特開 2024-156245 リフティングマグネット用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156245

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】リフティングマグネット用電源装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 1/08 20060101AFI20241029BHJP

【ＦＩ】

B66C1/08 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070545

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(72)【発明者】

【氏名】村田 裕彦

【テーマコード（参考）】

3F004

【Ｆターム（参考）】

3F004HA00

3F004HB00

(57)【要約】

【課題】リフティングマグネット用電源装置において、回生動作時に電磁石コイルからの電気エネルギーを蓄電するコンデンサを抹消することを目的とする。
【解決手段】コントローラ５０は、出力回路２０を構成するスイッチのオンオフを制御して、電磁石コイル７１を励磁する力行動作と、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーの回生動作と、を実行可能である。コントローラ５０は、力行動作後に実行される回生動作時において、出力回路２０の各スイッチをオフし、消費回路４０の第５スイッチ、又は第６スイッチをオンすることで、電磁石コイル７１と、出力回路２０と、消費抵抗４１，４２との間で閉ループ回路を形成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リフティングマグネットの電磁石コイルを励磁するリフティングマグネット用電源装置であって、
交流電源からの交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路に並列接続され、第１スイッチと第２スイッチとが直列接続された第１回路と、第３スイッチと第４スイッチとが直列接続された第２回路と、によりブリッジ回路を構成する出力回路と、
前記第１回路における前記第１スイッチと前記第２スイッチとの接続点と、前記電磁石コイルの一方の端とを接続する第１出力ラインと、
前記第２回路における前記第３スイッチと前記第４スイッチとの接続点と、前記電磁石コイルの他方の端とを接続する第２出力ラインと、
前記第２出力ラインに接続された第５スイッチと、前記第１出力ラインに接続された第６スイッチと、前記第５スイッチ及び前記第６スイッチに直列接続された消費抵抗と、を有する消費回路と、
前記出力回路を構成するスイッチのオンオフを制御して、前記電磁石コイルを励磁する力行動作と、前記電磁石コイルに蓄電された電気エネルギーの回生動作と、を実行可能な制御回路と、
を備え、
前記出力回路の各スイッチは、還流ダイオードを有し、
前記制御回路は、前記力行動作後に実行される前記回生動作時において、前記出力回路の前記各スイッチをオフし、前記消費回路の前記第５スイッチ、又は前記第６スイッチをオンすることで、前記電磁石コイルと、前記出力回路と、前記消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する、ことを特徴とするリフティングマグネット用電源装置。

【請求項2】

前記制御回路は、力行動作として、
前記第１回路の前記第１スイッチと前記第２回路の前記第４スイッチとをオンすることで、前記電磁石コイルを正励磁する力行動作と、
前記第１回路の前記第２スイッチと前記第２回路の前記第３スイッチとをオンすることで、前記電磁石コイルを逆励磁する力行動作と、を実行可能であり、
前記制御回路は、
前記正励磁での力行動作後の前記回生動作では、前記出力回路の前記各スイッチをオフし、前記消費回路の前記第５スイッチをオンすることで、前記電磁石コイルと、前記出力回路と、前記消費抵抗との間で閉ループ回路を形成し、
前記逆励磁での力行動作後の前記回生動作では、前記出力回路の前記各スイッチをオフし、前記消費回路の前記第６スイッチをオンすることで、前記電磁石コイルと、前記出力回路と、前記消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のリフティングマグネット用電源装置。

