JP2006103907A

JP2006103907A - エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JP2006103907A
Application number: JP2004293946A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kato; 覚加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: JP4837272B2

Abstract

【課題】エレベーターの電源供給が遮断された場合においても、エレベーターを極力止めること無く運転することができるエレベーターの制御装置を得る。
【解決手段】コンバータ２及びインバータ３の間の直流母線部８に設けられ、直流母線部８と、コンバータ２及びインバータ３ａの間の直流母線部８ａとを切り替える切替手段５ｐ、５ｎと、直流母線部８ａに設けられ、直流母線部８と直流母線部８ａとを切り替える切替手段５ｐａ、５ｎａと、直流母線部８に異常が発生したことを検出した場合に、直流母線部８ａが正常であれば、切替手段５ｐ、５ｎを操作して、異常の発生した直流母線部８を切り離し、正常な直流母線部８ａからインバータ３に電力を供給できるように直流母線部８ａとインバータ３を接続する直流母線電圧異常検出手段７５とを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、エレベーターの電源供給が断たれても可能な限りエレベーターを運転することができ、乗客の利便性を向上させることができるエレベーターの制御装置に関するものである。

従来のエレベーターの制御装置においては、エレベーター群の運行条件に基づく電力需要が予め設定されているコンバータの電力量を越えても、直流電源となるコンバータの容量および受電設備容量を増加することなく、複数台のエレベーターを円滑に制御する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７１９２１号公報

従来のエレベーターの制御装置では、交流を直流に変換するコンバータの台数を減らすことができるというメリットがあるが、一般的には１台のエレベーターに１つずつコンバータを有するエレベーターシステムとなっている。また、複数台のエレベーターを１つのコンバータにより電源供給を行なう場合、交流電源が断たれたり、交流電源とコンバータの間で地絡等の故障が発生した場合や、コンバータに故障が発生した場合に、全てのエレベーターを通常速度で運転できなくなるというサービスの低下を招く要因となっていた。

また、エレベーターの電源供給が遮断されると、自家発電機等の設備を有しない建物においては、エレベーターを運転することができなくなる。よって要求に応じて停電時のかご内乗客を救出する目的で、直流母線部にバッテリから電源を供給して、低速で運転することができる装置が設けられたりする。この場合、バッテリが一次電池の場合、その容量や回生電力の処理方法が課題であり、通常時のように高速にエレベーターを運転することを妨げる要因となっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、エレベーターの電源供給が遮断された場合や、電源供給ラインの故障が発生した場合においても、エレベーターを極力止めること無く運転することができるエレベーターの制御装置を得るものである。

この発明に係るエレベーターの制御装置は、交流電源を直流電圧に変換する第１及び第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部に設けられ、前記第１の直流母線部と、前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部とを切り替える第１の切替手段と、前記第２の直流母線部に設けられ、前記第１の直流母線部と、前記第２の直流母線部とを切り替える第２の切替手段と、前記第１の直流母線部に異常が発生したことを検出した場合に、前記第２の直流母線部が正常であれば、前記第１の切替手段を操作して、異常の発生した前記第１の直流母線部を切り離し、正常な前記第２の直流母線部から前記第１のインバータに電力を供給できるように前記第２の直流母線部と前記第１のインバータを接続する直流母線電圧異常検出手段とを設けたものである。

この発明に係るエレベーターの制御装置は、エレベーターの電源供給が遮断された場合や、電源供給ラインの故障が発生した場合においても、エレベーターを極力止めること無く運転することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、交流電源１と、交流電源１を直流電圧に変換するコンバータ２と、コンバータ２からの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３、３ａと、インバータ３、３ａによって駆動される交流電動機４、４ａとが設けられている。

また、各号機の直流母線部８、８ａには、切替手段５ｐ、５ｎ、５ｐａ、５ｎａと、母線間接続線７０ｐ、７０ｎ、７０ｐａ、７０ｎａと、平滑コンデンサ７、７ａが設けられ、さらに、電圧検出器、比較器等から構成される直流母線電圧異常検出手段７５が設けられている。なお、電源引き込み線８０には、主接触器６０が設けられている。

つぎに、この実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図１では、エレベーターが２台（１号機、２号機）設置された例を示す。例えば、１号機の直流母線部８に異常が発生した場合に、直流母線電圧異常検出手段７５により異常が検出される。つまり、直流母線電圧異常検出手段７５は、１号機の平滑コンデンサ７の充電電圧が所定の電圧よりも低い場合、あるいは高い場合には直流母線部８に異常が発生したことを検出する。

