(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、
上記コンバータからの直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して電動機を駆動しエレベータを運転するインバータと、
上記コンバータと上記インバータとの間の直流母線間に設けられて、エレベータの回生運転時に直流母線からの直流電力を蓄積し、力行運転時に蓄積された直流電力を直流母線に供給する電力蓄積装置と、
上記直流母線に対する上記電力蓄積装置の充放電を制御する充放電制御装置と、
停電を検出する停電検出手段と、
上記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
上記インバータの出力電圧を検出する電圧検出手段と、
上記エレベータのかごに設置されてかご負荷を計測するかご負荷計測手段と、
上記エレベータの運行速度を検出する速度検出手段と、
エレベータの速度指令と上記速度検出手段による検出値に基づいて速度制御すべく上記インバータを制御する速度制御手段と
を備え、
上記速度制御手段は、速度とかご負荷に応じた現速度で一定速走行時の必要電力が設定されたテーブルを備え、上記停電検出手段による停電検出時に、上記電流検出手段の検出電流値と上記電圧検出手段の検出電圧値とに基づいてインバータの出力電力を算出し、上記かご負荷計測手段により計測されたかご負荷計測値と上記速度検出手段による検出速度とに基づいて上記テーブルから上記必要電力を求め、算出されたインバータの出力電力が上記電力蓄積装置の放電可能電力を超えていなければ、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度とし、上記出力電力が上記放電可能電力を超えていれば、上記必要電力と上記放電可能電力とを比較して、上記必要電力が上記放電可能電力を超えていれば、指令速度として前回の指令速度に対し減速設定値を減算した新たな速度指令を求め、上記必要電力が上記放電可能電力を超えていなければ、指令速度として標準速度パターンに従った指令速度または前回の指令速度のうちいずれか小さい値を有する指令速度を求め、放電可能電力の範囲内で速度制御することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記速度制御手段には、上記電力蓄積装置の放電可能電力として固定値が設定されていることを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記電力蓄積装置の温度、充放電電流、充放電電圧の少なくとも１つを計測する充放電状態計測手段をさらに備え、
上記速度制御手段は、放電電流と放電電圧に対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの放電電流と放電電圧の計測値に基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエレベータの制御装置において、
上記速度制御手段は、温度に対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの温度の計測値に基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のエレベータの制御装置において、
上記速度制御手段は、上記電力蓄積装置のＦＵＬＬ充電状態を基準とし、充放電電流と充放電電圧の積を容量で正規化し、累積した値である充電度合いに対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの放電電流と放電電圧の計測値に基づいて得られる充電度合いに基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記速度制御手段は、負荷状態に応じた速度パターンが設定されたテーブルを備え、上記かご負荷計測手段により計測されたかご負荷計測値に基づいて上記テーブルから速度パターンを求め、求められた速度パターンに従う速度指令を生成することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記停電検出手段は、上記交流電源の停電を検出することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記停電検出手段は、上記直流母線の検出電圧に基づいて停電を検出することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
上記速度制御手段は、インバータの出力電力より放電可能電力が大きいときは、エレベータが加速中であれば、加速を継続することを特徴とするエレベータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２次電池を応用した省エネルギー形のエレベータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の２次電池を応用してエレベータを制御する制御装置の基本構成図である。
