(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換して前記モータを駆動し、且つ前記モータが発生した回生電力を前記平滑コンデンサに与えるインバータと、
前記平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、前記平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、
この電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電する放電回路と、
前記エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、
前記充放電回路は、前記電気二重層キャパシタと前記平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、
前記放電回路は、前記運転閑散時間帯に、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電し、前記電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げるエレベータの制御装置。
【請求項２】
交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換して前記モータを駆動し、且つ前記モータが発生した回生電力を前記平滑コンデンサに与えるインバータと、
前記平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、前記平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、
この電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電する放電回路とを備え、
前記充放電回路は、前記電気二重層キャパシタと前記平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、
さらに前記平滑コンデンサから放電された電力を消費する回生抵抗を備え、
前記放電回路は、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を前記回生抵抗へ放電し、
前記回生抵抗は、第１の抵抗および第２の抵抗で構成され、
前記第１の抵抗には前記平滑コンデンサの放電電流および前記電気二重層キャパシタの放電電流が流れ、前記第２の抵抗には前記平滑コンデンサの放電電流が流れるエレベータの制御装置。
【請求項３】
交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換して前記モータを駆動し、且つ前記モータが発生した回生電力を前記平滑コンデンサに与えるインバータと、
前記平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、前記平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、
この電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電する放電回路とを備え、
前記充放電回路は、前記電気二重層キャパシタと前記平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、
さらに前記エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、
前記放電回路は、前記運転閑散時間帯に、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電し、
前記平滑コンデンサから放電された電力を消費する回生抵抗を備え、
前記放電回路は、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を前記回生抵抗へ放電し、
前記回生抵抗は、第１の抵抗および第２の抵抗で構成され、
前記第１の抵抗には前記平滑コンデンサの放電電流および前記電気二重層キャパシタの放電電流が流れ、前記第２の抵抗には前記平滑コンデンサの放電電流が流れるエレベータの制御装置。
【請求項４】
交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換して前記モータを駆動し、且つ前記モータが発生した回生電力を前記平滑コンデンサに与えるインバータと、
前記平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、前記平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、
前記平滑コンデンサから放電された電力を消費する回生抵抗と、
前記エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、
前記充放電回路は、前記電気二重層キャパシタと前記平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、
前記運転閑散時間帯に、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を前記充放電回路および前記平滑コンデンサを介して前記回生抵抗へ放電し、前記電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げるエレベータの制御装置。
【請求項５】
交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換して前記モータを駆動し、且つ前記モータが発生した回生電力を前記平滑コンデンサに与えるインバータと、
