CN1696036A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种能建立抑制停电时和待机时蓄电装置白白耗电的系统的电梯控制装置。该电梯控制装置具有变换器(2)、逆变器(4)、蓄电装置(13)、充放电装置(14)、充放电控制装置(16)，其中还具有照明用工频电源(22)、电源装置(18～20)、停电复电寄存器(12)、将蓄电装置储存的直流电变换成三相或二相交流电的电力变换装置(15)、以及切换装置(21)，该切换装置根据停电复电检测器的检测信号，在动力用工频电源正常时，将动力用工频电源连接到电力变换装置，同时将照明用工频电源连接到具有轿厢内照明、轿厢内插座和外装照明的电梯电气设备，在动力用工频电源停电时，通过电力变换装置将蓄电装置连接到电源装置，同时通过电力变换装置将蓄电装置仅连接到电梯电气设备的轿厢内照明。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及应用蓄电装置的节能型电梯控制装置。

背景技术

以往的电梯控制装置具有将三相交流工频电源输出的交流电变换成直流电的变换器、将变换器变换的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电的逆变器，把来自逆变器的交流电供给对卷扬机进行旋转驱动的电动机，通过旋转驱动卷扬机，使卷绕在卷扬机上的缆索的两端连接的轿厢和平衡块升降。

这里，将平衡块设定为轿厢乘人时平衡的重量。于是，一般在轿厢无负载升降的情况下，轿厢下降时形成边耗电边运转的牵引运转，轿厢上升瞬间形成将速度能量复原为电力的再生运转。反之，以额定负载下降时，形成再生运转，上升时形成牵引运转。一般电梯中，此电力由再生电阻控制电路用再生电阻变换成热能进行消耗。

以往的电梯控制装置，在其作为电梯再生运转时储存来自变换器与逆变器之间的直流母线的直流电并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置，应用例如二次电池的节能型电梯中，具有使用蓄电池的蓄电装置、由DC-DC变换器等组成的充放电装置和控制充放电装置的充放电电力的充放电电力控制装置(例如参考专利文献1和2)。

这里，作为二次电池，其高输出化正在进展，为了廉价且小型地构成装置，一般将二次电池抑制得个数少，使电池的输出电压低于直流母线的电压。一般将该直流母线的电压控制在用变换器对工频电源整流所得的电压附近。因此，电池放电时，使充放电装置的母线端输出升高到母线电压。电池充电时，需要使充放电装置的母线端输入低于变换器的输出电压，因而充放电装置中采用DC-DC变换器。由充放电控制装置进行此DC-DC变换器放电门电路和充电门电路的控制。

存在来自电动机的电力再生时，此再生电力使直流母线的电压升高。该电压高于变换器的输出电力时，对变换器的整流元件施加馈电压，从而来自工频电源的供电停止。此直流母线的电压升高到某规定电压时，利用充放电控制装置的控制，将该电力充电到蓄电装置。

另一方面，牵引运转时，电梯需要供电，并以起动电梯，使蓄电装置开始进行放电，将直流母线的电压控制成规定电压。但是，电梯的电力用来自此蓄电装置的放电还不够时，由蓄电装置的电力和变换器输出的工频电源供给的电力双方供应。这样，通过蓄电装置储存再生电力，并重新利用电力，实现节能。

【专利文献1】日本专利公开2002-211855号公报(摘要、图1)

【专利文献2】日本专利公开2002-145543号公报(摘要、图1)

然而，如上文所述，应用在电梯控制装置使用二次电池等蓄电装置的节能型电梯中，为了控制添加的蓄电装置，需要不少电力。通常，例如停电时需要的电力仅供给照明等必要的设备即可，又例如电梯待机时需要的电力只要能应答门厅的呼叫就可以，因而存在至少添加的蓄电装置所需电力的份额白白耗费的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种能建立抑制停电时和待机时蓄电装置白白耗电的系统的电梯控制装置。