図１０において、１は三相交流電源、２は三相交流電源１から出力される交流電力を直流電力に変換するダイオード等で構成されたコンバータを示し、コンバータ２で変換された直流電力は直流母線３に供給される。４はエレベータの速度位置制御を行う後述する速度制御装置により制御されるインバータであり、直流母線３を介して供給される直流を所望の可変電圧可変周波数の交流に変換して交流モータ５を供給することにより、交流モータ５に直結されたエレベータの巻上機６を回転駆動させることで、巻上機６に巻き掛けられたロープ７がその両端に接続されたかご８及び釣り合い錘９を昇降制御してかご８内の乗客を所定の階床に移動させるようになされている。
【０００３】
ここで、かご８と釣り合い錘９の重量は、定員の半分の乗客がかご８内に乗車した時、ほぼ同じになるよう設計されている。すなわち、無負荷でかご８を昇降させる場合に、かご８の下降時は力行運転、上昇時は回生運転となる。逆に、定員乗車でかご８を下降させる場合に、かご８の下降時は回生運転、上昇時は力行運転となる。
【０００４】
１０はマイクロコンピュータ等で構成されたエレベータ制御回路で、エレベータ全体の管理・制御を行う。１１は、直流母線３間に設けられて、エレベータの回生運転時に電力を蓄積し、力行運転時にインバータ４にコンバータ２と共に蓄積された電力を供給する電力蓄積装置を示し、２次電池１２と当該２次電池１２を充放電制御するＤＣ−ＤＣコンバータ１３とから構成される。
【０００５】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、リアクトル１３ａ、このリアクトル１３ａに直列接続された充電電流制御用ゲート１３ｂ、後述する放電電流制御用ゲート１３ｄに逆並列接続されたダイオード１３ｃでなる降圧型チョッパ回路と、リアクトル１３ａ、このリアクトル１３ａに直列接続された放電電流制御用ゲート１３ｄ、上記充電電流制御用ゲート１３ｂに逆並列接続されたダイオード１３ｅでなる昇圧型チョッパ回路とを備えてなり、充電電流制御用ゲート１３ｂと放電電流制御用ゲート１３ｄは、電力蓄積装置１１の充放電状態を計測する充放電状態計測器１４からの計測値及び電圧計測器１８からの計測値に基づいて充放電制御回路１５により制御される。なお、この従来例での充放電状態計測器１４としては、２次電池１２とＤＣ−ＤＣコンバータ１３との間に設けられる電流計測器が用いられる。
【０００６】
１６と１７は、直流母線３間に設けられた回生電流制御用ゲートと回生抵抗、１８は、直流母線３の電圧を計測する電圧計測器、１９は、後述する速度制御回路からの回生制御指令に基づいて動作する回生制御回路を示し、回生電流制御用ゲート１６は、回生運転時に、電圧計測器１７による計測電圧が所定値以上の時に回生制御回路１９の制御に基づいてＯＮパルス幅が制御されるようになされ、回生電力は回生抵抗１７で放電されて熱エネルギーに変換され消費される。
【０００７】
２０は巻上機６に直結されたエンコーダ、２１はエレベータ制御回路１０からの指令に基づき速度指令とエンコーダ２２からの速度帰還出力とに基づいてインバータ４の出力電圧・出力周波数を制御することによりエレベータを位置・速度制御する速度制御回路を示す。
【０００８】
次に、上記構成に係る動作について説明する。
エレベータの力行運転時は、三相交流電源１および電力蓄積装置１１の両方からインバータ４に電力が供給される。電力蓄積装置１１は、２次電池１２とＤＣ−ＤＣコンバータ１３で構成され、充放電制御回路１５により制御される。一般的に、装置を小型、安価に構成するため、２次電池１２の個数は少なく押さえられ、２次電池１２の出力電圧は直流母線３の電圧よりも低い。そして、直流母線３の電圧は、基本的に三相交流電源１を整流した電圧近辺で制御される。従って、２次電池１２の充電時は直流母線３の母線電圧を下降し、放電時は直流母線３の母線電圧に昇降させる必要があり、この為、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３が採用される。このＤＣ−ＤＣコンバータ１３の充電電流制御用ゲート１３ｂ、放電電流制御用ゲート１３ｄの制御を充放電制御回路１５により行う。
【０００９】
図１１と図１２は、充放電制御回路１５の放電時と充電時の制御を示すフローチャートである。
最初に、図１１に示す放電制御時について説明する。
制御系として、電圧制御に電流制御マイナーループ等を構成し、より安定性の高い制御をしてもよいが、ここでは、簡単化のため、母線電圧で制御する方式で説明する。
【００１０】
まず、電圧計測器１７により直流母線３の母線電圧が計測される（ステップＳ１１）。充放電制御回路１５は、その計測電圧を所望の電圧設定値と比較し、計測電圧が電圧設定値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１２）、計測電圧が設定値を超えていなければ、次に、充放電状態計測器１４による２次電池１２の放電電流の計測値が所定値を越えたか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００１１】
これらの判定により、計測電圧が設定値を超えた時、または計測電圧が設定値を超えない場合であっても２次電池１２の放電電流の計測値が所定値を越えた時には、放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮパルス幅を短くすべく、現在のＯＮ時間に対し調整時間ＤＴを減算して新たなゲートＯＮ時間を求める（ステップＳ１４）。
【００１２】
