JP5733917B2 - エレベータ電力供給システム - Google Patents

Description

この発明は、エレベータの電力給電システムに関わり、特にかごに設置されるバッテリーの活用度を高める技術に関する。

エレベータは、かごと制御盤の間を制御ケーブルで接続される。制御ケーブルはかごと制御盤の間で、電力の供給と制御信号の伝達を行う。ビルの高層化にともない制御ケーブルの長さが伸びると、制御ケーブルは自重を支えるため、より太く、重くなる。その結果、制御ケーブルの自重によりエレベータ巻上機が必要とするトルクが増える、制御ケーブルのコストが上がる等の様々な課題が生じるようになってきている。

特許文献１には、制御ケーブルを用いない構成が示されている。ここでは受電部がかご及び各階乗場近傍に設けられている。受電部は昇降路内に設けられた電力供給線から非接触で電力及び信号を受け取り、エレベータ制御盤からエレベータホール制御ユニットに、必要な電力の供給と制御信号の伝達が行なわれる。その方式として、かご内で消費する電力を連続的に供給する方法や、かごに搭載されたバッテリーの電力を電力源としてかごの電力を賄う方式が示されている。

上記先行例では各階に停止するごとにバッテリーに充電が行われる。バッテリーには、少なくとも停止階から次の停止階まで走行する間必要な電力を停止時間の間に充電しておく。高揚程エレベータでは無給電区間が長くなるので、エレベータのかごに搭載されるバッテリーの大容量化と短時間での充電性能が重要となる。上記先行例ではバッテリーの充電時間と容量について十分な配慮がされておらず、バッテリーを用いる場合の充電時間と電池容量についての具体的な記載もない。

かごへの電力をバッテリーでまかなうエレベータ電力供給システムにおいて、設備コストを少なくするために容量と充電設備を最低限にして頻繁な充電をしたいという要求がある。充電設備の数を減らすと、走行時間に対する充電時間の比率が小さくなるためバッテリーには急速充放電性能が必要となる。またかごに搭載できる体積及び重量には限りがあるため、高エネルギー密度のバッテリーが求められている。

現在用いられているバッテリーにはリチウムイオン、水素ニッケル、ニッケルカドミニウムなどの二次電池や、電気二重層コンデンサが含まれている。一般的にエネルギー密度の高い二次電池には、急速充電ができないという課題がある。これに対し、電気二重層コンデンサは急速充放電が可能だが、リチウムイオンなどの二次電池に比べるとエネルギー密度が低い。また二次電池は電気二重層コンデンサに比べると充放電回数が限られ、寿命が短いことが多い。エレベータの電力供給システムにおいて急速充放電性能とエネルギー密度の高さを両立することが重要な開発課題となっている。

特開２００１−１２２５４３号公報

この発明は、エレベータのかごに搭載されるバッテリーの活用度を高めることによって、急速充放電性能と高エネルギー密度のかご用電力供給装置を実現することを目的とする。

本願に関わるエレベータ電力供給システムは、エレベータのかごに設けられたかご用電力供給装置と、エレベータの昇降路に設けられかご用電力供給装置に電力を供給する給電部と、商用電力を給電部に対応する電圧と周波数に変換する第１の電力変換器とを備えたエレベータ電力供給システムであって、
かご用電力供給装置は、給電部から電力を受電する受電部と、第１の充電時間を要し基本的な電力を供給する第１の蓄電装置と、第１の充電時間よりも長い第２の充電時間を要しバックアップとして働く第２の蓄電装置と、受電部が受電した電力を第１の蓄電装置と第２の蓄電装置に対応する電圧と周波数に変換する充放電制御回路と、第１の蓄電装置と第
２の蓄電装置の蓄電状態を監視する蓄電容量検出回路と、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置から供給される電力をかご内機器に対応する電圧と周波数に変換する第２の電力変換器を備え、
第１の蓄電装置の電力容量は、給電部の間を走行するのに要する平均時間内にかご内機器によって消費される電力と同じ値を有し、
蓄電容量検出回路が検出した第１の蓄電装置の蓄電容量が、充放電制御回路が事前に設定した値よりも低下した場合、第２の蓄電装置は第１の蓄電装置に電気的に接続され、第１の蓄電装置を充電する。

