JP4347983B2 - エレベーターの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力蓄積装置を利用したエレベーターの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図８は、例えば『三菱電機技報「中低速乗用エレベーター“グランディ”のモデルチェンジ」（安藤、木村、森著、Vol.70、No.11、1996年発行）の９頁』に示された従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【０００３】
図８において、１は商用の三相交流電源、２はインダクションモータＩＭ等の電動機、３は巻上機、４はロープ、５はエレベーターのかご、６は釣合い錘である。また、７はエンコーダ、８はコントローラ、９はダイオード等で構成されたコンバータ、１０はコンデンサ、１１はカレントトランス（ＣＴ）などの電流検出器、１２はインバータ、１３はインバータ制御回路、１４はゲートドライブ回路である。さらに、１５は回生抵抗、１６はＩＧＢＴなどのスイッチング手段である。
【０００４】
つぎに、前述した従来のエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
電動機２で、巻上機３を回転することにより、ロープ４の両端に接続されたエレベーターのかご５および釣合い錘６を移動させ、かご内の乗客を所定の階に運ぶ。
【０００６】
コンバータ９は、商用電源１から供給された交流電力を整流して直流電力に変換し、コンデンサ１０に蓄電する。この直流電力をインバータ１２で可変電圧可変周波数の交流電力に変換する。
【０００７】
コントローラ８は、エレベーターの起動・停止を決定するとともに、その位置・速度指令を作成する。インバータ制御回路１３は、コントローラ８の速度指令に基づいて、電流検出器１１からの電流帰還と、巻上機３に搭載したエンコーダ７からの速度帰還により、電動機２を回転駆動して、エレベーターの位置・速度制御を実現する。この際、インバータ制御回路１３は、ゲートドライブ回路１４を介してインバータ１２の出力電圧・周波数を制御する。
【０００８】
エレベーターの釣合い錘６は、かご５に適度の人間が乗車している時に釣合うように設定されている。例えば、釣合い状態でエレベーターが走行する場合、加速時は電力を消費しながら速度を上げ、逆に減速時は蓄積された速度エネルギーを電力に戻すことが可能である。しかし、一般的なエレベーターでは、この回生電力は、スイッチング手段１６を制御することにより、回生抵抗１５で熱エネルギーに変換して消費される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のエレベーターの制御装置では、エレベーターの運転と同期して、常に商用電源から電力を供給して消費するので、商用電源が停電するとエレベーターの運転が不可能になると共に、電力使用のピーク時間帯であっても、消費電力は低減できないという問題点があった。
【００１０】
また、エレベーターの回生時に発生する電力は、回生抵抗で熱消費され、有効に使用されていないという問題点があった。
【００１１】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、停電時の着床運転が可能で、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能なエレベーターの制御装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように前記電力蓄積装置の充電状態を管理するとともに、回生電力の充電だけで不足する場合は、前記コントローラからのエレベーターの運転情報に基づきエレベーターの停止期間中に前記直流電力を前記電力蓄積装置へ所定の定電流で充電するときは駆動信号を出力し、前記電力蓄積装置の電圧が、充電状態が１００％未満である、予め設定された所定電圧に達して充電を停止するときには停止信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への前記直流電力の充電を開始し、前記停止信号に従って前記充電を停止する充放電回路とを備えたものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、前記電力蓄積装置の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記充放電制御回路は、前記温度検出手段が検出した前記電力蓄積装置の温度に基づいて前記所定電圧を可変するものである。
【００１４】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の電圧が前記所定電圧に達したときには、前記電力蓄積装置の充電状態を補正するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２３】
図１において、商用の三相交流電源１〜ゲートドライブ回路１４は上記従来例に示した図８の構成要素と同等のものである。
【００２４】
また、同図において、２１はバッテリや電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサ等で構成された電力蓄積装置、２２は双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、２３は充放電回路２２の充放電電力を制御する充放電制御回路、２４はカレントトランス（ＣＴ）等で構成された電力蓄積装置２１の入出力電流を検出するための電流検出器、５０はエレベーターの所要電力を演算する所要電力演算回路、５１は所要電力演算回路５０で演算した所要電力信号を伝送するための通信ケーブル、５２はエレベーターの起動・停止信号を伝送するための通信ケーブルである。
【００２５】
図２は、図１に示す実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路２２の構成を示す回路図である。
【００２６】
図２において、２５はリアクトル、２６、２７はＩＧＢＴ等のスイッチング素子、２８、２９は逆並列に接続されたダイオードである。
【００２７】
電力蓄積装置２１への充電は、スイッチング素子２６とダイオード２９の降圧型チョッパ回路で行われる。また、電力蓄積装置２１からの放電は、スイッチング素子２７とダイオード２８の昇圧型チョッパ回路で行われる。
【００２８】
図３は、図１に示す実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電制御回路２３の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図３において、５３、５７はゲートドライブ回路、５４、５８はＰＷＭ変調信号を作成するＰＷＭ信号回路、５５は充電電流指令値Ｉｃｃと電流検出器２４で検出した充電電流検出値Ｉｃとの差を例えば比例積分演算して充電電流指令値に制御する充電電流コントローラ、５６は充放電回路２２の入力端の直流電圧を、電圧指令値Ｖｃ*とその実際値Ｖｃとの差を例えば比例積分演算して、電圧指令値に制御する電圧コントローラ、５９は放電電流指令値Ｉｄｃと電流検出器２４で検出した放電電流検出値Ｉｃとの差を例えば比例積分演算して放電電流指令値に制御する放電電流コントローラである。
【００３０】
また、同図において、６０、６１、６２は減算器、６３は除算器である。なお同図の上段の、ゲートドライブ回路５３、ＰＷＭ信号回路５４、充電電流コントローラ５５、電圧コントローラ５６、減算器６０、及び減算器６２は充電電力用の制御回路を構成し、同図の下段の、ゲートドライブ回路５７、ＰＷＭ信号回路５８、放電電流コントローラ５９、減算器６１、及び除算器６３は放電電力用の制御回路を構成する。