他方、上記ステップＳ１３において、電流検出器１４による２次電池１２の放電電流の計測値が所定値を越えていないと判定された場合には、放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮパルス幅を長くすべく、現在のＯＮ時間に対し調整時間ＤＴを加算して新たなゲートＯＮ時間を求める（ステップＳ１５）。このようにして求められたゲートＯＮ時間に基づいて放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮ制御を行うと共に、求められたゲートＯＮ時間を現在のＯＮ時間として内蔵メモリに記憶する（ステップＳ１６）。
【００１３】
このように、放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮパルス幅を長くすることにより、より多くの電流を２次電池１２より流させ、その結果、供給電力を大きくするとともに、電力供給により直流母線３の母線電圧を上昇させる。力行時運転で考えると、エレベータは電力供給を必要としており、この電力を上記２次電池１２からの放電および三相交流電源１からの供給でまかなう。母線電圧を三相交流電源１からの供給によるコンバータ２の出力電圧よりも高く制御すると、すべての電力は２次電池１２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、すべての電力を２次電池１２から供給せず、適切な割合で２次電池１２からの供給と三相交流電源１からの供給を行うように設計されている。
【００１４】
すなわち、図１１中において、放電電流の計測値を供給分担相当電流（所定値）と比較し、所定値を越えていれば放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮパルス幅を長くし、さらに供給量を増大させるが、放電電流の計測値が所定値を越えていなければ、放電電流制御用ゲート１３ｄのＯＮパルス幅を短くし、電力供給をクリップする。このようにすれば、インバータ４が必要とする電力の内、２次電池１２から供給する分はクリップされるから、直流母線３の母線電圧は低くなり、結果的にコンバータ２から供給が開始される。これらは、非常に短い時間で行われるので、実際は、エレベータの必要な電力を供給するために、適切な母線電圧に落ち着き、２次電池１２と三相交流電源１から所望の比率で電力を供給することが可能となる。
【００１５】
次に、図１２に示す充電制御時について説明する。
交流モータ５からの電力回生があった場合、直流母線３の母線電圧はその回生電力により上昇する。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三相交流電源１からの電力供給は停止する。電力蓄積装置１１が無い場合にこの状態が続くと直流母線３の電圧が上昇するため、直流母線３の母線電圧を検出する電圧計測器１７の計測電圧値がある所定電圧まで達すると、回生制御回路１９は作動し、回生電流制御用ゲート１６を閉成させる。これにより、回生抵抗１７に電力が流され、回生電力が消費されるとともに、電磁ブレーキ効果によりエレベータが減速される。しかし、電力蓄積装置１１がある場合には、所定電圧以下の電圧で、充放電制御回路１５の制御により、その電力が電力蓄積装置１１に充電される。
【００１６】
すなわち、図１２に示すように、充放電制御回路１５は、電圧計測器１７による直流母線３の母線電圧の計測値が所定電圧を越えていれば、回生状態であることを検知し、充電電流制御用ゲート１３ｂのＯＮパルス幅を長くすることにより、２次電池１２への充電電流を増大させる（ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３）。やがて、エレベータからの回生電力が少なくなると、これに従って直流母線３の電圧も低下し、電圧計測器１７の計測値が所定電圧を超えなくなるので、充電電流制御用ゲート１３ｂ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（ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２４）。
【００１７】
このように、直流母線３の母線電圧を監視し充電電力を制御することにより、母線電圧が適切な範囲に制御され、充電が行われる。また、従来、回生電力で消費していた電力を蓄積し、再利用することにより、省エネが実現される。充電装置が故障等何らかの理由で電力消費がされない場合には、バックアップとして、上記回生制御回路１９を作動させ回生電力を抵抗消費させエレベータに適切な減速を行わせるようにする。エレベータの容量等により異なるが、住宅用の一般的なエレベータにおいて、回生電力は２ＫＶＡ程度であり、減速の最大値で４ＫＶＡ程度の回生電力である。
【００１８】
