(57)【要約】  エレベータ駆動アセンブリ（２０）が、モータ（２８）、駆動部（３２）および容量式エネルギ保存デバイス（５０）を含む。開示例においては、容量式エネルギ保存デバイス（５０）は、少なくとも１つのナノゲートキャパシタ（５２）を含む。開示例は、少なくとも１つのナノゲートキャパシタがあることによって特有のエネルギ保存容量を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械と、
エレベータシステムの所望の運転を実現するように前記電気機械の作動を制御する駆動部と、
前記電気機械の作動から電気エネルギを選択的に受け入れ、又は前記電気機械の作動に使用される電気エネルギを供給する、少なくとも前記駆動部に電気的に接続された少なくとも１つの電気化学二重層キャパシタを含む容量式エネルギ保存デバイスと、
を備えるエレベータ駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記容量式エネルギ保存デバイスが、少なくとも１つのナノゲートキャパシタを含むことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記電気機械が加速しているとき、前記駆動部は、前記電気機械の作動に使用される少なくとも１つのキャパシタからのエネルギ供給を制御することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記電気機械が減速しているとき、前記駆動部は、前記少なくとも１つのキャパシタによるエネルギの受け入れを制御することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記電気機械が、交流モータおよび永久磁石モータのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
エレベータ駆動アセンブリを作動させる方法であって、
前記駆動アセンブリの電気機械または駆動部に、少なくとも１つの電気化学二重層キャパシタを含む容量式エネルギ保存デバイスを選択的かつ電気的に接続するステップと、
前記モータが第１の作動条件にあるときに、前記電気機械の作動によって生じる電気エネルギを前記容量式エネルギ保存デバイスに供給するステップと、
前記モータが第２の作動条件にあるときに、前記電気機械の作動用に前記容量式エネルギ保存デバイスから電気エネルギを供給するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記容量式エネルギ保存デバイスが、少なくとも１つのナノゲートキャパシタを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電気機械の前記第１の作動条件が、電気機械の減速であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記電気機械の前記第２の作動条件が、電気機械の加速であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気機械が、交流モータおよび永久磁石モータのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、エレベータに関し、詳しくは、電力消費制御部を含むエレベータ駆動アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータシステムは、例えば、建物内の複数の乗り場の間を移動するエレベータかごの所望の動きを提供する駆動アセンブリを含む。たいていの駆動アセンブリは、所望のエレベータかごの動きを実現するために必要な力を発生させる電気モータと、モータへの電力供給を制御する駆動部と、を含む。トラクションに基づくエレベータの場合、電気モータがトラクションシーブに回転を与え、この回転が、例えば、エレベータかごおよびカウンターウェイトを懸架するために使われるローピングを動かす。
【０００３】
電気エネルギの保存場所を提供することによって、電気モータおよびエレベータ駆動アセンブリによるピーク電力消費を低減させようとする試みが知られている。これらの提案された構成は、エネルギ保存デバイスとして、バッテリまたは従来のキャパシタを含む。米国特許第６，７４２，６３０号明細書は、電気エネルギ保存装置の一部として、いわゆるスーパーキャパシタを含む構成を示している。そのような従来の構成には、いくつかの欠点がある。例えば、バッテリには、バッテリを充電および放電する時間が比較的長いこと、寿命サイクルが比較的短いこと及びバッテリ性能に悪影響を与える温度依存性に関して短所がある。スーパーキャパシタは、固有の電力が高く、バッテリと比較して短時間に充電または放電を行うことができる。しかし、スーパーキャパシタは、バッテリと比較して固有のエネルギが低い。さらに、放電の際には、スーパーキャパシタに関連する電圧が比較的大幅に低下し、１０〜２０％のオーダになる。エレベータシステム内のエネルギ保存のためにバッテリとスーパーキャパシタとの優れた組み合わせを実現しようとするこれまでの試みは、満足できるものが示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当業者は、常に改良のために努力を重ねている。例えば、バッテリおよびスーパーキャパシタの長所を提供するエレベータ駆動アセンブリ用のエネルギ保存装置を、欠点を付随することなく提供できることが望ましい。本発明は、そのような解決法を提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エレベータ駆動アセンブリの一例が、モータと、エレベータシステムの所望の運転を実現するようにモータの作動を制御する駆動部と、を含む。モータの作動から電気エネルギを受けるため又はモータの作動に使用される電気エネルギを供給するために、駆動部またはモータに、容量式エネルギ保存デバイスが電気的に接続されている。容量式エネルギ保存デバイスは、少なくとも１つの電気化学二重層キャパシタを含む。