この時、直流母線電圧異常検出手段７５は、２号機の直流母線部８ａの異常の有無をチェックする。つまり、直流母線電圧異常検出手段７５は、２号機の平滑コンデンサ７ａの充電電圧が所定の電圧よりも低い場合、あるいは高い場合には直流母線部８ａに異常が発生したことを検出する。

２号機の直流母線部８ａが正常であれば、直流母線電圧異常検出手段７５は、制御信号により１号機の切替手段５ｐ、５ｎを操作して、異常の発生した直流母線部８を切り離し、正常な２号機の直流母線部８ａから母線間接続線７０ｐａ、７０ｎａを介して１号機のインバータ３に電力を供給できるようにする。

上記のような手段（切替手段５ｐ、５ｎ、５ｐａ、５ｎａ、母線間接続線７０ｐ、７０ｎ、７０ｐａ、７０ｎａ、直流母線電圧異常検出手段７５）を用いることにより、自号機の直流母線部に異常が発生した場合でも、正常な他号機の直流母線部から自号機のインバータヘの電力供給が可能になり、エレベーターを停止させることなく、全てのエレベーターを運転することができる。

また、図１では１つのコンバータ２から２台のエレベーターに電力を供給するエレベーターシステムについて説明をしたが、図２に示すように、コンバータ２、２ａが号機毎に独立したエレベーターシステムにおいても、図１で説明した切替手段５ｐ、５ｎ、５ｐａ、５ｎａ、母線間接続線７０ｐ、７０ｎ、７０ｐａ、７０ｎａ、直流母線電圧異常検出手段７５を用いることにより、各コンバータ２、２ａや、各エレベーターの電源引き込み線８０の異常発生時にも同様の効果が期待できる。

この実施の形態１によれば、エレベーターの電源が供給されなくなった非常時にエレベーターを極力止めることなく高速で運転でき、また大きなバックアップ電源回路を必要としない。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置について図３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。

図３において、交流電源１と、交流電源１を直流電圧に変換するコンバータ２、２ａと、コンバータ２、２ａからの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３、３ａと、インバータ３、３ａによって駆動される交流電動機４、４ａとが設けられている。

また、交流電源１ａと、交流電源１ａを直流電圧に変換するコンバータ２ｂ、２ｃと、コンバータ２ｂ、２ｃからの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３ｂ、３ｃと、インバータ３ｂ、３ｃによって駆動される交流電動機４ｂ、４ｃとが設けられている。

さらに、直流母線部８〜８ｃを各号機間で繋ぐ母線間接続線７０ｐ、７０ｎと、母線間接続線７０ｐ、７０ｎに、各エレベーターの直流母線部８〜８ｃを接続したり、切り離ししたりする接触器７１ａ、７１ｂ、７１ｃが設けられている。

なお、電源引き込み線８０には、主接触器６０、６０ａが設けられている。電源引き込み線８０ａには、主接触器６０ｂ、６０ｃが設けられている。各号機の直流母線部８〜８ｃには、平滑コンデンサ７〜７ｃがそれぞれ設けられている。また、図示していないが、交流電源１、１ａの停電を検出する停電検出手段と、接触器７１ａ、７１ｂ、７１ｃの開閉を制御する接触器制御手段が設けられている。

つぎに、この実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

停電検出手段が、例えば、電源引き込み線８０における地絡等により交流電源１の停電を検出すると、接触器制御手段は、制御信号により、開いている接触器７１ａ、７１ｂ、７１ｃを閉じて接続し、交流電源１ａから１号機、２号機のインバータ３、３ａへ電力を供給できるようにする。

この実施の形態２のように、電源供給の１回線が遮断された非常時のみ接触器７１ａ、７１ｂ、７１ｃを必要に応じて接続することができるようにすれば、自号機で停電が発生した場合でも、正常な他号機の直流母線部から自号機のインバータヘの電力供給が可能になり、エレベーターを停止させることなく、全てのエレベーターを運転することができる。

この実施の形態２によれば、エレベーターの電源が供給されなくなった非常時にエレベーターを極力止めることなく高速で運転でき、また大きなバックアップ電源回路を必要としない。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置について図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。また、図５は、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

図４において、交流電源１と、交流電源１を直流電圧に変換するコンバータ２、２ａと、コンバータ２、２ａからの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３、３ａと、インバータ３、３ａによって駆動される交流電動機４、４ａとが設けられている。

また、各号機の直流母線部８、８ａには、母線間接続線７０ｐ、７０ｎと、平滑コンデンサ７、７ａが設けられている。なお、電源引き込み線８０には、主接触器６０、６０ａが設けられている。また、図示していないが、交流電源１の停電を検出する停電検出手段と、直流母線部８、８ａの直流母線電圧を監視し、インバータ３、３ａを動作してエレベーターの運転制御を行う監視制御手段が設けられている。