第１の蓄電装置は、急速充放電性能が高いものを利用し、充電時には短時間に多くの電力量を充電する。第２の蓄電装置は、エネルギー密度が高いものを利用し、蓄電ユニットの単位質量あたりの蓄電容量を増大させ、かご内の蓄電ユニットの質量を小さくするとともに、第１の蓄電装置の蓄電容量が減少したときのバックアップとして作用する。本発明により高速充放電性能と、エネルギー密度の高さを両立するエレベータ電力供給システムが実現する。

実施の形態１に関わるエレベータ電力供給システムの全体を示す概略構成図である。 実施の形態１に関わり、かごに設けられるかご用電力供給装置を示す概略構成図である。 実施の形態２に関わり、エレベータ電力供給システムの給電部の構成を示す構成図である。 実施の形態３に関わるエレベータ電力供給システムを示す概略構成図である。 実施の形態４と５に関わるエレベータ電力供給システムを示す概略構成図である。 実施の形態６に関わるエレベータ電力供給システムを示す概略構成図である。 実施の形態７に関わるエレベータ電力供給システムを示す概略構成図である。 実施の形態８に関わるエレベータ電力供給システムを示す概略構成図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１を用いて説明を行う。図１にはエレベータ電力供給システム２００の概略構成が示されている。昇降路１００には商用電源１、かご３、電力変換器４ｂ、４ｃ、給電部７ａ、７ｂが設置されている。機械室１１０には制御部２と巻上機８が施設されている。商用電源１は制御部２及び巻上機８に電力を供給する。制御部２は、巻上機８を含めたエレベーターシステム全体の制御を行う。電力変換器（第１の電力変換器）４ｂ、４ｃは、商用電源１に接続されている。給電部７ａは電力変換器４ｂに対応している。給電部７ｂは電力変換器４ｃに対応している。巻上機８は、かご３を昇降させる。制御部２と巻上機８は、昇降路１００に設置されることもある。

電力変換器４ｂ、４ｃは、商用電源１をかご３への給電に適した電圧及び周波数に変換する。電力変換器４ｂ、４ｃは、かご３に直流で給電するときは、整流回路とＤＣ−ＤＣコンバーターで構成され、商用電源１を整流回路によって直流に変換し、ＤＣ−ＤＣコンバーターによって給電部７に所定の大きさの直流電圧を供給する。また交流で給電するときは電力変換器４ｂは整流回路とインバーターで構成される。電力変換器４ｂ、４ｃは商用電源１を整流回路で直流に変換した後、インバーターにて電圧と周波数を給電に適した所定の電圧と周波数に変換する。

昇降路１００に設けられるエレベータのかご３には電力変換器（第２の電力変換器）４ａ、蓄電ユニット５、受電部６が搭載されている。給電部７ａ、７ｂは、かご３が移動中にまたは停止中に、受電部６を経由して、かご３に電力を供給する。実施の形態１では、給電部７ａ、７ｂは固定接点（例えばトロリー線）、受電部６は可動接点（例えば集電装置）となる。図１では、最下階から最上階の内、特定の階床に停止しているときに充電可能となる位置に給電部７ａ、７ｂが設置されている。図１では給電部７は２ヶ所に設置されているが、給電部の数は１つでも３つ以上でも本発明は適応可能である。

図２にかご３に搭載されるかご用電力供給装置１２０（電力変換器４ａ、蓄電ユニット５、受電部６）の構成を示す。受電部６は蓄電ユニット５に接続されていて、給電部７ａまたは給電部７ｂから電力を受電する。蓄電ユニット５は第１の蓄電装置１０、第２の蓄電装置１１、充放電制御回路１２、蓄電容量検出回路１３から構成されている。第１の蓄電装置１０には、急速充放電性能に優れた電気二重層コンデンサが適している。第２の蓄電装置１１には、エネルギー密度が高い、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッカド電池などが適している。第２の蓄電装置１１は、第１の蓄電装置１０に比べると、エネルギー密度は高いが、充電に要する時間は長い。充放電制御回路１２は、受電部６で受けた電力を、第１の蓄電装置１０及び第２の蓄電装置１１の充電に適した電圧及び電流となるように変換する。

