CN100593504C - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯控制装置，其包括：对交流电进行整流的整流电路(2)；对整流输出进行平滑化的平滑电容器(3)；将直流电转换为交流电的逆变器(4)；利用来自该逆变器的交流电进行驱动并使轿厢(14)运转移动的电动机(11)；根据运转模式控制逆变器的驱动控制部(5)；充放电控制单元(34、38)，判断电动机进行再生/动力运转中的哪个，将再生电能存储在蓄电装置(35)，在电动机进行动力运转时，将电能释放到平滑电容器侧；具有比平滑电容器大的电容的备用电容器(31)；及移动控制单元(34、38)，在交流电源停电时，将电容器(31)的电能释放到平滑电容器侧，并对轿厢的运转移动进行备用，在接收到交流电源的停电检测信号时，充放电控制单元进行控制，从而使蓄电装置的电能释放到平滑电容器侧。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及在商用交流电源停电时可使轿厢运转运行的电梯控制装置。

背景技术

一般，电梯控制装置由控制驱动系统和索式电梯构成。控制驱动系统供给电动机规定的驱动电力。索式电梯通过由控制驱动系统所供给的驱动电力来升降轿厢。图3是表示以往的电梯控制装置的构成例的图。

该控制驱动系统设置有商用交流电源1、整流电路2、平滑电容器3、逆变器4及驱动控制部5。逆变器4将由平滑电容器3进行平滑化的直流电转换为所需频率的交流电后供给电动机11。驱动控制部5控制逆变器4等。

另外，索式电梯设置有电动机11、主滑轮12、缆索13、轿厢14、平衡锤15及偏转滑轮16。主滑轮12连接在电动机11的旋转轴。缆索13卷绕于主滑轮12。轿厢14及平衡锤15分别吊挂在缆索13的端部。

于是，在这样的电梯控制装置中，当以轿厢14以比平衡锤15重的活荷载状态上升的情况下、或轿厢14以比平衡锤15轻的活荷载状态下降的情况下，来控制电动机11的动力运转。

在由电梯控制装置来控制电动机11进行动力运转的情况下，将以商用交流电源1→整流电路2→平滑电容器3→逆变器4的顺序生成的电力供给电动机11。

另外，反之，在该电梯控制装置中，当轿厢14以比平衡锤15重的活荷载状态下降的情况下、或轿厢14以比平衡锤15轻的活荷载状态上升的情况下，对电动机11的再生运转进行控制。在由电梯控制装置控制电动机11的再生运转的情况下，以电动机11→逆变器4→平滑电容器3的顺序进行电力发电。

当该电动机11进行再生运转的情况下，从电动机11返回逆变器4的电力被整流电路2阻塞。因此，有逆变器输入端侧的电压升高而使构成整流电路2和逆变器4的元件破损的危险性。

即，当该电动机11进行再生运转的情况下，该电梯控制装置需要进行如下控制：消耗与从电动机11返回逆变器4的电力所增加的电压部分相称的电力。

于是，在以往的电梯控制装置中做成在整流电路2的直流输出线之间连接电阻断路器8的结构。电阻断路器8是自消弧元件6和电阻7的串联电路。

在该电动机11进行再生运转的情况下，当直流输出线间的直流电压超过设定电压时，驱动控制部5使自消弧元件6导通工作。因此，利用电阻7来消耗与电压的增加部分相称的电力。

然而，在这样的电梯控制装置中，当电动机11进行再生运转的情况下，从电动机11产生的电力利用电阻7消耗为热量。因此，无法有效地利用在电动机11的再生运转中所得到的电力。

于是，例如在JP特开平10-236743号等公报中公开的技术，为了解决上述问题点，电梯控制装置设置储能装置21及充放电控制部22。图4是表示当电动机进行再生/动力运转时进行充放电工作的以往的电梯控制装置的构成例的图。

储能装置21连接在逆变器4的输入侧直流电压线之间。储能装置21存储在电动机11进行再生运转时所产生的电能。

充放电控制部22以由电压检测器28检测的平滑电容器3之间的电压为基础，判断电动机11进行再生运转及动力运转中的哪个。充放电控制部22根据该判断结果对储能装置21实施充放电控制。