【００３１】
つぎに、この実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１に示す三相交流電源１が停電すると、コントローラ８は、図示していないが、母線電圧、即ちＰＮ間の電圧Ｖｃ、もしくは三相交流電源１の電圧を直接検出して、停電を検知する。コントローラ８は、停電検知を所要電力演算回路５０へ伝達する。
【００３３】
所要電力演算回路５０は、停電を検知すると、エレベーターを最寄りの階に着床するための所要電力を放電電力指令Ｐｄ*として充放電制御回路２３へ出力する。充放電制御回路２３は、図３に示すブロック図に従い、ゲートドライブ回路５７からゲートドライブ信号を充放電回路２２へ出力する。
【００３４】
このゲートドライブ信号により、充放電回路２２の放電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２７、ダイオード２８）が動作し、電力蓄積装置２１から電力をインバータ１２に供給し、電動機２を回転させ、巻上機３を動作させる。これにより、エレベーターのかご５が最寄り階に着床できる。なお、かご５の乗車人数によっては、充放電回路２２の充電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２９）が動作し、電動機２からの回生電力を電力蓄積装置２１へ充電しながら、かご５が最寄り階に着床することもある。
【００３５】
また、電力使用のピーク時間帯である１３時から１６時においては、エレベーターの力行運転時に必要な全電力、あるいは電力の一部を電力蓄積装置２１から上記停電着床時とほぼ同様に、充放電回路２２の放電回路を制御することにより供給する。
【００３６】
図４は、エレベーターの力行運転時の消費電力の例を示した図である。エレベーターの力行運転時において、加速時に消費電力のピークが図４に示すように発生する。この消費電力のピーク部分、例えば図４の斜線部分を電力蓄積装置２１から充放電回路２２の放電回路を制御することにより供給すれば、電力のピークがカットでき、契約電力が低減できる。
【００３７】
一方、エレベーターの回生運転時には、例えば図３の充放電制御回路２３のブロック図に示すように、ゲートドライブ回路５３から母線電圧Ｖｃを所定の電圧に制御するためのゲートドライブ信号を出力し、充放電回路２２の充電回路が動作し、電動機２からの回生電力を電力蓄積装置２１に充電する。
【００３８】
また、充放電制御回路２３は、図３に示したブロック図とは別に、電流検出器２４で検出した電力蓄積装置２１の充放電電流値Ｉｃや電力蓄積装置２１の電圧Ｖｂから充電電流量、または充電電力量などを演算し、充電状態を把握する機能を持っている。
【００３９】
この充電状態は、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように管理し、エレベーターの回生電力の充電だけで不足する場合は、エレベーターの停止期間中に、コンバータ９、コンデンサ１０を通じて商用電源１から所定の定電流で電力蓄積装置２１を充電する。
【００４０】
また、電力使用のピーク時間帯である１３時から１６時の間の消費電力を低減するために、１３時までに電力蓄積装置２１の充電状態を高くするように、エレベーターの回生電力の充電とエレベーターの停止期間中の商用電源１からの所定の定電流での充電を行い、管理しておく。エレベーターの停止期間中の充電は、上記図３に示した充放電制御回路２３のブロック図において、電圧コントローラ５６以降が動作し、所定の定電流で充電が行われる。
【００４１】
電力蓄積装置２１の充電状態が高くなりすぎると、例えば充電状態が１００％の場合には、エレベーターの回生電力を充電しても有効に利用できない上に、電力蓄積装置２１がバッテリの時には、バッテリ電圧が急上昇し、バッテリ内部にガスが発生したりし、バッテリの劣化や寿命の低下が起こることがある。また、電力蓄積装置２１が電気二重層コンデンサの場合には、耐圧を超えることになるため、劣化や寿命の低下、ひいては破壊などの恐れがある。
【００４２】
充電状態が１００％未満の場合であっても、電力蓄積装置２１がバッテリの場合には、電圧が上昇しやすくなり、充電効率が低下し、ハイレートの充電となるエレベーターの回生電力の受け入れ性が悪くなる。そこで、電力蓄積装置２１の充電状態が高くなりすぎないように、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電は予め設定した電圧で充電を停止することにより、つまり、充放電制御回路２３が、充電を停止させるためのゲートドライブ信号を出力し、充放電回路２２の充電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２９）をオフ（ＯＦＦ）にすることにより、電力蓄積装置２１の充電状態をエレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態にしておくことができる。
【００４３】
以上のように、エレベーターの停止時に電力蓄積装置２１を充電することにより、停電時の着床を保証するようにすると共に、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を予め設定した電圧で停止することにより、電力蓄積装置２１の充電状態を管理して、エレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態にしておき、回生電力を効率良く充電し、電力蓄積装置２１の劣化、寿命の低下、破壊を防止する効果がある。
【００４４】
また、電力蓄積装置２１に充電した回生電力を電力蓄積装置２１を管理しながら有効に放電することにより、省エネ化が図れ、電力使用ピーク時間帯の消費電力の低減による電力ピークカット、エレベーターのピーク電力の低減による契約電力低減が図れ、電気料金の低減ができる効果がある。
【００４５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の基本構成は、上記実施の形態１と同様である。また、後述する実施の形態３以降の各実施の形態の基本構成も、上記実施の形態１と同様である。
【００４６】
上記実施の形態１では、電力蓄積装置２１の温度にかかわらず、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流での充電を予め設定した電圧で停止するものについて示したが、この実施の形態２では、電力蓄積装置２１の温度により、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を停止する電圧を可変するもので、同様の効果を奏すると共に、充電状態がほぼ同じ状態で商用電源１からの充電を停止することができため、特に低温での回生電力の受け入れ性をよりよくする効果がある。
【００４７】
図５は、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置２１の温度と充電停止電圧の関係を示す図である。
【００４８】
電力蓄積装置２１に例えばサーミスタなどの温度計を取り付け、図５に示すように、電力蓄積装置２１の温度により、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を停止する電圧を変えると、電力蓄積装置２１がバッテリの場合には、充電状態をより正確に管理できる。
【００４９】
