(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータの巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵システムを有したエレベータシステムにおいて電力供給を管理する方法であって、
前記エレベータが使用される時間と、輸送される乗客の数とに基づいて予測使用パターンを画定するステップと、
前記予測使用パターンに基づいて前記エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵状態を設定するステップと、
前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むとともに、概ね前記目標貯蔵状態に前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を維持するように、前記巻上モータ、前記１次電源および前記エネルギ貯蔵システムの間で交換される電力を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記予測使用パターンを画定するステップは、
前記エレベータが使用される時間と、輸送される乗客の数とを含むエレベータの作動データを保管し、
使用パターンを決定するために、前記エレベータの作動データを解析することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エレベータの作動データを解析することは、該エレベータの作動データのシーケンス解析を行うことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記制御するステップは、目標貯蔵状態に対するエネルギ貯蔵システムの貯蔵状態の接近度合いの関数である割合で、前記エネルギ貯蔵システムを用いて前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記巻上モータの電力要求が負である場合に、前記制御するステップは、
前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態よりも低いときに、前記巻上モータから前記エネルギ貯蔵システムへ回生電力を供給し、
前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態以上であるときに、前記巻上モータから前記１次電源へ回生電力を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記巻上モータの電力要求がゼロである場合に、前記制御するステップは、前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態よりも低いときに、前記１次電源から前記エネルギ貯蔵システムへ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記巻上モータの電力要求が正である場合に、前記制御するステップは、前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態以上であるときに、少なくとも部分的に前記エネルギ貯蔵システムから、前記巻上モータへ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
１次電源およびエネルギ貯蔵システムを用いて巻上モータの正または負の電力要求に取り組む方法であって、
エレベータが使用される時間と、輸送される乗客の数とに関連した使用特性を監視するステップと、
前記使用特性と使用パターンとを相互に関連づけるステップと、
前記使用特性および前記使用パターンに基づいて前記エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵状態を設定するステップと、
前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むとともに、概ね前記目標貯蔵状態に前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を維持するように、前記巻上モータ、前記１次電源および前記エネルギ貯蔵システムの間で交換される電力を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
前記制御するステップは、前記目標貯蔵状態に対する前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態の接近度合いの関数である割合で、前記エネルギ貯蔵システムを用いて前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むことを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記巻上モータの電力要求が負である場合に、前記制御するステップは、
