(57)【要約】電力システム（１０）は、各々が複数のエレベータ（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）のうちの１つの移動を制御するものである、複数の巻上げモータ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を作動させる。電力システム（１０）は、電力バス（１１）および、電力バス（１１）にまたがって接続されたコンバータ（２２）を含み、該コンバータはＡＣ電源（２０）からの交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換して、ＤＣ電力を電力バス（１１）に送る。電力システム（１０）はまた、電力バス（１１）にまたがって接続された複数のインバータ（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）を含む。各々のインバータ（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は巻上げモータ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）に接続され、巻上げモータ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）がモータとして作動しているときは、電力バス（１１）からのＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによって巻上げモータ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を駆動するように作動可能である。さらに各々のインバータ（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は、巻上げモータ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が発電しているときにモータによって発生されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣ電力を電力バス（１１）に送るように作動可能である。制御装置（３１）は、コンバータ（２２）およびインバータ（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）の作動を制御することによって電力バス（１１）の電力を管理して、コンバータ（２２）および発電中の巻上げモータによって電力バス（１１）に送られた電力で、モータとして作動中の巻上げモータを駆動する。
2009511384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻上げモータを作動させる電力システムであって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記電力システムは、
電力バスと、
電力バスにまたがって接続されており、ＡＣ電源からの交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換し、ＤＣ電力を電力バスに送るコンバータと、
電力バスにまたがって接続された複数のインバータであり、各々のインバータは、巻上げモータに接続されて、巻上げモータがモータとして作動しているときは、電力バスからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによって巻上げモータを駆動するように作動可能であり、さらに各々のインバータは、巻上げモータが発電しているときは、巻上げモータによって発生されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送るように作動可能である、複数のインバータと、
コンバータおよびインバータの作動を制御することによって電力バス上の電力を管理して、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに供給された電力で、モータとして作動中の巻上げモータを駆動する制御装置と、
を有することを特徴とする電力システム。
【請求項２】
各々のエレベータに関連するセンサであり、該センサはエレベータに関連する運転パラメータを検出し、運転パラメータに関連する信号を制御装置に送るセンサを、さらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項３】
制御装置はさらに、検出された運転パラメータに基づいて電力バス上の電力を管理することを特徴とする請求項２記載の電力システム。
【請求項４】
センサはエレベータ重量センサであり、運転パラメータはエレベータの荷重重量であることを特徴とする請求項２記載の電力システム。
【請求項５】
制御装置は、各々の巻上げモータがモータとして作動中であるか、または発電中であるかを、エレベータの荷重重量に基づいて判定し、インバータの作動をエレベータの荷重重量に基づいて制御することを特徴とする請求項４記載の電力システム。
【請求項６】
電力バスに取り付けられており、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力を貯蔵し、貯蔵された電力をモータとして作動中の巻上げモータに供給する電力貯蔵装置をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項７】
電力貯蔵装置は制御装置に接続され、制御装置は巻上げモータの電力需要に基づいて電力バスと電力貯蔵装置との間で交換される電力を管理することを特徴とする請求項６記載の電力システム。
【請求項８】
ＡＣ電源の部分停電に際して制御装置がエレベータの配送を制御し、配送の合間にＡＣ電源からのトリクル充電によって電力貯蔵装置を再充電できるようにすることを特徴とする請求項６記載の電力システム。
【請求項９】
