JP2010180003A - Elevator power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータ電源装置に関し、蓄電装置を活用して電気料金の低減を図るものである。 The present invention relates to an elevator power supply device, and aims to reduce an electricity bill by utilizing a power storage device.
モータで運転するロープ式エレベータは、モータと共に回転する綱車にロープが巻き付けられており、このロープの一端にかごが吊り下げられ、他端に錘が吊り下げられている。この錘の重さは、かごに定員の半数が乗った状態でバランスするように設定されている。
そのため、走行抵抗を無視すれば、かごに定員の半数以上の人が乗った状態で上昇したり、かごに定員の半数以下の人が乗った状態で下降したりする場合は、モータの力行運転が行われ、一方、定員の半数以下の人が乗った状態で上昇したり、定員の半数以上の人が乗った状態で下降したりする場合は、モータの回生運転が行われる。
In a rope type elevator operated by a motor, a rope is wound around a sheave that rotates together with the motor, a car is suspended from one end of the rope, and a weight is suspended from the other end. The weight of this weight is set so that it balances in a state where half of the capacity is on the car.
Therefore, if the running resistance is ignored, if the car rises with more than half the number of passengers in the car or goes down with less than half the number of people in the car, the motor will be powered. On the other hand, when the vehicle rises with less than half the number of passengers on board or descends with more than half the number of people on board, the motor is regeneratively operated.
この回生運転時のモータから発生する回生電力を蓄電池に蓄えて、モータの力行運転時に再利用することにより、エレベータの使用電力量を減らし、電気代を節約しようとする試みが従来から行われている。
しかし、エレベータの消費電力は本来少ないため、回生電力を利用して使用電力量を減らした場合の電気代の節約効果は、それ程大きくない。
Attempts have been made in the past to reduce the amount of power used by the elevator and save electricity by storing the regenerative power generated by the motor during regenerative operation in a storage battery and reusing it during powering operation of the motor. Yes.
However, since the power consumption of the elevator is inherently low, the saving effect of the electricity bill when the amount of power used is reduced by using regenerative power is not so great.
そこで、下記特許文献1では、蓄電池を利用して契約電力を低く抑えるエレベータ駆動装置が提案されている。電気代の基本料金は、契約電力によって決まるため、契約電力を引下げることができれば、大幅な電気代の節約が可能になる。
この装置は、図6に示すように、商用電源100からの交流電力を整流して直流電力に変換する整流器101と、この直流電力を平滑化する平滑コンデンサ102と、平滑化された直流電力を可変電圧・可変周波数の三相交流電力に変換するインバータ103と、インバータ103から交流電力が供給される交流モータ110と、ロープが巻回される綱車111と、ロープの一端に吊り下げられたかご112と、ロープの他端に吊り下げられた錘113と、電力を蓄える蓄電池105と、DC−DCコンバータから成る蓄電池105の充放電回路104と、充放電回路104を制御する制御装置106とを備えている。
Therefore, Patent Document 1 below proposes an elevator driving device that uses a storage battery to keep contract power low. Since the basic electricity bill is determined by the contracted power, if the contracted power can be reduced, a significant saving in the electricity bill can be achieved.
As shown in FIG. 6, this apparatus includes a rectifier 101 that rectifies AC power from a commercial power source 100 and converts it into DC power, a smoothing capacitor 102 that smoothes the DC power, and the smoothed DC power. Inverter 103 for converting to variable voltage / variable frequency three-phase AC power, AC motor 110 to which AC power is supplied from inverter 103, sheave 111 around which the rope is wound, and suspended from one end of the rope A car 112, a weight 113 suspended from the other end of the rope, a storage battery 105 for storing electric power, a charge / discharge circuit 104 of the storage battery 105 comprising a DC-DC converter, and a control device 106 for controlling the charge / discharge circuit 104; It has.
制御装置106は、電源100からの電源電流がブレーカ107の遮断電流に達することが無いように、充放電回路104を通じて、電源100から蓄電池105を充電する制御や、交流モータ110駆動時(力行時)に蓄電池105から放電して交流モータ110に電力を供給する制御、或いは、交流モータ110の回生時(制動時)に蓄電池105に回生電力を充電する制御を行う。
そのため、この装置では、商用電源から受電する最大電力が契約電力を超えないように抑えることができる。
特許文献1には、蓄電池105として、鉛蓄電池、シール鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、レドックスフロー電池、NaS電池のような2次電池や電気二重層キャパシタ、燃料電池などが採用できる、と記載されている。
The control device 106 controls the charging of the storage battery 105 from the power supply 100 through the charging / discharging circuit 104, or drives the AC motor 110 (during power running) so that the power supply current from the power supply 100 does not reach the breaking current of the breaker 107. ) To discharge the storage battery 105 and supply electric power to the AC motor 110, or to control the storage battery 105 to be charged with regenerative power when the AC motor 110 is regenerating (during braking).
