に交流１次電源Ｐの電圧が２００ＶＡＣとすると、キャパシタ１２は２８２ＶＤＣまで充電される。
　キャパシタ１２への充電開始と同時に第１タイマが作動を開始し、第１タイマが所定時間を経過すると、即ちキャパシタ１２への所定の充電時間が経過すると、第３突入電流抑制回路１１の第３スイッチＳＷ３がオンとなるため、キャパシタ１２は第３抵抗Ｒ３を介さずに直接正極端子Ｐ１２に接続され、正極端子Ｐ１２に２８２ＶＤＣの直流電圧が印加され、引き続き第１突入電流抑制回路３の第１抵抗Ｒ１を通して第１平滑回路部２（平滑コンデンサＣ１）が充電される。
　第１平滑回路部２（平滑コンデンサＣ１）への充電開始と同時に第２タイマが作動を開始し、第２タイマが所定期間を経過すると、即ち第１平滑回路部２（平滑コンデンサＣ１）への所定の充電時間が経過すると、第１突入電流抑制回路３の第１スイッチＳＷ１がオンとなって第１インバータＩＮＶ１の運転可信号がオンになる。
　第１インバータＩＮＶ１の運転可信号がオンになると同時に第４スイッチＳＷ４がオンとなって、第２インバータＩＮＶ２の第２突入電流抑制回路８の第２抵抗Ｒ２を通して第２平滑回路部７（平滑コンデンサＣ２）が充電される。
　第２平滑回路部７（平滑コンデンサＣ２）への充電開始と同時に第３タイマが作動を開始し、第３タイマが所定期間を経過すると、即ち第２平滑回路部７（平滑コンデンサＣ２）への所定の充電時間が経過すると、第２突入電流抑制回路８の第２スイッチＳＷ２がオンとなって第２インバータＩＮＶ２の運転可信号がオンになる。
　以上のような手順を経て第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２の運転可信号がオンになることにより、システム全体が運転可能となる。
　以上の説明においては、キャパシタ１２、第１平滑回路部２（平滑コンデンサＣ１）及び第２平滑回路部７（平滑コンデンサＣ２）の充電完了確認を、第１タイマ、第２タイマ及び第３タイマにより行っているが、このような充電完了確認を、電圧検出等の他の手段によって行うように構成してもよい。
　垂直搬送機が回生運転を行うと、回生主体の電動機Ｍ１で発生した回生電力は、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３がオンであるので、キャパシタ１２に直接蓄電される。この時、力行主体の電動機Ｍ２が運転中である場合には、第２インバータＩＮＶ２側へも回生電力が供給され、力行主体の電動機Ｍ２が停止している場合には、回生電力は全てキャパシタ１２に充電され、キャパシタ１２の蓄電電位を引き上げる。
　仮に、キャパシタ１２の蓄電電位が３８０ＶＤＣまで上昇すると、第１インバータ制御部６は、第１インバータＩＮＶ１の平滑コンデンサＣ１の電位を検出し、回生抵抗回路部５のトランジスタＴＲ１をオンにして回生電力を回生抵抗Ｒ４に流し、回生抵抗Ｒ４で熱エネルギとして消費することにより、キャパシタ１２の過電圧を防止する。
　また、力行主体の電動機Ｍ２が運転中に回生主体の電動機Ｍ１が停止した場合、キャパシタ１２の電位が２８２ＶＤＣ以上あれば、力行主体の電動機Ｍ２はキャパシタ１２に蓄電された電力で運転を継続し、キャパシタ１２の電位が２８２ＶＤＣ未満であれば、力行主体の電動機Ｍ２は交流１次電源Ｐから電力供給を受けて運転を継続する。
　以上の説明においては、回生電力を消費する力行主体の電動機の駆動制御装置Ｂにおいて、電動機Ｍ２及び第２インバータＩＮＶ２がそれぞれ１台である場合を示したが、力行主体の電動機及びインバータは複数台であってもよい。ただし、力行主体の電動機１台の容量は、回生主体の電動機Ｍ１の駆動制御装置Ａのコンバータ部１（整流回路）の電流制限値から、その電流容量を超えない電動機容量でなければならない。
　以上のような垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置によれば、回生主体の電動機Ｍ１の駆動制御装置Ａの第１インバータＩＮＶ１が、回生主体の電動機Ｍ１が回生運転している際に第１インバータ部４の入力部に生ずる直流回生電力を貯蔵するキャパシタ１２を備えるとともに、キャパシタ１２に充電された電力を力行主体の電動機Ｍ２の駆動制御装置Ｂの第２インバータＩＮＶ２へ供給することができるので、例えば、同時限内において、力行電力が回生電力よりも大きくなるような組合せを行うことにより、回生電力を回生抵抗に熱エネルギとして捨てることなく、回生電力を１００％有効に利用することができるため、生産ライン等に用いる、回生運転の比率が高い垂直搬送機で発生する回生電力を有効活用することにより交流１次電源Ｐの消費を極力低減することができる。
　また、キャパシタ１２に回生電力を充電又はキャパシタ１２から回生電力を放電する際に、昇降圧用の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを通したり、１次電源回生システムのように回生コンバータを通して１次電源側に回生電力を戻すシステムと比較して、コンバータを通さずにキャパシタ１２に直接充放電するので、電圧変換ロスがないため、回生電力をキャパシタ１２に効率的に蓄電することができるとともに、キャパシタ１２に蓄電された回生電力を有効に活用することができる。
　次に、生産ライン等において回生電力を有効利用する、本発明の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の検証実験等について説明する。
　図３の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置の実験設備の概略を示すブロック図及び動作説明図に示すように、この実験設備は、垂直搬送機Ｖ及び水平搬送コンベアＨを備えている。
