JP2005324881A

JP2005324881A - エレベータ制御装置

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Publication number: JP2005324881A
Application number: JP2004142398A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Takasaki; 一彦高崎; Hiroaki Matsuoka; 寛晃松岡
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP4619039B2

Abstract

【課題】停電時に使用する蓄電装置のエネルギー不足をなくすることにある。
【解決手段】次走行運転判断部４２が速度指令部３２からの次走行時走行方向とかご積載荷重とから次走行時力行・回生運転に伴う指令値選択信号を取り出し、電圧指令装置５６ａに送出する。電圧変化監視部５５ｂから蓄電装置５４を構成する各電池５４ａ，…相互の電圧減り具合の偏りの大小および蓄電装置の蓄電エネルギーを取り出し、同様に電圧指令装置５６ａに送出する。電圧指令装置５６ａでは、偏りが小さい監視結果および停電時でも十分な蓄電エネルギーの場合、次走行運転判断部４２からの指令値選択信号に従って規定電圧指令値を出力するが、偏りが大きい監視結果を受けるとか、蓄電エネルギーが少ないとき、次走行運転判断部４２の指令値選択信号に従う規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力し、蓄電装置５４の蓄電エネルギーの放電を少なくし停電時に備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータの回生運転時に発生する回生エネルギーを蓄電装置に蓄電し、力行運転時に放電させて再利用し、また停電時のバックアップ電源として利用するエレベータ制御装置に関する。

エレベータ制御装置は、図７に示すように所定の駆動電力を供給する制御駆動系と、この制御駆動系から供給される駆動電力に基づいて乗りかごを昇降するロープ式エレベータとで構成されている。

この制御駆動系は、商用交流電源１、整流回路２、平滑コンデンサ３、この平滑コンデンサ３で平滑化された直流電力を所要周波数の交流電力に変換して電動機１１に供給するインバータ４及びこのインバータ４等を制御する駆動制御部５が設けられている。

一方、ロープ式エレベータは、電動機１１、この電動機１１の回転軸に接続されるメインシーブ１２に巻き掛けられたロープ１３、このロープ１３の端部にそれぞれ吊下げられた乗りかご１４及び釣り合いおもり１５が設けられている。１６はそらせシーブである。

ところで、このようなエレベータ制御装置では、乗りかご１４が重い積載荷重状態で上昇する場合や軽い積載荷重状態で下降する場合、商用交流電源１→整流回路２→平滑コンデンサ３→インバータ４の順序で生成される電力を電動機１１に供給する力行運転を実施し、逆に乗りかご１４が重い積載荷重状態で下降する場合や軽い積載荷重状態で上昇する場合、電動機１１→インバータ４→平滑コンデンサ３の順序で電力を発電する回生運転が行われる。この回生運転時、電動機１１からインバータ４に戻ってくる電力は、整流回路２でブロックされるので、インバータ入力端側の電圧が増加し、整流回路２やインバータ４を構成する素子を破損させる問題がある。

そこで、従来、回生運転時に電動機１１からインバータ４に戻ってくる電力による電圧増加分に見合う電力を消費する必要から、整流回路２の直流出力ライン間に自己消弧素子６と抵抗７とのシリアル回路である抵抗チョッパ８を接続し、回生運転時に直流出力ライン間の直流電圧が設定電圧を越えたとき、駆動制御部５が自己消弧素子６をオンする制御信号を送出し、電圧増加分に見合う電力を抵抗７で消費させる構成をとっている（特許文献１）。

しかしながら、このようなエレベータ制御装置では、回生運転時に電動機１１から生ずる電力を抵抗７で熱として消費しているので、回生運転で得られる電力を有効に利用できない問題がある。

そこで、特許文献１の技術では、以上のような問題点を解決するために、図８に示すようにインバータ４の入力側直流電圧ライン間に接続され、回生運転時の電力エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積装置２１と、平滑コンデンサ３間電圧から回生運転及び力行運転を判断し、エネルギー蓄積装置２１に対して充放電制御を実施する充放電制御部２２とを設けたエレベータ制御装置が開発されている。このエネルギー蓄積装置２１は、回生運転時、充放電制御部２２からの充電制御信号を受けてオン動作し、吸収用リアクトル２３を介して回生運転時の電力エネルギーをエネルギー蓄積用コンデンサ又は電池などの蓄電装置２４に蓄電させる吸収用スイッチング素子２５と、充放電制御部２２からの制御信号によりオン動作した後にオフ動作し、蓄電装置２４に蓄電させているエネルギーを放出用リアクトル２６を介して直流電圧ライン間に放出する放出用スイッチング素子２７とが設けられている。２８は電圧検出器である。
特開平１０−２３６７４３号公報

