JP2005324882A - エレベータ制御装置 - Google Patents

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の速度パターンからの速度方向とトルク指令判断部３６のトルク指令値とから次走行時の力行・回生運転に伴う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時、次走行運転判断部４２の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の選択信号に従う電圧指令値よりも下位の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る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、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指令値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速度方向と前記トルク指令値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速度方向と前記トルク指令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、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、走行パターンによる速度方向とトルク指令値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、しかも次走行運転の停電時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。

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と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指令値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速度方向と前記トルク指令値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速度方向と前記トルク指令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、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、走行パターンによる速度方向とトルク指令値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、前記次走行運転判断手段へのトルク指令値入り側にフィルタを設け、トルク指令値の急変を抑制するような信号を次走行運転判断手段に入力するので、次走行運転判断手段では、トルク指令値のふらつきや急変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、前記次走行運転判断手段へのトルク指令値入り側に加重平均値演算手段を設け、あるいは複数のトルク指令範囲を定めたトルクデータテーブルを設けた場合でも、トルク指令値のふらつきや急変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、予めトルク指令値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、前記トルク指令値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消費エネルギー範囲に属するかに応じて１つの指令値選択信号を取り出すことができる。

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。この運転判断用テーブル４１には図２に示すように、トルクと走行パターンによる走行速度方向との関係が規定されている。つまり、トルクが所定の正しきい値を越え、かつ速度指令部３２の走行パターンが速度アップ方向のときに力行運転となり、またトルクが所定の負しきい値を越え、かつ速度指令部３２の走行パターンが速度ダウン方向のときに回生運転となるので、運転判断用テーブル４１には、トルク−速度アップ・ダウン方向−力行・回生運転−指令値選択信号の順序で規定する。この指令値選択信号は、後記する予め定めた複数の規定電圧指令値の中から所要の規定電圧指令値を選択するための信号である。

前記次走行運転判断部４２は、予め所定の±トルクしきい値が設定され、指令判断部３６から得られるトータルトルク指令値と速度指令部３２の走行パターンとに基づき、前記運転判断用テーブル４１を参照し、次走行時の指令値選択信号を決定し出力する。

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の現在の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が、直流電圧の変動がない場合には回生運転か力行運転かの判断が難しくなるが、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、トルク指令判断部３６からトータルトルク指令値を取り込み、当該トータルトルク指令値が正・負何れのトルクしきい値を越えているか否かを判断し、また速度指令部３２の走行パターンから次走行時の速度方向を取り込む。そして、次走行運転判断部４２は、トータルトルク値と次走行時の速度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、トータルトルク指令値が正トルクしきい値を越え、かつ速度方向がアップ方向のとき、力行運転と判断し、高位、中位及び低位の規定電圧指令値のうち例えば中位規定電圧指令値を選択する指令値選択信号を出力し、またトータルトルク指令値が負トルクしきい値を越え、かつ速度方向がダウン方向のとき、回生運転と判断し、高位、中位及び低位の規定電圧指令値のうち例えば高位規定電圧指令値を選択する指令値選択信号を出力する。

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の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の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が、次走行運転方向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、電動機１１のトルク指令値と走行パターンから得られる次走行時の速度方向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、例えば１個の荷重検出スイッチ３４を用いて、乗りかご１４の積載荷重を検出し、荷重信号演算部３５がその荷重検出スイッチ３４の検出荷重に従って連続的にトルク補償値を出力するような構成の場合、荷重検出スイッチ３４による荷重検出信号のふらつきの他、荷重検出スイッチ３４及び荷重信号演算部３５を含んで各構成体の異常等による暴走により、トルク指令判断部３６のトータルトルク指令値に大きなばらつきが出る可能性が有るので、トルク指令判断部３６の出力側にフィルタ回路４３を接続し、急変するトルク指令値のふらつきを抑制し、次走行運転判断部４２に送出する。

