CN1178842C

CN1178842C - 电梯控制装置

Info

Publication number: CN1178842C
Application number: CNB011088753A
Authority: CN
Inventors: ��ľ��; 荒木博司; 田岛仁; 菅郁朗; 小林和幸
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: KR100407634B1; JP4261010B2; US20010017240A1; KR20010085712A; JP2001240324A; CN1311155A; TW546247B; US6415892B2

Abstract

本发明揭示一种电梯控制装置，包括设置在变换器和逆变器间的直流母线之间，存储电梯在再生运行时来自直流母线的直流电，并在动力运行时供给存储在直流母线中直流电的蓄电装置，和对于直流母线，蓄电装置的充放电进行控制的充放电控制装置。蓄电装置由2次电池和对该2次电池进行充放电控制的DC-DC变换器构成，并设置在升降路径的四角、导轨附近或者升降路径内电缆附近的任何一个位置上。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及使用镍氢电池、镍铬电池锂离子电池等的2次电池的节能的电梯控制装置。

背景技术

图4表示使用以往的2次电池控制电梯的控制装置基本结构图。在图4中，1是三相交流电源，2表示用将从三相交流电源1输出的交流电变换成直流电的二极管等构成的变换器，将用变换器2变换后的直流电提供给直流母线3。4是由进行电梯的速度位置控制的后述速度控制装置控制的逆变器，通过借助于直流母线3将供给的直流电变换成所要的可变电压可变频率的交流电并提供给交流电动机5，旋转驱动与交流电动机5直接连接的电梯的卷扬机6，并对卷绕在卷扬机6上的缆绳7两端连接的轿厢8和平衡锤9进行升降控制，使轿厢8内的乘客移动到规定的楼面上。

这里，轿厢8和平衡锤9的重量，设计成与定员一半的乘客在轿厢8内乘电梯时大致相同。即，在无负载使轿厢8升降的场合，轿厢8下降时为动力运行，上升时为再生运行。反之，在定员乘电梯使轿厢8下降的场合，轿厢8下降时为再生运行，上升时为动力运行。

10是用微型计算机等构成的电梯控制电路，进行电梯整体的管理、控制。11表示设置在直流母线之间，存储电梯再生运行时电力，并在动力运行时向变换器4供给与变换器2一起存储的电力之蓄电装置，由2次电池12和对该2次电池12进行充放电控制的DC-DC变换器13构成。

这里，DC-DC变换器13包括由扼流圈13a、与这一扼流圈13a串联连接的充电电流控制用门电路13b、与后述的放电电流控制用门电路13d逆并联连接的二极管13c组成的降压型陷波电路，和由扼流圈13a、与这一扼流圈13a串联连接的放电电流控制用门电路13d、上述充电电流控制用门电路13b逆并联连接的二极管13e组成的升压型陷波电路。根据来自检测蓄电装置11的充放电状态的充放电状态检测器14的检测值和来自电压测量器18的测量值，利用充放电控制电路15控制充电电流控制用门电路13b和放电电流控制用门电路13d。此外，使用设置在2次电池12和DC-DC变换器13之间的电流测量器，作为在这种以往例中的充放电状态检测器14。

16和17是设置在直流母线3间的再生电流控制用门电路和再生电阻，18是测量直流母线3电压的电压测量器，19是根据来自后述的速度控制电路的再生控制指令进行动作的再生控制电路，再生电流控制用门电路16在再生运行时，当电压测量器17的测量电压在规定值以上时，根据再生控制电路19的控制，对导通(ON)脉冲宽度进行控制，再生电力在再生电阻17上放电，并转换成热能消耗。

20是与卷扬机6直接连接的编码器，21是根据来自电梯控制电路10的指令，并根据速度指令和来自编码器22的速度反馈输出，通过控制逆变器4的输出电压、输出频率，对电梯位置、速度进行控制的速度控制电路。

下面，对与前述结构相关的动作进行说明。

在电梯动力运行时，从三相交流电源1和蓄电装置11两个方面将电力提供给逆变器4。蓄电装置11由2次电池12和DC-DC变换器13构成，并由充放电控制电路15控制。一般地，为了构成小型、廉价装置，减少2次电池12的个数，并使2次电池12的输出电压比直流母线3的电压低。而且，基本上用整流3相交流电源1后的电压附近，控制直流母线3的电压。因此，有必要在2次电池12充电时使直流母线3的母线电压下降，在放电时使直流母线3的母线电压上升。因此，采用DC-DC变换器13。利用充放电控制电路15，进行这种DC-DC变换器13的充电电流控制用门电路13b、放电电流控制用门电路13d的控制。

