JP2012184048A - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術においては、例えば、電力供給の点でさらなる改善の余地がある。
【解決手段】実施形態のエレベータ制御装置は、直流受電電源と、蓄電装置と、インバータとを備える。直流受電電源は、直流電力を供給する。蓄電装置は、前記直流受電電源からの前記直流電力を蓄電可能である。インバータは、前記直流受電電源、又は、前記蓄電装置から供給される前記直流電力を交流電力に変換し、当該変換した交流電力を、エレベータの乗りかごを昇降させる電動機に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータ制御装置に関する。

従来、エレベータは、昇降路内を乗りかごが移動することにより、乗りかごを任意の階床に移動させるが、このようなエレベータの制御装置では、例えば、エレベータが設置されている建屋内の電源設備の三相交流電源から受電するものがある。そして、このようなエレベータの制御装置は、例えば、乗りかごとカウンタウェイトとを昇降させるための電動機をインバータで駆動するために、受電した三相交流を一旦直流に変換して、直流をスイッチングして任意の周波数の交流を生成し、これにより、電動機を駆動するものがある。また、制御機器の電源は、例えば、受電した三相交流を利用しやすい電圧に一旦降圧してから直流に変換して利用するものがある。さらに、例えば、乗りかご内の照明機器は、一般的な蛍光灯や白熱灯等が用いられ、三相交流とは別に照明用に単相交流電源から受電した単相交流を利用する場合がある。

特開２０１０−２０２３６４号公報

ところで、従来技術においては、例えば、電力供給の点でさらなる改善の余地がある。

実施形態のエレベータ制御装置は、直流受電電源と、蓄電装置と、インバータとを備える。直流受電電源は、直流電力を供給する。蓄電装置は、前記直流受電電源からの前記直流電力を蓄電可能である。インバータは、前記直流受電電源、又は、前記蓄電装置から供給される前記直流電力を交流電力に変換し、当該変換した交流電力を、エレベータの乗りかごを昇降させる電動機に供給する。

図１は、実施形態１に係るエレベータ制御装置の概略構成例を示すブロック図である。 図２は、変形例に係るエレベータ制御装置の概略構成例を示すブロック図である。 図３は、実施形態２に係るエレベータが設置された建物の概略構成を示す模式図である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るエレベータ制御装置の概略構成例を示すブロック図、図２は、変形例に係るエレベータ制御装置の概略構成例を示すブロック図である。

本実施形態のエレベータ制御装置１は、図１に示すように、エレベータ２に適用される。本実施形態のエレベータ２は、建物に設けられた昇降路を昇降可能な乗りかご３とつり合おもりとしてのカウンタウェイト４とをメインロープ５で連結したいわゆるつるべ式のエレベータである。ここでは、メインロープ５は、昇降路の上部に設けられた巻上機６のメインシーブ７やそらせシーブ（不図示）等に掛けられて、一端に乗りかご３が接続され、他端にカウンタウェイト４が接続される。巻上機６は、例えば、動力を発生させる電動機（モータ）８を有し、電動機８が駆動することで、この電動機８に連結されたメインシーブ７が回転駆動し、メインシーブ７とメインロープ５との間に生じる摩擦力を利用してメインロープ５を電動で巻き上げる。電動機８は、ロータとステータとで構成され、交流電流が供給されることで、メインシーブ７と連結されているロータを回転させる。この電動機８は、供給された交流電力を機械的動力に変換する電動機としての機能（力行機能）と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。

エレベータ２は、エレベータ制御装置１によって各部の駆動が統括的に制御されて乗りかご３が昇降路内を昇降することで、任意の目的階の乗り場に移動することができるものである。エレベータ制御装置１は、例えば、乗りかご３内や乗り場に設けられる呼び登録装置への利用者による操作入力に応じて乗りかご３の呼び登録を行い、この乗りかご３の呼び登録に基づいて電動機８の駆動を制御し乗りかご３を呼び登録に応じた指定の目的階に移動させる。

本実施形態のエレベータ制御装置１は、直流受電電源９と、インバータ１０と、充電器１１と、蓄電装置としての蓄電池１２と、直流電圧変換器としてのＤＣ／ＤＣ変換器１３と、種々の機器１４とを含んで構成される。