　垂直搬送機Ｖは、スライドフォークにより水平方向に進退することができる荷受け部を備えたケージＣＡにより、高位置にあるワークＷを低位置に移載するものである。
　また、水平搬送コンベアＨは、垂直搬送機Ｖにより受け渡されたワークＷを載置した、図示しない非自走式の台車を、水平ループ状経路に沿って、フリクションローラ式駆動装置Ｄｒ．１～Ｄｒ．９により搬送するものである。
　図３の機械装置諸元に示すように、垂直搬送機Ｖは、ワークＷを積んで下降する際には、ケージ側が３５０ｋｇ（９２０ｋｇ（ケージ重量）＋７００ｋｇ（ワーク重量）－１２７０ｋｇ（ウェイト重量）＝３５０ｋｇ）重くなり、空荷で上昇する際には、ウェイト側が３５０ｋｇ（１２７０ｋｇ（ウェイト重量）－９２０ｋｇ（ケージ重量）＝３５０ｋｇ）重くなるため、下降及び上昇の両方の動作において、昇降用電動機は、回生電力を発生する発電機として動作し、昇降用電動機のインバータが、回生主体の昇降用電動機の駆動制御装置Ａの第１インバータＩＮＶ１である。
　また、スライドフォーク駆動用電動機のインバータ及びフリクションローラ式駆動装置Ｄｒ．１～Ｄｒ．９用電動機のインバータが、力行主体の電動機の駆動制御装置Ｂの第２インバータＩＮＶ２及び第３インバータＩＮＶ３である。
　図３中の動作Ｓ１～Ｓ９（表１中の「動作説明」も参照。）にしたがって、垂直搬送機Ｖの１サイクル運転時における力行電力量及び回生電力量を求めた結果を表１に示す。表１中の電力量で、プラスになっているものが力行電力量であり、マイナスになっているものが回生電力量である。
　ここで、動作Ｓ５及びＳ９に記載されている、図３に図示していない補助ＤＬ（ドロップリフタ）は、測定試験のために下限の仮置台から上限までワークＷを持ち上げるものであり、動作Ｓ５（補助ＤＬ下降待）は、補助ＤＬがワークＷを上限で受け渡し後、空荷で下限まで下降する際の待ち時間であり、動作Ｓ９（補助ＤＬ上昇待）は、補助ＤＬがワークＷを下限から上限まで持ち上げる際の待ち時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（キャパシタの仕様）
　第１インバータＩＮＶ１のキャパシタ１２として、キャパシタモジュール２個を直列に接続した下記の仕様のものを使用した。
　タイプ：電気二重層キャパシタ
　定格電圧：ＤＣ３７８Ｖ
　最大ピーク電圧：ＤＣ４０６Ｖ
　静電容量（Ｃ）：１．５Ｆ
　直流内部抵抗（Ｒ）：２０６ｍΩ
（キャパシタの蓄電容量）
　キャパシタ１２の使用電圧範囲は、２８２Ｖ～３８０Ｖであり、この使用電圧範囲における有効蓄電可能電力量Ｕは、次式（１）により求められる。
Ｕ＝（１／２）・Ｃ・（Ｖ１2－Ｖ２2）
　＝（０．５）・（１．５）・（３８０2－２８２2）＝４８，６５７Ｊ (１）
　本実験設備の場合、表１より、垂直搬送機Ｖの１サイクル運転で発生する回生電力量と力行電力量の相殺合計は1サイクル動作終了時１０，３９５Ｊである。
　それに対して、使用したキャパシタ１２の蓄電可能容量は、式（１）のとおり、４８，６５７Ｊであるので、十分な容量を有している。
　本実験設備の場合、後述するキャパシタの過電圧保護機能があるので、キャパシタ容量としては、１サイクルの回生と力行の相殺電力量（１０，３９５Ｊ)よりも更に小さい容量で済むことになる。以下にその理由を説明する。
　先ず、キャパシタ１２の使用電圧範囲（２８２ＶＤＣ～３８０ＶＤＣ）に関し、その根拠を説明する。
　図１の交流１次電源Ｐの電圧が２００ＶＡＣであることから、第１インバータＩＮＶ１のコンバータ部１（整流回路）で直流に変換されるとルート２倍の２８２ＶＤＣとなるので、１次電源Ｐが接続されている限り、キャパシタ１２は常時この電圧に充電された状態となるため、下限電圧は２８２ＶＤＣになる。
　また、一般的な２００Ｖ系汎用インバータの場合、電動機Ｍ１から回生電力が第１インバータＩＮＶ１に帰還すると、平滑コンデンサＣ１に蓄電され、コンデンサ両端の直流母線電圧を引き上げることになる。
　第１インバータ制御部６は、直流母線の電圧が３８０Ｖまで上昇したことを検出すると、回生抵抗回路部５のトランジスタＴＲ１をオンにして平滑コンデンサＣ１に蓄電された回生電力を回生抵抗Ｒ４に流し、熱エネルギとして消費するように働く。
　これらの動作は平滑コンデンサＣ１にキャパシタ１２が並列に接続された状態においても同様であり、したがって、直流母線電圧は、常時２８２ＶＤＣ～３８０ＶＤＣの範囲に維持されることとなる。
　なお、キャパシタ１２は、上限電圧の３８０ＶＤＣ以上の耐圧（最大ピーク電圧）を持つ必要があるが、キャパシタ１２の最大ピーク電圧は、上記仕様のとおり４０６ＶＤＣであるため問題はない。
　以上のことから、キャパシタ１２の蓄電容量は十分な余裕があり、耐電圧もクリアしているため、キャパシタ１２として、静電容量が小さいものを選定し、コストを抑える方法が得策である。また、第１インバータＩＮＶ１の回生抵抗Ｒ４への放電開始電圧（３８０ＶＤＣ)がキャパシタ１２の耐電圧未満であるので、仮に蓄電電力が増加して、キャパシタ電位が上昇しても、耐電圧まで到達する前に回生抵抗Ｒ４への放電が行われるため、キャパシタ１２が過電圧になることがないように保護することができる。即ち、第１インバータＩＮＶ１は、キャパシタ１２の過電圧保護機能を有している。
（キャパシタ電位の変化）
　表１の垂直搬送機Ｖの動作Ｓ１～Ｓ９によるキャパシタ１２の蓄電エネルギ量及び蓄電電位の変化を表２に示す。なお、水平搬送コンベアＨのフリクションローラ式駆動装置Ｄｒ．１～Ｄｒ．９用電動機は、常時４台の電動機（１００Ｗ／１台）が運転しているものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から、キャパシタ電位が２８２Ｖ未満になろうとした際には１次電源Ｐから電力供給を受けるため、キャパシタ電位は２８２Ｖ未満には低下しないことがわかる。
