CN1239462A - 电梯控制装置及电力变换器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯控制装置及电力变换器控制装置。在具备连接于系统电源的变换器、使该变换器输出平滑化的电容器、将平滑电容器的电压变换为可变电压、可变频率的交流电的PWM逆变器，以及由逆变器供电的电动机驱动的电梯中，还具备太阳能电池、能贮存该电池产生的瞬时输出功率的数法拉以上的电力电容器及其输出电压的调整手段，太阳能电池产生的电力被输入平滑电容器，利用变换器的电压控制系统可将太阳能电池产生的能量用于电梯驱动，其剩余能量能自动返还给工业电源。

Description

电梯控制装置及电力变换器控制装置

技术领域

本发明涉及利用变换器与VVVF(可变电压、可变频率)逆变器向交流电动机供电的电梯控制装置的改进，特别是涉及具备太阳能电池的电梯控制装置。背景技术

将太阳能电池使用于电梯装置的技术思想有各种各样。首先，在日本专利特开平2-100973号公报公开了备有蓄电池在电梯停止时以太阳能电池产生的能量对蓄电池充电的装置。

这种已有技术的太阳能电池的利用效率低，不大能够期待取得节能效果。

又，蓄电池的充电能力随着温度等环境条件和充放电状态(电压值和电流值)的变化而变化，因此在相同的充电条件、状态下不一定能够贮存太阳能。

而且由于蓄电池的充电能力随着时间而变化，因此还存在着额外的重新检修、保养等工作的麻烦。

还有，在日本专利特开昭59-153778号公报公开了能够用交流电源或太阳能电池(1次电池)提供电梯运行所需要的平均电力，用储能装置(2次电池)提供加减速运行时的脉动电力的装置。

这种已有的技术也由于太阳能电池的利用效率低，难以期望得到节电效果。也就是说，一旦储能装置充分充电，就不能接受来自太阳能电池的能量，对于反复频繁地加减速，使再生能量返回储能装置的状态频繁出现的电梯，问题特别严重。电梯的加速时间通常只在几分钟以内结束，如果这段时间内加减速时产生的脉动电力由太阳能电池提供，则太阳能电池产生的能量必须能够在这段时间内向储能装置充电。另一方面，太阳能电池产生的电力时时刻刻随着日照量而变化，因此在这么短的时间内未必能够提供必要的电力。

而且，由于利用铅蓄电池等2次电池作为储能装置，也和上述技术一样需要检修保养工作。

还有，使用太阳能电池和工业电源驱动电梯的又一个例子是日本专利特开昭61-12579号公报，在太阳能电池的输出电压减少的情况下切换为工业电源。

这种已有的技术，由于在输出特性不同的不同类电源(太阳能电池和工业电源)之间切换，因此在切换时发生过渡性的电压变动，产生转矩波动，使得乘电梯感觉不舒服。

而且，将太阳能电池所产生的能量暂时存储于蓄电池，也有蓄电池保养的问题。

以上所述的例子都利用蓄电池，这里存在着下面所述的共同的问题。由于蓄电池是利用化学反应贮存电能的方式，蓄电池能够充电的能力随着蓄电池的状态而改变，通常在电梯加减速结束短短的几分钟内太阳能电池产生的瞬时能量不能充电。能够充电的是太阳能电池产生的平均能量。

又，在蓄电池处于过充电状态时几乎不能充电。假如在这种状态下强制继续充电，则蓄电池急剧劣化。而且，在设置于高温或低温环境下时，蓄电池本来的能量贮存功能大大下降。这样，将充电特性随着各种条件而改变的蓄电池作为时时刻刻随着日照量而改变其输出特性的太阳能电池产生的能量的存储手段使用，在能量的贮存效率上是不利的。

而且，使用于能用10年以上的非常经久耐用的电梯上，由于蓄电池的性能随着时间而劣化的固有特性，少不了维修保养的麻烦。同时，通常蓄电池是多个蓄电池单元一起使用，各个单元的特性存在参差不齐的问题，在可靠性上也存在着问题。

本发明的目的在于，提供能够高效率地利用太阳能电池产生的电力的电梯装置。发明内容

根据本发明的一个方面，本发明的电梯控制装置具备：将电源的交流电变换为直流电的变换器、连接于该变换器的输出侧的电容器、将该电容器的直流电变换为可变电压、可变频率的交流电的逆变器，以及利用该逆变器供电的驱动电梯轿厢升降的电动机，其特征在于，设置太阳能电池，将该太阳能电池所产生的电力注入所述电容器的手段，以及控制所述变换器使所述电容器的电力回馈到所述电源的手段。

根据本发明的另一方面，其特征在于，所述变换器控制装置具备将所述电容器的电压维持在预定的电压范围的电压控制系统，还具备对所述变换器进行可逆控制，以从所述电源向所述电容器注入电力或使所述电容器的电力反过来流向电源的手段。

根据本发明的又一方面，其特征在于，除了设置于变换器的直流侧的平滑用的所述电容器以外，在太阳能电池的输出侧还设置具有吸收其瞬时输出电力的能力的电容量的电力电容器，设置将该电力电容器的电力变换为能够注入所述平滑电容器的电力状态的电力变换手段。附图概述

图1是本发明实施形态的系统的结构图。

图2是说明图1的变换器系统的动作的流程图。

图3是说明从太阳能电池取出最大瞬时电力的方法的说明图。

图4是说明太阳能电池系统进行的处理的流程图。

图5是图1的变换器控制装置的控制方框图。

图6是图1的逆变器控制装置的控制方框图。

图7是用一台变换器向多个电梯系统提供太阳能电池的能量的实施例。

图8是说明图7的电源系统的管理系统的处理流程图。

图9分别表示对多台电梯的驱动系统提供太阳能电池的能量的实施例。本发明的最佳实施方式

在太阳能电池的输出端子上，具有能够贮存瞬时能量的大电容量电力电容器那样的瞬时电力贮存手段。

其次，还具备检测该电力电容器的输出电压和太阳能电池的输出电流的输出电压及输出电流检测手段，设置根据检测出的输出电压和输出电流的乘积计算该时刻太阳能电池所产生的瞬时电力，并求得能够随时从太阳能电池引出最大电力的条件的太阳能电池瞬时功率运算手段。

而且，还具备判断太阳能电池的发电情况的太阳能电池发电情况判断手段，以及求出上述瞬时电力贮存手段现在贮存着多少能量(电能)，并判断该能量是否达到能够用作电梯的应急电源的程度的太阳能电池能量贮存量判断手段。

以上是用于能够贮存太阳能电池的能量，并最大限度地利用太阳能电池的能量的手段。

为了将上述瞬时电力贮存手段贮存的能量注入变换器输出侧附加的平滑电容器，具备如下所述的手段。

即，上述瞬时电力贮存手段，在本申请中，是大电容量的电力电容器，不同于通常的电容器，具有数法拉以上的电容量，在低电压(数十伏特左右)能够流过大电流(数十安培)的大电容量的电力电容器。这种电容器能够吸收瞬时电力，而且在电梯所耐用的年数内几乎不随时间变化。

通常，太阳能电池不是单个的电池构成的，而是多个电池做成模块构成的。从而，由于太阳能电池是电池单元任意组合构成的，所以能够得到各种数值的输出电压。而且由于电池单元的电压非常小，所以即使做成模块，太阳能电池的输出电压也比较低，大约为数十伏特。

