(57)【要約】【課題】  エレベーター停電時の救出運転において、回生電力を最大限に利用し、より容量の小さな非常用電源を用いて、乗客を安全にかつ迅速に救出できるエレベーター制御装置を提供する。【解決手段】  エレベーター制御装置の制御部３０は、自動着床運転時に永久磁石型同期電動機１０５から発生する回生電力量に関する情報に基づいて、自動着床運転時における乗りかご１０１の速度を制御する。【選択図】  図１
2014122078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーター駆動用の永久磁石型同期電動機と、前記永久磁石型同期電動機により駆動される乗りかごと、商用交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換し、該変換した交流電力を前記永久磁石型同期電動機に給電するインバータと、前記永久磁石型同期電動機の回転速度を検出する速度検出器と、前記永久磁石型同期電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、前記乗りかごの積載量を検出する荷重検出器と、前記商用交流電源の停電時に前記インバータに給電を行う非常用電源とを有するエレベーターが停電した際に実施される、該エレベーターの自動着床運転を制御する制御部を備えるエレベーター制御装置において、
前記制御部は、前記自動着床運転時に前記永久磁石型同期電動機から発生する回生電力量に関する情報に基づいて、前記自動着床運転時における前記乗りかごの速度を制御する
ことを特徴とするエレベーター制御装置。
【請求項２】
前記回生電力量に関する情報が、前記商用交流電源の停電発生時における前記荷重検出器の検出結果であることを特徴とする
請求項１に記載のエレベーター制御装置。
【請求項３】
エレベーター駆動用の永久磁石型同期電動機と、前記永久磁石型同期電動機により駆動される乗りかごと、商用交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換し、該変換した交流電力を前記永久磁石型同期電動機に給電するインバータと、前記永久磁石型同期電動機の回転速度を検出する速度検出器と、前記永久磁石型同期電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、前記乗りかごの積載量を検出する荷重検出器と、前記商用交流電源の停電時に前記乗りかごを自動着床運転するために前記インバータに給電を行う非常用電源と、前記乗りかごの速度を制御するエレベーター制御装置とを備えるエレベーターの運転制御方法において、
前記エレベーター制御装置が、前記自動着床運転時に前記永久磁石型同期電動機から発生する回生電力量に関する情報を取得し、該取得した回生電力量に関する情報に基づいて、前記自動着床運転時における前記乗りかごの速度を制御する
ことを特徴とするエレベーターの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば、特開平９−２７５３号公報（特許文献１）がある。特許文献１のエレベーターは、商用交流電源を直流に変換するコンバータと、コンバータ出力を交流に変換してエレベーター駆動用の誘導電動機に給電するインバータと、誘導電動機の回転速度を検出する手段と、誘導電動機に流れる電流を検出する手段とを備える。また、特許文献１のエレベーターは、速度検出値及び電流検出値を入力してインバータを制御する制御手段と、商用交流電源停電時にインバータ及び制御手段へ給電して自動着床運転を行うための非常用電源とを備える。
【０００３】
さらに、特許文献１に記載のエレベーターは、自動着床運転時に速度検出値及び電流検出値を入力する演算手段を備える。そして、特許文献１では、演算手段の出力が所定値以内となるようにエレベーターの速度指令を制限する。これにより、特許文献１では、自動着床運転でのエネルギー効率の向上を図るとともに、可能な限り高い速度で救出運転を行い、速やかに乗客を救出することを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、停電時にエレベーターから乗客を救出する救出運転では、通常、電動機の駆動モードとして、力行モード又は回生モードが発生する。特許文献１では、力行モード時に、非常用電源装置の容量を最大限に使用するように救出運転時の速度指令を制限することにより、可能な限り高い速度で救出運転を行うことを実現している。しかしながら、特許文献１では、停電時の救出運転において実施される確率が高い回生モードにおける、回生電力の有効活用に関する技術については議論されていない。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載のエレベーターでは誘導電動機が用いられているが、現在、電動機としては、その界磁に永久磁石を使用して界磁電流を不要とする永久磁石型電動機が主流である。そして、永久磁石型電動機では、誘導電動機に比べ損失が少ない（エネルギー変換効率が高い）ので、回生電力量が増加する。
【０００７】
そこで、従来、エレベーター停電時の救出運転において、電動機の回生電力を有効利用し、できる限り容量の小さな非常用電源で乗客を安全にかつ迅速に救出できる技術の開発が求められている。
【０００８】