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、トルク指令値のふらつき等による誤動作を未然に回避でき、トルク指令値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、例えば１個の荷重検出スイッチ３４を用いて、乗りかご１４の積載荷重を検出し、荷重信号演算部３５がその荷重検出スイッチ３４の検出荷重に従って連続的にトルク補償値を出力するような構成の場合、荷重検出スイッチ３４による荷重検出信号のふらつきの他、荷重検出スイッチ３４及び荷重信号演算部３５を含んで各構成体の異常等による暴走により、トルク指令判断部３６のトルク指令値に大きなばらつきや急変が生じる可能性が有るので、トルク指令判断部３６の出力側に加重平均値演算部４４を設け、時々刻々変化するトータルトルク指令値を積算し、その平均値をもってトルク平均指令値信号とし、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、トルク指令値の加重平均を用いることにより、トルク指令値のふらつきや急変等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、例えば１個の荷重検出スイッチ３４を用いて、乗りかご１４の積載荷重を検出し、荷重信号演算部３５がその荷重検出スイッチ３４の検出荷重に従って連続的にトルク補償値を出力するような構成の場合、荷重検出スイッチ３４による荷重検出信号のふらつきの他、荷重検出スイッチ３４及び荷重信号演算部３５を含んで各構成体の異常等による暴走により、トルク指令判断部３６のトータルトルク指令値に大きなばらつきや急変が生じる可能性が有るので、トルク指令判断部３６の出力側にトルクデータテーブル４５を設け、トルクデータテーブル４５には複数のトルク指令値範囲を設定し、トルク指令判断部３６から出力されるトルク指令値が何れのトルク指令値範囲に入るトルク指令値であるかを決定し、次走行運転判断部４２に送出する。

この次走行運転判断部４２は、予め運転判断用テーブル４１に各トルク指令値範囲−走行パターンの速度方向−力行・回生運転−指令値選択信号との関係が規定され、トルク指令値範囲と走行パターンの速度方向とのもとに、力行運転時又は回生運転時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、原則的に指令値選択信号に従って規定電圧指令値を出力するが、前述するように各電池相互の減り具合の偏りの大きさ及びバックアップに十分可能な蓄電装置５４の蓄電エネルギーを有するか否かに応じ、下位側の規定電圧指令値に変更して出力する。

従って、この実施の形態によれば、トルク指令判断部３６から出力されるトルク指令値のふらつきなどに左右されずにあるまとまりをもったトルク指令値範囲を定め、トルク指令値の入るトルク指令値範囲を用いて、次走行運転判断部４２によって次走行運転時の指令値選択信号を決定することができ、トルク指令値によるふらつきや急変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。

エレベータ制御装置においては、トルク指令判断部３６のトルク指令値Ｔと速度検出部３１で検出される電動機１１の実速度ｗとを取り出し、これらトルク指令値Ｔと実速度ｗとを乗算し、消費電力Ｐを求めることができる。すなわち、Ｐ＝Ｔ×ｗ ← ＝Ｖ×Ｉ×％との関係にあり、電源出力Ｖ×Ｉに対し、消費電力ＰはＶ×Ｉ×％であらわすことができ、この消費電力ＰはＴ×ｗでもあらわすことができる。

そこで、この実施の形態では、運転判断用テーブル４１ａには電動機１１の複数の実速度範囲とトルク指令値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規定し、次走行運転判断部４２ａは、速度検出部３１による電動機１１の実速度が属する実速度範囲とトルク指令判断部３６のトルク指令値とに関係付けられる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対応する指令値選択信号を取り出し、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の実速度とトルク指令値と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の実速度とトルク指令判断部３６から出力されるトルク指令値と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の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４２ａ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の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４２ａ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。

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が、直流電圧が変動していない場合には回生運転か力行運転かの判断が難しいが、次走行運転に係る規定電圧指令値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、電動機１１の実速度とトルク指令判断部３６のトルク指令値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。

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。 トルクと走行パターンにおける速度方向とから次走行運転時の力行運転及び回生運転の関係を説明する特性図。 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 (7)

1. 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指令値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速度方向と前記トルク指令値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速度方向と前記トルク指令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、
   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。
2. 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指令値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速度方向と前記トルク指令値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速度方向と前記トルク指令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、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。
3. 請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
   前記次走行運転判断手段へのトルク指令値入り側にフィルタを設け、前記トルク指令値の急変を抑制し、前記次走行運転判断手段に送出することを特徴とするエレベータ制御装置。
4. 請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
   前記次走行運転判断手段へのトルク指令値入り側に加重平均値演算手段を設け、前記トルク指令値を加算し、その平均値を前記次走行運転判断手段に送出することを特徴とするエレベータ制御装置。
5. 請求項１及び２に記載のエレベータ制御装置において、
   前記次走行運転判断手段へのトルク指令値入り側に複数のトルク指令値範囲を定めたトルクデータテーブルが設けられ、前記トルク指令値が何れのトルク指令値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。
6. 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指令値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、
   前記電動機の複数の速度範囲とトルク指令値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、前記電動機の実速度と前記トルク指令値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。
7. 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指令値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、
   前記電動機の複数の速度範囲とトルク指令値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、前記電動機の実速度と前記トルク指令値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。

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