【請求項3】

前記消費抵抗の抵抗値は、前記電磁石コイルの内部抵抗よりも低い、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリフティングマグネット用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吊上げ装置のリフティングマグネットへの給電を制御するリフティングマグネット用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リフティングマグネット用の電源装置において、交流電源からの交流電力を整流する整流回路と、整流回路に並列接続されたコンデンサと、ブリッジ回路を構成する複数のスイッチを有する出力回路と、を備えるものが知られている。リフティングマグネット用電源装置では、リフティングマグネットにより吊り荷を吊り上げ、所定位置まで搬送し、吊り荷を釈放するまでの間に、リフティングマグネットの電磁石コイルを励磁する力行動作と、電磁石コイルに蓄電された電気エネルギーの回生動作とを行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５３１１１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リフティングマグネット用電源装置では、整流回路により整流された直流電力の変動を抑制するため、又は、吊り荷の釈放時において電磁石コイルからの電気エネルギーを短時間貯めるために、コンデンサが用いられる。コンデンサの種類としては、一般に寸法に対して容量が大きい電解コンデンサが用いられる。しかし、電解コンデンサは、寸法や重量、更にはコストがかかる。また、電解コンデンサの寿命は、他の部品と比較して短く、リフティングマグネット用電源装置の寿命に影響を与える場合がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、リフティングマグネット用電源装置において、回生動作時に電磁石コイルからの電気エネルギーを蓄電するコンデンサを抹消することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明では、リフティングマグネットの電磁石コイルを励磁するリフティングマグネット用電源装置であって、交流電源からの交流電力を整流する整流回路と、整流回路に並列接続され、第１スイッチと第２スイッチとが直列接続された第１回路と、第３スイッチと第４スイッチとが直列接続された第２回路と、によりブリッジ回路を構成する出力回路と、第１回路における第１スイッチと第２スイッチとの接続点と、電磁石コイルの一方の端とを接続する第１出力ラインと、第２回路における第３スイッチと第４スイッチとの接続点と、電磁石コイルの他方の端とを接続する第２出力ラインと、第２出力ラインに接続された第５スイッチと、第１出力ラインに接続された第６スイッチと、第５スイッチ及び第６スイッチに直列接続された消費抵抗と、を有する消費回路と、出力回路を構成するスイッチのオンオフを制御して、電磁石コイルを励磁する力行動作と、電磁石コイルに蓄電された電気エネルギーの回生動作と、を実行可能な制御回路と、を備えている。出力回路の各スイッチは、還流ダイオードを有し、制御回路は、力行動作後に実行される回生動作時において、出力回路の各スイッチをオフし、消費回路の第５スイッチ、又は第６スイッチをオンすることで、電磁石コイルと、出力回路と、消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する。

【0007】

上記構成では、リフティングマグネット用電源装置は、第２出力ラインに接続された第５スイッチと、第１出力ラインに接続された第６スイッチと、第５スイッチ及び第６スイッチに直列接続された消費抵抗と、を有する消費回路を備えている。制御回路は、回生動作時において、出力回路の各スイッチをオフし、消費回路の第５スイッチ、又は第６スイッチを、オンすることで、電磁石コイルと、出力回路と、消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する。これにより、回生動作時において、閉ループ回路が形成されることで、電磁石コイルからの電気エネルギーを消費回路の消費抵抗により消費させることができるため、回生動作時に電磁石コイルからの電気エネルギーを蓄電するコンデンサを抹消することができる。

【0008】

制御回路は、力行動作として、第１回路の第１スイッチと第２回路の第４スイッチとをオンすることで、電磁石コイルを正励磁する力行動作と、第１回路の第２スイッチと第２回路の第３スイッチとをオンすることで、電磁石コイルを逆励磁する力行動作と、を実行可能である。制御回路は、正励磁での力行動作後の回生動作では、出力回路の各スイッチをオフし、消費回路の第５スイッチをオンすることで、電磁石コイルと、出力回路と、消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する。逆励磁での力行動作後の回生動作では、出力回路の各スイッチをオフし、消費回路の第６スイッチをオンすることで、電磁石コイルと、出力回路と、消費抵抗との間で閉ループ回路を形成する。上記構成では、正励磁での力行動作においては、第５スイッチがオンされることで閉ループ回路が形成され、電気エネルギーが消費される。一方、逆励磁での力行動作においては、第６スイッチがオンされることで閉ループ回路が形成され、電気エネルギーが消費される。これにより、正励磁での力行動作と、逆励磁での力行動作のそれぞれで、電気エネルギーを消費させることができる。

【0009】

消費抵抗の抵抗値は、電磁石コイルの内部抵抗よりも低い。回生動作において、第５，第６スイッチがオンされることで、電磁石コイルと消費抵抗とが直列回路を形成する。そして、回生動作の開始直後において、消費抵抗には最も大きな電圧が印加され、その電圧は、消費抵抗の抵抗値に応じて定まる。上記構成では、消費抵抗の抵抗値を、電磁石コイルの内部抵抗値よりも低くしているため、回生動作の開始直後において、消費抵抗に接続された第５，第６スイッチに生じる電圧を抑制することができ、第５，第６スイッチの耐圧である定格電圧を低くすることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、リフティングマグネット用電源装置において、回生動作時に電磁石コイルからの電気エネルギーを蓄電するコンデンサを抹消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】吊り上げ装置の構成図である。

