JP2001240319A - エレベータの制御装置 - Google Patents

エレベータの制御装置

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JP2001240319A JP2000052346A JP2000052346A JP2001240319A JP 2001240319 A JP2001240319 A JP 2001240319A JP 2000052346 A JP2000052346 A JP 2000052346A JP 2000052346 A JP2000052346 A JP 2000052346A JP 2001240319 A JP2001240319 A JP 2001240319A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低容量・安価な電力蓄積装置を用い、放電制
御時においても安定した速度制御を行うことができるエ
レベータの制御装置を得る。 【解決手段】 コンバータ２、インバータ４、直流母線
３間に設けられた電力蓄積装置１１、電力蓄積装置の充
放電を制御する充放電制御回路１５、停電検出器２２、
インバータの出力電流と出力電圧を検出する電流計測器
２３と電圧計測器２４、かご負荷計測器２５、エンコー
ダ２０、インバータを制御する速度制御回路２１Ａ、イ
ンバータの出力電力を算出し、充放電状態の計測値に基
づいて電力蓄積装置の放電可能電力を求めて該放電可能
電力と交流電源の制限電力との和で与えられる制限電力
最大値を求め、インバータの出力電力と制限電力最大値
との比較に基づいて速度指令を変更する速度制御回路２
１Ａを備える。

Description

【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１３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１
３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−Ｄ
Ｃ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、Ｄ
Ｃ−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１４と図１５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１４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Ｓ１
４）。
【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Ｏ
Ｎ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Ｏ
Ｎ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１
２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１４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１５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１５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→Ｓ２
４）。
【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×Ｉ
Ｒ）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、電力蓄積装置
１１は、電力蓄積装置１１の温度、充電度合い、つまり
電力蓄積装置１１のＦＵＬＬ充電状態を１００％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）等すべての条
件で、回生電力を充電可能な大容量の２次電池１２を積
む必要があった。このため、高価で、大きな電力蓄積装
置１１が必要であった。
【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、放電制御時においても安定した速度制御を行うこ
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。
【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出
力される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、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
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からの検出値
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、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、上記充放電
状態計測手段の計測値に基づいて上記電力蓄積装置の放
電可能電力を求めて該放電可能電力と上記交流電源の制
限電力との和で与えられる制限電力最大値を求め、上記
インバータの出力電力と上記制限電力最大値との比較に
基づいて速度指令を変更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。
【００２３】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１００％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。
【００２４】また、上記速度制御手段は、上記電力蓄積
装置の温度に応じて複数のテーブルを備え、上記充放電