例えば、シール形鉛電池の場合には、電力蓄積装置２１の温度２５℃での充電停止電圧をＶ２５とし、温度係数Ｋを設けた図５に示す１次関数式（１）で温度ＴＢに応じた充電停止電圧Ｖｓｔｏｐを可変すると、充電状態がほぼ同じ状態で商用電源１からの充電を停止することができる。
【００５０】
Ｖｓｔｏｐ＝Ｖ２５＋Ｋ（２５−ＴＢ） ・・・（１）
【００５１】
これにより、電力蓄積装置２１の温度によらず、回生電力の受け入れ性を良い状態にしておくことができる。
【００５２】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、電力蓄積装置２１の充電状態を把握するために、充放電電流の検出値Ｉｃをもとに充電状態を演算するものについて示したが、この実施の形態３では、その充電状態値の補正をエレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流充電時の所定の充電停止電圧到達時に行うもので、電力蓄積装置２１の充電状態をより正確に管理することができる効果がある。なお、補正動作については、後述する実施の形態４等と同様である。
【００５３】
充放電電流Ｉｃの検出誤差や充電時間の誤差などのために、充放電電流量（単位Ａｈ：アンペアアワー）の誤差が累積すると、正確な充電状態の把握ができなくなり、停電時に必要な電力が供給できなくなったり、回生電力の受け入れ性が悪くなったり、電力蓄積装置２１の劣化や寿命の低下、あるいは破壊を招く恐れがある。充電状態値の補正をエレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流での充電時に、所定の停止電圧到達時点に所定の充電状態値に補正を行うことにより、より正確な充電状態値に戻すことができる。
【００５４】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、電力蓄積装置２１の充電状態値の補正をエレベーター停止期間中における商用電源１からの定電流充電時の所定の充電停止電圧到達時に行うものについて示したが、この実施の形態４では、エレベーター運転のために、電力蓄積装置２１から放電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うもので、上記実施の形態３と同様の効果を奏すると共に、充電状態値の補正の頻度を増やすことができ、より正確な充電状態に管理することができる効果がある。
【００５５】
図６は、電力蓄積装置２１の放電後、所定時間経過後の電力蓄積装置２１の開放電圧と充電状態の関係を示す図である。
【００５６】
エレベーターの運転のために、電力蓄積装置２１から所要の放電が行われた直後から、予め設定された時間、例えば数十秒以上が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧は、図６に示すように、電力蓄積装置２１の充電状態とほぼ１次関数の関係にある。
【００５７】
特に、停電時着床に必要な放電容量を保証し、回生電力の受け入れ性を良くするための充電状態の上下限値以内の通常使用する充電状態範囲では、１次関数に近似できる。
【００５８】
この特性を用いて、エレベーター運転のための放電後のエレベーターの停止期間中に、電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂを検出し、この開放電圧から電力蓄積装置２１の充電状態を図６に基づき補正する。つまり、電力蓄積装置２１の充電状態を、新たに開放電圧に対応する充電状態に設定する。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件として、充電状態の演算値と図６に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００５９】
なお、放電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、エレベーター運転のために、電力蓄積装置２１から放電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うものについて示したが、この実施の形態５では、電力蓄積装置２１から充電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うもので、上記実施の形態例４と同様の効果を奏する。
【００６１】
エレベーターの停止期間中の充電、あるいはエレベーターの回生運転時の回生電力の充電が行われた直後から、予め設定された時間、例えば数十秒以上が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧は、上記実施の形態４で示した図６とほぼ同様に電力蓄積装置２１の充電状態とほぼ１次関数の関係にある。
【００６２】
特に、停電時着床に必要な放電容量を保証し、回生電力の受け入れ性を良くするための充電状態の上下限値以内の通常使用する充電状態範囲では、１次関数に近似できる。
【００６３】
この特性を用いて、充電後のエレベーターの停止期間中に、電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂを検出し、この開放電圧から電力蓄積装置２１の充電状態を開放電圧・充電状態特性に基づき補正する。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件としては、充電状態の演算値と開放電圧・充電状態特性に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００６４】
なお、充電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６５】
また、電力蓄積装置２１の温度をサーミスタなどの温度計を用いて検出し、電力蓄積装置２１の温度と電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂとから、電力蓄積装置２１の充電状態値を補正しても良い。
【００６６】
特に、電力蓄積装置２１が５℃前後以下の低温時は充電後の開放電圧が高くなる特性があるため、電力蓄積装置２１の温度に対する開放電圧・充電状態特性を用いることにより、低温時においてより正確に電力蓄積装置２１の充電状態値を補正することができる。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件としては、充電状態の演算値と開放電圧・充電状態特性に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００６７】
なお、電力蓄積装置２１の温度と、充電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６８】
実施の形態６．
上記実施の形態例１では、回生電力の受け入れ性を良くするために、エレベーター停止期間中の充電時に所定電圧に到達すると充電を停止するものについて示したが、この実施の形態６では、電力蓄積装置２１の充電目標値を指示する、充放電制御回路２３やコントローラ８に設けた充電目標指示手段、あるいは独立に設けた充電目標指示装置（図示しない）と、電力蓄積装置２１の充電状態を把握する手段（充放電制御回路２３内のソフトの一部等）を備えて、充電状態が充電目標値より高い状態にある場合に、高い分のエネルギーを電力蓄積装置２１からエレベーターかご内の照明、あるいはインバータ制御回路１３、もしくは充放電制御回路２３へ電力を供給するように放電して、回生電力の受け入れ性を良くするものである。
【００６９】