電力バスにまたがって接続されたダイナミックブレーキであり、該ダイナミックブレーキは、電力バスにまたがる電圧が閾値レベルに到達したときに電力バス上の電力を放散するダイナミックブレーキをさらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項１０】
複数の巻上げモータを作動させる電力システムであって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記電力システムは、
直流（ＤＣ）電力バスと、
ＤＣ電力バスに接続された電源と、
各々がＤＣ電力バスと複数の巻上げモータのうちの１つとの間に接続された複数のインバータと、    
巻上げモータがモータとして作動しているときにＤＣ電力バスからの電気エネルギを巻上げモータに送り、巻上げモータが発電機として作動しているときに巻上げモータからの回生電気エネルギをＤＣ電力バスに送るように、各々のインバータを作動させる制御装置と、
を有することを特徴とする電力システム。
【請求項１１】
制御装置は、複数のエレベータの配送を互いにずらして、エレベータの出発および加速に際して起こる巻上げモータの過渡電流の重なりを防止することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１２】
各々のエレベータに付属するセンサであり、該センサはエレベータに関連する運転パラメータを検出し、運転パラメータに関連する信号を制御装置に送るセンサをさらに有することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１３】
センサはエレベータ重量センサであり、運転パラメータはエレベータの荷重重量であることを特徴とする請求項１２記載の電力システム。
【請求項１４】
制御装置は、各々の巻上げモータがモータとして作動中であるか、または発電中であるかを、エレベータの荷重重量に基づいて判定し、エレベータの配送をエレベータの荷重重量に基づいて制御することを特徴とする請求項１３記載の電力システム。
【請求項１５】
電力バスに取り付けられており、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力を貯蔵し、貯蔵された電力をモータとして作動中の巻上げモータに供給する電力貯蔵装置をさらに有することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１６】
電力貯蔵装置は制御装置に接続され、制御装置は巻上げモータの電力需要に基づいて、電力バスと電力貯蔵装置との間で交換される電力を管理することを特徴とする請求項１５記載の電力システム。
【請求項１７】
共通電力バスに接続された複数の巻上げモータを作動させる方法であって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記方法は、
発電中の巻上げモータによって発生された電気エネルギを共通電力バスに送り、
共通電力バスからの電気エネルギをモータとして作動中の巻上げモータに送り、
巻上げモータの電力需要に基づいてエレベータの配送を制御する、
ことを含むことを特徴とする、複数の巻上げモータを作動させる方法。
【請求項１８】
各々のエレベータの荷重重量を検出し、
荷重重量の関数として、エレベータがモータで駆動されているか、または発電中であるかを判定する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
巻上げモータの電力需要に基づいてエレベータの配送を制御することは、各々のエレベータの荷重重量に基づいてエレベータの配送を制御することを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
発電中の巻上げモータによって共通電力バスに送られた電力を貯蔵することをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータシステムに関する。特に、本発明は複数のエレベータ巻上げモータを駆動する電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータを運転するための電力需要は、外部で発電された電力が最大消費率で使用される高度にポジティブなものから、エレベータの荷重がモータを駆動して発電機として電力を発生させるネガティブなものまでの範囲にわたる。このような、発電機として電力を発生させるモータの使用法は一般に電力回生と呼ばれている。平均して、エレベータに乗って建物内を上昇する全ての乗客が、同じエレベータで建物内を下降して戻るならば、システムを運転するのに要する平均電力は、摩擦損失、電力変換損失、および付属設備に取られる電力（例えば照明）がなければ、ゼロとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このようなことは普通には起こらない。なぜならば大部分のエレベータ配送は効率に基づいて行われ、電力管理への考慮はしばしば無視されるからである。例えば、２台またはそれ以上のエレベータが同時に配送されるならば、関連する複数のモータからの過渡電流の重なりが電源への大きな電力需要を引き起こす。したがって、全てのエレベータが同時に出発するならば、過負荷状態を避けるためには電源から供給可能な電力は非常に大きくならざるを得ない。
【０００４】
これに加えて、従来のマルチエレベータ電力システムは普通、各々の巻上げモータに専用の電力バスおよび電力コンバータを含んでいる。したがって、各々の巻上げモータによって消費される電力は、マルチエレベータ電力システムの他の巻上げモータによって使用される電力とは切り離されている。これは非効率的な電力使用をもたらす。例えば、ネガティブの電力需要が電力システムの貯蔵容量を超えるならば、各々の巻上げモータによって電力回生で発電されたエネルギのうちのかなりの量が、排熱として放散されなければならない。これは発生された電力を無駄にするばかりでなく、過度の加熱を空調によって抑えるためにさらに無駄な電力需要を付け加える。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
