CN103922202B - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及电梯控制装置。本发明提供能准确地检测电池充电量的电梯控制装置。电梯控制装置（5）具备电池（22）和充放电控制电路（21）。电池（22）经由与商用电源（11）共用的电路连接于电梯的控制电源（31）。充放电控制电路（21）检测电池（22）的充电状态，并且控制电池（22）的充放电，再有，通过将电池（22）的充电量相对于电池（22）的充电容量分割为多个范围，分等级地检测充电量。

Description

电梯控制装置

本申请以日本专利申请2013-004012（申请日：2013年1月11日）为基础并根据该申请要求优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及电梯控制装置。

背景技术

在以往的电梯中，有的具备电池和/或电容等蓄电装置，在停电等时候用蓄电装置蓄电而放出电力，从而即使在停电时也可在所积蓄的电力范围内进行运行。

在使用电池来作为蓄电装置的情况下，电池的充电量基于表示电池充电状态的SOC（充电状态）来判断，充电和放电的控制根据SOC来进行。然而，SOC不仅取决于电池的实际充电量，有时也因周围温度而变化，因此存在SOC的检测值与实际电池的充电量发生偏差的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研制的，其目的是提供能准确地检测电池充电量的电梯控制装置。

实施方式的电梯控制装置具备电池和控制电路。电池经由与商用电源共用的电路连接于电梯的控制电源。控制电路检测蓄电池的充电状态，并控制电池的充放电，再有，通过将电池的充电量相对于电池的充电容量分割为多个范围，分等级地（ステップ状，阶梯状）检测充电量。

根据上述构成的电梯控制装置，能准确地检测电池的充电量。

附图说明

图1是具备实施方式涉及的电梯控制装置的电梯装置的概要构成图。

图2是用图1所示的电梯控制装置进行电梯装置的运转控制时的运转模式的说明图。

图3是电池充电量的检测等级的说明图。

图4是第一运转模式下的充电量控制的说明图。

图5是第二运转模式下的充电量控制的说明图。

具体实施方式

下面根据附图来详细说明本发明涉及的电梯控制装置的实施方式。再有，本发明不受该实施方式的限制。此外，下述实施方式的构成要素中包括本领域技术人员能容易地进行替换的内容或实质相同的内容。

实施方式

图1是具备实施方式涉及的电梯控制装置的电梯装置的概要构成图。该图所示的电梯装置1的构成包括：转换装置12、平滑电容13、变换装置14、卷扬机15、绳索17、轿厢18、平衡配重19、电池单元20、控制单元30及控制电源变压器32。此外，本实施方式涉及的电梯控制装置5包括电池单元20、控制单元30和控制电源变压器32。

商用电源11为供给三相交流电的电源，在从商用电源11供给的电力的电路中具备转换装置12、平滑电容13和变换装置14。其中，转换装置12为将从商用电源11供给的交流电变为直流电的转换装置。转换装置12具有开关元件、二极管模块等转换元件，将交流电转换为直流电。平滑电容13配置于转换装置12与变换装置14之间的电路上，对由转换装置12转换后的直流电进行整流。

变换装置14包括开关元件、二极管等，通过开关元件使从转换装置12输出且由平滑电容13使其平滑后的直流电进行转变而转换为交流电，将转换后的交流电向卷扬机15的马达（电动机）16供给。变换装置14通过控制开关元件来控制向卷扬机15的马达16供给的交流电的频率等。转换装置12、平滑电容13及变换装置14是串联配置的电路。

此外，控制单元30设置成能控制电梯装置1。该控制单元30与转换装置12及变换装置14电连接，并控制转换装置12及变换装置14。此外，控制单元30具有控制电源31，该控制电源31如以下说明地那样能从商用电源11和电池22中的至少一个接受电力的供给。