回生制御回路１９では、直流母線３の電圧を監視し、所定以上の電圧になれば、上記電力を回生抵抗１７で放電すべく、回生制御回路１９により回生電流制御用ゲート１６のＯＮパルス幅を制御することにより、回生電力を回生抵抗１７に流すものである。このパルス幅制御は種々な方式があるが、簡単には、次式に従う。今、回生電流制御用ゲート１６をＯＮし始める直流母線３の電圧をＶＲとすると、回生抵抗１７の値は既知のため、回路をＯＮ（閉成）すれば流れる電流ＩＲは簡単に計算可能で、かつ流したい最大電力が既知のため、その電力（ＶＡ）をＷＲとすれば、ＷＲ／（ＶＲ×ＩＲ）のデューティのＯＮパルスを発生すればよく、これを、直流母線電圧を監視しながら行えばよい。しかし、これはあくまで、回生電力を回生抵抗１７ですべて消費することを目的としている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のエレベータの制御装置において、商用電力が停電した場合、電力蓄積装置１１を安価に構成するため、如何なる負荷条件でも、エレベータを駆動するのに十分な電力を電力蓄積装置１１から供給できるレベルで電力蓄積装置１１を採用した場合は、高価なものになってしまう。従って、停電時に商用電力からの電力供給がなくなった場合、ＦＵＬＬ負荷でのアップ運転時の最大力行電力が必要なエレベータの運転電力を十分に供給することはできない。すべての運転モードで走行可能な低速での運転を余儀なくされていた。
【００２０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低容量・安価な電力蓄積装置を用い、停電時においてもスムーズな速度制御が可能なエレベータの制御装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【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制御装置は、交流電源からの交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、上記コンバータからの直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して電動機を駆動しエレベータを運転するインバータと、上記コンバータと上記インバータとの間の直流母線間に設けられて、エレベータの回生運転時に直流母線からの直流電力を蓄積し、力行運転時に蓄積された直流電力を直流母線に供給する電力蓄積装置と、上記直流母線に対する上記電力蓄積装置の充放電を制御する充放電制御装置と、停電を検出する停電検出手段と、上記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、上記インバータの出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記エレベータのかごに設置されてかご負荷を計測するかご負荷計測手段と、上記エレベータの運行速度を検出する速度検出手段と、エレベータの速度指令と上記速度検出手段による検出値に基づいて速度制御すべく上記インバータを制御する速度制御手段とを備え、上記速度制御手段は、速度とかご負荷に応じた現速度で一定速走行時の必要電力が設定されたテーブルを備え、上記停電検出手段による停電検出時に、上記電流検出手段の検出電流値と上記電圧検出手段の検出電圧値とに基づいてインバータの出力電力を算出し、上記かご負荷計測手段により計測されたかご負荷計測値と上記速度検出手段による検出速度とに基づいて上記テーブルから上記必要電力を求め、算出されたインバータの出力電力が上記電力蓄積装置の放電可能電力を超えていなければ、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度とし、上記出力電力が上記放電可能電力を超えていれば、上記必要電力と上記放電可能電力とを比較して、上記必要電力が上記放電可能電力を超えていれば、指令速度として前回の指令速度に対し減速設定値を減算した新たな速度指令を求め、上記必要電力が上記放電可能電力を超えていなければ、指令速度として標準速度パターンに従った指令速度または前回の指令速度のうちいずれか小さい値を有する指令速度を求め、放電可能電力の範囲内で速度制御することを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記速度制御手段には、上記電力蓄積装置の放電可能電力として固定値が設定されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、上記電力蓄積装置の温度、充放電電流、充放電電圧の少なくとも１つを計測する充放電状態計測手段をさらに備え、上記速度制御手段は、放電電流と放電電圧に対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの放電電流と放電電圧の計測値に基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするものである。
【００２４】
また、上記速度制御手段は、温度に対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの温度の計測値に基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記速度制御手段は、上記電力蓄積装置のＦＵＬＬ充電状態を基準とし、充放電電流と充放電電圧の積を容量で正規化し、累積した値である充電度合いに対する制限放電電流が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手段からの放電電流と放電電圧の計測値に基づいて得られる充電度合いに基づいて上記テーブルから制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めることを特徴とするものである。
【００２６】
