(57)【要約】【課題】据え付け完了後の仕様変更に対して必要最低限の費用で対応可能にしたエレベータの非常時運転装置を得る。【解決手段】商用電源１から給電されるインバータ５と、インバータ５を制御する制御装置９と、インバータ５により駆動されてエレベータかごを運転するモータ６と、非常時にインバータ５および制御装置９に給電するためのバッテリ装置１０、３０とを設けた。非常時に、商用電源１を切り離して、バッテリ装置からの給電により制御装置９およびインバータ５駆動し、モータ６によるエレベータかごの救出運転を行うために、制御装置９は、モータの過大負荷運転時を判定してバッテリ装置を切り替えるための判定手段を含み、バッテリ装置は、過大負荷運転時に、インバータ５に対する供給電力を上昇させる。【選択図】        図１
2005015067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から給電されるインバータと、
前記インバータを制御する制御装置と、
前記インバータにより駆動されてエレベータかごを運転するモータと、
非常時に前記インバータおよび前記制御装置に給電するためのバッテリ装置とを備え、
前記非常時に、前記商用電源を切り離して、前記バッテリ装置からの給電により前記制御装置および前記インバータを駆動し、前記モータによる前記エレベータかごの救出運転を行うエレベータの非常時運転装置において、
前記制御装置は、前記モータの過大負荷運転時を判定して前記バッテリ装置を切り替えるための判定手段を含み、
前記バッテリ装置は、前記過大負荷運転時に、前記インバータに対する供給電力を上昇させることを特徴とするエレベータの非常時運転装置。
【請求項２】
前記バッテリ装置は、
前記非常時での電源となる第１のバッテリと、
前記第１のバッテリよりも電圧値が高い第２のバッテリと、
前記非常時での過大負荷運転時に、前記インバータに対する電源として、前記第１のバッテリから前記第２のバッテリに切り替えるためのバッテリ切り替え手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項３】
前記バッテリ装置は、
前記非常時での電源となる第１および第２のバッテリと、
前記インバータに対する前記第１および第２のバッテリの接続関係を切り替えるバッテリ切り替え手段とを含み、
前記バッテリ切り替え手段は、
前記非常時での前記インバータに対する電源として、前記第１のバッテリからの直流電圧を供給し、
前記過大負荷運転時での前記インバータに対する電源として、前記第１および第２のバッテリからの直列電圧を供給することを特徴とする請求項１に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項４】
前記第１および第２のバッテリの電圧値は、同一に設定されたこと特徴とする請求項３に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項５】
前記第１および第２のバッテリを個別に充電するための第１および第２の充電装置を備えたこと特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項６】
前記第１および第２のバッテリを充電するための単一の充電装置を備えたこと特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項７】
前記非常時は、前記商用電源の停電時であり、
前記過大負荷運転時は、前記エレベータかごの無負荷でのダウン運転時、または、前記エレベータかごの満員状態でのアッブ運転時であること特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項８】
前記非常時は、前記商用電源の停電時であり、
前記過大負荷運転時は、前記エレベータかごの指定階への帰着運転時であること特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエレベータの非常時運転装置。
【請求項９】
前記非常時は、地震発生時であり、