本发明的电梯控制装置，具有将来自动力用工频电源的交流电整流并变换成直流电的变换器，将来自所述变换器的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电供给电动机以使电梯运转的逆变器，电梯再生运转时储存来自所述变换器和所述逆变器之间的直流母线的直流电、并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置，设在所述蓄电装置与所述直流母线之间、进行对所述蓄电装置的所述直流母线放电和来自所述直流母线的充电的充放电装置，以及控制所述充放电装置的充放电控制装置，其中，包括照明用工频电源、用于电梯控制、轿厢控制和门厅控制的电源装置，检测出所述动力用工频电源的停电和复电的停电复电检测器，将所述蓄电装置储存的直流电变换成三相或二相交流电的电力变换装置，以及切换装置，该切换装置根据所述停电复电检测器的检测信号，在所述动力用工频电源正常时，将所述动力用工频电源连接到所述电力变换装置，同时将所述照明用工频电源连接到具有轿厢内照明、轿厢内插座和外装照明的电梯电气设备，在所述动力用工频电源停电时，通过所述电力变换装置将所述蓄电装置连接到所述电源装置，同时通过所述电力变换装置将所述蓄电装置仅连接到所述电梯电气设备的轿厢内照明。

电梯控制装置，具有将来自动力用工频电源的交流电整流并变换成直流电的变换器，将来自所述变换器的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电供给电动机以使电梯运转的逆变器，电梯再生运转时储存来自所述变换器和所述逆变器之间的直流母线的直流电、并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置，设在所述蓄电装置与所述直流母线之间、进行对所述蓄电装置的所述直流母线放电和来自所述直流母线的充电的充放电装置，以及控制所述充放电装置的充放电控制装置，其中，还包括识别电梯为待机状态的待机状态识别装置，所述充放电控制装置在所述待机识别装置识别到待机状态时，进行抑制耗电的控制。

根据本发明，停电时切换并有效利用控制用电源，同时在待机状态下消除无用耗电，常规状态下进行使用蓄电装置的节能运转，从而除当今那样的节能效果外，还能减小待机电力。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1的电梯控制装置的组成的框图。

图2是示出图1中的切换装置的详细组成例的框图。

图3是示出本发明实施方式2的电梯控制装置的组成的框图。

图4是示出图3中的待机状态识别装置10A的待机状态识别方法的流程图。

图5是示出图3中的待机状态识别装置10A的与图4不同的待机状态识别方法的流程图。

图6是示出图3所示蓄电装置13附近的主要结构并示出进行充放电控制装置16基于待机状态识别的耗电抑制控制的电路的图。

图7是示出本发明实施方式3的电梯控制装置的组成的框图。

图8是示出本发明实施方式4的电梯控制装置的组成的框图。

图9是示出图8中的待机状态识别装置10A的待机状态识别方法的流程图。

附图中，1是动力用工频电源，2是变换器，3是直流母线，4是逆变器，5是卷扬机，6是再生电阻，7是再生电阻控制电路，8是轿厢，9是平衡块，10是电梯控制装置，10A是待机状态识别装置，11是电梯控制电源，12是停电复电检测器，13是蓄电装置，14是充放电装置，15是电力变换装置，16是充放电控制装置，16a～16c是接点，17是充放电控制电源装置，18是轿厢控制电源装置，19是门厅控制电源装置，20是电梯电气设备，20a是轿厢内照明，20b是轿厢内插座，20c是外装照明，21是切换装置，21a～21c是接点，22是照明用工频电源，23是蓄电装置状态检测器，24是冷却装置，25是电磁线圈，25a是接点。

具体实施方式

实施方式1

图1是示出本发明实施方式1的电梯控制装置的组成的框图，是停电时也进行电梯全自动运转用的系统组成例。控制电梯的控制板具有将三相交流动力用工频电源1输出的交流电变换成直流电的由二极管等组成的变换器2，以及把通过设在直流母线3之间的由电容器和再生电阻6以及晶体管组成的再生电阻控制电路7供给的由变换器2变换所得的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电的逆变器4，来自逆变器4的交流电供给旋转驱动卷扬机6的电动机。通过旋转驱动卷扬机5，能使卷绕在卷扬机5上的缆索两端连接的轿厢8和平衡块9升降。

控制部具有电梯控制装置10，从工频电源1通过后文说明的切换装置21供电并且将电力分别供给电梯控制装置10、轿厢8周围的电气设备和各层门厅周围的电器的电梯控制电源装置11，以及检测出工频电源1正常(复电)状态或停电状态的停电复电检测器12。

所述逆变器4的直流母线3连接进行电梯再生运转时储存来自所述变换器与所述逆变器之间的直流母线的直流电并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置13的充放电的充放电装置14，以及把蓄电装置13储存的直流电变换成三相或二相电力的电力变换装置15，充放电装置14由充放电控制装置16控制，充放电控制装置16从充放电控制电源装置17供电。