Therefore, in this device, it is possible to suppress the maximum power received from the commercial power source from exceeding the contract power.
In Patent Document 1, as the storage battery 105, a secondary battery such as a lead storage battery, a sealed lead storage battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, a redox flow battery, or a NaS battery, an electric double layer capacitor, a fuel cell, etc. can be adopted. It is described.
しかし、特許文献1に記載された装置は、蓄電池の充放電回路を必要としているため、この回路自身による回路損失やスイッチング損失が発生し、この損失により給電効率が低下する。
また、この充放電回路に対して、複雑な充放電制御を行わなければならない。
However, since the device described in Patent Document 1 requires a charge / discharge circuit for a storage battery, a circuit loss and a switching loss are generated by the circuit itself, and the power supply efficiency decreases due to this loss.
In addition, complicated charge / discharge control must be performed on the charge / discharge circuit.
本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、充放電回路を必要とせずに、商用電源から受電する最大電力を契約電力以下に抑制できるエレベータ電源装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an elevator power supply apparatus that can suppress the maximum power received from a commercial power supply to a contract power or less without requiring a charge / discharge circuit. .
本発明は、商用電源からの交流電力を変換して、かごを昇降するモータに供給するエレベータ電源装置であって、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するとともに、前記直流電力の電流可変機能を備える電流可変整流手段と、前記電流可変整流手段の出力側に前記電流可変整流手段と並列に接続され、直流電力から前記モータに供給する交流電力を生成するインバータと、前記電流可変整流手段と前記インバータとの間に、それらと並列に直結され、前記モータの回生運転時に回生電力が充電され、充電された電力が前記モータの力行運転時に放電される電気二重層キャパシタと、前記電流可変整流手段から出力される直流電流を検出して、商用電源からの受電が契約電力を超えないように前記電流可変整流手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention is an elevator power supply device that converts AC power from a commercial power source and supplies it to a motor that raises and lowers a car, converts the AC power from the commercial power source into DC power, and outputs the DC power. A variable current rectifier having a variable current function, an inverter connected in parallel to the variable current rectifier on the output side of the variable current rectifier, and generating AC power supplied from the DC power to the motor; and the current An electric double layer capacitor that is directly connected in parallel with the variable rectifying means and the inverter, is charged with regenerative power during regenerative operation of the motor, and the charged power is discharged during power running operation of the motor; A control for detecting the direct current output from the variable current rectifier means and controlling the variable current rectifier means so that the power received from the commercial power supply does not exceed the contract power. Characterized in that it comprises a means.
この装置で用いている電気二重層キャパシタは、蓄電池と違って、その端子電圧が充放電によって大きく変動し、充電されると高くなり、放電すると低くなる。そのため、回生電力で充電されたときは、多くの場合、電気二重層キャパシタの電圧が、電流可変整流手段の電圧よりも上昇する。その結果、回生運転後のモータの力行運転時には、先ず、電気二重層キャパシタからエネルギーがインバータに供給され、電気二重層キャパシタの端子電圧が、放電により電流可変整流手段の電圧以下になって始めて電流可変整流手段がオン(給電可能)になり、商用電源からの交流電力がインバータに供給される。一方、モータの回生運転時には、電流可変整流手段には電流が流れずに、電気二重層キャパシタが充電され、その電圧が上昇する。このように、この装置の電気二重層キャパシタは、インバータに直結されているため、モータすなわちインバータの回生運転と力行運転に対応して充電と放電が行われ、特許文献1に記載された充放電回路とその制御装置とを別に設ける必要がない。 Unlike the storage battery, the electric double layer capacitor used in this device has its terminal voltage greatly fluctuated by charging and discharging, and becomes higher when charged and becomes lower when discharged. Therefore, when charged with regenerative power, in many cases, the voltage of the electric double layer capacitor rises higher than the voltage of the current variable rectifier. As a result, during the power running operation of the motor after the regenerative operation, first, energy is supplied from the electric double layer capacitor to the inverter, and the terminal voltage of the electric double layer capacitor begins to become lower than the voltage of the current variable rectifying means due to discharge. The variable rectifier is turned on (power can be supplied), and AC power from the commercial power supply is supplied to the inverter. On the other hand, during the regenerative operation of the motor, no current flows through the variable current rectifier, the electric double layer capacitor is charged, and the voltage rises. Thus, since the electric double layer capacitor of this device is directly connected to the inverter, charging and discharging are performed corresponding to the regenerative operation and power running operation of the motor, that is, the inverter. There is no need to provide a separate circuit and its control device.