主題の発明は、各々が複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものである、複数の巻上げモータを作動させる電力システムに指向される。電力システムは、電力バスおよび、電力バスにまたがって接続されたコンバータを含み、該コンバータはＡＣ電源からの交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送る。電力システムはまた、電力バスにまたがって接続された複数のインバータを含む。各々のインバータは巻上げモータに接続され、巻上げモータがモータとして作動しているときは、電力バスからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによって巻上げモータを駆動するように作動可能である。さらに各々のインバータは、モータが発電しているときは、巻上げモータによって発生されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送るように作動可能である。制御装置は、コンバータおよびインバータの作動を制御することによって電力バスに蓄積された電力を管理して、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力で、モータとして作動中の巻上げモータを駆動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は群式エレベータシステム内の複数のエレベータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接続された共通ＤＣバス１１を含む、本発明の実施例による電力システム１０の概略図である。エレベータ１２ａは、エレベータかご１４ａ、かご重量センサ１５ａ、つり合いおもり１６ａ、および巻上げモータ１８ａを含む。エレベータ１２ｂおよび１２ｃは類似の参照符号が付された同様の構成部品を含む。３つのエレベータ１２ａ〜１２ｃが図１に示されているが、本発明の電力システム１０は任意の台数のエレベータを含むエレベータシステムに適用可能であることが理解されよう。
【０００７】
電力システム１０は、三相ＡＣ電源２０、電力コンバータ２２、電圧センサ２３、ダイナミックブレーキ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｂｒａｋｅ）２４、平滑コンデンサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、電力インバータ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、および制御装置３１を含む。電力コンバータ２２および電力インバータ２６ａ〜２６ｃは共通ＤＣバス１１によって接続されている。ダイナミックブレーキ２４は共通ＤＣバス１１にまたがって接続され、平滑コンデンサ２５ａ〜２５ｃはそれぞれ電力インバータ２６ａ〜２６ｃへの入力にまたがって並列に接続されている。制御装置３１は、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃ、電力コンバータ２２、電圧センサ２３、ダイナミックブレーキ２４、および電力インバータ２６ａ〜２６ｃに接続されている。
【０００８】
商用電源であってもよい三相ＡＣ電源２０が、電力を電力コンバータ２２に供給する。電力コンバータ２２は三相電力インバータであり、電源２０からの三相ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するように作動可能である。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３３およびダイオード３４を含む複数の電力トランジスタ回路からなる。各々のトランジスタ３３は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であってよい。各々のトランジスタ３３の被制御電極（すなわちゲートまたはベース）が制御装置３１に接続される。したがって制御装置３１は電力トランジスタ回路を制御して、電源２０からの三相ＡＣ電力をＤＣ出力電力に整流する。ＤＣ出力電力は電力コンバータ２２によって共通ＤＣバス１１上に供給される。なお、電源２０は三相ＡＣ電源として示されているが、電力システム１０は単相ＡＣ電源およびＤＣ電源を含む任意の種類の電源から電力を受け入れるように構成されてもよい。
【０００９】
電力コンバータ２２の電力トランジスタ回路はまた、共通ＤＣバス１１上の電力を変換して電源２０に供給する。１つの実施例では、制御装置３１がパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いてゲートパルスを生成し、電力コンバータ２２のトランジスタ３３を周期的に切り替えて三相ＡＣ電力信号を電源２０に供給する。この電力回生構成は電源２０への需要を低減する。他の実施例では、電力コンバータ２２は三相ダイオードブリッジ整流器からなる。
【００１０】
ダイナミックブレーキ２４が共通ＤＣバス１１にまたがって接続されており、これはブレーキトランジスタ３５、ブレーキ抵抗器３６、およびブレーキダイオード３８を含む。ブレーキ抵抗器３６およびブレーキダイオード３８は並列に接続され、これらがブレーキトランジスタ３５に直列に接続される。１つの実施例では、ブレーキトランジスタ３５はＩＧＢＴである。ブレーキトランジスタ３５の被制御電極（すなわちゲートまたはベース）が制御装置３１に接続される。ダイナミックブレーキ２４は、共通ＤＣバス１１上の過剰エネルギを放散するために共通ＤＣバス１１にまたがって具備される。制御装置３１は共通ＤＣバス１１にまたがる電圧を監視して（例えば電圧センサ２３または過電圧検出回路によって）、共通ＤＣバス１１にまたがる電圧が閾値電圧レベルを超えないことを保証する。この閾値電圧レベルは、制御装置３１にプログラムされてもよく、電力システム１０の構成部品の過負荷を防ぐように設定される。共通ＤＣバス１１にまたがる電圧が閾値電圧レベルに達すれば、制御装置３１がブレーキトランジスタ３５を作動させる。これによって共通ＤＣバス１１上の過剰のエネルギがブレーキ抵抗器３６で熱として放散される。
