JP2013049557A - 乗客コンベア制御装置 - 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】実施形態の乗客コンベア制御装置は、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、乗客コンベアの踏段を搬送する動力を発生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、乗客コンベア制御装置に関する。

従来、エスカレータ等の乗客コンベアは、トラス内に設けられた電動機によって駆動輪を回転させ、チェーンによって連結された踏段を循環させる構成のものが知られている。このような乗客コンベアの制御装置では、例えば、乗客コンベア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、このような乗客コンベアの制御装置は、例えば、踏段を搬送す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、乗客コンベアの欄干照明などの照明機器は、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２０１０−２０８７０９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。

実施形態の乗客コンベア制御装置は、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、乗客コンベアの踏段を搬送する動力を発生させる電動機に供給する。

図１は、実施形態１に係るエスカレ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、実施形態１に係るエスカレータ制御装置が適用されるエスカレータの概略構成例を示す模式図である。 図３は、変形例に係るエスカレータ制御装置の概略構成例を示すブロック図である。 図４は、実施形態２に係るエスカレ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に係るエスカレータ制御装置の概略構成例を示すブロック図、図２は、実施形態１に係るエスカレータ制御装置が適用されるエスカレータの概略構成例を示す模式図、図３は、変形例に係るエスカレータ制御装置の概略構成例を示すブロック図である。

本実施形態の乗客コンベア制御装置としてのエスカレータ制御装置１は、図１に示すように、乗客コンベアとしてのエスカレータ２に適用される。

ここでまず、エスカレータ２は、図２に示すように、エスカレータ制御装置１と共に、踏段３と、移動手スリ４と、駆動装置５とを備える。踏段３は、乗員が乗る複数の踏板を踏段チェーン６により無端で連結して構成されている。踏段３は、エスカレータ設置場所に設置されたトラス（構造フレーム）７に収納されており、トラス７の上部において回転自在に支持されたスプロケット８と、下部において回転自在に支持されたスプロケット９との間を移動する。移動手スリ４は、欄干等により支持され、踏段３の移動とともに移動するものであり、無端で構成されている。駆動装置５は、踏段３および移動手スリ４を移動させるものであり、トラス７に収納されている。駆動装置５は、駆動輪１０に減速機１１等を介して電動機１２から供給される動力により、踏段チェーン６と共に複数の踏段３がスプロケット８とスプロケット９との間を周回移動するよう構成される。この電動機１２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。

エスカレータ制御装置１は、種々のセンサ、検出器や電動機１２等のエスカレータ２の各部と電気的に接続され、各部の動作を統括的に制御し、例えば、踏段３、移動手スリ４の移動開始・移動停止、移動速度などを制御する。

そして、本実施形態のエスカレータ制御装置１は、図１に示すように、直流受電電源１３と、インバータ１４と、充電器１５と、蓄電装置としての蓄電池１６と、直流電圧変換器としてのＤＣ／ＤＣ変換器１７と、種々の機器１８とを含んで構成される。

直流受電電源１３は、エスカレータ２の踏段３を搬送する動力を発生させる電動機１２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。エスカレータ制御装置１は、この直流受電電源１３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１４は、直流受電電源１３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１２に供給するものである。エスカレータ制御装置１は、インバータ１４から電動機１２に供給する三相交流の周波数を制御することで、電動機１２の回転（トルク、回転数）を制御し、エスカレータ２の踏段３や移動手スリ４の動作を制御する。インバータ１４は、エスカレータ２の制御用のマイコンによる制御に基づいて、電動機１２に供給する交流の周波数、電圧等を制御する。

充電器１５は、直流受電電源１３からの直流電力を蓄電池１６に充電するものである。充電器１５は、直流受電電源１３をもとに蓄電池１６を充電する。

蓄電池１６は、直流受電電源１３から充電器１５を介した直流電力を蓄電可能なものである。充電器１５、蓄電池１６は、直流受電電源１３とインバータ１４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１４は、直流受電電源１３、又は、蓄電池１６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１２に供給する。

また、蓄電池１６は、踏段３の制動時等、エスカレータ２の回生運転時に電動機１２によって回生発電された回生電力を蓄電する。電動機１２によって回生発電された回生電力は、インバータ１４にて交流から直流に変換され蓄電池１６に蓄えられる。