また、本発明のエレベータ電源装置では、前記制御手段が、前記電気二重層キャパシタの電圧を検出し、前記電圧が予め定められた閾値より小さいときに、前記電流可変整流手段を制御して、前記電流可変整流手段から出力される前記直流電力で前記電気二重層キャパシタを充電するように構成することができる。
このように、この装置では、電気二重層キャパシタの初期充電や、電気二重層キャパシタの電圧が閾値を下回ったときの充電を、電流可変整流手段を制御して実行することができる。こうして電気二重層キャパシタにおける必要最小限の充電を確保することにより、電気二重層キャパシタへの突入電流の流入が未然に防止できる。
Further, in the elevator power supply apparatus of the present invention, the control means detects the voltage of the electric double layer capacitor, and controls the variable current rectifying means when the voltage is smaller than a predetermined threshold, The electric double layer capacitor may be charged with the DC power output from the variable current rectifier.
As described above, in this device, the initial charging of the electric double layer capacitor and the charging when the voltage of the electric double layer capacitor falls below the threshold value can be executed by controlling the current variable rectifier. Thus, by ensuring the necessary minimum charge in the electric double layer capacitor, inrush current can be prevented from flowing into the electric double layer capacitor.
また、本発明では、前記電流可変整流手段を、三相サイリスタ全波整流回路、または三相混合ブリッジ整流回路、または、三相ダイオード整流回路と降圧チョッパ回路との組合わせ、または、三相ダイオード整流回路と昇降圧チョッパ回路との組合わせによって構成することができる。
これらの回路で電流可変整流手段を構成した場合は、契約電力を超える受電電力の抑制とともに、電気二重層キャパシタの初期充電が可能である。
Further, in the present invention, the current variable rectifier means is a three-phase thyristor full-wave rectifier circuit, a three-phase mixed bridge rectifier circuit, a combination of a three-phase diode rectifier circuit and a step-down chopper circuit, or a three-phase diode. It can be constituted by a combination of a rectifier circuit and a step-up / down chopper circuit.
When the variable current rectifying means is configured by these circuits, the electric double layer capacitor can be initially charged while suppressing the received power exceeding the contract power.
また、本発明では、前記電流可変整流手段を、高力率コンバータによって構成することもできる。
高力率コンバータで電流可変整流手段を構成した場合は、契約電力を超える受電電力の抑制が可能である。
In the present invention, the variable current rectifying means may be constituted by a high power factor converter.
When the variable current rectifying means is configured by a high power factor converter, it is possible to suppress received power exceeding contract power.
本発明のエレベータ電源装置は、充放電回路を必要としないため、充放電回路による回路損失が無く、高い充放電効率が得られる。また、充放電回路への複雑な充放電制御が不要であり、装置が簡素化できる。
また、契約電力を低く抑えることができ、電気料金が節約できる。
Since the elevator power supply apparatus of the present invention does not require a charge / discharge circuit, there is no circuit loss due to the charge / discharge circuit, and high charge / discharge efficiency is obtained. In addition, complicated charge / discharge control to the charge / discharge circuit is unnecessary, and the apparatus can be simplified.
In addition, the contract power can be kept low, and the electricity bill can be saved.
本発明のエレベータ電源装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この装置は、図1に示すように、商用電源10からの交流電力を直流電力に変換するとともに、直流電力の電流可変機能を備える電流可変整流手段21と、直流から交流モータ31に供給する三相交流を生成するインバータ22と、電流可変整流手段21及びインバータ22の間にそれらと並列に直結された電気二重層キャパシタ(Electric Double Layer Capacitor、以下、EDLCと記す)23と、電流可変整流手段21から出力される直流電流を検出する電流センサ25と、EDLC23の端子間電圧を検出する電圧センサ26と、電流可変整流手段21を制御する制御装置24とを備えている。
An embodiment of an elevator power supply device of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this apparatus converts AC power from a commercial power source 10 into DC power, and also includes a current variable rectifying means 21 having a current variable function of DC power, and three DC power supplied from the DC to the AC motor 31. An inverter 22 that generates phase alternating current, an electric double layer capacitor (hereinafter referred to as EDLC) 23 directly connected in parallel between the inverter 22 that generates phase alternating current and the inverter 22, and variable current rectifier 21 includes a current sensor 25 that detects a direct current output from 21, a voltage sensor 26 that detects a voltage across terminals of the EDLC 23, and a control device 24 that controls the current variable rectifier 21.