前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態よりも低いときに、前記巻上モータから前記エネルギ貯蔵システムへ回生電力を供給し、
前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態以上であるときに、前記巻上モータから前記１次電源へ回生電力を供給することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記巻上モータの電力要求がゼロである場合に、前記制御するステップは、前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態よりも低いときに、前記１次電源から前記エネルギ貯蔵システムへ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記巻上モータの電力要求が正である場合に、前記制御するステップは、前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が前記目標貯蔵状態以上であるときに、少なくとも部分的に前記エネルギ貯蔵システムから、前記巻上モータへ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記巻上モータの作動後に前記使用パターンをアップデートするステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
エレベータかごの移動を制御するように作動可能なエレベータの巻上モータと、
前記エレベータの巻上モータに接続され、該エレベータの巻上モータの正または負の電力要求に取り組むように作動可能なエレベータ電力システムであって、１次電源から電力を受けるように接続されるとともに、エネルギ貯蔵システムを備えてなるエレベータ電力システムと、
前記エレベータが使用される時間と、輸送される乗客の数とに関連した予測使用パターンに基づいて前記エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵状態を設定するように作動可能なコントローラであって、前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むとともに、概ね前記目標貯蔵状態に前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を維持するように、前記巻上モータ、前記１次電源および前記エネルギ貯蔵システムの間で交換される電力を制御するようにさらに作動可能なコントローラと、
を備えたエレベータシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記目標貯蔵状態に対する前記エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態の接近度合いの関数である割合で、前記エネルギ貯蔵システムを用いて前記巻上モータの正または負の電力要求に取り組むことを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記エレベータが使用される時間と、輸送される乗客の数とを含むエレベータ作動データを保管し、使用パターンを決定するために該エレベータ作動データを解析することを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記巻上モータの作動後に前記予測使用パターンをアップデートすることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムに関し、特に、エレベータの使用パターンに基づいて、複数の供給源からエレベータシステムの電力を管理するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータを作動するための電力要求は、外部（例えば、商用電力）から生成された電力が用いられる正（力行）と、モータが発電機として電気を生成するようにエレベータの負荷がモータを駆動する負（回生）との間の範囲内で変化する。一般に、発電機として電気を生成するようにモータを使用することは、回生と呼ばれている。通常のシステムでは、回生エネルギがエレベータシステムの他の構成要素へ供給されないか、もしくは商用電力網に戻されない場合には、回生エネルギは、ダイナミックブレーキ抵抗または他の電気的負荷を介して放散される。この構成では、電力条件がピークに達しているとき（例えば、２つ以上のモータが同時に起動するとき、または要求が高い期間の間）でさえも商用電力がエレベータシステムへ電力を供給するという要求の全てが残されたままである。したがって、商用電力から電力を供給するエレベータシステムの構成要素の大きさは、コストを増加させるとともに空間を必要とし得るピーク時の電力要求に適応するような大きさとする必要がある。また、回生エネルギが放散されない場合は、電力システムの効率が低下する。
