JP5770112B2 - ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。
このエレベータ10は、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機11と、この電動機11の回転軸に取り付けられて回転するシーブ12と、このシーブ12に巻き掛けられたロープ13の両端に吊り下げられた乗りかご14とカウンタウェイト(釣り合い重り)15などを備える。
図2に運転制御装置21の構成を示す。この運転制御装置21は、速度指令部22と、速度検出部23と、速度制御部24と、荷重検出スイッチ部25と、荷重信号演算部26と、トルク指令判断部27と、インバータ電流制御部28などから構成される。
上述したように、乗りかご14の回生運転時には、インバータ19から入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ18に回生エネルギーが蓄積され、インバータ19への電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置32内の電圧検出部41にて検出される。
乗りかご14の力行運転時には、平滑コンデンサ18で平滑化された直流がインバータ19に供給されるので、インバータ19への電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置32内の電圧検出部41にて検出される。
本実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータは、図3に示すように、空調装置として、乗りかご14内に空調制御装置53および空調機54を設ける。この空調機54は例えばエアコンやファンであり、空調制御装置53の制御下で乗りかご14内の空調を行なう。また、乗りかご14内には、回生運転時に生じたエネルギーである回生エネルギーを、呼びの登録されていない待機中における乗りかご14内の空調用に蓄電するための空調用蓄電装置55を備える。
また、本実施形態では、運転制御装置21は、乗りかご14が、呼びの登録されている運転中であるか、呼びの登録されていない待機中であるかを示す信号を乗りかご14内の空調制御装置53に出力する。
ただし、この待機中でも、空調制御装置53は、空調用蓄電装置55に電力が蓄電されている場合は、この蓄電された電力を空調機54に供給するとともに、空調機54の動作の制御を行なう。これにより、待機中でも、回生運転時に発生したエネルギーを利用して、商用電源からの電力の省エネを行ないつつ、乗りかご14内の空調装置を動作させることができる。
ただし、本実施形態では、待機中でも、電源制御装置は、空調用蓄電装置55に電力が蓄電されている場合は、この蓄電された電力を空調制御装置53や空調機54に供給する。空調制御装置53は、この電力を得て、空調機54の動作を制御する。
この場合、電源制御装置を設けない場合と比較して、待機時に空調制御装置53への商用電源からの電力の供給も停止できるので、電源制御装置の使用電力を空調制御装置53の使用電力より低くすれば、乗りかご14内の機器のさらなる省エネを実現できる。
蓄電可否判定部62は、満充電容量に対する現在の充電状態を示すSOCの範囲の上限値を内部メモリに記憶しており、蓄電状態検出部61により検出した充電容量がSOCの範囲の上限値に達しているか否かを判定する。
また、駆動系の電力供給ラインに対する電気的な接続先を充放電回路31と電力変換部64との間で切り替えるためのスイッチ71がさらに設けられる。
また、電力変換部64と乗りかご14内の空調制御装置53との間にはスイッチ72aが設けられる。また、電力変換部64とエレベータ設置建屋内の電気機器との間にはスイッチ72bが設けられる。
電力供給制御部63は、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえると蓄電可否判定部62が判定した場合に、乗りかご14の昇降方向や荷重値の情報を運転制御装置21から取得する事で、乗りかご14の現在の運転状態が回生運転であるか否かを判定する。
供給先切り替え部65は、乗りかご14内の空調制御装置53と電力変換部64との間のスイッチ72a、およびエレベータ設置建屋内の電気機器と電力変換部64との間のスイッチ72bをオンオフすることで、電力変換部64とエレベータ設置建屋内の電気機器との間、または、電力変換部64と乗りかご14内の空調制御装置53との間を電気的に接続したり切り離したりする。
一方、供給先切り替え部65は、電力供給ラインと電力変換部64とが電気的に接続されている条件下で、エレベータの通常運転中、つまり呼び登録に応じた運転中であることを示す情報を運転制御装置21から入力したなど、空調機54の動作を要する場合には、スイッチ72aをオン状態として、電力変換部64と乗りかご14内の空調制御装置53との間を電気的に接続する。
一方、電力供給制御装置60は、回生エネルギーが得られる場合は、建屋内の電気機器に供給される電力として、商用電源から供給される電力に対して回生運転時に供給される電力が優先されるように制御する。
一方、電力供給制御装置60は、運転中において回生エネルギーが得られる場合は、乗りかご14内の空調装置に供給される電力として、商用電源から供給される電力に対して回生運転時に供給される電力が優先されるよう制御する。