控制电源31和商用电源11经电路27、连接器26、电路28及控制电源变压器32连接。其中，电路27将商用电源11和连接器26连接。此外，电路28将连接器26和控制电源变压器32连接。连接器26是将商用电源11和控制电源变压器32断开、接通的开关装置。控制电源变压器32将商用电源11侧的电压（例如200V）降为控制电源31用的电压（例如24V）并输出。从商用电源11向控制电源变压器32输入三相正弦波。此外，正常时将商用电源11的三相交流电源向电池22输入，在停电时从电池22输出二相的矩形波。

电池单元20包括充放电控制电路21、电池22和连接器23、24、25。电池22是能充放电的蓄电装置。充放电控制电路21与控制电源30电连接，并设置成与控制单元30协调地控制电池22的充放电的控制电路。此外，充放电控制电路21进行各连接器23、24、25的开闭控制。充放电控制电路21经连接器23与电路27连接。连接器23是使充放电控制电路21和商用电源11断开、接通的开关装置。此外，充放电控制电路21经连接器24与电路28连接。在本实施方式中，充放电控制电路21与控制电源变压器32的输入接头连接。连接器24是使充放电控制电路21和控制电源31断开、接通的开关装置。连接器25是使平滑电容13与变换装置14之间的电路（主电路）29与电池22断开、接通的开关装置。

控制单元30在能从商用电源11获得电力的情况下，将连接器26闭合将商用电源11和控制电源31连接。这样，控制电源31从商用电源31接受电力的供给而工作。控制单元30在从商用电源11向控制电源31进行电力的供给时，还能使电池22向控制电源31输出电力作为辅助电力使用。该情况下，控制单元30对充放电控制电路21进行从电池22对控制电源31的电力供给指令。收到电力供给指令的充放电控制电路21将连接器24闭合。这样，电池22经充放电控制电路21、连接器24、电路28和控制电源变压器32与控制电源31连接。充放电控制电路21将来自电池22的输出调整为目标的电压及电流值并向电路28输出。

接下来，对本实施方式涉及的电梯控制装置5所具有的两个运转模式进行说明。电梯控制装置5能有选择地执行第一运转模式及第二运转模式这两个运转模式。

图2是用图1所示的电梯控制装置进行电梯装置的运转控制时的运转模式的说明图。在图2中，充电及放电分别表示电池22的充电及放电。此外，各栏的○符号表示能执行电池22的充电或放电。第一运转模式及第二运转模式在从商用电源11接受电力的买电时和商用电源11的停电时工作各不相同。

买电时的第一运转模式的工作

在买电时的第一运转模式中，将连接器23、26闭合。第一运转模式是不积蓄由马达16所产生的再生电力的运转模式。在轿厢18和平衡配重19中的较重一方下降的再生方向的运转时，马达16能作为发电机发挥功能而进行再生发电。在第一运转模式中，由马达16所产生的再生电力不积蓄于电池22中。在第一运转模式中，在买电时进行对电池22的充电的情况下，用从商用电源11购买的电力对电池22进行充电。此外，在第一运转模式中，在买电时不将电池22用作马达16的动力源。控制单元30在买电时的第一运转模式中向充放电控制电路21发出指令使其将连接器25断开。这样，电池22从马达16的驱动电路断开，马达16由来自商用电源11的电力旋转驱动。控制单元30对由变换装置14向卷扬机15的电机16供给的电流值进行控制，旋转驱动马达16而使轿厢18升降。这样，在第一运转模式中，充放电控制电路21在能使用商用电源11时不对电池22进行放电控制而仅进行充电控制。

停电时的第一运转模式的工作

在商用电源11的停电时，控制单元30，代替商用电源11从电池22向控制单元31进行电力的供给以进行工作。当商用电源11停电时，控制单元30使连接器26断开而将控制电源31和商用电源11切断，并将连接器23断开而将商用电源11和充放电控制电路21切断。此外，位于电池单元22中的未图示的控制电路对充放电控制电路21进行指令使得从电池22向控制电源31的电力供给进行。充放电控制电路21使连接器24闭合，并使电池22放电以向控制电源31供给电力。此外，充放电控制电路21使连接器25闭合而将电池22和变换装置14连接。

