JP2014001029A - エレベーター制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】停電が発生してから継続しているときでも、消費電力を抑えつつ、エレベーター利用者の利便性を向上させることができるエレベーター制御装置の提供。
【解決手段】電動機5へ供給する電源の遮断を検出する停電検出部18と、停電検出部18によって電源の遮断が検出されたとき、エレベーターに電力を供給する蓄電池8と、蓄電池8により乗りかご11を走行させるときの走行速度及び加速度が所定の速度及び所定の加速度にそれぞれ設定された運転パターンを複数格納した運転パターン記憶部25aと、停電検出部18によって電源の遮断が検出されたとき、乗りかご11の走行方向及び積載荷重に基づいて電動機5の負荷を推定し、運転パターン記憶部25aから電動機5の負荷に対応する運転パターンを選択する運転方式設定部25と、運転方式設定部25で選択された運転パターンで乗りかご11を走行させる制御を行う制御装置19とを備えた。
【選択図】図1

Description

本発明は、エレベーターの動作を制御するエレベーター制御装置に係り、特にエレベーターの停電時運行に好適なエレベーター制御装置に関する。
この種のエレベーター制御装置の従来技術の1つとして、エレベーターが設置される建物に停電が発生すると、エレベーターの駆動用電源を建物の敷地内に設置される蓄電池に切替えると共に、エレベーターの運転を通常の速度より低い速度である低速で運行させ、蓄電池の消費電力を低減して蓄電池による長時間の運転を可能とするエレベーター用非常電源システムが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、エレベーター制御装置の他の従来技術の1つとして、エレベーターの走行中に電源の異常が発生し、非常用電源設備によりエレベーターを運転して乗りかごを階床まで走行させる場合、電源の異常発生時に乗りかごの積載荷重を検知し、乗りかごと釣瓶式に吊り下げられるバランス用錘との重量を比較して軽荷重方向に運転することで、非常用電源設備の小容量化を可能にする非常用電源設備によるエレベーター運転方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−238316号公報 特開平04−101979号公報
しかし、特許文献1に開示された従来技術のエレベーター用非常電源システムは、停電時の継続運転を行う場合、停電が発生していない通常の運転時の速度よりも低い速度で乗りかごを走行させるので、消費電力を抑制できても出発階から目的階までの乗客の輸送時間が長くなる。そのため、エレベーターの利用者の利便性を損なうことが問題となっている。
また、特許文献2に開示された従来技術の非常用電源設備によるエレベーター運転方法は、停電が発生して乗りかごが階床間に停止した場合に、非常用電源設備によって乗りかごを最寄階へ走行させるようにしているが、このように乗りかごの閉じ込めから乗客を救出するときの一回のみの運転に対応させているので、停電が継続している場合に乗客がエレベーターを引続き利用できないことが問題となっている。
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、停電が発生してから継続しているときでも、消費電力を抑えつつ、エレベーター利用者の利便性を向上させることができるエレベーター制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明のエレベーター制御装置は、昇降路内に配置された乗りかごと、この乗りかごと主ロープを介して吊り下げられた釣合い錘と、電力の供給を受けて前記乗りかご及び前記釣合い錘を相対的に昇降させる電動機とを備えたエレベーターに設けられ、前記電動機へ供給する電源の遮断を検出する停電検出部と、この停電検出部によって前記電源の遮断が検出されたとき、前記エレベーターに電力を供給する電力供給部と、この電力供給部によって供給される電力を受けて前記乗りかごを走行させるときの走行速度及び加速度が所定の速度及び所定の加速度にそれぞれ設定された運転パターンを複数格納した運転パターン記憶部と、前記停電検出部によって前記電源の遮断が検出されたとき、前記乗りかごの走行方向及び積載荷重に基づいて前記電動機の負荷を推定し、前記運転パターン記憶部に格納された前記運転パターンのうち推定した前記電動機の負荷に対応する運転パターンを選択する運転方式設定部と、この運転方式設定部によって選択された運転パターンで前記乗りかごを走行させる制御を行う制御装置とを備えたことを特徴としている。
