JP2005102410A

JP2005102410A - エレベータの制御装置

Info

Publication number: JP2005102410A
Application number: JP2003332812A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kariya; 佳孝仮屋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】電力蓄積装置が満充電状態のときに、巻上用電動機の回生電力が発生しないようにして、回生抵抗及び回生抵抗制御回路が不要なエレベータの制御回路を提供する。
【解決手段】交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータ２と、上記直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換するインバータ５と、上記インバータの交流電力によってエレベータを駆動する電動機６とを備えたエレベータの制御装置において、直流電力を貯蔵する電力蓄積装置１１と、電力蓄積装置への充電及び電力蓄積装置からの放電を制御する充放電装置１２と、充放電を調整する充放電制御装置１３とを有する蓄電装置２１及び電力蓄積装置が満充電状態であることを検出する装置並びに直流電力回路の電圧を検出する電圧検出器２２を備え、電力蓄積装置の満充電状態時に、電動機６の励磁電流を制御して電動機から回生電力を発生させないようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、エレベータの制御装置、特に二次電池などの電力蓄積装置を応用した省エネルギー形のエレベータの制御装置に関するものである。

図4は、従来のエレベータの制御装置を示す概略図である。
商用電源１から供給された交流電力は、ダイオード等で構成されたコンバータ２を用いて整流し、直流電力に変換され、コンバータ２で変換された直流電力は直流母線３に供給される。この直流電力は、コンデンサ４で平滑されると共に、トランジスタやIGBT等で構成されたインバータ５を用いて、可変電圧、可変周波数の交流電力に変換される。

また、インバータ５の交流電力はエレベータの巻上機を構成する電動機６に供給され、巻上機に吊架されたエレベータの釣り合い錘９と、かご８とを駆動するようにされている。なお、かご８は適度の乗客が乗車している時に、上記釣り合い錘９と釣り合う重さに設定されている。

一方、マイクロコンピュータ等で構成されたコントローラ１５は、エレベータ全体の管理・制御を行なうもので、エレベータの起動・停止指令と共に、エレベータの位置・速度指令を作成するものである。具体的には、電動機６の入力側に設けられた電流検出装置１４からの電流帰還にもとづいて信号を発する電流制御器１７及び電動機６に搭載したエンコーダなどからなる速度検出器１０からの速度帰還の情報等にもとづいて信号を発する速度制御器１６からなるインバータ制御装置１８によってインバータ５の出力電圧・周波数が制御され、巻上用電動機６の回転を制御することにより、エレベータの位置・速度制御を実現する。

一般に無負荷でかご８を昇降させる場合において、かご８が下降する時は、電力を消費しながら運転する力行運転、上昇する時は速度エネルギーを電力に戻す回生運転となる。
また、逆に定格負荷で下降するときは回生運転、上昇するときは力行運転となる。
上記電力は、一般的なエレベータでは回生抵抗制御回路２０の導通により回生抵抗１９を作用させ、ここで熱エネルギーに変換して消費される。

また、電力蓄電装置２１、例えば二次電池を応用した省エネ形のエレベータは、一般的に鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池を用いた電力蓄積装置１１と、一般的にＤＣ−ＤＣコンバータ等で構成される充放電装置１２、また、上記充放電装置１２の充放電電力を制御する充放電制御装置１３で構成される。近年、二次電池の高出力化がすすんでいるため、一般的に装置を小型化、安価に構成するために、二次電池の個数は少なく抑えられ、電池の出力電圧は直流母線３の電圧よりも低くなる。

この直流母線３の電圧は、一般的に商用電源１をコンバータ２で整流した電圧近辺に制御されている。よって、電池放電時は充放電装置１２の母線側出力を母線電圧まで昇圧さ
せる。また、電池充電時は充放電装置１２の母線側入力をコンバータ２の出力電圧よりも降圧させる必要があるため、充放電装置１２にはＤＣ−ＤＣコンバータが採用される。
このＤＣ−ＤＣコンバータの放電ゲート、充電ゲート制御を、充放電制御装置１３により行なっている。