図７は、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置において、時刻と充電目標指示装置から指示される充電目標値の一例（実線）、電力蓄積装置２１の充電状態の例（点線）を示す図である。
【００７０】
充電目標指示装置から指示される図７の実線に示す充電目標値に従い、エレベーターの停止期間中に充放電回路２２の充電回路によって充電し、充電状態を制御する。
【００７１】
エレベーターの回生運転時には、電力蓄積装置２１に回生電力が充電目標値に関係なく充放電回路２２の充電回路によって充電される。従って、充電目標値に対して図７の点線に示すように実際の充電状態値が大幅に高くなる場合が生じる。
【００７２】
充電目標値に対して、充電状態値が所定以上上回ると、図７の斜線で示す充電エネルギーを電力蓄積装置２１からエレベーターかご内の照明、あるいはインバータ制御回路１３、もしくは充放電制御回路２３へ供給することにより、充電目標値に近づけて、常に回生電力の受け入れ性が良い状態に保つことができる。
【００７３】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、電力蓄積装置２１の充電目標値を指示する充電目標指示装置と電力蓄積装置２１の充電状態を把握する手段を備えて、充電状態を制御するものについて示したが、この実施の形態７では、充電状態を有線の通信回線や無線を利用して、パソコン等の遠隔点検装置により、電力蓄積装置２１の充電状態を管理するもので、異常の検知ができ、電力蓄積装置２１の交換時期の把握もできる効果がある。
【００７４】
電力蓄積装置２１の充電状態値を、有線の通信回線や無線を利用して、例えばエレベーターのメンテナンス会社やエレベーターの管理室などに設置した遠隔点検装置にデータ送信する。受信した電力蓄積装置２１の充電状態データが所定の充電状態より低かったり、高かったりした場合は、電力蓄積装置２１や充放電回路２２、充放電制御回路２３の異常と判断し、至急点検修理が必要なことを把握することができる。
【００７５】
また、電力蓄積装置２１の充電目標値に従い充電しても、上記実施の形態例４や５のように電力蓄積装置２１の開放電圧によって充電状態の補正を実施した結果が、低い充電状態を持続する場合に、遠隔点検装置に送信された充電状態データが、所定の充電状態より所定期間低い状態が続いた場合に、電力蓄積装置２１や充放電回路２２、充放電制御回路２３の異常、または電力蓄積装置２１の寿命と判断し、至急点検修理、または電力蓄積装置２１の交換が必要なことを把握することができる。
【００７６】
また、遠隔点検装置から遠隔点検を実施し、電力蓄積装置２１の所定の放電量に対応する予め設定された電圧までの充電量を測定して、充電電流量効率を計算し、標準の充電電流量効率と比較することで、充電電流量効率の低下状態で電力蓄積装置２１の寿命を予測し、電力蓄積装置２１の交換時期を把握できる。
【００７７】
更に、電力蓄積装置２１の充電状態を外部に表示する手段を制御盤や昇降路等に設け、充放電制御回路２３に駆動される、例えば液晶表示装置や発光ダイオード等を用いて、所定以下の低い充電状態になったことや、低い充電状態が継続したことをサービスマンのメンテナンス時に知らせ、容易に電力蓄積装置２１の交換要否の判断を可能とすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように前記電力蓄積装置の充電状態を管理するとともに、回生電力の充電だけで不足する場合は、前記コントローラからのエレベーターの運転情報に基づきエレベーターの停止期間中に前記直流電力を前記電力蓄積装置へ所定の定電流で充電するときは駆動信号を出力し、前記電力蓄積装置の電圧が、充電状態が１００％未満である、予め設定された所定電圧に達して充電を停止するときには停止信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への前記直流電力の充電を開始し、前記停止信号に従って前記充電を停止する充放電回路とを備えたので、停電時の着床運転が可能な状態を保証し、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能となるという効果を奏する。
【００７９】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記電力蓄積装置の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記充放電制御回路は、前記温度検出手段が検出した前記電力蓄積装置の温度に基づいて前記所定電圧を可変するので、停電時の着床運転が可能な状態を保証し、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能となるという効果を奏する。
【００８０】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の電圧が前記所定電圧に達したときには、前記電力蓄積装置の充電状態を補正するので、エレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態を保ち、回生電力を効率良く充電すると共に、電力蓄積装置の劣化、寿命の低下、破壊を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路の構成を示す回路図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電制御回路の構成を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の力行運転時の消費電力を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置の温度と充電停止電圧の関係を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置の開放電圧と充電状態の関係を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の時刻と充電目標値と充電状態を示す図である。
【図８】 従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 三相商用交流電源、２ 電動機、３ 巻上機、４ ロープ、５ かご、６釣合い錘、７ エンコーダ、８ コントローラ、９ コンバータ、１０ コンデンサ、１１、２４ 電流検出器、１２ インバータ、１３ インバータ制御回路、１４、５３、５７ ゲートドライブ回路、２１ 電力蓄積装置、２２ 充放電回路、２３ 充放電制御回路、５０ 所要電力演算回路、５１、５２ 通信ケーブル、５４、５８ ＰＷＭ信号回路、５５ 充電電流コントローラ、５６ 電圧コントローラ、５９ 放電電流コントローラ、６０、６１、６２ 減算器、６３ 乗算器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力蓄積装置を利用したエレベーターの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図８は、例えば『三菱電機技報「中低速乗用エレベーター“グランディ”のモデルチェンジ」（安藤、木村、森著、Vol.70、No.11、1996年発行）の９頁』に示された従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【０００３】