状態計測手段による温度計測値に応じたテーブルを選択
す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、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、上記充
放電状態計測手段による計測値に基づいて上記電力蓄積
装置が故障と判定される場合には、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。
【００２６】また、上記速度制御手段は、かご負荷と上
記電力蓄積装置の放電可能電力とに対する最大速度指令
値が設定されたテーブルを備え、上記充放電状態計測手
段の計測値に基づいて上記電力蓄積装置の放電可能電力
を求め、上記かご負荷計測手段により計測されたかご負
荷計測値と求められた放電可能電力とに基づいて上記テ
ーブルから最大速度指令を求め、速度指令と最大速度指
令との比較に基づいて速度指令を変更することを特徴と
するものである。
【００２７】さらに、上記速度制御手段は、かご負荷と
上記電力蓄積装置の放電可能電力とに対応した、複数の
速度パターンテーブルを備え、上記充放電状態計測手段
の計測値に基づいて、上記電力蓄積装置の放電可能電力
を求め、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、上記テーブルを選択することによ
り、選択された速度パターンに従って速度制御すること
を特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】この発明においては、電力蓄積装
置の放電可能電力に基づいてエレベータの速度を制御す
るもので、電池の寿命の長い電力蓄積装置を有するエレ
ベータを提供する。
【００２９】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１３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１００％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。
【００３０】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）。一般的に、
２次電池１２からの放電において、その温度、放電時の
電池電圧等により、放電可能な電流値が制限される。す
べての場合に余裕のある２次電池１２を積載すること
は、高価となるため、特定の条件では、２次電池１２か
らの放電を制限する必要が生じる。また、２次電池１２
からの放電を制限した場合に、三相交流１で代替するこ
とも可能であるが、この場合、電力フィーダが大きくな
る、契約電力が大きくなる等、高価になる。従って、こ
の発明は、電力蓄積装置１１の放電電流が制限される場
合に、三相交流電源１の許容電力範囲でエレベータを運
転するものである。以下、具体的な各実施の形態につい
て説明する。
【００３１】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、図３に示す如く、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
Ｔ１を備えており、このテーブルＴ１を用いて電力蓄積
装置１１の放電可能電力を求めて該放電可能電力と交流
電源１の制限電力との和で与えられる制限電力最大値を
求め、インバータ４の出力電力と制限電力最大値との比
較に基づいて速度指令を変更する。
【００３２】まず、図３について説明すると、図３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、充放電状態計測装置１４
Ａからの充放電状態の計測データと上記テーブルＴ１に
より制限電力最大値を作成する。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、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電流を制限電流の項
に記述されている。例えば、現在放電電流がＡ１アンペ
ア以上のとき、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
遅れがあるため、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。
【００３３】次に、この実施の形態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。図５で走行中は、まず、エレベータの走行
目的位置、現在指令速度、現在位置等から、標準速度パ
ターンに従う指令速度Ｖｍを求め、速度制御する（ステ
ップＳ１０１）。そして、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）。
【００３４】その後、充放電状態計測装置１４からの計
測値に基づいて電力蓄積装置１１の放電可能電力Ｗｏを
求め、その放電可能電力に予め定まっている商用電源
（三相交流電源１）の制限電力（契約電力）を加算し制
限電力最大値Ｗｍａｘを計算する（ステップＳ１０
３）。すなわち、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を入力して図３に示すテーブル
Ｔ１から対応する制限放電電流を求め、求めた制限放電
電流と現在の放電電圧の積により放電可能電力Ｗｏを求
め、これに商用電源の制限電力を加算し制限電力最大値
Ｗｍａｘを計算する。
【００３５】そして、インバータ４の出力電力Ｗｃと制
限電力最大値Ｗｍａｘとを比較し、現在の出力電力Ｗｃ
が制限電力最大値Ｗｍａｘと同じであれば、その時の速
度を維持すべく、前回の指令速度を今回の指令速度とす
る（ステップＳ１０４→Ｓ１０５）。他方、現在の出力
電力Ｗｃが制限電力最大値Ｗｍａｘを越えていなけれ
ば、標準速度パターンに従う指令速度Ｖｍを現在の指令
速度とし（ステップＳ１０４→Ｓ１０６）、逆に、現在