电梯控制电源装置11、轿厢控制电源装置18、门厅控制电源装置19和电梯电气设备20经切换装置21连接工频电源1、交流100V的照明用工频电源22和电力变换装置15。工频电源1正常时，将电梯的再生电力储存到蓄电装置13，而牵引运转时将储存的电力重新用于使轿厢升降的动力。

图2是示出切换装置21的详细组成例的框图。此切换装置21根据来自检测出工频电源1的正常(复电)状态或停电状态的停电复电检测器12的检测信号，切换接点21a、21b和21c，控制对控制电源装置11、18和19以及电梯电气设备20的供电。

即，由停电复电检测器12检测出停电时，由充放电装置14根据充放电控制装置16的控制，使蓄电装置13储存的直流电放电，作为轿厢升降的动力，供给逆变器4的直流母线3。这时，切换装置21的接点21a、21b和21c切换到停电端，切断对电梯电气设备20以及控制电源装置11、18和19供电的工频电源1、22的供电电路，并且连接充放电装置14的直流母线3端的电力变换装置15动作，从蓄电装置13通过电力变换装置15将交流100V的二相电力供给电梯电气设备20，同时对控制电源装置11、18和19供给三相交流电。

对电梯电气设备20的供电，作为停电时必要的供电，仅供给轿厢内照明20a，不供给轿厢内插座20b和外装照明20c。也就是说，对照明用工频电源22供给的轿厢照明20a、轿厢内插座20b、电梯上使用的了望用外装照明20c等电梯电气设备20而言，停电时，用接点21c切断不需要发挥作用的设备，从电力变换装置15中产生的交流电源对应点亮的轿厢内照明20a供电，使其点亮。

然后，在从蓄电装置13通过电力变换装置15对电梯电气设备20和电源装置11、18和19供电期间，工频电源1和22复电时，由停电复电检测器12检测出复电，使切换装置21的21a、21b和21c切换到正常端。由此，从工频电源1和22对电梯电气设备20以及电源装置11、18和19供电。

因此，由于该切换装置21的作用，在从蓄电装置13通过电力变换装置15对电梯电气设备20以及电源装置11、18和19供电期间，工频电源复电时，不同时供给工频电源1、22和蓄电装置13双方的电力，并且停电时切断对蓄电装置13以及控制电源装置11、18和19的供电，能建立抑制无用耗电的系统。

这里，将蓄电装置13、充放电装置14和充放电控制装置16当作与控制部分开的蓄电装置板，从而安装电梯后，也能进行添加。其优点在于，对已有的控制部要求节能时添加连接蓄电装置板，又要求停电时运转则进一步添加电力变换装置15和切换装置21，或添加连接将它们合为一体的蓄电装置板，从而能进行后期添加。

因此，根据实施方式1，停电时切换并有效利用控制用电源，同时在待机状态下消除无用耗电，常规状态下进行使用蓄电装置的节能运转，从而除当今那样的节能效果外，还能减小待机电力。

实施方式2

应用电梯控制装置中使用二次电池等蓄电装置的节能型电梯中，为了控制添加的蓄电装置，需要不少电力。通常，电梯待机时需要的电力只要能应答门厅的呼叫就可以，因而存在至少添加的蓄电装置所需电力的份额白白耗费的问题。此实施方式2建立即使控制板添加蓄电装置也能抑制无用耗电的系统。

图3是示出本发明实施方式2的电梯控制装置的组成的框图。图3所示的实施方式2中，与图1所示实施方式1系统的部分标注系统的符号，省略其说明。图3所示的实施方式2中，相对于实施方式1，控制部所配备的电梯控制装置10内还具有探测电梯为待机状态的待机状态识别装置10a，在待机状态识别装置10a识别到待机状态时，由充放电控制装置16进行耗电抑制的控制。

作为由待机状态识别装置10A识别电梯为待机状态的方法，有2种判断。例如，如图4所示，判断电梯呼叫检测装置是否对呼叫进行登记(S41、S42)，并且呼叫登记状态持续某一定时间时，判断为待机状态(S43、S44)。反之，已进行呼叫待机或呼叫登记状态没有持续一定时间T时，判断为常规状态(S42→S45、S43→S45)。

又，如图5所示，判断电梯是运转状态还是停止状态(S51)，把停止状态的情况、停止状态持续某一定时间T的情况判断为待机状态(S52、S53)，把运转状态或停止状态没有持续一定时间T的情况判断为常规状态(S51→S54、S52→S54)。

