JP2008189440A

JP2008189440A - エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JP2008189440A
Application number: JP2007025673A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Otsu; 一宏大津
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】エレベーターの力行時に電気二重層キャパシタが放電しすぎを抑制すること。
【解決手段】コンデンサ７の電圧を検出して第１電圧検出値を発生する第１電圧検出部９と、電気二重層キャパシタ７０の電圧を検出して第２電圧検出を発生する第２電圧検出部８０と、電気二重層キャパシタ７０に電力の充電される充電開始電圧と、電気二重層キャパシタ７０をコンデンサ７に放電される放電開始電圧と、電気二重層キャパシタ７０をコンデンサ７に放電を終了する放電終了電圧値とを設定する設定部９５と、第１電圧検出値が充電開始電圧値よりも高いと電気二重層キャパシタ７０に充電し、第１電圧検出値が放電開始電圧値よりも低いと電気二重層キャパシタ７０の電力を放電すると共に、第２電圧検出値が放電終了電圧値よりも低いと放電を停止する充放電制御部９０と、充放電制御部９０により電気二重層キャパシタ７０を充放電する充放電部６０とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、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は下記特許文献１に記載のように、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、この直流電圧のリプルを平滑化する直流コンデンサと、この平滑化された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧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圧で駆動し乗りかごを昇降するモータと、直流コンデンサに並列に接続される抵抗チョッパと、速度指令に応じた可変電圧可変周波数の交流電圧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ーの制御装置において、整流回路の直流出力ライン間に接続される充放電回路と、この充放電回路の出力側に接続され、充電制御時に直流コンデンサに生ずる直流電圧を貯蔵する電気二重層キャパシタと、直流コンデンサに生ずる電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、交流電源から整流回路を介して整流される電圧より大きく、かつ抵抗チョッパの動作電圧より低い充電設定電圧及び整流電圧より低い放電設定電圧が設定され、コンデンサ電圧検出手段で検出される直流コンデンサに生ずる電圧が充電設定電圧を越える場合に電気二重層キャパシタに充電するように充放電回路を充電制御し、また直流コンデンサに生ずる電圧が放電設定電圧を越える場合に電気二重層キャパシタから放電するように充放電回路を放電制御する充放電制御手段とを備えたものである。

かかる制御装置によれば、エレベーターの回生運転時にモータが発電する電力を、コンデンサ電圧検出手段で検出される直流コンデンサに生ずる電圧が予め定める交流電源から整流回路を介して整流される電圧より大きく、かつ前記抵抗チョッパの動作電圧より低い充電設定電圧を越えるとき、電気二重層キャパシタに確実に充電し、力行運転時に電気二重層キャパシタから放電させてエレベーターの昇降に再利用できる。
特開２００５−２６３４０８号公報

しかしながら、上記エレベーターの制御装置は、平滑コンデンサの電圧が放電設定電圧を越える場合に電気二重層キャパシタから放電するように充放電回路を放電制御するため、放電設定電圧が力行時に平滑コンデンサに生ずる電圧より低い場合には、力行時に放電することができず回生電力を有効活用することができない。また、放電設定電圧が力行時に平滑コンデンサの電圧より高い場合、力行運転が頻繁に発生すると、電気二重層キャパシタの端子電圧が電圧低下設定電圧に達するまで放電し続る。このため、電気二重層キャパシタの端子電圧が電圧低下設定電圧に達した場合、入力電源低下時にバックアップ手段として用いることが不可能になるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、エレベーターの力行時に電気二重層キャパシタの蓄電を有効に利用すると共に、該力行時に電気二重層キャパシタが放電しすぎて端子電圧低下を抑制するエレベーターの制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係るエレベーターの制御装置は、交流電源から供給される交流を直流に変換するコンバータと、前記変換された直流を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑された直流を任意の周波数の交流に変換してかごを駆動するモータを駆動制御するインバータと、を備えたエレベーターの制御装置において、前記モータからの回生電力を貯蔵する電気二重層キャパシタと、前記平滑コンデンサ電圧を検出して第１電圧検出値を発生する第１電圧検出手段と、前記電気二重層キャパシタの電圧を検出して第２電圧検出値を発生する第２電圧検出手段と、前記電気二重層キャパシタに前記回生電力の充電が開始される充電開始電圧値と、前記電気二重層キャパシタを前記平滑コンデンサに放電が開始される放電開始電圧値と、前記電気二重層キャパシタを前記平滑コンデンサに放電を終了する放電終了電圧値とを設定する設定手段と、前記第１電圧検出値が前記充電開始電圧値よりも高いと前記電気二重層キャパシタに充電し、前記第１電圧検出値が前記放電開始電圧値よりも低いと前記電気二重層キャパシタの電力を放電すると共に、前記第２電圧検出値が前記放電終了電圧値よりも低いと放電を停止する第１充放電制御手段と、該第１充放電制御手段により前記電気二重層キャパシタを充放電する充放電手段とを備えたことを特徴とするものである。