従って、以上のようなエレベータ制御装置では、回生運転と力行運転とを判断し、回生運転時に電動機１１から生成される回生電力エネルギーを蓄電装置２４に蓄電する一方、次の力行運転時に蓄電装置２４に蓄電された回生電力エネルギーを放電することで力行運転に再利用し、さらに停電時にはバックアップ電源として使用する。

しかしながら、乗りかご１４が運転走行を始めている状態で整流回路２の直流出力ライン間電圧に変動がない場合、充放電制御部２２は、電圧検出部２８から検出される電圧から充電制御か放電制御かを判断しにくい状態がでてくる。このことは、例えば放電制御を続けている途中で停電が発生すると、蓄電装置２４に蓄電されているエネルギーの容量不足により、バックアップ電源としての役割を果たせなくなる問題がある。いずれにせよ、充放電制御部２２による放電制御に続き、交流電源１の停電が発生した場合、蓄電装置２４の蓄電エネルギーの容量不足が問題となってくる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置を構成する個々の電池の状況を考慮しながら蓄電装置の寿命を延ばすだけでなく、停電時に使用する蓄電装置のエネルギー不足をなくすエレベータ制御装置を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するために、本発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路で変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電力で駆動し乗りかごを運転走行する電動機と、予め定める走行パターンに応じた速度指令と前記電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと前記乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて前記可変電圧可変周波数の交流電力を出力するように前記インバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
前記走行パターンの走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号との関係から次走行時の力行・回生運転による複数の指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号のもとに付加されるトルク補償値とに基づいて次走行時の力行・回生運転の１つの指令値選択信号を選択し出力する次走行運転判断手段と、前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と前記整流回路の出力ライン間の直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを設けた構成である。

この発明は以上のような構成とすることにより、エレベータの走行方向と荷重条件をもとに次走行時に力行運転か回生運転かを認識させつつ充放電制御を行いながら次走行運転の停電時を考慮しつつ、電圧指令出力手段からの電圧指令値を制限する方向に作用させるので、蓄電装置の寿命を延ばすことができ、停電時には確実にバックアップ電源として利用することが可能である。

また、本発明は、予め定める走行パターンに応じた速度指令と電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて可変電圧可変周波数の交流電力を出力するようにインバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
前記走行パターンの走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号との関係から次走行時の力行・回生運転による複数の指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号のもとに付加されるトルク補償値とに基づいて次走行時の力行・回生運転の１つの指令値選択信号を出力する次走行運転判断手段と、前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、この蓄電装置を構成する各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが大きいか否かの監視結果と前記蓄電装置の蓄電エネルギーを出力する電圧変化監視手段と、この電圧変化監視手段から各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが小さいとの監視結果及び前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、当該減り具合の偏りが大きいとの監視結果や停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを設けた構成である。

この発明は以上のような構成とすることにより、エレベータの走行方向と荷重条件をもとに次走行時に力行運転か回生運転かを認識させつつ、電圧指令装置５６ａから電圧指令値を出力させて充放電制御を行うので、最適な状態で蓄電装置５４を充放電制御を実施でき、しかも次走行運転の停電時及び各電池の状態を考慮しつつ、電圧指令出力手段からの電圧指令値を制限する方向に作用させるので、蓄電装置の寿命を延ばすことができ、停電時には確実にバックアップ電源として利用することが可能である。

なお、前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値の出力ラインにフィルタを設け、当該荷重信号またはトルク補償値の急変を抑制するような信号を出力すれば、次走行運転判断手段では、荷重信号による誤動作を低減しつつ適切な指令値選択信号を出力することができる。

また、乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値の出力ラインに加重平均値演算手段を設け、あるいは複数の荷重検出範囲を定めた荷重データテーブルを設けた場合でも、荷重信号による誤動作を低減しつつ適切な指令値選択信号を出力することができる。