【００１１】
電力インバータ２６ａ〜２６ｃは三相電力インバータであり、共通ＤＣバス１１からのＤＣ電力を三相ＡＣ電力に逆変換するように作動可能である。電力インバータ２６ａは、並列に接続されたトランジスタ３９ａおよびダイオード４０ａを含む複数の電力トランジスタ回路を有し、電力インバータ２６ｂおよび２６ｃは類似の参照符号が付された同様の構成部品を含む。各々のトランジスタ３９ａ〜３９ｃは、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であってよい。１つの実施例では、各々のトランジスタ３９ａ〜３９ｃの被制御電極（すなわちゲートまたはベース）が制御装置３１によって制御されて、共通ＤＣバス１１上のＤＣ電力を三相ＡＣ出力電力に逆変換する。電力インバータ２６ａ〜２６ｃの出力における三相ＡＣ電力が、それぞれ巻上げモータ１８ａ〜１８ｃに供給される。１つの実施例では、制御装置３１がＰＷＭを用いてゲートパルスを発生し、インバータ２６ａ〜２６ｃのトランジスタ３９ａ〜３９ｃをそれぞれ周期的に切り替えて、三相ＡＣ電力信号を巻上げモータ１８ａ〜１８ｃにそれぞれ供給する。制御装置３１は、それぞれのトランジスタ３９ａ〜３９ｃへのゲートパルスの周波数および大きさを調整することによって、エレベータ１２ａ〜１２ｃの移動の速度および方向を変化させてよい。
【００１２】
これに加えて、電力インバータ２６ａ〜２６ｃの電力トランジスタ回路が、エレベータ１２ａ〜１２ｃがそれぞれの巻上げモータ１８ａ〜１８ｃをそれぞれ駆動するとき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、巻上げモータ１８ａが電力を発生中であるならば、制御装置３１が電力インバータ２６ａ内のトランジスタ３９ａを無効にして、発生された電力がダイオード４０ａで整流されて共通ＤＣバス１１に供給されるようにする。平滑コンデンサ２５ａ、２５ｂ、および２５ｃが、電力インバータ２６ａ〜２６ｃから共通ＤＣバス１１上に供給された整流された電力を平滑化する。
【００１３】
巻上げモータ１８ａ〜１８ｃが、それぞれのエレベータかご１４ａ〜１４ｃおよびつり合いおもり１６ａ〜１６ｃの間の移動の速度と方向を制御する。各々の巻上げモータ１８ａ〜１８ｃを駆動するのに要する電力は、エレベータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの加速度および方向によって、またエレベータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの荷重によって変化する。例えば、エレベータ１２ａが加速中であるか、つり合いおもり１６ａの重量より大きな荷重（すなわち重荷重）で上昇しているか、または、つり合いおもり１６ａの重量より小さな荷重（すなわち軽荷重）で下降しているならば、巻上げモータ１８ａを駆動するのに最大量の電力が要求される（すなわち高度にポジティブの電力需要）。エレベータ１２ａが床合わせしているか、釣り合った荷重で一定速度で走行しているならば、エレベータはより少ない量の電力を使用している可能性がある（すなわちポジティブの電力需要）。エレベータ１２ａが減速中であるか、重荷重で下降しているか、または軽荷重で上昇しているならば、エレベータ１２ａは巻上げモータ１８ａを駆動する（すなわちネガティブの電力需要）。この場合は巻上げモータ１８ａが三相ＡＣ電力を発生し、これが制御装置３１の制御の下に電力インバータ２６ａによってＤＣ電力に変換される。変換されたＤＣ電力が共通ＤＣバス１１上に蓄積される。
【００１４】
本発明によれば、制御装置３１が電圧センサ２３を介して共通ＤＣバス１１上のエネルギを監視し、かつエレベータ１２ａ〜１２ｃの運転を調整して、共通ＤＣバス１１上の電力の使用効率を最大化する。特に、制御装置３１はエレベータ１２ａ〜１２ｃの出発および加速を互いにずらして、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃが始動または停止するときに起こる過渡電流の重なりを回避する。このようにして、全てのエレベータ１２ａ〜１２ｃの同時出発を防止することによって、電源２０の過負荷の可能性が回避される。また、制御装置３１は電力インバータ２６ａ〜２６ｃの作動を調整して、共通ＤＣバス１１に接続された巻上げモータ１８ａ〜１８ｃの間で、電力をやりくりする。特に制御装置３１は、ネガティブの電力需要を有する巻上げモータによって発生された電力を、ポジティブの電力需要を有する巻上げモータに供給するように、電力インバータ２６ａ〜２６ｃの作動を制御してよい。このことは、巻上げモータの始動時などの、ポジティブの電力需要を有する巻上げモータのピーク電力要求に際して特に重要である。
【００１５】
図１はまた、制御装置３１に接続されたかご重量センサ１５ａ〜１５ｃを示している。かご重量センサ１５ａ〜１５ｃは、その関連するエレベータかごの荷重重量を検出するように作動可能であり、導線または無線接続を介して制御装置３１に接続されてよい。１つの実施例では、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃはそれぞれエレベータかご１４ａ〜１４ｃの底部において、エレベータかごのかご室とフレームとの間に配置され、かご床を介して荷重を検出する。他の実施例では、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃはそれぞれの巻上げモータ１８ａ〜１８ｃに付属するヒッチシステムに関連して用いられるヒッチセンサ（ｈｉｔｃｈ  ｓｅｎｓｏｒ）であり、それぞれのエレベータかご１４ａ〜１４ｃに接続されたロープ上の荷重を検出するように作動可能である。かごの荷重をより正確に検出するために、エレベータかご１４ａ〜１４ｃに関連して多数の荷重センサが同時に用いられてもよい。