交流モータ31は、ロープが巻回された綱車32と一体に回転する。ロープの一端にはかご33が吊り下げられ、他端には錘34が吊り下げられている。
EDLC23は、固体電極と電解質溶液との接触面に形成される電気二重層を利用したキャパシタであり、1セルの最大電圧が2.5V程度であるため、例えば、1個の静電容量が200Fのセルを170セル直列に接続して使用する。EDLC23には、モータ31の回生運転時に回生電力が充電され、充電された電力がモータ31の力行運転時に放電されるが、このEDLC23は、大きな静電容量を有しているため、非常に短時間で大電流の充放電が可能である。
The AC motor 31 rotates integrally with a sheave 32 around which a rope is wound. A cage 33 is suspended from one end of the rope, and a weight 34 is suspended from the other end.
The EDLC 23 is a capacitor using an electric double layer formed on the contact surface between the solid electrode and the electrolyte solution. Since the maximum voltage of one cell is about 2.5 V, for example, one capacitance is 200 F. These cells are used by connecting 170 cells in series. The EDLC 23 is charged with regenerative power during the regenerative operation of the motor 31, and the charged power is discharged during the power running operation of the motor 31. However, since the EDLC 23 has a large capacitance, it is very short. A large current can be charged and discharged over time.
また、EDLC23は、蓄電池と違って、その端子電圧が充放電によって大きく変動し、充電されると高くなり、放電すると低くなる。この装置では、後述するように、EDLC23のこの性質を利用してEDLC23の充放電を制御している。このようにEDLC23が自ら充放電制御を行うので、充放電制御回路を別に設ける必要はない。 In addition, unlike the storage battery, the terminal voltage of the EDLC 23 fluctuates greatly due to charging / discharging, and increases when charged, and decreases when discharged. In this apparatus, as will be described later, charging / discharging of the EDLC 23 is controlled using this property of the EDLC 23. Since the EDLC 23 performs charge / discharge control by itself, it is not necessary to provide a separate charge / discharge control circuit.
制御装置24には、電流センサ25で検出された電流可変整流手段21の直流出力電流のデータと、電圧センサ26で検出されたEDLC23の端子間電圧のデータとが入力し、また、電流可変整流手段21の直流出力電流値を指定する直流電流指令と、EDLC23の最低電圧を指定するEDLC最低電圧指令とが入力する。
直流電流指令では、商用電源10からの受電が契約電力を超えないための電流可変整流手段21の直流出力電流値が指定される。また、EDLC最低電圧指令では、電流可変制御手段21を運転するEDLC23の最大電圧が指定される。すなわちEDLC23の電圧が最低電圧指令以下の場合は電流可変制御手段21を運転してEDLC23を充電し、EDLC23の電圧が最低電圧指令以上の場合は電流可変制御手段21の運転を停止する。例えば、三相200V電源であれば、200V×1.35の約95%の約250VがEDLC最低電圧として指定される。これらの指令は、エレベータの管理者によって入力操作部(不図示)から予め入力される。EDLC最低電圧指令は、エレベータの電源投入時には、EDLC23の初期充電を終了するための指令として利用され、その後のエレベータ運転時には、力行運転でEDLC電圧がこの電圧以下に低下した場合に、電流可変制御手段21を運転するために利用される。
The control device 24 receives the DC output current data of the current variable rectifier 21 detected by the current sensor 25 and the data of the voltage across the terminals of the EDLC 23 detected by the voltage sensor 26, and also the variable current rectifier. A DC current command that specifies the DC output current value of the means 21 and an EDLC minimum voltage command that specifies the minimum voltage of the EDLC 23 are input.
In the DC current command, the DC output current value of the variable current rectifying means 21 is specified so that the power received from the commercial power supply 10 does not exceed the contract power. In the EDLC minimum voltage command, the maximum voltage of the EDLC 23 that operates the variable current control means 21 is specified. That is, when the voltage of the EDLC 23 is equal to or lower than the minimum voltage command, the current variable control means 21 is operated to charge the EDLC 23, and when the voltage of the EDLC 23 is equal to or higher than the minimum voltage command, the operation of the current variable control means 21 is stopped. For example, in the case of a three-phase 200V power supply, about 250V, which is about 95% of 200V × 1.35, is designated as the lowest EDLC voltage. These commands are input in advance from an input operation unit (not shown) by an elevator administrator. The EDLC minimum voltage command is used as a command to end the initial charging of the EDLC 23 when the elevator is turned on. When the EDLC voltage drops below this voltage during power operation, the variable current control is performed. Used to drive the means 21.