具体的には、このように回生運転時に供給される電力が優先されるように、電力供給制御装置60は、運転中において回生エネルギーが得られる場合は、乗りかご14内の空調装置については、回生運転時に生じる電力の供給先となる空調装置と商用電源との間の図示しないスイッチを開放するなどして、商用電源から空調装置への電力の受電を停止させ、かつ、空調装置と電力変換部64との間のスイッチ72aをオン状態とする。
まず、蓄電状態検出部61は、蓄電装置30の電圧値を蓄電制御装置32の電圧検出部43から得ることで、蓄電装置30の現在使用可能な充電容量を検出する(ステップS1)。
次に、蓄電可否判定部62は、蓄電状態検出部61により検出した充電容量が、蓄電装置30の満充電容量に対する現在の充電状態を示すSOCの範囲の上限値に達しているか否か、つまり蓄電装置30へのさらなる充電が行なえるか否かを判定する(ステップS2)。
この結果、電力変換部64は、回生運転時に生じた、電力供給ラインからのエネルギーである直流電力を交流電力に変換する(ステップS5)。
この結果、乗りかご14の現在の運転状態が回生運転である場合は、この回生運転時に生じた、電力供給ラインからのエネルギーは、充放電回路31を介して蓄電装置30に蓄電される。また、現在の運転状態が力行運転である場合は、蓄電装置30に蓄電されたエネルギーが電力供給ラインに供給される。
この結果、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえる場合であっても、現在の運転が力行運転であれば、蓄電装置30に蓄電されたエネルギーが電力供給ラインに供給される。
よって、呼びの登録されていない待機中であって、省エネのために商用電源からの電源供給を停止しても、空調機54の動作の制御を行なうことができる。
次に、第2の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの構成のうち図1に示したものと同一部分の説明は省略する。
本実施形態では、回生運転時に発生したエネルギーは建屋内の電気機器に直接供給されるのではなく、エレベータ設置建屋内の、当該建屋内の電気機器に供給するための電力を蓄電する建屋用蓄電装置に供給されて当該蓄電装置に蓄電される。
そして、本実施形態では、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえない場合において、建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量を検出し、この検出結果が、当該建屋用蓄電装置へのさらなる充電が行えず、回生運転時に発生したエネルギーは建屋内への電力として余剰であるとみなせる結果である場合には、回生運転時に発生したエネルギーを建屋側ではなく乗りかご14内の空調制御装置53や空調機54に供給する事を特徴としている。
本実施形態では、エレベータ設置建屋内に建屋用蓄電装置が設置され、スイッチ72bは、建屋用蓄電装置と電力変換部64との間に接続される。
建屋内蓄電状態検出部81は、エレベータ設置建屋内の建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量を検出する。
本実施形態では、第1の実施形態で説明したように、電力供給制御部63は、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえないとの判定結果を蓄電可否判定部62から入力した場合で、乗りかご14の現在の運転状態が回生運転である場合には、駆動系の電力供給ラインと電力変換部64とが電気的に接続され、かつ、電力供給ラインと充放電回路31とが電気的に切り離されるようにスイッチ71を切り替える。
この結果、電力変換部64は、回生運転時に生じた、電力供給ラインからのエネルギーである直流電力を交流電力に変換する。ここまでの動作は第1の実施形態で説明したステップS1からS5までの動作に該当する。
建屋内蓄電状態検出部81は、電力供給制御部63からの信号を入力すると、エレベータ設置建屋内の建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量を検出する(ステップS21)。
この結果、回生運転時に発生したエネルギーは、蓄電装置30や建屋用蓄電装置に供給されなくなる一方で、乗りかご14内の空調制御装置53や空調機54に供給されて、空調用蓄電装置55に蓄電されるようになる(ステップS25)。
そこで、建屋側蓄電可否判定部82は、乗りかご14内の気温が通常より快適になるよう指示するための指示信号を乗りかご14内の空調制御装置53に出力する。空調制御装置53は、この信号を入力すると、空調機54による設定温度を乗りかご14内の気温が通常より快適になるように設定したり空調機54による風量を増加させたりする(ステップS26)。
また、暖房運転の必要時において乗りかご14内の気温を通常より快適にするために、例えば建屋側蓄電可否判定部82は、空調機54により暖房運転を行なっている際に設定温度を通常より高くするための指示信号を乗りかご14内の空調制御装置53に出力すればよい。なお、建屋側蓄電可否判定部82からの指示信号は運転制御装置21に出力するようにして、この運転制御装置21が当該指示信号を空調制御装置53に出力するようにしてもよい。S23またはS26の後はS1に戻る。