【０００３】
さらに、エレベータドライブシステムは、一般に、電源からの特定の入力電圧範囲にわたって作動するように設計されている。ドライブの構成要素は、電源が設計入力電圧範囲にある間、ドライブを連続して作動させることが可能な定格電圧および定格電流を有している。通常のシステムでは、商用電圧が設計限界を超えて低下したときに、エレベータシステムが故障する。また、通常のシステムでは、商用電源の停電が生じたとき、または電力の質が乏しい条件にあるときに、エレベータは、電源が公称運転に戻るまでエレベータ昇降路内の階床間で立ち往生するか、もしくは機械によって調整される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、エレベータの巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵システムを有したエレベータシステムのエネルギの管理に関する。巻上モータの予測使用パターンが、エレベータシステムまたは同様の建物のエレベータシステムの巻上モータにおける過去の電力要求に基づいて画定される。次に、エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵エネルギ状態（または貯蔵状態）が、予測使用パターンに基づいて設定される。巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵システムの間で交換される電力が、巻上モータの電力要求に取り組むとともに、概ね目標貯蔵状態にエネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を維持するように制御される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】複数の供給源から電力を管理するためのコントローラを有したエレベータの電力システムを概略的に示した図である。
【図２】エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵状態に基づいて、エレベータシステムの構成要素への電力供給を制御するためのドライブコントローラのブロック図である。
【図３】目標貯蔵状態に基づいて、巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵システムの間で交換される電力を管理するためのプロセスを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１には、電力システム１０が概略的に示されており、該電力システム１０は、１次電源２０、電力コンバータ２２、電力バス２４、平滑コンデンサ２６、電力インバータ２８、電圧調整器３０、電気的または機械的エネルギ貯蔵（ＥＳ）システム３２、エネルギ貯蔵システム用コントローラ３４およびドライブコントローラ３６を備えている。電力コンバータ２２、直流バス２４、平滑コンデンサ２６および電力インバータ２８は、回生ドライブ２９内に含まれている。１次電源２０は、電力会社の電力供給網とすることができる。エネルギ貯蔵システム３２は、電気的または機械的なエネルギを貯蔵することができる１つまたは複数の装置を備えている。エレベータ１４は、ロープ４４を介して巻上モータ１２に接続されたエレベータかご４０およびカウンタウエイト４２を備えている。また、エレベータ１４は、エレベータかご４０の荷重の重さを測定するようにドライブコントローラ３６に接続されたロードセンサ４６を備えている。
【０００７】
本明細書において説明されるように、巻上モータ１２の電力要求に取り組むとともに、概ね目標レベルにエネルギ貯蔵システム３２の貯蔵状態を維持するために、エレベータの巻上モータ１２、１次電源２０および／またはエネルギ貯蔵システム３２の間で交換される電力を制御するように、電力システム１０は構成されている。目標充電状態は、エレベータの巻上モータ１２の使用パターンと、他の要因、例えば、最小および最大の電力網（ｇｒｉｄ  ｕｓａｇｅ）の仕様とに基づいて設定される。使用パターンは、電力システム１０の巻上モータの以前の電力要求、同様の建物のエレベータシステムにおける巻上モータの電力要求、もしくはこれらの電力要求の組み合わせによって画定され得る。例えば、エレベータの巻上モータ１２の電力要求が正である場合に、電力システム１０は、概ね目標レベルにエネルギ貯蔵システム３２の貯蔵状態を維持する割合で、１次電源２０およびエネルギ貯蔵システム３２から巻上モータ１２を駆動する。