另一方面，上述瞬时电力贮存手段必需是具有能够贮存与蓄电池相当的大电力的能力的大电容器、即具有数法拉以上的电容量。这样的电力电容器在特性上要达到高耐压是困难的，具有低压、大电容量的特性。现在，作为这种电容器可以使用双电层电容器。

具有大电容量的电力电容器与太阳能电池两者在特性上有一个共同性，就是具有比较低的低压，相互连接容易，所以可以用作瞬时电力贮存手段。

这样构成的结果是，太阳能电池模块的电压与上述瞬时电力贮存手段的输出电压大致相同，比上述变换器输出侧的平滑电容器的电压低。因此为了使得太阳能电池产生的、贮存于该瞬时电力贮存手段的瞬时能量能够不断地注入平滑电容器，必须将瞬时电力贮存手段的输出电压电平放大，使其高于平滑电容器的输出电压。为此，上述瞬时电力贮存手段的输出侧具备升压手段。

又，平滑电容器的电压由于电梯的加减速运行状态、负载状态、工业电源的变动等原因而不断地改变着。为了能够使瞬时能量经常持续地流入平滑电容器而与这样的平滑电容器的输出电压的变动无关，必须在这一升压手段的输出侧设置将平滑电容器及升压手段隔离的手段(反向流动防止手段)，以使得无论在什么情况下也不会发生从平滑电容器一侧到升压手段一侧的能量反向流动。对这种隔离手段有各种考虑，而二极管是最简单、但却是有效的手段。利用附加这种隔离手段的方法，使用升压手段时，只要将该电压放大得总是大于平滑电容器的电压电平，太阳能电池产生的瞬时能量就会自然地单向流入平滑电容器贮存。

而利用这样的动作，平滑电容器的电压一旦被提高到预定的(升压手段能够放大的)电压，升压手段的动作就自然停止。

一旦达到这样的状态，变换器就动作，使太阳能电池产生的能量回到工业电源一侧，因此，太阳能电池的能量反向流动到电源一侧。而且在升压手段停止工作的时间里太阳能电池产生的瞬时能量也不断地贮存到上述瞬时电力贮存手段中。

上述升压手段只是单方向地向平滑电容器注入能量。另一方面，变换器只是对平滑电容器的电压进行监视而与这样的升压手段的动作无关，能够自由地将从太阳能电池得到的能量提供给负载侧，或是回馈(反方向流动)给工业电源一侧，因此没有必要设置像以往那样的蓄电池。

还有，为了能够将太阳能电池作为应急电源使用，如上所述，不是使太阳能电池产生的能量随时任意流入平滑电容器，而是对能量的注入设置一定的限制。

亦即，是否从上述升压手段向平滑电容器注入能量的条件是设置太阳能电池发电状况判断手段及太阳能电池能量贮存量判断手段，并根据这些手段决定的。总之，由太阳能电池发电状况判断手段及太阳能电池能量贮存量判断手段判断在瞬时电力贮存手段中是否经常确保有作为应急电源的能量。检查在瞬时电力贮存手段中是否贮存着在停电时能够使电梯移动到就近的楼层的能量。检查的结果表明为否定的情况下，则在瞬时电力贮存手段贮存有能够作为应急电源的能量之前停止从所述升压手段向平滑电容器注入能量的动作。

由于这一动作，在瞬时电力贮存手段经常贮存着应急用的能量，就不再需要以往作为应急电源装备的蓄电池。

下面对控制具有上述特性的升压手段所必需的控制手段加以说明。

太阳能电池的输出特性(电压-电流特性)时时刻刻随着照射在太阳能电池上的日照量而改变。因此，首先，上述升压手段即使太阳能电池的输出这样变动也要能够稳定地且与该时刻的日照量对应的最高的效率取出太阳能电池产生的能量，向上述平滑电容器注入太阳能电池的能量。

为此，上述升压手段具备检测太阳能电池的输出电流的电流传感器以及检测瞬时电力贮存手段所输出的电压的电压传感器，对上述太阳能电池的发电状况判断手段、太阳能电池能量贮存量判断手段及太阳能电池瞬时输出功率运算手段，电流指令运算手段、电流控制手段、导通率运算手段等手段，利用计算机通过软件处理加以执行。

太阳能电池的发电状况判断手段具有判断日照量时时刻刻变化的太阳能电池的发电状况的功能，如果判断为太阳能电池进行了超过规定的发电，而且太阳能电池能量贮存量判断手段的判断认为瞬时电力贮存手段确保有应急用的能量，则通过上述升压手段向平滑电容器一侧注入能量。

还有，在从太阳能电池的发电状况了解到发电能力在规定水平以下时，全面停止向平滑电容器注入能量，只向上述瞬时电力贮存手段贮存能量。其结果是，所贮存的能量在太阳能电池没有能力发电时、例如夜间、雨天等情况下被用作应急电源的能量。

上述向平滑电容器注入太阳能电池的能量的操作具有如下所述的过程。

首先，利用上述太阳能电池瞬时输出功率运算手段，为了与日照量无关、并经常能够最大限度地取出太阳能电池的能量而决定从太阳能电池取出的输出电流的条件、即电流指令。也就是利用上述太阳能电池瞬时输出功率运算手段根据太阳能电池的输出电流和瞬时电力贮存手段输出的电压求现时刻的瞬时功率。然后根据瞬时功率的时间变动分量的符号(极性)探索使最大瞬时功率发生的条件，将该结果传送到上述电流指令运算手段，电流指令手段决定现时刻的最合适的电流指令。电流控制手段进行工作，使太阳能电池的输出电流与电流指令一致，决定对开关手段进行控制用的操作量。

导通率运算手段根据操作量决定导通率，控制开关手段的导通角，向平滑电容器注入能量。

这样，太阳能电池经常以最高的效率产生的能量在瞬时向平滑电容器移动。由于是利用从电容器到电容器的移动进行，这种能量的移动从原理上说没有损失。

就这样，太阳能电池产生的能量不停地贮存于平滑电容器。然后贮存于平滑电容器的能量可以利用变换器自由选择是在电源侧再生或是在负载侧利用。因此可以省去以往需要的蓄电池。

又，在利用变换器、逆变器的驱动系统起动时，如果使上述升压手段动作，使用太阳能电池的能量对平滑电容器进行初始(预备)充电，则能够防止像在变换器、逆变器系统中在电源接通时能够看到的那样的流向平滑电容器的冲击电流发生。结果，能够得到使变换器快速而且安全动作的状态。

图1表示本发明的实施例，该实施例具备本身也能够对减速时的剩余能量进行电源变换的变换器，在利用逆变器将该变换器的输出电压(直流电压)变换为可变电压、可变频率的交流电以驱动电梯的装置中具备太阳能电池，能够将其能量作为驱动能源及应急电源，还使剩余电源向电源一侧回馈(反向流动)。

首先对图1的结构和回路动作加以说明。

图1是表示与三相电源继续电力互相传输的情况，但是当然也可能是与单相电源继续电力互相传输的情况。在这种情况下，只是将本实施例中后面所述的变压器及变换器的结构变成单相电源用的变压器及变换器，并没有改变发明的任何本质性的东西，因此，不用说也能够适用于单相电源系统，所以省略这种情况下的说明，在本实施例中只是对与三相电源系统的电力互相传输的情况进行说明。

从建筑物内布线的系统电源10向配电盘(未图示)引入规定的电源。在该配电盘上，显示消耗来自系统电源的能量的电力累积值(kWh，即千瓦小时)的消耗电度表20的输入侧及显示回馈给系统电源10的电力的累积值(kWh)的买电用电度表30的输出侧连接于系统电源10。