【００１６】
かご重量センサ１５ａ〜１５ｃによって提供された情報は、制御装置３１によって、電力システム１０の作動をより効率的に制御するために用いられてよい。例えば、運転に先立って、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃによって検出された荷重が、それぞれの巻上げモータ１８ａ〜１８ｃがそれぞれのエレベータかご１４ａ〜１４ｃの荷重を輸送するのにエネルギを要求するか、それとも荷重を輸送しつつエネルギを回生するかを判定するために、制御装置３１によって用いられてよい。すなわち制御装置３１は、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃからのデータを処理して、エレベータ１２ａ〜１２ｃの配送に先立って、各々のエレベータ１２ａ〜１２ｃに予想される電力要求を、各々のエレベータについて測定された荷重、および制御装置３１に記憶されたエレベータかご１４ａ〜１４ｃおよびつり合いおもり１６ａ〜１６ｃの重量に関するデータに基づいて、判定することができる。制御装置３１はまた、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃがポジティブの電力需要を有するか、ネガティブの電力需要を有するかを、例えば、各々の巻上げモータに接続された電流センサからの電流フィードバック、または各々の巻上げモータに接続されたトルクセンサからのトルクフィードバックに基づいて判定してもよい。このようにして、例えば巻上げモータ１８ａがネガティブの電力需要を有し、巻上げモータ１８ｂがポジティブの電力需要を有するならば、制御装置３１はトランジスタ３９ａを無効にし、トランジスタ３９ｂを作動させて、巻上げモータ１８ａによって発生された電力が、巻上げモータ１８ｂによって共通ＤＣバス１１上から引き込まれるようにする。制御装置３１はこの情報を、電源２０からのピーク電流引き込みおよび総計エネルギ消費を最小化するように運転を計画するのに用いてよい。
【００１７】
巻上げモータ１８ａ〜１８ｃを電力インバータ２６ａ〜２６ｃを通してそれぞれ共通ＤＣバス１１に接続することによって、電力システム１０にとって電源２０からの引き込みを低減するいくつかの利点が得られる。例えば、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃによってネガティブ電力需要の時間中に発生された電力は、共通ＤＣバス１１上で任意の他の巻上げモータによって利用可能である。これによって、ＤＣバス上の電力が専用の電力インバータによってＡＣに変換されなければならない、従来のシステムにおいて起こる電力損失が回避される。また、電力システム１０が必要とする電力コンバータ２２は１つだけであり、その大きさは、多数のエレベータ１２ａ〜１２ｃの出発時のような、高度にポジティブの電力需要の時間中のピーク電力を与えるような大きさであればよい。これに加えて、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃからの回生電力が共通ＤＣバス１１上で利用可能になることによって、電源２０に対する需要が低減される。さらにまた、電源２０が停電または故障した場合は、共通ＤＣバス１１上で利用可能なエネルギが、エレベータ１２ａ〜１２ｃの限定された緊急運転および救出運転のために巻上げモータ１８ａ〜１８ｃに給電するのに用いられてよい。
【００１８】
さらに制御装置３１はかご重量センサ１５ａ〜１５ｃからの情報を用いて、共通ＤＣバス１１に出入する電力の配分を制御する。特に、制御装置３１は、各々のエレベータ１２ａ〜１２ｃの配送に先立ってその相対的な電力需要を設定することができるから、制御装置３１は、電源２０および発電中の巻上げモータによって共通ＤＣバス１１に供給された電力を最も効率的に用いるように、エレベータ１２ａ〜１２ｃの運転を計画してよい。例えば、電源２０が正常に作動しているときは、制御装置３１は配送効率を最適化するように、エレベータ１２ａ〜１２ｃの配送を計画してよい。他方、部分的あるいは完全な停電に際しては、制御装置３１はエレベータかご１４ａ〜１４ｃの管理動作を、エレベータかご１４ａ〜１４ｃの効率的な配送に優先して、共通ＤＣバス１１および電源２０から引き込まれる正味電力を最小化する。制御装置３１はまた、一時的な大負荷状態における共通ＤＣバス１１または電源２０の過負荷を回避するように、エレベータ１２ａ〜１２ｃの運転を計画してよい。さらにまた制御装置３１は、エレベータかご１４ａ〜１４ｃにおける予想荷重に基づいて将来の電力需要を予測するために、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃの電力需要の記録を保存してよい。
【００１９】
完全な停電、部分的な停電（すなわち灯火管制状態）、または電源２０の故障の場合は、制御装置３１は、共通ＤＣバス１１上で使用可能な電力を最も効率的に用いて、エレベータ１２ａ〜１２ｃの限定された緊急運転および救出運転を行うために、かご重量センサ１５ａ〜１５ｃと通信してよい。例えば制御装置３１は、エレベータ１２ａ〜１２ｃの荷重を検出し、蓄積された電力の消費を最小化するように、それぞれの巻上げモータ１８ａ〜１８ｃの作動を計画してよい。すなわち制御装置３１は、軽荷重または空荷重のエレベータかご１４ａ〜１４ｃを、建物の最上階に、または建物内の最も人の多い階に上昇させる。これによって巻上げモータ１８ａ〜１８ｃは電力を発生する。なぜならばつり合いおもりは空の、または軽荷重のエレベータかごより重いからである。エレベータかご１４ａ〜１４ｃが下降し始めると、乗客が乗せられて各々のかごの荷重が増加する。エレベータかごの荷重がつり合いおもりの重量を超えれば、巻上げモータが電力を発生し始める。このようにして、制御装置３１は巻上げモータ１８ａ〜１８ｃで発生される電力を最大化し、共通ＤＣバス１１から引き込まれる電力を最小化する。
【００２０】