他の例では、エレベータの巻上モータ１２の電力要求が負である場合に、電力システム１０は、エネルギ貯蔵システム３２の貯蔵状態を増加させて概ね目標貯蔵状態へ戻す割合で、エレベータの巻上モータ１２によって生成された電力を１次電源２０およびエネルギ貯蔵システム３２へ供給する。エネルギ貯蔵システム３２から供給される電力、またはエネルギ貯蔵システム３２へ戻される電力の割合は、目標充電状態に対するエネルギ貯蔵システム３２の貯蔵状態の接近度合い(ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ)の関数とすることができる。また、電力システム１０は、エレベータの巻上モータ１２の電力要求がほぼゼロの場合には、１次電源２０とエネルギ貯蔵システム３２との間の電力供給を制御し、１次電源２０の停電が生じた場合には、エネルギ貯蔵システム３２とエレベータの巻上モータ１２との間の電力供給を制御する。
【０００８】
電力コンバータ２２および電力インバータ２８は、直流バス２４によって接続されている。平滑コンデンサ２６は、直流バス２４の間に接続されている。１次電源２０は、電力コンバータ２２へ電力を供給する。電力コンバータ２２は、１次電源２０からの三相交流電力を直流電力へ変換するように作動可能な三相電力コンバータである。１つの実施例では、電力コンバータ２２は、並列に接続されたトランジスタ５０およびダイオード５２を有した複数の電力トランジスタ回路を備えている。トランジスタ５０の各々は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）とすることができる。トランジスタ５０の各々の制御電極（つまり、ゲートまたはベース）は、ドライブコントローラ３６に接続されている。ドライブコントローラ３６は、１次電源２０からの三相交流電力を直流出力電力へ変換するように、電力トランジスタ回路を制御する。直流出力電力は、電力コンバータ２２によって直流バス２４に供給される。平滑コンデンサ２６は、電力コンバータ２２によって直流バス２４に供給された整流電力を平滑化する。１次電源２０は三相交流電源として示されているが、電力システム１０は、単相交流電源および直流電源を含むがこれらに限定されない任意の形式の電源から電力を受けるように適合することができる。
【０００９】
また、電力コンバータ２２の電力トランジスタ回路は、直流バス２４上の電力を変換し、１次電源２０へ供給することもできる。１つの実施例では、ドライブコントローラ３６は、電力コンバータ２２のトランジスタ５０を周期的に切り替えて、１次電源２０へ三相交流電力信号を供給するためのゲートパルスを生成するのに、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いる。１次電源２０の他の負荷とともに、この回生構成により、１次電源２０の要求が減少する。
【００１０】
電力インバータ２８は、直流バス２４からの直流電力を三相交流電力へ変換するように作動可能な三相電力インバータである。電力インバータ２８は、並列に接続されたトランジスタ５４およびダイオード５６を有した複数の電力トランジスタ回路を備えている。トランジスタ５４の各々は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）とすることができる。トランジスタ５４の各々の制御電極（つまり、ゲートまたはベース）は、ドライブコントローラ３６に接続されており、該ドライブコントローラ３６は、直流バス２４上の直流電力を三相交流出力電力へ変換するように電力トランジスタ回路を制御する。三相交流電力は、電力インバータ２８の出力部から巻上モータ１２へ供給される。１つの実施例では、ドライブコントローラ３６は、電力インバータ２８のトランジスタ５４を周期的に切り替えて、三相交流電力信号を巻上モータ１２へ供給するためのゲートパルスを生成するのに、パルス幅変調を用いる。ドライブコントローラ３６は、トランジスタ５４へのゲートパルスの周波数および期間を調整することにより、エレベータ１４の移動速度および移動方向を変えることができる。
【００１１】
さらに、電力インバータ２８の電力トランジスタ回路は、エレベータ１４が巻上モータ１２を駆動する際に発生する電力を整流するように作動可能である。例えば、巻上モータ１２が電力を発生させている場合、ドライブコントローラ３６は、電力インバータ２８のトランジスタ５４を制御して、発生した電力を整流し直流バス２４へ供給することができる。平滑コンデンサ２６は、電力インバータ２８によって直流バス２４に供給された整流電力を平滑化する。直流バス２４上の回生電力は、上述したように、エネルギ貯蔵システム３２の貯蔵構成要素を再充電するか、または１次電源２０へ戻すように使用されるか、もしくはダイナミックブレーキ抵抗（図示せず）で放散され得る。