本発明は、上記実情を鑑みなされたものである。そして、本発明の目的は、エレベーター停電時の救出運転において、回生電力を最大限に利用し、より容量の小さな非常用電源を用いて、乗客を安全にかつ迅速に救出できるエレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のエレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御方法では、自動着床運転時に永久磁石型同期電動機から発生する回生電力量に関する情報に基づいて、自動着床運転時における乗りかごの速度を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エレベーター停電時の救出運転において、回生電力を最大限に利用することができ、これにより、より小さな容量の非常用電源を用いて乗客を安全にかつ迅速に救出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置を含むエレベーターの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置における停電時の自動着床手法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置における救出運転時の運転速度の制御例１を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置における救出運転時の運転速度の制御例２を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置における救出運転時の運転速度の制御例３を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御手法を、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１３】
［エレベーターの全体構成］
図１は、本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置を含むエレベーターの概略構成図である。エレベーター１００は、乗客等を運搬する乗りかご１０１と、釣合錘１０２と、ロープ１０３と、巻上機１０４と、電動機１０５と、ブレーキ１０６とを備える。さらに、エレベーター１００は、電流検出器１０７と、速度検出器１０８（ＲＥ：Rotary Encoder）と、荷重検出器１０９と、駆動装置１１０とを備える。なお、駆動装置１１０の内部構成については、後で詳述する。
【００１４】
ロープ１０３は、巻上機１０４に巻き付けられ、ロープ１０３の一方の端部には乗りかご１０１が連結され、ロープ１０３の他方の端部には釣合錘１０２が連結される。また、巻上機１０４は、電動機１０５と機械的に連結される。そして、この例のエレベーター１００では、巻上機１０４及び電動機１０５を回転駆動することにより、乗りかご１０１及び釣合錘１０２を昇降駆動する。なお、この例では、電動機１０５として、永久磁石型同期電動機を用いる。
【００１５】
ブレーキ１０６は、駆動装置１１０内の後述の制御回路３０に電気的に接続され、制御回路３０から入力される指令信号に基づいて、電動機１０５の駆動を制御する。例えば、乗りかご１０１及び釣合錘１０２の昇降駆動時には、制御回路３０からブレーキ１０６に釈放指令信号が入力される。
【００１６】
電流検出器１０７は、電動機１０５とそれに電気的に接続された駆動装置１１０内の後述のインバータ１５との間に流れる電流値を検出する。速度検出器１０８は、電動機１０５の回転速度を検出する。また、荷重検出器１０９は、乗りかご１０１に設置され、乗車人員の重量を検出する。なお、電流検出器１０７、速度検出器１０８、及び、荷重検出器１０９はいずれも、駆動装置１１０内の後述の制御回路３０に電気的に接続され、各検出器の検出結果は、制御回路３０に出力される。本実施例では、制御回路３０は、これらの各検出器の検出結果に基づいて、エレベーター１００の運転速度制御を行う。
【００１７】
［駆動装置の構成］
次に、駆動装置１１０の内部構成について説明する。駆動装置１１０は、図１に示すように、商用電源開閉器１１と、コンバータ１２と、平滑コンデンサ１３と、回生電力消費回路１４と、インバータ１５とを備える。さらに、駆動装置１１０は、非常用電源２０（バッテリ）と、充電器２１と、非常用電源開閉器２２と、ダイオード２３と、停電検出器２４と、制御回路３０（制御部，エレベーター制御装置）とを備える。
【００１８】
商用電源開閉器１１は、３相（３Φ）商用交流電源２００（商用交流電源）とコンバータ１２との間に設けられる。また、商用電源開閉器１１は、制御回路３０に電気的に接続され、商用電源開閉器１１のオン／オフ動作は、制御回路３０から入力される制御信号に基づいて制御される。具体的には、３相商用交流電源２００が平常時である場合には、商用電源開閉器１１はオン状態となり、３相商用交流電源２００からコンバータ１２に交流電力が供給される。一方、３相商用交流電源２００の停電時には、商用電源開閉器１１はオフ状態となる。
【００１９】
コンバータ１２は、３相商用交流電源２００から商用電源開閉器１１を介して供給された交流電力を直流電力に変換（整流）し、該変換した直流電力を平滑コンデンサ１３に出力する。
【００２０】
平滑コンデンサ１３は、コンバータ１２に並列接続され、電動機１０５の力行運転時には、コンバータ１２から出力された直流電力を充電するとともに、該直流電力（脈流）を平滑する。また、平滑コンデンサ１３は、電動機１０５の回生運転時には、インバータ１５から出力された直流電力を充電する。
【００２１】
回生電力消費回路１４は、トランジスタ等からなる開閉器１４ａと、それに直列接続された抵抗器１４ｂとを有する。また、回生電力消費回路１４は、平滑コンデンサ１３に並列接続される。なお、開閉器１４ａは、制御回路３０に電気的に接続され、開閉器１４ａのオン／オフ動作は、制御回路３０から入力される制御信号に基づいて制御される。
【００２２】
回生電力消費回路１４は、電動機１０５の回生運転時に、電動機１０５からインバータ１５を介して戻された直流電力（回生電力）による平滑コンデンサ１３への過充電を防止するための回路である。この回生電力消費回路１４では、電動機１０５の回生運転時に電動機１０５から戻された直流電力が平滑コンデンサ１３に充電され、平滑コンデンサ１３の両端間の電圧が所定電圧値を超えると、開閉器１４ａがオン状態となる。この場合、抵抗器１４ｂで余分な回生電力が消費され、これにより、平滑コンデンサ１３への過充電（平滑コンデンサ１３における過電圧の発生）が防止され、機器を保護することができる。
