JP2010105757A - エレベーターの制御方法およびそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】エレベーターの回生運転時に発生する回生電力により、電力系統への逆潮流が発生しないようにするエレベーターの制御方法およびそのシステムを得る。
【解決手段】交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータ１８と、コンバータ１８の直流電力を平滑化するコンデンサ１２と、コンデンサ１２により得られる直流電力を交流電力に変換するインバータ１１と、インバータ１１からの交流電力によりエレベーターのかご１を駆動する交流電動機５と、建物における主遮断器１９の直前に設けた電力検出手段２５と、かご１の走行速度あるいは加減速度を制限する運転パターン制御手段２６を備える。そして、電力検出手段２５によって建物内の電気設備全体の消費電力量を検出し、消費電力がマイナス、即ち、電力系統への逆潮流が発生しないように、運転パターン制御手段２６が、かご１の走行速度および加減速度を制限する。
【選択図】図１

Description

この発明はエレベーターの制御方法およびそのシステムに係り、特に、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力を電源側へ送返還するエレベーターの制御方法およびそのシステムに関するものである。

近年、地球温暖化などにより、省エネルギー技術への関心が高まっており、エレベーターにおいても回生運転時に発生する回生電力を、照明機器あるいは空調機器などのエレベーター以外の他電気設備により有効利用して省エネルギー化を図ることが注目されつつある。

しかしながら、照明機器あるいは空調機器などのエレベーター以外の他電気設備においても、同様に省エネルギー化の流れを受け、年々、その消費電力が抑えられているため、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力を消費しきれず、電力系統への逆潮流が発生する場合がある。そのため、エレベーター以外の他電気設備による消費電力を超えないように、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力を抑える必要がある。

ところで、エレベーターの設置される建物内の電気設備に流れる電流が許容値を超えないように、エレベーターの運行を制御する技術がある。この技術は、電源からエレベーターの制御装置に流入する電流と、エレベーターの制御装置以外の電気機器に流入する電流との和電流が許容値以上かを判定し、許容値以上の場合は、エレベーターの制御装置に流入する電流を制限する指令を出力する電流制限指令手段と、電流制限指令手段の出力指令に基づいてエレベーターの運行を変更する指令を出力する運行変更手段とを設けたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７１９２０号公報（要約の欄、図１）

しかし、上記特許文献１に開示されている技術は、エレベーターの設置される建物内の電気設備に流れる電流が許容値を超えないように、エレベーターの運行を制御しているが、あくまでも建物内に設置された電気設備を過電流から保護するためのものであり、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力による電力系統への逆潮流を防ぐ技術ではない。

この発明は、上記の点に着目してなされたもので、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力により、電力系統への逆潮流が発生しないようにするエレベーターの制御方法およびそのシステムの提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、この発明に係るエレベーターの制御方法は、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力を電源側へ送返還するエレベーターの制御方法において、上記エレベーターの設置される建物における全ての消費電力を検出し、上記エレベーターの回生運転時に上記エレベーターから発生する回生電力が、上記消費電力を超えて電力系統への逆潮流が発生しないように上記エレベーターのかごの走行速度あるいは加減速度を制限するものである。

また、この発明に係るエレベーターの制御システムは、交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、上記コンバータの直流電力を平滑化するコンデンサと、上記コンデンサにより得られる直流電力を交流電力に変換するインバータと、上記インバータからの交流電力によりエレベーターのかごを駆動する交流電動機と、上記エレベーターの設置される建物での消費電力を検出する電力検出手段と、上記エレベーターの回生運転時に上記エレベーターから発生する回生電力が、上記電力検出手段で検出される消費電力を超えて電力系統への逆潮流が発生しないように上記エレベーターのかごの走行速度あるいは加減速度を制限する運転パターン制御手段と、を備えたものである。

この発明によれば、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力が、エレベーターの設置される建物内のエレベーター以外の他の電気設備で消費できる電力量を超えないようにエレベーターかごの走行速度あるいは加減速度を制限するので、電力系統への逆潮流が発生するおそれがなくなる。

以下、添付の図面を参照して、この発明に係るエレベーターの制御方法およびそのシステムについて好適な実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るロープ式エレベーターからなるエレベーターの制御システムの構成を示す図である。
図１において、エレベーターかご（以下、単にかごと言う。）１とつり合いおもり２は巻上ロープ３により接続されている。巻上ロープ３は巻上シーブ４にかけられて交流電動機、即ち、巻上モータ５により駆動される。これにより、かご１とつり合いおもり２は昇降路内を上下方向に走行する。

また、巻上モータ５に取り付けられたエンコーダ６により巻上モータ５の回転速度が検出され、検出された巻上モータ５の回転速度が速度制御手段７に入力される。速度制御手段７は巻上モータ５が望みの速度になるように第１の電流制御手段８へトルク指令を出力し、巻上モータ５のトルクを制御する。

