JP2005324888A - ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑える。
【解決手段】エレベータ１０ａに備えられた蓄電装置３０ａとエレベータ１０ｂに備えられた蓄電装置３０ｂとの間に介在された蓄電切替え装置６２によりエレベータ１０ａ，１０ｂの電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整しておく。そして、群管理制御装置６０に設けられた蓄電統括制御装置６１にて電力供給ラインの電圧の変動から電力余剰状態または電力不足状態を判断し、蓄電装置３０ａ，３０ｂに対する充放電制御を統括的に行う。これにより、エレベータ１０ａ，１０ｂ間でそれぞれの蓄電装置３０ａ，３０ｂを共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回生エネルギーを利用してエレベータ（乗りかご）を駆動するハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に係り、特に複数台のエレベータを群管理するシステムに用いて好適なハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に関する。

一般に、エレベータでは、電動機（巻上げ機）の回転軸に巻き掛けられたロープの両端に乗りかごとカウンタウェイトが吊り下げられ、上記電動機の回転によりロープを介して乗りかごがカウンタウェイトと反対方向につるべ式に昇降動作する。

ここで、例えば乗りかごが昇降路の下方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより重ければ、動力を必要としないため、電動機が発電機として機能することになり、回生エネルギーが生じる。また、乗りかごが上方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより軽ければ、動力を必要としないため、回生エネルギーが生じる。

このように、動力を必要とせずに乗りかごを運転することを「回生運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「回生方向」と呼ぶ。また、その逆に、動力を必要する運転を「力行運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「力行方向」と呼んでいる。

ところで、近年の省電力化の要求に伴い、上述した回生運転時に生じる電力つまり回生エネルギーを例えば大容量のコンデンサなどからなる蓄電装置に蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄電装置に蓄えた回生エネルギーを利用して乗りかごを運転するハイブリッド駆動型のエレベータが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２３６７４３号公報

大型のマンションや会社ビルのように、複数台のエレベータが並設された建物では、各号機の乗りかごの運転状態が常時監視されており、例えば各階床の乗場で呼びがあると、その呼びに対して最適な乗りかごを応答させるための群管理制御が一般的に行われている。

しかしながら、このような群管理制御を有するエレベータシステムにおいて、従来、上述したようなハイブリッド駆動型のエレベータと融合させたものはなく、各エレベータに設置された蓄電装置はそれぞれに個別に使用されていた。このため、例えばあるエレベータで電力の余剰分があった場合に、他のエレベータに利用されることなく無駄に消費されていた。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることのできるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、少なくとも２台以上のエレベータの運転を群管理制御する群管理制御手段と、上記各エレベータ毎に設置され、乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する電力余剰分のエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記電力供給ラインに供給する複数の蓄電手段と、上記各蓄電手段の間に介在され、上記各エレベータ間で上記電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整する蓄電切替え手段と、上記群管理制御手段に設けられ、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値と予め設定された目標値との比較結果に基づいて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、上記各蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う蓄電統括制御手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、各エレベータ間で電力供給ラインの電圧が同じレベルに調整された状態で、その電圧値の変動に応じて電力余剰状態または電力不足状態が判断され、予め設定された目標値に合わせて各エレベータの蓄電手段に対する充放電制御が統括的に行われる。これにより、各エレベータ間でそれぞれの蓄電手段が共通に利用され、エレベータシステム全体として消費電力を効率的に抑えることが可能となる。

また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも上昇した場合に電力余剰状態であると判断し、その余剰分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に充電することを特徴とする。

このような構成によれば、目標値との比較により電力余剰状態であると判断された場合に、その余剰分のエネルギーが各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に対して充電される。これにより、余剰分のエネルギーを無駄に消費することなく、空いている蓄電手段に蓄積しておくことができる。

また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電することを特徴とする。

このような構成によれば、余剰分のエネルギーが各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電される。これにより、各蓄電手段の残容量を考慮しながら効率的に充電を行うことができる。