　例えば、表２の中で、動作Ｓ４（上限まで上昇：低速上昇）、動作Ｓ５（上限待機：補助ＤＬ下降待）、及び、動作Ｓ９（下限待機：補助ＤＬ上昇待）の３動作中においては、キャパシタ１２の蓄電エネルギが５９，６４３Ｊを下回ろうとするので、電位の高い１次電源Ｐから電力が供給され、キャパシタ電位は２８２Ｖを維持する。
　また、キャパシタ電位が上昇して３８０Ｖを超えると、上述のとおり回生抵抗回路部５のトランジスタＴＲ１がオンになるので、回生エネルギが回生抵抗Ｒ４で熱エネルギとして消費されるため、キャパシタ電位は３８０Ｖ以上に上昇しないように構成されているが、本実験設備の場合、正常に動作している限り、キャパシタ電位は最高で約２９３．１Ｖまでしか上昇しないことがわかる。
　したがって、マニュアル操作等で予めキャパシタ１２にエネルギが蓄電されていない限り、連続運転を実施しても、回生抵抗回路部５のトランジスタＴＲ１のオン電圧（３８０Ｖ）まで電圧上昇することはない。
　以上のことから、要求される回生電力蓄電用キャパシタ１２の有効蓄電可能容量としては、１サイクル中の回生エネルギの合計ではなく、また、回生と力行エネルギの相殺でもない、１サイクル中の連続した一つの動作（上昇または下降など、表２では、動作Ｓ１及びＳ２（中間まで上昇：高速上昇及び低速上昇））で発生する最大の回生エネルギ（表２では、７，３８７Ｊ）を蓄電できれば良いことになる。
　このような有効蓄電可能容量を持ったキャパシタ１２を使用することで、コスト低減化を図ることができる。また、回生抵抗回路部５と組み合わせることにより、過電圧になることもない。
　なお、動作条件に制約を付けなければ、キャパシタ１２の有効蓄電可能容量としては、１サイクル中に発生する回生エネルギの合計容量以上を持てば良いことになる。
　そして、図３のように、１サイクル運転中に垂直搬送機Ｖで発生する回生エネルギよりも大きなエネルギを必要とする力行主体の水平搬送コンベアＨを垂直搬送機Ｖと組み合わせて使用することにより、回生エネルギを１００％有効利用することが可能となる。
（制動抵抗回路による回生エネルギ処理）
　キャパシタ１２に流れる充電電流により十分な制動トルクが得られるか否かを確認する目的で、キャパシタ１２を使用せずに回生エネルギを熱エネルギとして消費する従来の制動抵抗回路を使ったインバータ駆動電動機の制御と比較する。
　図４に概略構成を示す従来の制動抵抗回路１３を使った駆動系の駆動制御装置のブロック図において、インバータメーカの選定ソフトを使って選定した制動抵抗Ｒ５を使用し、制動抵抗Ｒ５に流れる電流値を計算することで、垂直搬送機Ｖを限られた時間内に決められた位置に停止させるための回生電流値を明確にすることができる。
　ただし、ここで注意しなければならないのは、回生エネルギをキャパシタ蓄電する場合では充電電流は連続して流れるが、制動抵抗回路１３を使って熱エネルギとして消費する場合では抵抗回路に流れる電流はオンとオフを繰り返す間欠動作となる点である。
　よって、制動抵抗回路１３を用いた構成におけるオンとオフの比率からデューティーサイクルを求め、これに制動抵抗Ｒ５に流れる電流を掛けた平均電流を求め、この平均電流を比較対象とすればよい。
　垂直搬送機Ｖの電動機、インバータ及び制動抵抗等の各仕様を以下に示す。
　電動機（Ｍ１）：３相２００Ｖ，５．５ｋＷ，４極
　インバータ（ＩＮＶ１）：３相２００Ｖ，５．５ｋＷ
　内蔵平滑コンデンサ（Ｃ１）：３１２０μＦ
　回生トランジスタ（ＴＲ１）のオン電圧：３７９Ｖ以上
　回生トランジスタ（ＴＲ１）のオフ電圧：３７９Ｖ未満（遅延時間を加味すると３７７Ｖ以下）
　制動抵抗（Ｒ５）：２０Ω
（制動抵抗を流れる平均回生電流）
　回生エネルギが平滑コンデンサＣ１に蓄電され、両端の電圧が３７９Ｖを越えると、制動抵抗回路１３のトランジスタＴＲ１がオンになる。この時制動抵抗Ｒ５（２０Ω）に流れる電流の最大値Ｉｍａｘは、次式（２）により求められる。
Ｉｍａｘ＝３７９／２０＝１８．９５Ａ (２）
　トランジスタＴＲ１がオンとなって制動抵抗Ｒ５に電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の電位が下がると、トランジスタＴＲ１はオフとなって再度充電が始まる。
　このようなオンとオフのデューティーサイクル（実測で求めた数値２７％を使用）を式（２）で求めた電流の最大値Ｉｍａｘに掛けることにより、平均回生電流Ｉａｖｅは、次式（３）により求められる。
Ｉａｖｅ＝Ｉｍａｘ・Ｄｕｔｙ＝（１８．９５）・（０．２７）＝５．１Ａ (３）
（キャパシタに回生エネルギを蓄電する際の充電速度）
　キャパシタ１２に要求される条件として、上述のとおり、電動機Ｍ１が発生する回生エネルギを蓄電できるだけの容量と、接続回路と蓄電エネルギによる定格電圧とが必要となるが、それ以外に要求される条件として、回生エネルギを蓄電する際の充電速度がある。
　表１の中において、１サイクル動作中の最短時間に最大の回生エネルギが帰還する動作について、その時のキャパシタ充電電流が何アンペアであって、その充電電流値で必要な制動トルクが得られ、限られた時間内に電動機が発生する回生エネルギをキャパシタ１２に充電できるか否かを検証してみる。
　これは、垂直搬送機Ｖを予め決められた速度曲線に沿って、目標通りに制御できるか否かを判断する材料となる。
　なお、「必要な制動トルク」に関する判断は、キャパシタ回生において、図４に示した制動抵抗回路１３による回生エネルギを熱エネルギに変換する処理と同じタイミングで、回生エネルギをキャパシタ１２に充電できるか否かにより判断する。