第１の電流制御手段８は巻上モータ５の入力電流を検出する第１の電流検出手段９より巻上モータ５の入力電流を検出し、巻上モータ５が望みのトルクとなるように第１のＰＷＭ信号発生手段１０を制御する。第１のＰＷＭ信号発生手段１０はＰＷＭインバータ１１を制御し、可変周波・可変電圧の交流電圧に変換されて巻上モータ５に供給される。

一方、ＰＷＭインバータ１１の入力側に接続される平滑コンデンサ１２の電圧を検出する電圧検出手段１３により直流母線電圧を検出し、直流母線電圧が望みの値となるように、電圧制御手段１４が第２の電流制御手段１５に指令を出力する。第２の電流制御手段１５は電源側電流を検出する第２の電流検出手段１６の信号をもとに、第２のＰＷＭ信号発生手段１７を制御し、ＰＷＭコンバータ１８を制御する。

エレベーターの力行運転時にはＰＷＭコンバータ１８およびＰＷＭインバータ１１を介して巻上モータ５に電力が供給されるが、逆に回生運転時には巻上モータ５から発生した回生電力をＰＷＭインバータ１１およびＰＷＭコンバータ１８を介して電源側に送返還する。

ところで、通常、エレベーターが据付けられる建物内では、電力が主遮断器１９を介してエレベーター以外に、照明機器２０や空調機器２１などの他電気設備にも供給されている。なお、図１中の符号２２はエレベーターの遮断器、符号２３は照明機器２０の遮断器、符号２４は空調機器２１の遮断器を示している。

実施の形態１に係るエレベーターの制御システムでは、建物における主遮断器１９の直前に電力検出手段２５を設けている。そして、この電力検出手段２５によって建物内の電気設備全体の消費電力量を検出し、消費電力がマイナス、即ち、電力系統への逆潮流が発生しないように、運転パターン制御手段２６が速度制御手段７を制御し、かご１の走行速度および加減速度を制限する。なお、図１において、符号２７はかご１内の積載量を検出するはかり装置を示している。また、速度制御手段７、第１の電流制御手段８、第１のＰＷＭ信号発生手段１０、電圧制御手段１４、第２の電流制御手段１５、第２のＰＷＭ信号発生手段１７、運転パターン制御手段２６によりエレベーター制御装置２８を構成している。

実施の形態１に係るエレベーターの制御システムは上記のように構成されており、次に運転パターン制御手段２６から速度制御手段７に出力されるかご１の走行速度および加減速度の設定方法について説明する。

まず、運転パターン制御手段２６において、運転開始時に電力検出手段２５で検出した建物内の全電気設備の消費電力以下となる回生電力制限値Ｐｌｉｍを設定する。

次に、はかり装置２７により、かご１内の積載量を検出し、アンバランストルクτＬを算出するとともに、走行方向とアンバランストルクの方向から、エレベーターが回生運転となるのか、力行運転となるのか判断する。エレベーターの運転が回生運転となる場合は、同じくはかり装置２７より検出した積載量と、あらかじめ設定されているエレベーター機器の重量情報により、エレベーターのイナーシャＪを算出する。エレベーターから発生する回生電力Ｐｒは、走行速度をＶｔｏｐ、加減速度をｄａｃｃとし、ＰＷＭインバータ１１、ＰＷＭコンバータ１８、巻上げモータ５などの効率をηとすると、
Ｐｒ＝（τＬ＋Ｊ×ｄａｃｃ）×Ｖｔｏｐ×η
となるため、回生電力Ｐｒが回生電力制限値Ｐｌｉｍを超えないように、走行速度Ｖｔｏｐと加減速度ｄａｃｃを設定する。この際、昇降時間が最短となるような組み合わせで設定することが望ましい。なお、かご１内の積載量が無負荷で上昇運転時の場合の例を図２に示している。図２（ａ）は時間ｔに対する走行速度Ｖｔｏｐの変化を示し、図２（ｂ）は時間ｔに対する回生電力制限値Ｐｌｉｍの変化を示している。

実施の形態１に係るエレベーターの制御システムは、上記のように、運転パターン制御手段２６において回生電力Ｐｒが回生電力制限値Ｐｌｉｍを超えないように、走行速度Ｖｔｏｐと加減速度ｄａｃｃが設定される。従って、エレベーターの回生運転時に、エレベーターから発生する回生電力Ｐｒが、回生電力制限値Ｐｌｉｍを超えて電力系統への逆潮流が発生しないようにかご１の走行速度あるいは加減速度が制限される。

以上説明した実施の形態１に係るエレベーターの制御方法およびそのシステムによれば、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力が、エレベーターの設置される建物内の全電気設備で消費できる電力量を超えないようにエレベーターの運行を制御するので、電力系統への逆潮流が発生するおそれがなくなる効果がある。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るエレベーターの制御システムについて説明する。図３は実施の形態２に係るロープ式エレベーターからなるエレベーターの制御システムの構成を示す図である。
図３に示すように、実施の形態２に係るエレベーターの制御システムは、実施の形態１の制御システムにおける電力検出手段２５に替わって、エレベーターが据付けられるビル内のエレベーター以外の他電気設備による消費電力の時間推移を記録するベースロード記憶手段３０を備えている。このベースロード記憶手段３０は、例えば図４に示すように、一日の時間ごとの他電気設備による消費電力の推移をあらかじめ記憶し、その消費電力に基づいて回生電力制限値Ｐｌｉｍを設定したものである。ベースロード記憶手段３０は一日の時間ごとの消費電力を記録することはもちろん、例えば季節ごとや、曜日ごと、さらには一日ごとに、その日の消費電力の時間による推移値を記録するようにする。なお、その他の構成に実施の形態１と同様であり、同一符号を付すことにより、重複説明を省略する。