ＤＣ／ＤＣ変換器１７は、種々の機器１８に対して１つずつ設けられ、機器１８の数に対応して複数個設けられる。ＤＣ／ＤＣ変換器１７は、直流受電電源１３、蓄電池１６とインバータ１４との間に接続される。ＤＣ／ＤＣ変換器１７は、直流受電電源１３、又は、蓄電池１６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１７は、変換した直流電力を各機器１８に供給する。

種々の機器１８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１８のうちのひとつは、エスカレータ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スカレータ制御装置１は、直流受電電源１３からの直流電力をインバータ１４で任意の電流、周波数の三相交流に変換し、電動機１２のトルク、回転数を制御する。また、機器１８への電源供給は、直流受電電源１３からの直流電力を各ＤＣ／ＤＣ変換器１７で各々の機器１８に適した電圧に変換して行う。

この間、エスカレータ制御装置１は、充電器１５が直流受電電源１３をもとに蓄電池１６を充電する。エスカレータ制御装置１は、停電などによって直流受電電源１３が絶たれた場合には、蓄電池１６からインバータ１４、各ＤＣ／ＤＣ変換器１７にそれぞれ直流電力を供給する。

したがって、このエスカレータ制御装置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電動機１２に至るまでの電力変換が基本的にはインバータ１４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、このエスカレータ制御装置１は、エスカレータ２に適正に電力供給することができ、エスカレータ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、エスカレータ制御装置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、エスカレータ制御装置１は、例えば、比較的に重量が大きい変圧器等を備えなくてもエスカレータ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、エスカレータ制御装置１は、受電電源を直流受電電源１３とすることで、電動機１２や各機器１８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１３から電動機１２や各機器１８に電力を供給する電力供給系統と、蓄電池１６から電動機１２や各機器１８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１４、各ＤＣ／ＤＣ変換器１７）を兼用することができる。この点でも、エスカレータ制御装置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、エスカレータ制御装置１は、エスカレータ２の回生運転時に電動機１２によって回生発電された回生電力がインバータ１４にて交流から直流に変換され蓄電池１６に蓄えられることから、電動機１２による回生によって駆動輪１０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。

以上で説明したエスカレータ制御装置１は、直流電力を供給する直流受電電源１３と、直流受電電源１３からの直流電力を蓄電可能な蓄電池１６と、直流受電電源１３、又は、蓄電池１６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、エスカレータ２の踏段３を搬送する動力を発生させる電動機１２に供給するインバータ１４とを備える。したがって、エスカレータ制御装置１は、エスカレータ２に対して適正に電力供給することができ、エスカレータ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１８は、図３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１９等を含んで構成されてもよい。エスカレータ２は、例えば、欄干照明等の照明装置を、直流を電源とするＬＥＤ照明１９にすることで、直流受電電源１３、又は、蓄電池１６からＤＣ／ＤＣ変換器１７によってＬＥＤ照明１９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、エスカレータ制御装置１は、典型的には、ＬＥＤ照明１９を含む機器１８のほぼ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、適正に欄干照明等の照明装置に電力供給することができる。この点でも、エスカレータ制御装置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１９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４は、実施形態２に係るエスカレ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に係るエスカレータ制御装置は、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４に示す本実施形態に係るエスカレータ制御装置２０１は、エスカレータ２０２に適用される。本実施形態のエスカレータ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２２０が適用された建物２２１に設けられる。この建物２２１は、複数のエスカレータ２０２が設けられており、各エスカレータ２０２がそれぞれエスカレータ制御装置２０１を備えている。

ビル内電力供給最適化システム２２０は、エスカレータ２０２が設置された建物２２１の他の電気設備、例えば、建物２２１内の照明機器２２２、空調機器２２３、サーバなどの情報システム機器２２４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２２０は、照明機器２２２、空調機器２２３、情報システム機器２２４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。

本実施形態に係る各エスカレータ制御装置２０１は、それぞれ、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２２０に接続されている。各エスカレータ制御装置２０１は、ビル内電力供給最適化システム２２０と電力情報の授受を行う。各エスカレータ制御装置２０１は、例えば、電力情報として電力消費量や蓄電池１６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２２０に送信する。また、エスカレータ制御装置２０１は、例えば、電力情報として照明機器２２２、空調機器２２３、情報システム機器２２４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２２０から受信する。