なお、巻上用電動機６から電力回生があった場合、直流母線３の電圧はこの回生電力により上昇する。この電圧がコンバータ２からの出力電力よりも高くなった場合には、コンバータ２の整流素子に送電圧がかかることになり、商用電源１からの電力供給は停止する。
この直流母線３の電圧の上昇が、ある規定電圧まで達すると、充放電制御装置１３の制御によりこの電力が精密に電力蓄積装置１１に充電される。

一方、力行運転時には、エレベータは電力供給を必要としており、エレベータの起動で電力蓄積装置１１から放電を開始し、直流母線３の電圧をある規定電圧に制御する。
ただし、エレベータの電力がこの電力蓄積装置１１からの放電で不足する場合は、電力蓄積装置１１からの電力とコンバータ２から出力される商用電源１から供給される電力の両方でまかなう。
このように、回生電力を電力蓄積装置１１に蓄積し電力を再利用することにより、省エネを実現している。（例えば特許文献１及び２参照）。

特願２００２−１８００４４（段落０００２−０００８、図７）特開２００１−１８７６７６号公報

従来のエレベータの制御装置は以上のように構成されているが、電力蓄積装置１１の容量には制限があるため、回生運転が続いて電力蓄積装置１１の電力が満充電状態となった場合や、充放電装置１２が故障した場合には、充電できなくなった回生電力を、回生抵抗制御回路２０を導通させて回生抵抗１９で熱エネルギーに変換して消費している。
このため、必ず回生抵抗１９及び回生抵抗制御回路２０が必要になり、コストが高くなるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、回生抵抗及び回生抵抗制御回路を必要とせずに、エレベータを制御することができる制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係るエレベータの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、上記直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータの交流電力によってエレベータを駆動する電動機とを備えたエレベータの制御装置において、上記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、上記電力蓄積装置への充電及び上記電力蓄積装置からの放電を制御する充放電装置と、上記充放電を調整する充放電制御装置とを有する蓄電装置及び上記電力蓄積装置が満充電状態であることを検出する装置並びに上記直流電力回路の電圧を検出する電圧検出器を備え、上記電力蓄積装置の満充電状態時に、上記電動機の励磁電流を制御して上記電動機から回生電力を発生させないようにしたものである。

この発明に係るエレベータの制御装置は、上記のように構成されているため、回生抵抗及び回生抵抗制御回路をなくすことができ、安価なエレベータの制御装置を提供することができる。また、充放電装置が故障した場合には、エレベータを安全に停止させることができるため、より安全なエレベータを提供することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す概略図である。この図において、図４と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図４と異なる点は、回生抵抗及び回生抵抗制御回路が排除された点及び直流電力回路の電圧を検出して電力蓄積装置の満充電状態時に電動機の励磁電流を制御して電動機から回生電力を発生させないようにした点である。

この実施の形態においては、回生運転時には回生電力により直流母線３の電圧が上昇し、ある電圧Vaとなった時に充放電装置１２が作動して電力蓄積装置１１に電力が蓄積されるが、電力蓄積装置１１が満充電状態になると、充放電制御装置１３が満充電信号を電流制御器１７に出力する。電流制御器１７は直流電力回路の電圧検出器２２の信号にもとづいて、直流母線３の電圧がVb（＜Va）となるように励磁電流を制御する。
これにより回生電力は巻上用電動機６で消費され、実質的に回生電力が発生しないようになる。

この動作を図２に示すブロック図を用いて詳細に説明する。
スイッチSWは切換スイッチで、通常時は図示のように、Ｓ１側に接続され、電流検出器１４から検出したｄ軸電流値がｄ軸電流指令値Idsに追従するように例えばＰI制御器１で制御され、励磁電流指令値が出力される。
IdsはＰＭモータの場合、Ids＝０とするのが一般的である。ここで、充放電装置１２が満充電状態になったことを充放電制御装置１３が検出すると、充放電制御装置１３から満充電信号が出力され、スイッチSWがＳ２側に切換え接続される。