実施の形態２に係るエレベーターの制御システムは、上記のように、ベースロード記憶手段３０に、例えば、あらかじめ一日の時間ごとの他電気設備による消費電力の推移を記憶すると共に、その消費電力の推移に基づいて、運転パターン制御手段２６で回生電力制限値Ｐｌｉｍが設定される。そして、エレベーターの回生運転時に発生する回生電力Ｐｒが回生電力制限値Ｐｌｉｍを超えないように、走行速度Ｖｔｏｐと加減速度ｄａｃｃが設定される。従って、エレベーターの回生運転時に、エレベーターから発生する回生電力Ｐｒが、回生電力制限値Ｐｌｉｍを超えて電力系統への逆潮流が発生しないようにかご１の走行速度あるいは加減速度が制限される。

上記実施の形態２に係るエレベーターの制御方法およびそのシステムにおいても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

なお、上記実施の形態２では、ベースロード記録手段３０にあらかじめ一日の時間ごとの他電気設備による消費電力の推移を記録していたが、建物内の他電気設備それぞれの運転を制御する監視装置がある場合には、その監視装置から他電気設備の運転状況を検出し、その運転状況にあわせて回生電力制限値Ｐｌｉｍを設定するようにしても良い。

以上、実施の形態１および実施の形態２においては、１台のロープ式エレベーターを運行管理する制御システムについて図示説明したが、複数台のエレベーターを運行管理する場合についてもこの発明が同様に適用できることは勿論であり、また、エレベーターもロープ式エレベーターに限定されるものではない。

この発明は、省エネルギー化を図るエレベーターシステムに適用できる。

この発明の実施の形態１に係るロープ式エレベーターからなるエレベーターの制御システム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システムの動作例である。 この発明の実施の形態２に係るロープ式エレベーターからなるエレベーターの制御システムの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るベースロード記録手段の設定例である。

符号の説明

１ かご
２ つり合いおもり
３ 巻上ロープ
４ 巻上シーブ
５ 巻上モータ
６ エンコーダ
７ 速度制御手段
８ 第１の電流制御手段
９ 第１の電流検出手段
１０ 第１のＰＷＭ信号発生手段
１１ ＰＷＭインバータ
１２ 平滑コンデンサ
１３ 電圧検出手段
１４ 電圧制御手段
１５ 第２の電流制御手段
１６ 第２の電流検出手段
１７ 第２のＰＷＭ信号発生手段
１８ ＰＷＭコンバータ
１９ 主遮断器
２０ 照明機器
２１ 空調機器
２２、２３、２４ 遮断器
２５ 電力検出手段
２６ 運転パターン制御手段
２７ おもり装置
２８ エレベーター制御装置
３０ ベースロード記録手段

Claims (3)

1. エレベーターの回生運転時に発生する回生電力を電源側へ送返還するエレベーターの制御方法において、
   上記エレベーターの設置される建物における全ての消費電力を検出し、上記エレベーターの回生運転時に上記エレベーターから発生する回生電力が、上記消費電力を超えて電力系統への逆潮流が発生しないように上記エレベーターのかごの走行速度あるいは加減速度を制限するエレベーターの制御方法。
2. 交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
   上記コンバータの直流電力を平滑化するコンデンサと、
   上記コンデンサにより得られる直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   上記インバータからの交流電力によりエレベーターのかごを駆動する交流電動機と、
   上記エレベーターの設置される建物での消費電力を検出する電力検出手段と、
   上記エレベーターの回生運転時に上記エレベーターから発生する回生電力が、上記電力検出手段で検出される消費電力を超えて電力系統への逆潮流が発生しないように上記エレベーターのかごの走行速度あるいは加減速度を制限する運転パターン制御手段と、
   を備えたことを特徴とするエレベーターの制御システム。
3. 交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
   上記コンバータの直流電力を平滑化するコンデンサと、
   上記コンデンサにより得られる直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   上記インバータからの交流電力によりエレベーターのかごを駆動する交流電動機と、
   上記エレベーターが設置されている建物内のエレベーター以外の他の電気設備による消費電力の時間推移を記録するベースロード記憶手段と、
   上記ベースロード記憶手段に記録された消費電力の時間推移を超えて電力系統への逆潮流が発生しないように上記エレベーターのかごの走行速度あるいは加減速度を制限する運転パターン制御手段と、
   を備えたことを特徴とするエレベーターの制御システム。

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