JP4804020B2

JP4804020B2 - エレベータの蓄電制御装置

Info

Publication number: JP4804020B2
Application number: JP2005085136A
Authority: JP
Inventors: 宏鈴木
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: JP2006264887A

Description

本発明は、エレベータのかごを上下移動するモータの回生電力を蓄電器に蓄積し、モータの力行運転時に蓄電器に蓄積された直流電力をモータに供給するハイブリッド型のエレベータ制御システムに係わり、特に、このシステムに組込まれた蓄電器の制御を行うエレベータの蓄電制御装置に関する。

一般に、エレベータ制御システムにおいては、電力消費量を低減すると共に、エレベータ制御の必要電力容量を低下する目的で、エレベータのかごを上下移動するモータの回生電力を蓄電器に蓄積し、モータの力行運転時に蓄電器に蓄積された直流電力をモータに供給するようにしている（特許文献１参照）。

図１３は、上述した蓄電器が組込まれたハイブリッド型のエレベータ制御システムの概略構成図である。

三相商用交流電源である外部の交流電源１から供給される三相交流はダイオードブリッジ回路からなる整流器２で全波整流され、平滑コンデンサ３でリップル分が吸収され、インバータ４に供給される。このインバータ４は、スイッチング素子とダイオードとの並列回路をブリッジ接続した構成を有しており、平滑コンデンサ３で平滑された直流を三相交流に変換してモータ５に供給する。このモータ５は主シーブ６を回転制御する。主シーブ６及び副シーブ７には両端にかご８及び釣合い重り９が取付けられたロープ１０が掛られている。

乗客が搭乗している状態のかご８の重量と釣合い重り９の重量との関係において、重量が大きい側が上昇している期間においてモータ５は力行運転状態となり、重量が大きい側が下降している期間においてモータ５は発電機として動作し回生運転状態となる。

モータ５の力行運転期間においては、インバータ４は整流器２で整流された直流を交流に変換してモータ５に供給する。一方、モータ５の回生運転期間においては、モータ５の回生電力はインバータ４で直流に変換されて整流器２側に出力され、平滑コンデンサ３に蓄積される。平滑コンデンサ３の両端には電圧計１１が接続されている。

さらに、インバータ４の整流器２側端には、インバータ４から供給される回生電力を蓄電器１２に蓄積し、蓄積された電力をインバータ４を介してモータ５に供給する充放電回路１３が接続されている。また、蓄電器１２の蓄積された電力の状態をこの充放電回路１３を介して制御する蓄電制御装置１４が設けられている。

蓄電制御装置１４内には、蓄電器１２の電圧を検出する電圧検出部１５と、電圧検出部１５の動作を制御する電圧検出制御部１６と、充放電制御部１７とが設けられている。

次に、充放電回路１３及び充放電制御部１７の基本動作を説明する。モータ５の回生運転期間においては、インバータ４から供給される回生電力に起因して、平滑コンデンサ３の端子電圧（コンデンサ電圧）Ｖｃが上昇し、この電圧計１１で検出されたコンデンサ電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖ_Hを超えると、充放電制御部１７は、充放電回路１３のスイッチング素子１８をオンする。すると、インバータ４から供給される回生電力が充電リアクトル１９を介して蓄電器１２に蓄積される。なお、充電リアクトル１９の両端に逆流防止用のダイオード２０が接続されている。

モータ５の力行運転期間においては、整流器２から出力される直流電力がインバータ４へ供給されるが、インバータ４の負荷に起因して、インバータ４の整流器２側電圧、すなわち平滑コンデンサ３の端子電圧（コンデンサ電圧）Ｖｃが一時的に低下する。このコンデンサ電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖ_Lを下回ると、充放電制御部１７は、充放電回路１３のスイッチング素子２１をオンする。すると、蓄電器１２、放電リアクトル２２、スイッチング素子２１の閉回路が形成され、この閉回路に放電電流が流れる。そこで、スイッチング素子２１をオフすると放電リアクトル２２に蓄えられた電力（エネルギー）がダイオード２３を介してインバータ４の整流器２側端子へ供給される。このように、スイッチング素子２１に対するオン、オフを繰り返すことにより、蓄電器１２に蓄積された電力をインバータ４を介して、モータ５に供給することができる。

次に、蓄電制御装置１４における電圧検出部１５と電圧検出制御部１６との構成、及び動作を図１４を用いて説明する。

一般的に、ハイブリッド型のエレベータ制御システムにおいて、モータ５の回生電力の電圧は１００〜３００Ｖ程度であるので、蓄電器１２を直列接続された例えば１０個等の複数のニッケル・水素型の単位蓄電器２４で構成している。したがって、各単位蓄電器２４に充電される電力の電圧は１０〜３０Ｖとなる。各単位蓄電器２４の電圧は各電圧検出器２５で検出されて、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６の各入力端子へ入力される。各電圧検出器２５は、例えば、オペアンプと電圧低下用の抵抗回路とで構成された一種の電圧変換回路であり、単位蓄電器２４の１０〜３０Ｖの電圧を、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６の電源電圧レベルとなる、ＤＣ５Ｖ換算の電圧データに降圧する。したがって、各電圧検出器２５は、高精度で電圧変換する回路技術が要求される。