又，消耗电度表20的输出侧及买电用电度表30的输入侧连接于上述接触器31、32、33的输入端子上，该接触器31、32、33的输出端子连接于变压器40的初级侧。上述接触器切断信号从下述变换器控制器150及逆变器控制器160发出。该切断信号在变换器、逆变器方面发生故障、系统电源10短暂断电等非常状态发生在电梯驱动系统中的情况下从上述控制器150、160输出。

这里，变压器40是为了将消耗电度表20、买电用电度表30及系统电源10与电梯驱动系统一方电气隔离而设置的。该变压器40使用屏蔽结构的变压器，使得由于连接于变压器40的次级侧的变换器70的动作而产生的大量高次谐波分量不会泄漏到变压器40的初级侧、即系统电源10。采取这样的措施，可以使系统电源10(接触器31、32、33)与变换器70隔离，而且能够消除高次谐波电流泄漏的情况，能够防止接触器31、32、33的误动作。

在变压器40的次级侧连接着变换器70。为了将功率因素控制于1需要在该变压器40与变换器70之间有交流电抗器，但是本实施例中省略。还有，也可以采取在变压器40中包含这种电抗器的结构。

变换器706是6个桥臂以功率晶体管、IGBT(绝缘栅晶体管)等内藏续流二极管的功率开关元件等构成的通常使用的电力变换器，对其结构的详细情况的说明省略。

该变换器70由变换器控制器150控制。该变换器控制器使用电压传感器50从变压器的次级侧检测出的电源电压及电流传感器61、62、63检测出的电源电流、以及平滑电容器的电压检测器81检测出的平滑电容器的电压，通过对变换器内的功率开关元件的控制使该电源电流相位与电源电压相位一致，由上述控制器150执行使功率因素为1的控制。关于这种控制将在下面进行说明。

平滑电容器80连接于变换器70的输出端子及PWM逆变器90的输入端子上，利用变换器70从交流电压变换为直流电压的电压利用该平滑电容器80变成平滑的直流电压，这一直流电压利用PWM逆变器90变换为可变电压、可变频率的交流电压。

该PWM逆变器90连接于感应电动机110，该可变电压、可变频率的交流电压提供给该感应电动机110，利用该交流电源变速驱动该感应电动机110。

该感应电动机110的变速控制由逆变器控制器160执行。在执行这一控制时，该逆变器控制器160利用电流传感器101、102、103取入流入该感应电动机110的初级绕组的三相交流电流，以及利用连接于该感应电动机110的转子上的速度检测器104取入与该转子的旋转频率成正比发生的脉冲。

在上述逆变器160，使用该取入的脉冲计算该感应电动机110的转速。使用这样计算出的转速构成速度控制系统。该速度控制系统的速度指令是考虑乘电梯有良好的感觉而决定的速度指令。从速度控制系统输出转矩指令或转差频率，根据该数值进行矢量控制运算。利用矢量运算求出励磁电流和转矩电流，从该电流产生成为应该流入上述感应电动机110的初级绕组的初级电流基准的初级电流指令。

按照使该初级电流跟踪该初级电流指令的要求构成电流控制系统。由该电流控制系统产生成为在PWM逆变器90产生的电压基准的调制波，该调制波与载波(三角波)比较，得到PWM信号，该PWM信号加在构成PWM逆变器90的6个功率开关元件的栅极上。

利用这样的操作从感应电动机110产生能够使其跟踪电梯的速度指令的转矩。上述控制手法将在下面加以说明。

在感应电动机110产生的转矩，通过直接连结于该感应电动机110的转子的齿轮(未图示)传递到曳引轮120，使卷绕在该滑轮上的缆绳的两端上连接着的电梯轿厢140和作为该电梯轿厢的平衡重物的平衡对重锤130上升或下降。

在通常的电梯系统中，将从系统电源10得到的工业电源通过变换器70及PWM逆变器90变换为交流的可变频率的交流电源，得到必要的电力，利用由感应电动机110产生的转矩使该电梯轿厢140上升或下降。

本实施例的特征在于，在上述变换器70的输出侧安装的平滑电容器80注入用太阳能电池产生的瞬时能量。

下面对向平滑电容器80注入太阳能电池产生的瞬时能量的结构加以说明。

太阳能电池模块170安装于室外的最能够照射到太阳光的位置上。现在的情况下太阳能电池模块70产生的30伏特左右的电压是比较低的。将多个电池单元组合构成模块能够得到更高的电压。这时太阳能电池的尺寸变大，预料今后太阳能电池的特性将得到改善，电池单元的电压将会增大，但充其量达到这一电压数值的数倍。

因此，无论如何太阳能电池模块170产生的输出电压，与在三相的工业电源的情况下以与变换器70内的功率开关元件反并联的续流二极管构成的整流电路将例如200伏特的该三相交流电压整流得到的直流电压(在平滑电容器80的端子产生300V左右的直流电压)相比很小，约为1/10。在达到上述整流电压后变换器70开始可能动作。

因此，在本发明的实施例中该平滑电容器的端子电压与从太阳能电池模块170得到的输出电压有数倍以上的差，为了使太阳能电池模块170产生的瞬时能量经常流入该平滑电容器一侧，必须将太阳能电池模块170的输出电压放大到上述整流电压以上的大小。因此太阳能电池模块170的输出侧具备升压手段400。

然后，在升压手段400与平滑电容器80之间设置隔离手段200，使得太阳能电池模块170产生的瞬时能量一旦被注入平滑电容器80，不会从该平滑电容器80向太阳能电池模块170一方反向流动。

该平滑电容器80的电压由于系统电源10的变动以及电梯加减速运行时与平滑电容器80的能量互相传输而不断变动，当由于这一变动使平滑电容器80的电压短时间比升压手段400的输出电压要高时，理应注入的太阳能电池模块170所产生的瞬时能量恐怕会从平滑电容器80一方反向流动流向升压手段400一方。上述隔离手段200是阻止这样的状态发生，能够经常有效地充分利用太阳能电池的能量所需要的手段。

通过设置该隔离手段200，升压手段400可以单方向地将太阳能电池170所产生的瞬时能量持续地注入平滑电容器80。

作为最简单的隔离手段有二极管，这里表示以二极管211隔离的情况。当然，此外还可以使用隔离放大器进行隔离。

利用上面所述的太阳能电池系统的结构，太阳能电池模块170得到的能量经常贮存于平滑电容器中。该能量的利用由变换器70决定。亦即在平滑电容器的电压处于比将系统电源10的电压整流得到的电压还高的规定的电压值范围内之前，从太阳光得到的能量被提供给负载侧，被利用作为电动机驱动用的电源。

如果达到该规定的电压值以上，变换器70就使平滑电容器贮存的能量反向流向系统电源，直到平滑电容器的电压进入该规定的电压值。反向流动的电力由买电用的电度表30累计，由供电业者购买。

因此，用户根据电度表20与该买电用的电度表30的差额向上述供电业者支付电费。

如上所述可知，利用本申请的结构从太阳光得到的能量或反向流向系统电源10，或提供给负载侧作为动力源使用，由于是以这样的方式利用，就不需要以前那样的将太阳能电池产生的能量暂时贮存的蓄电池了。