また、上記速度制御手段は、負荷状態に応じた速度パターンが設定されたテーブルを備え、上記かご負荷計測手段により計測されたかご負荷計測値に基づいて上記テーブルから速度パターンを求め、求められた速度パターンに従う速度指令を生成することを特徴とするものである。
【００２７】
また、上記停電検出手段は、上記交流電源の停電を検出することを特徴とするものである。
【００２８】
また、上記停電検出手段は、上記直流母線の検出電圧に基づいて停電を検出することを特徴とするものである。
【００２９】
さらに、上記速度制御手段は、インバータの出力電力より放電可能電力が大きいときは、エレベータが加速中であれば、加速を継続することを特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
この発明においては、エレベータの消費電力が既に電力蓄積装置からの放電能力電力を超えている場合は、エレベータ速度目標を低くし使用電力を小さくなるように制御し、電力蓄積装置から供給可能な電力範囲内にするものである。またこの時、かご負荷の状態によっては、回生電力が発生する可能性がある。この回生電力が小さいうちは電力蓄積装置に蓄電されるが、回生電力が大きくなると回生抵抗で消費を行い、使用電力を小さくなるようにする。
【００３１】
図１は、この発明に係るエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。図１０に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１４Ａと２１Ａは、本発明に係る充放電状態計測装置と速度制御回路、２２は、三相交流電源１の停電を検出する停電検出器、２３と２４は、インバータ４の出力電流と出力電圧を計測する電流計測器と電圧計測器、２５はかご８のかご室とかご枠底部との間に設けられてかご負荷を計測するかご負荷計測器を示し、充放電状態計測装置１４Ａは、電力蓄積装置１１の充放電電流、充放電電圧、温度を計測する各計測器を備え、それらの各計測値及び充電度合い、つまり電力蓄積装置１１のＦＵＬＬ充電状態を基準とし、充放電電流と充放電電圧との積を容量で正規化し累積した値であるＳＯＣ（：State Of Charge）を速度制御回路２１Ａに出力するようになされ、速度制御回路２１Ａは、停電検出器２２または電圧計測器１８からの停電検出信号、充放電状態計測装置１４Ａからの充放電状態、エンコーダ２０からの速度帰還信号、電流計測器２２及び電圧計測器２３からの各計測値、かご負荷計測器からのかご負荷計測値に基づいて走行中停電検出時に、電力蓄積装置１１の放電可能電力の範囲で速度制御する速度指令をインバータ４に出力する。
【００３２】
図２は、この発明に係る停電時の速度制御を説明するために用いられるもので、エレベータの力行運転時の電力波形を時間軸を横軸にして取った波形である。
エレベータが全負荷乗車で上昇方向運転時等の力行運転では、同図（ａ）のような電力波形となる。電力は、概ね、同図（ｂ）に示すエレベータの速度に依存する電力分と同図（ｃ）に示す加減速に依存する電力の合計になる。最高速付近で、加速中に電力カーブがピーク（５１）となり、一定速で一定電圧（５２）となり、減速開始とともに電力が少なくなる（５３）。停電時においても、すべての電力を電力蓄積装置１１から供給可能なように電力蓄積装置１１を設計した場合、電力蓄積装置１１は高価なものになってします。従って、ＦＵＬＬ負荷の上昇運転等の最大電力付近においては、停電等で三相交流電源１からの電力供給が無い場合などは、供給電力が不足する。
この発明では、低容量・安価な電力蓄積装置１１を用い、速度制御回路２１Ａにより停電時においてもスムーズな速度制御を実施する。
以下、具体的な各実施の形態について説明する。
【００３３】
実施の形態１．
この実施の形態１において、速度制御回路２１Ａは、停電検出器２２の停電検出信号に基づいて停電時の速度制御を行うと共に、図３に示す如く、かご負荷と速度に応じた必要電力が設定されたテーブルＴ１が備えており、このテーブルＴ１を用いて現速度で一定速走行時の必要電力をＷｓを求めるようになされ、さらに、電力蓄積装置１１からの放電可能電力Ｗｏが固定値として設定されている。
【００３４】
次に、この発明の実施の形態１に係る速度制御回路２１Ａの制御を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、予め定まっている標準速度パターンに従う通常状態での指令速度Ｖｍをインバータ４に出力してエレベータを速度制御する（ステップＳ１０１）。この状態で、停電検出器２２から停電検出信号が入力された場合には、電流計測器２３及び電圧計測器２４からのインバータ４の出力電流及び出力電圧の計測値に基づいて現在の出力電力Ｗｃを計算する（ステップＳ１０２→Ｓ１０３）。なお、停電検出信号が入力されない場合には標準速度パターンに従う通常状態での指令速度Ｖｍに基づいてエレベータを速度制御する（ステップＳ１０２→Ｓ１０１）。
【００３５】
また、現速度での必要電力Ｗｓを求める（ステップＳ１０４）。この計算は、解析的に算出することは難しく、一般的には、各エレベータの負荷状態に対して、適宜の区切りでの速度での必要電力Ｗｓを定めたテーブルを作成し、テーブルから検索するのが簡便である。ここで、速度制御回路２１Ａには、かご負荷計測器２５からのかご負荷計測値とエンコーダ２０からの速度帰還信号に基づいて図３に示す如くテーブルＴ１から現速度で一定速走行時の必要電力をＷｓを求める。