電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６の各入力端子には、それぞれアドレスＡ₁〜Ａ_Nが付されており、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６は、各入力端子に入力された各電圧検出器２５のアナログの電圧を一定のサンプリング周期で読取って、８〜１６ｂｉｔ程度のデジタルデータの電圧値に変換する。

電圧検出制御部１６は、アドレスバス２７を介して、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６に対して、各電圧検出器２５を指定するアドレスＡ₁〜Ａ_Nを指定することにより、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６からデータバス２８を介して、各電圧検出器２５のデジタルの電圧値を得る。変換データが１６ｂｉｔの範囲であれば、得られる電圧値は２ｂｙｔｅデータとなる。電圧検出制御部１６は、各電圧検出器２５のデジタルの電圧値を充放電制御部１７へ送信する。

充放電制御部１７は、前述したように、電圧計１１で検出されたコンデンサ電圧Ｖｃに基づいて、充放電回路１３を介して、蓄電器１２に対する充放電制御を実施するとともに、各電圧検出器２５の電圧値を常時監視し、異常が生じた時点で蓄電器１２に対する充電時にトリクル充電や急速充電を実施する。また、各単位蓄電器２４相互間に電圧不均衡が生じた場合には、一旦蓄電器１２の全充電電力を放電させたのち、再度最初から充電を実施するリフレッシュ充放電等の制御を行う。
特開平１０−２３６７４３号公報

しかしながら、上述したエレベータの蓄電制御装置においても、まだ解消すべき次のような課題があった。

上述したように、蓄電制御装置１４は、常時、蓄電器１２の単位蓄電器２４毎に電圧監視を行っており、この監視により蓄電器１２に対する効率的で安全な充放電制御が可能となる重要な役割を担う。

蓄電器１２の電圧を精度よくかつ効率的に監視するためには、蓄電器１２から各電圧検出器２５と電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６とに流入する電流量を抑制することが重要となる。すなわち、蓄電器１２から各電圧検出器２５に流入する電流量が大きいと、蓄電器１２に蓄積されている電力量が低下して、モータ５の力行運転時に、この蓄電器１２から効果的にモータ５に電力提供を実施できない。

しかしながら、蓄電器１２の蓄電制御装置１４による電圧監視は常時動作している。各単位蓄電器２４から各電圧検出器２５へ流入する電流が例えば２〜５ｍＡの範囲だとすると、各単位蓄電器２４の電流容量が１０００ｍＡｈであるならば、常時５ｍＡの電流流出は、蓄電器１２にとって、無視できない値である。

特に、仮に夜間等においてエレベータの停止状態が継続した場合、回生電力は発生しないため蓄電器１２に対する充電動作は行われない。この期間においても、蓄電器１２の蓄電制御装置１４よる電圧監視は常時動作しているので、エレベータの停止状態時の蓄電器１２における電流消費はより大きい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、蓄電器の充電状態を検出するための検出器に対する検出用電流の供給を周期的に実施することにより、蓄電器の充電状態を監視するために必要な当該蓄電器の電力消費を大幅に低減でき、モータの力行運転時に蓄電器から効果的にモータに電力提供を実施でき、ハイブリッド型のエレベータ制御システムを効率的に運転できるエレベータの蓄電制御装置を提供することを目的とする。

本発明のエレベータの蓄電制御装置は、モータの走行、停止状態を検出する走行停止検出手段と、蓄電器の電圧を検出する電圧検出器と、蓄電器と電圧検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、走行停止検出手段がモータの走行状態を検出している期間においてスイッチング素子を第１の周期で規定時間だけ導通し、走行停止検出手段がモータの停止状態を検出している期間においてスイッチング素子を第１の周期より長い第２の周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、電圧検出器にて第１又は第２の周期で順次検出される各電圧を参照して、モータの回生運転時及び力行運転時に蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段とを備えている。

このように構成されたエレベータの蓄電制御装置においては、蓄電器と電圧検出器との間にスイッチング素子が介挿され、このスイッチング素子は、モータの走行状態時においては短い周期で導通し、モータの停止状態時においては長い周期で導通する。したがって、その結果、電圧検出器には、蓄電器から常時検出用の電流が供給されているのではなく、エレベータ制御システムの動作がほぼ停止状態においては、蓄電器の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、モータの停止状態時における蓄電器における自己の充電状態を監視するための電力消費を大幅に低下できる。

また、別の発明のエレベータの蓄電制御装置は、エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンを検出する速度パターン検出手段と、蓄電器の電圧を検出する電圧検出器と、蓄電器と電圧検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を、速度パターン検出手段にて検出された速度パターンに応じて変化する周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、電圧検出器にて変化する周期で順次検出される各電圧を参照して、モータの回生運転時及び力行運転時に蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段とを備えている。