在太阳能电池模块170的输出侧附加有贮存现在产生的瞬时电力的瞬时电力贮存手段。

这里，瞬时电力贮存手段使用低压、大电容量的电力电容器180。

为了贮存太阳能电池产生的瞬时电力，该电容器100需要使用数法拉以上的、能够流过数十安培以上电流的大电容量的电力电容器。这是为了能够不间断地贮存因日照量而时时刻刻变动的瞬时电力。通常，这种大电容量的电力电容器难于做成高耐压的，而只是低压的。例如，这样的电容器有双电层电容器。

另一方面，由于太阳能电池模块的电压比较低，因此该太阳能电池模块与大电容量的电力电容器很容易连接。该大电容量的电力电容器180的输出电压被输入至该升压手段400。

下面对上述升压手段400的结构加以说明。

该大电容量的电力电容器180的输出端子连接于电流传感器180一个端子上，而该电流传感器180的另一端子连接于电抗器190。该电抗器190的另一端子连接于开关手段300的端子上。该开关手段300使用IGBT(栅极绝缘型晶体管)、功率MOSFET等高速功率开关元件，从而通常能够进行10kHz以上的开关动作。

上述开关手段300的与电抗器190连接的端子连接于二极管210的阳极，该阳极端子连接于平滑电容器310的端子上。该平滑电容器310的另一端子分别连接于该开关手段300的另一端子及大电容量的电力电容器180的另一端子上。

具有如上所述结构的升压手段400由下述控制手段进行控制，这种控制由微电脑执行。

具备太阳能电池的发电状况判断手段401、太阳能电池能量贮存量判断手段402、太阳能电池瞬时输出功率运算手段410、电流指令运算手段420、电流控制手段440、导通率运算手段450。

首先，太阳能电池的发电状况判断手段401利用电流传感器300检测出太阳能电池模块170的输出电流，在该检测出的电流小于规定值的情况下，将开关停止信号发送到导通率运算手段450，小导通角使开关手段300停止动作。

这是因为判断为在这样的状态下，太阳能电池模块170没有发电能力，不能够利用升压动作向平滑电容器80注入能量。即使是在这种情况下也不一定完全不发电。

因此，为了能够不间断地利用太阳能电池产生的能量，只要是太阳能电池发电，就继续贮存于大电容量的电力电容器180。这样做能够不间断地贮存太阳能电池产生的能量。

这样贮存的能量能够作为应急电源使用。日照量的特点是从早上到中午逐渐增加，到下午又逐渐减少。其结果是一天当中必然有发电能力低的时候，在经常实行向大电容量的电力电容器180贮存作为应急电源使用的电能后，就要进行向平滑电容器81注入能量的动作。亦即经常确保作为应急电源使用的能量。

因此，本方式具有这样的特长，就是在大电容量的电力电容器180中确保作为应急电源使用的能量之后向平滑电容器81注入能量，因此即使在系统电源10停电的情况下也能够利用大电容量的电力电容器180贮存的能量。而且太阳能电池发电状况判断手段401判断的结果作为发电状况判断信号被传送到变换器控制器150。根据该发电状况判断信号对决定平滑电容器80的电压的大小的电压指令值进行调整。亦即在没有注入太阳能电池来的能量时，使该电压指令值增加，以补充系统电源10来的能量，反之在注入太阳能电池来的能量时将该电压指令值降低，使得反向流动容易进行。

太阳能电池能量贮存量判断手段402根据电流传感器300检测出的电流Is和电压传感器301检测出的电压Es的积(Is×Es)求太阳能电池在该时刻产生的瞬时能量Ps。还可以求出大电容量的电力电容器180在该时刻贮存的能量P(＝CEs²/2，C为电容量，单位：法拉)。这是为了判断作为应急电源是否能够确保最低限度的能量。即，如果判断为大电容量的电力电容器180未能确保最低限度的能量，则将开关停止信号传送到导通率运算手段450，使上述升压手段400停止动作，停止向安装在变换器70的输出端的平滑电容器80注入太阳能电池的能量的动作。

利用这一操作，由于将太阳能电池产生的能量全部贮存于该大电容量的电力电容器180，因此确保了作为应急电源使用的最低限度的能量。这里所谓最低限度的能量是指能够将电梯移动到就近的楼层的能量。

上述太阳能电池能量贮存量判断手段402除了传送上述开关停止信号以外，为了知道贮存的能量的信息，还将贮存量检测信号发送到变换器控制器150。

借助于此，该变换器控制器150能够经常掌握作为应急电源能够使用的能量。

下面对太阳能电池瞬时输出功率Ps运算手段410的动作加以说明。这是为了不管日照量如何，总是能够以最高的效率从太阳能电池模块170取出能量注入平滑电容器80的手段。

如上所述，以电流传感器300检测从太阳能电池模块170流出的电流，以电压传感器301检测大电容量的电力电容器180的端子电压，由太阳能电池瞬时输出功率Ps运算手段410根据这些传感器检测出的电流Is及电压Es的乘积Is×Es求该时刻太阳能电池所产生的瞬时输出功率Ps。

该手段求出该瞬时输出功率Ps及该Ps的微分dPs/dt，其符号(dPs/dt≤0，dPs/dt＞0)也输入电流指令运算手段420。

根据该符号决定该瞬时输出功率Ps的最大值。

电流指令运算手段420根据太阳能电池瞬时输出功率Ps运算手段410来的信息求能够以最高的效率取出能量的电流指令值。而该电流指令值是作为太阳能电池模块170的负载电流的指令值。

在上述微分的符号为正号的情况下，使电流指令值的大小I1与瞬时输出功率Ps成正比(∝Ps)增加。反之，在为负号或0的情况下使其停止增加。

I1＝k×Ps    (其中k为比例常数)    (1)

IR＝I1/(1＋T1×s)                 (2)

亦即，电流指令运算手段420根据式(1)使电流的大小相应于瞬时输出功率的Ps大小而增加，时间常数T1的数值对应于使用的太阳能电池的输出响应时间常数决定。亦即该常数T1根据太阳光入射时的输出功率的响应特性决定。

这是因为如果不跟踪该响应特性产生电流指令，则不能稳定取出太阳能电池模块170产生的瞬时输出功率。因此，该时间常数T1选择为比瞬时输出功率的响应慢的数值(通常是比该瞬时输出功率的响应时间常数大3～5倍的数值)。

上述式(1)和式(2)的运算处理是如上所述根据瞬时输出功率Ps随时间的变化一边搜索该Ps的最大值一边决定电流指令值，使瞬时输出功率Ps能够经常最大限度地取出。其详细情况将在下面叙述。

电流控制手段440进行控制，使电流传感器180检测出的大电容量的电力电容器180的输出电流跟踪从上述电流指令运算手段420得到的电流指令。该电流控制手段440用PI(比例＋积分)校正器构成。从该校正器输出的信号被引入导通率运算手段450。

在该导通率运算手段450，产生具有与上述电流控制手段440输出的信号大小成正比的导通率(脉冲宽度)的脉冲信号(PWM信号)，加到开关手段300。开关手段300接通时，大电容量的电力电容器180贮存的能量产生电流在电抗器190、开关手段300、大电容量的电力电容器180的回路内流动，能量贮存于电抗器190。

一旦开关手段300断开，电抗器190中贮存的能量产生电流通过大电容量的电力电容器180、电抗器190、二极管210、平滑电容器310、大电容量的电力电容器180的回路流动，能量贮存于平滑电容器310。

这样利用开关手段300反复进行接通、断开的动作，由于太阳能电池模块贮存的能量被贮存于平滑电容器310，因此该平滑电容器310的端子电压上升。结果，在该平滑电容器310的端子电压增加得比平滑电容器80的端子电压高的时候，太阳能电池的能量注入平滑电容器80。借助于该注入动作，太阳能电池的能量向变换器70、PWM逆变器90一方移动。

