(57)【要約】【課題】昇降用電動機が高負荷と軽負荷の時の充放電すべき電力量が異なるにもかかわらず、スイッチング素子は両者の区別なく常にスイッチング動作を実行しており、スイッチングしている周波数は制御されていないため、スイッチング素子が必要以上に動作されてスイッチング素子の寿命が短くなるという課題があった。【解決手段】昇降用電動機の負荷が所定の閾値より小さいと判断されると充放電装置のスイッチング用の上側ＩＧＢＴ２３と下側ＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を小さくするか、或いはスイッチングを停止する。これによってスイッチング素子の寿命を維持する。【選択図】図１
2013129471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機能を有すると共に乗りかごを昇降させる昇降用回転機を駆動する商用電源と接続された回転機駆動回路と、前記昇降用回転機に電力を供給すると共に前記昇降用回転機で発電された電力を貯蔵する蓄電装置と、前記蓄電装置から前記昇降用回転機に電力を放電すると共に前記昇降用回転機で発電された電力を前記蓄電装置に充電する充放電装置とよりなるエレベータ装置の駆動装置において、
前記充放電装置は、前記充放電装置に設けられたスイッチング素子によるスイッチング動作で充電或いは放電を行なうスイッチング部と、前記乗りかごが所定の運行状態にある時には前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する充放電制御部とを有することを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記所定の運行状態の判断は前記昇降用回転機に供給される電力、或いは前記昇降用回転機から供給される電力、或いは前記乗りかごの積載量に基づいて判断する充放電必要判定手段によって行なわれることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記昇降用回転機に電力が供給される場合に正の電力と定義し、前記昇降用回転機から電力が供給される場合に負の電力と定義した場合、前記充放電必要判定手段は前記昇降用回転機に供給される電力が所定の正の電力閾値より小さい場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する信号を前記充放電装置に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記昇降用回転機に電力が供給される場合に正の電力と定義し、前記昇降用回転機から電力が供給される場合に負の電力と定義した場合、前記充放電必要判定手段は前記電力が所定の正の第１電力閾値より小さく、かつ、所定の負の第２電力閾値より大きい場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する信号を前記充放電装置に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項５】
請求項２に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記エレベータ装置は前記乗りかごと釣り合う釣合錘を有しないエレベータ装置であり、前記充放電必要判定手段は前記乗りかごの積載量が所定の積載閾値より小さい場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する信号を前記充放電装置に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項６】
請求項２に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記エレベータ装置は前記乗りかごと釣り合う釣合錘を有するエレベータ装置であり、前記充放電必要判定手段は前記乗りかごの積載量が所定の第１積載閾値より小さく、かつ、前記第１積載閾値より小さい所定の第２積載閾値より大きい場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する信号を前記充放電装置に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記第１積載閾値は前記乗りかごと前記釣合錘が釣り合っている状態を基準として前記乗りかごの積載量が大きい側の閾値であり、前記第２積載閾値は前記乗りかごと釣合錘が釣り合っている状態を基準として前記乗りかごの積載量が小さい側の閾値であることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項８】
請求項１に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記所定の運行状態の判断は、前記昇降用回転機に供給されるまたは前記昇降用回転機から供給される電力と、前記乗りかごの積載量との両方の信号に基づいて判断する充放電必要判定手段によって行なわれることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項９】