このように構成されたエレベータの蓄電制御装置においては、蓄電器と電圧検出器との間に介挿されたスイッチング素子は、エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンに応じた周期で導通される。したがって、例えばモータの加減速期間中においては短い周期で蓄電器の充電状態の検出を行い、モータの停止又は一定速度期間中においては長い周期で蓄電器の充電状態の検出を行うことによって、蓄電器に対する高い監視精度を維持した状態で蓄電器の電力消費をより一層低下できる。

また、別の発明のエレベータの蓄電制御装置は、モータの走行、停止状態を検出する走行停止検出手段と、蓄電器の近傍に配設された感熱素子と、感熱素子を介して蓄電器の温度を検出する温度検出器と、感熱素子と温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、走行停止検出手段がモータの走行状態を検出している期間においてスイッチング素子を第１の周期で規定時間だけ導通し、走行停止検出手段がモータの停止状態を検出している期間においてスイッチング素子を第１の周期より長い第２の周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、温度検出器にて第１又は第２の定周期で順次検出される各温度を参照して、モータの回生運転時及び力行運転時に蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段とを備えている。

このように構成されたエレベータの蓄電制御装置においては、蓄電器の充電状態を間接的に検出する温度検出器を採用している。そして、この温度検出器は、蓄電器に近接配置された感熱素子を介して、蓄電器の温度を検出する。感熱素子と温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子は、モータの走行状態時においては短い周期で導通し、モータの停止状態時においては長い周期で導通する。その結果、温度検出器には、蓄電器から感熱素子を介して常時検出用の電流が供給されているのではなく、エレベータ制御システムの動作がほぼ停止状態においては、蓄電器の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、モータの停止状態時における蓄電器における自己の充電状態を監視するための電力消費を大幅に低下できる。

また、別の発明のエレベータの蓄電制御装置は、エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンを検出する速度パターン検出手段と、蓄電器の近傍に配設された感熱素子と、感熱素子を介して蓄電器の温度を検出する温度検出器と、感熱素子と温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を、速度パターン検出手段にて検出された速度パターンに応じて変化する周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、温度検出器にて変化する周期で順次検出される各温度を参照して、モータの回生運転時及び力行運転時に蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段とを備えている。

このように構成されたエレベータの蓄電制御装置においては、感熱素子と温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子は、エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンに応じた周期で導通され。したがって、例えばモータの加減速期間中においては、短い周期で蓄電器の充電状態の検出を行い、モータの停止又は一定速度期間中においては、長い周期で蓄電器の充電状態の検出を行うことによって、蓄電器に対する高い監視精度を維持した状態で蓄電器の電力消費をより一層低下できる。

本発明においては、蓄電器の電圧を検出するための電圧検出器に対する検出用電流の供給又は蓄電器の充電状態を間接的に検出する温度検出器に対する検出用電流の供給を周期的に実施している。

したがって、蓄電器の充電状態を監視するための電力消費を大幅に低減でき、モータの力行運転時に蓄電器から効果的にモータに電力提供を実施でき、エレベータ制御システムを効率的に運転できる。

以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図１３に示した従来の蓄電制御装置１４が組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

交流電源１から供給される三相交流は整流器２で全波整流され、平滑コンデンサ３でリップル分が吸収され、インバータ４に供給される。インバータ４は平滑コンデンサ３で平滑された直流を三相交流に変換してモータ５に供給する。このモータ５は主シーブ６を回転制御する。主シーブ６及び副シーブ７には両端にかご８及び釣合い重り９が取付けられたロープ１０が掛られている。

さらに、インバータ４の整流器２側端には、インバータ４から供給される回生電力を蓄電器１２に蓄積し、蓄積された電力をインバータ４を介してモータ５に供給する充放電回路１３が接続されている。また、蓄電器１２に蓄積された電力の状態（充電状態）を充放電回路１３を介して制御する蓄電制御装置３０が設けられている。

蓄電制御装置３０内には、蓄電器１２の電圧を検出する電圧検出部３１と、電圧検出部３１の動作を制御する電圧検出制御部３２と、充放電制御部３３とが設けられている。充放電制御部３３は、図１３に示した従来の充放電制御部１７と同様に、電圧計１１で検出されたコンデンサ電圧Ｖｃを判断基準として、モータ５の回生運転期間においては、インバータ４から供給される回生電力を充放電回路１３を介して蓄電器１２へ充電する。モータ５の力行運転期間においては、蓄電器１２に蓄積された電力を充放電回路１３で放電してインバータ４を介してモータ５に供給する。

図２は蓄電制御装置３０における電圧検出部３１の概略構成を示すブロック図である。図１４に示す従来の電圧検出部１５と同一部分には、同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。