そして、各エスカレータ制御装置２０１は、上記のようにビル内電力供給最適化システム２２０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２２１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、必要に応じて各エスカレータ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２２０は、建物２２１全体の電力消費量等に基づいて、各エスカレータ制御装置２０１によるエスカレータ２０２の運転モードを変更する。エスカレータ２０２の省エネルギ運転とは、例えば、踏段３の移動速度や加速度を抑制したり、利用者がいないときに低速待機運転や停止待機運転をおこなったり、あるいは、建物２２１のエスカレータ２０２の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、各エスカレータ制御装置２０１は、上記のようにビル内電力供給最適化システム２２０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２２１内の照明機器２２２、空調機器２２３、サーバ等の情報システム機器２２４等に電力供給できないような状態で、蓄電池１６の蓄電量が十分であるような場合に、蓄電池１６に蓄電された直流電力を各エスカレータ２０２が設置された建物２２１の他の電気設備としての照明機器２２２、空調機器２２３、情報システム機器２２４等に供給する。

以上で説明したエスカレータ制御装置２０１は、エスカレータ２０２に対して適正に電力供給することができ、エスカレータ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、本実施形態のエスカレータ制御装置２０１は、エスカレータ２０２が設置された建物２２１の他の電気設備としての照明機器２２２、空調機器２２３、情報システム機器２２４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２２０と電力情報の授受を行い、この電力情報に基づいて、エスカレータ２０２の省エネルギ運転を行う。また、本実施形態のエスカレータ制御装置２０１は、蓄電池１６に蓄電された直流電力をエスカレータ２０２が設置された建物２２１の他の電気設備としての照明機器２２２、空調機器２２３、情報システム機器２２４に供給する。したがって、このエスカレータ制御装置２０１は、エスカレータ２０２が設置された建物２２１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、以上で説明した複数のエスカレータ制御装置２０１は、それぞれに充電器１５、蓄電池１６が設けられていてもよいし、複数のエスカレータ制御装置２０１に対して共用の充電器１５、蓄電池１６が設けられていてもよい。複数のエスカレータ制御装置２０１に対してそれぞれに充電器１５、蓄電池１６が設けられる場合、各エスカレータ制御装置２０１は、各蓄電池１６ごとに電力の授受を行うことができ、よりきめ細やかに電力消費量の監視や電力供給の最適化を行うことができ、また、複数の充電器１５、蓄電池１６のうちの１つが故障しても他の充電器１５、蓄電池１６で補うことができる。一方、複数のエスカレータ制御装置２０１に対して共用の充電器１５、蓄電池１６が設けられる場合、各エスカレータ制御装置２０１は、電力消費量の監視や電力供給の最適化を行う際の制御が複雑になることを抑制することができると共に、維持、管理、メンテナンス等をしやすくすることができる。

なお、上述した実施形態に係るエスカレータ制御装置は、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。

以上の説明では、乗客コンベアとしてエスカレータ２、２０２を例示して説明したが、本実施形態は、エスカレータ２、２０２に限らず、動く歩道など他のタイプの乗客コンベアにも同様に適用することができる。

以上で説明した実施形態、変形例に係るエスカレータ制御装置によれば、エスカレ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 エスカレータ制御装置（乗客コンベア制御装置）
２、２０２ エスカレータ（乗客コンベア）
３ 踏段
４ 移動手スリ
５ 駆動装置
１２ 電動機
１３ 直流受電電源
１４ インバータ
１５ 充電器
１６ 蓄電池（蓄電装置）
１７ ＤＣ／ＤＣ変換器（直流電圧変換器）
１８ 機器
１９ ＬＥＤ照明（照明装置）
２２０ 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）
２２１ 建物
２２２ 照明機器（電気設備）
２２３ 空調機器（電気設備）
２２４ 情報システム機器（電気設備）

Claims (5)

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、乗客コンベアの踏段を搬送する動力を発生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、
   乗客コンベア制御装置。
2. 前記蓄電装置は、前記乗客コンベア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に記載の乗客コンベア制御装置。
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、
   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１又は請求項２に記載の乗客コンベア制御装置。
4. 前記乗客コンベア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、前記乗客コンベアの省エネルギ運転を行う、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乗客コンベア制御装置。
5. 前記蓄電装置に蓄電された前記直流電力を前記乗客コンベア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４のいずれか１項に記載の乗客コンベア制御装置。

Images