JP2001226049A

JP2001226049A - エレベータの制御装置

Info

Publication number: JP2001226049A
Application number: JP2000036493A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Araki; 博司荒木; Hitoshi Tajima; 仁田島; Ikuro Suga; 郁朗菅; Kazuyuki Kobayashi; 和幸小林
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-08-21
Also published as: CN1309076A; TW555684B; US6435311B2; KR20010082646A; CN1217841C; US20010013447A1; KR100407629B1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のエレベータの制御装置は、常に商用電
源から電力供給を受けなければ、エレベータを運転する
ことができなかった。【解決手段】交流電力を整流して直流電力に変換する
コンバータと、上記直流電力を可変電圧可変周波数の交
流電力に変換するインバータと、上記可変電圧可変周波
数の交流電力により駆動し、エレベータを運転する電動
機とを有するエレベータの制御装置において、電力が充
電される電力蓄積装置と、上記エレベータの運転に要す
る電力若しくは上記エレベータの運転によって生じる電
力であるエレベータの所要電力を算出する所要電力演算
回路と、上記エレベータの所要電力に基づき、上記電力
蓄積装置への充電若しくは上記電力蓄積装置からの放電
を制御する充放電制御回路とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力蓄積装置を利
用した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】エレベータの制御装置の例として、図１
０に示すものがある。この図１０は、従来のエレベータ
の制御装置の構成を示すブロック図である。図１０にお
いて、１は商用の三相交流電源（以下、商用電源と称す
る）、２はインダクションモータ等の電動機である。３
は巻上機であり、電動機２に接続される。４はロープで
あり、巻上機３に設けられる。５はエレベータのかごで
あり、ロープ４の一端に設けられる。６は釣合い錘であ
り、ロープ４の他端に設けられる。商用電源１からの電
力供給により電動機２が駆動し、この電動機２の駆動に
より巻上機３が回転駆動する。そして、この巻上機３の
回転駆動により、巻上機３に設けられたロープ４が、そ
の両端に接続されたエレベータのかご５および釣合い錘
６を移動させ、かご５内の乗客を所定の階床に運ぶ。

【０００３】７はコンバータであり、ダイオード等で構
成される。そして、このコンバータ７は、商用電源１に
接続され、商用電源１から供給された交流電力を整流し
て直流電力に変換する。８はインバータであり、トラン
ジスタやＩＧＢＴ等で構成される。そして、このインバ
ータ８は、コンバータ７で変換された直流電力を可変電
圧可変周波数の交流電力に変換する。９は回生抵抗であ
る。１０は回生抵抗制御回路であり、回生抵抗９と直列
に接続される。これら回生抵抗９及び回生抵抗制御回路
１０は、コンバータ７とインバータ８との間に設けられ
る。

【０００４】１１はコントローラであり、エレベータの
起動・停止を決定するとともに、エレベータの位置・速
度を指令する位置・速度指令を作成する。１２は電流検
出装置であり、電動機２とインバータ８との間に設けら
れる。１３はエンコーダであり、巻上機３に搭載され
る。１４はインバータ制御回路であり、コントローラ１
１からの位置・速度指令に基づく電流検出装置１２から
の電流帰還とエンコーダ１３からの速度帰還とにより、
電動機２を回転駆動させ、エレベータの位置・速度制御
を実現する。なお、１５はゲートドライブ回路であり、
インバータ制御回路１４からの信号に基づき、インバー
タ８から出力される出力電圧・周波数を制御し、電動機
２及びエレベータを制御する。

【０００５】なお、エレベータの釣合い錘６は、かご５
に適切な人数の人間が乗車している時に釣合うよう設定
されている。例えば、釣合い錘６と乗客を含めたかご５
全体の重量とが釣合う状態でエレベータが走行する場
合、加速時には電力を消費し、逆に減速時には運動エネ
ルギーを電力に戻すことが可能である。しかし、一般的
なエレベータでは、減速時に、運動エネルギーから得ら
れた電力を、回生抵抗制御回路１０でのＯＮ／ＯＦＦス
イッチングにより、回生抵抗９で熱エネルギーに変換し
消費してしまっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のエ
レベータの制御装置は、常に商用電源１から電力供給を
受けなければ、エレベータを運転することができなかっ
た。本発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたものであり、エレベータの減速時である回生運転時
に発生する運動エネルギーによる回生電力を利用し、商
用電源１からの電力供給量を抑えることができるエレベ
ータの制御装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【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、交流電力を整流して直流電力に変換す
るコンバータと、直流電力を可変電圧可変周波数の交流
電力に変換するインバータと、可変電圧可変周波数の交
流電力により駆動し、エレベータを運転する電動機とを
有するエレベータの制御装置において、電力が充電され
る電力蓄積装置と、エレベータの運転に要する電力若し
くはエレベータの運転によって生じる電力であるエレベ
ータの所要電力を算出する所要電力演算回路と、エレベ
ータの所要電力に基づき、電力蓄積装置への充電若しく
は電力蓄積装置からの放電を制御する充放電制御回路と
を有するものである。

【０００８】また、この発明に係るエレベータの制御装
置は、エレベータの所要電力を算出する所要電力演算装
置を備え、得られた所要電力値を通信手段を介して充放
電制御装置に出力するものである。

【０００９】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力
が負の値でエレベータの運転によって電力が生じる場合
に電力蓄積装置に充電し、エレベータの所要電力が正の
値でエレベータの運転に電力を要する場合に電力蓄積装
置から放電するように制御するものである。

【００１０】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力が
０でエレベータが停止している場合に商用電力から電力
蓄積装置に充電するように制御するものである。

【００１１】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置は、充放電制御回路の制御に基づき、電力蓄積装置
への充電又は電力蓄積装置からの放電を行う充放電回路
を有し、充放電制御回路は、エレベータの所要電力が正
の値で、エレベータの運転に電力を要する場合に、エレ
ベータの所要電力に基づき、電力蓄積装置からの放電電
力を制御し、エレベータの所要電力が負の値で、エレベ
ータの運転によって電力が生じる場合に、充放電回路か
ら電力蓄積装置への出力電圧が所定の電圧になるように
制御するものである。