蓄電容量検出回路１３は第１の蓄電装置１０と第２の蓄電装置１０の蓄電容量を監視する。電力変換器４ａは、ＤＣ−ＤＣコンバーターまたはインバーターが使われる。蓄電ユニット５から放電された電力は電力変換器４ａによってかご内機器１４の使用に適した所定の電圧、及び所定の周波数に変換され、かご内機器１４に供給される。かご内機器１４は、かご内で電力を消費する機器一般を指し、照明、エアコン、ドア開閉装置、インターホン、気圧制御装置、制振装置などである。

給電部７ａ、７ｂより受電部６が受け取った電力は、蓄電ユニット５を充電するのに適した電圧に充放電制御回路１２によって管理され、蓄電ユニット５の充電が開始する。このとき直流で給電する場合には充放電制御回路１２はＤＣ−ＤＣコンバーターを内部に含み直流電圧を所定の大きさの電圧に変換する。あるいは交流で給電する場合には充放電制御回路１２は整流回路によって交流を直流に変換しＤＣ−ＤＣコンバーターによって直流電圧を所定の大きさの電圧に変換する。充放電制御回路１２は蓄電ユニット５に流れ込む電流または電圧を制御するので、蓄電ユニット５は適正に充電される。

充放電制御回路１２は過充電保護機能を持ち、蓄電容量検出回路１３によって検出された充電量が事前に設定した充電量以上であるときに、受電部６から第１の蓄電装置１０及び第２の蓄電装置１１を電気的に切断する。これは事前に設定した充電量以上の蓄電容量とならないように、過充電になる前に蓄電ユニット５の充電を制御するためである。さらに充放電制御回路１２は蓄電容量検出回路１３によって検出された充電量を事前に設定したある所定の充電量以下にならないように出力を停止する過放電保護機能を有する。これは過放電による電池の異常発熱や、電力容量の低下を防ぐためである。

蓄電容量検出回路１３が検出した第１の蓄電装置１０の蓄電容量が、事前に設定した所定の閾値よりも低下したと判断した場合は、制御部２は充電可能な位置までかご３を移動させることもできる。かご３の移動が完了すると給電部７ａまたは給電部７ｂから受電部６に電力が供給され、蓄電ユニット５は充電される。あるいは蓄電容量検出回路１３が検出した第１の蓄電装置１０の蓄電容量が、充放電制御回路１２が事前に設定した所定の値よりも低下した場合のみ、第２の蓄電装置１１は第１の蓄電装置１０に電気的に接続され、第１の蓄電装置１０を充電する。

このとき、蓄電容量検出回路１３によって、第１の蓄電装置１０の充電量がある事前に設定した充電量を超えたと充放電制御回路１２が判断したとき、第２の蓄電装置１１は充放電制御回路１２によって第１の蓄電装置１０と電気的に切り離される。このようにすることで第１の蓄電装置１０の充電量が減ったときに第２の蓄電装置１１によって蓄電ユニット５の容量が補われ、第１の蓄電装置１０単体で使用するよりも電力容量を大きくすることができる。

第１の蓄電装置１０の電力容量、または蓄電ユニット５の合算電力容量は、ある給電部から次の給電部までを走行するのに要する平均時間内にかご内機器１４によって消費される電力と同じかそれよりも大きな値になるように設計する。そのため走行時に充電が必要と判断されることなく次の給電部まで移動することができる。ここで用いた走行に要する平均時間とはかご３が充電可能な位置から次の充電可能な位置まで走行している時間だけではなくかご３の乗客が乗り降りのために停止している時間も含む移動時間の平均的な時間のことを言う。

第１の蓄電装置１０の容量が所定の量を下回ったとき第２の蓄電装置がかご内の電力を供給する。また更に第２の蓄電装置の容量が所定の量を下回ったとき停電と判断し、蓄電ユニット５は非常用バッテリーとして働き、非常灯やインターホンなどの最低限の設備のみに電力を供給する。あるいは停電のとき上記方法の代わりに、非常用バッテリー１３０による給電に切り替える方法も有効である。非常用バッテリー１３０は蓄電ユニット５とは別にかご３に設置され、非常灯やインターホンなどの最低限の設備のみに電力を供給する。