反复进行这样的注入操作，平滑电容器80的电压将不断上升。

尽管有这样的能量注入，该平滑电容器80的电压从工业电源经过二极管整流得到的值进入规定值(通常，该值是以根据构成PWM逆变器90的开关元件的耐压决定的值为依据决定的)的范围的情况是在负载侧注入的能量得到有效利用的情况。

即，在这种情况下注入平滑电容器80的能量由PWM变换器90变换为可变频率、可变电压的交流电源，向电动机110提供电力产生驱动力用作使电梯轿厢升降的能量。

另一方面，如果上述平滑电容器的电压高于规定的电压值，则负载侧不需要与注入动作相抵消的能量。在这种情况下，变换器70将剩余能量回馈给电源系统10。这时回馈的能量由买电用电度表30累计。

当然，该回馈的能量还包含由于电梯轿厢140上下运动而使电动机110再生，反馈给平滑电容器80，使该平滑电容器80的电压上升得比上述规定值高的部分。

总之，该返还的能量是该再生的能量与由太阳能电池注入的能量一起返还给电源系统10的。

图2是对如上所述的由太阳能电池注入能量的动作以及利用负载侧的逆变器进行的、由于电动机驱动引起的平滑电容器的电压变动进行管理的方法的加以综合的流程图。

首先从变换器、逆变器系统的起动开始说明。

在变换器起动之前，接触器31、32、33处于断开状态。变换器一起动，并没有将接触器31、32、33接通，首先以处理500检查PWM逆变器的输入电压(平滑电容器80的电压)是否比将工业电源全波整流的值(规定值)大。

其结果表明上述规定值得到确保的情况下，将上述接触器31、32、33接通，与工业电源连接。这时，由于已经在平滑电容器30贮存着将工业电源全波整流的值，因此来自工业电源的对该平滑电容器30的冲击电流不会损伤变换器内的二极管。

另一方面，在平滑电容器的电压低于所述规定值时，使用太阳能电池产生的能量充电。为了进行这一处理，首先在处理510判断太阳能电池的发电情况。

如果判断为太阳能电池没有在发电，则这时从工业电源得到能量，通过处理531、520对平滑电容器80进行充电。

如果判断为太阳能电池正在发电，则检查是否在大电容量的电力电容器180贮存着能够将平滑电容器80充电到规定值的能量。

在大电容量的电力电容器180中确保有能量的情况下，执行处理542、570。这时，使升压手段400动作直到平滑电容器80的电压达到上述规定值为止，将太阳能电池的能量注入该平滑电容器80。

在大电容量的电力电容器180中未确保有能量的情况下，执行上述处理531、520，从工业电源向平滑电容器80充电。这样的状态出现在例如早上和傍晚日照量少、还没有在大电容量的电力电容器180充分贮存能量时起动电梯那样的情况下。

从上面所述可知，在太阳能电池处于发电状态及大电容量的电力电容器180充分贮存能量的情况下，在将太阳能电池的能量注入平滑电容器80之后将接触器31、32、33接通，使工业电源与变换器70连接。

另一方面，在太阳能电池没有发电以及即使发电也未能在大电容量的电力电容器180贮存充分的能量到足以使平滑电容器的电压上升到全波整流的电压值时，要从工业电源得到能量充电，并使变换器70能够动作。

上述平滑电容器80的充电处理一旦结束，就进行变换器70的控制。关于这一控制这里只说明其概要，详细说明将在后面进行。

在处理533，利用变换器70的变换器控制器150根据电压传感器50得到的电压及平滑电容器80的电压的大小判断系统电源是否存在异常。也就是说，在电压传感器50检测出的三相交流电压值降低到0乃至于异常低的情况下，或是平滑电容器的电压低于规定值的情况下判断为系统电源10发生异常，执行处理532、535。

在这种情况下，切断变换器的栅极信号，停止变换器的动作，将接触器31、32、33断开，使变换器与系统电源10分离。然后，向太阳能电池系统传送开关动作信号，使升压手段400动作。

这样的状态被认为是非常状态，不管太阳能电池的发电状态如何，使用在大电容量的电力电容器180中保持的能量作为应急使用的能量使电梯移动到就近的楼层，在锁定电梯轿厢加以固定之后，切断逆变器的栅极信号。利用处理533，在系统电源10没有异常的情况下，执行处理550、560、590。即，在处理550进行控制使平滑电容器的电压为变换器控制器150所指定的电压指令所规定的值。

还有，这时从太阳能电池注入能量的动作只要满足上述条件(详细情况将在后面说明)即可，与变换器的控制无关。

在处理560，只要比上述指令电压低，可以从工业电源及太阳能电池两方面向平滑电容器贮存能量，结果，在该平滑电容器贮存的能量将用作通过PWM逆变器90驱动电动机110的电力。

当由于电动机110的加减速运转产生再生能量使平滑电容器的电压高于上述指令电压，就将剩余电力回馈给系统电源10。

即使不断地从太阳能电池注入能量，也由于这样的负载方的电力供应及向系统电源回馈电力两者都是由变换器控制进行，因此能够供给符合负载方要求所希望的能量，也能够在一旦能量有剩余时自动向系统电源回馈。因此不像以往那样需要贮存能量的蓄电池。

下面叙述对太阳能电池系统的控制。

图3表示根据日照量求太阳能电池模块170产生的瞬时输出功率Ps的最大值的方法。以瞬时输出功率Ps随时间的变化dPs/dt为依据判断从太阳能电池模块取出的输出电流、输出电压，以电流指令运算手段420不断决定电流指令值，使得即使日照量变化也能够总是在该时刻达到最大值P1max、P2max……。

利用上述方法决定的电流指令，使得即使日照量变化也能够从太阳能电池模块得到最大输出功率。

以上叙述的是着眼于瞬时输出功率Ps随时间的变化dPs/dt的方法作为从太阳能电池模块170得到最大输出功率的方法。

从图3可知，取出最大功率的输出电压大致是一定的，是太阳能电池的固有特性。着眼于这一点，也可以以该输出电压作为指令取代上述电流指令构成电压控制系统，来控制升压手段400内的开关手段300的导通率，使大电容量的电力电容器180的输出电压跟踪该电压指令

图4表示太阳能电池系统的处理。

首先，处理460是判断太阳能电池模块的发电状态的处理。

这是利用上述图1的手段401、402进行的。由于太阳能电池模块170的发电状态随日照量而变动，因此利用太阳能电池发电状况判断手段401及太阳能电池能量贮存量判断手段402判断其输出电流是否在Imin以下，或是输出功率是否在规定值(Pmin)以下。

如果判断结果表明发生了上述某一种情况，就实行处理461。在这一处理中，检查是否从控制器150传送出开关动作信号，判断系统电源10是否存在异常。

在判断结果表明系统电源发生停电等异常的情况下，执行处理463及464。首先，在这种情况下将上述开关动作信号传送到升压手段400内的导通率运算手段450，执行处理463。亦即起动升压手段400，根据导通率运算手段450，开关手段300进行接通、切断的动作，将在大电容量的电力电容器180贮存的作为应急电源用的能量注入平滑电容器80。

而且将利用这一操作注入的能量使用于上述应急的电梯驱动。

在根据处理461判断为系统电源不存在异常的情况下，执行处理462。在这种情况下，执行如下动作，即判断为太阳能电池处于不大发电的状态，停止升压手段400的动作，将太阳能电池发出的电能贮存于大电容量的电力电容器180，确保作为应急电源的能量。