直流受電電源９は、エレベータ２の乗りかご３を昇降させる電動機８を駆動する電力の受電電源であり、直流電力を供給するものである。エレベータ制御装置１は、この直流受電電源９により、交流電源ではなく、直流電源を受電する。

インバータ１０は、直流受電電源９から供給される直流電力を交流電力に変換し、この変換した交流電力を電動機８に供給するものである。エレベータ制御装置１は、インバータ１０から電動機８に供給する三相交流の周波数を制御することで、電動機８の回転を制御し、エレベータ２の乗りかご３の位置を制御する。インバータ１０は、エレベータ２の制御用のマイコンによる制御に基づいて、電動機８に供給する交流の周波数、電圧等を制御する。

充電器１１は、直流受電電源９からの直流電力を蓄電池１２に充電するものである。充電器１１は、直流受電電源９をもとに蓄電池１２を充電する。

蓄電池１２は、直流受電電源９から充電器１１を介した直流電力を蓄電可能なものである。充電器１１、蓄電池１２は、直流受電電源９とインバータ１０との間に接続される。

したがって、本実施形態のインバータ１０は、直流受電電源９、又は、蓄電池１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、この変換した交流電力を電動機８に供給する。

また、蓄電池１２は、乗りかご３の制動時等、エレベータ２の回生運転時に電動機８によって回生発電された回生電力を蓄電する。電動機８によって回生発電された回生電力は、インバータ１０にて交流から直流に変換され蓄電池１２に蓄えられる。

ＤＣ／ＤＣ変換器１３は、種々の機器１４に対して１つずつ設けられ、機器１４の数に対応して複数個設けられる。ＤＣ／ＤＣ変換器１３は、直流受電電源９、蓄電池１２とインバータ１０との間に接続される。ＤＣ／ＤＣ変換器１３は、直流受電電源９、又は、蓄電池１２から供給される直流電力の電圧を異なる電圧に変換する。そして、ＤＣ／ＤＣ変換器１３は、変換した直流電力を各機器に供給する。

種々の機器１４は、直流電力によって駆動するものである。例えば、種々の機器１４のうちのひとつは、エレベータ２の制御用のマイコンである。

上記のように構成されるエレベータ制御装置１は、直流受電電源９からの直流電力をインバータ１０で任意の電流、周波数の三相交流に変換し、電動機８のトルク、回転数を制御する。また、機器１４への電源供給は、直流受電電源９からの直流電力を各ＤＣ／ＤＣ変換器１３で各々の機器１４に適した電圧に変換して行う。

この間、エレベータ制御装置１は、充電器１１が直流受電電源９をもとに蓄電池１２を充電する。停電などによって直流受電電源９が絶たれた場合には、蓄電池１２からインバータ１０、各ＤＣ／ＤＣ変換器１３にそれぞれ直流電力を供給する。

したがって、このエレベータ制御装置１は、通常時、停電時ともに、電力消費量が相対的に大きくなる傾向にある巻上機６の電動機８に至るまでの電力変換が基本的にはインバータ１０における直流電力から三相交流への変換の１回で済むことから、電力変換回数を相対的に抑制することができ、電力変換時における熱損失等による変換ロスを抑制することができる。この結果、このエレベータ制御装置１は、エレベータ２に適正に電力供給することができ、エレベータ２において電力効率を向上して省電力、省エネルギ化を図ることができる。

また、エレベータ制御装置１は、相対的に電力変換回数を抑制することができ、電力変換時における発熱量の総量を抑制することができるので、要求される冷却性能を低減でき、これにより、例えば、冷却装置を小型化することができ、装置の小型化を図ることができる。

また、エレベータ制御装置１は、例えば、交流受電電源を用いる場合に設けられる比較的に重量が大きい変圧器等を備えなくてもエレベータ２に適正に電力供給することができることから、構成部品点数を削減することができ、重量の低減や装置の小型化を図ることができる。