　表１の中で、最短時間に最大の回生エネルギが発生する動作は、動作Ｓ１の「高速上昇」中の「高速上昇＆減速」であって、この動作時間２．７秒間に５，２４４Ｊの回生エネルギが発生しており、この回生エネルギがキャパシタ１２に蓄電される場合において、キャパシタ１２の電圧上昇並びに充電電流及び充電エネルギがいくらになるかを計算により求める。ただし、キャパシタ１２は予め３００Ｖまで充電されているものとし、平滑コンデンサＣ１は考慮しない。
　３００Ｖ（Ｖ２）にチャージされたキャパシタ１２に２．７秒間で５，２４４Ｊのエネルギが蓄電されるので、式（１）を用いて、蓄電後のキャパシタ電圧Ｖ１は、次式（４）により求められる。
Ｖ１＝√（２・（５，２４４）／１．５＋３００2）＝３１１．４Ｖ (４）
　即ち、キャパシタ電圧は、３００Ｖから３１１．４Ｖへ１１．４Ｖ（ΔＶ）上昇する。
　次に、２．７秒間（動作時間（回生エネルギの発生時間）Ｔａ）におけるキャパシタ１２の充電に必要な平均電流Ｉｒｅｇは、次式（５）により求められる。
Ｉｒｅｇ＝Ｃ・ΔＶ／Ｔａ
　　　　＝（１．５）・（１１．４）／２．７＝６．３３Ａ （５）
　まとめると、２．７秒間の回生運転において、キャパシタ１２に対し、６．３３Ａの平均充電電流Ｉｒｅｇを流すと、５，２４４Ｊの回生エネルギを蓄電することができる。
　その結果、当初３００Ｖだったキャパシタ電位は１１．４Ｖ上昇して３１１．４Ｖとなる。
　式（３）による制動抵抗Ｒ５を流れる平均回生電流Ｉａｖｅと、式（５）によるキャパシタ１２の充電に必要な平均充電電流Ｉｒｅｇとを比較すると、Ｉａｖｅ＜Ｉｒｅｇであるので、キャパシタ１２の静電容量は問題ない。
（キャパシタの充電速度（パワー密度））
　続いて、キャパシタ１２の性能に関し、直流内部抵抗とエネルギの充電時間について検討する。
　仮に、５，２４４Ｊの回生エネルギが２．７秒間に発生するのではなく、瞬時に発生したとして、そのエネルギをどの程度の時間でキャパシタ１２が吸収（充電）できるか検討する。
　蓄電による電圧上昇は１１．４Ｖ（ΔＶ）であり、キャパシタ１２の直流内部抵抗Ｒは０．２０６Ωであるから、蓄電による電圧上昇ΔＶをＶとして表した図５（ａ）に示すキャパシタ１２の充電回路と等価である。
　この等価回路の時定数Ｔは、Ｔ＝ＣＲ＝（１．５）・（０．２０６）＝０．３１ｓであり、充電電流ｉの変化の速さは直流内部抵抗Ｒが小さいほど速いことがわかる。静電容量Ｃについても同様の傾向であるが、静電容量Ｃは蓄電容量に関係するので配慮が必要である。
　また、図５（ａ）の等価回路における時間ｔによる充電電流ｉの変化を示した図５（ｂ）から、電圧上昇値（ΔＶ＝Ｖ）をキャパシタ１２の直流内部抵抗Ｒで除して求まる電流値Ｉ0が、２秒経過後には略零（Ｉ20＝０．０９Ａ）になり、５，２４４Ｊの回生エネルギは、約２秒でほとんど（９９．８４％）がキャパシタ１２に充電されることがわかる。
　よって、電流値Ｉ0の残留率が略零（０．１６％）になる時間（約２秒）が、回生エネルギの発生時間（動作時間Ｔａ）である２．７秒よりも十分に短いので、キャパシタ１２の充電速度は問題ない。
（キャパシタ選定条件）
　以上の検討結果に基づくキャパシタ１２の選定条件を以下にまとめる。
（ａ）従来から広く使われているインバータメーカの選定ソフトにより、垂直搬送機Ｖの最適な制御を実施する上で必要なブレーキユニットの容量と、それに接続する制動抵抗値を求める。
（ｂ）次に、インバータの平滑コンデンサの仕様及びトランジスタのオン・オフ電圧パラメーターから、垂直搬送機Ｖが回生運転に入った際に制動抵抗回路に流れる平均電流値を求める。
（ｃ）式（３）により求めた平均回生電流Ｉａｖｅ（本実験設備の例では５．１Ａ）が最短時間に最大の回生エネルギが発生する時の制動抵抗Ｒ５に流れる電流値であって、同条件下で、式（５）による平均充電電流Ｉｒｅｇ（本実験設備の例では６．３３Ａ）との間にＩａｖｅ＜Ｉｒｅｇの関係が成立すれば、電動機に必要な制動トルクを発生させることができる。キャパシタ回生の場合、この平均充電電流を決める要素は静電容量である。
（ｄ）回生運転継続時間内に発生したエネルギをキャパシタ１２に充電できることが、限られた時間内に定位置に搬送機を停止させる必要条件である。その条件を判断するための要素が図５（ａ）内に示すキャパシタ１２の直流内部抵抗Ｒである。
（ｅ）即ち、発生エネルギの蓄電によるキャパシタ１２の電圧上昇値ΔＶ（１１．４Ｖ)を直流内部抵抗Ｒ（０．２０６Ω)で除した電流値Ｉ0（５５Ａ）が式（５）で求めた平均電流値Ｉｒｅｇ（６．３３Ａ）よりも十分大きくなることと、キャパシタ１２の静電容量Ｃと直流内部抵抗Ｒの積から時定数と残留率を求めて、図５（ｂ）のように先に求めた電流値Ｉ0（５５Ａ）がどれだけの時間で略零となるかを調べ、その時間が回生エネルギの発生している時間（動作時間Ｔａ）よりも十分短いことが条件となる。
　以上の検討結果から、回生電力を貯蔵するキャパシタ１２を備えた本発明の垂直搬送機Ｖを含む駆動系の駆動制御装置に要求される条件を整理すると以下のようになる。
（１）キャパシタ１２の有効蓄電容量として、垂直搬送機Ｖの１サイクル運転の中で、連続した一つの動作（上昇または下降など）で発生する最大の回生エネルギ量を蓄電できること。動作条件に制約を付けないとすると、1サイクル運転で発生する回生エネルギを蓄電できるだけの容量を有すること。
（２）キャパシタ１２の耐電圧（最大ピーク電圧）が、組み合わせる回生抵抗回路部５のトランジスタオン電圧よりも高いこと。即ち、回生抵抗回路部５のトランジスタオン電圧が、キャパシタ１２の耐電圧（最大ピーク電圧）よりも低いこと。
（３）キャパシタ１２に回生エネルギを充電する際の平均充電電流とエネルギ吸収速度に関し、上述の（キャパシタ選定条件）の（ａ）から（ｅ）の条件を全て満足すること。