以上就是利用处理460判断出太阳能电池发出的电能小于规定值的情况下的处理。

接着，在利用处理460判断出太阳能电池发出大于规定值的电能的情况下，执行处理464，利用升压手段400将太阳能电池模块170发出的能量注入平滑电容器80。

由以上的说明可知，太阳能电池所发生的能量不间断地被利用。

太阳能电池的能量第1是作为应急电源的能量，第2是作为提供给负载的能量使用，在用作第1、第2种能量以外有剩余的情况下，第3种用途是回馈给系统电源10。因此，具有能够使太阳能电池的利用效率经常保持最大，而且不需要像以往那样使用蓄电池的效果。

图5是表示以上说明的变换器控制系统的一实施例的方框图。下面对其要点加以说明。

设定变换器的基准电压Ed^*。该电压是比将工业电源全波整流得到的值还要大的值，根据逆变器使用的功率元件的耐压决定。由减法器157生成该基准电压Ed^*与电压传感器81检测出的平滑电容器80的电压Ed的差值，该差值被输入电压控制手段151。

由该电压控制手段151决定电源电流I^*的大小，使平滑电容器80的电压Ed与基准电压Ed*一致。该电源电流的大小I^*被输入至三相交流电流指令发生手段152。该三相交流电流指令发生手段152从电压传感器50检测出的电源电压求出其相位，产生该相位和上述电源电流的大小I^*以及三相交流电流指令iu^*、iv^*、iw^*(图中只表示出U相的指令)。

用减法器158取差值，用三相电源电流控制手段153产生三相调制波Eu^*、Ev^*、Ew^*，使电流传感器61、62、63检测出的三相交流电流(电源电流)与该三相交流电流指令一致。用三相调制波与载波的比较手段156将该三相调制波与载波发生手段155产生的载波(三角波)加以比较，产生三相PWM信号。

该三相PWM信号利用变换器70的栅极信号形成手段157生成加在变换器70的功率元件上的栅极信号，加在变换器70的功率元件的栅极上。

利用上述变换器控制，将上述平滑电容器80的电压保持在其基准电压Ed^*上。即，在平滑电容器80的电压小于该基准电压Ed^*时，电压控制手段151工作，使得能够一边添加从太阳能电池注入的能量，一边接受来自工业电源的能量供应，补偿在负载上消耗的能量，使平滑电容器的电压增加，使得与该基准电压Ed^*一致。

另一方面，一旦平滑电容器80的电压高于该基准电压Ed^*，电压控制手段151就动作，将太阳能电池的能量及从负载方面再生的能量的总和作为剩余能量回馈给系统电源10，使平滑电容器80的电压减少，以与该基准电压Ed^*一致。不管对于哪一个动作，电源电流都是根据三相交流电流指令发生手段152决定的与电源电压的相位一致的电源电流。即，是在功率因素为1的状态下与系统电源进行电力的互相传输。此外，还具备电源异常检测手段154，以便能够应付在系统电源10有异常的情况。电源异常是检测平滑电容器电压的异常下降(在缺相的情况下发生)，还根据电压传感器50检测出的三相交流电源电压的大小检测出瞬时停电等电源异常。

利用电源异常检测手段154进行判断，一旦判断为系统电源10有异常，为了保护变换器、逆变器，首先向变换器70传送变换器栅极信号切断信号，使变换器停止动作，将电源侧的接触器31、32、33断开，使变换器70从系统电源10脱离。然后，也向逆变器控制器150传送电源异常检测信号，将该信号作为在逆变器一方利用平滑电容器80中贮存的能量使电梯移动到就近的楼层用的起动信号使用。

又一旦电源异常检测手段154判断为系统电源10有异常，就将开关动作信号传送到升压手段400，使该升压手段400内的开关手段300动作，开始向平滑电容器80注入太阳能电池的能量的动作。

这一操作在夜间等太阳能电池不发电的情况下是有效的。在太阳能电池像通常那样发电的情况下，由于按照预定进行向平滑电容器80中注入太阳能电池的能量的动作，所以没有什么问题。

因此，上述开关动作信号具有在夜间等太阳能电池不发电的情况下作为应急电源使用，使大电容量的电力电容器180贮存的能量注入平滑电容器的意义。

图6表示驱动PWM逆变器一侧的电动机110的控制方框图。

首先从通常的动作进行说明。由加速度指令曲线发生手段160b产生加速度指令α^*。速度指令发生手段160c将该加速度指令α^*积分，形成速度指令ωR。为了使该速度指令ωR与速度检测器111检测出的电动机的旋转速度ωM一致，用减法器161a求出两者的差值，速度控制手段160e动作，使该差值为0，决定转矩指令τR。

为了使该转矩指令τR与电动机110产生的转矩τ一致，由加减法器161b求两者的差值，用转矩控制手段160f求使该差值为0的转矩指令的操作量τ^*。在这里，现在电动机110产生的转矩τ可以利用转矩运算手段160g从下式算出。

τ＝3×p×(M/Lr)×It×φ2    (3)其中p为极对数，

M为励磁电感，

Lr＝M＋l2，l2为次级漏电感，

这里，转矩电流It是电流传感器101、102、103检测出的交流的3相初级电流经过在以逆变器角频率ω1旋转的γ-δ轴上进行的坐标变换从励磁电流/转矩电流检测手段160得到的数值。又，次级磁通φ2使用上述励磁电流/转矩电流检测手段160得到的励磁电流Im利用次级磁通运算手段160j从下式求出。

φ2＝M×Im/(1＋T2×s)    (4)

T2＝Lr/R2，T2为次级的时间常数

接着，利用上述转矩电流指令运算手段160h从下式求出转矩电流指令ItR。

ItR＝k×τ^*/φ2    (5)其中，k＝Lr/(3×p×M)

励磁电流指令ImR相对于上述转矩指令的操作量τ^*根据比β决定，比β是由转矩电流指令与励磁电流指令的比的决定手段160i按照使电动机的效率达到最高的要求决定。该决定方法只要使用日本专利特愿平8-40916号所述的方法即可。其详细说明省略。

为了使励磁电流/转矩电流检测手段160得到的转矩电流It及励磁电流Im与上述操作决定的转矩指令电流ItR及励磁电流指令ImR一致，用减法器161c、161d求各电流差值，由转矩电流控制手段160m、励磁电流控制手段160l决定与各电流指令对应的操作量Im^*、It^*，使该差值为0。

该电流指令的操作量Im^*、It^*使用逆变器的角频率ω1，γ-δ轴上的初级侧电压指令Vγ^*、Vδ^*可以从非相干手段160o求出。这是使用上述日本专利特愿平8-40916号公开的方法求出的。

在这里，逆变器的角频率ω1是在利用转差频率运算手段160n从式(6)求出转差频率ωs之后用加法器161e进行下式的加法运算求出。

ωs＝(M/T2)×ItR/φ2               (6)

ω1＝ωs＋ωM                      (7)

在PWM信号发生手段160p，从上述电压指令Vγ^*、Vδ^*变换为三相的初级电压指令Vu^*、Vv^*、Vw^*，得到调制波，利用与三角波(载波)的比较生成PWM信号，据此形成栅极信号。该栅极信号加在构成PWM逆变器90的功率元件的栅极上，以此驱动电动机110。