また、エレベータ制御装置１は、受電電源を直流受電電源９とすることで、電動機８や各機器１４に至るまでの電力変換器を通常時と停電時とで兼用することができ、すなわち、基本的には制御装置内に交流回路をほぼ有さず、直流受電電源９から電動機８や各機器１４に電力を供給する電力供給系統と、蓄電池１２から電動機８や各機器１４に電力を供給する電力供給系統とで共通の電力変換器（インバータ１０、各ＤＣ／ＤＣ変換器１３）を兼用することができる。この点でも、エレベータ制御装置１は、構成部品点数を削減することができ、重量の低減や装置の小型化を図ることができる。

また、エレベータ制御装置１は、エレベータ２の回生運転時に電動機８によって回生発電された回生電力がインバータ１０にて交流から直流に変換され蓄電池１２に蓄えられることから、電動機８による回生によってメインシーブ７に生じる機械的動力を電力に変換し、エネルギ回収することも可能となり、これにより、さらなる省電力、省エネルギ化を図ることができる。

以上で説明したエレベータ制御装置１は、直流電力を供給する直流受電電源９と、直流受電電源９からの直流電力を蓄電可能な蓄電池１２と、直流受電電源９、又は、蓄電池１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を、エレベータ２の乗りかご３を昇降させる電動機８に供給するインバータ１０とを備える。したがって、エレベータ制御装置１は、エレベータ２に対して適正に電力供給することができ、エレベータ２において電力効率を向上して省電力、省エネルギ化を図ることができる。

なお、以上で説明した機器１４は、図２の変形例に示すように、直流電力によって駆動する照明装置としてのＬＥＤ照明１５等を含んで構成されてもよい。エレベータ２は、例えば、乗りかご３内の照明装置を、直流を電源とするＬＥＤ照明１５にすることで、直流受電電源９、又は、蓄電池１２からＤＣ／ＤＣ変換器１３によってＬＥＤ照明１５に適した電圧に変換して供給することができる。この結果、エレベータ制御装置１は、典型的には、ＬＥＤ照明１５を含む機器１４全てに直流電源を適用することができ、例えば、蛍光灯などの交流電源を必要とする照明装置を適用する場合のように、別途、単相交流電源等を用意することなく、適正に乗りかご３内の照明装置に電力供給することができる。この点でも、エレベータ制御装置１は、構成部品点数を削減することができ、重量の低減や装置の小型化を図ることができ、また、一般的に消費電力が少ない傾向にあるＬＥＤ照明１５を用いることで、さらなる省電力、省エネルギ化を図ることができる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るエレベータが設置された建物の概略構成を示す模式図である。実施形態２に係るエレベータ制御装置は、電力供給最適化システムが適用された建物に設置される点で実施形態１とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。

図３に示す本実施形態に係るエレベータ制御装置２０１は、エレベータ２０２に適用される。本実施形態のエレベータ２０２は、電力供給最適化システムとしてのビル内電力供給最適化システム２１６が適用された建物２１７に設けられる。

ビル内電力供給最適化システム２１６は、エレベータ２０２が設置された建物２１７の他の電気設備、例えば、建物２１７内の照明機器２１８、空調機器２１９、サーバなどの情報システム機器２２０等の電力供給を最適化するシステムである。ビル内電力供給最適化システム２１６は、照明機器２１８、空調機器２１９、情報システム機器２２０等の電力供給に関する情報を授受し、種々の手法によってこれら各機器の電力消費量の監視や電力供給の最適化を行う。

本実施形態に係るエレベータ制御装置２０１は、有線、無線を問わず、種々の情報通信網を介してビル内電力供給最適化システム２１６に接続されている。エレベータ制御装置２０１は、ビル内電力供給最適化システム２１６と電力情報の授受を行う。エレベータ制御装置２０１は、例えば、電力情報として電力消費量や蓄電池１２の蓄電量（蓄電状態）に関する情報をリアルタイムで、あるいは、一定時間ごとにビル内電力供給最適化システム２１６に送信する。また、エレベータ制御装置２０１は、例えば、電力情報として照明機器２１８、空調機器２１９、情報システム機器２２０等の電力消費量や電力供給に関する情報をリアルタイムで、あるいは、一定時間ごとにビル内電力供給最適化システム２１６から受信する。