また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも降下した場合に電力不足状態であると判断し、その不足分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電することを特徴とする。

このような構成によれば、目標値との比較により電力不足状態であると判断された場合に、その不足分のエネルギーが各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電される。これにより、不足分のエネルギーを他の蓄電手段から供給可能として、商用電源の消費量を減らすことができる。

また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で余力のあるものから順に放電することを特徴とする。

このような構成によれば、不足分のエネルギーが各蓄電手段の中で余力のあるから順に放電される。これにより、各蓄電手段の余力つまり現在の容量を考慮しながら効率的に放電を行うことができる。

本発明によれば、各エレベータ間で電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整した状態で、その電圧値の変動に応じて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、各エレベータの蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う構成により、各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置として、複数台（ここでは２台）のエレベータ１０ａ，１０ｂが群管理されたシステムに適用した構成を示す図である。

エレベータ１０ａは、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機１１ａと、この電動機１１ａの回転軸に取り付けられて回転するシーブ１２ａと、このシーブ１２ａに巻き掛けられたロープ１３ａの両端に吊り下げられた乗りかご１４ａとカウンタウェイト（釣り合い重り）１５ａなどを備える。

また、乗りかご１４ａの駆動系として、商用電源１６ａと、この商用電源１６ａの交流電圧を直流電圧に変換する整流器１７ａと、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ１８ａと、上記直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ１９ａと、このインバータ１９ａにより供給される電動機１１ａの電流を検出するインバータ電流検出装置２０ａなどを備える。

なお、上記商用電源１６ａは三相電源である。この三相電源による交流電圧が整流器１７ａで全波整流され、平滑コンデンサ１８ａにてリプル分が吸収されて直流に平滑化される。この平滑化された直流がインバータ１９ａに与えられ、所定周波数の交流電圧に変換されて電動機１１ａに駆動電力として供給される。

このような電力供給により、電動機１１ａが回転駆動され、これに伴いシーブ１２ａが回転し、そこに巻き掛けられたロープ１３ａを介して乗りかご１４ａとカウンタウェイト１５ａが昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

また、このエレベータ１０ａは、上記乗りかご１４ａの運転速度などを制御するための運転制御装置２１ａを備える。

図２に運転制御装置２１ａの構成を示す。この運転制御装置２１ａは、速度指令部２２ａと、速度検出部２３ａと、速度制御部２４ａと、荷重検出スイッチ部２５ａと、荷重信号演算部２６ａと、トルク指令判断部２７ａと、インバータ電流制御部２８ａなどから構成される。

速度指令部２２ａは、図示せぬエレベータ制御盤から電動機１１ａの運転指令を受けて、速度指令値を出力する。速度検出部２３ａは、電動機１１ａの現在の速度を検出する。速度制御部２４ａは、速度指令値と速度検出値との偏差を求め、その偏差をなくすようなトルク指令を出力する。

荷重検出スイッチ部２５ａは、乗りかご１４ａの荷重を検出するためのスイッチであり、例えば荷重値に応じて選択的にオン動作する複数のスイッチからなる。荷重信号演算部２６ａは、荷重検出スイッチ部２５ａから出力される荷重信号に基づいてトルク補償値を演算する。

具体的には、上記荷重検出スイッチ部２５ａが３つのスイッチａ、ｂ、ｃから構成されるものとする。スイッチａは乗りかご１４ａの荷重値が所定の積載重量（カウンタウェイト１５ａと釣り合う重量）よりも重いときにＯＮし、スイッチｂは乗りかご１４ａの荷重値が上記所定の積載重量のときにＯＮし、スイッチｃは乗りかご１４ａの荷重値が上記所定の積載重量よりも軽いときにＯＮする。荷重信号演算部２６ａは、図３に示すように、これらのスイッチａ、ｂ、ｃのそれぞれのＯＮ信号に対し、例えば「−１０」、「０」、「＋１０」なるトルク補償値を出力する。