利用这一连串的处理，使电动机高效率地产生跟随加速度指令α^*的转矩。

以上是正常的电梯运行时的逆变器控制。

还有像图5所示那样，在系统电源10发生异常的情况下，对加速度指令α^*进行修正。这是一旦逆变器控制器160内的加速度修正手段160a从变换器控制器150接收到电源异常检测信号，就利用载荷传感器141了解到电梯轿厢内的重量(包含电梯乘客)，求出与重锤130不平衡的部分的重量，计算使这一部分不平衡的重量移动1个楼层所需要的负载转矩。

然后，在电梯加速时或恒速行驶时，一边注意平滑电容器80的电压一边使加速度指令α^*减少下去。在进行这样控制的期间，再生能量回到平滑电容器。

因此，太阳能电池作为应急电源贮存的能量使升压手段400动作，与上述再生能量一起注入该平滑电容器。这样做，经常求出该平滑电容器贮存的能量，继续进行使加速度指令α^*减少的操作，直到电动机能够产生该平滑电容器贮存的能量与上述负载转矩平衡的转矩。

然后，如果在该平滑电容器贮存了与上面所述相当的能量，则使电梯以该速度移动一个楼层后使电梯停止。

当然，在只用再生能量就能够维持使电梯移动到就近的楼层的情况下，就没有必要使用太阳能电池在大电容量的电力电容器180贮存的应急使用的能量。

在这里，如上所述在大电容量的电力电容器180经常为应急作准备，贮存着使电梯在最大负载的状态下移动一个楼层所需要的能量，因此即使在不能利用再生能量时也能够在应急时使电梯移动到就近的楼层。

在本实施例中，将全部能量贮存于变换器输出侧的平滑电容量中，判断该平滑电容器的电压是否在上述规定值内，一边判断是将电力输送到负载侧还是将电力回馈给电源系统侧，一边控制能量的流动。因此能够高效率地利用太阳能电池产生的能量。

采用这样的系统结构，也能够使变换器的起动平稳。

还有，在太阳能电池的输出具备能够贮存瞬时电力的大容量(数法拉以上)电容器，因此即使系统电源停电，也足以能够用作负载侧的应急电源，因此就不需要以往准备用来作为应急电源的电池，能够不受维修保养、环境条件的影响，确保其性能，因此作为应急电源的可靠性也高。

在本实施例中，以将太阳能电池的能量贮存于变换器的结构进行了说明，但是若取代太阳能电池而使用其他电池，例如将燃料电池贮存的能量暂时贮存于大电容量的电力电容器，增加调整该电容器的输出电压和变换器输出侧的平滑电容器的电压电平的电压调整手段及在与该平滑电容器之间进行隔离的手段，当然也能够得到相同的效果。

又，本实施例中对太阳能电池模块产生的输出电压与变换器输出侧的平滑电容器的电压电平进行调整的手段使用于升压手段，但是在该模块产生的电压变得比平滑电容器的电压(对电源电压进行二极管整流得到的值)大的情况下，使用降压手段对电压电平进行调整。也就是说，是使用升压手段还是降压手段，只要是采用能够调整电池一方的输出电压和变换器输出侧的平滑电容器的电压的电平的手段作为本发明中的电压调整手段即可。

图7是图1所示的实施例的变形例。

与图1的结构不同之处在于，1台变换器500A上连接着平滑电容器，该平滑电容器的输出上连接着多台PWM逆变器电梯驱动系统90A～90C，也提供逆变器荧光灯等一般负载。这是作为大厦等能够使用的系统的一个结构例子考虑的。太阳能电池的结构没有改变，但是在一台太阳能电池模块170作为应急电源不够用的情况下，准备数台(未图示)，形成作为应急电源具有能够确保最低限度的能量的发电能力的结构，而且具备具有能贮存该能量的电容量的大电容量的电力电容器180。

还有一个特征是，由于多台负载连接于平滑电容器，所以具备电源系统管理系统600。在这种情况下，电梯不一定是在多台电梯的再生能量与动力驱动能量取得平衡的状态下运行。

例如一台电梯处于牵引状态，其余的电梯处于再生状态时，系统电源没有异常，但是由于许多再生能量变换为电能，因此系统电源的电压暂时上升，这被认为是对其他连接于系统上的设备发生影响的因素。还有，再加上太阳能电池的能量大量注入平滑电容器，则对系统的影响越来越大。

反之，负载一方几乎都处于牵引状态，太阳能电池的发电状况不好的情况下，系统电源方面的电压下降。如果这种变动反复发生，则表现为电源电压的变动，出现抖动现象等。

因此在这样的系统中，需要有能够将电源电压的变动范围限制于规定的变动范围内的电源系统管理系统。

图8表示电源系统管理系统600的处理。

首先，在处理600A，为了迅速检测出初级电源(系统电源)一方的状况(缺相、瞬时停电、电压下降等)，检查从电压传感器50检测出的电压换算为初级侧的值(系统电源电压)是否在所决定的规定范围内，对系统电源一方的状态加以监视。其结果是，在规定的范围内时当作系统电源没有异常，在这种情况下，判断为各负载系统及太阳能电池系统相对于系统电源在能量的互相传输上保持很好的平衡进行工作，继续以这一状态运行。

一旦在处理600A判断为上述检测电压没有处在规定的范围内，则根据电压传感器50经整流得到的值判断变压器次级侧的电压变动状况。在这种情况下，考虑比规定小的情况和比规定大的情况。

这里首先对比规定小的情况加以说明。在这种情况下如果处理600D判断为在系统电源一方发生电压明显下降的状况，即瞬时停电、停电、缺相等，则在处理600E使变换器停止动作，使正在驱动的电梯减速，将再生能量回收到平滑电容器。利用这种操作，在平滑电容器中没有使电梯移动到就近楼层的能量的情况下，还进行处理600F，从太阳能电池注入所缺少的能量份额，使电梯停在就近的楼层。

在这里，考虑到也连接着一般负载的情况，还继续将太阳能电池的能量注入平滑电容器，对于应急灯等一般负载也可以使用太阳能电池的贮存的能量作为应急电源。

下面对大于规定的情况加以说明。

在处理600G，一旦判断为比规定值大，就执行处理600G、600H、600I。

处理600G推定，变压器次级侧的电压比规定值大，是由于太阳能电池产生的电能被注入平滑电容器，以及几乎所有的电梯都正在减速，再生能量大量地回到平滑电容器中，这两件事情同时发生，所以才发生这样的状况。对此将按照优先级采取对策。

将太阳能电池的能量注入动作与电梯的减速动作加以比较，后者的优先级应该放在较高的位置上。因为这时电梯正在进入停止动作。

因此，在处理600G，首先使升压手段400的动作停止，停止将太阳能电池产生的能量注入平滑电容器。然后，执行处理600H，如果结果将变压器次级侧的电压限制在规定的范围内，则执行通常的处理600B。在这种情况下可以认为，由于多数电梯的减速与注入太阳能电池产生的能量两个动作重叠，使注入(回馈)到平滑电容器的能量急剧增加，因此，随此而来变换器引起的向系统电源回馈的能量增加，导致变压器次级侧的电压暂时达到规定值以上。

还有，太阳能电池产生的能量注入平滑电容器的动作即使停止，太阳能电池产生的瞬时能量将继续贮存于大电容量的电力电容器180，因此，即使中止太阳能电池产生的能量注入平滑电容器的动作，太阳能电池的利用效率也不会降低。