第２の発明に係るエレベーターの制御装置における放電終了電圧は、かごが定格負荷で、最長階間を前記かごが走行可能な電力を有する、ことを特徴とするものである。

第３の発明に係るエレベーターの制御装置は、電気二重層キャパシタの電力を平滑コンデンサに前記充放電手段を介して放電する第２充放電制御手段と、交流電源の電圧を検出することにより電源電圧検出値を発生する電源電圧検出手段と、該電源電圧検出値が予め定められた基準電圧値以下になったことを判定すると共に、基準電圧以下になると、電圧低下信号を発生する電圧判定手段と、前記電圧低下信号に基づいて第２充放電制御手段を動作して充放電手段により電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を平滑コンデンサに放電させると共に、かごを最寄階まで走行させる制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
交流電源の電圧が低下したことを、電源電圧検出手段により検出して電源電圧検出値を発生し、電源電圧検出値が基準電圧値以下になると、制御手段は、電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を用いて、かごを最寄階まで走行する。このため、常に、電気二重層キャパシタに蓄えられた電力をかごの救出に利用できる。

本発明によれば、エレベーターの力行時に電気二重層キャパシタの蓄電を有効に利用すると共に、該力行時に電気二重層キャパシタが放電しすぎて端子電圧低下を抑制できるという効果がある。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御装置の全体図、図２は図１に示す充放電部の内部構成図である。
図１おいて、エレベーターの制御装置は、三相交流電源３を直流電圧に変換するコンバータ５と、コンバータ５の出力に接続されると共に、上記直流電圧を平滑させる平滑コンデンサ７，上記直流電圧を検出すると共に、第１電圧検出値を発生する第１電圧検出部９とを有しており、抵抗１１とトランジスタ１３とが直列接続された抵抗消費回路がコンバータ５の出力に並列接続されている。
エレベーターの制御装置は、コンバータ５の出力に直流電圧を可変周波数の交流に変換するインバータ１５が接続されており、インバータ１５がモータ１７を駆動して巻上機のシーブ１９を介してロープ２１により釣合錘２３、かご２５を上下動するように形成されている。

また、トランジスタ１３は、第１電圧検出部９の第１電圧検出値によりオン・オフ指令を発生する回生指令部３０により駆動されており、インバータ１５は、かご２５の走行指令などを発生する制御部５６を介して、モータ１７の速度指令値などを発生するモータ指令部３２により駆動するように形成されている。

充放電手段としての充放電部６０は、電気二重層キャパシタ７０を充放電するもので、入力が平滑コンデンサ７に並列接続されると共に、出力が電気二重層キャパシタ７０に接続されている。電気二重層キャパシタ７０の電圧を検出して第２電圧検出値(第１電圧検出信号)を発生する第２電圧検出手段としての第２電圧検出部８０を有している。充放電部６０を制御する第１充放電制御手段としての第１充放電制御部９０を有しており、第１充放電制御部９０は、電気二重層キャパシタ７０に電力の充電が開始される充電開始電圧値と、電気二重層キャパシタ７０の電力を平滑コンデンサ７に放電が開始される放電開始電圧値と、電気二重層キャパシタ７０を平滑コンデンサ７へ放電を終了する放電終了電圧値とを設定する設定手段としての設定部９５を有し、第１電圧検出値が充電開始電圧値よりも高いと電気二重層キャパシタ７０に充電し、第１電圧検出値が放電開始電圧値よりも低いと電気二重層キャパシタ７０を放電すると共に、第２電圧検出値が放電終了電圧よりも低いと放電を停止するように形成されている。そして、充電開始電圧値が一番高く、放電開始電圧値、放電終了電圧値の順で低くなっている。つまり、充電開始電圧値＞放電開始電圧値＞放電終了電圧値となっている。
上記放電設定電圧値は、かご２５が定格負荷で、最長階間をかご２５が走行可能な電力を有する値以上の電圧値とすることが好ましい。これにより、停電などによりかご２５が階間に停止しても、救出できるからである。
また、電気二重層キャパシタ７０の電力を平滑コンデンサ７に充放電部６０を介して放電する第２充放電制御手段としての第２充放電制御部９８を有している。