請求項９に記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記充放電必要判定手段は、（１）前記エレベータ装置は前記乗りかごと釣り合う釣合錘を有するエレベータ装置であり、前記乗りかごの積載量が所定の第１積載閾値より小さく、かつ、前記第１積載閾値より小さい所定の第２積載閾値より大きい場合で、かつ（２）前記昇降用回転機に電力が供給される場合に正の電力と定義し、前記昇降用回転機から電力が供給される場合に負の電力と定義した場合、前記電力が所定の負の第２電力閾値より大きい場合を満足する条件で前記スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する信号を前記充放電装置に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかに記載のエレベータ装置の駆動装置において、
前記充放電装置は充放電動作の状態を示す信号を前記乗りかご或いはエレベータホールに設置された表示機に送ることを特徴とするエレベータ装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築物に据え付けられて乗客や荷物を搬送するエレベータ装置に係り、特にエレベータの昇降用回転機に接続された蓄電池やキャパシタ等の蓄電装置への充放電制御を行う充放電装置を備えたエレベータ装置の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置を備えたエレベータ装置においては、一般的に力行運転時（典型的には乗りかごを上昇させる運転状態）に蓄電装置に蓄えられた電力を昇降用回転機に放電して電力を供給し、回生運転時（典型的には乗りかごを下降させる運転状態）に昇降用回転機で発生した電力を蓄電装置に充電するようにしている。このように昇降用回転機は電動機としての機能と、発電機としての機能を併せ備えているものであるが、以下では昇降用電動機として説明する。
【０００３】
そして、エレベータ装置においては乗りかごを昇降させるため乗りかごに連結したロープを昇降用電動機で巻き上げているが、この巻上げ方式にはドラム方式とトラクション方式のやり方がある。
【０００４】
ドラム方式の場合はドラムにロープを巻きつけて昇降用電動機で乗りかごを昇降させるものであり、トラクション方式は乗りかごと釣合錘を用い、この釣り合いを利用して昇降用電動機で乗りかご及び釣合錘を昇降させるものである。
【０００５】
上述した蓄電装置の充放電制御はドラム式の場合を示しており、トラクション方式の場合は上述の充放電制御と少し異なっている。つまり、トラクション方式の場合では、代表的には乗りかごに定格人員を満たす乗客が乗って上昇している場合と、乗りかごに乗客が乗っていなく下降している場合が昇降用電動機の負荷としては大きいものである。
【０００６】
したがって、蓄電装置としては少なくとも定格人員を満たす乗客が乗って上昇している場合と、乗りかごに乗客が乗っていなく下降している場合に昇降用電動機に電力を供給するように放電制御されている。尚、これ以外の運転時にも放電が行なわれる場合があることはいうまでもない。
【０００７】
更に、充電においては蓄電装置の充電状態(ＳＯＣ)や昇降用電動機の発電状態を判断してその都度蓄電装置に充電するようにしている。
【０００８】
このような蓄電装置を備えたエレベータ装置としては、特開２００１−２６１２４６号公報（特許文献１)や特開２００１−１８７６７７号公報（特許文献２）に示されたものが知られている。
【０００９】
そして、特許文献１に記載の技術はエレベータ装置の運転状態に応じて蓄電装置の充放電許可や、放電或いは充電の禁止といった制御のやり方を提案している。
【００１０】
また、特許文献２に記載の技術は電源側と蓄電装置側からの昇降用電動機に向けた電力の割合を調整するため、力行運転時は充放電装置のスイッチング素子をＯＮにした後、所定の電力を供給した後にスイッチング素子をＯＦＦとするという動作を一定間隔（５０マイクロ秒）で繰り返すというスイッチング制御の技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２６１２４６号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の技術においては充放電装置を構成するスイッチング素子は常に一定の周波数でスイッチング動作を実行している。
【００１３】
例えば、特許文献２では、充放電動作の際は充放電回路からの放電電流を計測するために５０マイクロ秒間隔で充放電制御回路のゲートをオンにする動作を行っている。
【００１４】
さらに、昇降用電動機の負荷について考えると、高負荷と軽負荷の時の放電すべき電力量が異なるにもかかわらず、スイッチング素子は両者の区別なく常に一定の周波数でスイッチング動作を実行している。この場合は、スイッチングしている時間を変えるいわゆるデューティ制御で電力制御を行なっている。
【００１５】