本発明のエレベーター制御装置によれば、停電が発生してから継続しているときでも、消費電力を抑えつつ、エレベーター利用者の利便性を向上させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係るエレベーター制御装置の一実施形態の構成を示す図である。 本実施形態の動作を説明するフローチャートであり、特に停電が発生してから蓄電池に電源が切替るまでの動作を示すフローチャートである。 本実施形態の動作を説明するフローチャートであり、特に蓄電池に電源が切替ってから動作が終了するまでを示すフローチャートである。
以下、本発明に係るエレベーター制御装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。
本発明に係るエレベーター制御装置の一実施形態は、例えば図1に示すように釣瓶式のエレベーターに設けられる。このエレベーターは、図示しない建物の昇降路10内に配置された乗りかご11と、この乗りかご11と主ロープ13を介して吊り下げられた釣合い錘12と、電力の供給を受けて乗りかご11及び釣合い錘12を相対的に昇降させる電動機5とを備えている。なお、エレベーターは、主ロープ13が巻き掛けられ、電動機5と同期して回転する綱車を有している。
また、エレベーターは、例えば商用電源である三相交流商用電源1から電源を受電する受電盤2を備えている。そして、本実施形態は、後述するように電動機5へ供給する電源の遮断を検出する停電検出部18と、この停電検出部18によって電源の遮断が検出されたとき、エレベーターに電力を供給する電力供給部とを備えており、この電力供給部は、例えば三相交流商用電源1から受電盤2に対して電力が供給されなくなったとき、非常用電源として電力を補う蓄電池8から成っている。
本実施形態は、この蓄電池8から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換するインバーター6と、三相交流商用電源1と受電盤2との間に接続され、蓄電池8を充電する充電器7と、受電盤2及びインバーター6に接続され、三相交流商用電源1又は蓄電池8に電源を切替える電源切替盤3とを備えている。なお、蓄電池8は、例えば建物の共用部に設けられるエレベーター、水道設備、廊下、階段照明、共用部や専有部に設けられる入退室管理装置、及び防犯装置等の設備機器を、停電時にも稼働させるようにしており、建物の敷地内に配置されている。
さらに、エレベーターは、例えば電源切替盤3を介して電動機5の動作の制御を含むエレベーター制御を行うエレベーター制御盤4を備えている。従って、このエレベーター制御盤4は、電動機5を正転及び逆転させる制御を行い、電動機5の回転方向に応じて主ロープ13を介して乗りかご11と釣合い錘12を昇降させることにより、乗りかご11内に乗込んだ乗客16を行先階から目的階まで輸送するようになっている。
また、本実施形態は、例えばエレベーター制御盤4に接続され、停電時における乗りかご11の閉じ込めから乗客を救出する停電時救出運転装置9を備えている。具体的には、この停電時救出運転装置9は、停電が発生して三相交流商用電源1から受電盤2へ電源供給が途絶えると、走行して停止した乗りかご11を最寄階まで昇降して停止させ、図示しないドアを開放した後、乗りかご11内に閉じ込められた乗客16を救出するようにしている。
ここで、停電時救出運転装置9は、例えば上述した蓄電池8と異なる他の蓄電池(図示せず)を有しており、三相交流商用電源1の停電検出は、例えば後述するが、受電盤2に接続される監視装置17の停電検出部18により行われ、監視装置17からの信号で、エレベーター制御盤4が停電時救出運転装置9の起動を指令するようにしている。
本実施形態では、エレベーターは、例えば設備機器の異常状況を検出し、図示しない通信回線を介して遠隔的に接続される監視センタ(図示せず)に対し、検出した異常を通報する監視装置17を備えている。