（４）キャパシタ１２のオーバーフロー対策として、組み合わせる回生抵抗回路部５は、キャパシタ１２が満杯時に回生抵抗Ｒ４に回生電力を流し込んだ際に垂直搬送機Ｖの必要とされる制動トルクが得られる電流値が流せること。
（５）垂直搬送機Ｖの発生する回生エネルギを有効利用するために、組み合わせる力行主体の搬送機の消費エネルギは回生エネルギよりも大であること。不足する力行エネルギは１次電源から供給され、運転は継続される。
　なお、上記（１）～（５）の条件の中で、回生電力を有効利用して垂直搬送機Ｖを予め決められた速度曲線に沿って目標通りに速度制御できるようにするために特に重要な条件は、（３）である。
　図１のブロック図及び図２の流れ図に示す実施の形態１に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、最初にキャパシタ１２の充電を行い、次に第１インバータＩＮＶ１の平滑コンデンサＣ１の充電を行い、次に第２インバータＩＮＶ２の平滑コンデンサＣ２の充電を行うことでシステム全体が運転可能となる。
　このようにキャパシタやコンデンサの充電を段階的に実施する理由は、第１インバータＩＮＶ１のコンバータ部１（整流回路）の電流定格がキャパシタ１２やコンデンサＣ１，Ｃ２の充電電流値の合計よりも低い場合に対応するためであり、このように段階的に充電を行う方式（以下において、「ステップ充電方式」という。）の利点は、回生エネルギを１００％回収して再利用できる点である。
　実施の形態１のステップ充電方式には、このような特長がある反面、段階的に充電を行うことから、第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２の運転可信号がオンとなってシステム全体が運転可能となるまでには、充電のための一定時間（例えば、３分程度）を待たなければならないという欠点もある。
　例えば、自動車の生産ライン等においては、非常停止や重大な故障が発生した場合に制御盤の１次電源が遮断され、それによって安全が確保されるので、このような生産ラインに実施の形態１のステップ充電方式を採用した場合、異常の復旧後に電源投入をしても前記一定時間を待つ必要があり、システムの復旧に時間がかかって生産ロスに繋がるため、システムの復旧時間を短縮するという観点からは改良の余地がある。
　以下の実施の形態２ないし４に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、システムの復旧時間（電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間）を短縮するためのものである。
（実施の形態２）
　図６のブロック図及び図７の流れ図は、本発明の実施の形態２に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置を示すものであり、実施の形態１の図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。
　キャパシタ１２は、交流１次電源Ｐが投入されてキャパシタ１２の充電完了後にオンとなる第３スイッチＳＷ３によって、第３抵抗Ｒ３を介さずに直接直流出力ラインの正極端子Ｐ１１に接続される。
　また、キャパシタ１２の充電と並行して第１抵抗Ｒ１を通して第１平滑回路部２の平滑コンデンサＣ１が充電され、第１平滑回路部２の充電完了後に第１スイッチＳＷ１がオンとなって第１インバータＩＮＶ１が運転可能になる。
　さらに、キャパシタ１２及び平滑コンデンサＣ１の充電と並行して第２抵抗Ｒ２を通して第２平滑回路部７の平滑コンデンサＣ２が充電され、第２平滑回路部７の充電完了後に第２スイッチＳＷ２がオンとなって第２インバータＩＮＶ２が運転可能になる。
　このように、実施の形態２に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置では、１次電源Ｐの投入と同時に、キャパシタ１２、平滑コンデンサＣ１及び平滑コンデンサＣ２の充電を一斉に開始し（以下において、「一斉充電方式」という。）、第２タイマ及び第３タイマの待ち時間で夫々のインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２が運転可能となるので、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間は１秒未満であり、ステップ充電方式よりも大幅に短縮される。
　なお、一斉充電方式では、充電電流が大きくなることから、コンバータ部１（整流回路）の電流定格を十分な容量にする必要がある。
　ここで、キャパシタ１２の充電は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２よりも長時間を必要とするので、一斉充電方式では、キャパシタ１２の充電完了前に第１インバータＩＮＶ１により駆動される電動機Ｍ１、及び第２インバータＩＮＶ２により駆動される電動機Ｍ２が動作を始めることが起きる。
　よって、回生主体の電動機Ｍ１が運転を始めると、キャパシタ１２の充電状態にもよるが、帰還する回生電力がキャパシタ１２に蓄電されずに回生抵抗Ｒ４で熱エネルギとして消費されることが起こり、キャパシタ１２の充電完了までは、ステップ充電方式よりも回生エネルギの回収効率が低下する。
（実施の形態３）
　図８のブロック図及び図９の流れ図は、本発明の実施の形態３に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置を示すものであり、実施の形態１の図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。