储能装置21设置吸收用电抗器(reactor)23、存储电容器24、吸收用开关元件25、释放用电抗器26及释放用开关元件27。

当电动机11进行再生运转时，吸收用开关元件25接收来自充放电控制部22的充电控制信号进行导通工作。导通工作的吸收用开关元件25，通过吸收用电抗器23将电动机11进行再生运转时所产生的电能存储在存储电容器24。

释放用开关元件27根据来自充放电控制部22的控制信号导通工作后进行关断工作。进行了这样的工作的释放用开关元件27，通过释放用电抗器26使存储在存储电容器24的电能释放到直流电压线之间。

如上所述，电梯控制装置判断电动机11进行再生运转、和动力运转中的哪个。当该电梯控制装置判断为电动机11进行再生运转时，使从电动机11产生的电力存储在存储电容器24。

并且，在该电梯控制装置中，通过释放当电动机11进行动力运转时存储在存储电容器24的电能，应用到电动机11的动力运转之中。因此，该电梯控制装置可以有效地利用再生能源。另外，也提出了在这样的电梯控制装置中使用可充放电的铅蓄电池来代替存储电容器24的方案。

图5是说明电动机进行再生/动力运转时、进行充放电工作的以往的电梯控制装置的商用交流电源停电时的电压变化的一个例子的图。可是在如上所述的以往的电梯控制装置中，当商用交流电源1停电时，在其停电后充放电控制部22通过释放存储在存储电容器24的电能，对轿厢14的运转移动的运转进行备用为止需要时间。

因此，如图5所示，在该电梯控制装置中，首先，与商用交流电源1的停电几乎同时使轿厢14紧急停止在停电时的位置。

并且，在该电梯控制装置中，充放电控制部22向释放用开关元件27送出放电控制信号。然后，该电梯控制装置进行控制，释放存储在存储电容器24中的较少的电能。

于是，在轿厢14运转到最近层后，该电梯控制装置进行停止该轿厢14的运转的控制。这样的运转被称为后备运转。

所以，在商用交流电源1停电时，轿厢14暂时紧急停止。因此，由于轿厢14发生较大振动，所以会使乘客感到不安。

另外，在商用交流电源1停电时，该电梯控制装置使轿厢14暂时停止后，再次开始该轿厢14的运转。因此，会消耗多余的电力。

即，在存储在存储电容器24的电能较少的情况下，在由动力运转引起的存储能源的放电时停电的情况下，有轿厢14难以停止向最近层的再次开始运转的危险。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种可解决相关问题并当停电时轿厢停止的冲击较小从而使乘客安心乘坐轿厢的电梯控制装置。

根据本发明的一个实施方式，提供一种电梯控制装置，其包括：整流电路，将来自交流电源的交流电转换为直流电；平滑电容器，对该整流电路进行了转换的直流电的脉动进行平滑化；逆变器，将该进行了平滑化的直流电转换为可变电压可变频的交流电并输出；电动机，利用从该逆变器输出的交流电驱动，并使轿厢运转移动；驱动控制单元，根据预定的运转模式控制上述逆变器，以便输出上述可变电压可变频的交流电；蓄电装置，设置在上述整流电路的输出线之间，在上述电动机进行再生运转时可以存储再生电能；充放电电路，设置在上述整流电路的输出线之间，并进行上述蓄电装置的充放电；电压检测电路，测量上述平滑电容器所呈现的电压；充放电控制单元，设置在上述整流电路的输出线之间，基于上述电压检测电路所测量的电压，判断上述电动机进行再生运转及动力运转中的哪个，在判断为上述电动机进行再生运转的情况下，控制上述充放电电路，以便将再生电能存储在上述蓄电装置，在判断为上述电动机进行动力运转的情况下，控制上述充放电电路，以便将存储在上述蓄电装置的电能释放到上述平滑电容器侧；备用电容器，设置在上述整流电路的输出线之间，存储由上述整流电路所整流的整流输出能源及再生电能，从停电的时刻开始以继承停电前的电压的状态来备用电压，该备用电容器具有比上述平滑电容器大的电容；停电检测单元，检测上述交流电源的停电；以及移动控制单元，在伴随上述交流电源的停电，从上述停电检测单元接收到电源停电检测信号的情况下，利用上述充放电控制单元将存储在上述蓄电装置的电能释放到上述平滑电容器侧，从而使上述轿厢继续运转移动。