【００１２】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電回路から出力される所定の電圧の出力
電圧は、電源電圧を整流した電圧値より高いものであ
る。

【００１３】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力
に基づき、所定の電力量を超えた超過分の電力量だけ、
電力蓄積装置から放電するように制御するものである。

【００１４】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電制御回路は、あらかじめ設定された時
間帯に基づき、電力蓄積装置から放電する電力量を制御
するものである。

【００１５】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置における充放電制御回路は、あらかじめ設定された
時間帯に基づき、エレベータの所要電力に対して所定の
電力量を超えたその超過分の電力量だけを電力蓄積装置
から放電する場合と、所定の電力量を安定的に電力蓄積
装置から放電する場合とを切り替えるものである。

【００１６】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における所要電力演算回路は、電動機に印加する電圧
指令値と、電動機電流若しくは電動機に供給する電流指
令値とに基づき、エレベータの所要電力を算出するもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明によるエレ
ベータの制御装置の一実施形態について、図１を用いて
説明する。この図１は、本発明の実施形態１のエレベー
タの制御装置の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、２０は所要電力演算回路であり、インバータ制御
回路１４に接続され、エレベータの所要電力を計算す
る。２１は充放電制御回路である。なお、所要電力演算
回路２０はインバータ制御回路１４及びコントローラ１
１と１つの駆動制御ユニットを構成し、このコントロー
ラ１１や所要電力演算回路２０から出力された制御指令
や演算結果は該駆動制御ユニットに設けられた通信手段
に入力される。なお、コントローラ１１から出力される
制御指令には、速度指令、停止時充電電流指令、充放電
指令等がある。また、充放電制御回路２１も通信手段を
有し、駆動制御ユニットの通信手段から出力された制御
指令や演算結果は、シリアル又はパラレルの伝送路を介
して、該充放電制御回路２１の通信手段に入力される。
２２は電力蓄積装置であり、バッテリー等で構成され
る。２３は充放電回路であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ等
で構成される。そして、この充放電回路２３は、電力蓄
積装置２２及び母線に接続される。なお、母線とは、コ
ンバータ７とインバータ８との間の結線のことである。
なお、充放電制御回路２１は、充放電回路２３の電力蓄
積装置２２側の電圧や充放電回路２３の母線側の電圧を
検出する。また、この充放電制御回路２１は、充放電回
路２３による電力蓄積装置２２への充電電力又は電力蓄
積装置２２からの放電電力を制御するものである。

【００１８】２４は充放電電流検出器（ＣＴ）であり、
電力蓄積装置２２と充放電回路２３との間に設けられ
る。この充放電電流検出器２４は、電力蓄積装置２２と
充放電回路２３との間の電流値、つまり電力蓄積装置２
２に充電される電流の電流値及び電力蓄積装置２２から
放電される電流の電流値を検出し、充放電制御回路２１
に通知する。なお、図１において、図１０に示す従来例
と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明
を省略し、図１０と相違する部分について説明した。

【００１９】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置が有する充放電回路２３について、図２を用
いて説明する。この図２は、本実施形態のエレベータの
制御装置が有する充放電回路２３の回路構成を示す回路
図である。図２において、２５はリアクトル、２６〜２
７はＩＧＢＴ等のスイッチング素子、２８〜２９はダイ
オードである。なお、リアクトル２５はスイッチング素
子２６と直列に設けられる。また、リアクトル２５はス
イッチング素子２７と直列に設けられる。さらに、スイ
ッチング素子２６はダイオード２８と逆並列に設けら
れ、スイッチング素子２７はダイオード２９と逆並列に
設けられる。また、電力蓄積装置２２への充電は、リア
クトル２５とスイッチング素子２６とダイオード２９と
による降圧型チョッパ回路で行われる。また、電力蓄積
装置２２からの放電は、リアクトル２５とスイッチング
素子２７とダイオード２８とによる昇圧型チョッパ回路
で行われる。

【００２０】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置が有するインバータ制御回路１４及び所要電
力演算回路２０について、図３を用いて説明する。この
図３は、本実施形態のエレベータの制御装置が有するイ
ンバータ制御回路１４及び所要電力演算回路２０の構成
を示すブロック図である。図３において、３０は三相−
二相座標変換器である。この三相−二相座標変換器３０
は、電流検出装置１２によって検出された三相交流電流
の電流帰還Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、固定子巻線電流Ｉｄ，
Ｉｑに変換する。なお、固定子巻線電流Ｉｄ，Ｉｑは、
固定子巻線に印可される交流電圧の周波数ω１と同期し
て回転する二軸の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）での値で
ある。

【００２１】３１は磁束演算器であり、三相−二相座標
変換器３０から出力されたｄ−ｑ座標系での固定子巻線
電流Ｉｄが入力され、回転子に鎖交する磁束Φ２ｄが出
力される。３２は減算器であり、磁束演算器３１から出
力された磁束Φ２ｄと磁束指令Φ２ｄ＊とが入力され
る。３３は磁束コントローラであり、減算器３２から出
力された出力値が入力され、回転子巻線鎖交磁束のｄ軸
成分磁束Φ２ｄを所望の値磁束指令Φ２ｄ＊に制御す
る。３４は減算器であり、エンコーダ１３から出力され
た速度帰還ωｒとコントローラ１１から出力された速度
指令ωｒ＊とが入力される。３５は速度コントローラで
あり、減算器３４から出力された出力値が入力され、回
転子角速度ωｒを所望の値ωｒ＊に制御する。３６は除
算器であり、磁束演算器３１から出力された磁束Φ２ｄ
と速度コントローラ３５から出力された出力値とが入力
される。