在第一运转模式的停电时，由马达16所产生的再生电力没有对电池22充电。在第一运转模式的停电时，由电池22来旋转驱动马达16。马达16在停电时通过从电池22经变换装置14供给的电力而产生驱动转矩，并使轿厢18升降。这样，在第一运转模式中，充放电控制电路21在不能使用商用电源11时即停电时不对电池22进行充电控制而仅进行放电控制。此外，在第一运转模式的停电时，通过使连接器24闭合而使电池22对控制电源31也供给电力。

买电时的第二运转模式的工作

在买电时的第二运转模式中，使连接器23、25、26闭合。第二运转模式是蓄积由马达16所产生的再生电力的运转模式。在第二运转模式中，在买电时进行对于电池22的充电的情况下，可通过从商用电源11购买的电力及由马达电机16的再生所产生的发电电力对电池22进行充电。控制单元30在再生方向的运转时使马达16进行再生发电。通过马达16的再生所产生的电力对电池22进行充电。控制单元30对变换装置14发出指令使其积蓄再生电力，并且对充放电控制电路21发出指令使其使电池22充电。这样，变换装置14使马达16进行再生发电而产生制动力。充放电控制电路21通过再生发电的电力及从商用电源11接受的电力对电池22进行充电。

再有，在买电时的第二运转模式中，在牵引（力行）运转时，从电池22放电而进行电力的辅助。即、控制单元30在用从商用电源11供给的电力使轿厢18升降时，使连接器25闭合将电池22和变换装置14连接，从而也从电池22放出电力、进行电力的辅助。

停电时的第二运转模式的工作

在第二运转模式的停电时，积蓄由马达16所产生的再生电力。控制单元30在再生方向的运转时使马达16进行再生发电。充放电控制电路21使连接器25闭合，将由马达16的再生所产生的发电电力向电池22充电。在第二运转模式中，马达16将电池22作为动力源来进行工作。控制单元30在停电时使轿厢18在力行方向上升降的情况下，使连接器25闭合将电池22和变换装置14连接，并通过电池22的放电电力来旋转驱动马达16。

电池22虽然如上述那样与电梯装置1的运转状态和商用电源11的停电状态相应地通过充放电控制电路21来进行充电和放电，但是，充放电控制电路21一边监视表示电池22的充电状态的SOC（充电状态）一边进行充放电控制。此时，充放电控制电路21通过将电池22的SOC、即电池22的充电量相对于电池22的充电容量分割成多个范围内，分等级地检测充电量。

图3是电池充电量的检测等级的说明图。本实施方式涉及的电梯控制装置5中，如图3所示，充放电控制电路21将电池22的充电量在0%～100%之间每10%地分割成十个等级的范围设定为等级（1）～等级（10），并检测当前的充电量处于哪个等级内。例如，充放电控制电路21在检测到电池22的当前充电量X为65%的情况下检测为当前SOC为等级（7）。再有，充电量的检测也可以在检测时具有宽度地检测，也可以检测当前的充电量在哪一等级内。

接下来，对电梯装置1运转控制时电池22的充电量控制进行说明。图4是第一运转模式时充电量控制的说明图。在电梯装置1的运转控制时，充放电控制电路21设定成为目标的电池22的充电量即目标充电量Ct，并进行控制使得检测的充电量成为目标充电量Ct。此时，充放电控制电路21进行充放电的控制使得电池22的充电量收敛在预先设定的多个等级中的一个等级内。

此外，充放电控制电路21在第一运转模式和第二运转模式进行不同的控制。首先，当对第一运转模式时的充放电控制进行说明时，在第一运转模式时充放电控制电路21不使目标充电量Ct变化而使其成为预定大小的充电量，进行电池22的充放电控制。即、充放电控制电路21进行充放电控制使得电路21的充放电控制收敛到成为目标充电量Ct的一个等级内。