由上述的待机状态识别装置10A判断为待机状态的情况下，在电源正常时，即使作为蓄电装置13，通常也不必运作，因而通过用充放电控制装置16切断处在添加的蓄电装置13方的充放电控制电源装置17的电力、或停止不需要的电路的运作、或停止供电等，进行待机状态下的控制。这样，就能抑制无用耗电。

图6示出例如蓄电装置13附近的主要结构，并示出进行充放电控制装置6基于待机状态识别的耗电抑制控制的电路。如图6所示，蓄电装置13形成利用蓄电装置状态检测装置23测量温度、电流、电压由利用冷却装置24使其冷却。而且，充放电控制电源装置17的电源利用充放电控制装置16，通过接点16a和16b分别供给蓄电装置状态检测装置23和冷却装置24。蓄电装置13储存的电力利用充放电装置14供给直流母线3；在冲放电装置14与直流母线3之间设置靠电磁线圈25励磁进行闭合的接点25a，并由充放电控制装置16通过接点16c对该电磁线圈25供电。

即，充放电控制装置16进行适应蓄电装置状态检测装置23检测出的温度、电流、电压的状况的充放电控制或蓄电装置13的冷却，但在待机状态识别装置10a检测为待机状态时，不需要进行充放电控制，因而通过例如释放接点16a，切断对蓄电装置状态检测装置23所需电力的供给，能抑制耗电。又，由于不进行充放电，蓄电装置13不会过热，使接点16b释放，切断对冷却蓄电装置13的冷却装置24的供电，可抑制需要的电力。进而，使接点16c释放，停止对电磁线圈25的供电，从而切断传递来自蓄电装置13的电力用的接点25a，可减小需要的电力。

因此，根据实施方式2，控制板添加蓄电装置时，在控制板中检测到待机状态的情况下，限制供给蓄电装置的电力，从而能抑制无用的耗电。又通过蓄电装置中使待机状态下不需要运作的设备停止，抑制供给的电力，可抑制无用的耗电。

实施方式3

图7是示出本发明实施方式3的电梯控制装置的组成的框图。图7所示的实施方式3中，与图3所示的实施方式2相同，控制板内的电梯控制装置10中设置待机状态识别装置10A，同时，使蓄电装置13的充放电控制装置16的充放电控制电源装置与控制板方的电梯控制电源装置11共用。

这样构成共用控制电源装置，可使设备节省空间。于是，设置充放电控制电力调整装置26，以便能控制供给充放电控制装置16的电源。此充放电控制电力调整装置26根据来自控制板内的待机识别装置10A的指令，释放例如接点26a，从而停止电梯控制电源装置11对充放电控制装置16的供电，使蓄电装置13的充放电控制功能停止。

利用蓄电装置13的充放电功能在常规电源时，电梯停止和待机的情况下，不起作用，不发挥其作为节能的效应，因而通过释放接点26a，可消除白费的电力，能抑制待机电力。而且，电梯的功能丝毫没有障碍。

按来自待机状态识别装置10A的指令，从待机状态变成常规状态时，例如，如实施方式2那样，由图4产生呼叫登记的情况下，利用S45变成常规状态，或者也可由图5检测出电梯起动，并利用S54识别为常规状态。这样成为常规状态时，图3所示的实施方式2中例如通过接通接点，使充放电控制装置16在待机期间切断电力的功能起作用，对蓄电装置13进行控制，但图7所示的实施方式3通过将接点26a闭合，从电梯控制电源装置11对充放电控制装置16供电，使其进行控制，重新起动来自蓄电装置13的充放电。

因此根据实施方式3，使电梯控制电源装置11和充放电控制装置16的控制电源共用，同时还具有根据待机状态识别装置10A的识别结果控制从电梯控制电源装置11对充放电控制装置16的供电的充放电控制电力调整装置26，因而能消除白费的电力，可抑制待机电力。

实施方式4

图8是示出本发明实施方式4的电梯控制装置的组成的框图。图8所示的实施方式4中，相对于图1所示的实施方式1的组成，与图3和图7所示的实施方式2和实施方式3相同，还在控制板内的电梯控制装置中设置待机状态识别装置10A，并且与图7所示的实施方式3相同，还使蓄电装置13的充放电控制装置16的充放电控制电源装置与控制板方的电梯控制电源装置11共用。