制御装置24は、電流センサ25で検出された電流可変整流手段21の直流電流値が、直流電流指令で指定された電流値を超えないように電流可変整流手段21を制御する。
また、制御装置24は、電圧センサ26で検出されたEDLC23の端子間電圧が、EDLC最低電圧指令で指定されたEDLC最低電圧以下になった場合に、契約電力を超えることが無いように電流可変整流手段21を制御しながら、商用電源10からの交流を電流可変整流手段21で直流に変換し、EDLC23を充電する。
The control device 24 controls the variable current rectifier 21 so that the direct current value of the variable current rectifier 21 detected by the current sensor 25 does not exceed the current value specified by the direct current command.
In addition, the control device 24 adjusts the current so that it does not exceed the contract power when the voltage between the terminals of the EDLC 23 detected by the voltage sensor 26 becomes equal to or lower than the EDLC minimum voltage specified by the EDLC minimum voltage command. While controlling the rectifying means 21, the alternating current from the commercial power supply 10 is converted into a direct current by the current variable rectifying means 21 and the EDLC 23 is charged.
次に、この装置の動作について説明する。
電源が投入されると、制御装置24は、電源投入後、約30秒程度の間、契約電力を超えないように電流可変整流手段21を制御しながら、商用電源10からの交流を電流可変整流手段21で直流に変換し、EDLC23を初期充電する。電圧センサ26で検出されたEDLC23の端子間電圧がEDLC最低電圧に達した場合は、電流可変整流手段21の整流動作を停止し、初期充電を終了する。
Next, the operation of this apparatus will be described.
When the power is turned on, the control device 24 controls the variable current rectifying means 21 so as not to exceed the contract power for about 30 seconds after the power is turned on, while converting the alternating current from the commercial power supply 10 to the variable current rectification. The means 21 converts it into direct current, and the EDLC 23 is initially charged. When the voltage between the terminals of the EDLC 23 detected by the voltage sensor 26 reaches the EDLC minimum voltage, the rectification operation of the current variable rectifier 21 is stopped and the initial charging is finished.
例えば、かご33に定員の半数以下の人が乗って上昇する場合、モータ31は回生運転状態となり、回生電力がインバータ22からEDLCに出力される。そのため、インバータ22の入力側(EDLC23が接続する側)の電圧が上昇し、多くの場合、電流可変整流手段21の出力端子電圧よりも高くなるため、電流可変整流手段21はオフ状態となる。それ故、回生電力は、電流可変整流手段21に流れることなく、EDLC23のみが充電される。
充電されたEDLC23の電圧は、電流可変整流手段21の出力端子電圧よりも上昇する。そのため、EDLC23が充電状態にある間、電流可変整流手段21のオフ状態は継続する。
For example, when more than half the number of passengers ride on the car 33 and rise, the motor 31 enters a regenerative operation state, and regenerative power is output from the inverter 22 to the EDLC. For this reason, the voltage on the input side of the inverter 22 (the side to which the EDLC 23 is connected) rises and in many cases becomes higher than the output terminal voltage of the current variable rectifying means 21, so that the current variable rectifying means 21 is turned off. Therefore, only the EDLC 23 is charged without the regenerative power flowing through the variable current rectifying means 21.
The charged voltage of the EDLC 23 is higher than the output terminal voltage of the variable current rectifier 21. Therefore, the off state of the variable current rectifier 21 continues while the EDLC 23 is in the charged state.
次に、かご33に定員の半数以下の人が乗って下降する場合、モータ31は、力行運転を行う。このとき、先ず、電圧が上昇したEDLC23の放電が行われ、そのエネルギーがインバータ22に供給されてモータ31への交流出力が生成される。この放電によりEDLC23の電圧が電流可変整流手段21の出力端子電圧以下に低下すると、電流可変整流手段21がオン状態に変化し、今度は、商用電源10からの交流が、電流可変整流手段21により直流に変換されてインバータ22に供給される。
このとき、制御装置24は、電流可変整流手段21から出力される直流電流の値が、直流電流指令で指定された電流値を超えないように電流可変整流手段21を制御する。
また、制御装置24は、モータ31が停止した後も、電圧センサ26で検出されたEDLC23の端子間電圧がEDLC最低電圧に達するまでは、契約電力を超えないように電流可変整流手段21を制御しながら、商用電源10からの交流を電流可変整流手段21で直流に変換し、EDLC23を充電する。電圧センサ26で検出されたEDLC23の端子間電圧がEDLC最低電圧に達した場合は、電流可変整流手段21の整流動作を停止させる。
Next, when less than half the number of passengers get on the car 33 and descend, the motor 31 performs a power running operation. At this time, first, the EDLC 23 whose voltage has been increased is discharged, and the energy is supplied to the inverter 22 to generate an AC output to the motor 31. When the voltage of the EDLC 23 drops below the output terminal voltage of the variable current rectifying means 21 due to this discharge, the variable current rectifying means 21 is turned on, and this time, the alternating current from the commercial power supply 10 is changed by the variable current rectifying means 21. It is converted into a direct current and supplied to the inverter 22.