充電電圧が１００〜３００Ｖとなる蓄電器１２は例えば１０個等の複数の単位蓄電器２４で構成されている。したがって、単位蓄電器２４に充電される電力の電圧は１０〜３０Ｖとなる。各単位蓄電器２４の電圧はスイッチング素子としてのＭＯＳ型のＦＥＴ３４を介して各電圧検出器２５で検出されて、電圧検出Ａ／Ｄ変換部３６の各入力端子へ入力される。電圧検出Ａ／Ｄ変換部３６から、図４のタイムチャートに示すように、一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけハイレベルとなるゲート信号３５が出力され、各ＦＥＴ３４に共通に印加される。したがって、各ＦＥＴ３４は一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけ導通する。各電圧検出器２５は、例えば、オペアンプと電圧低下用の抵抗回路とで構成された一種の電圧変換回路であり、各ＦＥＴ３４が導通している規定時間Ｔ_A内において、単位蓄電器２４の１０〜３０Ｖの電圧を、電圧検出Ａ／Ｄ変換部２６の電源電圧レベルとなる、ＤＣ５Ｖ換算の電圧データに降圧する。

図３は、電圧検出Ａ／Ｄ変換部３６の概略構成を示すブロック図である。この電圧検出Ａ／Ｄ変換部３６内には、複数の入力端子を有するＡ／Ｄ変換器３７、ＲＡＭ３８、ゲート信号発生部３９、ＦＥＴ導通制御部４０、アドレスバス２７、データバス２８が設けられている。

ゲート信号発生部３９は、ＦＥＴ導通制御部４０で指定された周期Ｔ_Sを有し、この周期Ｔ_S毎に規定時間Ｔ_Aだけハイレベルとなる図４に示すゲート信号３５を各ＦＥＴ３４へ送出する。

Ａ／Ｄ変換器３７の各入力端子にはそれぞれアドレスＡ₁〜Ａ_Nが付されており、Ａ／Ｄ変換器３７は、各入力端子に入力された各電圧検出器２５のアナログの電圧を読取って、同時に１０ｂｉｔ程度のデジタルデータの各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nに変換する。

この電圧検出部３１及び電圧検出制御部３２の電圧検出動作を図４に示すタイムチャートを用いて説明する。

周期Ｔ_S毎に規定時間Ｔ_Aだけハイレベルとなるゲート信号３５の規定時間Ｔ_Aが開始されると、Ａ／Ｄ変換器３７は、各入力端子に入力された各電圧検出器２５のアナログの電圧を読取ってデジタルの各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nに変換する。規定時間Ｔ_Aは、各入力端子に入力された各電圧検出器２５のアナログの電圧を読取ってデジタルの各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nに変換するに要する時間に基づいて決定され、実施形態においては、５ｍｓである。

次に、Ａ／Ｄ変換器３７は、ＲＡＭ３８へ書込（ＷＲ）信号を出力するとともに、アドレスバス２７にＲＡＭ３８の書込アドレスＡ₁〜Ａ_Nを順次出力し、データバス２８に各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを順次出力する。その結果、ＲＡＭ３８の各アドレスＡ₁〜Ａ_Nに各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nが順次書込まれる。

その後、電圧検出制御部３２は、ＲＡＭ３８へ読出（ＲＤ）信号を出力するとともに、アドレスバス２７にＲＡＭ３８に対する読出アドレスＡ₁〜Ａ_Nを順次出力する。その結果、ＲＡＭ３８からデータバス２８に各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nが順次出力される。電圧検出制御部３２は、データバス２８に順次出力される各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを、蓄電器１２を構成する各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nとして取込む。

この電圧検出制御部３２がＲＡＭ３８に記憶された電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを読取るに要する時間は例えば５００ｎｓと、前述した各電圧検出器２５のアナログの電圧を読取ってデジタルの各電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nに変換するに要する５ｍｓの時間に比較して非常に短い。

なお、ゲート信号３５の規定時間Ｔ_Aが開始されてから、電圧検出制御部３２が各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nの取込終了までの所要時間Ｔ_Bは、ゲート信号３５の一定周期Ｔ_Sに比較して格段に短い。

このように、電圧検出制御部３２は、ゲート信号３５の一定周期Ｔ_Sで、蓄電器１２を構成する各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを順次取込んでいく。電圧検出制御部３２は取込んだ各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを充放電制御部３３へ送出する。

充放電制御部３３は、前述したように、電圧計１１で検出されたコンデンサ電圧Ｖｃに基づいて、充放電回路１３を介して、蓄電器１２に対する充放電制御を実施するとともに、各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを一定周期Ｔ_Sで監視し、異常が生じた時点で蓄電器１２に対する充電時にトリクル充電や急速充電を実施する。また、各単位蓄電器２４相互間に電圧不均衡が生じた場合には、一旦蓄電器１２の全充電電力を放電させたのち、再度最初から充電を実施するリフレッシュ充放電等の制御を行う。

このように構成された第１実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０においては、蓄電器１２を構成する各単位蓄電器２４と各電圧検出器２５との間にスイッチング素子としてのＦＥＴ３４が介挿されている。この各ＦＥＴ３４はゲート信号３５によって一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけ導通される。したがって、各電圧検出器２５には、蓄電器１２の各単位蓄電器２４から常時検出用の電流が供給されているのではなくて、一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけ検出用の電流が供給される。よって、蓄電器１２における自己の充電状態を監視するための電力消費を大幅に低減できる。