また、充放電が行われない状態に関しては、特許文献１では、インバータの入力電圧が電圧指令値通りになると、２つのトランジスタのオン期間とオフ期間とが等しくなるようにスイッチング動作を行うことで、充放電されないようにしている。したがって、充放電を行わない場合でもスイッチング動作が行われることになる。
【００１６】
このように、従来は、軽負荷の場合や充放電を行わない場合であっても、常に一定の周波数でスイッチングを行っており、スイッチングしている周波数は制御されていないため、スイッチング素子が必要以上に動作されてスイッチング素子の寿命が短くなるという課題があった。また、これに付随して充放電装置での電力損失が発生するという課題も副次的に生じていた。
【００１７】
本発明の目的は、昇降用電動機に接続された蓄電装置の充放電の制御を行なう充放電装置のスイッチング素子の寿命を長く保つことができるエレベータ装置の充放電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の特徴は、発電機能を有すると共に乗りかごを昇降させる昇降用回転機を駆動する回転機駆動回路と、昇降用回転機に電力を供給すると共に昇降用回転機で発電された電力を貯蔵する蓄電装置と、蓄電装置から昇降用回転機に電力を放電すると共に昇降用回転機で発電された電力を前記蓄電装置に充電する充放電装置とよりなるエレベータ装置の駆動装置において、充放電装置は、充放電装置に設けられたスイッチング素子によるスイッチング動作で充電或いは放電を行なうスイッチング部と、乗りかごが所定の運行状態にある時にはスイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチング動作を停止する充放電制御部とを有するところにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、昇降用電動機の負荷が所定の閾値より小さいとか、乗りかごの積載量が所定の閾値より少ない等の特定の運行状態において充放電装置のスイッチング用の上側ＩＧＢＴと下側ＩＧＢＴのスイッチング周波数を小さくするか、或いはスイッチング動作を停止するようにしたのでスイッチング素子の寿命を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例になるエレベータ装置に使用される充放電装置の回路構成図である。
【図２】トラクション方式のエレベータ装置の負荷と消費電力の関係を示した特性図である。
【図３】図１に示す実施例の充放電必要判定手段の判定ロジックを示すフローチャート図である。
【図４】図１に示す充放電必要判定手段の判定ロジックを示す説明図である。
【図５】図１に示す実施例の充放電装置の電動機の負荷が大きい場合のスイッチング部の充放電信号を示すチャート図である。
【図６】図１に示す実施例の充放電装置の電動機の負荷が小さい場合のスイッチング部の充放電信号を示すチャート図である。
【図７】図１に示す実施例の充放電装置の電動機の負荷が小さい場合のスイッチング部の充放電信号を示す他のチャート図である。
【図８】本発明の他の実施例になるエレベータ装置に使用される充放電装置の回路構成図である。
【図９】図８に示す充放電必要判定手段の判定ロジックを示す説明図である。
【図１０】本発明の更なる他の実施例になるエレベータ装置に使用される充放電装置の回路構成図である。
【図１１】図１０に示す実施例の充放電必要判定手段の判定ロジックを示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の更なる他の実施例になるエレベータ装置に使用される充放電装置の回路構成図である。
【図１３】本発明の更なる他の実施例になるエレベータ装置に使用される充放電装置の回路構成図である。
【図１４】図１３に示す充放電必要判定手段の判定ロジックを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明するが、本発明においては複数の実施例があり、各実施例で共通の参照番号は同一の構成部品或いは均等の機能を有する構成部品を示している。
【実施例１】
【００２２】
図１に示す実施例は本発明の第１の実施形態を示しており、この実施例ではトラクション方式のエレベータ装置を示している。
【００２３】
図１において、エレベータ装置は基本的には乗りかご１０と、この乗りかご１０と釣り合うような重量を有する釣合錘１１と、この乗りかご１０と釣合錘１１をつるべ式に昇降させる昇降用電動機（昇降用回転機）１２(以下、単に電動機と表現する)より構成されている。
【００２４】
ここで、釣合錘１１は乗りかご１０の定格積載量の半分の重量と乗りかご１０本体の重量とを合算した重量に設定されている。
【００２５】
電動機１２は力行運転及び回生運転が可能な三相誘導電動機が使用されており、電動機１２には交流の商用電源１３からコンバータ１４、母線１５（１５Ａ及び１５Ｂ）、放電スイッチ１６及びインバータ１７を介して電力が供給されるようになっている。尚、母線１５Ａと１５Ｂ間には、コンデンサ１８が接続され、また、放電スイッチ１６と回生運転時の電力を消費する放電抵抗１９が接続されている。放電スイッチ１６はコンデンサ１８の電圧がある値を超えた場合にＯＮにして、放電抵抗１９により電力を消費して、過電圧を保護する機能を有している。
【００２６】