図８において、１は商用の三相交流電源、２はインダクションモータＩＭ等の電動機、３は巻上機、４はロープ、５はエレベーターのかご、６は釣合い錘である。また、７はエンコーダ、８はコントローラ、９はダイオード等で構成されたコンバータ、１０はコンデンサ、１１はカレントトランス（ＣＴ）などの電流検出器、１２はインバータ、１３はインバータ制御回路、１４はゲートドライブ回路である。さらに、１５は回生抵抗、１６はＩＧＢＴなどのスイッチング手段である。
【０００４】
つぎに、前述した従来のエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
電動機２で、巻上機３を回転することにより、ロープ４の両端に接続されたエレベーターのかご５および釣合い錘６を移動させ、かご内の乗客を所定の階に運ぶ。
【０００６】
コンバータ９は、商用電源１から供給された交流電力を整流して直流電力に変換し、コンデンサ１０に蓄電する。この直流電力をインバータ１２で可変電圧可変周波数の交流電力に変換する。
【０００７】
コントローラ８は、エレベーターの起動・停止を決定するとともに、その位置・速度指令を作成する。インバータ制御回路１３は、コントローラ８の速度指令に基づいて、電流検出器１１からの電流帰還と、巻上機３に搭載したエンコーダ７からの速度帰還により、電動機２を回転駆動して、エレベーターの位置・速度制御を実現する。この際、インバータ制御回路１３は、ゲートドライブ回路１４を介してインバータ１２の出力電圧・周波数を制御する。
【０００８】
エレベーターの釣合い錘６は、かご５に適度の人間が乗車している時に釣合うように設定されている。例えば、釣合い状態でエレベーターが走行する場合、加速時は電力を消費しながら速度を上げ、逆に減速時は蓄積された速度エネルギーを電力に戻すことが可能である。しかし、一般的なエレベーターでは、この回生電力は、スイッチング手段１６を制御することにより、回生抵抗１５で熱エネルギーに変換して消費される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のエレベーターの制御装置では、エレベーターの運転と同期して、常に商用電源から電力を供給して消費するので、商用電源が停電するとエレベーターの運転が不可能になると共に、電力使用のピーク時間帯であっても、消費電力は低減できないという問題点があった。
【００１０】
また、エレベーターの回生時に発生する電力は、回生抵抗で熱消費され、有効に使用されていないという問題点があった。
【００１１】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、停電時の着床運転が可能で、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能なエレベーターの制御装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように前記電力蓄積装置の充電状態を管理するとともに、回生電力の充電だけで不足する場合は、前記コントローラからのエレベーターの運転情報に基づきエレベーターの停止期間中に前記直流電力を前記電力蓄積装置へ所定の定電流で充電するときは駆動信号を出力し、前記電力蓄積装置の電圧が、充電状態が１００％未満である、予め設定された所定電圧に達して充電を停止するときには停止信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への前記直流電力の充電を開始し、前記停止信号に従って前記充電を停止する充放電回路とを備えたものである。
【００１３】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、前記電力蓄積装置の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記充放電制御回路は、前記温度検出手段が検出した前記電力蓄積装置の温度に基づいて前記所定電圧を可変するものである。
【００１４】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の電圧が前記所定電圧に達したときには、前記電力蓄積装置の充電状態を補正するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２３】
図１において、商用の三相交流電源１〜ゲートドライブ回路１４は上記従来例に示した図８の構成要素と同等のものである。
【００２４】
また、同図において、２１はバッテリや電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサ等で構成された電力蓄積装置、２２は双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、２３は充放電回路２２の充放電電力を制御する充放電制御回路、２４はカレントトランス（ＣＴ）等で構成された電力蓄積装置２１の入出力電流を検出するための電流検出器、５０はエレベーターの所要電力を演算する所要電力演算回路、５１は所要電力演算回路５０で演算した所要電力信号を伝送するための通信ケーブル、５２はエレベーターの起動・停止信号を伝送するための通信ケーブルである。
【００２５】
図２は、図１に示す実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路２２の構成を示す回路図である。
【００２６】
図２において、２５はリアクトル、２６、２７はＩＧＢＴ等のスイッチング素子、２８、２９は逆並列に接続されたダイオードである。
【００２７】
電力蓄積装置２１への充電は、スイッチング素子２６とダイオード２９の降圧型チョッパ回路で行われる。また、電力蓄積装置２１からの放電は、スイッチング素子２７とダイオード２８の昇圧型チョッパ回路で行われる。
【００２８】
図３は、図１に示す実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電制御回路２３の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図３において、５３、５７はゲートドライブ回路、５４、５８はＰＷＭ変調信号を作成するＰＷＭ信号回路、５５は充電電流指令値Ｉｃｃと電流検出器２４で検出した充電電流検出値Ｉｃとの差を例えば比例積分演算して充電電流指令値に制御する充電電流コントローラ、５６は充放電回路２２の入力端の直流電圧を、電圧指令値Ｖｃ*とその実際値Ｖｃとの差を例えば比例積分演算して、電圧指令値に制御する電圧コントローラ、５９は放電電流指令値Ｉｄｃと電流検出器２４で検出した放電電流検出値Ｉｃとの差を例えば比例積分演算して放電電流指令値に制御する放電電流コントローラである。
【００３０】
また、同図において、６０、６１、６２は減算器、６３は除算器である。なお同図の上段の、ゲートドライブ回路５３、ＰＷＭ信号回路５４、充電電流コントローラ５５、電圧コントローラ５６、減算器６０、及び減算器６２は充電電力用の制御回路を構成し、同図の下段の、ゲートドライブ回路５７、ＰＷＭ信号回路５８、放電電流コントローラ５９、減算器６１、及び除算器６３は放電電力用の制御回路を構成する。
【００３１】
つぎに、この実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１に示す三相交流電源１が停電すると、コントローラ８は、図示していないが、母線電圧、即ちＰＮ間の電圧Ｖｃ、もしくは三相交流電源１の電圧を直接検出して、停電を検知する。コントローラ８は、停電検知を所要電力演算回路５０へ伝達する。
【００３３】