例えば、モータ５停止時において、ゲート信号３５の一定周期Ｔ_Sが５００ｍｓで、規定時間Ｔ_Aが５ｍｓとすれば、５ｍｓ／５００ｍｓで１／１００であり、導通時に各単位蓄電器２４から各電圧検出器２５に供給される検出用の電流が５ｍＡとすると、従来装置における５ｍＡの消費電流を本実施形態においては、０．０５ｍＡまで低減できる。

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図１に示した第１実施形態の蓄電制御装置３０が組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第２実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ａ内には、蓄電器１２の電圧を検出する電圧検出部３１ａと、電圧検出部３１ａの動作を制御する電圧検出制御部３２ａと、充放電制御部３３と、走行停止検出部４１が設けられている。電圧検出部３１ａの詳細構成は、図２、図３に示す第１実施形態の電圧検出部３１とほぼ同じであるので、説明を省略する。

走行停止検出部４１は、インバータ４の整流器２側電圧の変化からモータ５の走行状態、停止状態を検出して、走行状態でハイレベルとなり、停止状態でローレベルとなる図６に示す走行停止信号４２を電圧検出制御部３２ａへ送出する。

電圧検出制御部３２ａは、走行停止信号４２に同期する周期制御信号４３を電圧検出部３１ａへ送出する。この周期制御信号４３は、図６に示すように、走行状態でハイレベルとなり、停止状態でローレベルとなる。

電圧検出部３１ａへ入力された周期制御信号４３は、この電圧検出部３１ａ内に設けられた図３に示すＦＥＴ導通制御部４０へ入力される。ＦＥＴ導通制御部４０は、ゲート信号発生部３９から出力されるゲート信号３５の周期を、図６に示すように、周期制御信号４３の信号レベルに応じて変更する。具体的には、ゲート信号３５の周期は、モータ５の走行状態においては第１の周期Ｔ_S1となり、モータ５の停止状態においては第１の周期ＴS1より長い第２の周期Ｔ_S2となる。

したがって、ゲート信号３５は、モータ５の走行状態を検出している期間において各ＦＥＴ３４を第１の周期Ｔ_S1で規定時間Ｔ_Aだけ導通し、モータ５の停止状態を検出している期間において各ＦＥＴ３４を第１の周期Ｔ_S1より長い第２の周期Ｔ_S2で規定時間Ｔ_Aだけ導通する。

その結果、電圧検出部３１ａは、モータ５の走行状態においては第１の周期Ｔ_S1で各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出し、モータ５の停止状態においては第２の周期Ｔ_S2で各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出する。この電圧検出部３１ａで検出された各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nは、電圧検出制御部３２ａを介して充放電制御部３３へ入力される。

このように構成された第２実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ａにおいては、蓄電器１２の各単位蓄電器２４と各電圧検出器２５との間に介挿されたＦＥＴ３４は、モータ５の走行状態時においては短い周期で導通し、モータ５の停止状態時においては長い周期で導通する。その結果、エレベータ制御システムの動作がほぼ停止状態においては、蓄電器１２の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、モータの停止状態時における蓄電器１２の電力消費をより一層低下できる。

例えば、モータ５の走行状態における第１の周期Ｔ_S1を５０ｍｓとし、モータ５の停止状態における第２の周期Ｔ_S2を５００ｍｓとした場合、モータ５の停止状態における蓄電器１２の電力消費を、モータ５の走行状態に比較して、５ｍｓ／５０ｍｓ＝１／１０まで低減できる。

（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図１に示した第１実施形態の蓄電制御装置３０が組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

このエレベータ制御システムにおいては、エレベータのかごにおける上下移動時の走行方向も含めた速度をモータ５の回転速度で検出する速度検出器４４がモータ５に取付けられている。速度検出器４４は、検出した速度を示す図８のように、アナログの速度信号４５を蓄電制御装置３０ｂへ送出する。

この第３実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｂ内には、蓄電器１２の電圧を検出する電圧検出部３１ｂと、電圧検出部３１ｂの動作を制御する電圧検出制御部３２ｂと、充放電制御部３３と、速度パターン判定部４６とが設けられている。電圧検出部３１ｂの詳細構成は、図２、図３に示す第１実施形態の電圧検出部３１とほぼ同じであるので、説明を省略する。

速度パターン判定部４６は、速度検出器４４から入力された図８に示すアナログの速度信号４５から速度パターン信号４７を生成して、電圧検出制御部３２ｂへ送出する。具体的には、アナログの速度信号４５の波形を時間微分して、時間微分した波形を２値化することによって、速度パターン信号４７を得る。したがって、エレベータが加減速期間中においてはハイレベルを有し、エレベータが停止又は一定速度期間中においてはローレベルを有する速度パターン信号４７となる。

電圧検出制御部３２ｂは、速度パターン信号４７に同期する周期制御信号４８を電圧検出部３１ｂへ送出する。この周期制御信号４８は、加減速期間中でハイレベルとなり、停止又は一定速度期間中でローレベルとなる。