因此，在第一运转模式下的能使用商用电源11时即第一运转模式的买电时，充放电控制电路21进行电池22的充电控制使得电池22的充电量收敛在成为目标充电量Ct的一个等级内。另一方面，在第一运转模式下商用电源11停电时，不进行基于再生电力的充电，充放电控制电路21进行电池22的放电控制，控制单元30通过从电池22供给的电力进行电梯装置1的运转。因此，与目标充电量Ct无关地，在电池22的充电量的范围内进行电梯装置1的运转。

图5是第二运转模式时充电量控制的说明图。相对于不使目标充电量Ct变化的第一运转模式，在第二运转模式中，根据一天的时间使目标充电量Ct变化地进行控制。在该第二运转模式下的目标充电量Ct，是与电梯装置1的使用频率和/或停电时的电梯装置1的运转要求等相对应的充电量，根据时间来设定。充放电控制电路21进行电池22的充放电控制使得电池22的充电量如上述那样成为根据时间而变化的目标充电量Ct。

具体地，目标充电量Ct根据时间来预先设定等级，在各时间充电量具有宽度地设定目标充电量Ct。即，目标充电量Ct设定成根据时间阶段性地变化。充放电控制电路21进行电池22的充放电控制使得电池22的充电量处于成为各时间的目标充电量Ct的等级的范围内。

因此，在第二运转模式下的能使用商用电源11时即第二运转模式的买电时，充放电控制电路21进行买电及由再生电力所进行的充电的控制、和/或将买电所得的电力以及用于使电梯装置1运转的电力放出的控制，使得电池22的充电量收敛在成为该时间的目标充电量Ct的等级内。另一方面，在第二运转模式下的商用电源11停电时，与目标充电量Ct无关地，一边进行基于再生电力的充电一边在电池22的范围内进行电梯装置1的运转。

充放电控制电路21在第一运转模式和第二运转模式中，在买电时都如上述那样按10级的等级来判断电池22的充电量以进行充放电的控制，因此即使实际的充电量增减，也可在同一等级的情况下维持充放电控制。

在第一运转模式和第二运转模式中，如上述那样进行充放电的控制，而在任一运转模式中，在商用电源11停电时都继续进行电池22的放电。因此，在商用电源11恢复而成为从商用电源11供给电力的状态时，在检测到电池22的SOC为预定值以下的情况下，充放电控制电路21进行电池22的快速充电，在SOC满足预定值的情况下进行通常充电。

此外，在商用电源11从停电到恢复期间进行快速充电，如果SOC进入预定范围则切换为通常充电，而成为该判断基准的范围比成为判断从停电到恢复期间是否进行快速充电的判断基准的SOC的范围高。即、成为判断是否从快速充电切换为通常充电的基准的SOC的范围比成为判断是否从通常充电切换为快速充电的基准的SOC的范围高。即、充放电控制电路21使从通常充电向快速充电的切换和从快速充电向通常充电的切换具有滞后特性地进行充电的切换控制。

以上实施方式涉及的电梯控制装置5中，充放电控制电路21分等级地检测电池22的充电量，根据当前的充电量的等级和目标充电量Ct来进行充放电控制，因此能具有宽度即具有余裕度地对目标充电量Ct进行控制。因此，即使在因对电池22充电量进行检测的装置的误差而使充电量的检测值与实际的充电量之间存在差异的情况下，也能吸收差量。此外，电池22的SOC会因周围的温度变化而变化，因此即使在SOC的检测值即电池22的充电量的检测值因此类环境变化而变化、在与实际的充电量之间产生差异的情况下，也可通过分等级地检测充电量来吸收差量。其结果，能准确地检测电池22的充电量。

此外，通过如上述那样阶梯状地检测电池22的充电量，在电池22的充电量减少的情况下移动到充电量少的一侧的等级，进行与实际的充电量相比在早期阶段充电量减少时的充放电控制。因此，即使在电池22充电量的减少因电池22的寿命劣化而加速的情况下，也能提早进行充电量减少时的充放电控制。其结果，能确保电池22劣化的情况下的电梯装置1的运转性能。