附图说明

图1是表示基于本发明的一个实施方式的电梯控制装置的构成例的图。

图2是表示说明基于本发明的一个实施方式的电梯控制装置的商用交流电源停电时的电压变化的一个例子的图。

图3是表示以往的电梯控制装置的构成例的图。

图4是表示电动机进行再生/动力运转时、进行充放电工作的以往的电梯控制装置的构成例的图。

图5是说明电动机进行再生/动力运转时、进行充放电工作的以往的电梯控制装置的商用交流电源停电时的电压变化的一个例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示基于本发明的一个实施方式的电梯控制装置的构成例的图。并且，在图1中与图3、图4同一或等同的部分，附加同一符号来说明。

该电梯控制装置包括驱动控制系统、索式电梯、和充放电控制系统。驱动控制系统通过将所需的交流电供给电动机11来驱动该电动机11。在索式电梯中，电动机11从驱动控制系统接收电力后，该电动机11使轿厢14升降运转。

该控制驱动系统设置有商用交流电源1、整流电路2、平滑电容器3、逆变器4、驱动控制部5及电阻断路器8。整流电路2将从商用交流电源1输出的三相交流电转换为直流电。平滑电容器3对由整流电路2所转换的直流电进行平滑化。

逆变器4将由平滑电容器3进行了平滑化的直流电转换为所需频率的交流电后，并将该交流电供给该电动机11。驱动控制部5是通过基于规定的速度指令和电动机11的转速来控制逆变器4，由此从逆变器4输出与速度指令相应的频率的交流电。自消弧元件6和电阻7串联连接构成电阻断路器8。

平滑电容器3使由整流电路2所转换的直流电中包含的脉动成分(波动)减少。平滑电容器3优选在充分具有对脉动成分的减小功能的状态下转移平滑化的电力。因此，优选平滑电容器3尽力设置在逆变器4的附近。另外，优选平滑电容器3的电容较小。其理由是在平滑电容器3的电容较大的情况下，由于电阻断路器8的电阻7使主电路的周边部件大型化，所以无法忽略对成本和消耗电力的影响。

逆变器4由如上述图3所示的逆变元件构成。逆变元件将三相直流电转换为所需的三相交流电。

另外，索式电梯采用从以住普遍使用的结构的电梯。索式电梯例如设置有电动机11、主滑轮12、缆索13、轿厢14、平衡锤15及偏转滑轮16等。主滑轮12连接于电动机11的旋转轴。缆索13被卷绕在主滑轮12上。

轿厢14及平衡锤15分别吊挂在缆索13的端部。偏转滑轮16与在缆索13中从主滑轮12导向平衡锤15的部分中的吊下位置错开。设置偏转滑轮16的理由是为了避免轿厢14和平衡锤15之间的干扰。

另外，在充放电控制系统中，备用电容器31连接在整流电路2的直流输出线之间。当商用交流电源1停电时，该备用电容器31从该停电时刻起作为备用电源发挥功能。

备用电容器31使用电容比平滑电容器3例如大10倍左右的电容器。备用电容器31的电容因电梯的可承载重量等而不同。备用电容器31与平滑电容器3不同，不必连接在靠近逆变器4的位置。因此，备用电容器31也可以设置在离开电动机11的主电路的部位。

并且，充放电控制系统设置有充放电电路34、蓄电装置35、电压检测电路36、停电检测电路37及充放电控制部38。充放电电路34包括充放电控制元件32a、32b及直流电抗器33。

充放电控制元件32a、32b连接在整流电路2的直流输入线之间。充放电控制元件32a、32b，例如是自消弧型元件。直流电抗器33与充放电控制元件32a、32b的共用连接部连接。直流电抗器33对由整流电路2所整流的直流电进行平滑化。

蓄电装置35是可循环充放电的二次电池。蓄电装置35将当电动机11进行再生运转时的发电电力进行蓄电。电压检测电路36是检测由平滑电容器3平滑化的电压、以及整流电路2的直流输出线之间的电压的电路。

如果电压检测电路36检测到直流线之间的电压的话，则将电压检测信号送到充放电控制部38。该充放电控制部38以电压检测信号为基础，来判断电动机11的运转状态处于再生运转、以及动力运转中的哪个。当电动机11进行再生运转时，充放电控制部38使充放电控制元件32a导通工作。当电动机11动力运转时，充放电控制部38使充放电控制元件32b导通工作。

并且，如果充放电控制部38从电检测电路37接收停电检测信号，则使充放电控制元件32b导通工作后，通过使其关断工作，将存储在蓄电装置35的电能释放到整流电路2的直流输出线之间。