前記平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、前記平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、
前記エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、
前記充放電回路は、前記電気二重層キャパシタと前記平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、
前記運転閑散時間帯に、前記電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を前記充放電回路および前記平滑コンデンサを介して前記モータへ放電し、前記電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げるエレベータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータの回生電力を有効に利用する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータでは、回生運転時に発生する回生電力は、通常、抵抗により熱に変換し、排出する方法が取られている。しかし、省エネルギーのため、回生電力を蓄電デバイスへ一旦蓄電し、蓄電した電力を力行運転時、又は停電時に有効に活用する電力回生システムがある（特許文献１参照）。
蓄電デバイスとしては、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム二次電池のような二次電池の他に、電気二重層キャパシタのような大容量キャパシタを用いた例がある（特許文献２参照）。
電気二重層キャパシタは二次電池に比べ内部抵抗が小さいため効率よく電力を蓄えることができ、また、化学変化を使わない動作原理のため長寿命という特長を持つ。このため、回生エネルギーの有効利用のために電気二重層キャパシタを使用した回生電力蓄電システムをエレベータの他、自動車、電気鉄道および産業機械に適用する例が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２６７６７５号公報（２頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−２６３４０８号公報（６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気二重層キャパシタに蓄電できるエネルギーは、両端電圧の２乗に比例する。そのため、両端電圧は極力高い範囲で使用する方が、短い時間で多くのエネルギーを蓄電することができる。また、電気二重層キャパシタの充放電電流は、電気二重層キャパシタの定格電流で上限が決まる。そのため、瞬時に充電できる最大電力は、電気二重層キャパシタの定格電流×両端電圧となり、両端電圧が高いほど多くの電力が充電できる。充電できなかった回生電力は、回生抵抗により熱として消費されるため、回生エネルギーの利用率は低下する。これらのことから、電気二重層キャパシタの両端電圧は定格電圧に近い電圧を上限とした範囲で充放電を行う方が、エネルギーの利用率が良い。
一方、電気二重層キャパシタの寿命も、両端電圧に依存している。種類にもよるが、電気二重層キャパシタのセルの両端電圧が０．１Ｖ上昇すると、寿命は半減すると言われている。
電気二重層キャパシタは、その両端電圧に対し、エネルギー利用率と寿命はトレードオフの関係にあるため、電気二重層キャパシタを採用した回生電力蓄電システムにおいて、そのエネルギー利用率を減少させることなく、長寿命化が可能なエレベータの制御装置を実現することが課題であった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、電気二重層キャパシタのエネルギー利用率を減少させることなく、電気二重層キャパシタの長寿命化が可能な回生電力蓄電システムを採用したエレベータの制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換してモータを駆動し、且つモータが発生した回生電力を平滑コンデンサに与えるインバータと、平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、この電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電する放電回路と、エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、充放電回路は、電気二重層キャパシタと平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、放電回路は、運転閑散時間帯に、電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電し、電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る交流電圧に基づきモータを制御してエレベータを運転するエレベータの制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、このコンバータの出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換してモータを駆動し、且つモータが発生した回生電力を平滑コンデンサに与えるインバータと、平滑コンデンサに充放電回路を介して接続され、平滑コンデンサとの間で電力の授受を行う電気二重層キャパシタと、この電