JP2007525392A - Ｓｃｒドライブを装備したエレベータのエネルギー消費を削減するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

本発明は可変速ドライブ（ＶＳＤ）をエレベータがアイドル状態の場合は、ＡＣ電源グリッドから切断し、またエレベータの運転が始まると再度接続することで、エレベータを制御するために使用されるＶＳＤのエネルギー効率を向上させる装置と方法に関するものである。本発明の一実施例は、ＡＣ電源供給グリッド、１つまたはそれ以上の可変速ドライブ、交流電源供給グリッドと可変速ドライブの間を接続する接続器であって、可変速ドライブを交流電源供給グリッドと接続または切断するために使用される接続器、およびこの接続器を制御する制御システムを具備している。この接続器にはコイルを具備することが可能で、制御システムによって電源供給され、ＶＳＤとＡＣ電源供給グリッドを接続、又は切断する。

Description

１９７５年以前に設置されたほとんどの高速エレベータは、直流(ＤＣ)モーターを使用した。直流の典型的な電源は発電機セット(ＭＧ)であった。ＭＧセットの交流(ＡＣ)モーターは、その建物の３相ＡＣ電源を動力とするＡＣ供給グリッドに接続されていた。

１９７５年から１９９０年代初期においては、新型高速エレベータの大半は、可変速ドライブ（Variable Speed Drive. ＶＳＤ）によって供給されたＤＣモーター付きで、絶縁変圧器、シリコン制御整流器、制御電子、およびリップルフィルターから構成されていた。この同様のＶＳＤシステムは、何千台もの既存エレベータの近代化に使用された。既存のＤＣモーターは維持され、ＭＧはＶＳＤに取り替えられた。

シリコン制御整流器可変速ドライブ（ＳＣＲ ＶＳＤ）は、ＭＧセットよりはるかにエネルギー効率がよいと考えられるが、これはＭＧセットが,エレベータが停止した場合でも回転していたからである。しかしこのＳＣＲ ＶＳＤはかなりのエネルギーを浪費するが、これは絶縁変圧器が電源供給グリッドに常に接続されていたからである。更にＳＣＲ ＶＳＤはスタンドバイ電力（運転電流の約５０％）をそのモーターフィールドに供給していた。この電力は通常、１日に２４時間、１年に３６５日供給された。ＶＳＤが接続されず、かつ電力を消費しない唯一の時間は、保守作業中のみであった。

本発明は、可変速ドライブ（ＶＳＤ）を、エレベータがアイドル状態の場合はＡＣ電源グリッドから切断し、またエレベータの運転が始まると再度接続することで、エレベータを制御するために使用される可変速ドライブ１５（ＶＳＤ）のエネルギー効率を向上させる装置と方法に関するものである。本発明の一実施例は、交流電源供給グリッド、１つまたはそれ以上の可変速ドライブ、ＡＣ電源供給グリッドと可変速ドライブ間を接続する接続器（Contactors）であって、可変速ドライブを交流電源供給グリッドと接続または切断するために使用される接続器、およびこの接続器を制御する制御システムを具備している。本発明は３相ＡＣ電源によって稼動できる。この可変速ドライブは、ラインサイドを有する絶縁変圧器、１つまたはそれ以上のシリコン制御整流器、制御回路、およびリップルフィルターを具備することが可能で、これらの接続器は、各可変速ドライブの絶縁変圧器のラインサイドに接続できる。接続器には、制御システムによって電源供給されるコイルを具備することが可能で、ＶＳＤとＡＣ電源供給グリッドを接続、又は切断する。ソリッドステート装置が、接続器の替わりに使用可能であり、またこの制御システムはソリッドステート装置のゲートを制御し、ＶＳＤとＡＣ電源供給グリッドを接続又は切断できる。１つの実施例では、制御システムが一定の時間、たとえば６０秒の間アイドル状態のＶＳＤを切断する。

本発明は可変速ドライブ（ＶＳＤ）のエネルギー効率を高めるもので、このＶＳＤはエレベータの制御に使用され、エレベータがアイドル状態の場合はＶＳＤをＡＣ電源供給グリッドより切断し、またエレベータが稼動状態であるか、もしくは稼動開始する場合、ＶＳＤをＡＣ電源供給グリッドに接続する。