制御装置３１はさらに、乗客を誘導してエレベータの荷重を増加し、これによって巻上げモータ１８ａ〜１８ｃにネガティブの電力需要を提供したり、ポジティブの電力需要の状況において乗客を他のエレベータ１２ａ〜１２ｃに乗せるように誘導し、またはエレベータがより少ない荷重で帰って来るのを待たせるように誘導することによって、荷重を制限するように作動可能である。制御装置３１は、エレベータ１２ａ〜１２ｃの外部に位置するエレベータホール呼び出しボタンまたは行き先入力システムに組み込まれた表示システムまたは音響システムを介して、エレベータ乗り込み指示を乗客に伝えてもよい。これらの構成部品もまた、共通ＤＣバス１１によって給電されてよい。このようにして、制御装置３１は可能なかぎりポジティブおよびネガティブの電力需要を平衡させ、共通ＤＣバス１１からの電力引き込み率を最小化する。この方法で電力システム１０は、完全なまたは部分的な停電の場合にエレベータ１２ａ〜１２ｃに、より多くの運行を行わせる。
【００２１】
エレベータ１２ａ〜１２ｃのなんらかの構成部品が故障した場合は、使用不可能なエレベータが共通ＤＣバス１１から電力を引き込むのを防止するために、故障したエレベータの巻上げモータが共通ＤＣバス１１から接続解除される。１つの実施例では、制御装置３１が論理制御された装置を介して、故障したエレベータの巻上げモータを共通ＤＣバス１１から接続解除する。あるいは、ヒューズ式のリンク、リレー、および回路遮断器のような電気部品を各々の巻上げモータ１８ａ〜１８ｃと共通ＤＣバス１１との間に組み込み、これによって故障の際にエレベータを共通ＤＣバス１１から接続解除する。
【００２２】
共通ＤＣバス１１上の電力の効率的な使用をさらに促進するために、エネルギ貯蔵装置をシステム１０に組み込み、これによって共通ＤＣバス１１上に供給される余剰エネルギを貯蔵してもよい。図２は共通ＤＣバス１１にまたがって接続されたバッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４を含む電力システム５０の概略図である。バッテリー貯蔵モジュール５２は、ダイオード５８と並列に接続されたトランジスタ５６を含む電力トランジスタ回路を含む。バッテリー貯蔵モジュール５２内の電力トランジスタ回路はバッテリー６０と直列に接続される。同様に、コンデンサ貯蔵モジュール５４はダイオード６４と並列に接続されたトランジスタ６２を含む電力トランジスタ回路を含む。コンデンサ貯蔵モジュール５４内の電力トランジスタ回路はスーパーキャパシタ６６と直列に接続される。
【００２３】
バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４は、電力コンバータ２２からの、および巻上げモータ１８ａ〜１８ｃがネガティブの電力需要の時間にあるときの電力インバータ２６ａ〜２６ｃからの、余剰電力を貯蔵する。バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４に貯蔵されたエネルギは、ポジティブの電力需要の時間中に巻上げモータ１８ａ〜１８ｃに給電するのに用いられてよい。コンデンサ貯蔵モジュール５４はバッテリー貯蔵モジュール５２と並列に接続され、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃのピーク電力需要の時間中（例えばエレベータの始動時）においてブースト電流を供給する。これによって電源２０からの総計需要が低減される。バッテリー貯蔵モジュール５２内のトランジスタ５６、およびコンデンサ貯蔵モジュール５４内のトランジスタ６２の被制御電極（すなわちゲートまたはベース）は、制御装置３１に接続される。これによって制御装置３１は、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４に貯蔵された電力を管理して、電力需要が効率的に満足されることを保証することができる。より具体的には、ポジティブの電力需要の時間中は、制御装置３１はトランジスタ５６および／またはトランジスタ６２を無効にして、バッテリー６０およびスーパーキャパシタ６６にそれぞれ貯蔵された電力を、ダイオード５８および６４をそれぞれ通して、共通ＤＣバス１１上で利用可能にする。ネガティブの電力需要の時間中は、制御装置３１はトランジスタ５６およびトランジスタ５２を有効にして、共通ＤＣバス１１上の余剰電力をバッテリー６０およびスーパーキャパシタ６６に、それぞれ貯蔵させる。
【００２４】
停電に際しては、制御装置３１はかご重量センサ１５ａ〜１５ｃと通信して、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４内の利用可能な電力を、エレベータ１２ａ〜１２ｃの限定された緊急運転および救出運転のために、最も効率的に使用する。例えば制御装置３１は、エレベータ１２ａ〜１２ｃの荷重を検出して巻上げモータ１８ａ〜１８ｃそれぞれの作動を計画して、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４に貯蔵されたエネルギの消費を最小化する。これに加えて、灯火管制状態（すなわち電源２０における低電圧）に際しては、制御装置３１はエレベータ１２ａ〜１２ｃの配送を制御し、運行の合間に電源２０からのトリクル充電（ｔｒｉｃｋｌｅ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）によって、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４を再充電する。このようにして電力システム１０は、電源２０からの利用可能な電力の乏しさにも拘らず、エレベータ１２ａ〜１２ｃの運転を継続することができる。
【００２５】