下面，对如上所述的电梯控制装置的工作进行说明。

一般，当轿厢14以较重的活荷载状态来上升的情况下、和以较轻的活荷载状态下降的情况下，电动机11进行动力运转。当电动机11进行动力运转的情况下，具有以商用交流电源1→整流电路2→平滑电容器3→逆变器4的顺序生成的所需的直流电压的直流电供给电动机11。在该情况下，备用电容器31也存储一部分的整流电压。

另外，当轿厢14以较重的活荷载状态下降的情况下、和以较轻的活荷载状态上升的情况下，电动机11进行动力运转。当电动机11进行再生运转的情况下，以电动机11→逆变器4→平滑电容器3的顺序进行电力发电。于是，由于从电动机11返回逆变器4的发电电力，逆变器4输入侧的直流电压增加。

于是，在由电压检测电路36检测的直流电压与整流电压比较超过预定的较高的设定电压的情况下，充放电控制部38判断为电动机11的运转状态是再生运转，并使应进行充电控制的充放电控制元件32a导通工作。

其次，充放电控制部38通过具有平滑功能的直流电抗器33将由再生运转所产生的电能存储在蓄电装置35。由再生运转所发电的电能还存储在备用电容器31。

另外，在由电压检测电路36检测的直流电压与整流电压比较减小的情况下，充放电控制部38判断为电动机11的运转状态是动力运转。于是，充放电控制部38将放电控制信号发送到充放电电路34。

由此，存储在蓄电装置35的电能释放到整流电路2的直流输出线并用于动力运转。另外，在电梯控制装置的结构为，在再生运转时检测蓄电装置35的过度充电状态的情况下，当驱动控制部5接收该检测信号时，该驱动控制装置5使电阻断路器8工作，用电阻7将电能消耗为热量。

图2是表示说明基于本发明的一个实施方式的电梯控制装置的商用交流电源停电时的电压变化的一个例子的图。

然而，电梯在移动运转中商用交流电源1停电时，来自整流电路2的整流电压消失。当商用交流电源1停电时，存储在备用电容器31的电能，如图2所示，在加到整流电路2的直流输出线之间的状态下逐渐降低。

另外，在商用交流电源1停电后，当该商用交流电源1的电源电压降低到预定的电压时，停电检测电路37检测为停电。在该场合下，停电检测电路37将停电检测信号送到充放电控制部38及驱动控制部5。

这里，在商用交流电源1停电后，经过预定的时间t之后，充放电控制部38将充放电控制信号发送到充放电电路34。时间t为基于备用电容器31的电能可充分备用的时间。因此，存储在蓄电装置35的电能，释放到整流电路2的直流输出线。

因此，如图2所示，能够在不急剧停止轿厢14而平缓地降低电压并降低速度。即，可以缓和停电时的轿厢的停止冲击。

另外，与以往的作为充放电用来使用的图4所示的存储用电容器24或铅蓄电池不同，近来二次电池的性能提高。即，存储在蓄电装置35的电能比存储电容器24或铅蓄电池高。

即，如图2所示，备用电容器31以保持不变地继承停电前的电压的状态来备用该电压。该电压在到达时间t的时间内放电并逐渐降低。该降低所释放的能量由蓄电装置35以存储电能的方式来备用。因此，轿厢14的运转处于可在停电后也不停止地长时间继续使用的状态。

另外，在商用交流电源1停电的情况下，驱动控制部5根据预先制定的运转模式，例如轿厢14运转移动使其应停止在最近层。因此，乘客至少可以从最近层下来。并且，可以使乘客以不惊惶且安心的状态乘坐轿厢14。

另外，如图2所示的电压状态说明了在假设电梯的电动机11处于动力运转状态时使轿厢14停止到最近层的例子。然而，例如在电梯的电动机11处于再生运转状态时发生停电的情况下，驱动控制部5基于考虑了相关再生运转状况的运转模式，不仅可停止在最近层，而且根据乘客的目的地层的登记使轿厢14继续运转。

因此，即便在电动机11进行再生运转的状态下发生停电时也可以给乘客提供服务。

所以，基于如上所述的实施方式的电梯控制装置，在整流电路2的输出线之间，除电动机11再生运转及动力运转时的充放电单元34、38以外，还设置有电容比平滑电容器3大的备用电容器31。