【００２２】３７は係数器であり、除算器３６から出力
された出力値に基づき、すべり周波数指令ωｓ＊を出力
する。３８は減算器であり、三相−二相座標変換器３０
から出力された固定子巻線電流Ｉｄと磁束コントローラ
３３から出力された出力値とが入力される。３９は減算
器であり、三相−二相座標変換器３０から出力された固
定子巻線電流Ｉｑと速度コントローラ３５から出力され
た出力値とが入力される。４０は加算器であり、係数器
３７から出力されたすべり周波数指令ωｓ＊とエンコー
ダ１３から出力された速度帰還ωｒとが入力される。

【００２３】４１はｄ軸電流コントローラであり、減算
器３８から出力された出力値が入力され、固定子巻線電
流のｄ軸成分指令値Ｉｄ＊とその実際値Ｉｄとの差を例
えば比例積分演算してｄ軸電流を指令値に制御する。４
２はｑ軸電流コントローラであり、減算器３９から出力
された出力値が入力され、固定子巻線電流のｑ成分指令
値Ｉｑ＊とその実際値Ｉｑとの差を例えば比例積分演算
してｑ軸電流を指令値に制御する。

【００２４】４３は積分器であり、加算器４０から出力
された出力値が入力される。４４は二相−三相座標変換
器であり、ｄ軸電流コントローラ４１から出力された出
力値とｑ軸電流コントローラ４２から出力された出力値
と積分器４３から出力された出力値とが入力され、ｄ−
ｑ座標系における電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑが三相の交流電
圧指令値に変換される。なお、積分器４３から出力され
た出力値は、三相−二相座標変換器３０にも入力され
る。４５はＰＷＭ信号作成回路であり、二相−三相座標
変換器４４から出力された出力値が入力される。ゲート
ドライブ回路１５は、ＰＷＭ信号作成回路４５から出力
された出力値が入力される。

【００２５】４６は積算器であり、ｄ軸電流コントロー
ラ４１から出力された出力値と、三相−二相座標変換器
３０から出力された固定子巻線電流Ｉｄとが入力され
る。なお、ｄ軸電流コントローラ４１から出力された出
力値は、ｄ−ｑ座標系における電圧指令値Ｖｄである。
４７は積算器であり、ｑ軸電流コントローラ４２から出
力された出力値と、三相−二相座標変換器３０から出力
された固定子巻線電流Ｉｑとが入力される。なお、ｑ軸
電流コントローラ４２から出力された出力値は、ｄ−ｑ
座標系における電圧指令値Ｖｑである。４８は加算器で
あり、積算器４６から出力された出力値と積算器４７か
ら出力された出力値とが入力され、エレベータの所要電
力値Ｐｗを出力する。所要電力演算回路２０は、これら
積算器４６、積算器４７及び加算器４８を有する。

【００２６】なお、エレベータの所要電力値Ｐｗを求め
るために、積算器４６でｄ−ｑ座標系における電圧指令
値Ｖｄと固定子巻線電流指令値Ｉｄ＊とを演算し、積算
器４７でｄ−ｑ座標系における電圧指令値Ｖｑと固定子
巻線電流指令値Ｉｑ＊とを演算し、加算器４８ではこれ
ら積算器４６からの出力と積算器４７からの出力とを演
算してもよい。また、固定子巻線電流Ｉｄや固定子巻線
電流Ｉｑは電動機電流に相当し、固定子巻線電流指令値
Ｉｄ＊や固定子巻線電流指令値Ｉｑ＊は、電流指令値に
相当する。

【００２７】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置が有する充放電制御回路２１について、図４
を用いて説明する。この図４は、本実施形態のエレベー
タの制御装置が有する充放電制御回路２１の構成を示す
ブロック図である。図４において、５０は除算器であ
り、所要電力演算回路２０から出力された所要電力値Ｐ
ｗと電力蓄積装置２２のバッテリ電圧Ｖｂとが入力され
る。５１は減算器であり、除算器５０から出力された放
電電流指令Ｉｄｃと、充放電電流検出器２４で検出され
た電流帰還Ｉｃとが入力される。５２は放電電流コント
ローラであり、減算器５１から出力された出力値が入力
され、放電電流指令値Ｉｄｃとその実際値である充放電
電流Ｉｃとの差を、例えば比例積分演算して放電電流指
令値Ｉｄｃを制御する。なお、電流帰還Ｉｃと充放電電
流Ｉｃとは同様のものである。５３はＰＷＭ信号回路で
あり、放電電流コントローラ５２から出力された出力値
が入力され、ＰＷＭ変調信号を作成する。５４はゲート
ドライブ回路であり、ＰＷＭ信号回路５３から出力され
たＰＷＭ変調信号が入力される。

【００２８】６０は減算器であり、充放電回路２３の出
力端で検出される直流電圧の電圧帰還Ｖｄｃと電圧指令
Ｖｄｃ＊とが入力される。６１は電圧コントローラであ
り、減算器６０から出力された出力値が入力され、電圧
指令値Ｖｄｃ＊とその実際値Ｖｄｃとの差を、例えば比
例積分演算して、電圧指令値Ｖｄｃ＊を制御する。６２
は減算器であり、電圧コントローラ６１から出力された
充電電流指令Ｉｃｃと、充放電電流検出器２４で検出さ
れた電流帰還Ｉｃとが入力される。６３は充電電流コン
トローラであり、減算器６２から出力された出力値が入
力され、充電電流指令値Ｉｃｃとその実際値である充放
電電流検出器２４で検出された充放電電流Ｉｃとの差
を、例えば比例積分演算して、充電電流指令値Ｉｃｃを
制御する。６４はＰＷＭ信号回路であり、充電電流コン
トローラ６３から出力された出力値が入力され、ＰＷＭ
変調信号を作成する。６５はゲートドライブ回路であ
り、ＰＷＭ信号回路６４から出力されたＰＷＭ変調信号
が入力される。