電源２０およびネガティブの電力需要にある巻上げモータ１８ａ〜１８ｃによって共通ＤＣバス１１に供給された電力が、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４の貯蔵能力を超えるときは、共通ＤＣバス１１にまたがる電圧が増加し始める。制御装置３１は共通ＤＣバス１１にまたがる電圧を監視して（例えば電圧センサまたは過電圧検出回路によって）、ポジティブの電力需要状態に際して電力インバータ２６ａ〜２６ｃに供給される電力が、電力インバータの定格電力を超えないことを保証する。この閾値電圧レベルは制御装置３１にプログラムされてよい。共通ＤＣバス１１にまたがる電圧が閾値電圧レベルに達したならば、制御装置３１はブレーキトランジスタ３５を作動させる。これによって共通ＤＣバス１１上の余剰エネルギが、ブレーキ抵抗器３６で熱として放散される。
【００２６】
電力システム５０にバッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４を組み込むことによって、いくつかの利点が得られる。例えば、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃにおいてネガティブの電力需要の時間中に発生された余剰のエネルギを貯蔵することによって、共通ＤＣバス１１上の電力を電力コンバータ２２を通して三相ＡＣ電力に変換することに伴う、エネルギ損失が避けられる。また、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４の貯蔵能力によって、電源２０への需要が低減される。これに加えて、電源２０における停電または故障に際しては、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４に貯蔵されたエネルギが、エレベータ１２ａ〜１２ｃの限定された緊急運転および救出運転のために、巻上げモータ１８ａ〜１８ｃに給電するのに用いられてよい。さらにまた、他の建物のシステムが共通ＤＣバス１１に接続されて、バッテリー貯蔵モジュール５２およびコンデンサ貯蔵モジュール５４に貯蔵されたエネルギを共有してもよい。共通ＤＣバス１１に接続されてよい他のシステムは、建物緊急時照明システム、通信システム、保安システム、エスカレータシステム、および暖房、換気、空調システム（ｈｅａｔｉｎｇ，  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，  ａｎｄ  ａｉｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）（ＨＶＡＣ）を含む。
【００２７】
まとめれば、本発明は、各々が複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものである、複数の巻上げモータを作動させる電力システムである。電力システムは電力バスおよび、電力バスにまたがって接続されたコンバータを含み、該コンバータがＡＣ電源からの交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送る。電力システムはまた、電力バスにまたがって接続された複数のインバータを含む。各々のインバータは巻上げモータに接続され、巻上げモータがモータとして作動しているときは、電力バスからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによって、巻上げモータを駆動するように作動可能である。さらに各々のインバータは、モータが発電しているときは、巻上げモータによって発生されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送るように作動可能である。制御装置が、コンバータおよびインバータの作動を制御することによって電力バスに蓄積された電力を管理して、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力で、モータとして作動中の巻上げモータを駆動する。電力需要に基づいてエレベータの運転を制御することによって、電源、および電力回生中の巻上げモータによって発生された電力が効率的に使用される。これによってシステム全体の電力需要が低減され、これが電源の大きさの低減につながる。
【００２８】
本発明を実例および好ましい実施例を参照しつつ説明したが、当業者は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形状および細部が変更され得ることを理解するであろう。例えば、制御装置３１に他の既存の、またはエレベータシステムの追加のセンサを接続して、エレベータシステムの積極的な電力管理をさらに促進してもよい。このような他のセンサには、巻上げモータのトルクセンサ、および電源に接続された電圧または電流センサが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】共通電力バスを含み、群式エレベータシステム内の複数のエレベータを駆動する、本発明の実施例による電力システムの概略図。
【図２】共通電力バスおよび、共通電力バスに接続されたエネルギ貯蔵装置を含み、群式エレベータシステム内の複数のエレベータを駆動する、本発明の他の実施例による電力システムの概略図。
【図１】
2009511384.tif 000003
【図２】
2009511384.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月8日(2007.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻上げモータを作動させる電力システムであって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記電力システムは、
電力バスと、
電力バスにまたがって接続されており、ＡＣ電源からの交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電力に変換し、ＤＣ電力を電力バスに送るコンバータと、
電力バスにまたがって接続された複数のインバータであり、各々のインバータは、巻上げモータに接続されて、巻上げモータがモータとして作動しているときは、電力バスからのＤＣ電力をＡＣ電力に変換することによって巻上げモータを駆動するように作動可能であり、さらに各々のインバータは、巻上げモータが発電しているときは、巻上げモータによって発生されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣ電力を電力バスに送るように作動可能である、複数のインバータと、