この監視装置17は、例えば設備機器との信号の入出力を行う入出力装置20と、入出力装置20の入力信号の変化を検出し、組み込まれた所定のプログラムで後述するように監視装置17の制御を行う制御装置19と、各種のプログラムや情報を記憶する記憶装置21とを有している。前述した停電検出部18は、例えば監視装置17内に格納されており、制御装置19が受電盤2の停電情報や復電情報を、入出力装置20を介して取得すると共に、電源切替盤3に対して三相交流商用電源1又は蓄電池8の切替えを選択的に行う電源切替指令信号を出力するようにしている。
また、監視装置17は、例えば入出力装置20を介してエレベーター制御盤4の情報を取込み、乗りかご11の搭乗人員や貨物等の積載荷重を図示しない荷重検出装置で計測する負荷計測部23と、エレベーターの運転方向、すなわち乗りかご11の走行方向(上昇方向又は下降方向)を検知する運転方向検出部22と、乗りかご11の停止位置を少なくとも検知するエレベーター運行管理部24とを有している。
記憶装置21は、例えば蓄電池8によって供給される電力を受けて乗りかご11を走行させるときの走行速度及び加速度が所定の速度及び所定の加速度にそれぞれ設定された運転パターンを複数格納した運転パターン記憶部21aを含んでいる。さらに、監視装置17は、例えば停電検出部18によって電源の遮断が検出されたとき、エレベーターの運転方向、すなわち乗りかご11の走行方向及び積載荷重に基づいて電動機5の負荷を推定し、運転パターン記憶部21aに格納された運転パターンのうち推定した電動機5の負荷に対応する運転パターンを選択する運転方式設定部25を有している。
本実施形態では、この運転方式設定部25による電動機5の負荷を推定は、例えば運転方向検出部22によって検出された乗りかご11の走行方向、及び負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重に基づいて行われており、上述した制御装置19は、例えば停電検出部18によって電源の遮断が検出されたとき、運転方式設定部25によって選択された運転パターンで乗りかご11を走行させる制御を行うようになっている。
さらに、本実施形態では、運転方式設定部25は、例えば電動機5の負荷を推定した後、推定した負荷が軽負荷又は重負荷であるかどうかを判定するようになっている。ここで、一般的に、本実施形態のように釣瓶式のエレベーターは、乗りかご11の定格積載荷重の50%が釣合い錘12の重量に設定されている。
そのため、乗りかご11の走行方向が上昇方向であり、乗りかご11の積載荷重が軽荷重である場合、あるいは乗りかご11の走行方向が下降方向であり、乗りかご11の積載荷重が重荷重である場合、運転方式設定部25は、乗りかご11と釣合い錘12のうち荷重が重い方を下降させるように電動機5が回転する軽負荷と判定するようになっている。
また、乗りかご11の走行方向が上昇方向であり、乗りかご11の積載荷重が重荷重である場合、あるいは乗りかご11の走行方向が下降方向であり、乗りかご11の積載荷重が軽荷重である場合、運転方式設定部25は、乗りかご11と釣合い錘12のうち荷重が重い方を上昇させるように電動機5が回転する重負荷と判定するようになっている。
本実施形態では、運転パターン記憶部21aには上述の運転パターンとして、例えば乗りかご11が定格速度(例えば毎分120m)よりも低速で走行する中速運転(例えば毎分60m)の運転パターン、及び中速運転の速度よりも低速で走行する低速運転(例えば毎分12m)の運転パターンが格納されている。
そして、本実施形態では、運転方式設定部25は、例えば運転パターン記憶部21aに格納された運転パターンのうち電動機5の負荷が大きい程、所定の速度が低い運転パターンを選択するようになっており、すなわち電動機5の負荷が重負荷であれば、低速運転の運転パターンを選択し、電動機5の負荷が軽負荷であれば、中速運転の運転パターンを選択するようになっている。
次に、本実施形態の動作を図1及び図2のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
図2は本実施形態の動作を説明するフローチャートであり、特に停電が発生してから蓄電池に電源が切替るまでの動作を示すフローチャート、図3は本実施形態の動作を説明するフローチャートであり、特に蓄電池に電源が切替ってから動作が終了するまでを示すフローチャートである。