【図2】電源装置の構成図である。

【図3】正励磁の力行動作時の電流の流れを説明する図である。

【図4】還流動作時の電流の流れを説明する図である。

【図5】回生動作時の電流の流れを説明する図である。

【図6】逆励磁の力行動作時の電流の流れを説明する図である。

【図7】還流動作時の電流の流れを説明する図である。

【図8】回生動作時の電流の流れを説明する図である。

【図9】第２実施形態に係るリフティングマグネット用電源装置の構成図である。

【図10】第３実施形態に係るリフティングマグネット用電源装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
本実施形態に係るリフティングマグネット用電源装置を適用した吊り上げ装置を、図面を参照しつつ説明する。図１に示す、吊り上げ装置１００は、鋼材等の吊り荷をリフティングマグネット７０により吊上げる装置である。吊り上げ装置１００は、上述のリフティングマグネット７０、電源装置６０、交流電源９０、操作部９１を主に備えている。

【0013】

リフティングマグネット７０は、不図示のクレーン車両や、クレーン装置に取り付けられる。リフティングマグネット７０は、後述する電磁石コイル７１と、内部鉄心と、外部鉄心とを備えている。リフティングマグネット７０は、電磁石コイル７１が励磁されることで、吊り荷に対して吸着力を生じさせる。吊り荷は、鉄片、鉄屑であるが、これに限らず、リフティングマグネット７０の吸着力により吸着可能な磁性体であればよい。

【0014】

交流電源９０は、交流電力を生じさせる装置である。交流電源９０は、例えば、エンジン発電機、モータ発電機である。

【0015】

電源装置６０は、交流電源９０により生成された交流電力を、変換して、リフティングマグネット７０の電磁石コイル７１を励磁する装置である。電源装置６０は、整流回路１０と、出力回路２０と、第１出力ライン３０と、第２出力ライン３１と、消費回路４０と、コントローラ５０とを、主に備えている。なお、電源装置６０を構成する各部の詳細な構成は後述する。本実施形態では、電源装置６０がリフティングマグネット用電源装置の一例である。

【0016】

操作部９１は、作業者による吊り上げ装置１００に対する操作を受け付けるインタフェースである。操作部９１は、電源装置６０のコントローラ５０に接続されている。作業者は、操作部９１に対して、リフティングマグネット７０に吊り荷を吸着させるための吸着操作と、リフティングマグネット７０に吸着された吊り荷を釈放させるための釈放操作とを行うことができる。

【0017】

上記構成の吊り上げ装置１００では、作業者が操作部９１に対して吸着操作を行うと、電源装置６０は、リフティングマグネット７０の電磁石コイル７１を正励磁することで、リフティングマグネット７０に吸着力を生じさせる（後述する、正励磁での力行動作）。作業者が操作部９１に対して釈放操作を行うと、電源装置６０は、電磁石コイル７１の電気エネルギーを電源装置６０内で還流させる還流動作、及び回生動作を行う。その後、電源装置６０は、リフティングマグネット７０に吸着している吊り荷を完全に釈放するために、電磁石コイル７１を逆励磁することで、吊り荷の残留磁気を消す（後述する、逆励磁での力行動作）。そして、電源装置６０は、電磁石コイル７１の電気エネルギーを電源装置６０内で還流させる還流動作、及び回生動作を行う。

【0018】

次に、電源装置６０の詳細な構成を、図２を用いて説明する。整流回路１０は、交流電源９０からの交流電力を整流する回路である。整流回路１０は、６つのダイオード１１、１２、１３、１４、１５、１６によりダイオードブリッジ回路が形成されている。整流回路１０では、ダイオード１１とダイオード１２、ダイオード１３とダイオード１４、ダイオード１５とダイオード１６のそれぞれが、アノードとカソードとで直列接続されて直列回路を形成している。整流回路１０において、３組の直列回路は、並列接続されることでダイオードブリッジ回路が形成されている。ダイオード１１のアノードと、ダイオード１２のカソードとの接続点には交流電源９０が接続されている。同様に、ダイオード１３のアノードとダイオード１４のカソードとの接続点、ダイオード１５のアノードとダイオード１６のカソードとの接続点には交流電源９０が接続されている。上記構成の整流回路１０では、交流電源９０からの交流電力を、三相全波整流することで、直流電力を出力回路２０に供給する。

【0019】

なお、整流回路１０は、ダイオードに代えて、サイリスタが使用されてもよく、ダイオードとサイリスタを組み合わせて使用されてもよい。電源装置６０において、整流回路１０のダイオード１１，１３，１５のカソードが接続される側のラインを、正側ライン２３と記載し、ダイオード１２，１４，１６のアノードが接続される側のラインを、負側ライン２４と記載する。

【0020】

整流回路１０には、出力回路２０が並列接続されている。出力回路２０は、整流回路１０により整流された直流電力を、リフティングマグネット７０の電磁石コイル７１に供給する回路である。具体的には、出力回路２０は、正側ライン２３と、負側ライン２４とに接続されることで、整流回路１０に並列接続されている。