另外，通过分等级地检测电池22的充电量，能确保充电量的余裕量地进行电梯装置1的运转控制，因此即使在电梯装置1的运转期间电池22的充电量减少，也能运转到目的地层。其结果，能更可靠地确保商用电源11停电时所需的电力。

此外，通过使电池22的充电量处于预先设定的范围内地进行充放电的控制，能减少与充电量相应地切换控制时的切换频率。其结果，能实现充放电控制的简易化。

另外，在第二运转模式中，进行充放电控制使得电池22的充电量处于包含目标充电量Ct的等级内，因此能在使电池22的充电量成为接近与时间相应地连续变化的目标充电量Ct的大小的同时、减少充放电控制的切换频率。其结果，能在使电池22的充电量成为与时间相应地变化的所期望的充电量的同时、实现充放电控制的简易化。

此外，通过使从通常充电向快速充电的切换和从快速充电向通常充电的切换具有滞后特性，从而在停电频发的情况下能避免快速充电和通常充电的切换频繁发生。其结果，能更可靠地实现充放电控制的简易化。

变形例

再有，在上述电梯控制装置5中，将电池22的充电量分割设定为等级（1）～等级（10）这十级的等级，并进行充放电控制，但是，充电量的等级也可以是十级以外。在重视充放电控制的简易性时，通过减少等级的数量能减少控制的切换频率，在重视充放电控制的细致性时，通过增加等级的数量使充电量具有余裕度。此外，各等级的间隔可以不均匀。充电量的等级，针对充放电控制时的要求设为所需要的数量，或所需要的间隔，从而能更可靠地进行与要求的程度相应的充放电控制。

此外，判断为实施快速充电的SOC的范围不是一定的，也可以为可变的。该情况下，也可以通过来自从电梯装置1远离的位置的远程操作将其设为可变的。这样，能根据电梯装置1的运转状态即SOC的放电频率和/或商用电源11的电力的供给状态等，使电池22的充电量靠近目标充电量Ct时的重要度适当变化。

另外，在上述电梯控制装置5中，电池22直接连接于电梯驱动用电源（电路29），但是，也可以取而代之地将电池22经电池单元20的充放电控制电路21连接于电路29。

此外，电梯控制装置5可将上述实施方式及变形例中所用的构成和/或控制等适当组合、或者使用上述构成和/或控制以外的方式。与电梯控制装置5的构成和控制等无关地，将电池22的充电量相对于电池22的充电容量分割为多个范围，分等级地检测充电量，从而能准确地检测电池22的充电量。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式仅为例示，无意于限定发明的范围。这些实施方式能以其他各种方式实施，能在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、改变。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨内，同样地，也包含于技术方案的范围所记载的发明和其等同的范围内。

Claims (3)

1.一种电梯控制装置，其特征在于，具备：

电池，其经由与商用电源共用的电路连接于电梯的控制电源；和

控制电路，其检测所述电池的充电状态，并且控制所述电池的充放电，

所述控制电路通过将所述电池的充电量相对于所述电池的充电容量分割为多个范围，分等级地检测所述充电量，

所述控制电路，在所述商用电源从不可使用状态变为可使用状态时，在所述电池的充电量为预定范围以下的情况下对所述电池进行快速充电，如果所述电池的充电量处于其他预定范围内、则切换为通常充电，并且，成为判断是否从所述快速充电切换为所述通常充电的判断基准的所述其他预定范围，比成为判断是否从所述通常充电切换到所述快速充电的判断基准的所述预定范围高。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述控制电路进行所述电池的充放电的控制使得所述电池的充电量收敛在包含所述电池的目标充电量的等级内。

3.根据权利要求2所述的电梯控制装置，其特征在于，

成为判断是否从所述通常充电切换到所述快速充电的判断基准的所述预定范围可变。