【００３６】
そして、速度制御回路２１Ａには、電力蓄積装置１１からの放電可能電力Ｗｏが固定値として設定されていて、まず、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えているか否かを判定し、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えていなければ、まだ速度上昇の余裕があり、本来の速度カーブでの加速が可能であるため、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度Ｖｍとする（ステップＳ１０５→Ｓ１０６）。
【００３７】
他方、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えていれば、２つのケースが考えられ、速度そのものが早すぎる場合、この場合は、減速が必要であり、他のケースとしては、速度そのものは良いが、加速のため電力がオーバーしている場合で、この場合は、現在速度を維持する必要がある。
【００３８】
すなわち、必要電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えているか否かを判定し、必要電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えていれば、前回の指令速度に対し減速設定値Ｄｖを減算した新たな指令速度を求める（ステップＳ１０７→Ｓ１０８）。
【００３９】
逆に、必要電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えていなければ、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度Ｖｍまたは前回の指令速度のうちいずれか小さい値を有する指令速度とする（ステップＳ１０７→Ｓ１０９）。
このようにして求められた指令速度に基づいて速度制御を行うと共に、求められた指令速度は次回の指令速度の算出に備えて内蔵メモリに記憶する（ステップＳ１１０）。
【００４０】
このため、停電検出した場合も電力蓄積装置１１からの放電可能電力の範囲内で速度制御することにより、スムーズな運転が可能となり、走行開始後に停電となっても、停止させずに走行を続けることが可能である。
なお、上記フローチャートにおいては、現在の必要電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを超えているとき、いきなり減速しているが（ステップＳ１０７→Ｓ１０８）、現在の加速・減速状態により、減速へのスムージング等の処理を入れればさらに滑らかなパターンとなる。
【００４１】
従って、上記実施の形態１によれば、三相交流電源１の停電の際、電力蓄積装置１１からの放電時に２次電池１２に過度な負担を掛けることの無い範囲で、安定したエレベータの速度制御が可能となり、安価で寿命の長い電力蓄積装置１１を構成することが可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
次に、この実施の形態２において、速度制御回路２１Ａは、図５に示す如く、電圧計測器１８による母線電圧の計測電圧に基づいて停電を検出すると共に、放電電流と放電電圧に対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ２を備え、このテーブルＴ２を用いて電力蓄積装置１１の放電可能電力を求めるようになされている。
【００４３】
図５は、電力蓄積装置１１の放電時電圧をもとに、放電電流を制限するためのテーブルの例で、計測装置からのデータと上記テーブルにより制限電力の制限出力を作成する。同テーブル中、現在放電電流は、電力蓄積装置１１から現在出力している２次電池１２の放電電流であり、この電流時、２次電池１２の放電電圧を計測し、電圧欄の電圧以上での制限放電電流を制限電流の項に記述している。例えば、現在放電電流がＡ１アンペア以上であれば、Ｖ１１ボルト以上あれば、特に制限電流はないが、Ｖ１１ボルトとＶ１２ボルト間では、Ａ１２アンペアに制限する。Ｖ１２ボルト以下では、放電禁止等を記述したテーブルである。当然テーブルをさらに細かくすればさらに良い結果が得られる。また、速度制御では、この結果をみて、速度制御するため、どうしても送れがあるため、テーブルには余裕をみて設計しておく必要がある。また、この制限電流から、現在の電圧を掛け、制限電力にするのは簡単である。
【００４４】
すなわち、この実施の形態２においては、三相交流電源１の停電検出をインバータ４への入力電圧（直流母線電圧）を監視することにより実現する。これには、特種な装置の付加は必要なく、安価に構成が可能となる。直流母線３の電圧は、停電時以外は、三相交流電源１から供給される電力と電力蓄積装置１１からの出力電力をマージする点で決定される。しかし、停電が発生すると、三相交流電源１からの供給がストップするため、電力蓄積装置１１からの出力電力のみで供給されるため、一定の電力以上供給されない。しかし、インバータ４の必要電力が一定とすると、この時点で直流母線電圧は低下する。従って、これにより、直流母線３の電圧を監視することにより停電状態を特別な機器によること無く検出可能である。停電を検出すれば、上記例と同様に、インバータ４側で必要電力が、減速等により供給可能な電力に落ち着くため、その後安定した運転が可能である。