（２）また、本発明は、次走行運転判断手段としては、予め走行パターンの走行方向と前記電動機の速度との関係から複数の消費エネルギー範囲に対応する指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記電動機の実速度とから求められる消費エネルギーが何れの前記消費エネルギー範囲に属するかに応じて１つの前記指令値選択信号を取り出すことができる。

さらに、前記次走行運転判断手段による消費エルギーとしては、トルクと電動機の実速度とから算出し、いずれか１つの指令値選択信号を取り出す構成であってもよい。

本発明は、停電時に使用する蓄電装置のエネルギー不足をなくするエレベータ制御装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明に係るエレベータ制御装置の一実施の形態を示す構成図である。なお、同図において図７と同一又は等価な部分には同一符号を付して説明する。
このエレベータ制御装置は、所要の交流電力を供給して電動機１１を駆動する駆動制御系と、この駆動制御系からの電力を受けて電動機１１が乗りかご１４を昇降運転するロープ式エレベータと、走行パターンに応じた速度指令に基づいて乗りかご１４の運転走行するエレベータ運転制御系と、次の走行時に回生運転か力行運転かを判断する次走行運転判断系と、充放電制御を実施する充放電電流制御系とによって構成されている。

この駆動制御系は、商用交流電源１から出力される三相交流電力を直流電力に変換する整流回路２と、この整流回路２で変換された直流電力を平滑化する平滑コンデンサ３と、この平滑コンデンサ３で平滑化された直流電力を所要周波数の三相交流電力に変換して電動機１１に供給するインバータ４とが設けられている。

ロープ式エレベータは、従来から一般に使用されている構成のものが用いられ、例えば電動機１１、この電動機１１の回転軸に接続されるメインシーブ１２に巻き掛けられたロープ１３、このロープ１３の端部にそれぞれ吊下げられた乗りかご１４及び釣り合いおもり１５、乗りかご１４と釣り合いおもり１５との干渉を回避するためにメインシーブ１２から釣り合いおもり１５に導くロープ１３の吊り下げ位置をずらすそらせシーブ１６等が設けられている。

前記エレベータ運転制御系としては、電動機１１の回転速度を検出する速度検出部３１と、予めエレベータの走行パターンが設定され、起動指令を受けると当該走行パターンに応じた速度指令を出力する速度指令部３２と、この速度指令部３２からの速度指令と速度検出部３１の検出速度とを比較し、その偏差が零となるようなトルク指令値を演算し出力する速度制御部３３と、例えば乗りかご１４の積載重量に応じて選択的にオン動作する複数のスイッチ素子からなる荷重検出スイッチ３４とが設けられている。

この荷重検出スイッチ３４は、例えば乗りかご１４の積載重量が所要の積載重量（釣合う重量）よりも軽量な時に動作するスイッチ素子３４（１）、所要の積載重量を含んだ所定範囲の中間重量時に動作するスイッチ素子３４（２）、この中間重量よりも重い重量時に動作するスイッチ素子３４（３）からなり、これらスイッチのオン動作による荷重信号が荷重信号演算部３５に送られる。この荷重信号演算部３５は、荷重検出スイッチ３４（１）〜３４（３）で検出される荷重信号をトルク補償値に変換し出力するものであって、例えば荷重検出スイッチ３４（１）、３４（２）、３４（３）で検出される荷重信号に対して−１０、０、＋１０なるトルク補償値（回転動力）に変換し出力する機能をもっている。

また、エレベータ運転制御系には、速度制御部３３からのトルク指令と荷重信号演算部３５からのトルク補償値とのトータルトルク指令値を演算し出力するトルク指令判断部３６と、インバータ４の出力側に設けられ、インバータ電流を検出するインバータ電流検出部３７と、トータルトルク指令値のもとに得られる電動機電流のリアルタイム指令値と電流検出部３７のインバータ検出電流とに基づいてインバータ４の三相電力変換用構成素子を制御するインバータ電流制御部３８等が設けられている。

前記次走行運転判断系としては、次の走行時に回生運転か力行運転かを判断する機能を有し、運転判断用テーブル４１及び次走行運転判断部４２が設けられている。運転判断用テーブル４１は、図２に示すように乗りかご１４の積載荷重と走行方向とから力行運転か回生運転かを規定したものであって、例えば乗りかごが軽積載荷重、かつ上昇走行方向の場合には回生運転、軽積載荷重、かつ下降走行方向の場合には力行運転と規定している。