【００２３】
インバータ１５は、平滑コンデンサ１３に並列接続され、電動機１０５の力行運転時には、平滑コンデンサ１３に充電された直流電力を可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換し、該変換した３相交流電力を電動機１０５に出力する。一方、電動機１０５の回生運転時には、インバータ１５は、電動機１０５から供給される回生電力（交流電力）を直流電力に変換し、該変換した直流電力を平滑コンデンサ１３に出力する。なお、インバータ１５は、制御回路３０に電気的に接続され、このようなインバータ１５の動作は、制御回路３０から入力される速度指令信号等の制御信号に基づいて制御される。
【００２４】
非常用電源２０は、３相商用交流電源２００が停電した際に利用される直流電源であり、停電時には平滑コンデンサ１３に並列接続される。また、充電器２１は、１相（１Φ）商用交流電源２０１及び非常用電源２０に電気的に接続され、１相商用交流電源２０１から供給された交流電力を用いて、非常用電源２０を充電する。
【００２５】
非常用電源開閉器２２及びダイオード２３は、非常用電源２０の正極側端子と平滑コンデンサ１３の一方の端子との間に設けられる。そして、非常用電源開閉器２２の一方の端子は、非常用電源２０の正極側端子に接続され、非常用電源開閉器２２の他方の端子はダイオード２３のアノードに接続される。また、ダイオード２３のカソードは平滑コンデンサ１３の一方の端子及び制御回路３０に接続される。
【００２６】
非常用電源開閉器２２は、制御回路３０に接続され、非常用電源開閉器２２のオン／オフ動作は、制御回路３０から入力される制御信号に基づいて制御される。ダイオード２３は、平滑コンデンサ１３が設けられた主回路から非常用電源２０に電流が逆流することを防止するためのダイオードである。
【００２７】
停電検出器２４は、商用電源開閉器１１の入力端に設けられ、該入力端における交流電力の供給状況をモニタする。また、停電検出器２４は、制御回路３０に電気的に接続され、モニタ結果を制御回路３０に出力する。制御回路３０は、このモニタ結果に基づいて、停電が発生したか否かを判別する。
【００２８】
制御回路３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等をＬＳＩ（Large-scale Integration）チップに集積した回路（マイコン）で構成され、エレベーター１００の運転動作全般を制御する。それゆえ、後述の救出運転時に実施する、回生電力量に基づく運転速度の制御処理も制御回路３０により行われる。
【００２９】
なお、この例では、制御回路３０は、荷重検出器１０９で検出される停電発生時の乗りかご１０１の積載量の情報（乗車人員等に関する情報）に基づいて、救出運転時に電動機１０５で生成可能な回生電力量を見積もり、該回生電力量に応じて運転速度を制御する。また、制御回路３０は、この回生電力量の演算処理を救出運転前に行う。
【００３０】
［エレベーターの運転動作］
ここで、上記構成のエレベーター１００における運転動作の概要を説明する。まず、平常時には、制御回路３０は、制御信号を商用電源開閉器１１及び非常用電源開閉器２２に出力して、商用電源開閉器１１をオン状態にし、かつ、非常用電源開閉器２２をオフ状態にする。これにより、３相商用交流電源２００からコンバータ１２に三相交流電力が供給され、コンバータ１２は、供給された三相交流電力を直流電力に変換する。そして、コンバータ１２により変換された直流電力が、平滑コンデンサ１３に充電される。
【００３１】
次いで、エレベーター１００に運転指令が発せられた場合には、制御回路３０は、インバータ１５に制御信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）パルス信号）を出力する。これにより、平滑コンデンサ１３に蓄えられた直流電力がインバータ１５で可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換される。また、この際、制御回路３０は、ブレーキ１０６に制御信号を出力して、ブレーキ１０６を釈放する。この結果、インバータ１５で変換された可変電圧・可変周波数の３相交流電力により電動機１０５が回転駆動され、乗りかご１０１及び釣合錘１０２が昇降駆動される。
【００３２】
一方、停電時には、商用電源開閉器１１がオフ状態になり、かつ、非常用電源開閉器２２がオン状態になる。これにより、非常用電源２０からインバータ１５に直流電力が供給されるとともに、非常用電源２０から制御回路３０にも電力供給が行われる。
【００３３】
次いで、制御回路３０は、平常時と同様にインバータ１５を制御して、直流電力を可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換するとともに、ブレーキ１０６を釈放し、乗りかご１０１及び釣合錘１０２を昇降駆動する。
【００３４】
なお、この際、制御回路３０は、荷重検出器１０９の検出結果（検出信号）を参照して、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量との差により電動機１０５に発生するアンバランス・トルクが作用する方向に、乗りかご１０１を昇降させる。すなわち、停電時には、制御回路３０は、電動機１０５を軽負荷方向（回生運転側）に運転して、乗りかご１０１を昇降させる。具体的には、乗りかご１０１の重量（積載量）が釣合錘１０２の重量より大きい場合には、乗りかご１０１を下降させ、乗りかご１０１の重量が釣合錘１０２の重量より小さい場合には、乗りかご１０１を上昇させる。停電時に、このような運転を行うことにより、非常用電源２０の容量を低下させることができる。