于是，此实施方式4中，做成在停电复电检测器12检测出停电状态时，由待机状态识别装置10A视为常规状态，并且由充放电控制装置16根据来自待机状态识别装置10A的识别结果，控制充放电装置14，使停电时不切断蓄电装置13的放电电力的备份，从而构成停电时电梯自动运转用的系统。

图8中，电源正常时，在检测出待机状态的情况下，与实施方式2和3相同，切断蓄电装置13方的电力，从而能抑制无用耗电。停电时，不从蓄电装置13供给控制电源，则没有控制电源，全部电源被切断，电梯不能运转，因而如图9所示，基于待机状态识别装置10A的图4所示的流程图中添加判断正在停电的逻辑框。

即，在与图4所示的步骤相同地进行待机状态识别之前，停电复电检测器12检测出停电状态时，由待机状态识别装置10A视为常规状态，不变成待机状态(S91→S96)，并由充放电控制装置16控制充放电装置14，使蓄电装置13的放电电力部分不切断，从而停电时进行电梯自动运转。这时，对控制板方的电梯控制电源装置11和隔设备供电。还通过充放电控制电力调整装置27供给充放电控制电源，从而进行电梯自动运转。

另一方面，表示停电状态时，判断电梯呼叫检测装置是否登记呼叫(S91-S93)，并且呼叫登记状态持续某一定时间T时，判断为待机状态(S94)。反之，已登记呼叫或呼叫登记状态没有持续一定时间T以上时，判断为常规状态(S93→S96，S94→S96)。

因此，根据实施方式4，在停电复电检测器12检测出停电状态时，由待机状态识别装置10A视为常规状态，并且由充放电控制装置16根据来自待机状态识别装置10A的识别结果，控制充放电装置14，使停电时不切断蓄电装置13的放电电力的备份，因而停电时可切换控制用电源，以有效利用，并能进行电梯自动运转。

Claims (4)

1、一种电梯控制装置，具有

将来自动力用工频电源的交流电整流并变换成直流电的变换器，

将来自所述变换器的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电供给电动机以使电梯运转的逆变器，

电梯再生运转时储存来自所述变换器和所述逆变器之间的直流母线的直流电、并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置，

设在所述蓄电装置与所述直流母线之间、进行对所述蓄电装置的所述直流母线放电和来自所述直流母线的充电的充放电装置，以及

控制所述充放电装置的充放电控制装置，

其特征在于，包括

照明用工频电源，

用于电梯控制、轿厢控制和门厅控制的电源装置，

检测出所述动力用工频电源的停电和复电的停电复电检测器，

将所述蓄电装置储存的直流电变换成三相或二相交流电的电力变换装置，以及

切换装置，该切换装置根据所述停电复电检测器的检测信号，在所述动力用工频电源正常时，将所述动力用工频电源连接到所述电力变换装置，同时将所述照明用工频电源连接到具有轿厢内照明、轿厢内插座和外装照明的电梯电气设备，在所述动力用工频电源停电时，通过所述电力变换装置将所述蓄电装置连接到所述电源装置，同时通过所述电力变换装置将所述蓄电装置仅连接到所述电梯电气设备的轿厢内照明。

2、一种电梯控制装置，具有

将来自动力用工频电源的交流电整流并变换成直流电的变换器，

将来自所述变换器的直流电变换成电压可变、频率可变的交流电供给电动机以使电梯运转的逆变器，

电梯再生运转时储存来自所述变换器和所述逆变器之间的直流母线的直流电、并且在牵引运转时将储存的直流电供给直流母线的蓄电装置，

设在所述蓄电装置与所述直流母线之间、进行对所述蓄电装置的所述直流母线放电和来自所述直流母线的充电的充放电装置，以及

控制所述充放电装置的充放电控制装置，

其特征在于，还包括

识别电梯为待机状态的待机状态识别装置，

所述充放电控制装置在所述待机识别装置识别到待机状态时，进行抑制耗电的控制。

3、如权利要求2所述的电梯控制装置，其特征在于，

将所述电梯控制电源装置和所述充放电控制装置的控制电源作为共用的电源，并且

还包括根据所述待机状态识别装置的识别结果、控制从电梯的控制电源装置对所述充放电控制装置的供电的充放电控制电力调整装置。

4、如权利要求2或3所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述待机状态识别装置在所述停电复电检测器检测出停电状态时，视为常规状态，

所述充放电控制装置根据所述待机状态识别装置的识别结果、控制所述充放电装置，使停电时不切断所述蓄电装置的放电电力备份。

Images