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電する放電回路と、エレベータの運転閑散時間帯を検出する閑散時間検出部とを備え、充放電回路は、電気二重層キャパシタと平滑コンデンサとの間で昇圧動作および降圧動作を行い、放電回路は、運転閑散時間帯に、電気二重層キャパシタに蓄えられた電力を放電し、電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げるものであるため、電気二重層キャパシタの平均的な両端電圧を下げ、電気二重層キャパシタを長寿命化することができ、エレベータの制御装置の信頼性、保守性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１のエレベータの制御装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２のエレベータの制御装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３のエレベータの制御装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４のエレベータの制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置２の構成図である。
エレベータシステム１は、エレベータの制御装置２とエレベータ３と三相交流電源４とで構成される。
エレベータの制御装置２は、コンバータ５、平滑コンデンサ６、インバータ７、駆動制御部８と、回生電力処理部である充放電回路１４、回生抵抗回路１９、電気二重層キャパシタ１８、強制放電回路２２と、前記電源回路部および回生電力処理部を監視、制御するための検出制御部である母線電圧検出部２４、蓄電電圧検出部２５、充放電制御部２６、力行指示部２７、閑散時間検出部２８で構成される。
エレベータ３は、モータ９とシーブ１０、ロープ１１と、かご１２と、釣合錘１３で構成される。
【００１０】
コンバータ５は三相交流電源４からの三相交流を直流電圧に変換し、コンバータ５の出力には変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサ６と変換された直流電圧をエレベータ３のモータ９を駆動するための可変周波数の交流に変換するインバータ７が接続されている。インバータ７は駆動制御部８からの速度指令に応じた周波数の交流電力を出力する。ここで、コンバータ５、平滑コンデンサ６およびインバータ７を接続する電源ラインは、直流母線を構成する。
平滑コンデンサ６に並列に回生抵抗回路１９が接続されており、回生抵抗回路１９は半導体スイッチ２０と抵抗２１の直列回路で構成されている。この抵抗２１は、後で説明するように平滑コンデンサ６および電気二重層キャパシタ１８のエネルギーを熱として消費するために使用される。
【００１１】
また、平滑コンデンサ６に並列に充放電回路１４が接続されている。充放電回路１４は、半導体スイッチ１５、１７と平滑リアクトル１６で構成された双方向のＤＣ／ＤＣコンバータである。半導体スイッチ１５と１７の接続点と、平滑リアクトル１６の第１端が接続され、平滑リアクトル１６の第２端が充放電回路１４の出力端子となっている。
充放電回路１４の出力端子と平滑コンデンサ６の負端の間に電気二重層キャパシタ１８が接続されている。さらに、電気二重層キャパシタ１８の正端と平滑リアクトル１６との接続点と、回生抵抗回路１９の半導体スイッチ２０と抵抗２１の接続点をスイッチ２３を介して接続している。ここで、スイッチ２３と抵抗２１は、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを強制的に放電させる強制放電回路２２を構成している。
【００１２】
平滑コンデンサ６の両端電圧、すなわち直流母線電圧を検出するために、母線電圧検出部２４が平滑コンデンサ６に並列に接続されている。また、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧を検出するために、蓄電電圧検出部２５が電気二重層キャパシタ１８に並列に接続されている。
充放電制御部２６には、母線電圧検出部２４および蓄電電圧検出部２５で得られた電圧情報およびエレベータ６の運転閑散時間を検出する閑散時間検出部２８や力行指示部からの情報も入力されている。
充放電制御部２６は、これらの各検出部２４、２５、２８および力行指示部２７からの情報に基づき、充放電回路１４、回生抵抗回路１９および強制放電回路２２に動作指示情報を出力する。
【００１３】
インバータ７は、駆動制御部８からの速度指令に応じた周波数の交流電力を出力し、エレベータ３のモータ９を駆動することで、巻上機のシーブ１０を介してロープ１１により釣合錘１３、かご１２を上下動させる。
【００１４】
エレベータの制御装置２の動作を説明する前に、使用する平滑コンデンサ６と電気二重層キャパシタ１８の電圧仕様例と充放電操作に係わる各設定電圧の定義を説明する。
平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃは、三相交流電源４から力行動作を行っている場合、交流２００Ｖに２の平方根を掛けた値、約２８３Ｖである。蓄電開始電圧Ｖｃ１は２８３Ｖよりも高い値に設定し、回生抵抗起動電圧Ｖｃ２は蓄電開始電圧Ｖｃ１よりも高い値に設定しなければならない。例えば、Ｖｃ２を４００Ｖと設定することができる。また、蓄電開始電圧Ｖｃ１、回生抵抗起動電圧Ｖｃ２以外に回生抵抗停止電圧Ｖｃ３があり、