【００３５】
次いで、制御回路３０は、乗りかご１０１が所定の階に近づくと、速度指令を低下させて、乗りかご１０１を減速し、ブレーキ１０６をかけて乗りかご１０１を所定の階に着床させる。
【００３６】
［救出運転時におけるエレベーターの運転速度の制御手法］
次に、本実施例のエレベーター１００において、救出運転時に行う運転速度（乗りかご１０１の速度）の制御手法について説明する。
【００３７】
本実施例のエレベーター１００の救出運転では、上述のようにアンバランス・トルクを利用するので、救出運転時に回生電力が発生する。また、本実施例では、電動機１０５として永久磁石型同期電動機を用いるので、上記特許文献１に記載の誘導電動機に比べて、回生電力量も大きくなる。本実施例では、この回生電力量を最大限利用して救出運転を行う。
【００３８】
ここで、本実施例における救出運転時の運転速度制御手法の手順を、図２を参照しながらより具体的に説明する。図２は、救出運転（自動着床運転）時におけるエレベーター１００の運転速度制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、制御回路３０は、停電検出器２４のモニタ結果に基づいて、停電が発生したか否かを判別する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、制御回路３０が、停電が発生していないと判別した場合（ステップＳ１がＮＯ判定の場合）、制御回路３０は、ステップＳ１の判定処理を繰り返す。
【００４０】
一方、ステップＳ１において、制御回路３０が、停電が発生したと判別した場合（ステップＳ１がＹＥＳ判定の場合）、制御回路３０は、荷重検出器１０９により検出された停電発生時の乗りかご１０の積載量の情報を取得する（ステップＳ２）。なお、このステップＳ２の処理は、制御回路３０により、商用電源開閉器１１がオフされ、かつ、非常用電源開閉器２２がオンされた後に行われる。
【００４１】
次いで、制御回路３０は、取得した停電時の乗りかご１０１の積載量の情報に基づいて、救出運転時に電動機１０５で生成可能な回生電力量を算出する（ステップＳ３）。より詳細には、ステップＳ３において、制御回路３０は、まず、取得した停電時の乗りかご１０１の積載量の情報に基づいて、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量（重量差）を算出する。そして、制御回路３０は、該算出したアンバランス量に基づいて、救出運転時に電動機１０５で生成可能な回生電力量を算出する（見積もる）。
【００４２】
次いで、制御回路３０は、見積もられた回生電力量に基づいて、それに対応する救出運転時のエレベーター１００の運転速度の最大値（後述する定速運転時の運転速度：以下、救出運転速度という）を決定する（ステップＳ４）。このステップＳ４の処理において、例えば、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量（重量差）が大きい場合には、救出運転時に発生し得る回生電力も大きくなるので、制御回路３０は、エレベーター１００の救出運転速度を高く設定する。また、例えば、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量（重量差）が小さい場合には、救出運転時に発生し得る回生電力も小さくなるので、制御回路３０は、エレベーター１００の救出運転速度を低く設定する。なお、後述の比較例で説明するが、従来の一般的なエレベーターでは、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量に関係なく、エレベーター１００の救出運転速度は一定速度に設定される。
【００４３】
なお、ステップＳ３及びＳ４において、停電時の乗りかご１０１の積載量の情報からそれに対応するエレベーター１００の救出運転速度を決定するまでの一連の処理は、理論式等を用いた演算処理により実行されてもよい。また、乗りかご１０１の積載量（又は乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量）と、それに対応する回生電力量及び／又は救出運転速度との対応関係を規定したテーブルを予め用意し、該テーブルを参照して救出運転速度を決定してもよい。
【００４４】
次いで、制御回路３０は、決定された救出運転速度に基づいて、救出運転（自動着床運転）を行う（ステップＳ５）。本実施例では、このようにして停電発生時の救出運転動作を行う。
【００４５】
上述のように、本実施例では、エレベーター１００の救出運転速度を、救出運転前に算出される停電発生時における乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量（生成可能な回生電力量）に基づいて制御する。すなわち、本実施例では、停電発生時における乗りかご１０１内の乗客数に関する情報に基づいてエレベーター１００の救出運転速度を救出運転前に予め設定して、救出運転を行う。
【００４６】
［救出運転時の制御例］
次に、本実施例のエレベーター１００における、救出運転時の運転速度の制御例について説明する。
【００４７】
（１）制御例１
まず、停電発生時の乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が比較的小さい場合（救出運転時に発生する回生電力が小さい場合）における救出運転の制御例（制御例１）について説明する。図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ、制御例１における、エレベーター１００の運転速度の時間変化特性及び電動機１０５に供給される電力（モータ供給電力）の時間変化特性を示す図である。
【００４８】