このような構成をとることで第１の蓄電装置１０によって急速充放電性能を高め、第２の蓄電装置１１によってエネルギー密度を高くすることができる。そのため蓄電ユニット５は急速充電可能で、第１の蓄電装置１０単体で構成するよりも同一容量では軽量にすることができる。また一般的に、電気二重層コンデンサはリチウムイオン電池よりも寿命が長く、充放電できる回数が多い。このことから無給電区間に必要な電力を基本的に第１の蓄電装置１０によって供給し、第２の蓄電装置１１は、バックアップとして働く本構成では第２の蓄電装置１１の放電回数及び第２の蓄電装置１１の最大容量に対する使用容量の割合が減り、第２の蓄電装置１１単体で構成するよりも寿命を長くすることができる。

なお図１のエレベータは昇降路１００にかご３が一台のロープ式エレベータとして描かれているが、ひとつの昇降路１００にかごが複数台あるマルチカーエレベータでもロープのないロープレスエレベータであっても本発明は適用可能である。

実施の形態２．
図１と図３を用いて実施の形態２を説明する。図１のような無給電区間を有するエレベーターシステムにおいて、ある給電区間から、次に充電可能となるまでの走行時間が充電時間よりも長い場合、かご内機器１４が走行時に必要とする平均電力よりも多くの電力で蓄電ユニット５を充電する必要がある。このときかご３で消費する平均電力よりも大きな電力が商用電源１に要求される。エレベータの設置されている建物では商用電源１の電気容量は限られている。

例えば充電時間が１０秒であり、次に充電可能な位置までの平均的な走行時間が６０秒であるとする。走行中の電力を供給するためには蓄電ユニット５をかご内機器１４で消費される平均電力の６倍の電力で充電する必要がある。充電に必要な電力は商用電源１によって供給されるため、商用電源１は少なくともかご内機器１４で消費される電力の少なくとも６倍の容量を持つ必要がある。商用電源１がかご３で消費される電力の数倍の電気容量をもつことは設備効率が悪く、実用的ではない。

そこで直流で給電される場合には、図３に示すように電力変換器４ｂと給電部７との間に急速放電が可能なキャパシタ９を設置する。キャパシタ９の容量はかご３に搭載している第２の蓄電装置の電力容量と同程度であることが望ましい。またはかご３が単独または複数の給電部７の間を移動する平均的な時間かご内機器１４が消費する電力を供給し続けられる大きさであればよい。キャパシタ９はかご３が充電可能な停止位置にいないときに充電される。そしてかご３が充電可能な位置にあるときに蓄電ユニット５の充電にキャパシタ９に蓄えた電力を利用する。本構成により商用電源１で必要とされる電力容量の一部をキャパシタ９が負担することにより、商用電源１の電力容量を低減することができる。

実施の形態３．
図４を用いて実施の形態３を説明する。ここでは非接触給電によって供給される電力を蓄電ユニット５に充電する。充電する際に非接触給電を用いることで電気的接点が露出しなくなり安全性が向上する。

昇降路１００には電力変換器４ｂ、４ｃ、給電部７ａ、７ｂが設置されている。制御部２は、巻上機８の制御を行う。エレベータのかご３は電力変換器４ａ、蓄電ユニット５、受電部６を搭載している。巻上機８はエレベータのかご３を昇降させる。制御部２及び巻上機８の電力は商用電源１によって供給される。電力変換器４ｂには給電部７ａが、電力変換器４ｃには給電部７ｂが施設されている。

実施の形態３は、給電部７ａ、７ｂから受電部６への電力供給を非接触で行う点において実施の形態１とは異なる。電力変換器４ｂ、４ｃは建物の商用電源１に接続され、非接触給電に適した電圧及び周波数に商用電源１を変換する。電力変換器４ｂ、４ｃは、例えば整流回路とインバーターから構成されている。給電部７ａ、７ｂは給電線または給電コイルで構成され、交流電流が流れる。受電部６は受電コイルから構成される。受電コイルに磁性体のコアを設けることもできる。

非接触給電では、給電部７ａ、７ｂに交流電流が流れると、受電部６に電磁誘導によって電圧が発生するので、電力が非接触で受電部６へ伝達される。このように電磁誘導を用いてエレベータのかご３に必要とする電力を非接触で供給する。受電部６で受け取られた電力は、充放電制御回路１２によって蓄電ユニット５の充電に適した直流の電力に変換される。