三相交流電源３の電圧値を検出すると共に、電源電圧検出値(電源電圧検出信号)を発生する電源検出手段としての主電源検出部５０と、電源電圧検出値と予め定められた基準電圧値とを比較し、電源電圧検出値が基準電圧値よりも低くなると、電圧低下信号を発生する電圧判定手段としての電圧判定部５４とを備え、電圧判定部５４の出力が制御部５６に入力されている。制御部５６は、上記電圧低下信号により第２充放電制御部９８を介して充放電部６０により電気二重層キャパシタ７０に蓄えられた電力(電荷)を平滑コンデンサ７に放電させると共に、モータ指令部３２を介してインバータ１５を動作してかご２５を最寄階まで走行して停止するように形成されている。

充放電部６０は、図２に示すように、入力に直列に接続された二つの第１半導体スイッチ６２,第２半導体スイッチ６４と、各半導体スイッチ６２,６４に並列接続された第１ダイオード６６,第２ダイオード６８と、第１半導体スイッチ６２と第２半導体スイッチ６４との接続部に一端が接続されると共に、他端が電気二重層キャパシタ７０に接続されるコイル６９とを備え、第２ダイオード６８の陽極がコイル６９を介して電気二重層キャパシタ７０に接続されている。

上記のように構成されたエレベーターの制御装置の動作を図１から図３によって説明する。図３は、図１に示すエレベーターの制御装置の動作を示すフローチャートである。
＜設定作業＞
まず、充放電制御部９０の設定部９５に電気二重層キャパシタ７０の充電開始電圧と、電気二重層キャパシタ７０を平滑コンデンサ７に放電が開始される放電開始電圧値、かご２５が定格負荷で、最長階間をかご２５が走行可能な電力を有する放電終了電圧とを設定する(ステップＳ１０１)。

＜通常運転時＞
三相交流電源３を整流した脈動する直流電圧を平滑コンデンサ７で平滑にし、制御部２０はモータ指令部３２を介してインバータ１５を動作することによりモータ１７を駆動し、巻上機のシーブ１９を回転してかご２５を上昇又は下降させる。第１電圧検出部９は、第１電圧検出値を発生し、第１充放電制御部９０は、第１電圧検出値が充電開始電圧値を越えたか否かを判断し(ステップＳ１０３)、越えていると、充放電部６０を制御して電気二重層キャパシタ７０に充電する(ステップＳ１０５)。第１電圧検出部９は、検出した第１電圧検出値を第１充放電制御部９０に入力し、第１充放電制御部９０は、第１電圧検出値が放電開始電圧値に達したか否かを判断し(ステップＳ１０７)、達していると判断すると、第１充放電制御部９０は、充放電部６０を制御して電気二重層キャパシタ７０の電荷を平滑コンデンサ７に放電しながらインバータ１５を介してモータ１７を駆動する(ステップＳ１０９)。
次に、第２電圧検出部８０は、電気二重層キャパシタ７０の第２電圧検出値を検出し、第１充放電制御部９０は、第２電圧検出値が放電終了電圧値を低下したか否かを判断し(ステップＳ１１１)、低下していると、電気二重層キャパシタ７０の放電を停止する(ステップＳ１１３)。

＜異常運転時＞
いま、かご２５が走行中で、何らかの原因により三相交流電源３の電圧が低下すると、主電源検出部５０は、検出した電源電圧検出値を電圧判定部５４に入力し、電圧判定部５４は、基準電圧値と電源電圧検出値とを比較して(ステップＳ１１５)、電源検出値が基準電圧値よりも低下していると、電圧低下信号を発生して制御部５６に入力する。制御部５６は、第２充放電制御部９８を介して充放電部６０により電気二重層キャパシタ７０の電力(電荷)を平滑コンデンサ７に放電し、モータ指令部３２を介してインバータ１５を動作してかご２５を最寄階まで走行して停止する(ステップＳ１１７)。

上記実施形態のエレベーターの制御装置は、交流電源３から供給される交流を直流に変換するコンバータ５と、変換された直流を平滑する平滑コンデンサ７と、平滑された直流を任意の周波数の交流に変換してかご２５を駆動するモータ１７を駆動制御するインバータ１５とを備えたエレベーターの制御装置において、モータ１７からの回生電力を貯蔵する電気二重層キャパシタ７０と、平滑コンデンサ７の電圧を検出して第１電圧検出値を発生する第１電圧検出部９と、電気二重層キャパシタ７０の電圧を検出して第２電圧検出値を発生する第２電圧検出部８０と、電気二重層キャパシタ７０に回生電力の充電が開始される充電開始電圧値と、電気二重層キャパシタ７０を平滑コンデンサ７に放電が開始される放電開始電圧値と、電気二重層キャパシタ７０を平滑コンデンサ７に放電を終了する放電終了電圧値とを設定する設定部９５と、第１電圧検出値が充電開始電圧値よりも高いと電気二重層キャパシタ７０に充電し、第１電圧検出値が放電開始電圧値よりも低いと電気二重層キャパシタ７０の電力を放電すると共に、第２電圧検出値が放電終了電圧値よりも低いと放電を停止する第１充放電制御部９０と、該第１充放電制御部９０により電気二重層キャパシタ７０を充放電する充放電部６０とを備え、放電終了電圧は、かご２５が定格負荷で、最長階間をかご２５が走行可能な電力を有するものである。