【0021】

出力回路２０は、第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２とを直列接続して構成された第１回路２１と、第３スイッチＱ３と第４スイッチＱ４とを直列接続して構成された第２回路２２とを備えている。本実施形態では、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４は、スイッチング素子であり、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistorの略称）やＦＥＴ（Field effect transistorの略称）などが用いられる。

【0022】

第１回路２１は、第１スイッチＱ１のエミッタと、第２スイッチＱ２のコレクタとが接続さることで、直列回路を形成している。第２回路２２は、第３スイッチＱ３のエミッタと、第４スイッチＱ４のコレクタとが接続されることで、直列回路を形成している。第１スイッチＱ１及び第３スイッチＱ３の各コレクタは、正側ライン２３に接続されている。第２スイッチＱ２及び第４スイッチＱ４の各エミッタは、負側ライン２４に接続されている。これにより、出力回路２０は、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４により、ブリッジ回路が形成されている。

【0023】

第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４には、コレクタとエミッタ間を繋ぐ還流ダイオードＤＳ１～ＤＳ４を有している。還流ダイオードＤＳ１～ＤＳ４は、アノードで、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４のエミッタに接続され、カソードで第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４のコレクタに接続されている。これにより、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４が、オフ状態である場合、還流ダイオードＤＳを介して、バイパス電流を流すことができる。なお、後述する第５スイッチＱ５、第６スイッチＱ６にも還流ダイオードＤＳ５，ＤＳ６が接続されている。

【0024】

第１出力ライン３０は、第１回路２１における第１スイッチＱ１のエミッタと、第２スイッチＱ２のコレクタとの接続点Ｋ１と、電磁石コイル７１の一方の端（後述する第１マグネット入力端子７２）とを接続するラインである。第２出力ライン３１は、第２回路２２における、第３スイッチＱ３のエミッタと、第４スイッチＱ４のコレクタとの接続点Ｋ２と、電磁石コイル７１の他方の端（後述する第２マグネット入力端子７３）とを接続するラインである。なお、第１出力ライン３０と、第２出力ライン３１とは、１つの配線で構成されている場合のほか、抵抗等の素子を含んだ回路の一部として構成されていてもよい。

【0025】

第１出力ライン３０及び第２出力ライン３１には、消費回路４０が接続されている。消費回路４０は、第５スイッチＱ５と、第６スイッチＱ６と、第１消費抵抗４１と、第２消費抵抗４２とを有している。本実施形態では、第５，第６スイッチＱ５，Ｑ６は、スイッチング素子であり、例えば、ＩＧＢＴやＦＥＴなどが用いられる。

【0026】

第５スイッチＱ５は、コレクタで第１消費抵抗４１の一端に接続され、エミッタで、負側ライン２４に接続されている。第１消費抵抗４１の他端は、第２出力ライン３１に接続点Ｋ３で接続されている。これにより、第５スイッチＱ５のコレクタは、第１消費抵抗４１を介して第２出力ライン３１に接続されている。

【0027】

第６スイッチＱ６は、コレクタで第２消費抵抗４２の一端に接続され、エミッタで、負側ライン２４に接続されている。第２消費抵抗４２の他端は、第１出力ライン３０に接続点Ｋ４で接続されている。これにより、第６スイッチＱ６のコレクタは、第２消費抵抗４２を介して第１出力ライン３０に接続されている。

【0028】

消費回路４０において、第１消費抵抗４１及び第２消費抵抗４２の各抵抗値は、第５スイッチＱ５及び第６スイッチＱ６の耐圧を示す定格電圧に応じた値になっている。具体的には、第１消費抵抗４１の抵抗値は、第５スイッチＱ５に定格電圧以上の電圧が生じず、かつ電磁石コイル７１の内部抵抗よりも低い値に定められている。なお、第２消費抵抗４２の抵抗値は、第６スイッチＱ６に定格電圧以上の電圧が生じない値に定められているが、電磁石コイル７１の内部抵抗よりも低い値でなくともよい。また、第１消費抵抗４１及び第２消費抵抗４２は、一つに限らず、必要とされる抵抗値に応じて、複数の抵抗により構成されていてもよい。

【0029】

コントローラ５０は、所定の機能を備える集積回路である。コントローラ５０は、その内部に、プログラムが記憶されたメモリを有しており、プログラムを実行することにより、上述した、正励磁での力行動作、逆励磁での力行動作、還流動作、回生動作を、所定のタイミングで実行することができる。本実施形態では、コントローラ５０が制御部の一例である。