所要電力演算回路５０は、停電を検知すると、エレベーターを最寄りの階に着床するための所要電力を放電電力指令Ｐｄ*として充放電制御回路２３へ出力する。充放電制御回路２３は、図３に示すブロック図に従い、ゲートドライブ回路５７からゲートドライブ信号を充放電回路２２へ出力する。
【００３４】
このゲートドライブ信号により、充放電回路２２の放電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２７、ダイオード２８）が動作し、電力蓄積装置２１から電力をインバータ１２に供給し、電動機２を回転させ、巻上機３を動作させる。これにより、エレベーターのかご５が最寄り階に着床できる。なお、かご５の乗車人数によっては、充放電回路２２の充電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２９）が動作し、電動機２からの回生電力を電力蓄積装置２１へ充電しながら、かご５が最寄り階に着床することもある。
【００３５】
また、電力使用のピーク時間帯である１３時から１６時においては、エレベーターの力行運転時に必要な全電力、あるいは電力の一部を電力蓄積装置２１から上記停電着床時とほぼ同様に、充放電回路２２の放電回路を制御することにより供給する。
【００３６】
図４は、エレベーターの力行運転時の消費電力の例を示した図である。エレベーターの力行運転時において、加速時に消費電力のピークが図４に示すように発生する。この消費電力のピーク部分、例えば図４の斜線部分を電力蓄積装置２１から充放電回路２２の放電回路を制御することにより供給すれば、電力のピークがカットでき、契約電力が低減できる。
【００３７】
一方、エレベーターの回生運転時には、例えば図３の充放電制御回路２３のブロック図に示すように、ゲートドライブ回路５３から母線電圧Ｖｃを所定の電圧に制御するためのゲートドライブ信号を出力し、充放電回路２２の充電回路が動作し、電動機２からの回生電力を電力蓄積装置２１に充電する。
【００３８】
また、充放電制御回路２３は、図３に示したブロック図とは別に、電流検出器２４で検出した電力蓄積装置２１の充放電電流値Ｉｃや電力蓄積装置２１の電圧Ｖｂから充電電流量、または充電電力量などを演算し、充電状態を把握する機能を持っている。
【００３９】
この充電状態は、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように管理し、エレベーターの回生電力の充電だけで不足する場合は、エレベーターの停止期間中に、コンバータ９、コンデンサ１０を通じて商用電源１から所定の定電流で電力蓄積装置２１を充電する。
【００４０】
また、電力使用のピーク時間帯である１３時から１６時の間の消費電力を低減するために、１３時までに電力蓄積装置２１の充電状態を高くするように、エレベーターの回生電力の充電とエレベーターの停止期間中の商用電源１からの所定の定電流での充電を行い、管理しておく。エレベーターの停止期間中の充電は、上記図３に示した充放電制御回路２３のブロック図において、電圧コントローラ５６以降が動作し、所定の定電流で充電が行われる。
【００４１】
電力蓄積装置２１の充電状態が高くなりすぎると、例えば充電状態が１００％の場合には、エレベーターの回生電力を充電しても有効に利用できない上に、電力蓄積装置２１がバッテリの時には、バッテリ電圧が急上昇し、バッテリ内部にガスが発生したりし、バッテリの劣化や寿命の低下が起こることがある。また、電力蓄積装置２１が電気二重層コンデンサの場合には、耐圧を超えることになるため、劣化や寿命の低下、ひいては破壊などの恐れがある。
【００４２】
充電状態が１００％未満の場合であっても、電力蓄積装置２１がバッテリの場合には、電圧が上昇しやすくなり、充電効率が低下し、ハイレートの充電となるエレベーターの回生電力の受け入れ性が悪くなる。そこで、電力蓄積装置２１の充電状態が高くなりすぎないように、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電は予め設定した電圧で充電を停止することにより、つまり、充放電制御回路２３が、充電を停止させるためのゲートドライブ信号を出力し、充放電回路２２の充電回路（リアクトル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２９）をオフ（ＯＦＦ）にすることにより、電力蓄積装置２１の充電状態をエレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態にしておくことができる。
【００４３】
以上のように、エレベーターの停止時に電力蓄積装置２１を充電することにより、停電時の着床を保証するようにすると共に、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を予め設定した電圧で停止することにより、電力蓄積装置２１の充電状態を管理して、エレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態にしておき、回生電力を効率良く充電し、電力蓄積装置２１の劣化、寿命の低下、破壊を防止する効果がある。
【００４４】
また、電力蓄積装置２１に充電した回生電力を電力蓄積装置２１を管理しながら有効に放電することにより、省エネ化が図れ、電力使用ピーク時間帯の消費電力の低減による電力ピークカット、エレベーターのピーク電力の低減による契約電力低減が図れ、電気料金の低減ができる効果がある。
【００４５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の基本構成は、上記実施の形態１と同様である。また、後述する実施の形態３以降の各実施の形態の基本構成も、上記実施の形態１と同様である。
【００４６】
上記実施の形態１では、電力蓄積装置２１の温度にかかわらず、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流での充電を予め設定した電圧で停止するものについて示したが、この実施の形態２では、電力蓄積装置２１の温度により、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を停止する電圧を可変するもので、同様の効果を奏すると共に、充電状態がほぼ同じ状態で商用電源１からの充電を停止することができため、特に低温での回生電力の受け入れ性をよりよくする効果がある。
【００４７】
図５は、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置２１の温度と充電停止電圧の関係を示す図である。
【００４８】
電力蓄積装置２１に例えばサーミスタなどの温度計を取り付け、図５に示すように、電力蓄積装置２１の温度により、エレベーターの停止期間中の商用電源１からの充電を停止する電圧を変えると、電力蓄積装置２１がバッテリの場合には、充電状態をより正確に管理できる。
【００４９】
例えば、シール形鉛電池の場合には、電力蓄積装置２１の温度２５℃での充電停止電圧をＶ２５とし、温度係数Ｋを設けた図５に示す１次関数式（１）で温度ＴＢに応じた充電停止電圧Ｖｓｔｏｐを可変すると、充電状態がほぼ同じ状態で商用電源１からの充電を停止することができる。
【００５０】
Ｖｓｔｏｐ＝Ｖ２５＋Ｋ（２５−ＴＢ） ・・・（１）
【００５１】
これにより、電力蓄積装置２１の温度によらず、回生電力の受け入れ性を良い状態にしておくことができる。
【００５２】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、電力蓄積装置２１の充電状態を把握するために、充放電電流の検出値Ｉｃをもとに充電状態を演算するものについて示したが、この実施の形態３では、その充電状態値の補正をエレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流充電時の所定の充電停止電圧到達時に行うもので、電力蓄積装置２１の充電状態をより正確に管理することができる効果がある。なお、補正動作については、後述する実施の形態４等と同様である。