At this time, the control device 24 controls the variable current rectifier 21 so that the value of the direct current output from the variable current rectifier 21 does not exceed the current value specified by the direct current command.
Further, after the motor 31 is stopped, the control device 24 controls the current variable rectifying means 21 so that the contracted power is not exceeded until the terminal voltage of the EDLC 23 detected by the voltage sensor 26 reaches the EDLC minimum voltage. Meanwhile, the alternating current from the commercial power source 10 is converted into direct current by the variable current rectifying means 21 and the EDLC 23 is charged. When the voltage between the terminals of the EDLC 23 detected by the voltage sensor 26 reaches the EDLC minimum voltage, the rectification operation of the current variable rectifier 21 is stopped.
このように、この装置では、EDLC23の充放電制御が、EDLC23の電圧が充放電により変化することを利用して自動的に行われる。そのため、特許文献1のような充放電回路104とその制御装置106とを必要としない。
また、制御装置24により、商用電源から受電する最大電力が契約電力以下に抑制されるため、契約電力を低く設定することが可能になり、電気料金が節約できる。
なお、本発明のエレベータ電源装置では、商用電源が停電した場合にEDLC23の蓄電エネルギーを利用して、運転中のかごを最寄り階や基準階に移動させることが可能で、蓄電池を用いた停電時自動着床装置を省略できる。
As described above, in this apparatus, the charge / discharge control of the EDLC 23 is automatically performed using the fact that the voltage of the EDLC 23 is changed by the charge / discharge. Therefore, the charge / discharge circuit 104 and the control device 106 as in Patent Document 1 are not required.
In addition, since the maximum power received from the commercial power source is suppressed by the control device 24 to be equal to or lower than the contract power, the contract power can be set low, and the electricity bill can be saved.
In the elevator power supply device of the present invention, when the commercial power supply fails, it is possible to move the operating car to the nearest floor or the reference floor using the stored energy of the EDLC 23, and at the time of a power failure using a storage battery. Automatic landing device can be omitted.
実施例1として、この装置の電流可変整流手段21を三相サイリスタ全波整流回路で構成した場合の回路図を図2に示している。
三相サイリスタ全波整流回路40は、6個のサイリスタで構成される。また、制御装置は、EDLC23の端子間電圧とEDLC最低電圧とを比較する比較器51と、三相サイリスタ全波整流回路40から出力される直流電流値と直流電流指令で指定された電流値との差分に基づいて電流値を指定する電流制御器55と、指定された電流値を得るための位相制御角を演算する位相制御角演算部54と、電源電圧の位相を検出する電源位相検出部52と、電源電圧の位相が位相制御角に一致したときに三相サイリスタ全波整流回路40の各サイリスタにトリガ信号を出力するゲート駆動回路53とを有している。
FIG. 2 shows a circuit diagram in the case where the variable current rectifying means 21 of this apparatus is configured by a three-phase thyristor full-wave rectifier circuit as the first embodiment.
The three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 40 is composed of six thyristors. Further, the control device compares the inter-terminal voltage of the EDLC 23 with the lowest EDLC voltage, the direct current value output from the three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 40, and the current value specified by the direct current command. Current controller 55 that specifies a current value based on the difference between them, a phase control angle calculator 54 that calculates a phase control angle for obtaining the specified current value, and a power supply phase detector that detects the phase of the power supply voltage And a gate drive circuit 53 that outputs a trigger signal to each thyristor of the three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 40 when the phase of the power supply voltage matches the phase control angle.
三相サイリスタ全波整流回路40は、商用電源から入力する三相電流の整流動作を、ゲート駆動回路53から入力するトリガ信号に基づいて実行する。トリガ信号のタイミングにより、三相サイリスタ全波整流回路40から出力される直流の電流値は変わってくる。
比較器51は、EDLC23の端子間電圧がEDLC最低電圧より低い場合に、ゲート駆動回路53に信号を出し続け、ゲート駆動回路53は、比較器51からの信号が停止するまで三相サイリスタ全波整流回路40にトリガ信号を出し続ける。
また、この回路では、回生電力がEDLC23の充電可能な最高電圧を超えた場合に、超えた分を熱として消費するための抵抗チョッパ27を設けている。このEDLC最高電圧は、例えば、約400V程度である。
なお、三相サイリスタ全波整流回路は、三相混合ブリッジ整流回路に置き換えることも可能である。
The three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 40 executes a rectification operation of a three-phase current input from a commercial power source based on a trigger signal input from the gate drive circuit 53. The DC current value output from the three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 40 varies depending on the timing of the trigger signal.