なお、図３Ｂに示すようなモータ供給電力の時間変化特性において、電動機１０５が力行モードで運転されている場合（インバータ１５から電動機１０５に電力が供給されている場合）には、電力の値を正の値で示す。それゆえ、モータ供給電力の時間変化特性において、電動機１０５が回生モードで運転されている場合（電動機１０５からインバータ１５に電力が戻されている場合）には、電力の値を負の値で示す（例えば、後述の図４Ｂ参照）。
【００４９】
乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が小さい場合、制御回路３０で見積もられる救出運転時の回生電力量は小さくなるので、救出運転速度は低い速度（後述の救出運転速度Ｖ１）に設定される。
【００５０】
制御例１では、まず、時刻ｔ１０に救出運転が開始され、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の加速期間で、エレベーター１００の運転速度を、零から予め設定された所定の救出運転速度Ｖ１まで上昇させる。この加速期間では、最初、電動機１０５に加速時のトルクを与える必要があるので、非常用電源２０から電動機１０５に電力が供給された状態が発生する。また、この加速期間において、エレベーター１００の運転速度が上昇すると、電動機１０５で発生する回生電力も大きくなるので、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力も減少する。
【００５１】
なお、加速期間におけるエレベーター１００の運転速度（救出運転速度Ｖ１以下）は小さい速度であるので、電動機１０５で発生する回生電力は、微小であり、電動機１０５における損失より小さい。それゆえ、この加速期間では、常に、非常用電源２０から電動機１０５に電力が供給された状態（力行運転状態）が発生する（図３Ｂ参照）。
【００５２】
次いで、エレベーター１００の運転速度が救出運転速度Ｖ１に到達する時刻ｔ１１からエレベーター１００の減速動作が開始される時刻ｔ１２までの期間（定速期間）では、エレベーター１００は、救出運転速度Ｖ１で運転される。なお、制御例１では、定速期間における救出運転速度Ｖ１は低い速度に設定されているので、電動機１０５で発生する回生電力は微小である。それゆえ、この定速期間も、非常用電源２０から電動機１０５に一定の電力が供給された状態（力行運転状態）が続く（図３Ｂ参照）。
【００５３】
次いで、時刻ｔ１２からエレベーター１００の減速動作が開始され、その後、時刻ｔ１３で乗りかご１０１が所定の階に停止される。この減速停止期間では、エレベーター１００の運転速度を救出運転速度Ｖ１から零に減速させるので、電動機１０５で発生する回生電力は、時間とともに小さくなる。また、停止時には、電動機１０５にトルクを与える必要がある。それゆえ、減速停止期間では、時間とともに、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力は上昇する（図３Ｂ参照）。
【００５４】
上述のように、救出運転時において乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が比較的小さい場合には、電動機１０５を軽負荷方向に運転しているにも関わらず、電動機１０５の運転状態は、常に、力行運転状態となる。
【００５５】
（２）制御例２
次に、停電発生時の乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が十分大きい場合（救出運転時に十分大きな回生電力が発生する場合）における救出運転の制御例（制御例２）について説明する。図４Ａ及び４Ｂは、それぞれ、制御例２における、エレベーター１００の運転速度の時間変化特性及び電動機１０５に供給される電力（モータ供給電力）の時間変化特性を示す図である。なお、制御例２における加速期間のエレベーター１００の運転速度の時間変化率（加速度）は、制御例１におけるそれと同じとする。また、制御例２における減速停止期間のエレベーター１００の運転速度の時間変化率（加速度）も、制御例１におけるそれと同じとする。
【００５６】
乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が十分に大きい場合、制御回路３０で見積もられる救出運転時の回生電力量は大きくなるので、救出運転速度は、制御例１の場合のそれより十分高い速度（後述の救出運転速度Ｖ２）に設定される。
【００５７】
制御例２では、まず、時刻ｔ２０に救出運転が開始され、時刻ｔ２０から時刻ｔ２２の加速期間で、エレベーター１００の運転速度を、零から予め設定された所定の救出運転速度Ｖ２まで上昇させる。この加速期間では、制御例１と同様に、最初、電動機１０５に加速時のトルクを与える必要があるので、非常用電源２０から電動機１０５に電力供給された状態が発生する。また、この加速期間において、エレベーター１００の運転速度が上昇すると、電動機１０５で発生する回生電力も大きくなるので、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力も減少する。
【００５８】
なお、制御例２では、制御例１に比べて、十分高い救出運転速度Ｖ２が設定されている。それゆえ、制御例２では、加速期間の途中（図４Ａ及び４Ｂの例では時刻ｔ２１）で、運転速度が所定の速度を超えて電動機１０５で発生する回生電力が十分大きくなると、電動機１０５の運転モードが力行モードから回生モードに切り替わる。この際、制御回路３０は、非常用電源開閉器２２に制御信号を出力して非常用電源開閉器２２をオフ状態にし、非常用電源２０から電動機１０５への電力供給を遮断する。その結果、図４Ｂに示すように、時刻ｔ２１以降、電動機１０５に供給される電力の値は負の値になり、回生電力が電動機１０５からインバータ１５に戻っている状態（回生運転状態）が発生する。
【００５９】