蓄電開始電圧Ｖｃ１＜回生抵抗停止電圧Ｖｃ３＜回生抵抗起動電圧Ｖｃ２の関係にある。  一方、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、電気二重層キャパシタ１８のセルの直列数で決まる。電気二重層キャパシタのセルの定格電圧は、一般的に２．７Ｖであるため、例えば、４０個を直列にした場合、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは定格１０８Ｖ（Ｖｂｒ）である。
電気二重層キャパシタ１８の充放電操作に係る設定電圧は、充電開始電圧Ｖｂ１、充電上限電圧Ｖｂ２および強制放電停止電圧Ｖｂ３があり、
０≦強制放電停止電圧Ｖｂ３＜充電開始電圧Ｖｂ１＜充電上限電圧Ｖｂ２≦電気二重層キャパシタの定格電圧Ｖｂｒの関係にある。
【００１５】
次にエレベータの制御装置２の動作について、回生電力を中心に説明する。
エレベータ３のかご１２と釣合錘１３の質量差により、モータ９から発生した回生電力は、インバータ７を介して、平滑コンデンサ６を充電する。充電の結果、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃが上昇し、設定されている蓄電開始電圧Ｖｃ１に達すると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を送り、充放電回路１４は降圧動作を開始し、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃを電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂへ変換する。回生電力は、充放電回路１４を通して、電気二重層キャパシタ１８へ充電される。
【００１６】
回生電力が電気二重層キャパシタ１８に充電されると、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、充電開始電圧Ｖｂ１から上昇し、回生が終了するまで上昇する。回生が終了する前に、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが充電上限電圧Ｖｂ２に達すると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を出し、充放電回路１４は降圧動作を停止する。
【００１７】
充放電回路１４が動作を停止すると、回生電力は平滑コンデンサ６を充電し、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃは再び上昇する。平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃが、設定されている回生抵抗起動電圧Ｖｃ２に達すると、充放電制御部２６は、回生抵抗回路１９へ指示を送り、回生抵抗回路１９は、半導体スイッチ２０をオンさせ、抵抗２１で回生電力を消費させる。回生電力が抵抗で消費されると、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃは低下する。平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃが、設定されている回生抵抗停止電圧Ｖｃ３まで低下すると、充放電制御部２６は、回生抵抗回路１９へ指示を送り、回生抵抗回路１９は、半導体スイッチ２０をオフさせる。引き続き回生電力が発生している場合、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃは再び上昇し、回生抵抗起動電圧Ｖｃ２に達すると、半導体スイッチ２０をオンする。平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃが回生抵抗停止電圧Ｖｃ３まで低下すると、半導体スイッチ２０をオフし、以下この動作を繰り返し行う。
抵抗２１は想定し得る最大の回生電力を消費できるように設計しているため、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃは、回生抵抗起動電圧Ｖｃ２以上になることはなく、電圧上昇による素子破壊を防止することができる。
【００１８】
充放電制御部２６に力行指示情報が入力されると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を送り、充放電回路１４は昇圧動作を開始し、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃへ変換する。電気二重層キャパシタ１８に蓄電されたエネルギーは、充放電回路１４、平滑コンデンサ６、インバータ７を介して、モータ９へ供給され、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは低下する。
充電開始電圧Ｖｂ１まで低下すると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を出し、充放電回路１４は昇圧動作を停止する。
このようにして、全部若しくは一部の回生電力は、電気二重層キャパシタ１８に充電され、力行電力として有効に利用される。
【００１９】
エレベータには、使用頻度が高い頻繁時間と、使用頻度が低い閑散時間がある。
閑散時間検出部２８から、閑散時間に入った、すなわち閑散運転に入ったとの情報が充放電制御部２６に送られると、充放電制御部２６は、強制放電回路２２へ指示を送り、強制放電回路２２は、スイッチ２３をオンさせ、電気二重層キャパシタ１８に蓄電されているエネルギーを抵抗２１で消費させる。
閑散時間以外の時間帯では、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にある。強制放電回路２２による放電により、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが低下する。電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが強制放電停止電圧Ｖｂ３まで低下すると、充放電制御部２６は、強制放電回路２２へ指示を送る。強制放電回路２２はスイッチ２３をオフし、抵抗２１による電力消費を停止する。