图5和图6是表示充放电控制电路15放电时和充电时的控制流程图。

首先，对图5所示的放电控制时进行说明。

作为控制系统，可以用电流控制局部回路(minor loop)构成电压控制，稳定性更高的控制，但是，这里为了简化起见，用母线电压控制的方式进行说明。

首先，利用电压测量器17测量直流母线3的母线电压(步骤S11)。充放电控制电路15对这种检测电压与所要的电压值进行比较，判定测量电压是否超过电压设定值(步骤S12)，如果测量电压没有超过设定值，则接着判定充放电状态检测器14的2次电池12的放电电流的检测值是否超过规定值(步骤S13)。

根据这些判断，当测量电压超过设定值时，或者即使测量电压没有超过设定值但是2次电池12的放电电流的测量值超过规定值时，放电电流控制用门电路13d的导通(ON)脉冲宽度应该减小，并对当前的导通时间减去调整时间DT，求得新的门电路导通时间(步骤S14)。

另一方面，在前述步骤S13中，在判断由电流测量器14测得的2次电池12放电电流测量值没有超过规定值的场合，放电电流控制用门电路13d的导通脉冲宽度应该变长，对当前的导通时间加上调整时间DT，求得新的门电路导通时间(步骤S15)。这样，根据求得的门电路导通时间，进行放电电流控制用门电路13d的导通控制，同时，将求得的门电路导通时间作为当前的导通时间存储在内部存储器中(步骤S16)。

这样，通过加长放电电流控制用门电路13d的导通脉冲宽度，使更多的电流从2次电池12流出，其结果，加大供给电力，并利用电力供给使直流母线3的母线电压上升。如果考虑到动力运行，则电梯有必要进行电力供给，这种电力由来自前述2次电池12的放电和由三相交流电源1供给。如果将母线电压控制得比由三相交流电源1供给的变换器2的输出电压更高，则由2次电池供给全部的电力。但是，为了构成廉价的蓄电装置11，可以设计成不必由2次电池12供给全部的电力，而是用适当的比例由2次电池12和三相交流电源1进行供给。

即，在图5中，对放电电流的测量值与分担供给相当的电流(规定值)进行比较，如果超过规定值，则加长放电电流控制用门电路13d的导通脉冲宽度，进一步增加供给量，如果放电电流的测量值没有超过规定值，则减小放电电流控制用门电路13d的导通脉冲宽度，限制电力供给。这样，因为逆变器在必要的电力内，并限制由2次电池21供给的部分受到限制，所以直流母线3的母线电压降低，其结果，由变换器2开始供给。因为这些是在非常短的时间内进行的，所以实际上，为了供给电梯的必要的电力，母线电压适当地保持稳定，使从2次电池与三相交流电源1以所希望的比例供给电力成为可能。

下面，对图6所示的充电控制时进行说明。

在有来自交流电动机5的电力再生场合，利用这种再生电力使直流母线3的母线电压上升。在这一电压比变换器2的输出电压高的场合，停止来自三相交流电源1的电力供给。在没有蓄电装置11的场合，如果继续这种状态，则因为直流母线3的电压上升，所以一达到检测直流母线3的母线电压的电压测量器17测量电压值的规定电压时，则再生控制电路19动作，使再生电流控制用门电路16闭合。因此，电力流过再生电阻17，消耗再生电力，同时利用电磁制动效应，使电梯减速。但是，在有蓄电装置11的场合，用规定电压以下的电压，并利用充放电控制电路15的控制，使这种电力向蓄电装置11充电。

即，如图6所示，充放电控制电路15如果电压测量器17测得的直流母线3的母线电压的测量值超过规定电压，则检测为再生状态，通过加长充电电流控制用门电路13b的导通脉冲宽度，增加2次电池12的充电电流(步骤S21→S22→S23)。最终，如果来自电梯的再生电力减小，则随此直流母线3的电压也降低，电压测量器17的测量值不会超过规定电压，所以能将充电电流控制用门电路13b的导通脉冲宽度控制得很短，并将充电电力也控制得很小(步骤S21→S22→S24)。

这样，通过监视直流母线3的母线电压并控制充电电力，将母线电压控制在适当的范围内并进行充电。此外，通过累积以往在再生电力中消耗的电力并再利用，从而能实现节省能源。

近年来，不需要机械室的电梯、例如将卷扬机6和控制盘设置在升降路径内而不设置机械室的电梯不断普及，因在前述以往例所示的省能型的电梯中有必要多个蓄电装置11，所以实际安装所需空间是个课题。