【0030】

コントローラ５０は、第１～第６スイッチＱ１～Ｑ６のオン状態と、オフ状態とを個別に制御することができる。コントローラ５０は、駆動信号を出力する第１～第６駆動信号端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を有している。第１駆動信号端子Ｐ１は、第１スイッチＱ１のゲートに接続されている。第２駆動信号端子Ｐ２は、第２スイッチＱ２のゲートに接続されている。第３駆動信号端子Ｐ３は、第３スイッチＱ３のゲートに接続されている。第４駆動信号端子Ｐ４は、第４スイッチＱ４のゲートに接続されている。第５駆動信号端子Ｐ５は、第５スイッチＱ５のゲートに接続されている。第６駆動信号端子Ｐ６は、第６スイッチＱ６のゲートに接続されている。

【0031】

本実施形態では、電源装置６０に流れる電流の値を検出する検出端子Ｐ７を備えている。検出端子Ｐ７は、例えば、整流回路１０と出力回路２０とを繋ぐ正側ライン２３に接続されており、この正側ライン２３に流れる電流を検出することができる。これにより、コントローラ５０は、出力回路２０を介して電磁石コイル７１に流れる電流を監視し、力行時において、電磁石コイル７１に流れる電流が判定電流値以上になったことを、検出端子Ｐ７に入力される電流により判定した場合に、還流動作を行うことができる。なお、コントローラ５０は、正側ライン２３に生じる電圧を、検出端子Ｐ７で監視する構成であってもよい。この場合においても、コントローラ５０は、力行時において、電磁石コイル７１に印加される電圧が、判定電圧以上になったことを、検出端子Ｐ７に入力される電圧により判定した場合に、還流動作を行うことができる。

【0032】

次に、吊り上げ装置１００により、吊り荷を吊り上げる際の、電源装置６０により実行される処理を図３～図８を用いて説明する。コントローラ５０は、作業者が操作部９１に対して吸着操作を行ったことを検出すると、リフティングマグネット７０に吸着力を生じさせるために、正励磁の力行動作を行う。正励磁の力行動作では、電磁石コイル７１に対して、第１マグネット入力端子７２から、第２マグネット入力端子７３に向けて電流を流すことで、電磁石コイル７１を正励磁する。以下では、第１マグネット入力端子７２から第２マグネット入力端子７３に向けて流れる電流を、「正極性の電流」と記載する。また、第２マグネット入力端子７３から第１マグネット入力端子７２に向けて流れる電流を、「負極性の電流」と記載する。

【0033】

図３に示されるように、正励磁の力行動作では、コントローラ５０は、第１駆動信号と第４駆動信号とをハイ状態にし、第２駆動信号、第３駆動信号、第５駆動信号、第６駆動信号を、ロー状態にする。これにより、出力回路２０では、第１スイッチＱ１と第４スイッチＱ４とがオン状態（ＯＮ）になることで、第１出力ライン３０が、第１スイッチＱ１を介して出力回路２０の正側ライン２３に接続され、第２出力ライン３１が、第４スイッチＱ４を介して、負側ライン２４に接続される。その結果、整流回路１０からの直流電力により、電磁石コイル７１に、正極性の電流（図中、矢印の向き）が流れ、電磁石コイル７１を正励磁する。電磁石コイル７１が正励磁されることで、電磁石コイル７１に正極性での電気エネルギーが蓄電され，リフティングマグネット７０に吊り荷に対する吸着力を生じさせる。

【0034】

コントローラ５０は、作業者が操作部９１に対して釈放操作を行ったことを検出すると、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを、出力回路２０内で還流させる還流動作を行う。図４を用いて正励磁での力行動作後に行う還流動作を説明する。

【0035】

コントローラ５０は、第４駆動信号をハイ状態に維持し、第２，第３，第５，第６駆動信号をロー状態に維持し、第１駆動信号をハイ状態からロー状態に変化させることで、第４スイッチＱ４のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、出力回路２０では、第１出力ライン３０と、電磁石コイル７１と、第２出力ライン３１と、第４スイッチＱ４と、負側ライン２４の一部と、第２スイッチＱ２の還流ダイオードＤＳ２とを含む閉ループ回路８０が形成される。閉ループ回路８０内には、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより正極性の電流が流れる。

【0036】

図４では、説明の便宜のために、閉ループ回路に流れる電流（図中破線で示す）により、閉ループ回路８０を図示している。以下、図５，図７，図８で図示される閉ループ回路８１，８２，８３においても同様である。