トルク指令判断部２７ａは、速度制御部２４ａから出力されたトルク指令値と荷重信号演算部２６ａから出力されたトルク補償値とを加算して得られる最終的なトルク指令値が許容範囲内にあるか否かを判断する。その結果、トルク指令値が許容範囲外であれば、許容範囲内に収めるようにリミッタをかける。

インバータ電流制御部２８ａは、インバータ電流検出装置２０ａによって検出された電流値とトルク指令判断部２７ａから出力されるトルク指令値とに基づいて、電動機１１ａに流す電流をトルク指令値に合わせて制御する。

図１に戻って、このエレベータ１０ａは、上記構成に加え、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置３０ａ、充放電回路３１ａ、蓄電制御装置３２ａを備える。

蓄電装置３０ａは、例えばニッケル水素電池や、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池などの２次電池や、電気２重層コンデンサといった大容量キャパシタなどからなり、回生運転時に電力供給ラインに生じる回生エネルギーを蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄えた回生エネルギーを電力供給ラインに放電することで省電力化を図るものである。

充放電回路３１ａは、蓄電装置３０ａに対する充放電を切り替えるための回路である。この充放電回路３１ａは、インバータ１９ａへの電力供給ラインである直流母線間に並列に接続される充電用スイッチング素子３３ａおよび放電用スイッチング素子３４ａ、これらのスイッチング素子３３ａ，３４ａの共通接続部に接続され、直流電力を平滑化する機能を有する直流リアクトル３５ａなどから構成される。

蓄電制御装置３２ａは、直流母線間電圧つまり平滑コンデンサ１８ａの電圧を監視し、その電圧値に基づいて乗りかご１４ａの運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路３１ａを制御して蓄電装置３０ａに対する充放電を行うものである。

具体的には、この蓄電制御装置３２ａは、直流母線間電圧（平滑コンデンサ１８ａの電圧）を検出する電圧検出部４１ａと、充放電回路３１ａを駆動して蓄電装置３０ａに対する充放電を制御する充放電制御部４２ａと、蓄電装置３０ａの電圧を検出する電圧検出部４３ａと、この電圧検出部４３ａによって検出された蓄電装置３０ａの電圧変化を監視する電圧変化監視部４４ａと、電圧指令を出す電圧指令部４５ａと、蓄電装置３０ａに流れ込む電流を検出する電流検出部４６ａなどから構成される。

すなわち、商用電源１６ａから供給された三相交流電圧は整流器１７ａにて直流電圧に変換された後、インバータ１９ａにて所望の交流電圧に変換されて電動機１１ａに供給される。その際に、乗りかご１４ａが回生運転になると、インバータ１９ａから入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、直流母線間電圧は上昇することになる。

通常のエレベータでは、直流母線間電圧が一定値以上になったときに、インバータ１９ａの入力端子側に設けられたスイッチング素子５１ａを制御して回生抵抗５２ａにてエネルギーを熱消費していた。これに対し、ハイブリッド駆動式エレベータでは、この回生エネルギーを有効利用するために蓄電装置３０ａを備える。

ここで、蓄電装置３０ａを備えたハイブリッド駆動式エレベータにおける回生エネルギーの充電と放電の動作について簡単に説明しておく。

（ａ）回生エネルギーの充電動作
上述したように、乗りかご１４ａの回生運転時には、インバータ１９ａから入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ１８ａに回生エネルギーが蓄積され、インバータ１９ａへの電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置３２ａ内の電圧検出部４１ａにて検出される。

ここで、蓄電制御装置３２ａでは、上記直流母線間の電圧が予め設定された基準値以上となると、電圧指令部４５ａにより蓄電装置３０ａへの充電に適した電圧となるまで降圧してから、充放電回路３１ａ内の充電用スイッチング素子３３ａをＯＮして蓄電装置３０ａに充電を行う。