前記次走行運転判断部４２は、速度指令部３２が予め定める走行パターンから走行方向を把握しているので、速度指令部３２から次走行方向を取り込み、また荷重信号演算部３５からトルク補償値を取り込み、運転判断用テーブル４１を参照し、次走行時の運転を判断する機能をもっている。なお、運転判断用テーブル４１には、後記する電圧指令装置５６ａから何れのレベルの電圧指令を出すかを定める選択レベルが設定されている。

前記充放電電流制御系としては、整流回路２の直流出力ライン間に接続される例えば自己消弧形素子などの複数の充放電制御素子５１ａ，５１ｂ及びこれら充放電制御素子５１ａ，５１ｂの共通接続部に接続され、直流電力を平滑化する機能をもった直流リアクトル５２からなる充放電回路５３と、この充放電回路５３に接続され、前記電動機１１の回生運転時の回生エネルギーを蓄電し、当該電動機１１の力行運転時に蓄電されたエネルギーを放出する複数の電池５４ａ，…，５４ｎで構成される蓄電装置５４と、各電池５４ａ，…，５４ｎ相互の蓄積電圧の減り具合の偏りを監視する偏り監視手段５５と、この偏り監視手段５５の監視結果に基づいて増減する電流指令を出力する電流指令出力手段５６と、複数の充放電制御素子５１ａ，５１ｂを充放電制御する充放電電流制御部５７とによって構成されている。

前記偏り監視手段５５は、各電池５４ａ，…，５４ｎの蓄積電圧を検出する電圧検出部５５ａ１，…，５５ａｎ及び各電池５４ａ，…，５４ｎの性能劣化の目安となる各電池相互の減り具合の偏り許容値が設定され、これら電圧検出部５５ａ１，…，５５ａｎで検出される各電池５４−１，…，５４−ｎの蓄積電圧の減り具合の偏りが偏り許容値を越えているか否か，つまり各電池相互の電圧の減り具合の偏りが大きいか否かの監視結果及び蓄電装置５４の現在蓄電エネルギーを算出する電圧変化監視部５５ｂが設けられ、その監視結果及び現在蓄電エネルギーを電流指令出力手段５６に送出する。

この電流指令出力手段５６は、例えば高位、中位及び低位の規定電圧指令値が設定され、偏りが大きいか否かの監視結果、蓄電装置５４の現在蓄電エネルギー及び次走行運転判断部４２からの指令値選択信号との関係に基づいていずれかの規定電圧指令値を出力する電圧指令装置５６ａ、平滑コンデンサ３側の直流電圧を検出する電圧検出部５６ｂ、この電圧指令装置５６ａと電圧検出部５６ｂの両電圧差（電圧変動値に相当する）に応じた電流指令を演算出力する電流指令値出力要素５６ｃ、前記蓄電装置５４の蓄電電流を検出する電流検出部５６ｄ、電流指令値出力要素５６ｃから出力される電流指令から電流検出部５６ｄで検出される蓄電装置５４の蓄電電流を減算し、前述する直流電圧の電圧変動値による電流指令として出力する演算要素５６ｅ等によって構成されている。

前記充放電電流制御部５７は、平滑コンデンサ３から出力される直流電圧から回生運転及び力行運転を判断するとともに、次走行運転を考慮した演算要素５６ｅからの電流指令に基づいて充放電回路５３の充放電電流を決定し、回生電力エネルギーを蓄電装置５４に蓄電し、また蓄電装置５４に蓄電されたエネルギーを平滑コンデンサ３側に放出させる機能をもっている。

次に、以上のようなエレベータ制御装置の動作について説明する。

前述するエレベータ運転制御系では、速度指令部３２から出力される走行パターンに応じた速度指令と電動機１１の検出速度との偏差が零となるようなトルクと乗りかご１４の積載荷重から得られるトルク補償値とよりなるトータルトルク指令値をインバータ電流制御部３８に送出し、ここでトータルトルク指令値のもとに得られる電動機電流のリアルタイム指令値と電流検出部３７のインバータ検出電流とに基づいてインバータ４の三相電力変換用構成素子を制御する。