【0037】

なお、本実施形態では、コントローラ５０は、図３で示した正極性の力行動作中に、検出端子Ｐ７に入力される電流より、電磁石コイル７１に流れる電流が、所定の判定電流を超えたことを判定した場合も、力行動作を一端中断し、図４で示した還流動作を実行する。その後、コントローラ５０は、検出端子Ｐ７に入力される電流より、電磁石コイル７１に流れる電流が所定の判定電流以下となったことを判定した場合、還流動作を終了し、力行動作に戻る。

【0038】

コントローラ５０は、還流動作の実行後、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを出力回路２０に流す回生動作を行う。この回生動作中に、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーは、第１消費抵抗４１で消費される。図５を用いて正励磁での力行動作後に行われる回生動作を説明する。

【0039】

コントローラ５０は、第１，第２，第３，第６駆動信号をロー状態に維持し、第４駆動信号をハイ状態からロー状態に変化させ、第５駆動信号をロー状態からハイ状態に変化させることで、出力回路２０において、第５スイッチＱ５のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、第１出力ライン３０と、電磁石コイル７１と、第２出力ライン３１と、第１消費抵抗４１と、第５スイッチＱ５と、負側ライン２４の一部と、第２スイッチＱ２の還流ダイオードＤＳ２とを含む閉ループ回路８１が形成される。

【0040】

電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路８１には、正極性での電流（回生電流）が流れる。この回生動作では、第１スイッチＱ１がオフ状態であるため、正極性での電流は、閉ループ回路８１内のみを流れる。閉ループ回路８１には、閉ループ回路８０と異なり、第１消費抵抗４１を含んでいるため、回生動作が実行されることで、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーは、第１消費抵抗４１により消費される。

【0041】

第５スイッチＱ５がオン状態になることで、電磁石コイル７１と第１消費抵抗４１とが直列回路（即ち、ＬＲ回路）を形成し、電磁石コイル７１と、第１消費抵抗４１とに流れる電流は同じ値になる。回生動作の開始直後、即ち、ＬＲ回路の形成直後において、第１消費抵抗４１に印加される電圧は最も高い値となり、その値は、第１消費抵抗４１の抵抗値により定まる。本実施形態では、第１消費抵抗４１の抵抗値は、電磁石コイル７１の抵抗値よりも低く、かつ第５スイッチＱ５の定格電圧を超えないようにその値が定められている。そのため、回生動作の開始時において、第５スイッチＱ５のコレクタに生じる最大電圧を低くすることができる。

【0042】

コントローラ５０は、正励磁での回生動作の実行後、リフティングマグネット７０により吸着されていた吊り荷を完全に釈放するために、逆励磁の力行動作を行う。この逆励磁の力行動作では、電磁石コイル７１に対して、第２マグネット入力端子７３から、第１マグネット入力端子７２に向けて電流を流すことで、電磁石コイル７１を逆励磁する。電磁石コイル７１を逆励磁することで、吊り荷の残留磁気を消す。なお、一般に、逆励磁の力行動作は、正励磁の力行動作よりも短い期間実行される。図６を用いて逆励磁での力行動作を説明する。

【0043】

コントローラ５０は、第１，第４，第６駆動信号をロー状態に維持し、第２駆動信号と第３駆動信号とをロー状態からハイ状態に変化させ、第５駆動信号をハイ状態からロー状態に変化させる。これにより、出力回路２０では、第２スイッチＱ２と、第３スイッチＱ３とがオン状態（ＯＮ）になることで、第２出力ライン３１が、第３スイッチＱ３を介して正側ライン２３に接続され、第１出力ライン３０が、第２スイッチＱ２を介して、負側ライン２４に接続される。その結果、整流回路１０からの直流電力により、電磁石コイル７１に、負極性の電流（図中、矢印の向き）が流れ、電磁石コイル７１を逆励磁する。電磁石コイル７１が逆励磁することで、吊り荷の残留磁気が消され、また、電磁石コイル７１には、負極性での電気エネルギーが蓄電される。

【0044】

コントローラ５０は、逆励磁での力行動作を所定期間実行した後、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを、出力回路２０内で還流させる還流動作を行う。図７を用いて正励磁での力行動作後に行われる還流動作を説明する。

【0045】

コントローラ５０は、第２駆動信号をハイ状態に維持し、第１，第４，第５，第６駆動信号を、ロー状態に維持し、第３駆動信号をハイ状態からロー状態に変化させることで、第２スイッチＱ２のみをオン状態にする。これにより、出力回路２０では、電磁石コイル７１と、第１出力ライン３０と、第２スイッチＱ２と、負側ライン２４の一部と、第４スイッチＱ４の還流ダイオードＤＳ４と、第２出力ライン３１とを含む閉ループ回路８２が形成される。電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路８２に負極性の電流が流れる。