【００２９】７０はスイッチであり、ゲートドライブ回
路５４に接続される。７１はスイッチであり、ゲートド
ライブ回路６５に接続される。なお、除算器５０、減算
器５１、放電電流コントローラ５２、ＰＷＭ信号回路５
３、ゲートドライブ回路５４及びスイッチ７０は、放電
制御回路を構成する。また、減算器６０、電圧コントロ
ーラ６１、減算器６２、充電電流コントローラ６３、Ｐ
ＷＭ信号回路６４、ゲートドライブ回路６５及びスイッ
チ７１は、充電制御回路を構成する。７２は充放電切換
回路であり、所要電力演算回路２０から出力された所要
電力値Ｐｗが入力され、それに応じて放電制御回路のス
イッチ７０及び充電制御回路のスイッチ７１のオンオフ
を切り換える。なお、スイッチ７０とスイッチ７１と
は、充放電切換回路７２からの指令によって開閉動作が
行われ、互いにインターロックのとれたものである。

【００３０】８０は減算器であり、コントローラ１１か
ら出力された停止時充電電流指令Ｉｃｃ２と充放電電流
検出器２４で検出された電流帰還Ｉｃとが入力される。
８１は停止時充電電流コントローラであり、減算器８０
から出力された出力値が入力され、停止時充電電流指令
値Ｉｃｃ２とその実際値Ｉｃとの差を例えば比例積分演
算して、停止時充電電流指令値Ｉｃｃ２を制御する。８
２はＰＷＭ信号回路であり、充電電流コントローラ１１
１から出力された出力値が入力され、ＰＷＭ変調信号を
作成する。８３はゲートドライブ回路であり、ＰＷＭ信
号回路８２から出力されたＰＷＭ変調信号が入力され
る。

【００３１】８４はスイッチであり、ゲートドライブ回
路８３に接続される。なお、減算器８０、充電電流コン
トローラ１１１、ＰＷＭ信号回路８２、ゲートドライブ
回路８３及びスイッチ８４は、停止時充電制御回路を構
成する。８５はスイッチであり、スイッチ７１及びスイ
ッチ７０に接続される。放電制御回路、充電制御回路及
びスイッチ８５は、充放電制御回路を構成する。８６は
停止検出回路であり、コントローラ１１から出力された
速度指令ωｒ＊が入力され、それに応じて停止時充電制
御回路のスイッチ８４及び充放電制御回路のスイッチ８
５のオンオフを切り換える。なお、スイッチ８４とスイ
ッチ８５とは、停止検出回路８６からの指令によって開
閉動作が行われ、互いにインターロックのとれたもので
ある。

【００３２】なお、スイッチ８４がオンされると、スイ
ッチング素子２６が操作され、電力蓄積装置２２への充
電が行われる。また、スイッチ８５がオンされ、またス
イッチ７０がオンされると、スイッチング素子２７が操
作され、電力蓄積装置２２からの放電が行われる。さら
に、スイッチ８５がオンされ、またスイッチ７１がオン
されると、スイッチング素子２６が操作され、電力蓄積
装置２２への充電が行われる。また、停止検出回路８６
は、入力される速度指令ωｒ＊が０である時に、エレベ
ータの運行が停止しているものと判断し、スイッチ８４
をオンとして、スイッチ８５をオフとする。さらに、停
止検出回路８６への入力信号は、速度指令ωｒ＊の代わ
りに、エレベータの制御装置からの直接の起動・停止信
号とか、所要電力値Ｐｗが０であることでもよい。

【００３３】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置が有する充放電切替回路７２の動作につい
て、図５を用いて説明する。この図５は、本実施形態の
エレベータの制御装置が有する充放電切替回路７２の動
作を示すフローチャートである。図５のステップ（以
下、Ｓとする）１において、充放電切替回路７２は所要
電力値Ｐｗが０以上であるか否かを判断する。所要電力
値Ｐｗが０以上である場合はＳ２へ進む。所要電力値Ｐ
ｗが０未満である場合はＳ３へ進む。Ｓ２で、充放電切
替回路７２は、スイッチ７１を開放（オフ）にして充電
制御回路を遮断して、スイッチ７０を閉成（オン）にし
て放電制御回路を導通させ、電力蓄積装置２２から放電
させる。Ｓ３で、充放電切替回路７２は、スイッチ７０
を開放（オフ）にして放電制御回路を遮断して、スイッ
チ７１を閉成（オン）にして充電制御回路を導通させ、
電力蓄積装置２２に充電する。

【００３４】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置が有する停止検出回路８６の動作について、
図６を用いて説明する。この図６は、本実施形態のエレ
ベータの制御装置が有する停止検出回路の８６の動作を
示すフローチャートである。図６のステップ（以下、Ｔ
とする）１において、停止検出回路８６は速度指令ωｒ
＊が０であるか否かを判断する。速度指令ωｒ＊が０で
ある場合、つまりエレベータが停止している場合はＴ２
へ進む。速度指令ωｒ＊が０でない場合、つまりエレベ
ータが停止していない場合はＴ３へ進む。Ｔ２で、停止
検出回路８６は、スイッチ８５を開放（オフ）にして充
放電制御回路を遮断して、スイッチ８４を閉成（オン）
にして停止時充電制御回路を導通させ、電力蓄積装置２
２に商用電源１から充電する。Ｔ３で、停止検出回路８
６は、スイッチ８４を開放（オフ）にして停止時充電制
御回路を遮断して、スイッチ８５を閉成（オン）にして
充放電制御回路を導通させる。なお、この処理が終わる
と、上述のＳ１の処理を実行してもよい。

【００３５】なお、停止時充電制御回路は、停止時充電
電流指令Ｉｃｃ２に基づき、停止時充電電流コントロー
ラ１１１で充電電流を制御することにより、商用電源１
から電力蓄積装置２２に精密に充電することができる。