このとき電圧検出器２２より検出された直流母線３の電圧はあらかじめ設定されたＶｂとなるように例えばＰＩ制御器２により制御される。ＰＩ制御器２から出力されたｄ軸電流指令値に追従するようにＰＩ制御器１によって制御される結果、巻上用電動機６は臨界制動制御され、回生電力は巻上用電動機６内で消費される。なお、この実施の形態では直流母線３の電圧の指令値Ｖｂを充電開始電圧Vaよりも小さく設定したが、逆にVaよりも大きな値に設定し、かつ、このときに充放電装置１２が動作しないように制御してもよい。
また、巻上用電動機はＰＭモータの例を示したが、誘導電動機を使用してもよい。

図３は充放電回路に異常が生じた場合の制御動作を他の実施例として示すフローチャートである。
ステップＳ１でエレベータが走行中か否かを判断する。走行中である場合には、ステップＳ２で電力蓄積装置１１が満充電状態かどうかを判断する。エレベータが走行中で、かつ電力蓄積装置１１が満充電状態でないときに、直流母線３の電圧ＶをステップＳ３で判定し、直流母線３の電圧ＶがVc(>Va)よりも高くなった場合には、ステップＳ４で充放電回路の故障と判断し、ステップＳ５でエレベータを最寄階に停止させる。
また、このとき合わせて上述のように、巻上用電動機６から回生電力が発生しないように電動機６の励磁電流を制御する。

この発明の実施の形態１によるエレベータの制御装置の構成を示す概略図である。実施の形態１の動作を示すブロック図である。実施の形態１の他の実施例の動作を説明するフローチャートである。従来のエレベータ制御装置の構成を示す概略図である。

符号の説明

１商用電源、
２コンバータ、
３直流母線、
４コンデンサ、
５インバータ、
６巻上機用電動機、
８かご、
９釣り合い錘、
１０速度検出器、
１１電力蓄積装置、
１２充放電装置、
１３充放電制御装置、
１４電流検出器、
１５コントローラ、
１６速度制御器、
１７電流制御器、
１８インバータ制御装置、
１９回生抵抗、
２０回生抵抗制御回路、
２１蓄電装置、
２２電圧検出器。

Claims

交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、上記直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータの交流電力によってエレベータを駆動する電動機とを備えたエレベータの制御装置において、上記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、上記電力蓄積装置への充電及び上記電力蓄積装置からの放電を制御する充放電装置と、上記充放電を調整する充放電制御装置とを有する蓄電装置及び上記電力蓄積装置が満充電状態であることを検出する装置並びに上記直流電力回路の電圧を検出する電圧検出器を備え、上記電力蓄積装置の満充電状態時に、上記電動機の励磁電流を制御して上記電動機から回生電力を発生させないようにしたことを特徴とするエレベータの制御装置。
交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、上記直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータの交流電力によってエレベータを駆動する電動機とを備えたエレベータの制御装置において、上記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、上記電力蓄積装置への充電及び上記電力蓄積装置からの放電を制御する充放電装置と、上記充放電を調整する充放電制御装置とを有する蓄電装置及び上記直流電力回路の電圧を検出する電圧検出器を備え、上記電力蓄積装置が充電可能状態であるにもかかわらず、上記直流電力回路の電圧が所定値以上の場合には、上記電力蓄積装置の異常と判断してエレベータを停止させるようにしたことを特徴とするエレベータの制御装置。
上記電力蓄積装置の異常と判断した場合には、上記電動機の励磁電流を制御して上記電動機から回生電力を発生させないようにしたことを特徴とする請求項２記載のエレベータの制御装置。