次いで、時刻ｔ２２からエレベーター１００の減速動作が開始される時刻ｔ２３までの期間（定速期間）では、エレベーター１００は、救出運転速度Ｖ２で運転される。なお、制御例２では、定速期間における救出運転速度Ｖ２は十分高い速度に設定されているので、この期間、電動機１０５で発生する回生電力も十分大きい。それゆえ、この定速期間も、電動機１０５の運転モードは回生モードであり、回生電力が電動機１０５からインバータ１５に戻っている状態が続く（図４Ｂ参照）。また、この定速期間中、平滑コンデンサ１３に供給される回生電力が非常に大きい場合には、回生電力消費回路１４で、回生電力が消費される。
【００６０】
次いで、時刻ｔ２３からエレベーター１００の減速動作が開始され、その後、時刻ｔ２５で乗りかご１０１が所定の階に停止される。この減速停止期間では、エレベーター１００の運転速度を、時間とともに、救出運転速度Ｖ２から零に減速させるので、電動機１０５で発生する回生電力も時間とともに小さくなる。また、停止時には、電動機１０５にトルクを与える必要がある。それゆえ、減速停止期間では、時間とともに、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力は上昇する。
【００６１】
なお、制御例２では、エレベーター１００の減速動作の開始時には電動機１０５は回生モードで運転されている。それゆえ、減速停止期間の途中（図４Ａ及び４Ｂの例では時刻ｔ２４）で、エレベーター１００の運転速度が所定の速度より低くなると、電動機１０５の運転モードが回生モードから力行モードに切り替わる。この際、制御回路３０は、非常用電源開閉器２２に制御信号を出力して非常用電源開閉器２２をオン状態にし、非常用電源２０から電動機１０５への電力供給を開始する。その結果、図４Ｂに示すように、時刻ｔ２４以降、電動機１０５に供給される電力の値は正の値になり、非常用電源２０から電動機１０５に電力供給される状態（力行運転状態）が発生する。
【００６２】
（３）制御例３
次に、停電発生時の乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が制御例１のそれより大きくかつ制御例２のそれより小さい場合（アンバランス量が比較的大きい場合）における救出運転の制御例（制御例３）について説明する。それゆえ、制御例３では、エレベーター１００の救出運転速度は、制御例１の救出運転速度Ｖ１より高くかつ制御例２の救出運転速度Ｖ２より低い速度（後述の救出運転速度Ｖ３）に設定される。また、制御例３では、エレベーター１００を定速運転する期間において電動機１０５が回生モードで運転されるが、その際、回生電力消費回路１４で回生電力が消費されるほどの大きな回生電力が、電動機１０５で発生しないような場合を考える。
【００６３】
図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、制御例３における、エレベーター１００の運転速度の時間変化特性及び電動機１０５に供給される電力（モータ供給電力）の時間変化特性を示す図である。なお、制御例３における加速期間のエレベーター１００の運転速度の時間変化率（加速度）は、制御例１におけるそれと同じとする。また、制御例３における減速停止期間のエレベーター１００の運転速度の時間変化率（加速度）も、制御例１におけるそれと同じとする。
【００６４】
制御例３では、まず、時刻ｔ３０に救出運転が開始され、時刻ｔ３０から時刻ｔ３２の加速期間で、エレベーター１００の運転速度を、零から予め設定された所定の救出運転速度Ｖ３まで上昇させる。この加速期間では、制御例１と同様に、最初、電動機１０５に加速時のトルクを与える必要があるので、非常用電源２０から電動機１０５に電力供給された状態（力行運転状態）が発生する。そして、この加速期間において、エレベーター１００の運転速度が上昇すると、電動機１０５で発生する回生電力も大きくなるので、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力も減少する。
【００６５】
なお、制御例３では、上述のように、制御例１に比べて、比較的高い救出運転速度Ｖ３が設定されている。それゆえ、制御例３では、制御例２と同様に、加速期間の途中（図５Ａ及び５Ｂの例では時刻ｔ３１）で、運転速度が所定の速度を超えて電動機１０５で発生する回生電力が十分大きくなると、電動機１０５の運転モードが力行モードから回生モードに切り替わる。この際、制御回路３０は、非常用電源開閉器２２に制御信号を出力して非常用電源開閉器２２をオフ状態にし、非常用電源２０から電動機１０５への電力供給を遮断する。その結果、図５Ｂに示すように、時刻ｔ３１以降、電動機１０５に供給される電力の値は負の値になり、回生電力が電動機１０５からインバータ１５に戻っている状態（回生運転状態）が発生する。
【００６６】
次いで、時刻ｔ３２からエレベーター１００の減速動作が開始される時刻ｔ３３までの期間（定速期間）では、エレベーター１００は、救出運転速度Ｖ３で運転される。なお、制御例３の定速期間では、制御例２と同様に、電動機１０５の運転モードは回生モードであり、回生電力が電動機１０５からインバータ１５に戻っている状態が続く（図５Ｂ参照）。ただし、制御例３では、この期間、回生電力消費回路１４で回生電力が消費されるほどの大きな回生電力が、電動機１０５では発生しない。すなわち、制御例３の定速期間では、回生電力消費回路１４のオフ状態が維持される。
【００６７】
次いで、時刻ｔ３３からエレベーター１００の減速動作が開始され、その後、時刻ｔ３５で乗りかご１０１が所定の階に停止される。この減速停止期間では、エレベーター１００の運転速度を、時間とともに、設定された所定の救出運転速度Ｖ３から零に減速させるので、電動機１０５で発生する回生電力も時間とともに小さくなる。また、停止時には、電動機１０５にトルクを与える必要がある。それゆえ、減速停止期間では、時間とともに、インバータ１５から電動機１０５に供給される電力は上昇する。