ここで、コンバータ１４は商用電源１３からの交流電力を整流して直流電力に変換する機能を有し、放電スイッチ１６は母線１５の電圧によりＯＮ／ＯＦＦする機能を有し、インバータ１７はコンバータ１４の直流を交流に変換して電動機１２に供給する機能を有しているものである。これらの構成は良く知られた構成であり詳細な説明は省略するが、電動機（回転機）駆動回路２０として参照番号を付している。
【００２７】
上記のような電動機１２の電動機駆動回路２０には以下に述べる蓄電装置２１及び充放電装置２２が接続されている。
【００２８】
充放電装置２２は、電動機駆動回路２０に設けたコンデンサ１８と蓄電装置２１との間で電力の授受を行うスイッチング素子である上側ＩＧＢＴ２３及び下側ＩＧＢＴ２４と、上側ＩＧＢＴ２３と下側ＩＧＢＴ２４との中点に接続されたコイル２５とから構成されるスイッチング部２６と、上側ＩＧＢＴ２３及び下側ＩＧＢＴ２４のスイッチング動作を制御する充放電制御部２７とより構成されている。
【００２９】
スイッチング部２６に設けてあるコイル２５は蓄電装置２１を構成するキャパシタの一端に接続され、キャパシタの他端は下側ＩＧＢＴ２４のエミッタ側に接続されている。
【００３０】
そして、充放電制御部２７には充放電必要判定手段２８によって充放電制御部２７のスイッチング動作を変更する指令が送られるようになっている。この充放電判必要定手
段２８は電動機１２へ送られる電力、或いは電動機１２で発電されて蓄電装置２１に送られる電力を電力検出手段２９によって検出することで電動機１２の負荷の大きさを判断するものである。
【００３１】
以上のような構成において、充放電装置２２の本発明に関係する動作を説明する。図２はトラクション方式における電動機の負荷と消費電力の関係を示しており、図２の横軸は時間、縦軸は消費電力で、高負荷の場合（実線）と軽負荷の場合（破線）の２つのグラフを示している。
【００３２】
トラクション方式の場合では、乗りかごに定格人員を満たす乗客が乗って上昇している場合と、乗りかごに乗客が乗っていなく下降している場合が昇降用電動機の負荷としては高くなり、この結果として電動機１２の消費電力が多くなる。したがって、この状態では充放電装置２２から多くの電力を放電して電動機１２に供給する必要がある。
【００３３】
一方、乗りかごに定格人員の半分程度、或いはこれより多少の増減による人員の場合は、乗りかご１０と釣合錘１１の釣り合い関係から少ない駆動力で乗りかご１０を昇降させることができる状態となるので負荷としては軽くなる。したがって、この状態では充放電装置２２からは放電しないか、放電しても少ない電力で良いことになる。
【００３４】
このような観点から、本実施例では電力検出手段２９によって電動機１２の負荷状態を検出し、この検出結果に基づいて充放電制御部２７でスイッチング部２６のＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４のスイッチング動作を制御するものである。
【００３５】
図３に充放電必要判定手段２８の判定ロジックを示しており、所定の割り込みタイミングでこの判定ロジックは起動されるものである。図３において、ステップＳ５０では電力検出手段２９からの信号から電動機１２の電力Ｐを取得する。
【００３６】
この電力Ｐは、電動機１２における消費電力に相当するものであり、電力Ｐが正の場合はインバータ１７から電動機１２へ電流が流れる力行運転の状態であることを示し、電力Ｐが負の場合は電動機１２からインバータ１７へ電流が流れる回生運転の状態であることを示している（消費電力が負なので電動機１２で発電していることを意味する）。すなわち、本明細書では、電動機１２に電力が供給される場合に正の電力と定義し、電動機１２から電力が供給される場合に負の電力と定義する。
【００３７】
その後、ステップＳ５１及びステップＳ５２で電力Ｐの状態を判断する。この判断は図４にあるような手法によって行なわれる。すなわち、電動機１２に流れる電流は力行運転と回生運転とではその方向が逆転するため、電力Ｐの向きはインバータ１７から電動機１２へ向かう向きを正とすると、電力Ｐが多い場合はインバータ１７から電動機１２へ流れる電力が多いことを示している。
【００３８】
逆に電力Ｐが少ない場合はインバータ１７から電動機１２へ流れる電力が少ない、或いは電動機１２からインバータ１７へ回生されて電力が負の値となっていることを示している。尚、図４でレベル０は電力の向きが逆転するときの反転値であり、この反転値より上側が主に放電状態にあることを示し、下側が主に充電状態であることを示している。
【００３９】
したがって、図４で電力Ｐが正側で正の第１電力閾値Ｐｔ１以上の場合（Ｐ≧Ｐｔ１)は、負荷が大きいと考えて充放電制御部２７によって放電のためのスイッチング動作を行なわせるものである。一方、図４で電力Ｐが負側で負の第２電力閾値Ｐｔ２以下の場合（Ｐ≦Ｐｔ２）は回生状態と考えて充放電制御部２７によって充電のためのスイッチング動作を行なわせるものである。
【００４０】