の出力電力Ｗｃが制限電力最大値Ｗｍａｘ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、使用電力を低減させる（ステップ
Ｓ１０４→Ｓ１０７）。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Ｓ１０８）。
【００３６】この場合、時間遅れ等を考え、上記テーブ
ルＴ１の制限放電電流には余裕を持たせることが好まし
い。この時、減速度は、放電可能電力の変化率および乗
り心地から考えて、それほど強くする必要はない。従っ
て、インバータ４が現在出力中の出力電力の計測時、減
速による影響を考慮する必要は少ない。必要があれば、
現在出力中の出力電力を使用するのではなく、現在の速
度と負荷から一定走行での予想電力を使用すればよい。
また、現在の出力電力が制限電力最大値を超えていると
き、いきなり減速しているが、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
滑らかな速度制御パターンとなる。
【００３７】このように構成されたエレベータの制御装
置においては、電力蓄積装置１１からの放電時、２次電
池１２に過度な負担を掛けること無い範囲で、商用電源
の制限を守りながら、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を構成する
ことが可能となる。
【００３８】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、電力
蓄積装置１１のＦＵＬＬ充電状態を１００％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Ｔ２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Ｔ２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ようになさ
れている。
【００３９】すなわち、図５は、現在の電力蓄積装置１
１の充電度合いＳＯＣに対する制限放電電流のテーブル
である。現在の充電度合いＳＯＣは、２次電池１２の充
放電での電流、または電力の累積で計算可能である。こ
の現在の充電度合いＳＯＣに対して、一般的には、ＳＯ
Ｃレベルが高いレベルでは、高い放電電流が可能である
が、ＳＯＣレベルが低くなるに連れて、放電電流（電
力）は大きく取れなくなる。図５はこれをテーブル化し
たものである。
【００４０】この実施の形態２における速度制御回路２
１Ａもまた、図４に示すフローチャートに従って実施の
形態１と同様にして指令速度を求めるようになされてお
り、従って、電力蓄積装置１１からの放電時、２次電池
１２に過度な負担を掛けること無い範囲で、商用電源の
電力制限を守りながら、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を構成す
ることが可能となる。
【００４１】実施の形態３．次に、この実施の形態３に
おいて、速度制御回路２１Ａは、図６に示す如く、電力
蓄積装置１１の２次電池１２の温度に応じて複数のテー
ブルＴ２ａ，ｔ２ｂ，ｔ２ｃ，・・・を備え、複数のテ
ーブルから充放電状態計測装置１４Ａによる温度計測値
に応じたテーブルを選択し、実施の形態２と同様に、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
おり、実施の形態１及び２と同様な効果を奏することが
できる。
【００４２】実施の形態４．次に、この実施の形態４に
おいて、速度制御回路２１Ａは、図７に示す如く、負荷
状態に応じた速度パターン（例えば無負荷時はＶ０１，
Ｖ０２，Ｖ０３，・・・，Ｖ０ｎ）が設定されたテーブ
ルＴ３を備え、充放電状態計測装置１４Ａによる計測値
に基づいて電力蓄積装置１１が故障と判定される場合に
は、かご負荷計測器２５により計測されたかご負荷計測
値に基づいて上記テーブルＴ３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
ようになされている。
【００４３】すなわち、図７は、実施の形態４における
速度制御の速度パターンを示すテーブルである。同テー
ブルＴ３は加速時のパターンを示し、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、このテーブルＴ３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
は、上昇運転側、下降運転側それぞれ別にもっている。
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７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。
【００４４】今、充電度合い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、三相交流電源
１（商用電源）の制約電力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もっていない。これは、商用
電源の制約電力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。このよ
うに、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。
【００４５】実施の形態５．次に、この実施の形態５に
おいて、速度制御回路２１Ａは、図８に示す如く、かご
負荷と電力蓄積装置１１の放電可能電力とに対する最大
速度指令値Ｖ01max，Ｖ02max・・・が設定されたテーブ
ルＴ４を備え、充放電状態計測装置１４Ａの計測値に基
づいて電力蓄積装置１１の放電可能電力Ｗ０１，Ｗ０
２，・・・を求め、かご負荷計測器２５により計測され
たかご負荷計測値と求められた放電可能電力とに基づい
て上記テーブルＴ４から最大速度指令Ｖ01max，Ｖ02max