发明内容

本发明为解决前述课题，其目的在于，提供能节省蓄电装置的实际安装空间，并能适用于不设置机械室的电梯控制装置。

与本发明相关的电梯控制装置，包括

对来自交流电源的交流电进行整流并变换成直流电的变换器，

将直流电变换成可变电压可变频率的交流电并驱动器电动机使电梯运行的逆变器，

设置在所述变换器和所述逆变器间的直流母线之间，存储电梯再生运行时来自直流母线的直流电，并在动力运行时供给存储在直流母线中直流电的蓄电装置，

控制对于所述直流母线的所述蓄电装置充放电的充放电控制装置，

所述蓄电装置由2次电池和对所述2次电池进行充放电控制的DC-DC变换器构成，所述2次电池由多个串联连接单体电池构成。

此外，所述蓄电装置的2次电池，棒状地串联连接多个单电池并垂直方向地设置在升降路径内。

此外，所述蓄电装置的2次电池，连接并固定多个单体电池的端部，并以在两端安装内螺纹端子的电池组为1组，将其连接成1根多组的棒状，

用两个螺栓进行连接，并将多组的电池组安装在圆筒状的箱中。

此外，所述蓄电装置的单电池有压力安全阀的配置在上面。

此外，所述蓄电装置设置在升降路径与轿厢的缝隙间。

此外，所述蓄电装置设置在升降路径的四角、导轨附近或者升降路径内的电缆附近的任何一个位置上。

此外，在所述蓄电装置上方、下方或者上下两方的任何一方上，包括用于强制风冷却的冷却装置。

此外，所述蓄电装置垂直方向地安装风流动的空气冷却风扇。

此外，还包括测定所述蓄电装置的温度的温度测定装置，和

当由所述温度测定装置检测的温度在规定值以上时，使所述冷却装置动作的控制装置。

此外，所述温度测定装置，测定没有所述冷却装置侧的末端附近单电池侧面温度，或者在所述冷却装置位于两侧，测定中心附近的单电池的侧面温度。

附图说明

图1表示与本发明相关的蓄电装置2次电池单元结构示意图。

图2表示图1中长棒状电池组22的连接结构示意图。

图3表示蓄电装置11的2次电池22在电梯升降路径中的安装例示意图。

图4表示电梯控制装置的结构方框图。

图5表示图4所示的充放电控制电路15放电时的控制流程图。

图6表示图4所示的充放电控制电路15充电时的控制流程图。

具体实施方式

在本发明中与以往例相同包括图4所示的结构，进行蓄电装置2次电池的充放电控制。但是，如后所述，在本发明中将卷扬机设置在升降路径的坑中，并且将具有其它的控制器件构成的控制盘设置在升降路径的内壁上，机械室不设置在升降路径的顶部。

在本发明中，将单个2次电池进行多个串联连接构成蓄电装置的2次电池，所以能节省蓄电装置的实际安装空间，能适用于不设置机械室的电梯。

下面，参照附图对实施本发明的具体实施形态详细进行说明。

实施形态1

图1表示与本发明实施形态1相关的蓄电装置2次电池单元结构例示意图。

在图1中，22是用于图4所示蓄电装置11的2次电池12中的电池组，如图2(a)所示，这种电池组22具有多个串联组合连接镍氢电池等的单体电池23的结构。在单体电池23中设置用在电池内压异常时进行减压的压力安全阀23a。

这里，为了减小端子间的接触电阻，用焊接等进行多个单体电池23的连接。此外，如图2(b)所示，在组电池22的两端设置用焊接等安装的内螺纹端子25，此外，如图2(b)、(c)所示，利用做成外螺纹的两个螺栓端子25连接这些组电池22，并多组串联地连接。即，如图2(b)所示，电池组22对应于所需的容量或者电压，利用两个螺栓端子25串联连接规定的多个组，构成1根更加长的棒状的电池组。

再参照图1，26是用铝等做成的圆筒状的金属外壳，将长长的棒状组电池密封在这种金属箱外壳26内，以便不损害热传导。27是冷却风扇，对应于所要的冷却能力在金属外壳26中安装必要的个数，以便使风在垂直方向上流动。28是冷却风扇，根据需要安装在电池组22的上方或者下方或者上下两方。29是风洞。图中虽然风洞通道29是长方体，但也可以根据设置场所为圆筒通道。在进行强制风冷却的场合，不需要冷却风扇28、风洞管道29。