このときの蓄電装置３０ａの電圧変化は電圧検出部４３ａを通じて電圧変化監視部４４ａにて監視され、電圧指令部４５ａに与えられる。この際、蓄電装置３０ａに流れ込む電流を電流検出部４６ａにて検出し、充放電制御部４２ａにて充電電流を制御する。これにより、回生エネルギーを蓄電装置３０ａに蓄えることが可能となる。

（ｂ）回生エネルギーの放電動作
乗りかご１４の力行運転時には、平滑コンデンサ１８ａで平滑化された直流がインバータ１９ａに供給されるので、インバータ１９ａへの電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置３２ａ内の電圧検出部４１ａにて検出される。

ここで、蓄電制御装置３２ａでは、上記直流母線間電圧が予め設定された基準値よりも下がると、電圧指令部４５ａにて設定された目標値まで蓄電装置３０ａの電圧を昇圧して直流母線間電圧に突き合わせることで、充放電回路３１ａ内の放電用スイッチング素子３４ａをＯＮして蓄電装置３０ａに蓄積された回生エネルギーを電力供給ラインへ放電する。この際、蓄電装置３０ａから流れ出す電流を電流検出部４６ａにて検出し、充放電制御部４２ａにて放電電流を制御する。

また、他方のエレベータ１０ｂの構成についても、上記エレベータ１０ａと同様の構成である。

すなわち、エレベータ１０ｂの機構として、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機１１ｂと、この電動機１１ｂの回転軸に取り付けられて回転するシーブ１２ｂと、このシーブ１２ｂに巻き掛けられたロープ１３ｂの両端に吊り下げられた乗りかご１４ｂとカウンタウェイト１５ｂなどを備える。

また、乗りかご１４ｂの駆動系として、商用電源１６ｂと、この商用電源１６ｂの交流電圧を直流電圧に変換する整流器１７ｂと、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ１８ｂと、上記直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ１９ｂと、このインバータ１９ｂにより供給される電動機１１ｂの電流を検出するインバータ電流検出装置２０ｂなどを備える。

また、上記乗りかご１４ｂの運転速度などを制御するための運転制御装置２１ｂを備える。なお、この運転制御装置２１ｂの構成については、図２に示した運転制御装置２１ａの構成と同様であるため、省略する。

また、このエレベータ１０ｂは、上記エレベータ１０ａと同様に、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置３０ｂ、充放電回路３１ｂ、蓄電制御装置３２ｂを備える。

蓄電装置３０ｂは、例えば大容量の多数のバッテリあるいはコンデンサからなり、回生運転時に生じる回生エネルギーを蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄えた回生エネルギーを放電することで省電力化を図るものである。

充放電回路３１ｂは、蓄電装置３０ｂに対する充放電を切り替えるための回路であり、充電用スイッチング素子３３ｂおよび放電用スイッチング素子３４ｂ、直流リアクトル３５ｂなどから構成される。

蓄電制御装置３２ｂは、直流母線間電圧つまり平滑コンデンサ１８ｂの電圧を監視し、その電圧値に基づいて乗りかご１４ｂの運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路３１ｂを制御して蓄電装置３０ｂに対する充放電を行うものである。この蓄電制御装置３２ｂは、上記エレベータ１０ａに備えられた蓄電制御装置３２ａと同様に、電圧検出部４１ｂ、充放電制御部４２ｂ、電圧検出部４３ｂ、電圧変化監視部４４ｂ、電圧指令部４５ｂ、電流検出部４６ｂなどから構成される。

このような構成において、エレベータ１０ａに備えられた蓄電装置３０ａと、エレベータ１０ｂに備えられた蓄電装置３０ｂは、通常、各エレベータ毎に個別に管理されている。このため、例えば蓄電装置３０ａの残容量が減少すると、エレベータ１０ａでは電力アシストを停止し、また、蓄電装置３０ａが満充電状態となれば、それ以上回生電力を充電することはせず、スイッチング素子５１ａを介して回生抵抗５２ａにて熱消費していた。これはエレベータ１０ｂの方でも同様である。