・・・を求め、速度指令と最大速度指令との比較に基づ
いて速度指令を変更する。
【００４６】次に、この実施の形態５に係る速度制御回
路２１Ａの制御を、図９に示すフローチャートを参照し
て説明する。まず、標準速度パターンに従う指令速度Ｖ
ｍに基づいてインバータ４を速度制御する（ステップＳ
５０１）。そして、充放電状態計測装置１４Ａからの計
測値に基づいて電力蓄積装置１１の放電可能電力Ｗｏを
求める（ステップＳ５０２）。
【００４７】その後、かご負荷計測器２５のかご負荷計
測値及び放電可能電力Ｗｏに基づいて図８に示すテーブ
ルＴ４から対応する最大指令速度Ｖｍａｘを求め（ステ
ップＳ５０３）、標準速度パターンに基づく指令速度Ｖ
ｍと最大指令速度Ｖｍａｘとの比較を行う（ステップＳ
５０４）。
【００４８】現在の指令速度Ｖｍが最大指令速度Ｖｍａ
ｘと同じであれば、最大指令速度Ｖｍａｘを指令速度と
し（ステップＳ５０４→Ｓ５０５）、他方、現在の指令
速度Ｖｍが最大指令速度Ｖｍａｘを越えていなければ、
速度を減速させるべく、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、使用電力を低
減させる（ステップＳ５０４→Ｓ５０６）。逆に、現在
の指令速度Ｖｍが最大指令速度Ｖｍａｘを越えていれ
ば、標準速度パターンに基づく指令速度Ｖｍを指令速度
とする（ステップＳ５０４→Ｓ５０７）。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Ｓ５０８）。
【００４９】従って、上記実施の形態５によれば、電力
蓄積装置１１からの放電時、２次電池１２に過度な負担
を掛けること無い範囲で、商用電源の電力制限を守りな
がら、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を構成することが可能とな
る。
【００５０】実施の形態６．次に、この実施の形態６に
おいて、速度制御回路２１Ａは、図１０に示す如く、各
速度制御のタイマー割り込み毎のエレベータの指令速度
値を記憶したテーブルＴ５を有し、このテーブルＴ５
は、電力蓄積装置の放電可能電力別およびエレベータの
負荷別に複数持っている。例えば、電力蓄積装置の放電
可能電力別に１０個のテーブルを有し、その１０個の各
テーブル毎に、さらに負荷別に１０個のテーブルを有す
る場合、総テーブル数は１００個となる。また、図１１
に示す如く、残距離に応じた指令速度が設定されたテー
ブルＴ６を有する。
【００５１】すなわち、この実施の形態６において、速
度制御回路２１Ａは、まず、図１１に示す如くテーブル
Ｔ６に基づいて残距離に応じた指令速度を求める。ま
た、充放電状態計測装置の計測値に基づいて電力蓄積装
置の放電可能電力を求め、かつ、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、放電可能電
力とかご負荷計測値の両データに応じた、図１０に示す
如くテーブルＴ５を選択し、選択されたテーブルから各
制御タイマー割り込み毎の指令速度を求める。タイマー
割り込み時に、例えば、スタート開始直後のタイマー割
り込み時は指令速度としてｖ１を、次のタイマー割り込
み時は指令速度としてｖ２を求める。
【００５２】次に、この実施の形態６に係る速度制御回
路２１Ａの制御を、図１２に示すフローチャートを参照
して説明する。図１２に示すフローチャートは、タイマ
ー割り込み毎に起動されるものである。まず、目的階ま
での残距離に応じてテーブルＴ６を参照して指令速度を
求める。例えば、目的階までの残距離がｄ１以上であれ
ば、残距離に応じた指令速度Ｖｄをｖｄ１に設定し、目
的階までの残距離がｄ１以下で、ｄ２を越えていれば
（ｄ１＞ｄ２、テーブルには残距離の長い順に並んでい
る）、残距離に応じた指令速度Ｖｄをｖｄ２に設定す
る。以下、このテーブルＴ６に従って残距離に応じた指
令速度Ｖｄを設定する（ステップＳ６０１）。
【００５３】次に、タイマー割り込み回数に応じた指令
速度Ｖａを設定する。つまり、定期的にタイマー割り込
みがあるので、スタートからの時間毎に、タイマー割り
込み回数に応じた指令速度Ｖａを、放電可能電力とかご
負荷計測値の両データに応じて、図１０に示すテーブル
Ｔ５を選択し、選択されたテーブルＴ５から各制御タイ
マー割り込み毎の指令速度Ｖａを設定する（ステップＳ
６０２）。このテーブルＴ５の最後は最高速になってい
るので、この後はＶａ＝Ｖｍａｘとする。
【００５４】次に、タイマー割り込み毎の指令速度Ｖａ
と残距離に応じた指令速度Ｖｄを比較し、タイマー割り
込み毎の指令速度Ｖａが残距離に応じた指令速度Ｖｄを
越えていれば、指令速度をＶｄに設定し（ステップＳ６
０３→Ｓ６０４）、タイマー割り込み毎の指令速度Ｖａ
が残距離に応じた指令速度Ｖｄを越えていなければ、指
令速度をＶａに設定する（ステップＳ６０３→Ｓ６０
５）。つまり、加速時は、図１０に示すテーブルＴ５に
従って加速し、減速時は図１１に示すテーブルＴ６に従
って減速することにより、スムーズな目的階までの速度
制御を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、低容
量・安価な電力蓄積装置を用い、放電制御時においても
安定した速度制御を行うことができ、省エネ効果を低減
することなく、かつ電池寿命の長い電力蓄積装置をもつ
エレベータの構成することができる。
【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Ｔ２の説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る速度制御回路
２１Ａが備える温度に応じて複数有する充電度合いＳＯ
Ｃに対する制限放電電流が設定されたテーブルＴ２ａ，
ｔ２ｂ，ｔ２ｃ，・・・の説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係る速度制御回路
２１Ａが備える負荷状態に応じた速度パターンが設定さ