【００３６】次に、図１に示す実施形態１のエレベータ
の制御装置の動作について説明する。エレベータはコン
トローラ１１からの位置・速度指令に基づくインバータ
制御回路１４の制御により運転される。また、インバー
タ制御回路１４の制御により、所要電力演算回路２０で
はエレベータの所要電力値Ｐｗが演算され、その所要電
力値Ｐｗは充放電制御回路２１に出力される。そして、
その所要電力値Ｐｗが入力された充放電制御回路２１
は、その所要電力値Ｐｗに基づき、電力蓄積装置２２に
対する充放電を制御する。

【００３７】例えば、所要電力値Ｐｗが負の場合、つま
りエレベータの回生運転時には、充放電制御回路２１内
の充電制御回路が作動し、エレベータの回生運転によっ
て得られる回生電力が電力蓄積装置２２に充電される。
なお、充放電制御回路２１内の充電制御回路は、所定の
電圧指令Ｖｄｃ＊が入力されると、電圧コントローラ６
１によりその電圧が制御され、また充電電流コントロー
ラ６３によりその充電電流が制御される。これらの制御
により、エレベータの回生運転による回生電力は、電力
蓄積装置２２に精密に充電される。なお、所定の電圧指
令Ｖｄｃ＊とは、電源電圧を整流して得られた電圧より
高い電圧のことである。

【００３８】また、所要電力値Ｐｗが正の場合、つまり
エレベータの力行運転時には、充放電制御回路２１内の
放電制御回路が作動し、エレベータの力行運転に必要な
電力が電力蓄積装置２２から放電される。なお、充放電
制御回路２１内の放電制御回路には、所要電力演算回路
２０から出力された所要電力値Ｐｗとバッテリ電圧値Ｖ
ｂとが入力され、（１）式に従う放電電流指令Ｉｄｃが
出力される。Ｉｄｃ＝Ｐｗ／Ｖｂ・・・（１）そして、放電電流指令Ｉｄｃは、充放電電流検出器２４
で検出された放電電流値Ｉｃと共に放電電流コントロー
ラ５２に入力され、放電電流値を制御する。このような
制御により、電力蓄積装置２２からの放電が制御され
る。

【００３９】さらに、所要電力値Ｐｗが０の場合、つま
りエレベータの停止時には、充放電制御回路２１内の停
止時充電制御回路が作動し、商用電源１から供給された
電力が電力蓄積装置２２に充電される。なお、エレベー
タの停止の判断は、速度指令ωｒ＊に基づくものに限ら
ない。また、充放電制御回路２１内の停止時充電制御回
路は、停止時充電電流指令値Ｉｃｃ２によって、その充
電電流が停止時充電電流コントローラ１１１で制御され
る。このような制御により、商用電源１から供給される
電力が、電力蓄積装置２２に精密に充電される。

【００４０】このように、本実施形態のエレベータの制
御装置は、電力蓄積装置２２を設け、エレベータの回生
運転時に発生する回生電力を充電できるため、それ以後
のエレベータの力行運転時にその充電された電力を利用
することができ、それまで回生抵抗９等で無駄に消費さ
れていた回生電力を有効に利用することができ、効率よ
くかつ省エネ効果も高く電力を利用することができ、ま
た商用電源１による電力供給量を抑えることもできる。
一般に、夏の暑い日の午後には商用電源１に対する電力
需要がピークとなり、その時間帯の電力消費量を削減す
ることが求められている。そのような事態に対しても、
本実施形態のエレベータの制御装置は、回生電力等が充
電された電力蓄積装置２２を用いることにより、電力消
費量の削減が求められている時間帯に、商用電源１から
の電力消費量を低減させることができる。

【００４１】また、エレベータは、停止している時間が
長く、その平均的な消費電力量は小さいのだが、運転時
に要する瞬間的な消費電力（以下、瞬時電力）は大き
く、消費電力の時間的なバラツキは大きかった。そこ
で、電力蓄積装置２２を設けていない従来のエレベータ
の制御装置では、その大きな瞬時電力にあわせて、商用
電源１からの供給電力量を受けなければならなかった
が、多くの時間帯では必要とされず、非常に無駄が多か
った。しかし、本実施形態のエレベータの制御装置は、
電力蓄積装置２２を設けたことにより、商用電源１から
の電力供給と電力蓄積装置２２からの電力供給とをあわ
せて、エレベータの運転時に要する電力需要をまかなえ
ばよく、商用電源１からの電力供給量をエレベータの平
均的な消費電力量や、一般に使用されることの多いレベ
ルの消費電力量等に抑え、多くの時間帯で必要とされる
適切な電力供給量に商用電源１からの電力供給量を抑え
ることができる。つまり、電力会社との契約電力を低く
設定することが可能となり、エレベータの運転経費も安
価になる。なお、瞬間的に不足する電力需要は電力蓄積
装置２２でまかなうものとする。

【００４２】一方、エレベータの運行に要する全ての電
力を電力蓄積装置２２から供給する訳ではないので、電
力蓄積装置２２に対する費用負担も抑えることができ
る。また、電力蓄積装置２２への充電は、回生電力だけ
でなく、エレベータが停止している時の商用電源１を用
いても行われるため、供給された電力をさらに有効に活
用することができる。

【００４３】実施の形態２．本発明によるエレベータの
制御装置の他の実施形態について説明する。なお、本実
施形態のエレベータの制御装置の構成は、図１に示す実
施形態１のエレベータの制御装置の構成と同様であり、
その説明を省略した。また、本実施形態のエレベータの
制御装置が有する充放電回路の回路構成は、図２に示す
実施形態１のエレベータの制御装置が有する充放電回路
２３の回路構成と同様であり、その説明を省略した。さ
らに、本実施形態のエレベータの制御装置が有するイン
バータ制御回路及び所要電力演算回路の構成は、図３に
示す実施形態１のエレベータの制御装置が有するインバ
ータ制御回路１４及び所要電力演算回路２０の構成と同
様であり、その説明を省略した。