図３に戻り、ステップＳ５１で電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１以上かどうかを判断する。この判断によって電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１以上であると判断されると、ステップＳ５３に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する（この場合は放電動作を行わせる）。
【００４１】
また、ステップＳ５１で電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１より小さい（Ｐｔ１＞Ｐ）と判断されるとステップＳ５２に進み、このステップＳ５２で電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下である（Ｐ≦Ｐｔ２）かどうかを判断する。この判断によって電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下であると判断されると、ステップＳ５３に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する（この場合は充電動作を行わせる）。
【００４２】
ステップＳ５３では図５にあるように充放電される電力の大きさ（絶対値）により上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを制御する。例えば、多くの電力（絶対値）を充放電させる場合は上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを図５（ａ）のように大きくし、少ない電力（絶対値）を充放電させる場合は上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを図５（ｂ）のように小さくして充放電させるものである。
【００４３】
次いで、ステップＳ５１で正の第１電力閾値Ｐｔ１より小さいと判断され、またステップＳ５２で負の第２電力閾値Ｐｔ２より大きい判断されると、充放電されるべき電力（絶対値）が非常に小さい状態であるため、充放電するエネルギーに対するスイッチング損失の割合が大きくなり、充放電の効率が悪い状態となる。したがって、ステップＳ５４に進んで上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止する。
【００４４】
図６、図７にその状態を示しており、図６は周波数を低くした場合の波形であり、図７はスイッチングを停止した場合の波形である。尚、図６では周波数を低くすると共に、通電時間も短くするように制御されている。図６では、周波数を低くするために、ステップＳ５３で行われる通常の充放電動作でのスイッチングの周期Ｔ１（図５参照）よりもスイッチングの周期Ｔ２を長くしている。
【００４５】
尚、スイッチングを停止する際には、充放電装置２２の全体を停止するのではなく、スイッチング部２６におけるスイッチングを停止する一方で、充放電装置２２の中のそれ以外の回路、例えば充放電制御部２７や図示しない充放電装置２２の電源などの動作状態は維持したままとしている。
【００４６】
このように、電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１と負の第２電力閾値Ｐｔ２との間である場合には充放電制御部２７によってスイッチング部２６のＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を小さくするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４の動作回数を抑制でき、昇降用電動機に接続された蓄電装置の充放電の制御を行なう充放電装置のスイッチング素子の寿命を長く保つことができる、という効果が得られるものである。
【００４７】
また、これに付随して充放電装置での電力損失が発生するという課題に対しても、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので余分な電力損失抑えることが期待できるものである。
【００４８】
尚、例えば蓄電装置２１の充電量が所定以上充電されている場合など、充電の必要性が低い場合、あるいは充電を行う必要がない場合には、ステップＳ５２における負の第２電力閾値Ｐｔ２の判断を省略し、電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１より小さい場合にステップＳ５４に進んで上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしてもよい。
【００４９】
また、実施例１では電力Ｐの一時的な変動に対応するため正の第１閾値Ｐｔ１と負の第２閾値Ｐｔ２にヒステリシスを設けて、制御のハンチングを回避するようにしても良いものである。
【００５０】
また、正の第１閾値Ｐｔ１と負の第２閾値Ｐｔ２は乗りかご１０の力行運転時あるいは回生運転時の少なくとも一方の状態の時の電力や、契約電力やビルエネルギーマネージメントシステム等より得られたエレベータ装置が充放電可能な電力より決めても良いものである。
【実施例２】
【００５１】