【００４５】
次に、この発明の実施の形態２に係る速度制御回路２１Ａの制御を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、予め定まっている標準速度パターンに従う通常状態での指令速度Ｖｍをインバータ４に出力してエレベータを速度制御する（ステップＳ２０１）。この状態で、電圧計測器１８の出力電圧に基づいて停電を検出した場合には、電流計測器２３及び電圧計測器２４からのインバータ４の出力電流及び出力電圧の計測値に基づいて現在の出力電力Ｗｃを計算する（ステップＳ２０２→Ｓ２０３）。なお、停電検出信号が入力されない場合には標準速度パターンに従う通常状態での指令速度Ｖｍに基づいてエレベータを速度制御する（ステップＳ２０２→Ｓ２０１）。
【００４６】
また、実施の形態１と同様にして、かご負荷計測器２５からのかご負荷計測値とエンコーダ２０からの速度帰還信号に基づいて図３に示す如くテーブルＴ１から現速度で一定速走行時の必要電力をＷｓを求める（ステップＳ２０４）。
また、充放電状態計測装置１４Ａからの現在の放電電流と放電電圧の計測値に基づいて図５に示すテーブルＴ２から現在の放電電流と放電電圧に応じた制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値の積から電力蓄積装置１１の放電可能電力Ｗｏを求める（ステップＳ２０５）。
【００４７】
そして、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えているか否かを判定し、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えていなければ、まだ速度上昇の余裕があり、本来の速度カーブでの加速が可能であるため、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度Ｖｍとする（ステップＳ２０６→Ｓ２０７）。
【００４８】
他方、現在の出力電力Ｗｃが放電可能電力Ｗｏを越えていれば、２つのケースが考えられ、速度そのものが早すぎる場合、この場合は、減速が必要であり、他のケースとしては、速度そのものは良いが、加速のため電力がオーバーしている場合で、この場合は、現在速度を維持する必要がある。
【００４９】
すなわち、現在の出力電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えているか否かを判定し、現在の出力電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えていれば、前回の指令速度に対し減速設定値Ｄｖを減算した新たな指令速度を求める（ステップＳ２０８→Ｓ２０９）。
【００５０】
逆に、現在の出力電力Ｗｓが放電可能電力Ｗｏを越えていなければ、指令速度を標準速度パターンに従った指令速度Ｖｍまたは前回の指令速度のうちいずれか小さい値を有する指令速度とする（ステップＳ２０８→Ｓ２１０）。
このようにして求められた指令速度に基づいて速度制御を行うと共に、求められた指令速度は次回の指令速度の算出に備えて内蔵メモリに記憶する（ステップＳ２１１）。
【００５１】
従って、上記実施の形態２によれば、三相交流電源１の停電を直流母線３の電圧計測に基づいて検出し、電力蓄積装置１１からの放電時に２次電池１２に過度な負担を掛けることの無い範囲で、安定したエレベータの速度制御が可能となり、安価で寿命の長い電力蓄積装置１１を構成することが可能となる。
【００５２】
以下、速度制御回路２１Ａが、電圧計測器１８による母線電圧の計測電圧または停電検出器２２の検出信号に基づいて停電を検出すると共に、充放電状態計測装置１４Ａからの計測出力に基づいて電力蓄積装置１１の放電可能電力を求める実施の形態３，４について説明する。なお、これらの実施の形態３，４における速度制御回路２１Ａの動作は、図６に示すフローチャートに従って実施の形態２と同様に動作する。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態３において、速度制御回路２１Ａは、電圧計測器１８による母線電圧の計測電圧または停電検出器２２の検出信号に基づいて停電を検出すると共に、図７に示す如く、電力蓄積装置１１の２次電池１２の温度に対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ３を備え、充放電状態計測装置１４Ａからの２次電池１２の温度の計測値に基づいて上記テーブルＴ３から制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から電力蓄積装置１１の放電可能電力を求める。
【００５４】
実施の形態４．
実施の形態４において、速度制御回路２１Ａは、図８に示す如く、電力蓄積装置１１のＦＵＬＬ充電状態を基準とし、充放電電流と充放電電圧の積を容量で正規化し、累積した値である充電度合いＳＯＣに対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ４を備え、充放電状態計測装置１４Ａからの放電電流と放電電圧の計測値に基づいて得られる充電度合いＳＯＣに基づいてテーブルＴ４から制限放電電流を求め、求められた制限放電電流と放電電圧の計測値から電力蓄積装置１１の放電可能電力を求める。