【００４４】そこで、本実施形態のエレベータの制御装
置が有する充放電制御回路について、図７を用いて説明
する。この図７は、本実施形態のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。図７において、９０は非線型要素部であり、除算器
５０に接続される。この非線型要素部９０には、所要電
力演算回路２０から出力された所要電力値Ｐｗが入力さ
れ、この所要電力値Ｐｗから所定の電力値を差し引いた
残りの差分値が出力される。なお、図７において、図４
に示す実施形態１と同一又は相当の部分には、同一符号
を付してその説明を省略し、図４と相違する部分につい
て説明した。

【００４５】次に、この実施形態２のエレベータの制御
装置の動作について説明する。なお、充放電制御回路２
１に入力された所要電力値Ｐｗが０以下の場合、本実施
形態のエレベータの制御装置の動作は、実施形態１に示
したエレベータの制御装置の動作と同様であり、その説
明を省略する。所要電力値Ｐｗが正の場合、つまりエレ
ベータの力行運転時には、充放電制御回路２１内の放電
制御回路が作動する。そして、エレベータの力行運転に
必要な所要電力値Ｐｗの内の非線型要素部９０に設定さ
れた所定の電力値が差し引かれた残り、つまり非線型要
素部９０に設定された所定の電力値の超過分を電力蓄積
装置２２から放電する。

【００４６】なお、非線型要素部９０に設定された所定
の電力値は、電力会社との契約に基づく契約電力の範囲
内である所定の電力値である。また、本実施形態の充放
電制御回路２１内の放電制御回路の非線型要素部９０に
は、所要電力演算回路２０で演算された所要電力値Ｐｗ
が入力され、所要電力値Ｐｗから上述の所定の電力値が
差し引かれた残りの差分値が放電電力値Ｐｄとして除算
器５０に出力される。そして、この除算器５０では、放
電電力値Ｐｄとバッテリ電圧値Ｖｂとが入力され、
（２）式に従う放電電流指令Ｉｄｃが作成される。Ｉｄｃ＝Ｐｄ／Ｖｂ・・・（２）そして、除算器５０で作成されたこの放電電流指令Ｉｄ
ｃは、充放電電流検出器２４で検出された放電電流値Ｉ
ｃと共に放電電流コントローラ５２に入力され、電力蓄
積装置２２から放電される放電電流値を制御する。

【００４７】実施の形態３．本発明によるエレベータの
制御装置の他の実施形態について説明する。なお、本実
施形態のエレベータの制御装置の構成は、図１に示す実
施形態１のエレベータの制御装置の構成と同様であり、
その説明を省略した。また、本実施形態のエレベータの
制御装置が有する充放電回路の回路構成は、図２に示す
実施形態１のエレベータの制御装置が有する充放電回路
２３の回路構成と同様であり、その説明を省略した。さ
らに、本実施形態のエレベータの制御装置が有するイン
バータ制御回路及び所要電力演算回路の構成は、図３に
示す実施形態１のエレベータの制御装置が有するインバ
ータ制御回路１４及び所要電力演算回路２０の構成と同
様であり、その説明を省略した。

【００４８】そこで、本実施形態のエレベータの制御装
置が有する充放電制御回路について、図８を用いて説明
する。この図８は、本実施形態のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。図８において、９１は時計であり、非線型要素部９
０に接続される。なお、図８において、図７に示す実施
形態２と同一又は相当の部分には、同一符号を付してそ
の説明を省略し、図７と相違する部分について説明し
た。

【００４９】次に、この実施形態３のエレベータの制御
装置の動作について説明する。なお、本実施形態のエレ
ベータの制御装置の動作について、実施形態２に示した
エレベータの制御装置の動作と同一又は相当の部分につ
いてはその説明を省略し、相違する部分について説明す
る。本実施形態のエレベータの制御装置には、充放電制
御回路２１内に非線型要素部９０と時計９１とが設けら
れる。そして、この時計９１には所定の時間帯があらか
じめ設定される。また、非線型要素部９０には、時計９
１に設定された時間帯に応じて、商用電源１からの電力
供給量を示す所定の電力値が設定される。

【００５０】例えば、時計９１には、１３：００から１
６：００といった電力需要がピークとなる時間帯が所定
の時間帯として設定される。これに対して、非線型要素
部９０には、所定の電力値として０が設定される。ま
た、所定の時間帯以外の時間帯は、電力会社との契約に
基づく契約電力の範囲内の所定の電力値が設定される。
これらのことから、上述の時間帯では、非線型要素部９
０を介すも所要電力値Ｐｗはそのまま放電電力値Ｐｄに
相当し、所要電力Ｐｗはすべて電力蓄積装置２２から放
電され、まかなわれる。このように、電力需要のピーク
時におけるエレベータへの電力供給を電力蓄積装置２２
からのみ行うことにより、電力需要のピーク時における
エレベータでの電力消費量を抑えることができる。

【００５１】また、上述の時間帯以外の時間帯では、非
線型要素部９０により、所要電力値Ｐｗから電力会社と
の契約に基づく契約電力の範囲内にある所定の電力値が
差し引かれ、その差分値が放電電力値Ｐｄとして非線型
要素部９０より出力され、その放電電力値Ｐｄに基づき
電力蓄積装置２２から放電される。このように、所定の
時間帯以外の時間帯では、エレベータの運転に必要な大
部分の電力を電力会社との契約に基づく契約電力の範囲
内にある所定の電力値で安定的に供給できると共に、電
力蓄積装置２２からは電力会社からの安定供給分では不
足する分だけを供給すればよく、電力蓄積装置２２の設
備投資に要する費用を削減することができる。

【００５２】実施の形態４．本発明によるエレベータの
制御装置の他の実施形態について説明する。なお、本実
施形態のエレベータの制御装置の構成は、図１に示す実
施形態１のエレベータの制御装置の構成と同様であり、
その説明を省略した。また、本実施形態のエレベータの
制御装置が有する充放電回路の回路構成は、図２に示す
実施形態１のエレベータの制御装置が有する充放電回路
２３の回路構成と同様であり、その説明を省略した。さ
らに、本実施形態のエレベータの制御装置が有するイン
バータ制御回路及び所要電力演算回路の構成は、図３に
示す実施形態１のエレベータの制御装置が有するインバ
ータ制御回路１４及び所要電力演算回路２０の構成と同
様であり、その説明を省略した。