電圧検出部３１ｂへ入力された周期制御信号４８は、この電圧検出部３１ｂ内に設けられた図３に示すＦＥＴ導通制御部４０へ入力される。ＦＥＴ導通制御部４０は、ゲート信号発生部３９から出力されるゲート信号３５の周期を、図８に示すように、周期制御信号４８の信号レベルに応じて変更する。具体的には、ゲート信号３５の周期は、エレベータの加減速期間中においては第１の周期Ｔ_S1となり、エレベータの停止又は一定速度期間中においては第１の周期ＴS1より長い第２の周期Ｔ_S2となる。

したがって、ゲート信号３５は、エレベータの加減速期間中において各ＦＥＴ３４を第１の周期Ｔ_S1で規定時間Ｔ_Aだけ導通し、エレベータの停止又は一定速度期間中において各ＦＥＴ３４を第１の周期Ｔ_S1より長い第２の周期Ｔ_S2で規定時間Ｔ_Aだけ導通する。

その結果、電圧検出部３１ｂは、エレベータの加減速期間中においては第１の周期Ｔ_S1で各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出し、エレベータの停止又は一定速度期間中においては第２の周期Ｔ_S2で各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出する。この電圧検出部３１ａで検出された各単位蓄電器２４の電圧値Ｄ₁〜Ｄ_Nは、電圧検出制御部３２ｂを介して充放電制御部３３へ入力される。

このように構成された第３実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｂにおいては、蓄電器１２の各単位蓄電器２４と各電圧検出器２５との間に介挿されたＦＥＴ３４は、エレベータの加減速期間中においては短い周期で導通し、エレベータの停止又は一定速度期間中においては長い周期で導通する。その結果、エレベータ制御システムの動作がほぼ定常状態においては、蓄電器１２の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、エレベータの加減速期間中における蓄電器１２に対する高い監視精度を維持した状態で蓄電器１２の電力消費をより一層低下できる。

よって、上述した第２実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ａとほぼ同じ作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
図９は本発明の第４実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図１に示した第１実施形態の蓄電制御装置３０が組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第４実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置３０ｃ内には、蓄電器１２の温度を検出する温度検出部３１ｃと、温度検出部３１ｃの動作を制御する温度検出制御部３２ｃと、充放電制御部３３ａとが設けられている。

図１０は蓄電制御装置３０ｃにおける温度検出部３１ｃの概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の電圧検出部３１と同一部分には、同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。

蓄電器１２は１０個等の複数の単位蓄電器２４で構成されている。各単位蓄電器２４の近傍にサーミスタからなる感熱素子５０が配設されている。各感熱素子５０の一端は蓄電器１２に接続され、各感熱素子５０の他端はＦＥＴ３４を介して各温度検出器５１に接続されている。

各単位蓄電器２４は、充電されている電力量が上昇すると発熱量が増加し、温度が上昇する。したがって、各単位蓄電器２４の温度を検出することによって、各単位蓄電器２４の充電状態を把握できる。各単位蓄電器２４の温度が変化すると、感熱素子５０の抵抗値が変化するので、温度検出器５１に流入する電流値が変化する。よって、温度検出器５１は感熱素子５０を介して単位蓄電器２４の温度を検出する。各温度検出器５１は検出した各単位蓄電器２４の温度を温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａの各入力端子へ送出する。

温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａから、図４のタイムチャートに示すように、一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけハイレベルとなるゲート信号３５が出力され、各ＦＥＴ３４に共通に印加される。したがって、各ＦＥＴ３４は一定周期Ｔ_Sで規定時間Ｔ_Aだけ導通する。よって、各温度検出器５１は、一定周期Ｔ_Sで各単位蓄電器２４の温度を検出して、温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａへ送出する。

温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａは、一定周期Ｔ_Sで入力された各単位蓄電器２４の温度をデジタルの温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nに変換して、温度検出制御部３２ｃへ送出する。温度検出制御部３２ｃは取込んだ各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを充放電制御部３３ｃへ送出する。

充放電制御部３３ｃは、前述したように、電圧計１１で検出されたコンデンサ電圧Ｖｃに基づいて、充放電回路１３を介して、蓄電器１２に対する充放電制御を実施するとともに、各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを一定周期Ｔ_Sで監視し、異常が生じた時点で蓄電器１２に対する充電時にトリクル充電や急速充電を実施する。また、各単位蓄電器２４相互間に電圧不均衡が生じた場合には、一旦蓄電器１２の全充電電力を放電させたのち、再度充電を実施するリフレッシュ充放電等の制御を行う。

このように構成された第４実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｃにおいても、蓄電器１２から各感熱素子５０を介して温度検出器５１へ電流が流入する時間は、一定周期Ｔ_S内における規定時間Ｔ_Aだけに限定されるので、前述した第１実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。

（第５実施形態）
図１１は本発明の第５実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図９に示した第４実施形態の蓄電制御装置３０ｃが組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第５実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｄ内には、蓄電器１２の温度を検出する温度検出部３１ｄと、温度検出部３１ｄの動作を制御する温度検出制御部３２ｄと、充放電制御部３３ａと、走行停止検出部４１が設けられている。温度検出部３１ｄの詳細構成は、図１０に示す第４実施形態の温度検出部３１ｃほぼ同じであるので、説明を省略する。