在交流电源1停电时，该电梯控制装置通过自动地释放存储在备用电容器31的电能来备用该电能，并向充放电控制部38移动工作。因此，可以缓和轿厢停止的冲击。并且，可使乘客安心，而且轿厢14至少运转移动到最近层后使乘客下来。

并且，平滑电容器3具有靠近逆变器4的位置关系并连接在该逆变器4的输入侧。另外，备用电容器31设置为在位置关系上与逆变器4不存在依赖关系。因此，可使电动机驱动用的主电路小型化的同时，可以可靠地对逆变器施加平滑结果的直流电压。并且，在停电时可以由备用电容器31可靠地实现电梯运转移动的备用。

并且，驱动控制部5在接到来自停电检测电路37的电源停电检测信号的情况下，根据运转模式，例如使轿厢14运转到最近层停止。这里，在电动机11的再生运转时，如果根据乘客的目的地层使轿厢14的运转继续的话，则不论停电都可实现对乘客服务的提高。

另外，说明了蓄电装置35是具有可循环充放电的功能的二次电池。然而，该蓄电装置35例如可以是使用电偶层电容器的装置。该电偶层电容器例如与平滑电容器3比较的情况下，其具有从1000倍到1万倍的电容。电偶层电容器是可利用在非常短的时间内的较大电流进行充放电的器件，充分存储电能。

另外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内可作各种变形来实施。

并且，各实施方式可以组合实施，在该情况下可获得由组合带来的效果。并且，在上述各实施方式中包含各种上位、下位的发明，通过对公开的多个结构要素进行适当组合可提取各种发明。例如，从用于解决问题点的手段所记载的全部构成要素中，通过省略几个构成要件提取出发明的情况下，在实施该提取出的发明时，省略的部分由公知惯用技术来适当补充。

Claims (5)

1.一种电梯控制装置，其中，包括：

整流电路，将来自交流电源的交流电转换为直流电；

平滑电容器，对经整流电路转换后的直流电的脉动进行平滑化；

逆变器，将该进行了平滑化的直流电转换为可变电压可变频的交流电并输出；

电动机，利用从该逆变器输出的交流电进行驱动，使轿厢运转移动；

驱动控制单元，根据预定的运转模式控制上述逆变器，以便输出上述可变电压可变频的交流电；

蓄电装置，设置在上述整流电路的输出线之间，在上述电动机进行再生运转时可以存储再生电能；

充放电电路，设置在上述整流电路的输出线之间，进行上述蓄电装置的充放电；

电压检测电路，测量上述平滑电容器所呈现的电压；

充放电控制单元，设置在上述整流电路的输出线之间，基于上述电压检测电路所测量的电压，判断上述电动机进行再生运转及动力运转中的哪一种，在判断为上述电动机进行再生运转的情况下，控制上述充放电电路，以便将再生电能存储在上述蓄电装置中，在判断为上述电动机进行动力运转的情况下，控制上述充放电电路，以便将存储在上述蓄电装置中的电能释放到上述平滑电容器侧；

备用电容器，设置在上述整流电路的输出线之间，存储由上述整流电路整流的整流输出能量及再生电能，从停电的时刻开始以继承停电前的电压的状态来备用电压，该备用电容器具有比上述平滑电容器大的电容；

停电检测单元，检测上述交流电源的停电；以及

移动控制单元，在伴随上述交流电源的停电，从上述停电检测单元接收到电源停电检测信号的情况下，利用上述充放电控制单元将存储在上述蓄电装置的电能释放到上述平滑电容器侧，从而使上述轿厢继续运转移动。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其中，

上述平滑电容器在靠近上述逆变器的设置位置连接在该逆变器的输入侧，

上述备用电容器与上述逆变器的设置位置无关联地设置。

3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其中，

上述蓄电装置是二次电池或使用了电偶层电容器的装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯控制装置，其中，

当上述驱动控制单元从上述停电检测单元接收到电源停电检测信号时，在上述电动机进行动力运转的情况下，根据预先制定的运转模式，使上述轿厢运转到最近层停止，在上述电动机进行再生运转的情况下，按照乘客的目的地层继续运转。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯控制装置，其中，

在从上述停电检测单元接收到电源停电检测信号的情况下判断为上述电动机进行再生运转时，上述移动控制单元进行将上述再生电能存储在上述蓄电装置的控制。

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