【００２０】
以上のように、閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを充放電開始電圧Ｖｂ１より小さくすることにより、常時充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも、平均的な両端電圧が低くなる。このため、電気二重層キャパシタ１８の寿命は、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが常に充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも長くなる。
このような使い方では、スイッチ２３はスイッチの回数が少なく、応答速度も遅くてよいため、リレーのような機械式スイッチでよい。また、適当な周期でオン時間を繰り返すことで、抵抗２１の消費電力の平均値を小さくし、抵抗２１の温度上昇を抑えることができる。この場合には、スイッチ２３は、スイッチの回数が多くなるため、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチを用いるのがよい。
【００２１】
閑散時間検出部２８で、エレベータが閑散時間に入ったか、閑散時間を出たかを検出する方法には、
（１）一定時間、エレベータが動作しない場合、閑散時間に入ったと判断する。
（２）エレベータが動作を開始した、またはエレベータのドアの開閉ボタンが押された場合は閑散時間から出たと判断する。
（３）使用頻度の調査結果などから決められた特定の時間を閑散時間と設定する。
（４）エレベータの管理者などの人間が、エレベータの使用状況から判断する。
がある。
【００２２】
閑散時間検出部２８において上記方法で検出、予め設定またはマニュアルで入力された閑散時間から出たとの情報が充放電制御部２６に送られると、充放電制御部２６は充放電回路１４へ指示を送る。充放電回路１４は降圧動作を開始し、平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃを電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂへ変換する。この場合、電力は三相交流電源４から供給してもよいし、回生電力の発生を待って、回生電力から供給してもよい。電気二重層キャパシタ１８の充電に従い、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは上昇し、充電開始電圧Ｖｂ１に達すると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を送り、充放電回路１４は降圧動作を停止する。
【００２３】
この実施の形態１に係るエレベータの制御装置２は、エレベータ３の閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを強制放電回路２２により放電させるため、電気二重層キャパシタ１８の平均的な両端電圧を下げることができるので、電気二重層キャパシタを長寿命化することができ、エレベータの制御装置２の信頼性、保守性を向上させることができるという効果がある。
【００２４】
また、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを強制放電させるために使用する強制放電回路２２の抵抗２１は、エレベータに標準的に搭載されている回生抵抗を利用しているため、強制放電回路２２のスイッチ２３を追加するだけで、低コストで強制放電回路を構成することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るエレベータの制御装置４２の構成図である。
エレベータシステム４１は、エレベータの制御装置４２とエレベータ３と三相交流電源４とで構成される。図において、図１と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。
実施の形態２に係るエレベータの制御装置４２においては、回生抵抗回路４４と強制放電回路４７が先に説明した実施の形態１に係るエレベータの制御装置２と異なっている。
回生抵抗回路４４は、半導体スイッチ２０と、第２の抵抗である抵抗２１１と第１の抵抗である抵抗２１２からなる直列抵抗との直列回路で構成されている。
電気二重層キャパシタ１８の正端と平滑リアクトル１６との接続点と、回生抵抗回路４４の抵抗２１１と抵抗２１２の接続点をスイッチ２３を介して接続している。ここで、スイッチ２３と抵抗２１２は、電気二重層キャパシタ１８の強制放電回路４７を構成している。
【００２６】
以上のように、実施の形態２においては、半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合は、抵抗２１１と抵抗２１２の合成抵抗で放電される。スイッチ２３を通して電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合は、抵抗２１２の抵抗値で放電される。
すなわち、抵抗２１２には平滑コンデンサ６の放電電流および電気二重層キャパシタ１８の放電電流が流れ、抵抗２１１には平滑コンデンサ６の放電電流のみが流れる。
その他の動作は、実施の形態１と同様である。
【００２７】
実施の形態１では、抵抗２１は、半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合と、スイッチ２３を通して電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合の両方の場合に同じ抵抗が用いられている。