そして、エレベータ制御装置２０１は、上記のようにビル内電力供給最適化システム２１６と電力情報の授受を行い、例えば、この電力情報に基づいて、建物２１７全体での電力消費量が相対的に大きくなっているような場合に、必要に応じてエレベータ２０２の省エネルギ運転を行う。言い換えれば、ビル内電力供給最適化システム２１６は、建物２１７全体の電力消費量等に基づいて、エレベータ制御装置２０１によるエレベータ２０２の運転モードを変更する。エレベータ２０２の省エネルギ運転とは、例えば、乗りかご３の昇降速度を抑制したり、建物２１７に複数台の乗りかご３が設けられている場合に稼動台数を制限したりすることで、単位時間当たりに消費するエネルギを抑制する運転である。

また、エレベータ制御装置２０１は、上記のようにビル内電力供給最適化システム２１６と電力情報の授受を行い、例えば、この電力情報に基づいて、停電時など建物２１７内の照明機器２１８、空調機器２１９、サーバ等の情報システム機器２２０等に電力供給できないような状態で、蓄電池１２の蓄電量が十分であるような場合に、蓄電池１２に蓄電された直流電力をエレベータ２０２が設置された建物２１７の他の電気設備としての照明機器２１８、空調機器２１９、情報システム機器２２０等に供給する。

以上で説明したエレベータ制御装置２０１は、エレベータ２０２に対して適正に電力供給することができ、エレベータ２０２において電力効率を向上して省電力、省エネルギ化を図ることができる。そして、本実施形態のエレベータ制御装置２０１は、エレベータ２０２が設置された建物２１７の他の電気設備としての照明機器２１８、空調機器２１９、情報システム機器２２０の電力供給を最適化するビル内電力供給最適化システム２１６と電力情報の授受を行い、この電力情報に基づいて、エレベータ２０２の省エネルギ運転を行う。また、本実施形態のエレベータ制御装置２０１は、蓄電池１２に蓄電された直流電力をエレベータ２０２が設置された建物２１７の他の電気設備としての照明機器２１８、空調機器２１９、情報システム機器２２０に供給する。したがって、このエレベータ制御装置２０１は、エレベータ２０２が設置された建物２１７全体で、トータルで省電力、省エネルギ化を図ることができる。

なお、上述した実施形態に係るエレベータ制御装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上で説明した実施形態、変形例に係るエレベータ制御装置によれば、エレベータに対して適正に電力供給することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、２０１ エレベータ制御装置
２、２０２ エレベータ
３ 乗りかご
４ カウンタウェイト
５ メインロープ
６ 巻上機
７ メインシーブ
８ 電動機
９ 直流受電電源
１０ インバータ
１１ 充電器
１２ 蓄電池（蓄電装置）
１３ ＤＣ／ＤＣ変換器（直流電圧変換器）
１４ 機器
１５ ＬＥＤ照明（照明装置）
２１６ ビル内電力供給最適化システム（電力供給最適化システム）
２１７ 建物
２１８ 照明機器（電気設備）
２１９ 空調機器（電気設備）
２２０ 情報システム機器（電気設備）

Claims (6)

1. 直流電力を供給する直流受電電源と、
   前記直流受電電源からの前記直流電力を蓄電可能な蓄電装置と、
   前記直流受電電源、又は、前記蓄電装置から供給される前記直流電力を交流電力に変換し、当該変換した交流電力を、エレベータの乗りかごを昇降させる電動機に供給するインバータとを備えることを特徴とする、
   エレベータ制御装置。
2. 前記蓄電装置は、前記エレベータの回生運転時に前記電動機によって回生発電された回生電力を蓄電する、
   請求項１に記載のエレベータ制御装置。
3. 前記直流受電電源、又は、前記蓄電装置から供給される前記直流電力の電圧を変換して、当該直流電力によって駆動する機器に供給する直流電圧変換器を備える、
   請求項１又は請求項２に記載のエレベータ制御装置。
4. 前記機器は、前記直流電力によって駆動する照明装置を含む、
   請求項３に記載のエレベータ制御装置。
5. 前記エレベータが設置された建物の他の電気設備の電力供給を最適化する電力供給最適化システムと電力情報の授受を行い、当該電力情報に基づいて、前記エレベータの省エネルギ運転を行う、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエレベータ制御装置。
6. 前記蓄電装置に蓄電された前記直流電力を前記エレベータが設置された建物の他の電気設備に供給する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のエレベータ制御装置。

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