【００１２】
巻上モータ１２は、エレベータかご４０とカウンタウエイト４２との間で移動速度および移動方向を制御する。巻上モータ１２を駆動するのに必要な電力は、エレベータ１４の加速度および方向、ならびにエレベータかご４０の荷重で変わる。例えば、エレベータかご４０が加速されつつあり、荷重がカウンタウエイト４２の重量よりも重い状態（つまり、重荷重）で上昇するか、または荷重がカウンタウエイト４２の重量よりも軽い状態（つまり、軽荷重）で下降する場合に、巻上モータ１２を駆動するのに最大の電力量が必要となる。この場合、巻上モータ１２の電力要求は、正である。エレベータかご４０が重荷重で下降しているか、または軽荷重で上昇している場合、エレベータかご４０は巻上モータ１２を駆動し、エネルギを回生する。この電力要求が負の場合には、巻上モータ１２は、三相交流電力を生成し、この電力は、ドライブコントローラ３６の制御のもとに電力インバータ２８によって直流電力へと変換される。上述したように、この変換された直流電力は、１次電源２０へ戻されるか、エネルギ貯蔵システム３２を再充電するか、および／または直流バス２４の間に接続されたダイナミックブレーキ抵抗で放散され得る。エレベータ１４が着床しつつあるか、または荷重のバランスがとれた状態で一定の速度で走行している場合、電力量をより少なくすることができる。巻上モータ１２が駆動せず、電力を生成していない（つまり、アイドル状態）場合は、巻上モータ１２の電力要求は、ほぼゼロである。
【００１３】
１つの巻上モータ１２が電力システム１０に接続されて示されているが、電力システム１０が複数の巻上モータ１２に電力を供給するように変更可能であることに留意されたい。例えば、複数の巻上モータ１２に電力を供給するように直流バス２４の間に複数の電力インバータ２８を並列に接続することができる。また、エネルギ貯蔵システム３２が直流バス２４に接続されて示されているが、代替的に、電力コンバータ２２の三相入力部の１つの相（ｐｈａｓｅ）にエネルギ貯蔵システム３２を接続することもできる。
【００１４】
エネルギ貯蔵システム３２は、電気エネルギを貯蔵することができる直列または並列に接続された１つまたは複数の装置を備えることができる。エネルギ貯蔵システム３２は、電気エネルギを貯蔵し、その貯蔵状態は、充電状態（ＳＯＣ）と呼ばれることもある。ある実施例では、エネルギ貯蔵システム３２は、対称または非対称のスーパキャパシタを含む少なくとも１つのスーパキャパシタを備えている。他の実施例では、エネルギ貯蔵システム３２は、少なくとも１つの２次電池または再充電可能な電池を備えており、該電池は、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池、鉛蓄電池、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池、リチウムイオンポリマ（Ｌｉ−Ｐｏｌｙ）電池、鉄電極（ｉｒｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）電池、ニッケル亜鉛電池、亜鉛／アルカリ／二酸化マンガン・電池、亜鉛臭素電池、バナジウムフロー電池およびナトリウム硫黄電池を備えることができる。
【００１５】
他の実施例では、エネルギ貯蔵システム３２は、機械的エネルギ貯蔵システムである。例えば、運動エネルギを貯蔵するために、機械的装置、例えば、フライホイールを用いることができる。
【００１６】
図２には、ドライブコントローラ３６のブロック図が示されており、該ドライブコントローラ３６は、回生ドライブ２９およびエネルギ貯蔵システム用コントローラ３４に接続されている。ドライブコントローラ３６は、プロセッサ６０、データ貯蔵モジュール６２および巻上モータ作動モジュール６４を備えている。ドライブコントローラ３６は、図２に特に示されていない他の構成要素も備えることができる。巻上モータ作動モジュール６４は、データ貯蔵モジュール６２へ入力を与え、該データ貯蔵モジュール６２は、プロセッサ６０へ入力を与える。データ貯蔵モジュール６２からの入力に基づいて、プロセッサ６０は、回生ドライブ２９およびエネルギ貯蔵システム用コントローラ３４の作動を制御するための信号を生成する。
【００１７】