【０００６】
一例においては、容量式エネルギ保存デバイスは、少なくとも１つのナノゲートキャパシタを含む。
【０００７】
エレベータ駆動アセンブリを作動させる方法の一例は、駆動アセンブリのモータまたは駆動部に、少なくとも１つの電気化学二重層キャパシタを含む容量式エネルギ保存デバイスを選択的かつ電気的に接続するステップを含む。第１の作動条件におけるモータの作動から電気エネルギが生じるとき、生じた電気エネルギを容量式エネルギ保存デバイスに供給することができる。モータの別の第２の作動条件において、容量式エネルギ保存デバイスから電気エネルギを供給してモータを作動させることができる。
【０００８】
本発明の様々な特徴および利点は、現時点での好ましい実施例である以下の詳細な説明から当業者に明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、エレベータかご２２の所望の動きを提供するエレベータ駆動アセンブリ２０を概略的に示す。図示した例においては、エレベータシステムは、トラクションに基づくシステムであり、このシステムにおいては、エレベータかご２２は、従来のローピング２６を介してカウンターウェイト２４と関連している。電気モータ２８が、ローピング２６、かご２２およびカウンターウェイト２４の動きを生じさせるようにトラクションシーブ３０に回転を与える。
【００１０】
駆動部３２が、電力系統あるいは原動機によって駆動される可変周波数交流電源などの電源装置３４からモータ２８への電力供給を制御する。この例においては、モータ２８は、交流誘導モータであり、電源３４とモータ２８との間に整流器３６が設けられている。一例においては、永久磁石モータを含む。
【００１１】
この例における駆動部３２は、直流バス３８、少なくとも１つのコンバータＩＧＢＴ４０、適切なゲート駆動回路部４２、インバータ制御部４４および速度制御回路４６を含む。駆動部３２における上記の部分は、周知のように作動する。インバータ制御部４４は、さらに、例えばトラクションシーブ３０に提供されるトルクを求めるために、モータ２８に与えられている信号を示すフィードバック信号と、速度および他の検出情報を示す速度センサ４８からの信号と、を受けとる。
【００１２】
図示した例は、回生作動モードなどの第１の条件で作動しているモータ２８に基づいて発生した電気エネルギを受け入れる少なくとも１つの容量式エネルギ保存デバイス５０を含む。容量式エネルギ保存デバイス５０は、このようなエネルギを保存する。デバイス５０内に保存されたエネルギは、選択されたタイミングにおいて、第２の作動条件におけるモータ２８を作動させるために、共通の直流バス、コンバータＩＧＢＴ４０および充電／放電制御ユニット５４をを介して供給することができる。一例においては、モータ２８が減速ないし惰力運転しているとき、容量式エネルギ保存デバイス５０を充電するために、直流バスおよび制御ユニット５４を介して電気エネルギが供給される。モータ２８が加速しているとき、容量式エネルギ保存デバイス５０および制御ユニット５４からエネルギが引き出され、例えば、電源装置３４からの電力消費が低減される。
【００１３】
実施例の容量式エネルギ保存デバイス５０は、少なくとも１つの電気化学二重層キャパシタ５２を含む。実施例のキャパシタは、従来のキャパシタとは異なり、いわゆるスーパーキャパシタとも異なる。一例においては、キャパシタ５２は、ナノゲートキャパシタである。ナノゲートキャパシタは、従来のキャパシタと比較してエネルギ密度が向上している。ナノゲートキャパシタのエネルギ密度は、ニッケル金属水素化物（ＮＩ＿ＭＨ）バッテリよりも高いこともあれば、大型のリチウムイオンバッテリとほぼ等しいこともある。さらに、ナノゲートキャパシタは、極めて短時間に充電および放電を行うことができることや、広い温度範囲で作動することができることなどの、キャパシタに特有の長所がある。加えて、ナノゲートキャパシタは、寿命サイクルが非常に長い。従って、ナノゲートキャパシタは、バッテリおよびスーパーキャパシタのすべての長所を余すところなく有し、エレベータ駆動アセンブリに使用される独特な容量式エネルギ保存デバイスとなる。
【００１４】
実施例の駆動部３２は、インバータ制御回路４４および速度制御回路４６と協働して制御ユニット５４を作動させるための制御回路５６を含む。
【００１５】
図示した例は、さらに、例えば、エネルギを保存するため又はモータ２８にエネルギを供給するために使用することができるバッテリ６０を含む。この例においては、駆動部３２は、バッテリ６０の充電または放電を調節する回路６２と、インバータ制御回路４４および速度制御回路４６と協働して回路６２を制御する制御回路６４と、を含む。
【００１６】
図示した例は、他の構成と比較してエネルギ効率が改善された構成を提示する。ナノゲートキャパシタは、充電およびエネルギ保存容量に優れている。ナノゲートキャパシタは、低コストで優れた機能性を提供するので、図示した例は、構成要素のコストおよび空間を節約することもできる。さらに節約を行うために、ＩＧＢＴなどの構成要素を安価なものとし、かつさらに少ない数で使用してもよい。
【００１７】
上述の説明は例示的なものであり、本質を制限するものではない。当業者であれば、本発明の本質を逸脱することなく、開示例にいくつかの変更および修正がなされ得ることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に従って設計されたエレベータ駆動アセンブリの一例を示す概略図。
【図１】
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【国際調査報告】
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