つぎに、この実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

上記の実施の形態１及び２では、各号機の直流母線部を繋ぐことにより得られる効果について説明した。

この実施の形態３では、完全にエレベーターヘの電源供給が遮断された場合を考える。この場合でも、回生運転については、外からの電力供給なしに可能であるが、回生電力の処理ができなければ、母線電圧が上昇しつづけて機器を破損することになる。回生電力が大きくならないように低速で動かすことも考えられるが、エレベーターの運行効率を落とす結果となる。

そこで、この実施の形態３では、直流母線部が繋がった他号機で回生電力を消費する制御装置とする。図４において、例えば、１号機のエレベーターを通常運転号機とし、２号機を回生電力処理号機とする。

停電検出手段が、例えば、電源引き込み線８０における地絡等により交流電源１の停電を検出した場合に、監視制御手段は、１号機のエレベーターを下降（回生）運転させる。図５（ａ）は、１号機がかご内定格負荷にて、下降運転を行なう回生運転モードのエレベーター速度を示している。

この場合の１号機のインバータ３の出力を図５（ｂ）に示す。監視制御手段は、２号機の直流母線部８ａの直流母線電圧を監視する。母線間接続線７０ｐ、７０ｎにより直流母線部８、８ａが繋がれているので、１号機の直流母線部８の直流母線電圧を監視してもよい。

１号機が回生運転モードに入り、図５（ｃ）に示すように、直流母線電圧が上昇を開始して基準となる電圧（所定の電圧）を超えた場合に、監視制御手段は、２号機のインバータ３ａを動作する。図５（ｄ）に示すように、２号機のインバータ３ａから電動機４ａへ、回生電力を消費するように通電を開始して、１号機からの回生電力を熱として放出する。

通電だけでは回生電力が消費できずに直流母線電圧が大きく上昇する場合は、監視制御手段は、２号機のエレベーターを力行運転させて回生電力を位置エネルギーに交換する。

この実施の形態３によれば、エレベーターの電源が供給されなくなった非常時にエレベーターを極力止めることなく高速で運転でき、また大きなバックアップ電源回路を必要としない。なお、図４では２つのコンバータ２、２ａの例を示しているが、１つのコンバータの場合も同様である。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置について説明する。この実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態３と同様である。

上記の実施の形態３では、他号機を動かして回生電力を処理することについて説明したが、母線間接続線７０ｐ、７０ｎを用いてエレベーターの力行運転時に電力を供給することも可能である。

例えば、１号機のエレベーターを力行運転したい場合、２号機のエレベーターを回生運転することにより、母線間接続線７０ｐ、７０ｎを介して１号機に電力を供給して通常運転を行なう。この様に号機間で電力の享受を行なうことにより、外部からの電力供給が無くてもエレベーターを動かすことができる。

すなわち、停電検出手段が、例えば、電源引き込み線８０における地絡等により交流電源１の停電を検出した場合に、１号機のエレベーターを力行運転したい場合、監視制御手段は、２号機のエレベーターを回生運転させることにより１号機に電力を供給する。監視制御手段は、１号機の直流母線部８の直流母線電圧を監視する。１号機が回生運転モードに入り、直流母線電圧が上昇を開始して基準となる電圧（所定の電圧）を超えた場合に、監視制御手段は、２号機のエレベーターを力行運転させることにより、直流母線部８、８ａを一定の電圧に保つ。

この実施の形態４によれば、エレベーターの電源が供給されなくなった非常時にエレベーターを極力止めることなく高速で運転でき、また大きなバックアップ電源回路を必要としない。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るエレベーターの制御装置について説明する。この実施の形態５に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態３と同様である。

上記の実施の形態３や実施の形態４では、運転したいエレベーター以外の他号機を回生処理号機に設定したため、他号機の運行を制約してしまい、場合によっては通常サービスから切り離しする必要があった。

この実施の形態５では、電源供給が遮断された場合に、直流母線部が繋がった複数のエレベーターシステムにおいて、エレベーター１台分の回生電力消費回路と電力供給回路を有することを特徴としている。上記回生電力消費回路は、例えば切替スイッチ（図示せず）を介して各号機の直流母線部に接続されており、上記切替スイッチを切り替えることにより各号機の直流母線部に接続することができる。上記電力供給回路も同様である。停電検出手段が、例えば、電源引き込み線８０における地絡等により交流電源１の停電を検出した場合に、１号機のエレベーターを回生運転したい場合、監視制御手段は、１号機のエレベーターを回生運転させて直流母線部８の直流母線電圧を監視する。この直流母線電圧が上昇を開始して基準となる電圧（所定の電圧）を超えた場合に、監視制御手段は、回生電力を消費するように上記切替スイッチを切り替えることにより上記回生電力消費回路に通電する。また、交流電源１の停電時に、１号機のエレベーターを力行運転したい場合、監視制御手段は、上記切替スイッチを切り替えることにより上記電力供給回路を接続し、１号機に電力を供給する。

