(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターの昇降路を昇降する昇降体と、
上記昇降体に設けられ、エレベーターの主索に係合して上記昇降体を昇降動作させる駆動装置と、
上記昇降体に設けられ、上記駆動装置による回生電力を蓄電し、力行時放電する電力蓄積装置と、
上記昇降体に設けられ、上記駆動装置を制御する制御手段と、
上記昇降路及び上記昇降体間に接続され、上記制御手段に商用電力を供給する移動ケーブルと、
を備え、
上記制御手段は、昇降負荷が作用した上記昇降体の少なくとも加速又は減速時に、上記商用電力と上記電力蓄積装置の電力とによって上記駆動装置を制御することを特徴とするエレベーター装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記移動ケーブルを介して供給される上記商用電力が上記移動ケーブルの通電容量以下になるように、上記電力蓄積装置からの放電電力を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベーター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、かご等の昇降体に設けられて昇降路に配置された昇降用係合体に係合し、作動して昇降体を昇降運転する駆動装置が装備されたエレベーター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５〜図７は、従来のエレベーター装置を示す図で、図５は機器の配置を示す構成図、図６は図５の充放電制御装置の放電時における制御を説明するフローチャート、図７は図５の充放電制御装置の充電時における制御を説明するフローチャートである。図において、１は三相交流電源等の一般の商用電力、２は商用電力１の交流電源を直流電源に変換するコンバータで、ダイオード等によって構成されている。３はコンバータ２によって変換された直流電力が供給される直流母線である。
【０００３】
４はインバータで、エレベーターの速度位置制御を行う速度制御装置５により制御されて、直流を所要の可変電圧・可変周波数の交流に変換してエレベーターの巻上機からなる駆動装置６に設けられた交流電動機を制御して昇降動作を制御する。７は駆動装置６に巻掛けられた主索で、一端にかご８が、他端にはつり合おもり９が連結されている。なお、前述の機器のうち主索７、かご８、つり合おもり９の三者はエレベーターの昇降路（図示しない）に設けられ、上記三者を除く機器及び後述する機器は昇降路の上方に設けられたエレベーターの機械室（図示しない）に設置される。
【０００４】
１０はエレベーターの制御装置で、マイクロコンピュータ等によって構成されエレベーター全体の運転制御を行う。なお、エレベーターの力行運転時は商用電力１及び電力蓄積装置１１の両方からインバータ４に電力が供給される。また、電力蓄積装置１１は一般的に二次電池とＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成されて、充放電制御装置１２により制御される充放電制御回路が設けられている。
【０００５】
１３は回生制御装置、１４は回生制御回路、１５は回生抵抗である。なお、前述の二次電池の個数は、電力蓄積装置１１を小形に、また安価にするために少なく抑えられて、二次電池の出力電圧は直流母線３の電圧よりも低くなる。また、直流母線３の電圧は基本的に商用電源を整流した電圧近辺で制御される。
【０００６】
このため、二次電池の充電時は直流母線３の電圧を下降し、放電時は直流母線３の電圧に上昇させる必要があるので、前述のＤＣ／ＤＣコンバータが採用される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータの充電ゲート、放電ゲートの制御が充放電制御装置１２によって行われる。
【０００７】
従来のエレベーター装置は上記のように構成され、充放電制御装置１２の放電時の制御を図６に示すフローチャートによって説明する。すなわち、制御系とし電圧制御に電流制御マイナーループ等により構成して、より安定性の高い制御を行うことができる。しかし、ここでは簡単化のために直流母線電圧により制御する方式によって説明する。すなわち、ステップ１０１により放電制御が指令されてステップ１０２へ進んで直流母線電圧計測が行われる。
【０００８】
次いで、ステップ１０３へ進み電圧所定値未満であればステップ１０４へ進み、電圧所定値以上であればステップ１０６へ進む。そして、ステップ１０４において放電電流所定値以内であればステップ１０５へ進み、放電電流所定値超過であればステップ１０６へ進む。そして、ステップ１０５においてゲートＯＮ時間＝現在時間＋ＤＴと設定してステップ１０７へ進む。また、ステップ１０６においてはゲートＯＮ時間＝現在時間−ＤＴと設定してステップ１０７へ進む。そして、ステップ１０７によりゲートＯＮ制御が行われる。