図３には、目標貯蔵状態に基づいて、エレベータの巻上モータ１２、１次電源２０およびエネルギ貯蔵システム３２の間で交換される電力を管理するためのプロセスを表したフローチャートが示されている。この例では、エネルギ貯蔵システム３２は電気エネルギを貯蔵し、貯蔵状態は充電状態（ＳＯＣ）である。最初に、予測使用パターンが、予測巻上モータ要求に基づいて画定され（ステップ７０）、該予測巻上モータ要求は、過去の要求または予測した要求、もしくはこれらの要求の組み合わせを備えることができる。巻上モータ作動モジュール６４は、エレベータの巻上モータ１２の使用特性を監視し、データ保管モジュール６２へ上記使用特性に関連したデータを保管する。ある実施例では、使用特性は、エレベータの巻上モータ１２の各々の作動と、各作動に対する電力要求との間の時間を備えることができる。使用特性は、情報、例えば、各作動中に輸送される乗客の数、（ロードセンサ４６によって測定される）エレベータかご４０の荷重、各作動の期間を備えることもできる。また、建物スケジュールを、予測使用パターンを向上させることの一部とみなすこともできる。データ保管モジュール６２のデータは、プロセッサ６０へ供給され、プロセッサ６０は、使用パターンを決定するために使用特性を解析する。ある実施例では、データがデータ貯蔵モジュール６２に保管されたときに、プロセッサ６０は、データのシーケンスデータ解析を用いて、データをパターンについて解析する。プロセッサ６０は、可能な限り多くのデータ点に基づいてパターンを形成することを確実にするために、エレベータの各作動の後に、予測使用パターンをアップデートすることができる。
【００１８】
次に、プロセッサ６０は、予測使用パターンに基づいて、エネルギ貯蔵システム３２の目標充電状態を設定する（ステップ７２）。特に、電流限界および電圧限界よりも低くなるように１次電源２０を維持するとともに、貯蔵容量限界内にエネルギ貯蔵システム３２を維持しつつ、エネルギ貯蔵システム３２に貯蔵されるエネルギの量を最大化するための目標充電状態が、予測使用パターンの各点について画定される。所定の時間におけるエネルギ貯蔵システム３２の目標充電状態を設定するために、プロセッサ６０は、エレベータ１４の電流使用特性を監視し、該電流使用特性と予測使用パターンとを相互に関連づける。予測使用パターンに対して電流使用状態が画定されたときに、電流使用状態の目標充電状態が設定される。予測使用パターンに対してエレベータ１４の電流使用状態を画定することにより、プロセッサ６０は、将来のエネルギ要求を予測し、これに応じて、エネルギ貯蔵システム３２の目標充電状態を調整することができる。
【００１９】
１次電源２０の電力限界を監視することにより、１次電源２０の電力要求全てが減少し、これにより、１次電源２０から電力システム１０へ電力を供給する構成要素の大きさが小型になる。さらに、エネルギ貯蔵システム３２の充電状態が概ね目標充電状態に維持されているときに、エネルギ貯蔵システム３２の変動する充電限界を制御することにより、エネルギ貯蔵システム３２の寿命を延長させることができる。上述した実施例のドライブコントローラ３６のプロセッサ６０によって使用パターンを画定し、目標充電状態を設定したが、エレベータ１４の出発を制御するためのプロセッサ、またはドライブコントローラ３６に接続された個別の専用プロセッサによっても、これらの機能を実現することができる。
【００２０】
例として、予測使用パターンは、月曜日から金曜日までの朝の時間の間に、多数の乗客が、各乗客の目的階までエレベータに乗り、ほぼ無人状態のエレベータが基準階へ戻ることを示すことができる。この期間の間には、エレベータのモータの電力要求が正であり、回生（負の要求）は比較的少ない。この期間には、目標充電状態が増加することがあり、（アイドル状態の時間の間に）回生および電力網の双方によって供給される電力がエネルギ貯蔵システム３２を充電するように用いられる。移動させた乗客の数を計算し、この数を予測乗客パターンと比較することにより、使用時間のみによって設定するよりも、目標充電状態をより正確に設定することができる。目標充電状態が設計限界よりも高い電流を生じさせる場合には、出発管理盤が、充電状態の要求を満たしつつ、電流のレベルを低下させるように、エレベータの停止位置における時間を調整することができる。
【００２１】
この例の月曜日から金曜日までの夕方の遅いときには、大抵の乗客は、基準階へ向かって下方に移動し、上方へ向かう乗客は、比較的少ない。したがって、要求が正である場合よりも多くの回生（負の要求）が予想される。この期間の間には、アイドル状態の期間の間にエネルギ貯蔵システム３２を充電する必要性が低いので、目標充電状態を低下させることができる。再充電の大部分は、回生によって行うことができる。
【００２２】
ドライブコントローラ３６は、巻上モータ１２の電力要求に取り組むとともに、概ね目標充電状態にエネルギ貯蔵システム３２の充電状態を維持するように、巻上モータ１２、１次電源２０およびエネルギ貯蔵システム３２との間で交換される電力を制御する（ステップ７４）。電圧調整器３０（図１）が、エレベータの巻上モータ１２の電力要求を画定し、この電力要求に関連した信号をドライブコントローラ３６へ送信する。巻上モータ１２の電力要求が正である場合には、エネルギ貯蔵システムの充電状態が概ね目標充電状態以上であるときに、電力が、少なくとも部分的にエネルギ貯蔵システム３２から巻上モータ１２へ供給される。エネルギ貯蔵システム３２によって供給される電力の割合は、目標充電状態に対する充電状態の接近度合いの関数とすることができる。特に、エネルギ貯蔵システム３２の充電状態が目標充電状態に接近するにつれて、より少量の電力が、エネルギ貯蔵システム３２によって巻上モータ１２へ供給され得る。ドライブコントローラ３６は、適切な割合で巻上モータ１２へ電力を供給するように回生ドライブ２９およびエネルギ貯蔵システム用コントローラ３４を制御する。