【００５３】そこで、本実施形態のエレベータの制御装
置が有する充放電制御回路について、図９を用いて説明
する。この図９は、本実施形態のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。図９において、９２は非線型要素部であり、電力蓄
積装置２２から放電される所定の放電電力値Ｐｄが設定
される。この、非線型要素部９２に設定される所定の放
電電力値Ｐｄとは、電力蓄積装置２２から供給可能な範
囲の電力値である。９３はスイッチであり、非線型要素
部９２、非線型要素部９０、時計９１、及び除算器５０
が接続される。このスイッチ９３は、時計９１にあらか
じめ設定された時間帯に応じて、非線型要素部９２若し
くは非線型要素部９０を切り替え、除算器５０に接続す
る。なお、図９において、図８に示す実施形態３と同一
又は相当の部分には、同一符号を付してその説明を省略
し、図８と相違する部分について説明した。

【００５４】次に、この実施形態４のエレベータの制御
装置の動作について説明する。なお、本実施形態のエレ
ベータの制御装置の動作について、実施形態３に示した
エレベータの制御装置の動作と同一又は相当の部分につ
いてはその説明を省略し、相違する部分について説明す
る。本実施形態のエレベータの制御装置では、充放電制
御回路２１内に非線型要素部９０、非線型要素部９２、
時計９１及びスイッチ９３が設けられる。そして、この
時計９１には所定の時間帯、例えば、１３：００から１
６：００といった商用電源１に対する電力需要がピーク
となる時間帯が所定の時間帯としてあらかじめ設定され
る。また、非線型要素部９０には、時計９１に設定され
た時間帯に応じて、商用電源１から供給される電力供給
量をあらかじめ設定する。さらに、非線型要素部９２に
は、時計９１に設定された時間帯に応じて、電力蓄積装
置２２から供給される電力供給量をあらかじめ設定す
る。

【００５５】スイッチ９３は、時計９１にあらかじめ設
定された時間帯に応じて非線型要素部９０と非線型要素
部９２とを切り替え、非線型要素部９０又は非線型要素
部９２を除算器５０に接続する。本実施形態における上
述の時間帯では、所定の電力が電力蓄積装置２２から安
定的に供給され、その安定供給分では足りない分だけ商
用電源１から供給されるように、上述の時間帯では非線
型要素部９２が除算器５０に接続されるよう設定され
る。この時、非線型要素部９２からは、設定された所定
の電力値が放電電力値Ｐｄとして除算器５０に出力され
る。

【００５６】このように、電力需要のピーク時における
エレベータへの電力供給を電力蓄積装置２２から基本的
に行うことにより、電力需要のピーク時における商用電
源１からのエレベータの電力供給を抑えることができ
る。また、他の電力付加設備の需要がピークになる時間
帯に、エレベータで必要とする電力のほとんどを電力蓄
積装置２２から供給することにより、電力総需要を抑制
することも可能である。さらに、非線型要素部９２で
は、所要電力値Ｐｗが所定値を超えても、その放電量を
一定に制限している。これにより、電力需要のピーク時
には商用電源１を一部利用するだけで、電力蓄積装置２
２に蓄積された電力の早期消耗を防止することができ
る。

【００５７】また、上述の時間帯以外の時間帯では、所
定の電力が商用電源１から安定的に供給され、その安定
供給分では足りない分だけ電力蓄積装置２２から供給さ
れるように、非線型要素部９０と除算器５０とが接続さ
れるよう設定される。この時、非線型要素部９０では、
所要電力演算回路２０から入力された所要電力値Ｐｗか
ら電力会社との契約に基づく契約電力の範囲内にある所
定の電力値を差し引き、その差分値を放電電力値Ｐｄと
して除算器５０に出力する。このように、所定の時間帯
以外の時間帯では、エレベータの運転に必要な電力の大
部分を電力会社との契約に基づく契約電力の範囲内にあ
る所定の電力値で安定的に供給すると共に、電力蓄積装
置２２からは電力会社からの安定供給分では不足する分
だけを供給すればよく、電力蓄積装置２２の設備投資に
要する費用を削減することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るエレベー
タの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換す
るコンバータと、直流電力を可変電圧可変周波数の交流
電力に変換するインバータと、可変電圧可変周波数の交
流電力により駆動し、エレベータを運転する電動機とを
有するエレベータの制御装置において、電力が充電され
る電力蓄積装置と、エレベータの運転に要する電力若し
くはエレベータの運転によって生じる電力であるエレベ
ータの所要電力を算出する所要電力演算回路と、エレベ
ータの所要電力に基づき、電力蓄積装置への充電若しく
は電力蓄積装置からの放電を制御する充放電制御回路と
を有するものであり、それまで無駄に消費されていた電
力を有効に利用することができる。

【００５９】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力が
負の値でエレベータの運転によって電力が生じる場合に
電力蓄積装置に充電し、エレベータの所要電力が正の値
でエレベータの運転に電力を要する場合に電力蓄積装置
から放電するように制御するものであり、電力を有効に
利用することができる。

【００６０】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力
が０でエレベータが停止している場合に電力蓄積装置に
充電するように制御するものであり、電力を有効に利用
することができる。

【００６１】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電制御回路は、エレベータの所要電力に
基づき、所定の電力量を超えた超過分の電力量だけ、電
力蓄積装置から放電するように制御するものであり、商
用電源による電力供給量を抑えることができる。

【００６２】さらに、この発明に係るエレベータの制御
装置における充放電制御回路は、あらかじめ設定された
時間帯に基づき、電力蓄積装置から放電する電力量を制
御するものである。商用電源による電力供給量を抑える
ことができる。