充放電制御回路１２は例えば整流回路とＤＣ−ＤＣコンバーターで構成される。充放電制御回路１２は交流で受け取った電力を、整流回路で直流に変換し、ＤＣ−ＤＣコンバーターで電圧を充電に適した電圧に変換して蓄電ユニット５を充電する。蓄電ユニット５の充放電は充放電制御回路１２によって制御され、かご３内の電力を賄う。

充放電制御回路１２の制御とは、実施の形態１で述べたように充電に適した電力変換と、過放電保護、過充電保護、第２の蓄電装置１１の電気接続の制御を含む。このように非接触で電力給電を行うことで、電気接点が露出せず安全性が向上し、メンテナンス性も向上する。

なお給電効率を向上させるため、給電側の回路または受電側の回路それぞれに直列または並列にコンデンサを接続し、共振現象を利用してもよい。また、非接触給電の手法は電磁誘導方式を説明したが、振動の鋭さを示すＱ値の高いコイルを磁気的に共振させアンテナ部から電力を受け取る磁気共鳴式でも、マイクロ波を媒介に電力を伝送するマイクロ波伝送方式でも、レーザー光を媒介に電力を伝送するレーザー光方式でも良い。

実施の形態４．
実施の形態４を図５に基づいて説明する。複数の給電部が昇降路１００に設置され、その内のひとつが、乗客の乗降が多く発生する階床（以下主階床）に、設置されているものとする。図５のように２つの給電部７ａ、７ｂが昇降路１００に設置された例を用いて説明を行う。給電部７ａまたは給電部７ｂが設置された主階床にかご３が停止すると、受電部６は蓄電ユニット５を充電可能になる。なお本実施の形態は、給電部７から受電部６への電力の受け渡しが、接触給電によっても、非接触給電によっても適用可能である。

エレベータのかご３が給電部７ａ、７ｂのいずれかが設置してある主階床に停止したときに、受電部６は最も近い給電部７ａ、７ｂのいずれかから電力を供給される。かご３が主階床に停止するごと、または蓄電容量検出回路１３によって充電量が事前に設定した所定量以下になったことが検出され、かつ充電可能な位置に停止したときに蓄電ユニット５は充電される。なお図５では給電部７は２つだが、１つでも３つ以上でも本発明は適用可能であり、図５には急行ゾーンおよび乗り継ぎ階が書かれているが、急行ゾーンはなくても、また乗り継ぎ階が主階床ではなくても本発明は適用可能である。

多くの乗客が乗降する主階床に給電部を設置することによって、給電部をほかの階床に設置するよりも高頻度で充電できるようになる。そのため充電時間が増えて充電の効率が良くなり、蓄電ユニット５の電力容量の低減や、給電部７や電力変換器４の数を減らし設備コストを低減できる。実施の形態４以降では、給電部７と受電部６の間における、電力の授受は、接触型、非接触型両方の区別をする必要はなく、両方で成り立つ。また給電箇所を増やすことで、無給電状態での走行時間が短くなる。これにより、商用電源１の電力容量を減らすことが可能になる。

実施の形態５．
実施の形態５を図５に基づいて説明する。ここでは、急行エレベータを対象にしている。急行エレベータは急行ゾーンを通過し、特定の階床にのみ停止するものとする。乗り継ぎ階は急行エレベータが停止する階床の内、別のエレベータへの乗り継ぎが可能な階床を指す。給電部７ｂは急行エレベータが乗り継ぎ階に停止したときに受電部６が充電可能となる位置に設置されている。なお本実施の形態は、給電部７から受電部６への電力の受け渡しが、接触給電によっても、非接触給電によっても適用可能である。

急行エレベータが乗り継ぎ階に停止するたびに、または乗り継ぎ階に停止した場合で、充電量が事前に設定した所定量よりも下回ったときに蓄電ユニット５を充電する。乗り継ぎ階は停止頻度が高くなるため、蓄電ユニット５を高頻度で充電できるようになる。そのため充電時間が増えて充電の効率が良くなる。蓄電ユニット５の電力容量が低減し、給電部７や電力変換器４の数が減少するので設備コストが低減する。また給電箇所を増やすことで、無給電状態での走行時間が短くなる。これにより、充電時間に対する無給電時間の比率が小さくなり、商用電源１の電力容量を減らすことが可能になる。