【００２３】
巻上モータ１２の電力要求が負である場合には、エネルギ貯蔵システム３２の充電状態が目標充電状態よりも低いときに、巻上モータ１２からの回生電力がエネルギ貯蔵システム３２へ供給され得る。巻上モータの電力要求が負である期間の間にエネルギ貯蔵システム３２の充電状態が目標充電状態以上であるときには、巻上モータ１２からの回生電力は、１次電源２０へ供給され得る。電力要求が負である期間の間に巻上モータ１２からエネルギ貯蔵システム３２へ供給される電力の割合は、目標充電状態に対する充電状態の接近度合いの関数とすることができ、また、システム寿命の目標とエネルギ効率の目標との間における設計の二律背反性が生じる。ドライブコントローラ３６は、適切な割合で巻上モータ１２から１次電源２０およびエネルギ貯蔵システム３２へ電力を供給するように回生ドライブ２９およびエネルギ貯蔵システム用コントローラ３４を制御する。
【００２４】
巻上モータ１２の電力要求がほぼゼロである場合には、プロセッサ６０は、エネルギ貯蔵システム３２の充電状態が目標充電状態よりも低いときに、１次電源２０からエネルギ貯蔵システム３２へ電力を供給するように回生ドライブ２９およびエネルギ貯蔵システム用コントローラ３４を制御することができる。これにより、エネルギ貯蔵システム３２が概ね目標充電状態に再充電され、（予測使用パターンに基づいて）予想される巻上モータ１２の電力要求が効率的に取り組まれることが確実になる。
【００２５】
概ね目標充電状態にエネルギ貯蔵システム３２の充電状態を維持することにより、エネルギ貯蔵システム３２は、１次電源２０の停電が生じたときに、巻上モータ１２の電力要求に取り組むこともできる。目標充電状態は、巻上モータ１２がエネルギを放散させる必要なしに電力を回生しているときに、エネルギ貯蔵システム３２へ電力を供給することができるように設定される。さらに、目標充電状態は、１次電源２０の停電が生じた後に巻上モータ１２の正の電力要求作動を延長させる程高いものとされている。
【００２６】
１次電源２０の停電中には、エネルギ貯蔵システム３２は、巻上モータ１２の電力要求に取り組む。したがって、巻上モータ１２の電力要求が正である場合には、エネルギ貯蔵システム３２は電力を供給し、巻上モータ１２の電力要求が負である場合には、エネルギ貯蔵システム３２は巻上モータ１２によって回生される電力を貯蔵する。エネルギ貯蔵システム３２は、該エネルギ貯蔵システム３２の充電状態が一定の範囲にあるときにのみ、エネルギ貯蔵システム３２の充電状態の関数として巻上モータの電力要求に取り組むように制御され得る。
【００２７】
以上のことを要約すると、本発明は、エレベータの巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵（ＥＳ）システムを有したエレベータシステムの電力の管理に関する。巻上モータの予測使用パターンが、巻上モータの過去の電力要求に基づいて画定される。次に、エネルギ貯蔵システムの目標貯蔵状態（例えば、充電状態）が、予測使用パターンに基づいて設定される。巻上モータ、１次電源およびエネルギ貯蔵システムの間で交換される電力が、巻上モータの電力要求に取り組むとともに、概ね目標貯蔵状態にエネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を維持するように制御される。過去の作動および電力要求のパターンに基づいてエネルギ貯蔵システムの貯蔵状態を制御することにより、１次電源から引き込まれるピーク電力と、エネルギ貯蔵システムの貯蔵限界との制約の範囲内にとどまるとともに、回生エネルギを放散させる必要性を最小化しつつ、エネルギ貯蔵システムに貯蔵されるエネルギを最大化することができる。さらに、エネルギ貯蔵システムの貯蔵状態が概ね目標貯蔵状態に維持されているときには、エネルギ貯蔵システムの変動する充電限界を制御することにより、エネルギ貯蔵システムの寿命を延長することができる。
【００２８】
本発明の好ましい実施例を説明したが、当業者であれば、本発明の真意および範囲を逸脱することなく、形態および詳細に関して変更が可能であることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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