【００６３】また、この発明に係るエレベータの制御装
置における充放電制御回路は、あらかじめ設定された時
間帯に基づき、エレベータの所要電力に対して所定の電
力量を超えたその超過分の電力量だけを電力蓄積装置か
ら放電する場合と、所定の電力量を安定的に電力蓄積装
置から放電する場合とを切り替えるものであり、商用電
源による電力供給量を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の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】本発明の実施形態１のエレベータの制御装置
が有する充放電回路２３の回路構成を示す回路図であ
る。

【図３】本発明の実施形態１のエレベータの制御装置
が有するインバータ制御回路１４及び所要電力演算回路
２０の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施形態１のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路２１の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の実施形態１のエレベータの制御装置
が有する充放電切替回路７２の動作を示すフローチャー
トである。

【図６】本発明の実施形態１のエレベータの制御装置
が有する停止検出回路８６の動作を示すフローチャート
である。

【図７】本発明の実施形態２のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の実施形態３のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の実施形態４のエレベータの制御装置
が有する充放電制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】従来のエレベータの制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１商用電源、２電動機、３巻上機、４ロープ、
５エレベータのかご、６釣合い錘、７コンバー
タ、８インバータ、９回生抵抗、１０回生抵抗制
御回路、１１コントローラ、１２電流検出装置、１
３エンコーダ、１４インバータ制御回路、１５ゲ
ートドライブ回路、２０所要電力演算回路、２１充
放電制御回路、２２電力蓄積装置、２３充放電回
路、２４充放電電流検出器、２５リアクトル、２６
〜２７スイッチング素子、２８〜２９ダイオード、３
０三相−二相座標変換器、３１磁束演算器、３２
減算器、３３磁束コントローラ、３４減算器、３５
速度コントローラ、３６除算器、３７係数器、３
８減算器、３９減算器、４０加算器、４１ｄ軸
電流コントローラ、４２ｑ軸電流コントローラ、４３
積分器、４４二相−三相座標変換器、４５ＰＷＭ
信号作成回路、４６積算器、４７積算器、４８加
算器、５０除算器、５１減算器、５２放電電流コ
ントローラ、５３ＰＷＭ信号回路、５４ゲートドライ
ブ回路、６０減算器、６１電圧コントローラ、６２
減算器、６３充電電流コントローラ、６４ＰＷＭ
信号回路、６５ゲートドライブ回路、７０スイッ
チ、７１スイッチ、７２充放電切換回路、８０減
算器、８１停止時充電電流コントローラ、８２ＰＷ
Ｍ信号回路、８３ゲートドライブ回路、８４スイッ
チ、８５スイッチ、８６停止検出回路、９０非線型
要素部、９１時計、９２非線型要素部、９３スイッ
チ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田島仁東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者菅郁朗東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小林和幸神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４−１東京電力株式会社電力技術研究所内Ｆターム(参考） 3F002 CA06 EA08 GA03 GA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電力を整流して直流電力に変換する
コンバータと、上記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換す
るインバータと、上記可変電圧可変周波数の交流電力により駆動し、エレ
ベータを運転する電動機とを有するエレベータの制御装
置において、電力が充電される電力蓄積装置と、上記エレベータの運転に要する電力若しくは上記エレベ
ータの運転によって生じる電力であるエレベータの所要
電力を算出する所要電力演算回路と、上記エレベータの所要電力に基づき、上記電力蓄積装置
への充電若しくは上記電力蓄積装置からの放電を制御す
る充放電制御回路とを有することを特徴とするエレベー
タの制御装置。
【請求項２】エレベータの所要電力を算出する所要電
力演算装置を備え、得られた所要電力値を通信手段を介
して充放電制御装置に出力することを特徴とする請求項
第１項記載のエレベータの制御装置。
【請求項３】充放電制御回路は、エレベータの所要電
力が負の値でエレベータの運転によって電力が生じる場
合に電力蓄積装置に充電し、上記エレベータの所要電力
が正の値でエレベータの運転に電力を要する場合に上記
電力蓄積装置から放電するように制御することを特徴と
する請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項４】充放電制御回路は、エレベータの所要電
力が０でエレベータが停止している場合に商用電源から
電力蓄積装置に充電するように制御することを特徴とす
る請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項５】充放電制御回路の制御に基づき、電力蓄
積装置への充電又は上記電力蓄積装置からの放電を行う
充放電回路を有し、充放電制御回路は、エレベータの所要電力が正の値で、
エレベータの運転に電力を要する場合に、上記エレベー
タの所要電力に基づき、上記電力蓄積装置からの放電電
力を制御し、上記エレベータの所要電力が負の値で、エ
レベータの運転によって電力が生じる場合に、上記充放
電回路から上記電力蓄積装置への出力電圧が所定の電圧
になるように制御することを特徴とする請求項１に記載
のエレベータの制御装置。
【請求項６】充放電回路から出力される所定の電圧の
出力電圧は、電源電圧を整流した電圧値より高いことを
特徴とする請求項５に記載のエレベータの制御装置。
【請求項７】充放電制御回路は、エレベータの所要電
力に基づき、所定の電力量を超えた超過分の電力量だ
け、電力蓄積装置から放電するように制御することを特
徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項８】充放電制御回路は、あらかじめ設定され
た時間帯に基づき、電力蓄積装置から放電する電力量を
制御することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ
の制御装置。
【請求項９】充放電制御回路は、あらかじめ設定され
た時間帯に基づき、エレベータの所要電力に対して所定
の電力量を超えたその超過分の電力量だけを電力蓄積装
置から放電する場合と、所定の電力量を安定的に電力蓄
積装置から放電する場合とを切り替えることを特徴とす
る請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項１０】所要電力演算回路は、電動機に印加す
る電圧指令値と、電動機電流若しくは電動機に供給する
電流指令値とに基づき、上記エレベータの所要電力を算
出することを特徴とする請求項１に記載のエレベータの
制御装置。