このように構成することで、直流母線部が繋がったエレベーターシステムにおいて、全号機同時に動かすことは難しいが、各号機毎に運転が重ならないようにすれば、高速運転することが可能となる。

複数台のエレベーターシステムに、若干、運行効率は低下するが容量の小さな回生電力消費回路と電力供給回路を１つずつ準備すればよく、バックアップ設備の小型化が可能となる。

この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の別の構成を示す図である。この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１、１ａ交流電源、２、２ｂコンバータ、３、３ｂインバータ、４、４ｂ交流電動機、５ｐ、５ｎ、５ｐａ、５ｎａ切替手段、７、７ａ平滑コンデンサ、８、８ａ直流母線部、６０、６０ｂ主接触器、７０ｐ、７０ｎ、７０ｐａ、７０ｎａ母線間接続線、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ接触器、７５直流母線電圧異常検出手段、８０、８０ａ電源引き込み線。

Claims

交流電源を直流電圧に変換する第１及び第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、
前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部に設けられ、前記第１の直流母線部と、前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部とを切り替える第１の切替手段と、
前記第２の直流母線部に設けられ、前記第１の直流母線部と、前記第２の直流母線部とを切り替える第２の切替手段と、
前記第１の直流母線部に異常が発生したことを検出した場合に、前記第２の直流母線部が正常であれば、前記第１の切替手段を操作して、異常の発生した前記第１の直流母線部を切り離し、正常な前記第２の直流母線部から前記第１のインバータに電力を供給できるように前記第２の直流母線部と前記第１のインバータを接続する直流母線電圧異常検出手段と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
前記第１及び第２のコンバータが同じで、コンバータが１つである
ことを特徴とする請求項１記載のエレベーターの制御装置。
第１の交流電源を直流電圧に変換する第１のコンバータと、第２の交流電源を直流電圧に変換する第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、
前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部、及び前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部を繋ぐ母線間接続線と、
前記母線間接続線に挿入接続された接触器と、
前記第１及び第２の交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記第１の交流電源の停電を検出した場合に、前記接触器を接続し、前記母線間接続線を介して、正常な前記第２の直流母線部から前記第１のインバータに電力を供給できるようにする接触器制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
交流電源を直流電圧に変換する第１及び第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、
前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部、及び前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部を繋ぐ母線間接続線と、
前記交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記交流電源の停電を検出した場合に、前記第１の交流電動機に駆動される第１のエレベーターを回生運転させ、前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部の直流母線電圧を監視し、前記直流母線電圧が所定の電圧を超えたときには、前記第２のインバータを動作し、回生電力を消費するように前記第２のインバータから前記第２の交流電動機への通電を行う監視制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
交流電源を直流電圧に変換する第１及び第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、
前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部、及び前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部を繋ぐ母線間接続線と、
前記交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記交流電源の停電を検出した場合に、前記第１の交流電動機に駆動される第１のエレベーターを力行運転するときには、前記第２の交流電動機に駆動される第２のエレベーターを回生運転させて前記第１のインバータに電力を供給し、前記第１の直流母線部の直流母線電圧を監視し、前記直流母線電圧が所定の電圧を超えたときには、前記第２のエレベーターを力行運転させる監視制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
交流電源を直流電圧に変換する第１及び第２のコンバータと、前記第１のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第１の交流電動機を駆動する第１のインバータと、前記第２のコンバータからの直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流電圧に変換し第２の交流電動機を駆動する第２のインバータとを備えたエレベーターの制御装置であって、
前記第１のコンバータ及び前記第１のインバータの間の第１の直流母線部、及び前記第２のコンバータ及び前記第２のインバータの間の第２の直流母線部を繋ぐ母線間接続線と、
回生電力を消費する回生電力消費回路と、
電力を供給する電力供給回路と、
前記交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記交流電源の停電を検出した場合に、前記第１の交流電動機に駆動される第１のエレベーターを回生運転するときは、前記第１のエレベーターを回生運転させて前記第１の直流母線部の直流母線電圧を監視し、前記直流母線電圧が所定の電圧を超えたときには、回生電力を消費するように前記回生電力消費回路及び前記第１の直流母線部を接続し、前記第１の交流電動機に駆動される第１のエレベーターを力行運転するときには、前記電力供給回路及び前記第１の直流母線部を接続して前記第１のインバータに電力を供給し、前記第１のエレベーターを力行運転させる監視制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。