【０００９】
すなわち、まず直流母線電圧を計測し直流母線電圧を所要の直流母線電圧と比較して高ければＯＮパルス幅を短くし、低ければＯＮパルス幅を長くする。そして、ＯＮパルス幅を長くすることにより、より多くの電流を二次電池から流させて、供給電力を大きくすると共に電力供給により直流母線電圧を上昇させる。また、エレベーターの力行時運転時においてはエレベーターが電力供給を必要としているので、このときには所要電力を二次電池からの放電及び商用電力からの供給によって対応する。
【００１０】
また、直流母線電圧を商用電力からのコンバータ２の出力電圧よりも高く制御すると、全ての電力は二次電池から供給される。しかし、安価な電力蓄積装置１１を構成するために、全ての電力を二次電池から供給せず適切な割合で二次電池と商用電力とから供給するように設計されている。すなわち、図６のステップ１０４において放電電流の供給分担相当図電流を比較し、所定値以内であればＯＮパルス幅を長くしてさらに供給量を増大させるが、所定値超過であればＯＮパルス幅を短くして電力供給をクリップする。
【００１１】
このような制御によって、インバータ４が必要とする電力のうち二次電池から供給する分はクリップされるので、直流母線電圧は低くなって結果的にはコンバータ２から電力供給が開始される。そして、これらの制御は非常に短い時間で行われるので、実際はエレベーターの必要な電力を供給するために適切な直流母線電圧に落ち着いて、二次電池と商用電力から所要の比率で電力を供給することが可能になる。
【００１２】
また、充放電制御装置１２の充電時の制御を図７に示すフローチャートによって説明する。すなわち、ステップ２０１の充電制御入口からステップ２０２へ進んで直流母線電圧計測が行われてステップ２０３へ進む。ステップ２０３において所定電圧未満であればステップ２０４へ進み、ＯＮパルス幅減が行われる。また、ステップ２０３において所定電圧以上であればステップ２０５へ進み、ＯＮパルス幅増が行われる。
【００１３】
すなわち、駆動装置６の交流電動機からの電力回生があった場合、直流母線電圧が交流電動機からの電力回生によって上昇する。この電圧がコンバータ２の出力電圧よりも高くなった場合には商用電力からの電力供給が停止する。このような装置構成において、電力蓄積装置１１が無い場合に商用電力からの電力供給が停止した状態が続くと直流母線電圧が上昇する。
【００１４】
このため、ある規定電圧に達すると回生制御装置１３が作動し、回生制御回路１４を閉成させて回生抵抗１５に電力が流されて回生電力が消費されると共に、電磁ブレーキ作用によってエレベーターが減速される。これに対して、電力蓄積装置１１が設けられた場合には、回生抵抗１５に電力が流される以下の電圧による充放電制御装置１２の制御によって、回生抵抗１５に流される電力が電力蓄積装置１１に充電される。
【００１５】
そして、直流母線電圧を計測して所定の電圧以上になれば回生状態であることが検出されて、充電のＯＮパルス幅を長くすることにより充電電流が増大する。そして時間の経過によってエレベーターからの回生電力が少なくなると、これに従って直流母線の電圧も低下して充電のＯＮパルス幅を短く制御し充電電力も小さく制御される。このように、直流母線電圧を監視して充電電力を制御することにより、直流母線電圧値が適切な範囲に制御されて充電が行われる。したがって、従来回生電力で消費していた電力を蓄積して再利用することによって運転エネルギーの節減を図るようになっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエレベーター装置における駆動装置６の回生電力を蓄積して利用しエネルギーを節減する装置構成を、エレベーターの制御装置１０、電力蓄積装置１１等の制御用機器及び駆動装置６がかご８等の昇降体に設けられたエレベーターに適用する。このようなエレベーター装置においてさらに有用な作用を得ることができる。
【００１７】
この発明は、エレベーターの制御装置、電力蓄積装置等の制御用機器及び駆動装置を昇降体に設けた装置構成に、駆動装置の回生電力を蓄積して利用し運転エネルギーを節減する手段を設けて、昇降路から昇降体への給電手段を簡易化するエレベーター装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベーター装置は、エレベーターの昇降路を昇降する昇降体と、昇降体に設けられ、エレベーターの主索に係合して昇降体を昇降動作させる駆動装置と、昇降体に設けられ、駆動装置による回生電力を蓄電し、力行時放電する電力蓄積装置と、昇降体に設けられ、駆動装置を制御する制御手段と、昇降路及び昇降体間に接続され、制御手段に商用電力を供給する移動ケーブルと、を備え、制御手段は、昇降負荷が作用した昇降体の少なくとも加速又は減速時に、商用電力と電力蓄積装置の電力とによって駆動装置を制御するものである。