好適な実施例にあっては、エレベータは可変速ドライブ１５（ＶＳＤ）制御のＤＣモーター１０によって電源供給をうけ、絶縁変圧器、複数のシリコン制御整流器、制御電子、およびリップルフィルターを有する。３相接続器２１がＶＳＤ１５とＡＣ電源供給グリッド２５の絶縁変圧器のラインサイドに接続されている。論理制御器２８などの制御システムは、ＡＣ電源供給グリッド２５に接続され、また３相接続器２１に接続の出力装置３０を有する。出力装置３０は、エレベータサービスが不要の場合、３相接続器を制御しＶＳＤ１５をＡＣ電源供給グリッド２５から切断する。制御システムが接続器２１のコイルに給電した場合、接続器２１はＶＳＤ１５をＡＣ電源供給グリッド２５に接続する。制御システムが接続器２１のコイルに給電しない場合、接続器２１はＶＳＤ１５をＡＣ電源供給グリッド２５から切断する。ＶＳＤ１５がＡＣ電源供給グリッドから切断された場合でも、制御システムは接続され続け、ＡＣ電源供給グリッド２５からの電源供給が継続される。

他の実施例では、接続器はスイッチ等のソリッドステート装置に置き換えられている。この場合、制御システムは出力装置を有し、これがソリッドステート装置のゲートを制御する。

制御システムにはソフトウエア、ファームウエアやハードウエアが包含可能で、エレベータの需要に基づきＶＳＤとＡＣ供給グリッドを接続したり切断したりする。１つの実施例では、もしエレベータの需要が、一定の時間、例えば６０秒の間にない場合は、ＶＳＤは使用不可となる。このＶＳＤはＡＣ供給グリッドに接続や再接続のたびごとに数秒かかるスタートアップシーケンスや自己診断ルーチンを実行するため、ＶＳＤをエレベータが各階に停止する度に使用不可としてはならない。

代表的なエレベータでは、ＶＳＤが使用不可となる時間は、勤務週間中の１日であれば１２時間超、週末および休日等使用が少ない時期には、更に長い時間となる事が予見される。代表的なエレベータは、スタンバイ時に１から２キロワットを消費するが、これを本発明により節約できる。

本発明の一実施例のブロック図である。

符号の説明

１０ ＤＣモーター
１５ ＶＳＤ
２１ ３相接続器
２５ ＡＣ電源供給グリッド
２８ 論理制御器（制御システム）
３０ 出力装置

Claims (8)

1. 交流（ＡＣ）電源供給グリッドと、
   エレベータのモーターを駆動するための、１つ又はそれ以上の可変速ドライブと、
   前記交流電源供給グリッドと前記可変速ドライブ間に接続され、前記可変速ドライブを前記交流電源供給グリッドと接続または切断することが可能な１つまたはそれ以上の接続器と、
   接続された制御システムであって、前記接続器に接続する出力装置を有し、前記接続器を制御して、前記可変速ドライブと前記交流電源供給グリッドとを接続または切断する制御システムと
   を備える、高エネルギー効率エレベータシステム。
2. ３相ＡＣ電源を具備する、請求項１に記載の高エネルギー効率エレベータシステム。
3. 前記可変速ドライブは、ラインサイドを持つ絶縁変圧器、１つ又はそれ以上のシリコン制御整流器、制御回路、およびリップルフィルターを具有し、
   前記接続器は、各可変速ドライブの前記絶縁変圧器のラインサイドに接続されている、請求項１に記載の高エネルギー効率エレベータシステム。
4. 前記接続器はコイルを具備し、
   前記制御システム出力装置は、各可変速ドライブを前記交流電源供給グリッドに接続するために前記接続器のコイルに電力を供給し、各可変速ドライブを前記交流電源供給グリッドから切断するために前記接続器のコイルへの電力を切断する、請求項１又は３に記載の高エネルギー効率エレベータシステム。
5. 交流電源供給グリッドと、
   エレベータモーターを駆動する１つ又はそれ以上の可変速ドライブと、
   前記交流電源供給グリッドと前記可変速ドライブの間に接続されており、かつ前記可変速ドライブと前記交流電源供給グリッドとを接続又は切断することが可能な１つ又はそれ以上のソリッドステート装置と、
   接続された制御システムであって、前記ソリッドステートと接続する出力装置を有し、前記ソリッドステート装置を制御して、前記可変速ドライブと前記交流電源供給グリッドとを接続又は切断する制御システムと
   を備える、高エネルギー効率エレベータシステム。
6. 前記ソリッドステート装置はゲートを具有し、
   前記制御システム出力装置は、前記ゲートを閉じて、各可変速ドライブを前記交流電源供給グリッドに接続し、また前記ゲートを開いて、各可変速ドライブを前記交流電源供給グリッドから切断する、請求項５に記載の高エネルギー効率エレベータシステム。
7. 前記制御システムは、前記接続器を制御し、少なくとも６０秒の間アイドル状態である可変速ドライブを切断し、また稼動中もしくは稼動開始時の可変速ドライブを接続する、請求項１または５に記載の高エネルギー効率エレベータシステム。
8. 請求項１又は５に記載の高エネルギー効率エレベータシステムを使用して、エレベータシステムのエネルギー効率を向上させる方法。

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