ところが、一方のエレベータの蓄電装置にこれ以上回生電力を充電できない満充電状態や、放電不可能な電力が残されていない状態であっても、他方のエレベータの蓄電装置には、その充放電の余地が十分にあると考えられる。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、群管理制御装置６０に蓄電統括制御装置６１を設け、また、エレベータ１０ａの蓄電装置３０ａとエレベータ１０ｂの蓄電装置３０ｂとの間に蓄電切替え装置６２を設けることで、エレベータ１０ａ，１０ｂ間でそれぞれの蓄電装置３０ａ，３０ｂを共通に利用可能とする。

上記群管理制御装置６０は、エレベータ１０ａ，１０ｂを群管理制御するための主制御装置であって、運転制御装置２１ａおよび運転制御装置２１ｂに接続され、それぞれのエレベータ利用状況に合わせた最適な運転制御を行うものである。例えば、各階の乗場呼びに対して、各号機の現在位置や走行方向、そして、荷重状態などの各条件に基づいて最適な号機を割り当てるための制御などを行う。

このような群管理制御装置６０に蓄電統括制御装置６１を設けることで、蓄電制御装置３２ａ，３２ｂから各々の蓄電装置３０ａ，３０ｂの電圧、電流、そして、直流母線間電圧を入力して比較演算することが可能となる。また、エレベータ１０ａの蓄電装置３０ａとエレベータ１０ｂの蓄電装置３０ｂとの間に蓄電切替え装置６２を設け、これを蓄電統括制御装置６１により切り替え制御することで、エレベータ１０ａ，１０ｂの直流母線間電圧を必要に応じて突き合わせることが可能となる。

具体的に説明すると、今、エレベータ１０ａをＡ号機、エレベータ１０ｂをＢ号機として、Ａ号機が力行運転中にＢ号機が回生運転となった場合を考える。

Ａ号機は力行運転を行っているため、その直流母線間電圧（平滑コンデンサ１８ａの電圧）は停止時よりも低下する。一方、Ｂ号機は回生運転を行っているため、その直流母線間電圧は停止時よりも上昇することになる。

ここで、Ａ号機の直流母線間電圧がある基準値よりも降下し、また、Ｂ号機の直流母線間電圧がある基準値よりも上昇したとすると、通常は、それぞれの充放電回路３１ａ，３１ｂを通じて蓄電装置３０ａ，３０ｂへの充放電制御が行われるが、ここでは蓄電統括制御装置６１により蓄電切替え装置６２を切替え制御して、Ａ号機とＢ号機の直流母線間電圧を突き合わせておく。

したがって、Ａ号機の直流母線間電圧が降下し、Ｂ号機の直流母線間電圧が上昇した際に、これらの直流母線間電圧が突き合わせてあるため、ある一定の電圧値に収束することになる。このときの電圧値は電圧検出部４１ａ，４１ｂにて検出されて蓄電統括制御装置６１に与えられる。

蓄電統括制御装置６１では、上記収束した直流母線間電圧が予め設定された目標値より高ければ、電力余剰状態であると判断して蓄電装置３０ａ，３０ｂにその余剰分のエネルギーを充電し、上記目標値より低ければ、電力不足状態であると判断して蓄電装置３０ａ，３０ｂからその不足のエネルギーを放電するように蓄電制御装置３２ａ，３２ｂを制御する。

また、Ａ，Ｂ号機が同時に回生運転を行う場合には、直流母線間電圧は上昇するため、２つの蓄電装置３０ａ，３０ｂに回生エネルギーを充電するように蓄電制御装置３２ａ，３２ｂを制御する。

また、Ａ，Ｂ号機が同時に力行運転する場合には、直流母線間電圧が目標値となるように蓄電装置３０ａ，３０ｂから回生エネルギーを放電するように蓄電制御装置３２ａ，３２ｂを制御する。