本実施形態では、図2に示すようにまず、制御装置19が受電盤2の停電情報や復電情報を、入出力装置20を介して取得しており、停電検出部18が制御装置19からの出力を受けて電動機5へ供給する電源の遮断を検出し、すなわち停電が発生したかどうかを判定する(ステップ(以下、Sと記す)1)。
ここで、三相交流商用電源1から受電盤2に対して電力が供給されなくなったとき、受電盤2から停電情報が監視装置17の入出力装置20及び制御装置19を介して停電検出部18に送信され、手順S1において停電検出部18は停電が発生したと判定する。一方、三相交流商用電源1から受電盤2に対して電力が供給されている限り、手順S1において停電検出部18は停電が発生していないと判定するので、エレベーター制御盤4は、そのまま乗りかご11を予め設定された通常の速度での走行を継続させる(S2)。
次に、手順S1において停電検出部18は停電が発生したと判定した後、エレベーター運行管理部24は、エレベーター制御盤4、入出力装置20、及び制御装置19を介して乗りかご11の昇降路10内の停止位置情報を受信し、乗りかご11の走行中の停電かどうかを判定する(S3)。
このとき、エレベーター運行管理部24が乗りかご11の走行中の停電であると判定した場合、制御装置19は、乗りかご11が階床レベル内に停止していないことを判定したエレベーター運行管理部24からの情報を受け、入出力装置20を介してエレベーター制御盤4に停電時救出運転装置9を起動する指令を出力する。
そして、制御装置9による出力を受けて起動した停電時救出運転装置9は、乗りかご11を最寄階の階床レベル内へ着床するようにエレベーター制御盤4に指令を出力し、乗りかご11の階床レベルへの着床を試みる(S4)。手順S4の動作の後、乗りかご11が階床レベル内に着床できない場合には、エレベーター制御盤4及び停電時救出運転装置9により、乗りかご11の階床レベルへの着床が繰返して実行される(S5)。
次に、乗りかご11が最寄階の階床レベル内へ着床した場合には(S6)、この時点で途絶えている三相交流商用電源1の復電の有無を、受電盤2からの復電情報により停電検出部18が制御装置19を介して判断する(S7)。このとき、三相交流商用電源1から受電盤2への電力が供給され、停電検出部18は三相交流商用電源1が復電したと判断した場合には、上記停電が瞬時停電であると判定し、三相交流商用電源1から蓄電池8への電源の切替えを行わずに手順S1の動作へ戻る。
一方、手順S7において三相交流商用電源1から受電盤2への電力の供給が途絶えたままで、停電検出部18は三相交流商用電源1が復電していないと判断した場合には、制御装置19は、電力の供給元である三相交流商用電源1から蓄電池8に切替える電源切替指令信号を停電検出部18から受け、当該電源切替指令信号を入出力装置20を介して電源切替盤3に対して出力することにより、エレベーターの電源がインバーター6を介して蓄電池8に切替る(S8)。これにより、蓄電池8に蓄えられた電力が電動機5や設備機器に供給される。
次に、図3に示すように制御装置19は、乗客が乗りかご11に乗込んでから押される乗りかご11の内部に設置された図示しない階床押ボタンの押圧、あるいはエレベーターの乗場に配設された図示しない乗場呼びボタンの押圧による乗りかご11の呼び発生をエレベーター制御盤4及び入出力装置20を介して検出する(S9)。
次に、制御装置19が乗りかご11の呼び発生を検出すると、監視装置17の運転方向検出部22は、エレベーター制御盤4及び入出力装置20を介して乗りかご11の走行方向、すなわち上昇方向又は下降方向を検知する(S10)。また、監視装置17の負荷計測部23は、乗りかご11の搭乗人員や貨物等の積載荷重を荷重検出装置で計測する(S11)。
次に、監視装置17の運転方式設定部25は、手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向、及び手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重に基づいて、電動機5の負荷を推定し、推定した負荷が、例えば軽負荷又は重負荷であるかどうかを判定する(S12)。