前記過大負荷運転時は、前記エレベータかごのカウンタ錘の位置から離脱する方向への運転時であること特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエレベータの非常時運転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非常時でのエレベータかごの運転を可能にしたエレベータの非常時運転装置に関し、特にコストアップを招くことなく運転仕様の変更に対応可能にしたエレベータの非常時運転装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータの非常時運転装置は、商用電源からの三相交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、コンバータからの直流電圧を可変電圧可変周波数の三相交流電圧に変換するインバータと、インバータからの三相交流電圧により駆動されるエレベータ運転用のモータと、インバータ内のトランジスタおよび回生電力消費用のスイッチング素子を制御する制御回路と、制御回路に電源供給するＡＣ／ＤＣ変換器と、商用電源の停電時に運転するためのバッテリと、バッテリを充電する充電装置と、充電装置の電源と、バッテリからの直流電圧を制御装置への印加電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器とを備えている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
以上の構成において、商用電源が正常な場合には、インバータは、制御装置の出力に応じた周波数および電圧を出力して、モータの回転数およびトルクを制御する。
また、モータから電力が回生された場合には、制御装置は、電力回生状態を検出して、回生電力消費用のスイッチング素子を導通させることにより、スイッチング素子に直列接続された抵抗器を介して回生電力を消費させる。
【０００４】
一方、商用電源に停電が発生した場合には、インバータの直流側に停電時運転用のバッテリ電圧が印加されるとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器の直流側に、コンバータを介したバッテリ電圧が印加される。この結果、ＤＣ／ＤＣ変換器に直流電圧が印加され、ＡＣ／ＤＣ変換器の２次側に、ＤＣ／ＤＣ変換器からの直流電圧が印加されて、制御装置への給電が行われる。
したがって、制御装置は、商用電源の正常時と同様に、インバータおよび回生電力消費用のスイッチング素子を制御し、モータのトルクおよび回転数を制御することができる。
【０００５】
ところで、停電時においては、エレベータかごの負荷状態に応じて、モータ駆動力が少ない方向の運転状態（無負荷でのアップ運転、または満員状態でのダウン運転）で最寄り階に乗客を救出するようになっている。したがって、救出運転時のモータへの供給電力は小さいことから、停電時でのモータ駆動用のバッテリは、一般に小さい容量に設定されている。
【０００６】
しかしながら、エレベータ装置の据え付け完了後に、たとえば客先事情により、停電発生時に最寄り階ではなく指定階への救出運伝を行う場合や、地震発生時の非常運転時にカウンタ錘の位置から離脱する方向に運転要求が生成される場合などにおいては、要求されるモータ駆動容量が大きくなる。
また、この場合、救出運転時間が長くなる可能性があり、バッテリ容量を大きく設定する必要があるうえ、停電時に対応可能な着床装置に取り替えることや、大掛かりな改造を行うことが必要となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−１９８９９４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエレベータの非常時運転装置は以上のように、停電時などの非常時での運転として軽負荷方向への運転を基本的に考慮しており、バッテリの容量および個数が少なく設定されているので、たとえば据え付け後の仕様変更などで指定階に着床させる必要が生じた場合には、装置の取り替え作業によりバッテリの容量および個数を増やす必要があり、仕様変更に対応するための改造に多大な費用を要するという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、据え付け完了後の仕様変更（たとえば、指定階帰着などの客先要求）に対して、必要最低限の費用で対応可能にしたエレベータの非常時運転装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベータの非常時運転装置は、商用電源から給電されるインバータと、インバータを制御する制御装置と、インバータにより駆動されてエレベータかごを運転するモータと、非常時にインバータおよび制御装置に給電するためのバッテリ装置とを備え、非常時に、商用電源を切り離して、バッテリ装置からの給電により制御装置およびインバータ駆動し、モータによるエレベータかごの救出運転を行うエレベータの非常時運転装置において、制御装置は、モータの過大負荷運転時を判定してバッテリ装置を切り替えるための判定手段を含み、バッテリ装置は、過大負荷運転時に、インバータに対する供給電力を上昇させるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を概略的に示す回路ブロック構成図である。