実施の形態６．
実施の形態６を図６に基づいて説明する。昇降路１００に設置された電力変換器４ｄには、異なる階床に設けられた２つの給電部７ｃ、７ｄが接続されている。受電部６は電力変換器４ｄの出力を給電部７ｃまたは給電部７ｄで受け取る。どちらの給電部で受電するかは切り替えスイッチ２０で設定できる。まず制御部２はかご３の停止位置を判断し、停止位置に近いほうの給電箇所を給電部７ｃまたは給電部７ｄから選択する。

切り替えスイッチ２０は、制御部２からの指示に従って、電力変換器４ｄの出力先を給電部７ｃまたは給電部７ｄに設定する。このとき選ばれた給電部にのみ通電され、ほかの給電部には通電されない。図６では昇降路１００に電力変換器４ｄは単独で設置されているが複数設置してもよい。また出力を受け取る場所の数も２つ（給電部７ｃ、７ｄ）だけでなく、３つ以上でも本発明は適用可能である。なお本実施の形態は、給電部７から受電部６への電力の受け渡しが、接触給電によっても、非接触給電によっても適用可能である。

このような構成をとることで、昇降路１００に設置された電力変換器４ｄの数を増やさなくとも複数の階床で蓄電ユニット５を充電することが可能となる。そのため蓄電ユニット５の充電時間を増やすことができる。単独の電力変換器４ｄで複数の階床の給電部に商用電源１の電力を変換して供給することができるため、電力変換器４ｄの数が減り、設備コストが減る。またかご３の停止位置に出力を切り替える切り替えスイッチを持つことによって、切り替えスイッチ２０を持たずに２つの給電部７ｃ、７ｄに同時に流すときに比べ、待機電力は半分となりランニングコストを低減することができる。また給電箇所を増やすことで、無給電状態での走行時間が短くなる。これにより、充電時間に対する無給電時間の比率が小さくなり、商用電源１の電力容量を減らすことが可能になる。

実施の形態７．
実施の形態７を図７に基づいて説明する。昇降路１００には電力変換器４ｂ、４ｃが設けられている。電力変換器４ｂには給電部７ｅが、電力変換器４ｃには給電部７ｆが、接続されている。給電部７ｅ、給電部７ｆは昇降路上下方向に連続して設置されている。給電可能な領域は昇降路１００の全階床であっても良いし、図７のように昇降路１００の一部に無給電区間があっても良い。給電部７ｅ、給電部７ｆは接触型ではトロリー線型になるが、非接触型では昇降路内の一定区間に電線を設置し交流電流を流し、受電部（Ｅ型コア）で受け取る形になる。

上記構成をとることで、停止時だけでなく走行時においてもかご３に電力が供給され、蓄電ユニット５を充電することが可能となる。かご３が存在する時間が長い区間に給電部を設置することで、蓄電ユニット５の走行時間に対する充電時間を長くすることができる。そのため本構成では、蓄電ユニット５の容量の充電電力を減らすことが可能となる。また走行中も充電できることから充電時間が長くなり、充電時間に対する無給電時間の比率が小さくなるため商用電源１の電力容量を減らすことが可能になる。

実施の形態８．
実施の形態８を図８に基づいて説明する。ここでは実施の形態３〜７で説明した、主階床、乗り継ぎ階、給電部の切り替え、部分的な連続給電のいずれかを組み合わせて用いることを特徴とする。エレベータの運行形態に合わせて給電部を設置することで、蓄電ユニット５の容量と設備コストの両方を減らすことができる。図８は主階床、複数階床の切り替えと、部分的な連続給電の組み合わせによるシステム図である。図８で想定される運行形態は、例えば主階床とその隣接階に停止後、急行ゾーンを通過し最上階付近で数階床停止する場合である。なお本実施の形態は、給電部７から受電部６への電力の受け渡しが、接触給電によっても、非接触給電によっても適用可能である。