【００６８】
なお、制御例３では、制御例２と同様に、エレベーター１００の減速動作の開始時には電動機１０５は回生モードで運転されている。それゆえ、減速停止期間の途中（図５Ａ及び５Ｂの例では時刻ｔ３４）で、エレベーター１００の運転速度が所定の速度より低くなると、電動機１０５の運転モードが回生モードから力行モードに切り替わる。この際、制御回路３０は、非常用電源開閉器２２に制御信号を出力して非常用電源開閉器２２をオン状態にし、非常用電源２０から電動機１０５への電力供給を開始する。この結果、図５Ｂに示すように、時刻ｔ３４以降、電動機１０５に供給される電力の値は正の値になり、非常用電源２０から電動機１０５に電力が供給される状態（力行運転状態）が発生する。
【００６９】
上述した制御例２及び３のように、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量が比較的大きく、設定された救出運転速度がある程度高い場合、救出運転の開始時及び停止時以外の運転では、電動機１０５を回生モードで運転することができる。この場合、電動機１０５が回生モードで運転されている間は、電動機１０５からインバータ１５を介して供給される回生電力が平滑コンデンサ１３に充電される。その結果、制御例２及び３では、運転停止時に電動機１０５にトルクを発生させるための電力として、平滑コンデンサ１３で充電された電力を利用することができる。それゆえ、本実施例では、非常用電源２０の負担を軽減することができ、より容量の小さな非常用電源２０を用いても、乗客を安全に救出することができる。
【００７０】
また、上述のように、制御例２及び３では、制御例１に比べて、救出運転速度を高く設定することができる。それゆえ、図３Ａ及び３Ｂと、図４Ａ及び４Ｂ並びに図５Ａ及び５Ｂとの比較から明らかなように、制御例２及び３における救出運転の開始から停止までの時間は、制御例１のそれより短くなる。すなわち、本実施例では、停電時に乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量がある程度大きい場合には、乗客をより速やかに効率良く救出することができる。
【００７１】
さらに、本実施例では、救出運転中にも、制御回路３０は、電流検出器１０７により検出される電動機１０５に流れる電流値、及び、速度検出器１０８で検出される電動機１０５の回転数をモニタして、常時、回生電力量を監視している。それゆえ、上記実施例では、安全に救出運転を行うことができる。
【００７２】
すなわち、本実施例では、救出運転時に電動機１０５から発生する回生電力を最大限に利用することができ、より小さな容量の非常用電源２０を用いて乗客を安全にかつ迅速に救出することができる。
【００７３】
［比較例］
ここで、比較例として、従来の一般的なエレベーターで実施されている救出運転時の運転速度制御手法について説明する。
【００７４】
従来、救出運転では、荷重検出器の検出誤差や走行ロスなどの影響により、ある程度、重負荷方向（力行モード）に電動機を運転する場合がある。それゆえ、救出運転時には、非常用電源の容量及び電圧を考慮して、電動機を重負荷方向及び軽負荷方向（回生モード）のいずれの方向に運転する場合においても、救出運転時のエレベーター１００の運転速度は一定速度に設定される。
【００７５】
すなわち、従来のエレベーターでは、通常、乗りかご１０１の重量と釣合錘１０２の重量とのアンバランス量に関係なく、救出運転時のエレベーター１００の救出運転速度は一定である。一般的には、非常用電源で発生させる直流電圧は、平常時の平滑コンデンサの直流電圧に対して約２０％程度に設定され、この場合には、救出運転時の救出運転速度は、平常運転時の定格速度の２０％程度の速度に設定される。それゆえ、例えば、平常運転時の定格速度が１０５ｍ／ｍｉｎである場合には、救出運転速度は約２１ｍ／ｍｉｎ程度になる。また、実際の救出運転では、この低い救出運転速度に対してある程度許容される速度範囲内の速度で運転される。
【００７６】
このように、従来のエレベーターでは、電動機を軽負荷方向に運転しているにも関わらず、救出運転速度が低いため、非常用電源から電動機に電力を供給して救出運転を行う状態（力行運転状態）が多くなる。この場合、例えば、非常用電源の容量が低下する、寿命が短くなるといった問題が生じる。
【００７７】
それに対して、上記実施例では、停電発生時の状況（乗車人員条件等）に応じて、救出運転時に電動機１０５から発生し得る回生電力量を見積もり、該見積もられた回生電力量に基づいて救出運転速度を適宜変更する。この場合、例えば、上記制御例２及び３のように、救出運転時の回生電力量がある程度大きくなる場合には、救出運転速度をエレベーターの定格速度に対して２０％程度の速度に制限することなく、高速度で救出運転を行うことができる。
【００７８】
また、上記実施例において、上記制御例２及び３のように救出運転中の回生電力がある程度大きい場合には、救出運転中に回生電力を平滑コンデンサ１３に充電し、該充電された回生電力を救出運転停止時の力行運転の電力として利用することができる。すなわち、上記制御例２及び３では、加速動作及び減速動作の一部を除いては、非常用電源２０から電力を供給することなく、救出運転を実現することができる。それゆえ、本実施例では、非常用電源２０の負担を減らすことができ、上述した従来のエレベーターでの問題点を解消することができる。
【００７９】
さらに、上記実施例では、救出運転時に発生し得る回生電力量を、救出運転前に、荷重検出器１０９の検出結果（乗りかご１０１の乗車人員の重量）に基づいて見積もることができる。それゆえ、上記実施例では、救出運転前に、エレベーター１００の最適な救出運転速度を決定することができる。
【００８０】
以上のことから、上記実施例のエレベーター１００では、従来に比べても、より小さな容量の非常用電源２０で、効率的に短時間で乗客を救出することができることが分かる。