よって、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえない場合で、かつエレベータ設置建屋内の電気機器用の建屋用蓄電装置へのさらなる充電が行えばない場合でも、回生運転により生じたエネルギーを有効に活用する事ができるようになる。
この変形例では、図5に示した構成と異なり、電力供給制御装置60の建屋側蓄電可否判定部82は電力供給制御部63と接続される。また、電力供給制御装置60の蓄電可否判定部62は、電力供給制御部63および供給先切り替え部65と接続される。
この変形例では、まず、電力供給制御装置60の建屋内蓄電状態検出部81は、エレベータ設置建屋内の建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量を検出する(ステップS21b)。
蓄電状態検出部61は、現在の運転状態が回生運転であるとの判定結果を電力供給制御部63から入力すると、蓄電装置30の電圧値を蓄電制御装置32の電圧検出部43から得ることで、蓄電装置30の現在使用可能な充電容量を検出する(ステップS26b)。
この結果、回生運転時に生じた、電力供給ラインからのエネルギーは、充放電回路31を介して蓄電装置30に蓄電される(ステップS29b)。
この結果、回生運転時に発生したエネルギーは、建屋用蓄電装置に供給されなくなる一方で、乗りかご14内の空調制御装置53や空調機54に供給されて、空調用蓄電装置55に蓄電されるようになる(ステップS31b)。
そこで、建屋側蓄電可否判定部82は、乗りかご14内の気温が通常より快適になるよう指示するための指示信号を乗りかご14内の空調制御装置53に出力する。空調制御装置53は、この信号を入力すると、空調機54による設定温度を乗りかご14内の気温が通常より快適になるように設定したり空調機54による風量を増加させたりする(ステップS32b)。S29bまたはS32bの後はS21bに戻る。
よって、エレベータ設置建屋内の電気機器用の建屋用蓄電装置へのさらなる充電が行なえない場合で、かつ、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえない場合でも、回生運転により生じたエネルギーを有効に活用する事ができるようになる。
次に、第3の実施形態について説明する。
本実施形態では、第1の実施形態で説明したように蓄電装置30に対するさらなる充電が行なえない場合で、かつ、乗りかご14内の気温が、当該乗りかご14内の急速冷却を要する気温である場合には、回生運転時に発生したエネルギーを乗りかご14内の空調制御装置53や空調機54に供給し、かつ、空調機54による乗りかご14内の急速冷却がなされるように制御することを特徴としている。
図10は、第3の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの乗りかご14内の機器の機能構成例を示す図である。
本実施形態では、第1の実施形態で説明した構成に加え、電力供給制御装置60は、急速冷却判定部91をさらに有する。また、乗りかご14内に気温検出部92が設けられる。
また、急速冷却判定部91は、電力供給ラインと電力変換部64とが電気的に接続されており、かつ、供給先切り替え部65により、電力変換部64と乗りかご14内の空調制御装置53との間が電気的に接続されている条件下で、気温検出部92により検出した気温が、乗りかご14内の急速冷却を要するとみなせる所定値以上であるか否かを判定する。
空調制御装置53は、この指示信号を入力すると、乗りかご14内が急速冷却されるように、例えば、空調機54による風量を急速冷却前における通常の風量より強くなるように制御する。
本実施形態では、第1実施形態で説明したように、電力供給制御部63は、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえないとの判定結果を蓄電可否判定部62から入力した場合で、乗りかご14の現在の運転状態が回生運転である場合には、駆動系の電力供給ラインと電力変換部64とが電気的に接続され、かつ、電力供給ラインと充放電回路31とが電気的に切り離されるようにスイッチ71を切り替える。
ここでは、電力変換部64と乗りかご14内の空調制御装置53との間のスイッチ72aがオン状態であり、電力変換部64からの電力が乗りかご14内の空調制御装置53に供給され、乗りかご14内の空調用蓄電装置55に蓄電されるとする。
また、電力変換部64とエレベータ設置建屋内の電気機器との間のスイッチ72bはオン状態で、電力変換部64からの電力がエレベータ設置建屋内の電気機器に供給され、この旨を示す信号が供給先切り替え部65から急速冷却判定部91に出力されるとする(ステップS30)。
急速冷却判定部91は、電力変換部64からの電力がエレベータ設置建屋内の電気機器に供給される旨を示す信号を供給先切り替え部65から入力している場合で、気温検出部92により検出した気温が乗りかご14内の急速冷却を要するとみなせる所定値以上であると急速冷却判定部91により判定した場合(ステップS32のYES)、乗りかご14内の急速冷却の指示信号を乗りかご14内の空調制御装置53に出力する(ステップS33)。空調制御装置53は、この指示信号を入力すると、乗りかご14内が急速冷却されるように、空調機54による風量を増加させる。