主階床とその隣接階、及び部分的な連続給電の範囲内に給電部７ｃ、７ｄ、７ｆが設置されている。給電部７ｃ、７ｄは同一の電力変換器４ｄに、また給電部７ｆは別の電力変換器４ｃに接続されて商用電源１の電力を受電部６に供給する。蓄電ユニット５は給電部７ｃ、７ｄが設置してある主階床とその隣接階に停止したとき、及び給電部７ｆが設置されている範囲で充電をすることが可能となる。このように運行形態に合わせた給電部７の配置を行なうことで、給電部及び電力変換器の数を減らすことができ、走行時間に対する充電時間の比率を長くすることで急速充電が不要で、充電電力も減らすことができ設備コストの効率化が図れる。

１ 商用電源、２ 制御部、３ かご、４ａ、４ｂ 電力変換器、５ 蓄電ユニット、６ 受電部、７ 給電部、８ 巻上機、９ キャパシタ、１０ 第１の蓄電装置、１１ 第２の蓄電装置、１２ 充放電制御回路、１３ 蓄電容量検出回路、１４ かご内機器、１２０ かご用電力供給装置、２００ エレベータ電力供給システム

Claims (11)

1. エレベータのかごに設けられたかご用電力供給装置と、前記エレベータの昇降路に設けられ前記かご用電力供給装置に電力を供給する給電部と、商用電力を前記給電部に対応する電圧と周波数に変換する第１の電力変換器とを備えたエレベータ電力供給システムであって、
   前記かご用電力供給装置は、前記給電部から電力を受電する受電部と、第１の充電時間を要し基本的な電力を供給する第１の蓄電装置と、前記第１の充電時間よりも長い第２の充電時間を要しバックアップとして働く第２の蓄電装置と、前記受電部が受電した電力を前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置に対応する電圧と周波数に変換する充放電制御回路と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電状態を監視する蓄電容量検出回路と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置から供給される電力をかご内機器に対応する電圧と周波数に変換する第２の電力変換器を備え、
   前記第１の蓄電装置の電力容量は、前記給電部の間を走行するのに要する平均時間内に前記かご内機器によって消費される電力と同じ値を有し、
   前記蓄電容量検出回路が検出した前記第１の蓄電装置の蓄電容量が、前記充放電制御回路が事前に設定した値よりも低下した場合、前記第２の蓄電装置は前記第１の蓄電装置に電気的に接続され、前記第１の蓄電装置を充電するエレベータ電力供給システム。
2. 前記第１の蓄電装置は電気二重層コンデンサであり、前記第２の蓄電装置はリチウムイオン電池またはニッケル水素電池であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
3. 前記給電部と前記第１の電力変換器の間に、前記第１の電力変換器で変換された電力を蓄電するキャパシタを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
4. 前記給電部と前記受電部は、接触して電力を受け渡すことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
5. 前記給電部と前記受電部は、非接触で電力を受け渡すことを特徴とする請求項１に記載の
   エレベータ電力供給システム。
6. 前記給電部は、前記かごが主階床に停止中に電力を受電可能となる位置に設置されていて、前記エレベータが前記主階床に停止するたびに、または前記主階床に停止した場合で、充電量が事前に設定した所定量よりも下回ったときに充電することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
7. 前記給電部は、前記かごが乗り継ぎ階に停止中に受電可能となる位置に設置されていて、前記エレベータが前記乗り継ぎ階に停止するたびに、または前記乗り継ぎ階に停止した場合で、充電量が事前に設定した所定量よりも下回ったときに充電することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
8. 前記エレベータ電力供給システムは更にかごの運行を管理する制御部を有し、前記制御部は、複数の給電部を管理し、前記かごの停止階に最も近い供給部に電力を給電し、残りの供給部には給電を停止することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
9. 前記給電部は、昇降路上下方向に連続して設置されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
10. 前記エレベータ電力供給システムは更にかごの運行を管理する制御部を有し、前記蓄電容量検出回路が、前記第１の蓄電装置の蓄電量が基準量を下回ったことを検出すると、前記制御部は、前記かごを充電可能な位置まで移動させることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。
11. 前記蓄電容量検出回路が、前記第１の蓄電装置の蓄電量が基準量を下回ったことを検出すると、前記第２の蓄電装置または前記かごに搭載したバックアップ電源によってかご内の電力をまかなうことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ電力供給システム。

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