図１において、エレベータの非常時運転装置は、三相交流の商用電源１と、エレベータ走行時に励磁されて投入されるコンタクタの常開接点２と、商用電源１からの三相交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ３と、コンバータ３から出力される直流電圧を平滑化するコンデンサ４と、直流電圧を可変電圧可変周波数の三相交流電圧に変換するインバータ５と、エレベータ駆動用のモータ６と、モータ６からの回生電力を消費するためにインバータ５の直流端子側に挿入された抵抗器７およびスイッチング素子８からなる直列回路と、インバータ５内のトランジスタおよび回生電力消費用のスイッチング素子８を制御する制御装置９と、コンバータ３の入力端子に接続された停電時運転用のバッテリ１０と、バッテリ１０とコンバータ３の１次側との間に介在されて停電時に励磁されるコンタクタの常開接点１１とを備えている。
【００１２】
また、図１のエレベータの非常時運転装置は、商用電源１からの三相交流電圧を直流電圧に変換して制御回路９に給電するＡＣ／ＤＣ変換器１７と、商用電源１とＡＣ／ＤＣ変換器１７との間に介在された常閉接点１８と、バッテリ１０からの直流電圧を制御装置９への給電電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器１９と、ＤＣ／ＤＣ変換器１９と制御装置９との間に介在された常開接点２０と、バッテリ１０を充電するための充電装置２１と、充電装置２１の電源２２と、追加装置を構成するバッテリ３０と、バッテリ３０とコンバータ３との間に介在されてモータ６の駆動時に励磁されるコンタクタの常開接点３１と、バッテリ３０を充電するための充電装置３２とを備えている。
【００１３】
停電時に励磁されるリレーに関連した常閉接点１８および常開接点２０は、それぞれ、ＡＣ／ＤＣ変換器１７の前段およびＤＣ／ＤＣ変換器１９の後段に挿入接続されている。
停電時にモータ６を駆動するためのバッテリ３０、モータ６の駆動時に励磁されるコンタクタの常開接点３１、および、バッテリ３０を充電する充電装置３２は、この発明による追加装置を構成している。
【００１４】
なお、制御装置９は、エレベータかごの負荷センサからの荷重情報などを含む各種センサ情報を取り込み、モータ６の負荷状態（過大負荷運転時）を判定している。
また、商用電源１の停電時（非常時）において動作するバッテリ装置の切り替え手段（各コンタクタの接点）は、制御装置９からの制御信号により切り替えられるようになっている。
【００１５】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、商用電源１が正常な場合でのエレベータかごの走行時において、常開接点２は、コンタクタの励磁によって投入される。
このとき、図示されたように、常開接点１１、２０は開放されており、また、常閉接点１８は閉成されている。
したがって、インバータ５は、制御装置９からの制御出力に応じた周波数および電圧の三相交流電圧を出力し、モータ６の回転数およびトルクを制御する。
また、制御装置９は、モータ６からの回生電力を検出すると、スイッチング素子８を導通させて、抵抗器７で回生電力を消費させる。
【００１６】
一方、商用電源１に停電が発生すると、コンタクタの常開接点２は投入不可となり、図示されたように開放状態となる。
このとき、停電時に励磁されるリレーにより、常閉接点１８は開放され、常開接点２０は閉成される。
また、常開接点１１は、たとえばバッテリ１０の電力により閉成し、これにより、インバータ５の１次（直流）側には、コンバータ３を介して、バッテリ１０の出力電圧が印加される。また、ＡＣ／ＤＣ変換器１７の２次（直流）側には、コンバータ１９を介して、バッテリ１０の出力電圧が印加される。
【００１７】
すなわち、停電の発生とともに、常閉接点１８がＯＦＦ、常開接点２０がＯＮされているので、制御装置９には、ＤＣ／ＤＣ変換器１９からの直流電圧が供給される。
したがって、商用電源１の停電時においても、制御装置９は、商用電源１が正常な場合と同様に、インバータ５や回生電力消費用のスイッチング素子８を制御して、モータ６のトルクや回転数を制御することができる。
【００１８】