走行停止検出部４１は、図５に示す第２実施形態の走行停止検出部４１と同様に、インバータ４の整流器２側電圧の変化からモータ５の走行状態、停止状態を検出して、走行状態でハイレベルとなり、停止状態でローレベルとなる図６に示す走行停止信号４２を温度検出制御部３２ｄへ送出する。

温度検出制御部３２ｄは、走行停止信号４２に同期する周期制御信号４３を温度検出部３１ｄへ送出する。この周期制御信号４３は、図６に示すように、走行状態でハイレベルとなり、停止状態でローレベルとなる。

温度検出部３１ｄの温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａは、図６に示すように、周期制御信号４３の信号レベルに応じて周期が変更するゲート信号３５を各ＦＥＴ３４へ送出する。具体的には、このゲート信号３５の周期は、モータ５の走行状態においては第１の周期Ｔ_S1となり、モータ５の停止状態においては第１の周期ＴS1より長い第２の周期Ｔ_S2となる。

その結果、温度検出部３１ｄは、モータ５の走行状態においては第１の周期Ｔ_S1で各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出し、モータ５の停止状態においては第２の周期Ｔ_S2で各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出する。この温度検出部３１ｄで検出された各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nは、温度検出制御部３２ｄを介して充放電制御部３３ａへ入力される。

このように構成された第５実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｄにおいては、蓄電器１２の各単位蓄電器２４に近接配置された感熱素子５０と各温度検出器５１との間に介挿されたＦＥＴ３４は、モータ５の走行状態時においては短い周期で導通し、モータ５の停止状態時においては長い周期で導通する。その結果、エレベータ制御システムの動作がほぼ停止状態においては、蓄電器１２の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、モータの停止状態時における蓄電器１２の電力消費をより一層低下できる。

よって、前述した第２実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ａとほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。

（第６実施形態）
図１２は本発明の第６実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図である。図９に示した第４実施形態の蓄電制御装置３０ｃが組込まれたエレベータ制御システムと同一部分には、同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

このエレベータ制御システムにおいては、図７に示す第３実施形態と同様に、速度検出器４４が設けられている。速度検出器４４は、検出したエレベータの速度を示す図８のように、アナログの速度信号４５を蓄電制御装置３０ｅへ送出する。

この第６実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｅ内には、蓄電器１２の温度を検出する温度検出部３１ｅと、温度検出部３１ｅの動作を制御する温度検出制御部３２ｅと、充放電制御部３３ａと、速度パターン判定部４６とが設けられている。温度検出部３１ｅの詳細構成は、図１０に示す第４実施形態の温度検出部３１ｃとほぼ同じであるので、説明を省略する。

速度パターン判定部４６は、速度検出器４４から入力された図８に示すアナログの速度信号４５から、エレベータが加減速期間中においてはハイレベルを有し、エレベータが停止又は一定速度期間中においてはローレベルを有する速度パターン信号４７を生成して、温度検出制御部３２ｅへ送出する。

温度検出制御部３２ｅは、速度パターン信号４７に同期する、加減速期間中でハイレベルとなり、停止又は一定速度期間中でローレベルとなる周期制御信号４８を温度検出部３１ｅへ送出する。

温度検出部１３ｅの温度検出Ａ／Ｄ変換部３６ａは、図８に示すように、周期制御信号４８の信号レベルに応じて周期が変更するゲート信号３５を各ＦＥＴ３４へ送出する。具体的には、このゲート信号３５の周期は、エレベータの加減速期間中においては第１の周期Ｔ_S1となり、エレベータの停止又は一定速度期間中においては第１の周期ＴS1より長い第２の周期Ｔ_S2となる。

その結果、温度検出部３１ｅは、エレベータの加減速期間中においては第１の周期Ｔ_S1で各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出し、エレベータの停止又は一定速度期間中においては第２の周期Ｔ_S2で各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nを検出する。この温度検出部３１ｅで検出された各単位蓄電器２４の温度値Ｄ₁〜Ｄ_Nは、温度検出制御部３２ｅを介して充放電制御部３３ａへ入力される。

このように構成された第６実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｅにおいては、蓄電器１２の各単位蓄電器２４に近接配置された感熱素子５０と各温度検出器５１との間に介挿されたＦＥＴ３４は、エレベータの加減速期間中においては短い周期で導通し、エレベータの停止又は一定速度期間中においては長い周期で導通する。その結果、エレベータ制御システムの動作がほぼ定常状態においては、蓄電器１２の充電状態の検出の間隔は長くてよいので、エレベータの加減速期間中における蓄電器１２に対する高い監視精度を維持した状態で蓄電器１２の電力消費をより一層低下できる。