【0046】

コントローラ５０は、還流動作の実行後、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを出力回路２０に流す回生動作を行う。本実施形態では、コントローラ５０による回生動作中に、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを、第２消費抵抗４２で消費させる。図８を用いて負励磁での力行動作後に行う回生動作を説明する。

【0047】

コントローラ５０は、第１，第３，第４，第５駆動信号をロー状態に維持し、第２駆動信号をハイ状態からロー状態に変化させ、第６駆動信号をロー状態からハイ状態に変化させることで、出力回路２０において、第６スイッチＱ６のみをオン状態にする。これにより、電磁石コイル７１と、第１出力ライン３０の一部（第２消費抵抗４２の接続点Ｋ４から電磁石コイル７１までの間）と、第２消費抵抗４２と、第６スイッチＱ６と、負側ライン２４の一部と、第４スイッチＱ４の還流ダイオードＤＳ４とを含む閉ループ回路８３が形成される。

【0048】

電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路８３には、負極性での電流（回生電流）が流れる。この回生動作では、負極性での電流は、閉ループ回路８３内のみを流れる。閉ループ回路８３には、閉ループ回路８２と異なり、第２消費抵抗４２を含んでいる。逆励磁での回生動作が実行されることで、電磁石コイル７１からの電気エネルギーは、第２消費抵抗４２により消費される。

【0049】

以上説明した本実施形態では、電源装置６０のコントローラ５０は、正励磁の力行動作後に実行される回生動作において、消費回路４０の第５スイッチＱ５のみがオンされることで、電磁石コイル７１と、出力回路２０と、消費抵抗４１との間で閉ループ回路８１を形成する。これにより、正励磁の力行動作後に実行される回生動作において、電磁石コイル７１からの電気エネルギーを消費回路４０の第１消費抵抗４１により消費させることができるため、電磁石コイル７１からの電気エネルギーを蓄電するコンデンサを抹消することができる。

【0050】

電源装置６０では、逆励磁での力行動作後に実行されるにおいては、第６スイッチQ６のみがオンされることで、電磁石コイル７１と、出力回路２０と、第２消費抵抗４２との間で閉ループ回路８３を形成する。これにより、逆励磁の力行動作後に実行される回生動作において、電磁石コイル７１からの電気エネルギーを消費回路４０の第２消費抵抗４２により消費させることができる。即ち、電源装置６０では、正励磁での力行動作と、逆励磁での力行動作のそれぞれで、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーを消費させることができる。

【0051】

正励磁での力行動作後に実行される回生動作において、第５スイッチＱ５がオンされることで、電磁石コイル７１と第１消費抵抗４１とが直列回路を形成するため、回生動作の開始直後において、第１消費抵抗４１側に印加される電圧は第１消費抵抗４１の抵抗値に応じて定まる。上記構成では、第１消費抵抗４１の抵抗値を、電磁石コイル７１の内部抵抗値よりも低くしているため、回生動作の開始時において第５スイッチＱ５に印加される電圧を抑制することができ、第５スイッチＱ５の耐圧を低くすることができる。

【0052】

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明を行う。第２実施形態において第１実施形態と同一の箇所については同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。本実施形態では、第１実施形態と比べて、電源装置６０の消費回路４０は、第１実施形態と異なる構成である。

【0053】

図９に示されるように、第５スイッチＱ５のコレクタは、第６スイッチＱ６のコレクタに接続されて、エミッタは、第１消費抵抗４１を介して、第１出力ライン３０の接続点Ｋ５に接続されている。第６スイッチＱ６のエミッタは、第２消費抵抗４２を介して、第２出力ライン３１の接続点Ｋ６に接続されている。

【0054】

コントローラ５０は、正励磁での還流動作の実行後、出力回路２０において、第５スイッチＱ５のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、第１出力ライン３０の一部（接続点Ｋ５から電磁石コイル７１までの間）と、電磁石コイル７１と、第２出力ライン３１の一部（電磁石コイル７１から接続点Ｋ６までの間）と、第２消費抵抗４２と、第６スイッチＱ６の還流ダイオードＤＳ６と、第５スイッチＱ５と、第１消費抵抗４１を含む閉ループ回路が形成される。

【0055】

電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路に正極性での電流が流れる。そして、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーは、第１消費抵抗４１及び第２消費抵抗４２により消費される。