このとき、次走行運転判断部４２では、乗りかご１４と釣り合いおもり１５との釣り合い重量（均等重量）が設定され、前記速度指令部３２の走行パターンから次走行時の走行方向を取り込み、また荷重信号演算部３５から乗りかご１４の積載荷重を取り込んで均等荷重との比較から重積載荷重か軽積載荷重を判断する。そして、次走行運転判断部４２は、乗りかご１４の積載荷重条件と次走行時の走行方向とから運転判断用テーブル４１を参照し、回生運転か力行運転かを見極めたうえ、予め定める指令値選択信号を取り出して電圧指令装置５６ａに送出する。つまり、次走行運転判断部４２は、例えば乗りかご１４が重積載荷重であり、かつ走行方向が下降方向であれば、次走行運転が回生運転であり、高位の規定電圧指令値を選択する信号を出力する。また、例えば乗りかご１４が重積載荷重であり、かつ走行方向が上昇方向であれば、次走行運転が力行運転であるので、蓄電装置５４の蓄電エネルギーが急激に減少する可能性が有るので、それを回避するために例えば低位の規定電圧指令値を選択する信号を出力し、電圧指令装置５６ａに送出する。

この電圧指令装置５６ａは、原則的には次走行運転判断部４２からの指令値選択信号を受けると、当該指令値選択信号に対応する高位、中位及び低位のいずれかの規定電圧指令値を出力するが、あくまでも蓄電装置５４の各電池の状況及び蓄電装置５４の蓄電エネルギーを見極めながら指令値選択信号を優先するか、指令値選択信号に対応する規定電圧指令値よりも一段又は複数段下げた規定電圧指令値を出力する。

すなわち、電圧指令装置５６ａは、例えば高位、中位及び低位の規定電圧指令値及び停電時でも十分にバックアップ体制が可能な基準エネルギーが設定され、電圧変化監視部５５ｂから電池５４ａ，…，５４ｎ相互の蓄積電圧の減り具合の偏りが小さいとする監視結果及び現在蓄電エネルギーを受けたとき、現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーを越えている場合に限り、次走行運転判断部４２から次走行運転に対する指令値選択信号に応じた規定電圧指令値を出力し、また蓄積電圧の減り具合の偏りが大きいとする監視結果及び現在蓄電エネルギーを受けたとき、現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーを越えている場合に限り、電流を抑制する方向に動作させるために、例えば次走行運転判断部４２から次走行運転に対する指令値信号信号に応じた規定電圧指令値よりも一段又は複数段下位の規定電圧指令値を出力する。電圧変化監視部５５ｂから受け取った現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーよりも低くなった場合、最も下位の規定電圧指令値を出力する。

電流指令出力手段５６は、平滑コンデンサ３から出力される直流電圧から回生運転及び力行運転を判断するとともに、次走行運転及び停電時の蓄電装置５４の蓄電エネルギーを考慮しつつ、電圧指令装置５６ａからの電圧指令値に依存する電流指令値に基づき、充放電回路５３の充放電電流を決定し、回生電力エネルギーを蓄電装置５４に蓄電し、また蓄電装置５４に蓄電されたエネルギーを平滑コンデンサ３側に放出する。

従って、以上のような実施の形態によれば、エレベータの走行方向と荷重条件をもとに次走行時に力行運転か回生運転かを認識させつつ電圧指令装置５６ａから電圧指令値を出力させて充放電制御を行うので、最適な状態で蓄電装置５４を充放電制御を実施でき、しかも次走行運転の停電時及び各電池の状態を考慮しつつ、電圧指令装置５６ａからの電圧指令値を制限する方向に作用させるので、蓄電装置５４の寿命を延ばすことができ、停電時には確実にバックアップ電源として利用することができる。

図３は本発明に係るエレベータ制御装置の他の実施の形態を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一または等価な部分には同一符号を付し、詳しくは図１の説明に譲り、ここでは特に異なる部分について説明する。

この実施の形態は、1個の荷重検出スイッチ３４で検出される乗りかご１４の積載荷重を検出する場合、その荷重検出信号に大きなばらつきが出る可能性が有るので、荷重検出スイッチ３４の出力側にフィルタ回路４３を接続し、急変する荷重のふらつきを抑制し、次走行運転判断部４２に送出する。なお、荷重信号演算部３５は、予め荷重信号に応じたトルク補償値が定められ、荷重検出スイッチ３４で検出される荷重信号に応じて補償すべきトルク補償値を出力するものである。