【００５３】
充放電電流Ｉｃの検出誤差や充電時間の誤差などのために、充放電電流量（単位Ａｈ：アンペアアワー）の誤差が累積すると、正確な充電状態の把握ができなくなり、停電時に必要な電力が供給できなくなったり、回生電力の受け入れ性が悪くなったり、電力蓄積装置２１の劣化や寿命の低下、あるいは破壊を招く恐れがある。充電状態値の補正をエレベーターの停止期間中の商用電源１からの定電流での充電時に、所定の停止電圧到達時点に所定の充電状態値に補正を行うことにより、より正確な充電状態値に戻すことができる。
【００５４】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、電力蓄積装置２１の充電状態値の補正をエレベーター停止期間中における商用電源１からの定電流充電時の所定の充電停止電圧到達時に行うものについて示したが、この実施の形態４では、エレベーター運転のために、電力蓄積装置２１から放電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うもので、上記実施の形態３と同様の効果を奏すると共に、充電状態値の補正の頻度を増やすことができ、より正確な充電状態に管理することができる効果がある。
【００５５】
図６は、電力蓄積装置２１の放電後、所定時間経過後の電力蓄積装置２１の開放電圧と充電状態の関係を示す図である。
【００５６】
エレベーターの運転のために、電力蓄積装置２１から所要の放電が行われた直後から、予め設定された時間、例えば数十秒以上が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧は、図６に示すように、電力蓄積装置２１の充電状態とほぼ１次関数の関係にある。
【００５７】
特に、停電時着床に必要な放電容量を保証し、回生電力の受け入れ性を良くするための充電状態の上下限値以内の通常使用する充電状態範囲では、１次関数に近似できる。
【００５８】
この特性を用いて、エレベーター運転のための放電後のエレベーターの停止期間中に、電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂを検出し、この開放電圧から電力蓄積装置２１の充電状態を図６に基づき補正する。つまり、電力蓄積装置２１の充電状態を、新たに開放電圧に対応する充電状態に設定する。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件として、充電状態の演算値と図６に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００５９】
なお、放電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６０】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、エレベーター運転のために、電力蓄積装置２１から放電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うものについて示したが、この実施の形態５では、電力蓄積装置２１から充電が行われた直後から、予め設定された時間が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧により、充電状態値の補正を行うもので、上記実施の形態例４と同様の効果を奏する。
【００６１】
エレベーターの停止期間中の充電、あるいはエレベーターの回生運転時の回生電力の充電が行われた直後から、予め設定された時間、例えば数十秒以上が経過した後の電力蓄積装置２１の開放電圧は、上記実施の形態４で示した図６とほぼ同様に電力蓄積装置２１の充電状態とほぼ１次関数の関係にある。
【００６２】
特に、停電時着床に必要な放電容量を保証し、回生電力の受け入れ性を良くするための充電状態の上下限値以内の通常使用する充電状態範囲では、１次関数に近似できる。
【００６３】
この特性を用いて、充電後のエレベーターの停止期間中に、電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂを検出し、この開放電圧から電力蓄積装置２１の充電状態を開放電圧・充電状態特性に基づき補正する。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件としては、充電状態の演算値と開放電圧・充電状態特性に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００６４】
なお、充電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６５】
また、電力蓄積装置２１の温度をサーミスタなどの温度計を用いて検出し、電力蓄積装置２１の温度と電力蓄積装置２１の開放電圧Ｖｂとから、電力蓄積装置２１の充電状態値を補正しても良い。
【００６６】
特に、電力蓄積装置２１が５℃前後以下の低温時は充電後の開放電圧が高くなる特性があるため、電力蓄積装置２１の温度に対する開放電圧・充電状態特性を用いることにより、低温時においてより正確に電力蓄積装置２１の充電状態値を補正することができる。なお、補正の頻度は、毎回でもあっても、所定の回数でも良いことは言うまでもない。また、補正の条件としては、充電状態の演算値と開放電圧・充電状態特性に基づく充電状態値が所定の誤差以上の場合にのみ補正しても良い。
【００６７】
なお、電力蓄積装置２１の温度と、充電後の所定時間経過後の開放電圧と、充電状態の関係を予めテーブルにしておき、このテーブルを基に充電状態値の補正を行っても良い。
【００６８】
実施の形態６．
上記実施の形態例１では、回生電力の受け入れ性を良くするために、エレベーター停止期間中の充電時に所定電圧に到達すると充電を停止するものについて示したが、この実施の形態６では、電力蓄積装置２１の充電目標値を指示する、充放電制御回路２３やコントローラ８に設けた充電目標指示手段、あるいは独立に設けた充電目標指示装置（図示しない）と、電力蓄積装置２１の充電状態を把握する手段（充放電制御回路２３内のソフトの一部等）を備えて、充電状態が充電目標値より高い状態にある場合に、高い分のエネルギーを電力蓄積装置２１からエレベーターかご内の照明、あるいはインバータ制御回路１３、もしくは充放電制御回路２３へ電力を供給するように放電して、回生電力の受け入れ性を良くするものである。
【００６９】
図７は、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置において、時刻と充電目標指示装置から指示される充電目標値の一例（実線）、電力蓄積装置２１の充電状態の例（点線）を示す図である。
【００７０】
充電目標指示装置から指示される図７の実線に示す充電目標値に従い、エレベーターの停止期間中に充放電回路２２の充電回路によって充電し、充電状態を制御する。
【００７１】
エレベーターの回生運転時には、電力蓄積装置２１に回生電力が充電目標値に関係なく充放電回路２２の充電回路によって充電される。従って、充電目標値に対して図７の点線に示すように実際の充電状態値が大幅に高くなる場合が生じる。
【００７２】