次に本発明の第２の実施形態について図８に基づき説明する。実施例１が電動機１２の負荷を電動機１２の電力で検出するのに対し、実施例２では乗りかご１０の積載量Ｗによってスイッチング部２６のスイッチング周波数を制御する点で異なっている。
【００５２】
図８において、充放電必要判定手段２８は乗りかご１０の重さ検出手段３０より取得した積載量Ｗにより図９に示すような判断を行なって充放電を制御する。ここで、図９にあるハーフロードとはトラクション方式での乗りかご１０と釣合錘１１が釣りあう状態をさし、例えば、乗りかご１０の定格積載量の半分の重量と乗りかご１０本体の重量とを合算した重量に設定した釣合錘１１と、定格積載量の半分の重量の乗客を積載した乗りかご１０とが釣り合っている状態をさしている。
【００５３】
また、重さ検出手段３０は積載量に対して比例的な出力が得られるものが使用されている。更に、重さ検出手段３０による積載量の測定時期は運行中に亘って測定しても良いが、乗りかご１０の扉が閉まって乗りかご１０が動き出す前に積載量を測定しても良いものである。
【００５４】
充放電必要判定手段２８の判断ロジックは図３に示したものと同様であり、電力Ｐが積載量Ｗに置き換えられ、第１電力閾値Ｐｔ１が第１積載閾値Ｗｔ１に置き換えられ、第２電力閾値Ｐｔ２が第２積載閾値Ｗｔ２に置き換えられたものである。尚、実施例１の場合と異なり、第１積載閾値Ｗｔ１と第２積載閾値Ｗｔ２とは共に正の値である。すなわち、第１積載閾値Ｗｔ１＞第２積載閾値Ｗｔ２＞０となっている。
【００５５】
したがって、実施例１と同様に、ステップＳ５１で積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１以上であるかどうかが判断され、この判断によって積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１以上であると判断されると、ステップＳ５３に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する（この場合は上昇であれば力行運転になるので放電動作となり、下降であれば回生運転になるので充電動作となる）。
【００５６】
また、ステップＳ５１で積載量Ｗが第１積載閾値Ｐｔ１以下であると判断されるとステップＳ５２に進み、このステップＳ５２で積載量Ｗが第２積載閾値Ｗｔ２以下であるかどうかを判断する。この判断によって積載量Ｗが第２積載閾値Ｗｔ２以下であると判断されると、ステップＳ５３に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する（この場合は下降であれば力行運転になるので放電動作となり、上昇であれば回生運転になるので充電動作となる）。
【００５７】
ステップＳ５３では図５にあるように充放電される電力の大きさ（絶対値）（積載量Ｗとハーフロードにおける積載量との差の絶対値に比例）により上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを制御する。例えば、多くの電力（絶対値）を充放電させる場合は上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを図５（ａ）のように大きくし、少ない電力（絶対値）を充放電させる場合は上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦデューティを図５（ｂ）のように小さくして充放電させるものである。
【００５８】
次いで、ステップＳ５１で積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１より小さいと判断され、またステップＳ５２で第２積載閾値Ｗｔ２より大きいと判断されると、充放電されるべき電力（絶対値）が非常に小さい状態であるため、充放電するエネルギーに対するスイッチング損失の割合が大きくなり、充放電の効率が悪い状態となる。したがって、ステップＳ５４に進んで図６に示すように上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いは図７に示すようにスイッチングを停止する。
【００５９】
このように制御することによって、積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１と第２積載閾値Ｗｔ２との間である場合には充放電制御部２７によってスイッチング部２６のＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４の動作回数を抑制でき、昇降用電動機に接続された蓄電装置の充放電の制御を行なう充放電装置のスイッチング素子の寿命を長く保つことができる、という効果が得られるものである。
【００６０】
また、これに付随して充放電装置での電力損失が発生するという課題に対しても、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を小さくするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので余分な電力損失抑えることが期待できるものである。
【００６１】