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５に係る速度制御回路
２１Ａが備えるかご負荷と電力蓄積装置１１の放電可能
電力に対する最大指令速度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の制御を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態６に係る速度制御回
路２１Ａが備える放電可能電力と負荷計測値に応じて選
択される、タイマー割り込み回数に応じた指令速度が設
定されたテーブルＴ５の説明図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６に係る速度制御回
路２１Ａが備える残距離に応じた指令速度が設定された
テーブルＴ６の説明図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６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１３】 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１４】 図１３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１５】 図１３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 Ｄ
Ｃ−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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 博司 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番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 Ｆターム(参考） 3F002 CA04 CA06 CA07 DA08 EA08 GA03 GA07

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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出力される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、 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からの検出値
    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、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、上記充放電状態計測手段の計測値
    に基づいて上記電力蓄積装置の放電可能電力を求めて該
    放電可能電力と上記交流電源の制限電力との和で与えら
    れる制限電力最大値を求め、上記インバータの出力電力
    と上記制限電力最大値との比較に基づいて速度指令を変
    更することを特徴とするエレベータの制御装置。
  2. 【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。
  3. 【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、 上記速度制御手段は、上記電力蓄積装置のＦＵＬＬ充電
    状態を１００％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。
  4. 【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、上記電力蓄積装置の温度に応じて
    複数のテーブルを備え、上記充放電状態計測手段による
    温度計測値に応じたテーブルを選択することを特徴とす
    るエレベータの制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のエ
    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、上記充放電状態計測手段に
    よる計測値に基づいて上記電力蓄積装置が故障と判定さ
    れる場合には、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。
  6. 【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、かご負荷と上記電力蓄積装置の放
    電可能電力とに対する最大速度指令値が設定されたテー
    ブルを備え、上記充放電状態計測手段の計測値に基づい
    て上記電力蓄積装置の放電可能電力を求め、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求められ
    た放電可能電力とに基づいて上記テーブルから最大速度
    指令を求め、速度指令と最大速度指令との比較に基づい
    て速度指令を変更することを特徴とするエレベータの制
    御装置。
  7. 【請求項７】 請求項５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、かご負荷と上記電力蓄積装置の放
    電可能電力とに対応した、複数の速度パターンテーブル
    を備え、上記充放電状態計測手段の計測値に基づいて、
    上記電力蓄積装置の放電可能電力を求め、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、
    上記テーブルを選択することにより、選択された速度パ
    ターンに従って速度制御することを特徴とするエレベー
    タの制御装置。
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