【００５５】
実施の形態５．
次に、実施の形態５において、速度制御回路２１Ａは、図９に示す如く、負荷状態に応じた速度パターンが設定されたテーブルＴ５を備え、かご負荷計測器２５により計測されたかご負荷計測値に基づいてテーブルＴ５から速度パターン（例えばＶ０１，Ｖ０２，Ｖ０３，・・・，Ｖ０ｎ）を求め、求められた速度パターンに従う速度指令を生成するようになされており、実施の形態１乃至４に適用することができる。
【００５６】
すなわち、図９は、実施の形態５における速度制御の速度パターンの表であり、同表は加速時のパターンを示している。出発以降の各時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・ｔｎにおける速度を記述したパターンで、この表を使用することにより、滑らかな加速を実現可能である。この加速テーブルＴ５は、上昇運転側、下降運転側それぞれに別にもっている。ここでは記述しないが、減速側は上記加速に対応した減速パターンテーブルを使用する。但し、このテーブルは時間に対する速度でなく、停止までの残距離に対する速度テーブルを使用するのが一般的である。図９中、無負荷、％負荷等はそれぞれの負荷に対するパターンを表す。
【００５７】
今、ＳＯＣレベルが何らかの原因（含む故障）で低くなり過ぎた等、出発前から電力蓄積装置１１の出力低下が判っているとき、予め設定した速度パターンにより運転することにより、商用電力の制約以内でスムーズな運転が可能である。従来のエレベータの運転パターンにおいては、負荷による運転パターンを持っていない。これは、商用電力の制約範囲で運転しようとする場合、例えば、無負荷上昇運転は基本的に回生運転となり、電力蓄積装置１１からの放電は必要ない。逆に、無負荷の下降運転では、力行運転となるため、消費電力が大きい。この様に、速度テーブルは負荷と方向でもつ方が最適な速度で運転可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電力蓄積装置を持つエレベータの制御において、商用電源の停電時も速度、加速度等は変更するが、安定した速度制御を可能となり、低容量・安価な電力蓄積装置を用い、停電時においてもスムーズな速度制御が可能なエレベータの制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明に係る停電時の速度制御を説明するために用いられるもので、エレベータの力行運転時の電力波形を時間軸を横軸にして取った波形である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る速度制御回路２１Ａが備えるかご負荷と速度に応じた必要電力が設定されたテーブルＴ１の説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る速度制御回路２１Ａの制御を示すフローチャートである。
【図５】  この発明の実施の形態２に係る速度制御回路２１Ａが備える放電電流と放電電圧に対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ２の説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態２に係る速度制御回路２１Ａの制御を示すフローチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態３に係る速度制御回路２１Ａが備える電力蓄積装置１１の２次電池１２の温度に対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ３の説明図である。
【図８】  この発明の実施の形態４に係る速度制御回路２１Ａが備える電力蓄積装置１１の充電度合いＳＯＣに対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ４の説明図である。
【図９】  この発明の実施の形態５に係る速度制御回路２１Ａが備える負荷状態に応じた速度パターンが設定されたテーブルＴ５の説明図である。
【図１０】  従来例に係るエレベータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】  図１０に示す充放電制御回路１５の放電時の制御を示すフローチャートである。
【図１２】  図１０に示す充放電制御回路１５の充電時の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  三相交流電源、２  コンバータ、３  直流母線、４  インバータ、５  交流モータ、６  巻上機、７  ロープ、８  かご、９  釣り合い錘、１０  エレベータ制御回路、１１  電力蓄積装置、１２  ２次電池、１３  ＤＣ−ＤＣコンバータ、１４，１４Ａ  充放電状態計測装置、１５  充放電制御回路、１６  回生電流制御用ゲート、１７  回生抵抗、１８  電圧計測器、１９  回生制御回路、２０  エンコーダ、２１，２１Ａ  速度制御回路、２２  停電検出器、２３  電流計測器、２４  電圧計測器、２５  かご負荷計測器。
【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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