充電目標値に対して、充電状態値が所定以上上回ると、図７の斜線で示す充電エネルギーを電力蓄積装置２１からエレベーターかご内の照明、あるいはインバータ制御回路１３、もしくは充放電制御回路２３へ供給することにより、充電目標値に近づけて、常に回生電力の受け入れ性が良い状態に保つことができる。
【００７３】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、電力蓄積装置２１の充電目標値を指示する充電目標指示装置と電力蓄積装置２１の充電状態を把握する手段を備えて、充電状態を制御するものについて示したが、この実施の形態７では、充電状態を有線の通信回線や無線を利用して、パソコン等の遠隔点検装置により、電力蓄積装置２１の充電状態を管理するもので、異常の検知ができ、電力蓄積装置２１の交換時期の把握もできる効果がある。
【００７４】
電力蓄積装置２１の充電状態値を、有線の通信回線や無線を利用して、例えばエレベーターのメンテナンス会社やエレベーターの管理室などに設置した遠隔点検装置にデータ送信する。受信した電力蓄積装置２１の充電状態データが所定の充電状態より低かったり、高かったりした場合は、電力蓄積装置２１や充放電回路２２、充放電制御回路２３の異常と判断し、至急点検修理が必要なことを把握することができる。
【００７５】
また、電力蓄積装置２１の充電目標値に従い充電しても、上記実施の形態例４や５のように電力蓄積装置２１の開放電圧によって充電状態の補正を実施した結果が、低い充電状態を持続する場合に、遠隔点検装置に送信された充電状態データが、所定の充電状態より所定期間低い状態が続いた場合に、電力蓄積装置２１や充放電回路２２、充放電制御回路２３の異常、または電力蓄積装置２１の寿命と判断し、至急点検修理、または電力蓄積装置２１の交換が必要なことを把握することができる。
【００７６】
また、遠隔点検装置から遠隔点検を実施し、電力蓄積装置２１の所定の放電量に対応する予め設定された電圧までの充電量を測定して、充電電流量効率を計算し、標準の充電電流量効率と比較することで、充電電流量効率の低下状態で電力蓄積装置２１の寿命を予測し、電力蓄積装置２１の交換時期を把握できる。
【００７７】
更に、電力蓄積装置２１の充電状態を外部に表示する手段を制御盤や昇降路等に設け、充放電制御回路２３に駆動される、例えば液晶表示装置や発光ダイオード等を用いて、所定以下の低い充電状態になったことや、低い充電状態が継続したことをサービスマンのメンテナンス時に知らせ、容易に電力蓄積装置２１の交換要否の判断を可能とすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように前記電力蓄積装置の充電状態を管理するとともに、回生電力の充電だけで不足する場合は、前記コントローラからのエレベーターの運転情報に基づきエレベーターの停止期間中に前記直流電力を前記電力蓄積装置へ所定の定電流で充電するときは駆動信号を出力し、前記電力蓄積装置の電圧が、充電状態が１００％未満である、予め設定された所定電圧に達して充電を停止するときには停止信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への前記直流電力の充電を開始し、前記停止信号に従って前記充電を停止する充放電回路とを備えたので、停電時の着床運転が可能な状態を保証し、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能となるという効果を奏する。
【００７９】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記電力蓄積装置の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記充放電制御回路は、前記温度検出手段が検出した前記電力蓄積装置の温度に基づいて前記所定電圧を可変するので、停電時の着床運転が可能な状態を保証し、電力使用のピークカットができ、かつエレベーターの回生時に発生する電力を有効に利用する省エネルギー化が可能となるという効果を奏する。
【００８０】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の電圧が前記所定電圧に達したときには、前記電力蓄積装置の充電状態を補正するので、エレベーターの回生電力の受け入れ性が良い状態を保ち、回生電力を効率良く充電すると共に、電力蓄積装置の劣化、寿命の低下、破壊を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路の構成を示す回路図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電制御回路の構成を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の力行運転時の消費電力を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置の温度と充電停止電圧の関係を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の電力蓄積装置の開放電圧と充電状態の関係を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の時刻と充電目標値と充電状態を示す図である。
【図８】 従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 三相商用交流電源、２ 電動機、３ 巻上機、４ ロープ、５ かご、６釣合い錘、７ エンコーダ、８ コントローラ、９ コンバータ、１０ コンデンサ、１１、２４ 電流検出器、１２ インバータ、１３ インバータ制御回路、１４、５３、５７ ゲートドライブ回路、２１ 電力蓄積装置、２２ 充放電回路、２３ 充放電制御回路、５０ 所要電力演算回路、５１、５２ 通信ケーブル、５４、５８ ＰＷＭ信号回路、５５ 充電電流コントローラ、５６ 電圧コントローラ、５９ 放電電流コントローラ、６０、６１、６２ 減算器、６３ 乗算器。
Claims (3)
- 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
停電時に着床するために必要な状態を常に保証するように前記電力蓄積装置の充電状態を管理するとともに、回生電力の充電だけで不足する場合は、前記コントローラからのエレベーターの運転情報に基づきエレベーターの停止期間中に前記直流電力を前記電力蓄積装置へ所定の定電流で充電するときは駆動信号を出力し、前記電力蓄積装置の電圧が、充電状態が１００％未満である、予め設定された所定電圧に達して充電を停止するときには停止信号を出力する充放電制御回路と、
前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への前記直流電力の充電を開始し、前記停止信号に従って前記充電を停止する充放電回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 前記電力蓄積装置の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記充放電制御回路は、前記温度検出手段が検出した前記電力蓄積装置の温度に基づいて前記所定電圧を可変する
ことを特徴とする請求項１記載のエレベーターの制御装置。 - 前記充放電制御回路は、前記電力蓄積装置の電圧が前記所定電圧に達したときには、前記電力蓄積装置の充電状態を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のエレベーターの制御装置。
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