ここで、手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向が上昇方向であり、手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重が軽荷重である場合、あるいは手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向が下降方向であり、手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重が重荷重である場合、運転方式設定部25は電動機5の負荷が軽負荷であると判定する。
一方、手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向が上昇方向であり、手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重が重荷重である場合、あるいは手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向が下降方向であり、手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重が軽荷重である場合、運転方式設定部25は電動機5の負荷が重負荷であると判定する。
手順S12において運転方式設定部25は電動機5の負荷が軽負荷であると判定した場合には、記憶装置21の運転パターン記憶部21aに格納されている中速運転(毎分60m)の運転パターンを選択し、制御装置19はエレベーター制御盤4へ中速運転の運転パターンの運転指令信号を出力する(S13)。
手順S12において運転方式設定部25は電動機5の負荷が重負荷であると判定した場合には、記憶装置21の運転パターン記憶部21aに格納されている低速運転(毎分12m)の運転パターンを選択し、制御装置19はエレベーター制御盤4へ低速運転の運転パターンの運転指令信号を出力する(S14)。
次に、乗りかご11は、手順S13において選択された中速運転の運転パターン、あるいは手順S14において選択された低速運転の運転パターンにより昇降路10内を目的階へ到達するまで昇降する(S15)。そして、乗りかご11が目的階に到達すると、制御装置19は、停電検出部18へ停電の有無を検出させることにより、停電検出部18は停電がまだ継続しているどうか、すなわち三相交流商用電源1が復電したかどうかを判定する(S16)。
このとき、制御装置19は停電が継続していると判定した場合には、手順S9の動作に戻る。一方、手順S16において停電検出部18は、停電が継続しておらず、三相交流商用電源1が復電したと判定した場合には、制御装置19は、蓄電池8から三相交流商用電源1に切替える電源切替指令信号を停電検出部18から受け、当該電源切替指令信号を入出力装置20を介して電源切替盤3に対して出力することにより、エレベーターの電源が受電盤2を介して三相交流商用電源1に切替る(S17)。これにより、三相交流商用電源1から電力が電動機5や設備機器に供給されると共に、蓄電池8が充電器7によって充電され、本実施形態の動作を終了する。
このように構成した本実施形態によれば、手順S1において停電検出部18が停電を検出すると、停電検出部18から電源切替指令信号が出力されて電源の供給元である三相交流商用電源1から蓄電池8に切替り、蓄電池8の電力が消費される。このとき、運転方式設定部25は、手順S10において運転方向検出部22によって検知された乗りかご11の走行方向、及び手順S11において負荷計測部23によって計測された乗りかご11の積載荷重に基づいて、電動機5の負荷を推定することにより、記憶装置21の運転パターン記憶部21aに格納された運転パターンの選択において蓄電池8の消費電力を考慮に入れることができる。
そして、運転方式設定部25は、中速運転(定格速度毎分120mの50%である毎分60m)の運転パターン、及び低速運転(定格速度毎分120mの10%である毎分12m)の運転パターンの中から電動機5の負荷に対応する運転パターンを選択することにより、停電検出部18が停電を検出している間、上述したように蓄電池8の消費電力を考慮した上で、乗りかご11の走行速度を最適なものに設定できるので、行先階から目的階までの乗客16の輸送時間を短縮することができる。これにより、停電が発生してから継続しているときでも、消費電力を抑えつつ、エレベーター利用者の利便性を向上させることができる。