ここで、積載量Ｗの一時的な変動に対応するため第１積載閾値Ｗｔ１と第２積載閾値Ｗｔ２にヒステリシスを設けて、制御のハンチングを回避するようにしても良いものである。
【００６２】
また、実施例１と同様に第１積載閾値Ｗｔ１と第２積載閾値Ｗｔ２は乗りかご１０の力行運転時あるいは回生運転時の少なくとも一方の状態の時の電力や、契約電力やビルエネルギーマネージメントシステム等より得られたエレベータ装置が充放電可能な電力より決めても良いものである。
【００６３】
また、実施例１のように新たに電力検出手段２９を設けずに、乗りかご１０に設けてある既存の積載量センサを重さ検出手段３０に使用することができるので、既存のエレベータ装置の大幅な改修が省略できる効果が期待できる。
【実施例３】
【００６４】
次に本発明の第３の実施形態について図１０に基づき説明するが、この実施例は実施例１と実施例２とを組み合わせた実施例となっている。したがって、具体的な構成としては、充放電必要判定手段２８に入力されるのは電力検出手段２９によって検出された電力Ｐと、重さ検出手段３０によって検出された積載量Ｗである。そして、その判断ロジックは図１１に示した通りである。
【００６５】
図１１において、この判断ロジックは所定の割り込みタイミングで起動されるものであり、ステップＳ５５では電力検出手段２９の電力信号から電動機１２の電力Ｐを取得し、また重さ検出手段３０によって乗りかご１０の積載量Ｗを取得する。
【００６６】
その後、ステップＳ５６及びステップＳ５７で積載量Ｗの状態を判断する。この判断は図９にあるような手法によって行なわれる。したがって、図９で積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１以上である場合（Ｗ≧Ｗｔ１)は、積載量が多いと判断し、積載量Ｗが第２積載閾値Ｗｔ２以下である場合（Ｗ≦Ｗｔ２)は、積載量が少ない判断する。ステップＳ５６及びステップＳ５７の判断で両方とも“Ｙｅｓ”と判断される場合は図９の通常の充放電の領域を示している。そして、両方とも“Ｎｏ”と判断される場合は図９のハッチングを施した領域（スイッチング周波数を低くするか停止させる領域）である。
【００６７】
ここまでは実施例２と同様の判断であるが、本第３の実施形態によればこのような状態を基本に、更に電動機１２に流れ込む、或いは蓄電装置２１に流れ込む電力の割合によって更に精度良くスイッチング部２６のスイッチングを制御しようとするものである。
【００６８】
ステップＳ５６及びステップＳ５７の判断で両方とも“Ｎｏ”と判断されるとステップＳ５８に進み、電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下であるかどうかを判断する。この場合、負の第２電力閾値Ｐｔ２より大きいと判断されるとステップＳ５９に進んで上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止する。
【００６９】
一方、ステップＳ５８で電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下であるかと判断されるとステップＳ６２に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する。この場合の制御は実施例１と同様である。
【００７０】
更に、ステップＳ５６及びステップＳ５７で両方とも“Ｙｅｓ”と判断されると、ステップＳ６０で電力Ｐが正の第１電力閾値Ｐｔ１以上であるか判断され、ステップＳ６１で電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下であるかどうかが判断される。
【００７１】
ステップＳ６０及びステップＳ６１の判断で両方とも“Ｙｅｓ”と判断される場合は図４の通常の充放電の領域を示している。そして、両方とも“Ｎｏ”と判断される場合は図４のハッチングを施した領域（スイッチング周波数を低くするか停止させる領域）である。
【００７２】
したがって、ステップＳ６０及びステップＳ６１の判断で両方とも“Ｙｅｓ”と判断される場合はステップＳ６２に進み、負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する。この場合の制御も実施例１と同様である。
【００７３】
更に、ステップＳ６０及びステップＳ６１の判断で両方とも“Ｎｏ”と判断されるとステップＳ５９に進み、上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止する。
【００７４】
ここで、正の第１電力閾値Ｐｔ１、負の第２電力閾値Ｐｔ２、第１積載閾値Ｗｔ１及び第２積載閾値Ｗｔ２の夫々の値はエレベータ装置のその設計仕様等によって適切な値に選ばれて設定されるべきものである。
【００７５】
このように、スイッチング部２６のスイッチング周波数を制御することにより、第１の実施形態及び第２の実施形態にあるような、スイッチング部２６のＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４の動作回数を抑制でき、昇降用電動機に接続された蓄電装置の充放電の制御を行なう充放電装置のスイッチング素子の寿命を長く保つことができる、という効果が得られるものである。