その他の動作は図１と同様であるので、図1の説明に譲り、ここでは省略する。

従って、このような実施の形態によれば、荷重検出信号のふらつきによる誤動作を未然に回避でき、乗りかごの積載荷重を安定した状態で取り込んで次走行運転時における充放電制御のための電圧指令値を選択出力することができ、さらに図１と同様に最適な状態で蓄電装置５４を充放電制御でき、しかも次走行運転の停電時及び各電池の状態を考慮しつつ、電圧指令装置５６ａからの電圧指令値を制限する方向に作用させるので、蓄電装置５４の寿命を延ばすことができ、停電時には確実にバックアップ電源として利用することができる。

なお、フィルタ回路４３は、荷重信号演算部３５の出力側に設けた構成であってもよい。

図４は本発明に係るエレベータ制御装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一または等価な部分には同一符号を付し、詳しくは図１の説明に譲り、ここでは特に異なる部分について説明する。

この実施の形態は、1個の荷重検出スイッチ３４で検出される乗りかご１４の積載荷重を検出する場合、その荷重検出信号に大きなばらつきが出る可能性が有るので、荷重検出スイッチ３４の出力側又は荷重信号演算部３５の出力側に加重平均値演算部４４を設け、時々刻々検出される荷重検出信号又は荷重検出信号に応じたトルク補償値を積算し、その平均値をもって荷重平均値信号とし、次走行運転判断部４２に送出する。

その他の動作については図１と同様であるので、図1の説明に譲り、ここでは省略する。
従って、このような実施の形態によれば、荷重検出信号の加重平均を用いることにより、荷重信号による誤動作を未然に回避でき、さらに図１と同様の作用効果を奏する。

図５は本発明に係るエレベータ制御装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一または等価な部分には同一符号を付し、詳しくは図１の説明に譲り、ここでは特に異なる部分について説明する。

この実施の形態は、荷重検出スイッチ３４で検出される乗りかご１４の積載荷重を検出する場合、その荷重検出信号に大きなばらつきが出る可能性が有るので、荷重検出スイッチ３４の出力側又は荷重信号演算部３５の出力側に荷重データテーブル４５を設け、この荷重データテーブル４５には複数の荷重検出範囲をもつ荷重検出値を設定し、荷重検出スイッチ３４又は荷重信号演算部３５の出力が何れの荷重検出範囲に入るかにより、荷重検出値を決定し、次走行運転判断部４２に送出するものである。

従って、このような実施の形態によれば、荷重検出スイッチ３４の荷重検出信号のふらつきに左右されずにあるまとまりをもった荷重検出値を用いて、次走行運転判断部４２による次走行運転時の指令値選択信号を決定することができ、荷重信号による誤動作を未然に回避でき、さらに図１と同様の作用効果を奏する。

図６は本発明に係るエレベータ制御装置のさらに他の実施の形態を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一または等価な部分には同一符号を付し、詳しくは図１の説明に譲り、ここでは特に異なる部分について説明する。

この実施の形態は、運転判断用テーブル４１ａには電動機１１の実速度範囲と走行パターンから得られる次走行時の走行方向とに対応して消費エネルギー範囲及びそのときの指令値選択信号を記載し、また次走行運転判断部４２ａは、速度検出部３１による電動機１１の実速度と速度指令部３２から得られる走行方向とに基づき、運転判断用テーブル４１ａを参照し、指令値選択信号を電圧指令装置５６ａに送出する。運転判断用テーブル４１ａに電動機１１の実速度範囲を設定したのは、実速度が速いほど直流電圧の変動分が大きく、ひいては消費エネルギーが大きくなるので、電動機１１の実速度と乗りかご１４の走行方向から何れの消費エネルギー範囲に属するかを把握でき、かつ大きい消費エネルギー範囲に属する場合には高位の規定電圧指令値を出力させるための指令値選択信号を電圧指令装置５６ａに送出する。つまり、次走行運転判断部４２ａは、電動機１１の実速度と乗りかご１４の走行方向から得られる消費エネルギー範囲から高位、中位及び低位のいずれかの規定電圧指令値を出力させるための指令値選択信号を決定し、電圧指令装置５６ａに送出する。