【００８１】
なお、従来、例えば特開２０００−２１１８３８号公報等には、永久磁石型同期電動機を用い、かつ、非常用電源設備を持たないエレベーターにおいて、電動機の回生電力のみで救出運転を実現する技術が提案されている。しかしながら、この技術では、電動機駆動用の非常用電源設備を備えないので、救出運転開始時に電動機からの回生電力が小さい場合には、平滑コンデンサの直流電圧が不足する可能性がある。このような場合には、電動機に供給する電流値を制限せざるを得ないので、円滑な速度制御を実現することは難しくなる。
【００８２】
また、上述したように、救出運転時には、電動機の運転モードが必ずしも回生モードになるとは限らない。乗りかご等の走行ロスの発生や、これ以外の損失も多数発生するため、通常、力行モードで電動機を運転する場合が必ず発生する。それゆえ、上記文献の技術は、回生電力を有効利用しているものの、電動機の低速運転時、加減速運転時、及び、力行運転時に対する救出運転制御に適用するには不十分であり、その技術の適用範囲は、実質、回生モードの運転のみに制約される。
【００８３】
それに対して、上記実施例のエレベーター１００では、非常用電源２０を備え、停電発生時の状況（乗車人員条件等）に応じて、非常用電源２０を用いた力行モードでの救出運転も可能であり、上記文献で発生し得る問題も解消することができる。
【００８４】
［各種変形例］
本発明に係るエレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御手法は、上記実施例に限定されず、例えば、次のような各種変形例も含まれる。
【００８５】
（１）変形例１
上記実施例では、救出運転前に、救出運転時に発生し得る回生電力量に基づいて救出運転速度を決定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述のように、本実施例では、電動機１０５に流れる電流値及び電動機１０５の回転速度に基づいて回生電力量を、常時、監視している。それゆえ、予め救出運転速度を設定せずに、該監視されている回生電力量に基づいてエレベーター１００の救出運転速度を適宜制御してもよい。
【００８６】
すなわち、電動機１０５に流れる電流値及び電動機１０５の回転速度を制御回路３０で常時検出しながら、その検出結果に基づいて、エレベーター１００の救出運転速度を適宜決定してもよい。この場合の運転速度制御処理では、図２中のステップＳ２において、回生電力量に関する情報として、乗りかご１０１の積載量の代わりに、電動機１０５に流れる電流値及び電動機１０５の回転速度を取得する。そして、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を、ステップＳ５の救出運転処理と並行して行う。
【００８７】
この例の運転速度制御手法を用いても、停電発生時の状況に応じて、上記制御例２及び３（図４Ａ及び４Ｂ、並びに、図５Ａ及び５Ｂ）と同様に、高速度で救出運転を行うことができる。なお、上記実施例では、救出運転前に予め救出運転速度を設定する手法であるので、処理の簡易性という観点では、上記実施例の方が変形例１より優位である。
【００８８】
（２）変形例２
また、上記実施例では、救出運転時に発生し得る回生電力量に関する情報（荷重検出器１０９の検出結果）基づいて救出運転速度を適宜設定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記制御例１のように、救出運転モードが常に力行モードである場合には、従来と同様に、救出運転速度を所定の低速度（例えば定格速度の２０％程度）に設定して、非常用電源２０の容量範囲内で救出運転を行うようにしてもよい。
【００８９】
（３）変形例３
さらに、上記実施例では、救出運転時に発生し得る回生電力量に関する情報に応じて適宜（連続的に）救出運転速度を決定する例、すなわち、回生電力量と救出運転速度とを１対１で対応付ける例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば高速、中速、低速等のように予め離散的に決められた複数種の救出運転速度を設け、複数種の救出運転速度から、回生電力量に応じて所定の救出運転速度を選択する構成にしてもよい。
【００９０】
この場合には、救出運転速度の種別を区分けするための回生電力量の閾値を設け、救出運転時に見積もられる回生電力量と該閾値とを比較して、複数種の救出運転速度から所定の救出運転速度が選択される。このような速度制御手法では、救出運転速度の種類が制限されるので、運転速度の制御処理をより簡易にすることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施例及び各種変形例に係るエレベーター制御装置及びエレベーターの運転制御手法を説明したが、本発明は上記実施例及び各種変形例に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の上方は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１１…商用電源開閉器、１２…コンバータ、１３…平滑コンデンサ、１４…回生電力消費回路、１４ａ…開閉器、１４ｂ…抵抗器、１５…インバータ、２０…非常用電源、２２…非常用電源開閉器、２３…ダイオード、２４…停電検出器、３０…制御回路、１００…エレベーター、１０１…乗りかご、１０２…釣合錘、１０３…ロープ、１０４…巻上機、１０５…電動機、１０６…ブレーキ、１０７…電流検出器、１０８…速度検出器、１０９…荷重検出器、１１０…駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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