また、商用電源１の停電時などの非常時において、無負荷（かご乗客無し）でのダウン運転や、満員状態でのアップ運転などの過大負荷運転時、または、救出運転が最寄り階でなく長い連続運転を必要とする場合などの、モータ６の多大な駆動容量を必要とするときには、常開接点１１を投入させずに、常開接点３１を投入接続し、追加装置のバッテリ３０でモータ６を駆動する。
なお、このとき、制御装置９の電源となるＤＣ／ＤＣ変換器１９は、バッテリ１０からの給電により、定電圧出力の制御を行う。
【００１９】
過大負荷運転時において、コンバータ３の入力電圧を高く設定すると、コンバータ３の出力電圧すなわち平滑コンデンサ４の電圧が高くなり、この結果、インバータ５の出力電圧を高くすることができ、モータ６の回転速度を上昇させることができる。
一方、最寄り階に低速で運転する場合には、常開接点１１が閉成されて、常閉接点３１が開放され、コンバータ３の通常出力電圧よりも低電圧のバッテリ１０の電圧が印加される。
【００２０】
このように、追加装置３０〜３２を付加することにより、過大負荷運転時（無負荷でのダウン運転または満員状態でのアップ運転）において、常開接点１１の閉成が阻止され、常開接点３１が閉成されるので、制御装置９は、商用電源１が正常な場合と同様に、インバータ５や回生電力消費用のスイッチング素子８を制御して、モータ６のトルクや回転数を制御することができる。
このとき、追加装置のバッテリ３０は、バッテリ１０よりも高い電圧値をモータに供給することができるので、過大負荷運転時であっても、確実に指定階に乗客を救出することができる。
したがって、エレベータ据え付け後の仕様変更により、指定階帰着の使用に対して、追加装置のバッテリ３０および充電装置３２を組み込み付加することのみで、指定階帰着運転に対して容易に対応することができる。
また、モータ駆動用の追加装置を既存の停電時運転装置を変更することなく追加可能としたので、大掛かりな改造を行うことなく、短時間で簡単に指定階帰着などの停電時運転の客先仕様に対応することができる。
【００２１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１参照）では、停電時の過大負荷運転時において、コンバータ３の電源として、通常の停電時運転用のバッテリ１０から大容量且つ高電圧のバッテリ３０に切り替えたが、バッテリ１０と追加装置のバッテリ３０とを直列接続して給電してもよい。
図２は過大負荷運転時にバッテリ１０および３０を直列接続したこの発明の実施の形態２を示す回路ブロック構成図であり、図１と異なる追加装置部分（追加装置内のバッテリ３０と、既存の停電時運転用のバッテリ１０との要部構成）のみを示している。
【００２２】
図２において、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または、符号の後に「ａ」を付して詳述を省略する。
この場合、追加装置のバッテリ３０のグランド端子は、切り替え接点３１ａを介して、共通グランドラインおよび常開接点１１に接続され、追加装置のバッテリ３０の陽極端子は、切り替え接点３１ａを介してバッテリ１０のグランド端子に接続されている。
【００２３】
切り替え接点３１ａは、商用電源１の停電時において、過大負荷運転時でない場合には、図示されたように、バッテリ１０を選択して、常開接点１１に接続している。
一方、停電時の過大負荷運転時においては、切り替え接点３１ａが励磁されて図示された状態から切り替わるので、バッテリ１０および３０は、切り替え接点３１ａを介して直列接続され、昇圧された直列電圧をコンバータ３に給電する。
このとき、制御装置９の電源となるＤＣ／ＤＣ変換器１９の入力電圧も上昇するが、制御装置９の電源電圧を昇圧する必要はないので、バッテリ１０のみによる定電圧制御を行うように構成してもよい。
【００２４】
このように、標準のバッテリ１０とは別に、追加装置のバッテリ３０および充電装置３２と、過大負荷運転時に励磁されて直列電圧をコンバータ３の１次側に印加するための切り替え接点３１ａとを設け、非常用直流電源となる通常のバッテリ１０と追加装置内のバッテリ３０とを、救出運転時に直列接続することにより、停電時運転の客先仕様に対応した救出運転（無負荷でのダウン運転、または満員状態でのアッブ運転）を容易に実現することができる。
すなわち、切り替え接点３１ａおよび常開接点１１を介してバッテリ１０および３０の直列電圧をコンバータ３の１次側に印加することにより、バッテリ１０よりも高い電圧をモータに供給することができ、確実に指定階に乗客を救出することができる。