この電圧指令装置５６ａは、例えば高位、中位及び低位の規定電圧指令値及び停電時でも十分にバックアップ体制が可能な基準エネルギーが設定され、電圧変化監視部５５ｂから電池５４ａ，…，５４ｎ相互の蓄積電圧の減り具合の偏りが小さいとする監視結果及び現在蓄電エネルギーを受けたとき、現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーを越えている場合に限り、次走行運転判断部４２から次走行運転に対する指令値選択信号に応じた規定電圧指令値を出力し、また蓄積電圧の減り具合の偏りが大きいとする監視結果及び現在蓄電エネルギーを受けたとき、現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーを越えている場合に限り、電流を抑制する方向に動作させるために、例えば次走行運転判断部４２から次走行運転に対する指令値選択信号に応じた規定電圧指令値よりも一段又は複数段下位の規定電圧指令値を出力する。電圧変化監視部５５ｂから受け取った現在の蓄電エネルギーが基準エネルギーよりも低くなった場合、最も下位の規定電圧指令値を出力する。

従って、以上のような実施の形態によれば、電動機１１の実速度と乗りかごの走行方向とから消費エネルギー範囲を決定し、この消費エネルギー範囲に属する指令値選択信号に応じた規定電圧指令を出力させて充放電制御を行うので、最適な状態で蓄電装置５４を充放電制御を実施でき、しかも次走行運転の停電時及び各電池の状態を考慮しつつ、電圧指令装置５６ａからの電圧指令値を制限する方向に作用させるので、蓄電装置５４の寿命を延ばすことができ、停電時には確実にバックアップ電源として利用することができる。

なお、消費エネルギーを算出する例として、例えばトルク指令判断部３６の出力トルクと速度検出部３１で検出される電動機の実速度とを取り出し、これら出力トルクと実速度とを乗算し、消費電力を求めることができるので、この求めた消費電力に基づいて運転判断用テーブル４１ａを適用してもよい。

従って、この実施の形態においても、図６に示す実施の形態と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。

本発明に係るエレベータ制御装置の一実施の形態を示す構成図。荷重条件と走行方向とから指令値選択信号を決定する例を説明するテーブルデータ図。本発明に係るエレベータ制御装置の他の実施の形態を示す構成図。本発明に係るエレベータ制御装置のさらに他の実施の形態を示す構成図。本発明に係るエレベータ制御装置のさらに別の他の実施の形態を示す構成図。本発明に係るエレベータ制御装置のさらに別の他の実施の形態を示す構成図。従来のエレベータ制御装置の構成図。回生・力行運転時に充放電動作を行う従来のエレベータ制御装置の構成図。

符号の説明

１…商用交流電源、２…整流回路、３…平滑コンデンサ、４…インバータ、１１…電動機、１２…メインシーブ、１３…ロープ、１４…乗りかご、１５…釣り合いおもり、３１…速度検出部、３２…速度指令部、３３…速度制御部、３４…荷重検出スイッチ、３５…荷重信号演算部、３６…トルク指令判断部、３７…インバータ電流検出部、３８…インバータ電流制御部、４１，４１ａ…運転判断用テーブル、４２，４２ａ…次走行運転判断部、４３…フィルタ回路、４４…加重平均値演算部、加重データテーブル、５１ａ，５１ｂ…充放電制御素子、５３…充放電回路、５４…蓄電装置、５４ａ，…，５４ｎ…電池、５５…偏り監視手段、５５ａ１，…，５５ａｎ…電圧検出部、５５ｂ…電圧変化監視部、５６…電流指令出力手段、５６ａ…電圧指令装置、５６ｂ…電圧検出部、５６ｃ…電流指令値出力要素、５６ｄ…電流検出部、５６ｅ…演算要素、５７…充放電電流制御部。