【0056】

コントローラ５０は、逆励磁での還流動作の実行後、出力回路２０において、第６スイッチＱ６のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、電磁石コイル７１と、第１出力ライン３０の一部（電磁石コイル７１から接続点Ｋ５までの間）と、第１消費抵抗４１と、第５スイッチＱ５の還流ダイオードＤＳ５と、第６スイッチＱ６と、第２消費抵抗４２と、第２出力ライン３１の一部（接続点Ｋ６から電磁石コイル７１までの間）とを含む閉ループ回路が形成される。即ち、第６スイッチＱ６のみをオン状態にした場合の閉ループ回路は、第５スイッチＱ５のみをオン状態にした場合の閉ループ回路に対して、第６スイッチＱ６の還流ダイオードＤＳ６が第６スイッチＱ６に、第５スイッチＱ５が第５スイッチＱ５の還流ダイオードＤＳ５に置き換わった点が異なる。

【0057】

電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路には、負極性での電流（回生電流）が流れる。そして、電磁石コイル７１からの電気エネルギーは、第１消費抵抗４１と第２消費抵抗４２とにより消費される。

【0058】

以上説明した本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0059】

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明を行う。第３実施形態において第１実施形態と同一の箇所については同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。本実施形態では、図１０に示されるように、電源装置６０の消費回路４０は、第１実施形態と異なる構成である。

【0060】

図１０に示されるように、消費回路４０では、第５スイッチＱ５のコレクタは、第３消費抵抗４３の一端に接続され、エミッタは、第１出力ライン３０と接続点Ｋ７で接続されている。第６スイッチＱ６のコレクタは、第３消費抵抗４３の他端に接続され、エミッタは、第２出力ライン３１と接続点Ｋ８で接続されている。即ち、本実施形態の消費回路４０では、第５スイッチＱ５に接続されている消費抵抗と、第６スイッチＱ６に接続される消費抵抗とを第３消費抵抗４３により共通化している。

【0061】

コントローラ５０は、正励磁での還流動作の実行後、出力回路２０において、第５スイッチＱ５のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、第１出力ライン３０の一部（接続点Ｋ７から電磁石コイル７１までの間）と、電磁石コイル７１と、第２出力ライン３１の一部（電磁石コイル７１から接続点Ｋ８までの間）と、第６スイッチＱ６の還流ダイオードＤＳ６と、第３消費抵抗４３と、第５スイッチＱ５とを含む閉ループ回路が形成される。電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路に正極性での電流が流れる。そして、電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーは、第３消費抵抗４３により消費される。

【0062】

コントローラ５０は、逆励磁での還流動作の実行後、出力回路２０において、第６スイッチＱ６のみをオン状態（ＯＮ）にする。これにより、電磁石コイル７１と、第１出力ライン３０の一部（電磁石コイル７１から接続点Ｋ７までの間）と、第５スイッチＱ５の還流ダイオードＤＳ５と、第３消費抵抗４３と、第６スイッチＱ６と、第２出力ライン３１の一部（接続点Ｋ８から電磁石コイル７１までの間）とを含む閉ループ回路が形成される。即ち、第６スイッチＱ６のみをオン状態にした場合の閉ループ回路は、第５スイッチＱ５のみをオン状態にした場合の閉ループ回路に対して、第６スイッチＱ６の還流ダイオードＤＳ６が第６スイッチＱ６に、第５スイッチＱ５が第５スイッチＱ５の還流ダイオードＤＳ５に置き換わった点が異なる。

【0063】

電磁石コイル７１に蓄電された電気エネルギーにより、閉ループ回路には、負極性での電流（回生電流）が流れる。そして、電磁石コイル７１からの電気エネルギーは、第３消費抵抗４３により消費される。

【0064】

以上説明した本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0065】

（その他の実施形態） 本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
上述の実施形態では、コントローラ５０は、力行動作と回生動作との間で、還流動作を行った。これに代えて、コントローラ５０は、力行動作と回生動作との間で、還流動作を行わなくともよい。
コントローラ５０は、還流動作を行う場合でも、上述のように、検出端子Ｐ７に入力される電流より、電磁石コイル７１に流れる電流が、所定の判定電流を超えたことを判定した場合に限り、還流動作を行うものであってもよい。

【0066】

上述の実施形態では、電源装置６０は、交流電源９０を含んでいない構成であった。これに代えて、電源装置６０は、交流電源９０をその構成に含んでいてもよい。
上述の実施形態では、整流回路１０に三相交流が入力される構成であった。これに代えて、整流回路１０に単相交流が入力される構成でもよく、出力回路２０に対して直接直流電力を供給する構成でもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０…整流回路、２０…出力回路、３０…第１出力ライン、３１…第２出力ライン、４０…消費回路、４１…第１消費抵抗、４２…第２消費抵抗、５０…コントローラ（制御部）、６０…電源装置、７０…リフティングマグネット、７１…電磁石コイル、９０…交流電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】