此外，30是温度检测传感器，至少测量没有冷却风扇28侧的末端附近的单电池，或者在两侧有冷却风扇28的场合，测量中心附近的单体电池的侧面温度。31是冷却风扇驱动控制装置，如果由温度检测传感器30测量到的温度在规定值以上，则使冷却装置动作。

图3表示如前述结构的蓄电装置11的2次电池12在电梯升降路径内的实际安装例。

在图3中，32是图4所示的电梯的轿厢8、平衡锤9等导轨，33是升降路径，34是升降路径33内的电线，将图4所示的卷扬机6设置在升降路径33的坑部，将具有图4所示控制结构的控制盘36设置在升降路径33的内壁上，成为机械室还设置在升降路径顶部的结构。

这里，作为2次电池12使用的电池组22，将有压力安全阀23a的蓄电池，垂直方向地设置在升降路径33上方。设置场所在升降路径33与轿厢的缝隙间、升降路径33的四角，或者导轨的附近，或者设置在升降路径33内的电缆附近。无论设置在升降路径33的固定空间即四角、还是设置在升降路径33内垂直安装的导轨32、电线34的侧面都能通用安装，目的是为了有效地利用空间。

因此，如前所述，在电梯控制装置中具有以下的效果。

作为蓄电装置11的2次电池12，为多个串联连接单体电池23构成的棒状结构，所以在升降路径33内在垂直方向上具有设置有效空间，在不包括机械室类型的电梯的场合，非常节省空间。

此外，在包括压力安全阀23a的单体电池23的场合，因压力安全阀向上设置23a，所以不会损害2安全阀的功能。

此外，如果设置在升降路径33的固定空间即四角，则能有效地利用空间。此外，如果设置在升降路径33内垂直方向上的引导导轨32、升降路径内电线34的侧面通用安装，则能有效地利用空间。

此外，对于过度的温度上升，会使蓄电池充放电特性劣化、甚至有可能会使电池故障，利用冷却风扇27、冷却风扇28，能节省空间并有效地达到冷却效果。

此外，在仅用冷却风扇27进行空气冷却的场合，因为配置在冷却风扇27，以便使风在升降路径33的垂直方向上流动，所以能用电梯运行中发生的垂直方向的风有效地冷却，不需要冷却风扇28，能进一步节省空间。

此外，因为温度传感器设置在后计电池组22温度最高的位置上，所以能将温度传感器30减至最小。

此外，因为利用温度传感器30和冷却风扇驱动控制装置33，仅在温度达到规定以上时、即仅在必要时进行冷却，所以也能对节能做出贡献。

如前所述，采用本发明，则作为蓄电装置的2次电池，为多个串联连接单体电池构成，所以能节省蓄电装置实际安装空间，并能适用于不设置机械室的电梯。

Claims

1.一种电梯控制装置，包括：

将来自交流电源的交流电整流变换成直流电的变换器，

将直流电变换成可变电压可变频率的交流电驱动电动机使电梯运行的逆变器，

设置在所述变换器和所述逆变器间的直流母线之间，存储电梯再生运行时来自直流母线的直流电，并在动力运行时供给存储在直流母线中的直流电的蓄电装置，和

控制所述蓄电装置相对所述直流母线充放电的充放电控制装置，

所述蓄电装置由2次电池和对所述2次电池进行充放电控制的DC-DC变换器构成，其特征在于，

所述2次电池由多个棒状地串联连接并垂直方向地设置在升降路径内的单体电池构成。

2.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电装置的2次电池，连接并固定多个单体电池的端部，并以在两端安装内螺纹端子的电池组为1组，将多组连接成棒状的一根，

在这种电梯控制装置中，用两个螺栓进行连接，并将多组电池组安装在圆筒状的外壳中。

3.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

在所述蓄电装置的单体电池上有压力安全阀的配置在上部。

4.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

将所述蓄电装置设置在升降路径与轿厢的缝隙间。

5.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

将所述蓄电装置设置在升降路径的四角、导轨的附近或者升降路径内电缆附近的任何一个位置上。

6.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

在所述蓄电装置的上方、下方或者上下两方的任何一方上，包括用于强制风冷却的冷却装置。

7.如权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

在所述蓄电装置中，垂直方向地安装风流动的空气冷却风扇。

8.如权利要求6或7所述的电梯控制装置，其特征在于，还包括

测量所述蓄电装置温度的温度测量装置，和

当由所述温度测量装置检测出的温度在规定值以上时，使所述冷却装置动作的控制装置。

9.如权利要求8所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述温度测量装置，测定没有所述冷却装置侧的末端附近的单体电池的侧面温度，或者在所述冷却装置位于两侧的场合测定中心附近的单体电池的侧面温度。