Claims

交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路で変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電力で駆動し乗りかごを運転走行する電動機と、予め定める走行パターンに応じた速度指令と前記電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと前記乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて前記可変電圧可変周波数の交流電力を出力するように前記インバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
前記走行パターンの走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号との関係から次走行時の力行・回生運転による複数の指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号のもとに付加されるトルク補償値とに基づいて次走行時の力行・回生運転の１つの指令値選択信号を選択し出力する次走行運転判断手段と、
前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、
前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、
この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と前記整流回路の出力ライン間の直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路で変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電力で駆動し乗りかごを運転走行する電動機と、予め定める走行パターンに応じた速度指令と前記電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと前記乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて前記可変電圧可変周波数の交流電力を出力するように前記インバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
前記走行パターンの走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号との関係から次走行時の力行・回生運転による複数の指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号のもとに付加されるトルク補償値とに基づいて次走行時の力行・回生運転の１つの指令値選択信号を選択し出力する次走行運転判断手段と、
前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、
この蓄電装置を構成する各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが大きいか否かの監視結果と前記蓄電装置の蓄電エネルギーを出力する電圧変化監視手段と、
この電圧変化監視手段から各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが小さいとの監視結果及び前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、当該減り具合の偏りが大きいとの監視結果や停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、
この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と前記整流回路の出力ライン間の直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値の出力ラインにフィルタを設け、当該荷重信号またはトルク補償値の急変を抑制し出力することを特徴とするエレベータ制御装置。
請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値の出力ラインに加重平均値演算手段を設け、当該荷重信号またはトルク補償値を加算し、その平均値を出力することを特徴とするエレベータ制御装置。
請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
前記乗りかごの積載荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値の出力ラインに複数の荷重検出範囲を定めた荷重データテーブルが設けられ、前記荷重信号または当該荷重信号に対応するトルク補償値が何れの荷重検出範囲に属するかの信号を出力すことを特徴とするエレベータ制御装置。
交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路で変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電力で駆動し乗りかごを運転走行する電動機と、予め定める走行パターンに応じた速度指令と前記電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと前記乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて前記可変電圧可変周波数の交流電力を出力するように前記インバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
予め走行パターンの走行方向と前記電動機の速度との関係から複数の消費エネルギー範囲に対応する指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記電動機の実速度とから求められる消費エネルギーが何れの前記消費エネルギー範囲に属するかに応じて１つの前記指令値選択信号を取り出す次走行運転判断手段と、
前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、
前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、
この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と前記整流回路の出力ライン間の直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路で変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電力で駆動し乗りかごを運転走行する電動機と、予め定める走行パターンに応じた速度指令と前記電動機の速度の偏差から得られる制御トルクと前記乗りかごの積載荷重のもとに付加されるトルク補償値とのトータルトルクに基づいて前記可変電圧可変周波数の交流電力を出力するように前記インバータを制御する駆動制御手段とを設けたエレベータ制御装置において、
予め走行パターンの走行方向と前記電動機の速度との関係から複数の消費エネルギー範囲に対応する指令値選択信号が設定され、前記走行パターンから得られる走行方向と前記電動機の実速度とから求められる消費エネルギーが何れの前記消費エネルギー範囲に属するかに応じて１つの前記指令値選択信号を取り出す次走行運転判断手段と、
前記電動機の回生運転時に回生電力エネルギーを蓄電し、当該電動機の力行運転時に前記蓄電されたエネルギーを前記インバータ側に放出する複数の電池で構成される蓄電装置と、
この蓄電装置を構成する各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが大きいか否かの監視結果と前記蓄電装置の蓄電エネルギーを出力する電圧変化監視手段と、
この電圧変化監視手段から各電池相互の蓄電電圧の減り具合の偏りが小さいとの監視結果及び前記蓄電装置に停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在する場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値を出力し、指令値選択信号当該減り具合の偏りが大きいとの監視結果や停電時に十分に使用可能な蓄電エネルギーが存在しない場合、前記次走行運転判断手段からの指令値選択信号に基づく規定電圧指令値よりも下位の規定電圧指令値を出力する電圧指令出力手段と、
この電圧指令出力手段からの規定電圧指令値と前記整流回路の出力ライン間の直流電圧の電圧変動に依存する電流指令のもとに、前記回生運転時及び力行運転時に前記蓄電装置に対する充放電を制御する充放電電流制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
請求項６及び７に記載のエレベータ制御装置において、
前記次走行運転判断手段による消費エルギーは、前記トータルトルクと前記電動機の実速度とから算出することを特徴とするエレベータ制御装置。