上記エレベーターの制御装置によれば、第１電圧検出値が充電開始電圧値よりも高いと電気二重層キャパシタ７０に充電し、第１電圧検出値が放電開始電圧値よりも低いと電気二重層キャパシタ７０の電力を放電すると共に、第２電圧検出値が放電終了電圧値よりも低いと放電を停止する第１充放電制御部９０とを備え、放電終了電圧は、かご２５が定格負荷で、最長階間をかご２５が走行可能な電力を有する。したがって、かご２５が階間に停止しても、かご２５を最寄階まで、電気二重層キャパシタ７０の電力により走行できる。

さらに、上記エレベーターの制御装置は、交流電源３の電圧を検出することにより電源電圧検出値を発生する主電源検出部５０と、該電源電圧検出値が予め定められた基準電圧値以下になったことを判定すると共に、基準電圧以下になると、電圧低下信号を発生する電圧判定部５４と、電圧低下信号に基づいて第２充放電制御部９８を動作して充放電部６０により電気二重層キャパシタ７０に蓄えられた電力を平滑コンデンサ７に放電させると共に、かご２５を最寄階まで走行させる制御部５６とを備えたものである。
これにより、交流電源３の電圧が低下したことを、主電源検出部５０により検出して電源電圧検出値を発生し、電圧判定部５４は、電源電圧検出値が基準電圧値以下になると、電圧低下信号を発生し、制御部５６は、電圧低下信号に基づいて電気二重層キャパシタ７０に蓄えられた電力を用いて、かご２５を最寄階まで走行する。このため、常に、電気二重層キャパシタ７０に蓄えられた電力をかご２５の救出に利用できる。

本発明は、エレベーターの制御装置に適用できる。

本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御装置の全体図である。図１に示す充放電部の内部構成図である。図１に示すエレベーターの制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

３三相交流電源、５コンバータ、７平滑コンデンサ、９第１電圧検出部、１５インバータ、１７モータ、２５かご、５０主電源検出部、５４電圧判定部、５６制御部、６０充放電部、７０電気二重層キャパシタ、８０第２電圧検出部、９０第１充放電制御部、９５設定部、９８第２充放電制御部。

Claims

交流電源から供給される交流を直流に変換するコンバータと、
前記変換された直流を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑された直流を任意の周波数の交流に変換してかごを駆動するモータを駆動制御するインバータと、を備えたエレベーターの制御装置において、
前記モータからの回生電力を貯蔵する電気二重層キャパシタと、
前記平滑コンデンサ電圧を検出して第１電圧検出値を発生する第１電圧検出手段と、
前記電気二重層キャパシタの電圧を検出して第２電圧検出値を発生する第２電圧検出手段と、
前記電気二重層キャパシタに前記回生電力の充電が開始される充電開始電圧値と、前記電気二重層キャパシタを前記平滑コンデンサに放電が開始される放電開始電圧値と、前記電気二重層キャパシタを前記平滑コンデンサに放電を終了する放電終了電圧値とを設定する設定手段と、
前記第１電圧検出値が前記充電開始電圧値よりも高いと前記電気二重層キャパシタに充電し、前記第１電圧検出値が前記放電開始電圧値よりも低いと前記電気二重層キャパシタの電力を放電すると共に、前記第２電圧検出値が前記放電終了電圧値よりも低いと放電を停止する第１充放電制御手段と、
該第１充放電制御手段により前記電気二重層キャパシタを充放電する充放電手段と、
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
前記放電終了電圧は、前記かごが定格負荷で、最長階間を前記かごが走行可能な電力を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの制御装置。
前記電気二重層キャパシタの電力を前記平滑コンデンサに前記充放電手段を介して放電する第２充放電制御手段と、
前記交流電源の電圧を検出することにより電源電圧検出値を発生する電源電圧検出手段と、
該電源電圧検出値が予め定められた基準電圧値以下になったことを判定すると共に、基準電圧以下になると、電圧低下信号を発生する電圧判定手段と、
前記電圧低下信号に基づいて前記第２充放電制御手段を動作して前記充放電手段により前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を前記平滑コンデンサに放電させると共に、前記かごを最寄階まで走行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターの制御装置。