【００１９】
また、この発明に係るエレベーター装置は、制御手段は、移動ケーブルを介して供給される商用電力が移動ケーブルの通電容量以下になるように、電力蓄積装置からの放電電力を制御するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図３は、この発明の実施の形態の一例を示す図で、図１は昇降路の横断平面図、図２は図１における昇降路を概念的に示す立面図、図３は図１における昇降体の力行運転時の電力パターンである。図において、１６はエレベーターの昇降路、８は昇降路１６の所定経路を昇降するかごからなる昇降体で、下面の両側にそれぞれ駆動綱車を有する駆動装置１７が設けられている。
【００２１】
９は昇降路１６の他の所定経路を昇降するつり合おもりで、上部に吊り車１８が枢着されている。１９は昇降路１６の頂部に枢着された滑車、７は主索からなる昇降用係合体で、一端が昇降路１６の頂部に連結されて下降して昇降体８の一側の駆動装置１７に巻掛けられ、次いで他側の駆動装置１７に巻掛けられて再度一側の駆動装置１７及び他側の駆動装置１７に巻掛けられて上昇し、滑車１９に巻掛けられて下降してつり合おもり９の吊り車１８に巻掛けられ上昇して、他端は昇降路１６の頂部に連結されている。
【００２２】
１１は電力蓄積装置であり昇降体８の下面中央部に装着されて、二次電池とＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成されて、前述の充放電制御装置１２により制御される充放電制御回路が設けられている。２０はエレベーターの制御手段で昇降体８の下面に電力蓄積装置１１に隣接して装着され、前述のコンバータ２、直流母線３、インバータ４、エレベーターの制御装置１０、速度制御装置５、充放電制御装置１２、回生制御装置１３、回生制御回路１４及び回生抵抗１５が装備されている。２１は移動ケーブルで、一端が昇降路１６の壁に設けられた接続箱に接続され、他端は制御手段２０に接続されている。
【００２３】
上記のように構成されたエレベーター装置において、昇降体８に駆動装置１７、電力蓄積装置１１及び制御手段２０が装備される。そして、前述の図５〜図７に示すエレベーター装置と同様に商用電力１及び電力蓄積装置１１に蓄積された電力によって、電力供給をハイブリット化した制御手段２０によって駆動装置１７が付勢される。これにより、駆動装置１７の駆動綱車が回転して昇降用係合体７を介して昇降体８が昇降し、またつり合おもり９は昇降体８とは反対方向に昇降する。
【００２４】
そして、昇降体８側の重量がつり合おもり９よりも重い場合の下降運転及び昇降体８側の重量がつり合おもり９よりも軽い場合の上昇運転時には、駆動装置１７から回生電力が発生する。このときには、前述の図５〜図７に示すエレベーター装置と同様に回生電力が電力蓄積装置１１に蓄積される。また、昇降体８側の重量がつり合おもり９よりも重い場合の上昇運転及び昇降体８側の重量がつり合おもり９よりも軽い場合の下降運転時には力行運転、すなわち昇降負荷が作用した昇降体８の昇降運転が行われる。
【００２５】
このときには、図３に示すように移動ケーブル２１による商用電力１及び電力蓄積装置１１の両方からの電力によって、前述の図５〜図７に示すエレベーター装置と同様に駆動装置１７が付勢される。このようにして、回生電力を電力蓄積装置１１に蓄積して利用することによって運転エネルギーを節減することができる。
【００２６】
また、昇降負荷が作用した昇降体８の昇降運転における商用電力１の供給量が減少するので、移動ケーブル２１の電線サイズを小さくし、また電線の本数を少なくすることができる。したがって、移動ケーブル２１の設置費用を節減することができる。なお、昇降負荷が作用した昇降体８の昇降運転時において、少なくとも昇降体８の加速時に電力蓄積装置１１の電力を利用することによって運転エネルギーの節減作用、移動ケーブル２１の減少作用を得ることができる。
【００２７】