The comparator 51 continues to output a signal to the gate drive circuit 53 when the voltage between the terminals of the EDLC 23 is lower than the EDLC minimum voltage, and the gate drive circuit 53 keeps the full wave of the three-phase thyristor until the signal from the comparator 51 stops. The trigger signal is continuously output to the rectifier circuit 40.
In this circuit, when the regenerative power exceeds the maximum chargeable voltage of the EDLC 23, a resistance chopper 27 is provided for consuming the excess as heat. This EDLC maximum voltage is about 400V, for example.
The three-phase thyristor full-wave rectifier circuit can be replaced with a three-phase mixed bridge rectifier circuit.
実施例2として、この装置の電流可変整流手段21を、三相ダイオード整流回路と降圧チョッパ回路とで構成した場合の回路図を図3に示している。
降圧チョッパ回路42は、半導体スイッチ、ダイオード、平滑リアクトル及び平滑コンデンサから成り、三相ダイオード整流回路41で整流された電流を減らして出力する。電流低減の割合は、半導体スイッチのオン・オフのタイミングを変えることで変化する。
As a second embodiment, FIG. 3 shows a circuit diagram in the case where the variable current rectifying means 21 of this apparatus is constituted by a three-phase diode rectifier circuit and a step-down chopper circuit.
The step-down chopper circuit 42 includes a semiconductor switch, a diode, a smoothing reactor, and a smoothing capacitor, and reduces and outputs the current rectified by the three-phase diode rectifier circuit 41. The rate of current reduction is changed by changing the on / off timing of the semiconductor switch.
制御装置は、EDLCの端子間電圧とEDLC最低電圧とを比較する比較器51と、降圧チョッパ回路42から出力される直流電流値と直流電流指令で指定された電流値との差分に基づいて電流値を指定する電流制御器55と、降圧チョッパ回路42の半導体スイッチをオン・オフ駆動するゲート駆動回路53とから成り、ゲート駆動回路53は、電流制御器55から指定された電流値に基づいて半導体スイッチのオン・オフのタイミングを設定し、比較器51からの信号が停止するまで降圧チョッパ回路42の駆動を続ける。 The control device compares the voltage between the terminals of the EDLC with the lowest EDLC voltage, and the current based on the difference between the direct current value output from the step-down chopper circuit 42 and the current value specified by the direct current command. A current controller 55 that specifies a value and a gate drive circuit 53 that drives the semiconductor switch of the step-down chopper circuit 42 on and off. The gate drive circuit 53 is based on the current value specified by the current controller 55. The semiconductor switch ON / OFF timing is set, and the step-down chopper circuit 42 continues to be driven until the signal from the comparator 51 stops.
実施例3として、この装置の電流可変整流手段21を、三相ダイオード整流回路と昇降圧チョッパ回路とで構成した場合の回路図を図4に示している。
この回路は、図3の回路の降圧チョッパ回路の部分が、直流出力電流の低減及び増加が可能な昇降圧チョッパ回路43に変わっているが、その他の構成は変わりがない。
また、昇降圧チョッパ回路では昇圧が可能なため、EDLC最低電圧指令の値を三相ダイオード整流回路の出力電圧(三相200V電源であれば200V×1.35=270V)以上に選ぶことも可能である。
FIG. 4 shows a circuit diagram in the case where the variable current rectifying means 21 of this apparatus is constituted by a three-phase diode rectifier circuit and a step-up / step-down chopper circuit as a third embodiment.
In this circuit, the step-down chopper circuit portion of the circuit of FIG. 3 is changed to a step-up / step-down chopper circuit 43 capable of reducing and increasing a DC output current, but the other configurations are not changed.
In addition, since the step-up / step-down chopper circuit can boost the voltage, the value of the EDLC minimum voltage command can be selected to be higher than the output voltage of the three-phase diode rectifier circuit (200V x 1.35 = 270V for a three-phase 200V power supply). It is.