【００７６】
また、これに付随して充放電装置での電力損失が発生するという課題に対しても、ＩＧＢＴ２３とＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を小さくするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので余分な電力損失抑えることが期待できるものである。
【００７７】
また、乗りかご１０に設けてある既存の積載量センサを重さ検出手段３０に使用することができるので、既存のエレベータ装置の大幅な改修が省略できる効果が期待できるものである。
【００７８】
更に、ステップＳ５８においては電力Ｐが負の第２電力閾値Ｐｔ２以下であると判断されると、本来であればステップＳ５９に進んでスイッチング周波数を低く、或いは停止する制御に移行するが、ステップＳ６２に進んで負荷に応じた充放電制御を行なうようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する。このため、積載量Ｗが通常の充放電範囲から外れても、このステップＳ５８によって回生運転時の時の電力を蓄電装置２１に充電させることができようになって省エネルギー化を向上できるものである。
【００７９】
尚、ステップＳ５８による効果が不要であれば省略しても良い。その場合でも、実施例１と実施例２の効果は得ることができる。
【実施例４】
【００８０】
次に本発明の第４の実施形態について図１２に基づき説明する。この実施例は実施例３をもとに説明しているが、実施例１或いは実施例２においても同様に適用できるものである。
【００８１】
図１２において、充放電必要判定手段２８は表示装置３１にエレベータ装置が運行中或いは停止中なのか、蓄電装置２１から放電或いは充電しているのか、または停止しているのかを表示する信号を送るように構成されている。これによって、乗客等に省エネルギー効果を視覚的に提示できると共に、エレベータ装置の運行管理者に充放電装置２２の動作状態を知らせることができる、という効果が期待できる。
【００８２】
更に、母線１５Ａと上側ＩＧＢＴ２３との間に切り換えスイッチ３２を設けており、充放電装置２２による充放電を停止する際に切り換えスイッチ３２をＯＦＦにすることで、上側ＩＧＢＴ２３に負担が掛かるのを抑制することができる。
【実施例５】
【００８３】
次に本発明の第５の実施形態について図１３及び図１４に基づき説明するが、この実施例はトラクション方式ではなくドラム方式の場合を示している。したがって、乗りかご１０には釣合錘１１が連結されていなく、電動機１２は乗りかご１０を直接昇降させるものである。尚、この場合は第２実施例と同様に乗りかご１０の積載量Ｗを検出する重さ検出手段３０の信号が充放電必要判定手段２８に入力されるようになっている。
【００８４】
そして、充放電必要判定手段２８は、重さ検出手段部３０より取得した積載量Ｗにより、図１４に示すような充放電制御を実行する。
【００８５】
ここで、充放電必要判定手段２８の判断ロジックは基本的には図３に示した第２電力閾値Ｐｔ２(＝第２積載閾値Ｗｔ２)に関する判定ステップＳ５２を無くしたものである。
【００８６】
したがって、積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１より大きいと判断されると通常の充放電の領域となり、負荷に応じた充放電制御が行われるようにＩＧＢＴ２３及びＩＧＢＴ２４をスイッチングさせるように動作する。
【００８７】
一方、積載量Ｗが第１積載閾値Ｗｔ１より小さいと判断されると上側のＩＧＢＴ２３と下側のＩＧＢＴ２４のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するものである。
【００８８】
以上、説明したように本発明によれば、所定の運転状態において充放電装置のスイッチング部のスイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので、スイッチング素子の動作回数を抑制でき、昇降用電動機に接続された蓄電装置の充放電の制御を行なう充放電装置のスイッチング素子の寿命を長く保つことができる、という効果が得られるものである。
【００８９】
また、スイッチング素子のスイッチング周波数を低くするか、或いはスイッチングを停止するようにしたので余分な電力損失抑えることが期待できるものである。
【符号の説明】
【００９０】
１０…乗りかご、１１…釣合錘、１２…昇降用電動機、１３…商用電源、１４…コンバータ、１５Ａ，１５Ｂ…母線、1６…放電スイッチ、１７…インバータ、１８…コンデンサ、１９…放電抵抗、２０…電動機駆動回路、２１…蓄電装置、２２…充放電装置、２３，２４…ＩＧＢＴ，２５…コイル、２６…スイッチング部、２７…充放電制御部、２８…充放電必要判定手段、２９…電力検出手段、３０…重さ検出手段、３１…表示部、３２…切り換えスイッチ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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