次に、本実施形態の動作について説明する。

図４はエレベータ１０ａをＡ号機、エレベータ１０ｂをＢ号機とした場合の蓄電装置３０ａ，３０ｂに対する充放電の処理動作を示すフローチャートである。

今、図１に示すように、Ａ号機とＢ号機との間に蓄電切替え装置６２が接続され、それぞれの電力供給ラインである直流母線間の電圧が上記蓄電切替え装置６２を介して同じレベルに調整されているものとする（ステップＳ１０）。

このような状態で、Ａ号機とＢ号機のエレベータが起動されると（ステップＳ１１）、それぞれの直流母線間電圧が電圧検出部４１ａ，４１ｂにて検出されて、蓄電統括制御装置６１に与えられる。上述したように、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置６２を介して突き合わせてあり、その直流母線間電圧が所定の目標値（例えば２８０Ｖ程度）から外れると（ステップＳ１２のＹｅｓ）、蓄電統括制御装置６１は、以下のようにして蓄電装置３０ａ，３０ｂに対する充放電処理を行う。

まず、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が目標値より上昇した場合を想定する。

Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が上昇する要因としては、例えばＡ号機およびＢ号機の両方が回生運転にあり、そのときに生じる回生エネルギーによって上昇することが考えられる。ただし、一方の号機が力行運転していれば、そのときの電力バランスによりＡ，Ｂ号機の直流母線間電圧が上昇または下降することになる。

なお、回生エネルギーは、回生運転中の号機から発生する。例えば、Ａ号機が回生運転中であればＡ号機から発生し、Ａ号機とＢ号機が回生運転中であれば、その両方から発生する。この回生エネルギーをＡ，Ｂ号機に関係なく、蓄電装置３０ａと蓄電装置３０ｂのうちの充電可能な蓄電装置に対して充電する。

すなわち、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が目標値より上昇すると（ステップＳ１３のＹｅｓ）、蓄電統括制御装置６１は、回生エネルギーの発生による電力余剰状態であるものと判断し、まず、Ａ号機の蓄電装置３０ａに充電可能か否かを判断する（ステップＳ１４）。これは、Ａ号機の蓄電装置３０ａの電圧値と電流値を蓄電制御装置３２ａから取得することにより、蓄電装置３０ａの現在のエネルギー容量（残量）あるいは供給可能な電力値を算出することで判断する。

この場合、蓄電装置３０ａの電圧値をＶａ、電流値をＩａとすると、蓄電装置３０ａのエネルギー容量Ｑａは、以下のような式（１）で表される。なお、ｔは時間である。

Ｑａ＝Ｉａ×Ｖａ×ｔ［Ｗ・ｈ］ …（１）
また、蓄電装置３０ａの電力Ｐａは、以下のような式（２）で表される。

Ｐａ＝Ｉａ×Ｖａ ［Ｗ］ …（２）
このようにして算出された蓄電装置３０ａのエネルギー容量または電力の値が予め設定された上限値よりも低ければ、蓄電統括制御装置６１はＡ号機の蓄電装置３０ａに充電可能であると判断する（ステップＳ１４のＹｅｓ）。これにより、蓄電切替え装置６２は、蓄電制御装置３２ａを制御して、電力余剰分として生じている回生エネルギーをＡ号機の蓄電装置３０ａに充電する（ステップＳ１５）。

なお、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置６２を介して同じレベルになるように突き合わせてあるので、回生エネルギーの充電により両者の直流母線間電圧は同時に降下することになる。

Ａ号機の蓄電装置３０ａへの充電後、直流母線間電圧がまだ目標値よりも高ければ（ステップＳ１６のＹｅｓ）、あるいは、Ａ号機の蓄電装置３０ａに充電できなかった場合には（ステップＳ１４のＮｏ）、続いて蓄電統括制御装置６１は、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂに充電可能か否かを判断する（ステップＳ１７）。この場合も上記Ａ号機の蓄電装置３０ａのときと同様であり、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂの電圧値および電流値を蓄電制御装置３２ａから取得し、蓄電装置３０ｂの現在のエネルギー容量（残量）または供給可能な電力値を算出することで判断する。