なお、制御手段２０の速度制御装置５には、インバータ４の供給電力を算出する手段（図示しない）が設けられて、前述の図６におけるステップ１０３、ステップ１０４、ステップ１０５、ステップ１０６による処理において次に述べる制御が行われる。すなわち、商用電力から供給する電力が移動ケーブル２１の通電容量以下になるように、電力蓄積装置１１からの放電電流量が制御される。これによっても、移動ケーブル２１の容量を適切化でき移動ケーブル２１の設置費用を節減することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図４は、この発明の他の実施の形態の一例を示す図で、前述の図２相当図である。なお、図４の他は前述の図１〜図３の実施の形態と同様にエレベーター装置が構成されている。図において、図１〜図３と同符号は相当部分を示し、８はエレベーターのかご、２２はかご８の下面の両側にそれぞれ枢着された滑車、９はつり合おもりからなるエレベーターの昇降体で、吊り車を兼ねた駆動綱車を有する駆動装置２３、電力蓄積装置１１及び制御手段２０が装備されている。
【００２９】
上記のように構成されたエレベーター装置においても、昇降体９に駆動装置１７、電力蓄積装置１１及び制御手段２０が装備される。そして、前述の図１〜図３の実施の形態と同様に駆動装置１７による回生電力を電力蓄積装置１１に蓄積し、また商用電力１及び電力蓄積装置１１に蓄積された電力によって駆動装置１７が付勢される。したがって、詳細な説明を省略するが図４の実施の形態においても図１〜図３の実施の形態と同様な作用が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、エレベーターの昇降路を昇降する昇降体と、昇降体に設けられ、エレベーターの主索に係合して昇降体を昇降動作させる駆動装置と、昇降体に設けられ、駆動装置による回生電力を蓄電し、力行時放電する電力蓄積装置と、昇降体に設けられ、駆動装置を制御する制御手段と、昇降路及び昇降体間に接続され、制御手段に商用電力を供給する移動ケーブルと、を備え、制御手段は、昇降負荷が作用した昇降体の少なくとも加速又は減速時に、商用電力と電力蓄積装置の電力とによって駆動装置を制御するものである。
【００３１】
これによって、昇降負荷が作用しない昇降体の昇降時には駆動装置から発生する回生電力が電力蓄積装置に蓄積される。また、昇降負荷が作用した昇降体の昇降時には商用電力及び電力蓄積装置の両方からの電力によって駆動装置が付勢される。このようにして、回生電力を電力蓄積装置に蓄積して利用するので運転エネルギーを節減する効果がある。また、昇降負荷が作用した昇降体の昇降時に商用電力の供給量が減少するので、移動ケーブルの電線サイズを小さくし、また電線の本数を少なくすることができる。このため、移動ケーブルの設置費用を節減する効果がある。
【００３２】
また、この発明は以上説明したように、制御手段は、移動ケーブルを介して供給される商用電力が移動ケーブルの通電容量以下になるように、電力蓄積装置からの放電電力を制御するものである。
【００３３】
これによって、昇降負荷が作用しない昇降体の昇降時には駆動装置から発生する回生電力が電力蓄積装置に蓄積される。また、昇降負荷が作用した昇降体の昇降時には商用電力及び電力蓄積装置の両方からの電力によって駆動装置が付勢される。このようにして、回生電力を電力蓄積装置に蓄積して利用するので運転エネルギーを節減する効果がある。また、昇降負荷が作用した昇降体の昇降時に商用電力の供給量が減少するので、移動ケーブルの電線サイズを小さくし、また電線の本数を少なくすることができる。さらに、移動ケーブルを介して供給される商用電力が移動ケーブルの通電容量以下になるように、電力蓄積装置からの放電電力が制御される。したがって、移動ケーブルの容量を適切化でき移動ケーブルの設置費用を節減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す図で、昇降路の横断平面図。
【図２】  図１における昇降路を概念的に示す立面図。
【図３】  図１における昇降体の力行運転時の電力パターン。
【図４】  この発明の実施の形態２を示す図で、前述の図２相当図。
【図５】  従来のエレベーター装置を示す図であり、機器の配置を示す構成図。
【図６】  図５の充放電制御装置の放電時における制御を説明するフローチャート。
【図７】  図５の充放電制御装置の充電時における制御を説明するフローチャート。
【符号の説明】
７  昇降用係合体、８  昇降体、９  昇降体、１１  電力蓄積装置、１６  昇降路、１７  駆動装置、２０  制御手段、２１  移動ケーブル、２３  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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【図６】
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【図７】
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