　キャパシタ１２は、交流１次電源Ｐが投入されてキャパシタ１２の充電完了後にオンとなる第３スイッチＳＷ３、及び第３突入電流抑制回路１１に直列に接続した第５スイッチＳＷ５によって、第３抵抗Ｒ３を介さずに直接直流出力ラインの正極端子Ｐ１１に接続される。
　実施の形態３に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、交流１次電源Ｐの投入後は、第１インバータＩＮＶ１内蔵の平滑コンデンサＣ１及び第２インバータＩＮＶ２内蔵の平滑コンデンサＣ２の充電を最初に並行して行い、若干遅れて、第２タイマ及び第３タイマよりも設定時間が長い第５タイマがタイムアップした時点でキャパシタ１２の充電を行う。
　ここで、平滑コンデンサＣ１及びＣ２の充電が完了して第５タイマがタイムアップすると、電動機Ｍ１及びＭ２は運転可能となるため、電動機Ｍ１及びＭ２を運転しながらキャパシタ１２の充電を行う（以下において、「動作並行充電方式」という。）。
　よって、動作並行充電方式では、第２タイマ及び第３タイマよりも設定時間が長い第５タイマの待ち時間で第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２が運転可能となるので、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間は数秒程度であり、ステップ充電方式よりも大幅に短縮される。
　その上、平滑コンデンサＣ１及びＣ２の充電とキャパシタ１２の充電を第５タイマ(第５スイッチＳＷ５)によって分割しているので、コンバータ部１（整流回路）に掛かる負担が軽減される。
　ここで、動作並行充電方式では、キャパシタ１２の充電完了前に第１インバータＩＮＶ１により駆動される電動機Ｍ１、及び第２インバータＩＮＶ２により駆動される電動機Ｍ２が動作を始めるので、回生主体の電動機Ｍ１が運転を始めると、キャパシタ１２の充電状態にもよるが、帰還する回生電力がキャパシタ１２に蓄電されずに回生抵抗Ｒ４で熱エネルギとして消費されることが起こり、キャパシタ１２の充電完了までは、ステップ充電方式よりも回生エネルギの回収効率が低下する。
　以上の実施の形態３における第２タイマ、第３タイマ、第５タイマ及び第６タイマ（図９参照。）による充電完了確認は、電圧検出等の他の手段によって行うように構成してもよい。
　以下において、図１０に示す垂直搬送機の動作並行充電等価回路、並びに、図１１に示す、図１０の第５スイッチＳＷ５がオンで第３スイッチＳＷ３がオフの初期充電中における、時間による直流母線電圧（ｖ１）並びにキャパシタ電圧（ｖ２）及びキャパシタ充電電流（ｉ）の変化を示す図を参照して、回生エネルギの回収効率の低下について説明する。
　図１１（ａ）に示す回生エネルギが発生しない場合に対して、図１１（ｂ）に示す回生エネルギが発生する場合では、キャパシタ１２の前記初期充電中において、回生主体の電動機Ｍ１から回生電力が帰還すると、先ず直流母線に接続された平滑コンデンサＣ１（数千μＦ／数百ｍΩ）に回生電力が流入する。この時点ではキャパシタ回路には数十Ωの突入電流抑制抵抗Ｒ３が接続されているので、平滑コンデンサＣ１に比べるとキャパシタ１２の充電速度は非常に遅い。充電速度の速い平滑コンデンサＣ１は静電容量も小さいので、その電位は急激に上昇して直流母線電圧ｖ１を引き上げる。
　その結果、直流母線電圧ｖ１は電圧値ｖ１ａまで上昇するので、キャパシタ１２の両端の電圧値ｖ２ａとの間に電位差が発生する。この電位差によって、突入電流抑制抵抗Ｒ３には、充電電流（ｉａ＝（ｖ１ａ－ｖ２ａ）／Ｒ３）が流れ出す。
　この充電電流ｉａは電動機Ｍ１の回生運転が終了するまで流れるため、キャパシタ１２は回生電力を蓄電して電圧値ｖ２ｂまで上昇することとなる。
　このような電動機Ｍ１の回生運転中における回生電力の大きさによっては、直流母線電圧ｖ１ａが回生トランジスタＴＲ１のオン電圧を超えるようなことが起こり、回生電力はキャパシタ１２に蓄電されることなく、回生抵抗Ｒ４で熱エネルギとして消費されることになる。このようにして、回生エネルギの再利用効率が低下することになる。
（実施の形態４）
　図１２のブロック図及び図１３の流れ図は、本発明の実施の形態４に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置を示すものであり、実施の形態１の図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。また、図１２のブロック図は、実施の形態３の図８のブロック図に対して、キャパシタ１２の電圧測定手段を付加したものである。
　実施の形態４に係る垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置は、交流１次電源Ｐの投入後は、第１インバータＩＮＶ１内蔵の平滑コンデンサＣ１及び第２インバータＩＮＶ２内蔵の平滑コンデンサＣ２の充電を最初に並行して行い、平滑コンデンサＣ１及びＣ２の充電完了後、第５タイマの設定時間経過後に第５スイッチＳＷ５をオンにしてキャパシタ１２の充電を始める前に、前記電圧測定手段によってキャパシタ１２の電圧値を測定しておき、キャパシタ１２の電圧値が予め設定された閾値以上である場合はキャパシタ１２の充電時間を待たずに充電完了とし、第５スイッチＳＷ５と第３スイッチＳＷ３を同時にオンにする。
　前記電圧測定手段により測定したキャパシタ１２の電圧値が、第５タイマの設定時間経過時に閾値未満である場合は、第５スイッチＳＷ５をオンにして抵抗Ｒ３を通してキャパシタ１２を充電し、キャパシタ１２の電圧値が閾値を越えた時点で第３スイッチＳＷ３をオンにする（以下において、「電圧検知による充電方式」という。）。