特に、本実施形態では、手順S12において電動機5の負荷が軽負荷であると判定されれば、電動機5の回転方向と、乗りかご11及び釣合い錘12のうち荷重が重い方の移動方向と同一であるので、電動機5の回転に必要な蓄電池8の消費電力を抑えることができる。一方、手順S12において電動機5の負荷が重負荷であると判定されれば、電動機5の回転方向と、乗りかご11及び釣合い錘12のうち荷重が重い方の移動方向とが逆であるので、電動機5を回転させるための蓄電池8の消費電力は、上述した電動機5の回転方向と、乗りかご11及び釣合い錘12のうち荷重が重い方の移動方向と同一のときの蓄電池8の消費電力よりも大きくなる。
従って、本実施形態は、電動機5の負荷が軽負荷であるときには、運転方式設定部25が中速運転の運転パターンを選択し、制御装置19が、エレベーター制御盤4を介して乗りかご11を中速運転の速度(毎分60m)で走行させるようにしたので、乗りかご11を定格速度(毎分120m)で走行させるときよりも蓄電池8の消費電力が抑えられ、乗りかご11を低速運転の速度(毎分12m)で走行させるときよりも乗客16の輸送時間を短縮することができる。
そして、電動機5の負荷が重負荷であるときには、運転方式設定部25が低速運転の運転パターンを選択し、制御装置19が、エレベーター制御盤4を介して乗りかご11を低速運転の速度(毎分12m)で走行させるようにしたので、蓄電池8の消費電力を確実に抑えることができ、運転効率を向上させることができる。これにより、エレベーターを利用する際の乗客16の待ち時間を減らすことができ、このようなエレベーターの長待ちに対する乗客16の焦燥感を回避することができる。
また、本実施形態は、運転方式設定部25は、電動機5の負荷が軽負荷の場合には、中速運転の運転パターンを選択し、電動機5の負荷が重負荷のときには、中速運転の運転パターンよりも低速運転の運転パターンを選択している。このように本実施形態は、電動機5の負荷の大小と反比例した乗りかご11の走行速度の運転パターンを選択することにより、蓄電池8の消費電力と乗りかご11の走行速度の調整を行うのに都合が良い。
なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
また、本実施形態は、記憶装置21の運転パターン記憶部21aに格納されている運転パターンが中速運転の運転パターン及び低速運転の運転パターンの2種類である場合について説明したが、この場合に限らず、電動機5における目安とする負荷の設定数(本実施形態の場合は軽負荷と重負荷の2つ)と同数であれば、3種類以上であっても良い。
1 三相交流商用電源
3 電源切替盤
4 エレベーター制御盤
5 電動機
8 蓄電池
11 乗りかご
12 釣合い錘
17 監視装置
18 停電検出部
19 制御装置
21 記憶装置
21a 運転パターン記憶部
22 運転方向検出部
23 負荷計測部
24 エレベーター運行管理部
25 運転方式設定部

Claims (2)

  1. 昇降路内に配置された乗りかごと、この乗りかごと主ロープを介して吊り下げられた釣合い錘と、電力の供給を受けて前記乗りかご及び前記釣合い錘を相対的に昇降させる電動機とを備えたエレベーターに設けられ、
    前記電動機へ供給する電源の遮断を検出する停電検出部と、
    この停電検出部によって前記電源の遮断が検出されたとき、前記エレベーターに電力を供給する電力供給部と、
    この電力供給部によって供給される電力を受けて前記乗りかごを走行させるときの走行速度及び加速度が所定の速度及び所定の加速度にそれぞれ設定された運転パターンを複数格納した運転パターン記憶部と、
    前記停電検出部によって前記電源の遮断が検出されたとき、前記乗りかごの走行方向及び積載荷重に基づいて前記電動機の負荷を推定し、前記運転パターン記憶部に格納された前記運転パターンのうち推定した前記電動機の負荷に対応する運転パターンを選択する運転方式設定部と、
    この運転方式設定部によって選択された運転パターンで前記乗りかごを走行させる制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするエレベーター制御装置。
  2. 請求項1に記載のエレベーター制御装置において、
    前記運転方式設定部は、前記運転パターン記憶部に格納された前記運転パターンのうち前記電動機の負荷が大きい程、前記所定の速度が低い運転パターンを選択することを特徴とするエレベーター制御装置。
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