しかし、エレベータ３のモータ９からの回生電力を放電する場合と、電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合に抵抗に要求される仕様は異なる。半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合は、回生抵抗起動電圧Ｖｃ２の高い電圧４００Ｖを、半導体スイッチ２０の定格電流以下に抑える抵抗値である必要がある。例えば、定格電流４０Ａとすると４００Ｖ／４０Ａ＝１０Ωとなる。
【００２８】
一方、スイッチ２３を通して電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合は、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂの１００Ｖ程度の低い電圧を、所定の時間に放電させる必要がある。例えば、電気二重層キャパシタ１８の容量を１００Ｆ、放電抵抗の抵抗値を１０Ωとした場合、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを１００Ｖから５Ｖまで放電させるために必要な時間は５０分である。
強制放電の時間は短いほど、電気二重層キャパシタ１８の平均的な両端電圧が低くなり、長寿命化の効果があるので、短時間に放電するために、放電抵抗の抵抗値は下げたほうがよい。このように、回生抵抗の抵抗値は半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合と、スイッチ２３を通して電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合とで、最適な値が異なる。このため、回生抵抗の抵抗値を最適設計できない場合がある。
【００２９】
本実施の形態２では、上記動作説明で述べたように、半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合は、抵抗２１１と抵抗２１２の合成抵抗で放電され、電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合は、スイッチ２３を通して抵抗２１２で放電される。このため、抵抗２１２の抵抗値を、抵抗２１１と抵抗２１２の合成抵抗値よりも小さい値に設定することができるので、半導体スイッチ２０を通して回生電力を放電する場合と、スイッチ２３を通して電気二重層キャパシタ１８を強制放電する場合とで、それぞれの場合の抵抗値を最適に設計することができる。
【００３０】
この実施の形態２に係るエレベータの制御装置４２は、エレベータ３の閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを強制放電回路４７により放電させることができるとともに、回生抵抗回路４４により回生電力を放電する場合と、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを強制放電回路４７により強制放電する場合とで、使用する抵抗の抵抗値をそれぞれ最適に設計することができるため、電気二重層キャパシタ１８の平均的な両端電圧をさらに下げることができるので、電気二重層キャパシタを更に長寿命化することができ、エレベータの制御装置４２の信頼性、保守性を更に向上させることができるという効果がある。
【００３１】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置５２の構成図である。
エレベータシステム５１は、エレベータの制御装置５２とエレベータ３と三相交流電源４とで構成される。図において、図１と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。
実施の形態３に係るエレベータの制御装置５２においては、実施の形態１に係るエレベータの制御装置２から強制放電回路２２を削除（すなわちスイッチ２３を削除）した構成である。回生抵抗回路５４は半導体スイッチ２０と抵抗２１から構成され、実施の形態１と機能的に同一である。
【００３２】
次に、実施の形態３に係るエレベータの制御装置５２の動作について説明する。
ここで、閑散時間以外の回生および力行動作は実施の形態１と同じであるため、エレベータ３が閑散時間に入ったと判断されてからの動作の説明を行う。
閑散時間検出部２８から、閑散時間に入ったとの情報が充放電制御部２６に入ると、充放電制御部２６は、充放電回路１４へ指示を送り、充放電回路１４は、昇圧動作を行い、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃへ変換する。同時に、充放電制御部２６は、回生抵抗回路５４へ指示を送り、半導体スイッチ２０オンさせることにより、電気二重層キャパシタ１８から、平滑コンデンサ６へ送られたエネルギーを抵抗２１で消費させる。
【００３３】
充放電回路１４を介した回生抵抗回路５４の放電により、電気二重層キャパシタ１８の電圧Ｖｂが低下し、設定された強制放電停止電圧Ｖｂ３まで低下すると、充放電制御部２６は、充放電回路１４と回生抵抗回路５４へ指示を出し、充放電回路１４は昇圧動作を停止、回生抵抗回路は半導体スイッチ２０をオフし、抵抗２１による電力消費を停止する。ここで、０≦強制放電停止電圧Ｖｂ３＜充電開始電圧Ｖｂ１の関係にある。
【００３４】
閑散時間以外の時間帯では、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にある。
閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを充放電開始電圧Ｖｂ１より低くすることで、常時充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも、平均的な両端電圧が低くなる。このため、電気二重層キャパシタ１８の寿命は、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが常時充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも長くなる。また、実施の形態１に比べ、スイッチ２３がないため、構成が簡素化され、コスト低減を図ることができる。
【００３５】
この実施の形態３に係るエレベータの制御装置５２は、エレベータ３の閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを充放電回路１４および回生抵抗回路５４により放電させるため、電気二重層キャパシタ１８の平均的な両端電圧を下げることができるので、電気二重層キャパシタを長寿命化することができ、エレベータの制御装置５２の信頼性、保守性を向上させることができるという効果がある。
【００３６】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係るエレベータの制御装置６２の構成図である。
エレベータシステム６１は、エレベータの制御装置６２とエレベータ３と三相交流電源４とで構成される。図において、図１と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。
実施の形態４に係るエレベータの制御装置６２においては、実施の形態１に係るエレベータの制御装置２から強制放電回路２２を削除（すなわちスイッチ２３を削除）した構成である。回生抵抗回路５４は半導体スイッチ２０と抵抗２１から構成され、実施の形態１と機能的に同一である。この点は、実施の形態３に係るエレベータの制御装置５２と同じである。
実施の形態４では、充放電制御部６６から駆動制御部８へも指示情報を送る構成となっている。
【００３７】
次に、実施の形態４に係るエレベータの制御装置６２の動作について説明する。
ここで、閑散時間以外の回生および力行動作は、実施の形態１と同じであるため、エレベータ３が閑散時間に入ったと判断されてからの動作の説明を行う。
閑散時間検出部２８から、閑散時間に入ったとの情報が充放電制御部６６に送られると、充放電制御部６６は、充放電回路１４へ指示を送り、充放電回路１４は、昇圧動作を行い、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを平滑コンデンサ６の両端電圧Ｖｃへ変換する。同時に、充放電制御部６６は駆動制御部８へ指示を送り、駆動制御部８はインバータ７をモータ９に無効電流分のみ流すように制御する。モータ９には有効電流が流れないためトルクは発生せず、無効電流分はモータ９で熱として消費される。
【００３８】
閑散時間以外の時間帯では、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にある。充放電回路１４とインバータ７を介したモータ９の放電により、電気二重層キャパシタ１８の電圧Ｖｂが低下し、設定された強制放電停止電圧Ｖｂ３まで低下すると、充放電制御部６６は、充放電回路１４と駆動制御部８へ指示を出し、充放電回路１４は昇圧動作を停止、インバータ７はモータ９の放電動作を停止する。ここで、０≦強制放電停止電圧Ｖｂ３＜充電開始電圧Ｖｂ１の関係にある。
【００３９】
閑散時間以外の時間帯では、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂは、充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にある。
閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂを充放電開始電圧Ｖｂ１より低くすることにより、常時充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも、平均的な両端電圧が低くなる。
このため、電気二重層キャパシタ１８の寿命は、電気二重層キャパシタ１８の両端電圧Ｖｂが常時充電開始電圧Ｖｂ１と充電上限電圧Ｖｂ２の間にあるよりも長くなる。また、実施の形態１に比べ、スイッチ２３がないため、構成が簡素化され、コスト低減を図ることができる。
【００４０】
この実施の形態４に係るエレベータの制御装置６２は、エレベータ３の閑散時間において、電気二重層キャパシタ１８の蓄電エネルギーを充放電回路１４、インバータ７およびエレベータ３のモータ９で熱として消費させるため、電気二重層キャパシタ１８の平均的な両端電圧を下げることができるので、電気二重層キャパシタを長寿命化することができ、エレベータの制御装置６２の信頼性、保守性を向上させることができるという効果がある。
【符号の説明】
【００４１】
２，４２，５２，６２  エレベータの制御装置、３  エレベータ、４  三相交流電源、
５  コンバータ、６  平滑コンデンサ、７  インバータ、８  駆動制御部、９  モータ、１４  充放電回路、１８  電気二重層キャパシタ、１９，４４，５４  回生抵抗回路、
２１，２１１，２１２  抵抗、２２，４７  強制放電回路、２４  母線電圧検出部、
２５  蓄電電圧検出部、２６，６６  充放電制御部、２８  閑散時間検出部。
【図１】
0005602473.tif 000002
【図２】
0005602473.tif 000003
【図３】
0005602473.tif 000004
【図４】
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