空調制御装置53は、この信号を入力すると、空調機54による設定温度を乗りかご14内の気温が通常より快適になるように設定したり空調機54による風量を通常より増加させたりする(ステップS34)。
次に、第4の実施形態について説明する。
本実施形態では、第1の実施形態で説明したように、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえる場合において、この蓄電装置30の現在使用可能な充電容量がSOCの範囲の下限値に近く、第2の実施形態で説明した建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量が低く、回生運転時に発生したエネルギーが建屋用蓄電装置に供給される状況である場合に、回生運転時に発生したエネルギーが建屋用蓄電装置に効率よく供給されるように、空調機54による設定温度や風量の設定変更の頻度を減少させることで、回生運転時に発生したエネルギーに対する、空調機54の制御のための使用頻度を緩やかにして、空調機54での電力消費を抑えることを特徴としている。
本実施形態では、図5に示した、第2の実施形態で説明した構成に加え、電力供給制御装置60は、電力余剰レベル検出部101をさらに有する。この電力余剰レベル検出部101は、蓄電装置30へのさらなる充電が行なえると蓄電可否判定部62により判定した場合に、蓄電状態検出部61による充電容量の検出結果が高レベルおよび低レベルに区分された電力余剰レベルのいずれに属するかを検出する。この高レベルとは、低レベル時と比較して、蓄電装置30の現在使用可能な充電容量が当該蓄電装置30のSOCの範囲の上限値に近いレベルである。また、低レベルとは、高レベル時と比較して、蓄電装置30の現在使用可能な充電容量が当該蓄電装置30のSOCの範囲の下限値に近く、建屋用蓄電装置の現在使用可能な充電容量が当該建屋用蓄電装置のSOCの範囲の下限値に近いとみなせるレベルである。
まず、蓄電状態検出部61は、蓄電装置30の電圧値を蓄電制御装置32の電圧検出部43から得ることで、蓄電装置30の現在使用可能な充電容量を検出する(ステップS1)。次に、蓄電可否判定部62は、蓄電状態検出部61により検出した充電容量が、蓄電装置30の満充電容量に対する現在の充電状態を示すSOCの範囲の上限値に達しているか否か、つまり蓄電装置30へのさらなる充電が行なえるか否かを判定する(ステップS2)。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (5)
- エレベータの乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する回生電力を蓄え、力行運転時にその蓄えた電力を前記電力供給ラインに供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を制御する蓄電制御手段と、
前記蓄電装置における電力の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段と、
前記蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たす場合に、前記回生電力を前記蓄電装置に蓄えずに、所定の電力供給先に供給する制御を行なう電力供給制御手段と、
前記乗りかご内に設けられて当該乗りかご内の空調を行なう空調機と、
商用電源から電力を得た際に前記空調機の動作の制御を行なう空調制御手段と、
エレベータ設置建屋の電気機器に供給するための電力を蓄える建屋用蓄電装置と、
前記建屋用蓄電装置の蓄電状態を検出する建屋用蓄電状態検出手段と
を備え、
前記蓄電装置はエレベータ用蓄電装置であり、
前記蓄電状態検出手段はエレベータ用蓄電状態検出手段であり、
前記空調機は、
前記乗りかごの昇降中に商用電源から電力を得て動作し、
前記電力供給制御手段は、
前記エレベータ用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記エレベータ用蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たさない場合に、前記回生電力を前記建屋用蓄電装置に蓄えずに前記エレベータ用蓄電装置に蓄え、
また、前記電力供給制御手段は、前記エレベータ用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記エレベータ用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合で、かつ、前記建屋用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たさない場合に、前記回生電力を前記建屋用蓄電装置に蓄え、