　よって、電圧検知による充電方式では、第２タイマ及び第３タイマよりも設定時間が長い第５タイマの待ち時間で夫々のインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２が運転可能となるので、電源投入からシステム全体が運転可能になるまでの時間は数秒程度であり、ステップ充電方式よりも大幅に短縮される。
　その上、第５タイマの設定時間経過時にキャパシタ１２の電圧値が閾値以上であればキャパシタ充電の待ち時間はなく、実施の形態３で説明したような回生エネルギの再利用効率の低下が生じることもない。
　ただし、電圧測定手段により測定したキャパシタ１２の電圧値が閾値未満である場合には、動作並行充電方式と同様に回生エネルギの再利用効率の低下が生じる場合がある。
　以上の実施の形態４における第２タイマ、第３タイマ及び第５タイマ（図１３参照。）による充電完了確認は、電圧検出等の他の手段によって行うように構成してもよい。
Ａ　回生主体の電動機の駆動制御装置
Ｂ　力行主体の電動機の駆動制御装置
Ｃ　キャパシタの静電容量
ＣＡ　ケージ
Ｃ１，Ｃ２　平滑コンデンサ
Ｄｒ．１～Ｄｒ．９　フリクションローラ式駆動装置
ＩＮＶ１　第１インバータ
ＩＮＶ２　第２インバータ
ＩＮＶ３　第３インバータ
Ｈ　水平搬送コンベア
Ｍ１　回生主体の電動機
Ｍ２　力行主体の電動機
Ｐ　交流１次電源
Ｐ１１　コンバータ部の直流出力ラインの正極端子
Ｐ１２　第１インバータの直流母線の正極端子
Ｐ２　第２インバータの直流母線の正極端子
Ｎ１　コンバータ部の直流出力ラインの負極端子
Ｎ２　第２インバータの直流母線の負極端子
Ｒ　キャパシタの直流内部抵抗
Ｒ１　第１抵抗
Ｒ２　第２抵抗
Ｒ３　第３抵抗
Ｒ４　回生抵抗
Ｒ５　制動抵抗
ＳＷ１　第１スイッチ
ＳＷ２　第２スイッチ
ＳＷ３　第３スイッチ
ＳＷ４　第４スイッチ
ＳＷ５　第５スイッチ
ＴＲ１，ＴＲ２　トランジスタ
Ｖ　垂直搬送機
１　コンバータ部
２　第１平滑回路部
３　第１突入電流抑制回路
４　第１インバータ部
５　回生抵抗回路部
６　第１インバータ制御部
７　第２平滑回路部
８　第２突入電流抑制回路
９　第２インバータ部
１０　第２インバータ制御部
１１　第３突入電流抑制回路
１２　キャパシタ
１３　制動抵抗回路
                                                                                

Claims (9)

  1. 　交流１次電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部、前記コンバータ部により変換された直流電圧を平滑化する第１平滑回路部、並列に接続された第１抵抗及び第１スイッチを前記第１平滑回路部の１次側に接続した第１突入電流抑制回路、前記第１平滑回路部により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して垂直搬送機の回生主体の電動機へ出力する第１インバータ部、並びに、前記第１平滑回路部に並列に接続した回生抵抗回路部からなる第１インバータ、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように前記第１インバータ部を制御する第１インバータ制御部を有する回生主体の電動機の駆動制御装置と、
    　前記コンバータ部の直流出力ラインの正極端子及び負極端子間に、直流電圧を平滑化する第２平滑回路部、並列に接続された第２抵抗及び第２スイッチを前記第２平滑回路部の１次側に接続した第２突入電流抑制回路、並びに、前記第２平滑回路部により平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して力行主体の電動機へ出力する第２インバータ部からなる第２インバータ、並びに、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧を出力するように前記第２インバータ部を制御する第２インバータ制御部を有する力行主体の電動機の駆動制御装置と、
    　前記コンバータ部の直流出力ラインの正極端子及び負極端子間に、第３抵抗及び第３スイッチを並列に接続した第３突入電流抑制回路を介して接続され、前記回生主体の電動機が回生運転している際に前記第１インバータ部の入力部に生ずる直流回生電力を貯蔵するキャパシタとを備え、
    　前記キャパシタは、前記垂直搬送機の回生主体の電動機の一連の動作の中で、最大の回生エネルギが発生する動作時間内において、前記回生主体の電動機が発生する前記回生エネルギを蓄電する際に流れる充電電流によって、前記回生主体の電動機の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値になるような静電容量（Ｃ）と直流内部抵抗（Ｒ）を有していることを特徴とする垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  2. 　前記キャパシタは、前記回生主体の電動機の速度制御に必要とされる制動トルクを発生させることができる電流値（Ｉａｖｅ）に比べて、前記キャパシタの静電容量（Ｃ）と前記回生エネルギを前記キャパシタに蓄電したことによる電圧上昇値（ΔＶ）の積（Ｃ・ΔＶ）を前記動作時間（Ｔａ）で除して求まる平均充電電流値（Ｉｒｅｇ＝Ｃ・ΔＶ／Ｔａ）の方が大きくなる（Ｉａｖｅ＜Ｉｒｅｇ）静電容量（Ｃ）を有しており、且つ、前記電圧上昇値（ΔＶ）を前記キャパシタの直流内部抵抗（Ｒ）で除して求まる電流値（Ｉ0＝ΔＶ／Ｒ）が、前記平均充電電流値（Ｉｒｅｇ）よりも大きくなる（Ｉ0＞Ｉｒｅｇ）直流内部抵抗（Ｒ）を有している請求項１記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  3. 　