その結果、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂに充電可能であれば（ステップＳ１７のＹｅｓ）、蓄電統括制御装置６１は、蓄電制御装置３２ｂを制御して、電力余剰分として生じている回生エネルギーを蓄電装置３０ｂに充電する（ステップＳ１８）。

また、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂに充電不可であれば（ステップＳ１７のＮｏ）、余った回生エネルギーをそれぞれの回生抵抗５２ａ，５２ｂで熱に変えて消費する（ステップＳ１９）。なお、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂに充電後、まだ回生エネルギーが余っている場合も同様である。

次に、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が目標値よりも降下した場合を想定する。

Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が降下する要因としては、例えばＡ号機およびＢ号機の両方が力行生運転にあり、その力行生運転により電力が消費されていることが考えられる。ただし、一方の号機が力行運転していれば、そのときの電力バランスによりＡ，Ｂ号機の直流母線間電圧は上昇または下降することになる。

力行運転により電力を必要とする場合に、そのときの電力不足分をＡ号機とＢ号機に関係なく、蓄電装置３０ａと蓄電装置３０ｂのうちの放電可能な蓄電装置から充電する。

すなわち、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧が目標値より降下すると（ステップＳ２０のＹｅｓ）、蓄電統括制御装置６１は、電力不足状態であると判断し、まず、Ａ号機の蓄電装置３０ａから放電可能か否かを判断する（ステップＳ２１）。これは、充電を行う場合と同様に、Ａ号機の蓄電装置３０ａの電圧値と電流値を蓄電制御装置３２ａから取得することにより、蓄電装置３０ａの現在のエネルギー容量（残量）あるいは供給可能な電力値を算出することで判断する。

このエネルギー容量または電力の値が予め設定された下限値よりも高ければ、蓄電統括制御装置６１はＡ号機の蓄電装置３０ａから放電可能であると判断する（ステップＳ２１のＹｅｓ）。これにより、蓄電切替え装置６２は、蓄電制御装置３２ａを制御して、Ａ号機の蓄電装置３０ａに蓄積された回生エネルギーを放電する（ステップＳ２２）。

なお、このときに放電された回生エネルギーは、電力を必要とする号機に使われる。例えば、Ａ号機が力行運転中であればＡ号機に使われ、Ａ号機とＢ号機の両方が力行運転中であれば、その両方に使われることになる。

また、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置６２を介して同じレベルになるように突き合わせてあるので、回生エネルギーの放電により両者の直流母線間電圧は同時に上昇することになる。

Ａ号機の蓄電装置３０ａから放電後、直流母線間電圧がまだ目標値よりも低ければ（ステップＳ２３のＹｅｓ）、あるいは、Ａ号機の蓄電装置３０ａから放電できなかった場合には（ステップＳ２１のＮｏ）、続いて蓄電統括制御装置６１は、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂから放電可能か否かを判断する（ステップＳ２４）。この場合も上記Ａ号機の蓄電装置３０ａのときと同様であり、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂの電圧値および電流値を蓄電制御装置３２ａから取得し、蓄電装置３０ｂの現在のエネルギー容量（残量）または供給可能な電力値を算出することで判断する。

その結果、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂから放電可能であれば（ステップＳ２４のＹｅｓ）、蓄電統括制御装置６１は、蓄電制御装置３２ｂを制御してＢ号機の蓄電装置３０ｂに蓄積された回生エネルギーを放電する（ステップＳ２５）。