コンバータおよびインバータの作動を制御することによって電力バス上の電力を管理して、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに供給された電力で、モータとして作動中の巻上げモータを駆動する制御装置と、
を有することを特徴とする電力システム。
【請求項２】
各々のエレベータに関連するセンサであり、該センサはエレベータに関連する運転パラメータを検出し、運転パラメータに関連する信号を制御装置に送るセンサを、さらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項３】
制御装置はさらに、検出された運転パラメータに基づいて電力バス上の電力を管理することを特徴とする請求項２記載の電力システム。
【請求項４】
センサはエレベータ重量センサであり、運転パラメータはエレベータの荷重重量であることを特徴とする請求項２記載の電力システム。
【請求項５】
制御装置は、各々の巻上げモータがモータとして作動中であるか、または発電中であるかを、エレベータの荷重重量に基づいて判定し、インバータの作動をエレベータの荷重重量に基づいて制御することを特徴とする請求項４記載の電力システム。
【請求項６】
電力バスに取り付けられており、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力を貯蔵し、貯蔵された電力をモータとして作動中の巻上げモータに供給する電力貯蔵装置をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項７】
電力貯蔵装置は制御装置に接続され、制御装置は巻上げモータの電力需要に基づいて電力バスと電力貯蔵装置との間で交換される電力を管理することを特徴とする請求項６記載の電力システム。
【請求項８】
ＡＣ電源の部分停電に際して制御装置がエレベータの配送を制御し、配送の合間にＡＣ電源からのトリクル充電によって電力貯蔵装置を再充電できるようにすることを特徴とする請求項６記載の電力システム。
【請求項９】
電力バスにまたがって接続されたダイナミックブレーキであり、該ダイナミックブレーキは、電力バスにまたがる電圧が閾値レベルに到達したときに電力バス上の電力を放散するダイナミックブレーキをさらに有することを特徴とする請求項１記載の電力システム。
【請求項１０】
複数の巻上げモータを作動させる電力システムであって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記電力システムは、
直流（ＤＣ）電力バスと、
ＤＣ電力バスに接続された電源と、
各々がＤＣ電力バスと複数の巻上げモータのうちの１つとの間に接続された複数のインバータと、    
巻上げモータがモータとして作動しているときにＤＣ電力バスからの電気エネルギを巻上げモータに送り、巻上げモータが発電機として作動しているときに巻上げモータからの回生電気エネルギをＤＣ電力バスに送るように、各々のインバータを作動させる制御装置と、
を有することを特徴とする電力システム。
【請求項１１】
制御装置は、複数のエレベータの配送を互いにずらして、エレベータの出発および加速に際して起こる巻上げモータの過渡電流の重なりを防止することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１２】
各々のエレベータに付属するセンサであり、該センサはエレベータに関連する運転パラメータを検出し、運転パラメータに関連する信号を制御装置に送るセンサをさらに有することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１３】
センサはエレベータ重量センサであり、運転パラメータはエレベータの荷重重量であることを特徴とする請求項１２記載の電力システム。
【請求項１４】
制御装置は、各々の巻上げモータがモータとして作動中であるか、または発電中であるかを、エレベータの荷重重量に基づいて判定し、エレベータの配送をエレベータの荷重重量に基づいて制御することを特徴とする請求項１３記載の電力システム。
【請求項１５】
電力バスに取り付けられており、コンバータおよび発電中の巻上げモータによって電力バスに送られた電力を貯蔵し、貯蔵された電力をモータとして作動中の巻上げモータに供給する電力貯蔵装置をさらに有することを特徴とする請求項１０記載の電力システム。
【請求項１６】
電力貯蔵装置は制御装置に接続され、制御装置は巻上げモータの電力需要に基づいて、電力バスと電力貯蔵装置との間で交換される電力を管理することを特徴とする請求項１５記載の電力システム。
【請求項１７】
共通電力バスに接続された複数の巻上げモータを作動させる方法であって、各々の巻上げモータは複数のエレベータのうちの１つの移動を制御するものであり、前記方法は、
各々のエレベータの荷重重量を検出し、
荷重重量の関数として、エレベータがモータで駆動されているか、または発電中であるかを判定し、
発電中の巻上げモータによって発生された電気エネルギを共通電力バスに送り、
共通電力バスからの電気エネルギをモータとして作動中の巻上げモータに送り、
巻上げモータの電力需要に基づいてエレベータの配送を制御する、
ことを含むことを特徴とする、複数の巻上げモータを作動させる方法。
【請求項１８】
巻上げモータの電力需要に基づいてエレベータの配送を制御することは、各々のエレベータの荷重重量に基づいてエレベータの配送を制御することを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
発電中の巻上げモータによって共通電力バスに送られた電力を貯蔵することをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【国際調査報告】
2009511384.tif 000005