前記キャパシタは、前記静電容量（Ｃ）と前記直流内部抵抗（Ｒ）の積から求まる時定数（Ｔ＝Ｃ・Ｒ）と自然対数の底（ｅ）を使って、時間（ｔ）における電流残留率の計算式（ｅ-t/CR）を用いて、前記電圧上昇値（ΔＶ）を前記キャパシタの直流内部抵抗（Ｒ）で除して求まる電流値（Ｉ0）の残留率を求め、この残留率が略零になる時間が前記動作時間（Ｔａ）よりも短くなるような静電容量（Ｃ）と直流内部抵抗（Ｒ）を有している請求項２記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  4. 　前記回生抵抗回路部のトランジスタのオン電圧が、前記キャパシタの耐電圧よりも低い請求項１～３の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  5. 　前記キャパシタの有効蓄電可能容量が、前記垂直搬送機の１サイクル運転の中で発生する回生エネルギの合計以上である請求項１～４の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  6. 　前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続されるとともに、前記直流出力ラインの正極端子と前記第１インバータの直流母線の正極端子とが短絡され、これと同時に前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなって前記第１インバータが運転可能になり、
    　前記第１インバータが運転可能になると同時に、前記第１インバータの直流母線の正極端子及び前記第２インバータの直流母線の正極端子を接続する第４スイッチがオンとなり、これと同時に前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなって前記第２インバータが運転可能になる請求項１～５の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  7. 　前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、
    　前記キャパシタの充電と並行して前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなって前記第１インバータが運転可能になり、
    　前記キャパシタ及び前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなって前記第２インバータが運転可能になる請求項１～５の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  8. 　前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチ、及び前記第３突入電流抑制回路に直列に接続した第５スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、
    　前記交流１次電源の投入後は、前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなり、
    　前記第１平滑回路部及び前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第５スイッチがオンとなると、前記キャパシタの充電を開始するとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になる請求項１～５の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
  9. 　前記キャパシタの電圧測定手段を備え、
    　前記キャパシタは、前記交流１次電源が投入されて前記キャパシタの充電完了後にオンとなる前記第３スイッチ、及び前記第３突入電流抑制回路に直列に接続した第５スイッチによって、前記第３抵抗を介さずに直接前記直流出力ラインの正極端子に接続され、
    　前記交流１次電源の投入後は、前記第１抵抗を通して前記第１平滑回路部が充電され、前記第１平滑回路部の充電完了後に前記第１スイッチがオンとなり、前記第１平滑回路部の充電と並行して前記第２抵抗を通して前記第２平滑回路部が充電され、前記第２平滑回路部の充電完了後に前記第２スイッチがオンとなり、
    　前記第１平滑回路部及び前記第２平滑回路部の充電完了後に、前記電圧測定手段により測定した前記キャパシタの電圧値が予め設定された閾値未満である場合は、前記第５スイッチがオンとなって、前記キャパシタの充電を開始するとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になり、
    　前記充電完了後に、前記電圧測定手段により測定した前記キャパシタの電圧値が予め設定された閾値以上である場合は、前記第５スイッチがオンとなって、前記キャパシタの充電完了とするとともに、前記第１インバータ及び前記第２インバータが運転可能になる請求項１～５の何れか１項に記載の垂直搬送機を含む駆動系の駆動制御装置。
                                                                                    
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