また、Ｂ号機の蓄電装置３０ｂから放電不可であれば（ステップＳ２４のＮｏ）、電力アシストを中止する（ステップＳ１９）。

このように、Ａ，Ｂ号機の直流母線間電圧を同じレベルに調整した上で、Ａ号機とＢ号機の運転状態により電力の余剰分が生じた際には蓄電装置３０ａ，３０ｂの中で充電可能な方に充電し、また、電力不足が生じた際には蓄電装置３０ａ，３０ｂの中で放電可能なものから電力供給を行うことで、Ａ，Ｂ号機間でそれぞれの蓄電装置３０ａ，３０ｂを共通に利用して、エレベータシステム全体としての消費電力を最小限に抑えることが可能となる。

なお、上記図４の処理では、Ａ号機→Ｂ号機の順で充電／放電が可能か否かをチェックしたが、必ずしもこの順番に限るものではなく、Ｂ号機→Ａ号機の順でチェックしても良い。また、Ａ号機とＢ号機を同時にチェックして、余力のある方から順に放電したり、残容量の少ないものから順に充電することでも良い。

また、上記実施形態では、Ａ号機、Ｂ号機といった２台のエレベータが群管理されたシステムを想定して説明したが、さらに多くのエレベータが並設されており、これらが群管理されたシステムであっても、上記実施形態と同様に、群管理機能と蓄電制御機能とを融合することで、個々の蓄電装置を各エレベータ間で共通に利用して、エレベータシステム全体での省電力化を実現できる。

要するに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置として、複数台のエレベータが群管理されたシステムに適用した構成を示す図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータに備えられた運転制御装置の構成を示すブロック図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータに備えられた荷重信号演算装置のスイッチとトルク補償値との関係を示す図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの充放電の処理動作を示すフローチャート。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ…電動機、１２ａ，１２ｂ…シーブ、１３ａ，１３ｂ…ロープ、１４ａ，１４ｂ…乗りかご、１５ａ，１５ｂ…カウンタウェイト、１６ａ，１６ｂ…商用電源、１７ａ，１７ｂ…整流器、１８ａ，１８ｂ…平滑コンデンサ、１９ａ，１９ｂ…インバータ、２０ａ，２０ｂ…インバータ電流検出装置、２１ａ，２１ｂ…運転制御装置、２２ａ，２２ｂ…速度指令部、２３ａ，２３ｂ…速度検出部、２４ａ，２４ｂ…速度制御部、２５ａ，２５ｂ…荷重検出スイッチ部、２６ａ，２６ｂ…荷重信号演算部、２７ａ，２７ｂ…トルク指令判断部、２８ａ，２８ｂ…インバータ電流制御部、３０ａ，３０ｂ…蓄電装置、３１ａ，３１ｂ…充放電回路、３２ａ，３２ｂ…蓄電制御装置、３３ａ，３３ｂ…充電用スイッチング素子、３４ａ，３４ｂ…放電用スイッチング素子、３５ａ，３５ｂ…直流リアクトル、４１ａ，４１ｂ…電圧検出部、４２ａ，４２ｂ…充放電制御部、４３ａ，４３ｂ…電圧検出部、４４ａ，４４ｂ…電圧変化監視部、４５ａ，４５ｂ…電圧指令部、４６ａ，４６ｂ…電流検出部、５１ａ，５１ｂ…スイッチング素子、５２ａ，５２ｂ…回生抵抗、６０…群管理制御装置、６１…蓄電統括制御装置、６２…蓄電切替え装置。

Claims (5)

1. 少なくとも２台以上のエレベータの運転を群管理制御する群管理制御手段と、
   上記各エレベータ毎に設置され、乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する電力余剰分のエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記電力供給ラインに供給する複数の蓄電手段と、
   上記各蓄電手段の間に介在され、上記各エレベータ間で上記電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整する蓄電切替え手段と、
   上記群管理制御手段に設けられ、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値と予め設定された目標値との比較結果に基づいて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、上記各蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う蓄電統括制御手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
2. 上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも上昇した場合に電力余剰状態であると判断し、その余剰分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に充電することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
3. 上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
4. 上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも降下した場合に電力不足状態であると判断し、その不足分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
5. 上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で余力のあるものから順に放電することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。

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