よって、上述した第３実施形態のエレベータの蓄電制御装置３０ｂとほぼ同じ作用効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図同実施形態のエレベータの蓄電制御装置に組込まれた電圧検出部の詳細構成を示すブロック図同電圧検出部に組込まれた電圧検出Ａ／Ｄ変換部の詳細構成を示すブロック図同実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置の動作を示すタイムチャート本発明の第２実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図同実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置の動作を示すタイムチャート本発明の第３実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図同実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置の動作を示すタイムチャート本発明の第４実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図同実施形態のエレベータの蓄電制御装置に組込まれた温度検出部の詳細構成を示すブロック図本発明の第５実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図本発明の第６実施形態に係わるエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図従来のエレベータの蓄電制御装置が組込まれたエレベータ制御システムの概略構成図同従来のエレベータの蓄電制御装置に組込まれた電圧検出部の詳細構成を示すブロック図

符号の説明

１…交流電源、２…整流器、３…平滑コンデンサ、４…インバータ、５…モータ、８…かご、１１…電圧計、１２…蓄電器、１３…充放電回路、２４…単位蓄電器、２５…電圧検出器、３０，３０ａ〜３０ｅ…蓄電制御装置、３１，３１ａ，３１ｂ…電圧検出部、３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ…温度検出部、３２，３２ａ，３２ｂ…電圧検出制御部、３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ…温度検出制御部、３３，３３ａ…充放電制御部、３４…ＦＥＴ、３５…ゲート信号、３６…電圧検出Ａ／Ｄ変換部、３６ａ…温度検出Ａ／Ｄ変換部、４１…走行停止検出部、４４…速度検出器、４６…速度パターン判定部、５０…感熱素子、５１…温度検出器

Claims

エレベータのかごを上下移動するモータの回生運転時には前記モータの回生電力をインバータで直流に変換して蓄電器に蓄積し、前記モータの力行運転時に前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータで再度交流に変換して前記モータに供給するエレベータの蓄電制御装置において、
前記モータの走行、停止状態を検出する走行停止検出手段と、
前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出器と、
前記蓄電器と前記電圧検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、
前記走行停止検出手段が前記モータの走行状態を検出している期間において前記スイッチング素子を第１の周期で規定時間だけ導通し、前記走行停止検出手段が前記モータの停止状態を検出している期間において前記スイッチング素子を第１の周期より長い第２の周期で前記規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、
前記電圧検出器にて前記第１又は第２の周期で順次検出される各電圧を参照して、前記モータの回生運転時及び力行運転時に前記蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベータの蓄電制御装置。
エレベータのかごを上下移動するモータの回生運転時には前記モータの回生電力をインバータで直流に変換して蓄電器に蓄積し、前記モータの力行運転時に前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータで再度交流に変換して前記モータに供給するエレベータの蓄電制御装置において、
前記エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンを検出する速度パターン検出手段と、
前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出器と、
前記蓄電器と前記電圧検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、
このスイッチング素子を、前記速度パターン検出手段にて検出された速度パターンに応じて変化する周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、
前記電圧検出器にて前記変化する周期で順次検出される各電圧を参照して、前記モータの回生運転時及び力行運転時に前記蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベータの蓄電制御装置。
エレベータのかごを上下移動するモータの回生運転時には前記モータの回生電力をインバータで直流に変換して蓄電器に蓄積し、前記モータの力行運転時に前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータで再度交流に変換して前記モータに供給するエレベータの蓄電制御装置において、
前記モータの走行、停止状態を検出する走行停止検出手段と、
前記蓄電器の近傍に配設された感熱素子と、
前記感熱素子を介して前記蓄電器の温度を検出する温度検出器と、
前記感熱素子と前記温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、
前記走行停止検出手段が前記モータの走行状態を検出している期間において前記スイッチング素子を第１の周期で規定時間だけ導通し、前記走行停止検出手段が前記モータの停止状態を検出している期間において前記スイッチング素子を第１の周期より長い第２の周期で前記規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、
前記温度検出器にて前記第１又は第２の定周期で順次検出される各温度を参照して、前記モータの回生運転時及び力行運転時に前記蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベータの蓄電制御装置。
エレベータのかごを上下移動するモータの回生運転時には前記モータの回生電力をインバータで直流に変換して蓄電器に蓄積し、前記モータの力行運転時に前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータで再度交流に変換して前記モータに供給するエレベータの蓄電制御装置において、
前記エレベータのかごにおける上下移動時の速度パターンを検出する速度パターン検出手段と、
前記蓄電器の近傍に配設された感熱素子と、
前記感熱素子を介して前記蓄電器の温度を検出する温度検出器と、
前記感熱素子と前記温度検出器との間に介挿されたスイッチング素子と、
このスイッチング素子を、前記速度パターン検出手段にて検出された速度パターンに応じて変化する周期で規定時間だけ導通するスイッチング素子制御手段と、
前記温度検出器にて前記変化する周期で順次検出される各温度を参照して、前記モータの回生運転時及び力行運転時に前記蓄電器に対する充放電制御を行う充放電制御手段と
を備えたことを特徴とするエレベータの蓄電制御装置。