JP2013216424A

JP2013216424A - エレベータ制御システム

Info

Publication number: JP2013216424A
Application number: JP2012087422A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Sakurai; 孝太朗櫻井
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】本発明の実施形態は停電時にバッテリ駆動によって乗りかごを運転させることができるエレベータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の実施形態に係るエレベータ制御システムは、電力供給源を商用電源１と蓄電池８との間で切り替えを行いエレベータの運行を制御する運転制御部１５と、商用電源１から電力が供給されない状態を停電として検出する停電検出部１６と、停電検出部１６によって停電状態が検出された場合、蓄電池８と外部に設置される蓄電池充電部１７とを接続する蓄電池駆動制御部１４と、乗りかご６内の積載荷重と乗りかご６の出発階及び行先階とからエレベータの運行に必要な消費電力量を算出する消費電力量算出部１３と、蓄電池８内の充電量を判断する充電量判断部１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、停電時にバッテリ駆動によって乗りかごを運転させることができるエレベータ制御システムに関する。

通常、地震等により停電が発生すると、エレベータ制御装置に組み込まれた停電時自動着床装置が起動し、バッテリ駆動により乗りかごを最寄階まで移動させて乗客を降車させてから運転を休止する。その後、電力供給が再開されると、点検運転による安全確認の後、運転を再開する。

特開２０１０−７０３７９号公報特開２００３−３４１９４７号公報

しかしながら、電力供給が再開されない場合においては、バッテリ内に残っている電力のみではエレベータの運転を行うことはできない。そのため、電力復旧に長時間要する場合、建物やエレベータに異常がない場合でも、エレベータを利用できない状態となってしまう。

そこで本発明の実施形態によれば、外部の電力供給装置からバッテリへの電力供給を可能にし、目的階まで移動できるだけの電力を充電できた場合に限り、動作可能とするエレベータ制御システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係るエレベータ制御システムは、電力供給源を商用電源と蓄電池との間で切り替えを行いエレベータの運行を制御する運転制御部と、前記商用電源から電力が供給されない状態を停電として検出する停電検出部と、前記停電検出部によって停電状態が検出された場合、前記蓄電池と外部に設置される蓄電池充電部とを接続する蓄電池駆動制御部と、乗りかご内の積載荷重と乗りかごの出発階及び行先階とからエレベータの運行に必要な消費電力量を算出する消費電力量算出部と、前記蓄電池内の充電量を判断する充電量判断部と、を備え、前記停電検出部が停電状態を検出した場合、前記運転制御部は電力供給源を商用電源から蓄電池に切り替え、前記充電量判断部によって判断された前記蓄電池内の充電量が前記消費電力量算出部によって算出された消費電力量に達したと判断した後に、エレベータを運転させることを特徴とする。

本発明の第１の実施形態に係るエレベータ制御システムの構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る主制御部の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係るエレベータ制御装置の運転制御を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る主制御部のその他の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る主制御部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータ制御システムの構成を示すブロック図である。図２は本発明の第１の実施形態に係る主制御部の構成を示すブロック図である。図３は本発明の第１の実施形態に係るエレベータ制御装置の運転制御を示すフローチャートである。図４は本発明の第１の実施形態に係る主制御部のその他の構成を示すブロック図である。

まず、図１を用いて本実施形態に係るエレベータ制御装置の構成について説明する。図１に示すように本実施形態に係るエレベータ制御装置は、商用電源１から交流電力を受け取り整流するコンバータ２と、コンバータ２によって整流された電圧を平滑し、直流電圧とする平滑コンデンサ３と、その直流電圧を所望の周波数、所望の電圧の交流電圧に変換するインバータ４を備えている。

インバータ４によって変換された電圧がモータ５に加わり、モータ５はロープを介して昇降路内に設けられたかご６を上下させている。また、かご６が吊り下げされているロープの他端にはカウンタウェイト７が吊り下げられている。また、乗りかご６には、かご内荷重を検出する荷重検出部１８が備えられている。

さらに、本実施形態に係るエレベータ制御システムにおいては、上記構成に加え、停電時の電力供給系として蓄電池８、電力切替スイッチ９ａ、９ｂ及び供給制御装置１０を備えている。

電力切替スイッチ９ａ、９ｂは、インバータ４の接続先を商用電源１と蓄電池８との間で切り替えられる。エレベータの通常運転時においては、電力切替スイッチ９ａが接続され、商用電源１からの電源供給を受ける。一方、停電時には電力切替スイッチ９ｂが接続され、蓄電池８から電源供給を受ける。電力切替スイッチ９ａ、９ｂの切り替えは主制御部１１によって制御される。

供給制御装置１０は、蓄電池８内の電力をインバータ４に供給する。また供給制御装置１０は、蓄電池８内の充電量を判断する充電量判断部１２と、登録された目的階までの距離や乗りかご内の荷重、運行方向などの情報からエレベータの運行に必要な消費電力量を算出する消費電力量算出部１３を備えている。なお、消費電力量算出部１３は主制御部１１に備えられるものとしてもよい。