また、前記電力供給制御手段は、前記エレベータ用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記エレベータ用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合で、かつ、前記建屋用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合に、前記回生電力を前記エレベータ用蓄電装置や前記建屋用蓄電装置に蓄えずに、前記空調機に供給することを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。 - エレベータの乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する回生電力を蓄え、力行運転時にその蓄えた電力を前記電力供給ラインに供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を制御する蓄電制御手段と、
前記蓄電装置における電力の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段と、
前記蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たす場合に、前記回生電力を前記蓄電装置に蓄えずに、所定の電力供給先に供給する制御を行なう電力供給制御手段と
前記乗りかご内に設けられて当該乗りかご内の空調を行なう空調機と、
商用電源から電力を得た際に前記空調機の動作の制御を行なう空調制御手段と、
エレベータ設置建屋の電気機器に供給するための電力を蓄える建屋用蓄電装置と、
前記建屋用蓄電装置の蓄電状態を検出する建屋用蓄電状態検出手段と
を備え、
前記蓄電装置はエレベータ用蓄電装置であり、
前記蓄電状態検出手段はエレベータ用蓄電状態検出手段であり、
前記空調機は、
前記乗りかごの昇降中に商用電源から電力を得て動作し、
前記電力供給制御手段は、
前記建屋用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たさない場合に、前記回生電力を前記エレベータ用蓄電装置に蓄えずに前記建屋用蓄電装置に蓄え、
また、前記建屋用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合で、かつ、前記エレベータ用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記エレベータ用蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たさない場合に、前記回生電力を前記エレベータ用蓄電装置に蓄え、
また、前記建屋用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合で、かつ、前記エレベータ用蓄電状態検出手段により検出した蓄電状態が、前記エレベータ用蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合に、前記回生電力を前記建屋用蓄電装置や前記エレベータ用蓄電装置に蓄えずに、前記空調機に供給することを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。 - 前記電力供給制御手段により前記回生電力を前記空調機に供給する場合に、前記空調機による前記乗りかご内の空調性能を向上させるように、前記空調機による温度制御および風量制御を行なう空調制御手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。 - 前記乗りかご内の気温を検出する気温検出手段をさらに備え、
前記電力供給制御手段は、
前記蓄電状態検出手段により検出した前記蓄電装置の蓄電状態が、当該蓄電装置に対する充電が行なえない前記所定の条件を満たす場合で、かつ、前記気温検出手段による検出結果が、前記乗りかご内の急速冷却を要する所定の条件を満たす場合に、前記回生電力を前記空調機に供給し、かつ、前記空調機による前記乗りかご内の急速冷却がなされるように制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。 - エレベータ設置建屋の電気機器に供給するための電力を蓄える建屋用蓄電装置をさらに備え、
前記電力供給制御手段は、
前記建屋用蓄電装置の蓄電状態が、前記建屋用蓄電装置に対する充電が行なえない所定の条件を満たさない場合で、前記建屋用蓄電装置の蓄電状態が、第1のレベル、および、前記第1のレベルと比較して当該建屋用蓄電装置の満充電容量に対する現在使用可能な充電容量の下限値に近い第2のレベルのいずれに属するかを判定するレベル判定手段をさらに備え、
前記電力供給制御手段は、
前記建屋用蓄電装置の蓄電状態が前記第1のレベルに属すると前記レベル判定手段により判定した場合は、前記回生電力を前記空調機に供給し、
また、前記電力供給制御手段は、
前記建屋用蓄電装置の蓄電状態が前記第2のレベルに属すると前記レベル判定手段により判定した場合は、前記回生電力を前記建屋用蓄電装置に蓄えて、かつ前記空調機に供給し、かつ、前記空調機に対する電力供給の頻度を、前記建屋用蓄電装置の蓄電状態が前記第1のレベルに属する場合と比較して低下させる
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
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