接着，在中止太阳能电池产生的能量注入平滑电容器的动作后变压器的次级电压还是没有能够纳入规定的范围内的情况下，执行处理660I。

就是将减速中的电梯的减速速率减慢，以减少再生能量。

在这种情况下也附加优先级减慢减速速率。在这里，根据负载传感器的信息推定电梯轿厢的乘员人数，从该乘员人数少的先减慢减速速率。可以预料，乘员人数越少，不平衡转矩越大，作为电动机的等效惯性越大，再生能量也越大，也能够尽量减少对乘员造成的麻烦和影响。

在处理600I，按照优先级将减速速率降低下去(处理600I与处理600H并用)，若进入规定的范围内，就转入通常的处理600B。

通过如上所述进行电源管理，可以不对系统电源一方产生影响而有效地利用再生能量及太阳能电池产生的能量。

上述图7的实施例的思想，是设想将平滑电容器作为直流电源线路，在该直流电源上连接多种负载的例子。

即，在该直流电源线路上连接多个PWM逆变器的电梯驱动系统以外，如果还在该直流电源上附加DC斩波器电路等直流电压调整器，则也可以作为直流电动机的速度控制和电池的充电器使用。又，如果在该直流电源线路上连接逆变器荧光灯，则也可以作为高效率的照明器具使用。

在采取这样扩展的实施形态的情况下，可以在各种各样的电气、电子设备上利用工业电源以外来源的能量，获得提高能量利用效率这样的其他方法得不到的效果。

图9是图7的系统的变形实施例。

与图8不同之处在于，是以多台变换器、逆变器系统驱动电梯的情况。电源系统管理系统600基本上利用图8的处理进行，但是，对应于各变换器系统分别具备平滑电容器的基准电压Ed^*这一点是不同的。

也就是说，在处理600C判断为变压器次级侧的电压在规定值以上的情况下，在执行处理600G之前，使上述基准电压Ed^*增加，缓和向变压器次级侧的能量回馈量。当然，该基准电压Ed^*增加的上限是受PWM逆变器一方的功率元件的耐压和平滑电容器的耐压等的制约、决定的。这一系统的特征在于，使用电源系统管理系统600进行管理，使基准电压Ed^*成为最佳基准电压Ed^*，以使系统电源一方不受到干扰。

借助于引入这样的系统电源管理系统，在利用太阳能电池的能量驱动数台电梯的系统中，即使使各电梯进行各种运行，也由于利用该系统电源管理系统对系统电源一方进行着综合能量(太阳能电池产生的能量、减速产生的再生能量)管理，所以能够高效率地向电源一方反向流动。

本发明显示出如下所述的效果，亦即，如上所述即使是多台电梯的系统，也能够不增加使不同电源产生的瞬时电力回馈到系统电源一方的新的变换器就使其反向流动，而且能够作为驱动侧的动力电源、系统电源停电时的应急电源以及平滑电容器初始充电用的电源使用，因此整个系统的电源利用效率提高了，而且整个系统的可靠性也提高了。工业应用性

本发明将太阳能电池产生的电力注入变换器与逆变器之间的电容器作为逆变器的负载侧使用的能量或者可以回馈给电源系统一方，因此能够提高太阳能电池的利用效率。而且不再需要蓄电池，能够保证具有不受环境条件的左右的性能和可靠性，也可以省去繁杂的蓄电池维修保养工作，因此能够广泛用作以电梯控制装置为代表的具备变换器及逆变器的电力变换器的控制装置。

Claims (14)

1.  一种电梯控制装置，具备：将电源来的交流电变换为直流电的变换器、连接于该变换器的输出侧的电容器、将该电容器的直流电变换为可变电压、可变频率的交流电的逆变器，以及利用该逆变器供电的驱动电梯轿厢升降的电动机，其特征在于，

还具备太阳能电池、将该太阳能电池产生的电力注入所述电容器的手段，以及控制所述变换器使所述电容器的电力回馈到所述电源的手段。

2.  根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，所述变换器控制手段具备对所述电容器的电压超过预定值的情况采取相应措施将所述变换器向回馈方向控制的手段。

3.  根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，所述变换器控制手段具备将所述电容器的电压维持在预定的电压范围的电压控制系统。

4.  根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，还具备根据所述电容器的电压，对所述变换器进行控制，以从所述电源向所述电容器注入电力或使所述电容器的电力向电源逆向流动的手段。

5.  根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，在所述太阳能电池的输出侧和所述电容器之间，还设置阻止电力从所述电容器一侧反过来流向所述太阳能电池的输出侧的手段。

6.  根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，设置将所述太阳能电池相应于日照量产生的电力变换为能够注入所述电容器的电力状态的电力变换手段。

7.  根据权利要求6所述的电梯控制装置，其特征在于，在所述太阳能电池的输出侧和所述电力变换手段之间设置具有吸收所述太阳能电池的瞬时输出电力的能力的电容量的电力电容器。

8.  根据权利要求6所述的电梯控制装置，其特征在于，具备判断所述太阳能电池的发电状态处于预定值以下的手段，以及根据该判断手段的输出使所述电力变换手段的动作停止的手段，采取仅在所述太阳能电池产生预定的电力时将该电力注入所述电容器的结构。

9.  根据权利要求6所述的电梯控制装置，其特征在于，设置预备充电手段，该手段在所述变换器停止的状态下预先使所述电力变换手段动作，向所述电容器注入太阳能电池的电力，使其电压上升到预定电压为止，还设置在到达该预定电压之后使所述变换器起动的手段。

10.  根据权利要求7所述的电梯控制装置，其特征在于，设置在所述电容器的电力不足时利用所述电力变换手段将所述电力电容器贮存的电力注入所述电容器，以该注入的电力驱动电梯到就近的楼层的救助驱动手段。

11.  一种电梯控制装置，具备：将交流电源来的交流电变换为直流电的PWM变换器、连接于该变换器的输出侧的平滑电容器、将该平滑电容器的直流电变换为可变电压、可变频率的交流电的PWM逆变器，以及利用该逆变器供电的驱动电梯轿厢升降的电动机，其特征在于，

还具备太阳能电池、调整所述太阳能电池的输出电压电平以使该太阳能电池产生的电力注入所述平滑电容器的手段，以及对所述变换器可逆地进行PWM控制使所述平滑电容器的电压保持在预定的电压范围的手段。

12.  一种电梯控制装置，具备：将交流电源来的交流电变换为直流电的PWM变换器、连接于该变换器的输出侧的平滑电容器、将该平滑电容器的直流电变换为可变电压、可变频率的交流电的PWM逆变器，以及利用该逆变器供电的驱动电梯轿厢升降的电动机，其特征在于，

还具备太阳能电池、调整所述太阳能电池的输出电压电平以使该太阳能电池产生的电力以规定的电流值注入所述平滑电容器的手段，以及对所述变换器可逆地进行PWM控制使所述平滑电容器的电压保持在预定的电压范围的手段。

13.  根据权利要求12所述的电梯控制装置，其特征在于，设置检测与向所述交流电源回馈的电流有关的电量的手段，以及对该检测值超过预定值的情况通过所述电流控制系统采取相应措施的手段。

14.  一种电力变换器控制装置，具备：将电源来的交流电变换为直流电的变换器、连接于该变换器的输出侧的平滑电容器、将该电容器的直流电变换为可变电压、可变频率的交流电的PWM逆变器，以及由该逆变器供电的负载，其特征在于，

还具备太阳能电池、将该太阳能电池产生的电力注入所述平滑电容器的手段，以及控制所述变换器以使所述平滑电容器的电力回馈到所述电源的手段。

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