図２に示すように、主制御部１１は電力供給に関する機能として、蓄電池駆動制御部１４、運転制御部１５、停電検出部１６を備えている。

蓄電池駆動制御部１４は、蓄電池８の駆動を制御する。運転制御部１５は、インバータ４の駆動制御や電力切替スイッチ９の切り替え、電力供給源切り替え後の特殊運転制御などを含むエレベータ全体の制御を行う。特殊運転制御とは、通常の運転制御に比べて消費電力量が小さくなるように低速運転を行う制御とする。この低速運転は例えば、通常の運転制御による走行速度の半分程度の運行速度とする。

停電検出部１６はエレベータの駆動系に商用電源１からの電力が供給されない状態を停電として検出する。停電検出部１６によって停電が検出された場合、蓄電池駆動制御部１４は蓄電池を外部の発電機等の蓄電池充電部１７に接続する。蓄電池充電部１７は接続端子を介して蓄電池８側に電力を供給する。

なお、主制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを搭載したコンピュータからなる。

次に本実施形態に係るエレベータ制御装置の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。ここではまず、商用電源１から供給される電力によってエレベータが通常通り運転されている状態とする。

ここで、地震等の理由により商用電源１の電力供給が断たれて停電が発生したとする。このとき、主制御部１１は停電検出部１６によって停電が発生したことを判断する（Ｓ１のＹＥＳ）。なお、停電が発生していないと判断した場合（Ｓ１のＮＯ）、主制御部１１１はエレベータの通常運転を継続する（Ｓ２）。

主制御部１１は停電が発生したと判断した場合、電力切替スイッチ９ａを開き、電力供給スイッチ９ｂを閉じ、電力供給源を商用電源１から蓄電池８に切り替えて電力供給を行う（Ｓ３）。なお、停電の検出方法としては、例えば商用電源１の電力供給ラインに図示しない電力検知器を設置し、その電力検知器から出力される信号によって停電を検出する方法などがある。

このようにして、停電発生時に電力供給源を蓄電池８に切り替えることによって、供給制御装置１０を通じて安定した電力を駆動系に供給することができる。

ただし、蓄電池８内の電力だけではエレベータを繰り返し運行させることはできない。そこで、主制御部１１は電力供給源を商用電源１から蓄電池８に切り替えた場合、蓄電池８を外部の発電機等の蓄電池充電部１７に接続する（Ｓ４）。

そして、供給制御装置１０に備えられる消費電力量算出部１３は、エレベータ利用者によって登録された目的階までの距離や、荷重検出部１８にて検出された乗りかご６内の荷重、運行方向などの情報からエレベータの運行に必要な消費電力量を算出する（Ｓ５）。

さらに、供給制御装置１０に備えられる充電量判断部１２は、蓄電池充電部１７によって蓄電池８に充電された充電量と、消費電力算出部１３にて算出されたエレベータの運行に必要な消費電力量とを比較し、その比較結果から供給制御装置１０はエレベータが目的階に移動できる消費電力量を蓄電池８が有しているか否かを判断する（Ｓ６）。

供給制御装置１０が蓄電池８がエレベータの運行に必要な電力量を有していると判断した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、供給制御装置１０は主制御部１１に電力を供給する（Ｓ７）。そして主制御部１１は供給された電力を用いて特殊運転制御を行う（Ｓ８）。

一方、エレベータの運行に必要な電力量を有していないと判断した場合（Ｓ６のＮＯ）、供給制御部１０は主制御部１１への電力供給を行わず、必要な電力量が充電されるまで、蓄電池充電部１７による充電を継続する。

以上のようにして、停電時に蓄電池８に必要な充電量を算出した上で、その必要な充電量が充電された場合にエレベータを運行させることで、利用者の待ち時間を短縮させることができる。

またその他にも、図４に示すように主制御部１１に充電時間予測部１９及び待ち時間算出部２０を備え、乗場や乗りかご６内に設置された図示しない表示装置に次のエレベータ運転までの待ち時間を表示するものとしてもよい。

この場合、充電時間予測部１９は供給制御部１０と待ち時間算出部２０とに接続され、待ち時間算出部２０は表示装置と接続される。

充電時間予測部１９は消費電力量算出部１３によって算出された消費電力量と、充電量判断部１２によって判断された蓄電池８内の充電量とからエレベータの運転に必要な電力量が充電されるまでに要する時間を予測する。

待ち時間算出部２０は充電時間予測部１９によって予測された充電時間とエレベータが利用者の希望する目的階までの移動に要する時間とに基づいて、エレベータ利用者が目的階までに到達するまでの時間、すなわち待ち時間を算出する。