【００２５】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１参照）では、大容量且つ高電圧のバッテリ３０を充電するために、既存の充電装置２１とは別の充電装置３２を設けたが、単一の充電装置で共用してもよい。
図３は単一の充電装置３２ｂを用いたこの発明の実施の形態３を概略的に示す回路ブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または、符号の後に「ｂ」または「ｃ」を付して、詳述を省略する。
【００２６】
この場合、充電装置３２ｂは、電源２２ｂにより給電されており、２系統のバッテリ１０、３０の両方を充電する。
常開接点１１ｂは、前述と同様に、商用電源１の停電時に閉成される。
充電装置３２ｂとバッテリ３０との間には、商用電源１の停電時に励磁されるリレーの常閉接点１８ｂが挿入されている。
常開接点３１ｂおよびバッテリ１０と常開接点１１ｂとの間には、切り替え接点３１ｃが挿入されている。切り替え接点３１ｃは、通常は、図示されたようにバッテリ１０側に接続されており、過大負荷運転時には、常開接点３１ｂ（バッテリ３０）側に接続される。
【００２７】
図３において、商用電源１に停電が発生すると、常開接点２とともに、常閉接点１８および１８ｂが開放（ＯＦＦ）され、且つ、常開接点１１ｂおよび２０が閉成（ＯＮ）される。
このとき、通常の停電時駆動用のバッテリ１０からの直流電圧は、切り替え接点３１ｃおよび常開接点１１ｂを介してコンバータ３に入力される。
【００２８】
一方、過大負荷運転時においては、常開接点３１ｂが閉成されるとともに、切り替え接点３１ｃが図示された状態から切り替えられる。
したがって、バッテリ３０からの直流電圧（バッテリ１０の直流電圧よりも高い）が、常開接点３１ｂ、切り替え接点３１ｃおよび常開接点１１を介してコンバータ３に入力される。
このように、単一の充電装置３２ｂを用いて、前述と同等の作用効果を奏することができる。
【００２９】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、過大負荷運転時のコンバータ３の電源として、大容量且つ高電圧のバッテリ３０に切り替えたが、前述の実施の形態２と同様に、バッテリ１０および３０の直列電圧を供給してもよい。
すなわち、停電時においては、常閉接点１８ｂ（図３参照）が開放（ＯＦＦ）されており、追加装置のバッテリ３０が充電装置３２ｂから切り離されているので、バッテリ３０をバッテリ１０に直列接続することができる。
また、この場合、バッテリ３０の電圧値をバッテリ１０の電圧値と同一（低電圧値）に設定することができるので、バッテリ１０および３０に共用の充電装置３２ｂをさらに小形且つ安価に構成することができる。
さらに、上記各実施の形態では、停電時の救出運転について説明したが、地震発生時でのカウンタ錘からの離脱運転時にも適用することができ、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、商用電源から給電されるインバータと、インバータを制御する制御装置と、インバータにより駆動されてエレベータかごを運転するモータと、非常時にインバータおよび制御装置に給電するためのバッテリ装置とを備え、非常時に、商用電源を切り離して、バッテリ装置からの給電により制御装置およびインバータを駆動し、モータによるエレベータかごの救出運転を行うエレベータの非常時運転装置において、制御装置は、モータの過大負荷運転時を判定してバッテリ装置を切り替えるための判定手段を含み、バッテリ装置は、過大負荷運転時に、インバータに対する供給電力を上昇させるようにしたので、据え付け完了後の仕様変更に対して、必要最低限の費用で対応可能にしたエレベータの非常時運転装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を概略的に示す回路ブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による要部を示す回路ブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３を概略的に示す回路ブロック構成図である。
【符号の説明】
１  商用電源、３  コンバータ、５  インバータ、６  モータ、９  制御装置、１０、３０  バッテリ、１１、１１ｂ、２０、３１、３１ｂ  常開接点、１７ＡＣ／ＤＣ変換器、１８、１８ｂ  常閉接点、２１、３２、３２ｂ  充電装置、３１ａ、３１ｃ  切り替え接点。
【図１】
2005015067.tif 000003
【図２】
2005015067.tif 000004
【図３】
2005015067.tif 000005