実施例4として、この装置の電流可変整流手段21を、高力率コンバータで構成した場合の回路図を図5に示している。
高力率コンバータ44は、入力電流波形を正弦波に成形する整流器である。
制御装置は、電源電圧の位相を検出する電源位相検出部52と、高力率コンバータ44の各スイッチング素子のスイッチング信号を生成するコンバータ制御回路56と、各スイッチング素子を駆動するゲート駆動回路53とから成る。コンバータ制御回路56は、電源電圧の位相や電源電流の波形、電力指令、EDLCの端子間電圧に基づいて高力率コンバータ44の各スイッチング素子のスイッチング信号を生成する。
高力率コンバータ44は、理論的に出力電圧に最低値があるので、直流出力電流を契約電力以下に抑え込むことは可能であるが、EDLCの初期充電は行うことができない。そのため、初期充電は別の専用回路で行う必要がある。
FIG. 5 shows a circuit diagram in the case where the variable current rectifying means 21 of this apparatus is configured by a high power factor converter as the fourth embodiment.
The high power factor converter 44 is a rectifier that shapes an input current waveform into a sine wave.
The control device includes a power supply phase detector 52 that detects the phase of the power supply voltage, a converter control circuit 56 that generates a switching signal of each switching element of the high power factor converter 44, and a gate drive circuit 53 that drives each switching element. Consists of. The converter control circuit 56 generates a switching signal for each switching element of the high power factor converter 44 based on the phase of the power supply voltage, the waveform of the power supply current, the power command, and the voltage between the terminals of the EDLC.
Since the high power factor converter 44 theoretically has a minimum output voltage, the DC output current can be suppressed below the contract power, but the initial charge of the EDLC cannot be performed. Therefore, it is necessary to perform initial charging with a separate dedicated circuit.
本発明は、エレベータに掛かる電気代を、簡単な構成で節約できるようにしており、各種のエレベータで広く利用することができる。 The present invention can save the electric bill for the elevator with a simple configuration, and can be widely used in various elevators.
10 商用電源
21 電流可変整流手段
22 インバータ
23 電気二重層キャパシタ(EDLC)
24 制御装置
25 電流センサ
26 電圧センサ
27 抵抗チョッパ
31 交流モータ
32 綱車
33 かご
34 錘
40 三相サイリスタ全波整流回路
41 三相ダイオード整流回路
42 降圧チョッパ回路
43 昇降圧チョッパ回路
44 高力率コンバータ
51 比較器
52 電源位相検出部
53 ゲート駆動回路
54 位相制御角演算部
55 電流制御器
56 コンバータ制御回路
100 商用電源
101 整流器
102 平滑コンデンサ
103 インバータ
104 充放電回路
105 蓄電池
106 制御装置
110 交流モータ
111 綱車
112 かご
113 錘
10 Commercial Power Supply 21 Variable Current Rectifier 22 Inverter 23 Electric Double Layer Capacitor (EDLC)
24 control device 25 current sensor 26 voltage sensor 27 resistance chopper 31 AC motor 32 sheave 33 car 34 weight 40 three-phase thyristor full-wave rectifier circuit 41 three-phase diode rectifier circuit 42 step-down chopper circuit 43 step-up / down chopper circuit 44 high power factor converter DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 Comparator 52 Power supply phase detection part 53 Gate drive circuit 54 Phase control angle calculation part 55 Current controller 56 Converter control circuit 100 Commercial power supply 101 Rectifier 102 Smoothing capacitor 103 Inverter 104 Charging / discharging circuit 105 Storage battery 106 Control apparatus 110 AC motor 111 Class Car 112 basket 113 weight
Claims (7)
商用電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するとともに、前記直流電力の電流可変機能を備える電流可変整流手段と、
前記電流可変整流手段の出力側に前記電流可変整流手段と並列に接続され、直流電力から前記モータに供給する交流電力を生成するインバータと、
前記電流可変整流手段と前記インバータとの間に、それらと並列に直結され、前記モータの回生運転時に回生電力が充電され、充電された電力が前記モータの力行運転時に放電される電気二重層キャパシタと、
前記電流可変整流手段から出力される直流電流を検出して、商用電源からの受電が契約電力を超えないように前記電流可変整流手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするエレベータ電源装置。 An elevator power supply device that converts AC power from a commercial power source and supplies it to a motor that raises and lowers a car,
AC power from a commercial power source is converted into DC power and output, and current variable rectifying means having a current variable function of the DC power;
An inverter connected in parallel to the current variable rectifier means on the output side of the current variable rectifier means, and generating AC power supplied from the DC power to the motor;
An electric double layer capacitor that is directly connected in parallel with the variable current rectifying means and the inverter and is charged with regenerative power during the regenerative operation of the motor, and the charged power is discharged during the power running operation of the motor When,
An elevator power supply comprising: a control means for detecting a direct current output from the current variable rectifier means and controlling the current variable rectifier means so that power received from a commercial power supply does not exceed contract power. apparatus.
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