このように算出された待ち時間を、表示装置に表示させることにより、エレベータ利用者の利便性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係る主制御部の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係るエレベータ制御システムは、第１の実施形態におけるエレベータ制御システムの構成に加え、回生運転か否かの判断を行う回生運転判断部を有している。この回生運転判断部によってエレベータの運転が回生運転であると判断された場合、そのことを考慮してエレベータの運行に必要な消費電力量を通常よりも少なく設定し、利用者の待ち時間を短縮させることができるものである。以下、具体的に説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態に係る主制御部１１は回生運転判断部２１を備えている。回生運転判断部２１は、乗りかご６が昇降路下方向に移動する場合の乗りかご６の積載荷重がカウンタウェイト７よりも重いときを「回生運転」と判断する。同様に、乗りかご６が昇降路上方向に移動する場合の乗りかご６の積載荷重がカウンタウェイト７よりも軽いときも「回生運転」と判断する。これらのような場合、モータ５に動力が必要なくなるため、巻上機が発電機として機能することになり、電力が生じる。

また、上記の場合とは逆に、モータ５の動力を必要とする運転の場合には、回生運転判断部１９は「力行運転」と判断する。

すなわち、回生運転判断部２１が、次に動作するエレベータの運転が回生運転か否かを判断する。エレベータの運転が回生運転であると判断した場合、消費電力量算出部１３はエレベータの運行に必要な消費電力量として、モータ５への電力供給分を排除した値を算出する。

これにより、エレベータが次に動作する運転が回生運転である場合、蓄電池８に必要な充電量が通常よりも少なくて済むため、エレベータ利用者の待ち時間を短縮することができる。

また回生運転が開始された場合、供給制御装置１０はモータ５への電力供給を停止する。そして電力供給を停止している間、蓄電池８に対して蓄電池充電部１７からの充電に加え、モータ５から発生する回生電力もインバータ４を介して蓄電池８へ充電する。

このように、回生電力を蓄電池８に充電することにより力行運転の際の電力供給のアシストができる上に、回生運転の際にはエレベータの運転に必要な消費電力量が通常より少なくて済むことにより、エレベータ利用者の待ち時間を短縮することができる効果を得ることができる。

１…商用電源
２…コンバータ
３…平滑コンデンサ
４…インバータ
５…モータ
６…かご
７…カウンタウェイト
８…蓄電池
９…電力切替スイッチ
１０…供給制御装置
１１…主制御部
１２…充電量判断部
１３…消費電力量算出部
１４…蓄電池駆動制御部
１５…運転制御部
１６…停電検出部
１７…蓄電池充電部
１８…荷重検出部
１９…充電時間予測部
２０…待ち時間算出部
２１…回生運転判断部

Claims

電力供給源を商用電源と蓄電池との間で切り替えを行いエレベータの運行を制御する運転制御部と、
前記商用電源から電力が供給されない状態を停電として検出する停電検出部と、
前記停電検出部によって停電状態が検出された場合、前記蓄電池と外部に設置される蓄電池充電部とを接続する蓄電池駆動制御部と、
乗りかご内の積載荷重と乗りかごの出発階及び行先階とからエレベータの運行に必要な消費電力量を算出する消費電力量算出部と、
前記蓄電池内の充電量を判断する充電量判断部と、
を備え、
前記停電検出部が停電状態を検出した場合、前記運転制御部は電力供給源を商用電源から蓄電池に切り替え、前記充電量判断部によって判断された前記蓄電池内の充電量が前記消費電力量算出部によって算出された消費電力量に達したと判断した後に、エレベータを運転させることを特徴とするエレベータ制御システム。
前記エレベータの運転が回生運転であるか否かを判断する回生運転判断部を備え、前記回生運転判断部によって前記エレベータの運転が回生運転であると判断された場合、前記蓄電池からエレベータの駆動系への電力供給を停止させ、かつ前記蓄電池に対して回生運転によって発生する回生電力を供給することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御システム。
前記エレベータの運転が回生運転であると判断された場合、前記消費電力量算出部は前記回生電力量を考慮して前記エレベータの運行に必要な消費電力量を算出することを特徴とする請求項２に記載のエレベータ制御システム。
前記消費電力量算出部によって算出された消費電力量と、前記充電量判断部によって判断された前記蓄電池内の充電量とから、前記エレベータの運転に必要な電力量が充電されるまでに要する時間を予測する充電時間予測部と、
前記充電時間予測部によって予測された時間と前記エレベータの目的階までの移動時間とに基づいて、エレベータ利用者が目的階までに到達するまでの時間を算出する待ち時間算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御システム。
前記エレベータを運転させた後に、前記消費電力量算出部が算出した消費電力量を上回る電力量を消費していることを前記充電量判断部が判断した場合、前記主制御部は前記エレベータを最寄階に着床させて、前記蓄電池充電部によって前記蓄電池の充電を行うことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御システム。