JP2005324888A - ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑える。
【解決手段】エレベータ10aに備えられた蓄電装置30aとエレベータ10bに備えられた蓄電装置30bとの間に介在された蓄電切替え装置62によりエレベータ10a,10bの電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整しておく。そして、群管理制御装置60に設けられた蓄電統括制御装置61にて電力供給ラインの電圧の変動から電力余剰状態または電力不足状態を判断し、蓄電装置30a,30bに対する充放電制御を統括的に行う。これにより、エレベータ10a,10b間でそれぞれの蓄電装置30a,30bを共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】エレベータ10aに備えられた蓄電装置30aとエレベータ10bに備えられた蓄電装置30bとの間に介在された蓄電切替え装置62によりエレベータ10a,10bの電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整しておく。そして、群管理制御装置60に設けられた蓄電統括制御装置61にて電力供給ラインの電圧の変動から電力余剰状態または電力不足状態を判断し、蓄電装置30a,30bに対する充放電制御を統括的に行う。これにより、エレベータ10a,10b間でそれぞれの蓄電装置30a,30bを共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、回生エネルギーを利用してエレベータ(乗りかご)を駆動するハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に係り、特に複数台のエレベータを群管理するシステムに用いて好適なハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に関する。
一般に、エレベータでは、電動機(巻上げ機)の回転軸に巻き掛けられたロープの両端に乗りかごとカウンタウェイトが吊り下げられ、上記電動機の回転によりロープを介して乗りかごがカウンタウェイトと反対方向につるべ式に昇降動作する。
ここで、例えば乗りかごが昇降路の下方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより重ければ、動力を必要としないため、電動機が発電機として機能することになり、回生エネルギーが生じる。また、乗りかごが上方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより軽ければ、動力を必要としないため、回生エネルギーが生じる。
このように、動力を必要とせずに乗りかごを運転することを「回生運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「回生方向」と呼ぶ。また、その逆に、動力を必要する運転を「力行運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「力行方向」と呼んでいる。
ところで、近年の省電力化の要求に伴い、上述した回生運転時に生じる電力つまり回生エネルギーを例えば大容量のコンデンサなどからなる蓄電装置に蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄電装置に蓄えた回生エネルギーを利用して乗りかごを運転するハイブリッド駆動型のエレベータが考えられている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−236743号公報
大型のマンションや会社ビルのように、複数台のエレベータが並設された建物では、各号機の乗りかごの運転状態が常時監視されており、例えば各階床の乗場で呼びがあると、その呼びに対して最適な乗りかごを応答させるための群管理制御が一般的に行われている。
しかしながら、このような群管理制御を有するエレベータシステムにおいて、従来、上述したようなハイブリッド駆動型のエレベータと融合させたものはなく、各エレベータに設置された蓄電装置はそれぞれに個別に使用されていた。このため、例えばあるエレベータで電力の余剰分があった場合に、他のエレベータに利用されることなく無駄に消費されていた。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることのできるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置を提供することを目的とする。
本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、少なくとも2台以上のエレベータの運転を群管理制御する群管理制御手段と、上記各エレベータ毎に設置され、乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する電力余剰分のエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記電力供給ラインに供給する複数の蓄電手段と、上記各蓄電手段の間に介在され、上記各エレベータ間で上記電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整する蓄電切替え手段と、上記群管理制御手段に設けられ、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値と予め設定された目標値との比較結果に基づいて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、上記各蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う蓄電統括制御手段とを具備して構成される。
このような構成によれば、各エレベータ間で電力供給ラインの電圧が同じレベルに調整された状態で、その電圧値の変動に応じて電力余剰状態または電力不足状態が判断され、予め設定された目標値に合わせて各エレベータの蓄電手段に対する充放電制御が統括的に行われる。これにより、各エレベータ間でそれぞれの蓄電手段が共通に利用され、エレベータシステム全体として消費電力を効率的に抑えることが可能となる。
また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも上昇した場合に電力余剰状態であると判断し、その余剰分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に充電することを特徴とする。
このような構成によれば、目標値との比較により電力余剰状態であると判断された場合に、その余剰分のエネルギーが各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に対して充電される。これにより、余剰分のエネルギーを無駄に消費することなく、空いている蓄電手段に蓄積しておくことができる。
また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電することを特徴とする。
このような構成によれば、余剰分のエネルギーが各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電される。これにより、各蓄電手段の残容量を考慮しながら効率的に充電を行うことができる。
また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも降下した場合に電力不足状態であると判断し、その不足分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電することを特徴とする。
このような構成によれば、目標値との比較により電力不足状態であると判断された場合に、その不足分のエネルギーが各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電される。これにより、不足分のエネルギーを他の蓄電手段から供給可能として、商用電源の消費量を減らすことができる。
また、上記構成において、上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で余力のあるものから順に放電することを特徴とする。
このような構成によれば、不足分のエネルギーが各蓄電手段の中で余力のあるから順に放電される。これにより、各蓄電手段の余力つまり現在の容量を考慮しながら効率的に放電を行うことができる。
本発明によれば、各エレベータ間で電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整した状態で、その電圧値の変動に応じて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、各エレベータの蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う構成により、各エレベータ間でそれぞれの蓄電装置を共通に利用してエレベータシステム全体としての消費電力を効率的に抑えることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置として、複数台(ここでは2台)のエレベータ10a,10bが群管理されたシステムに適用した構成を示す図である。
エレベータ10aは、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機11aと、この電動機11aの回転軸に取り付けられて回転するシーブ12aと、このシーブ12aに巻き掛けられたロープ13aの両端に吊り下げられた乗りかご14aとカウンタウェイト(釣り合い重り)15aなどを備える。
また、乗りかご14aの駆動系として、商用電源16aと、この商用電源16aの交流電圧を直流電圧に変換する整流器17aと、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ18aと、上記直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ19aと、このインバータ19aにより供給される電動機11aの電流を検出するインバータ電流検出装置20aなどを備える。
なお、上記商用電源16aは三相電源である。この三相電源による交流電圧が整流器17aで全波整流され、平滑コンデンサ18aにてリプル分が吸収されて直流に平滑化される。この平滑化された直流がインバータ19aに与えられ、所定周波数の交流電圧に変換されて電動機11aに駆動電力として供給される。
このような電力供給により、電動機11aが回転駆動され、これに伴いシーブ12aが回転し、そこに巻き掛けられたロープ13aを介して乗りかご14aとカウンタウェイト15aが昇降路内をつるべ式に昇降動作する。
また、このエレベータ10aは、上記乗りかご14aの運転速度などを制御するための運転制御装置21aを備える。
図2に運転制御装置21aの構成を示す。この運転制御装置21aは、速度指令部22aと、速度検出部23aと、速度制御部24aと、荷重検出スイッチ部25aと、荷重信号演算部26aと、トルク指令判断部27aと、インバータ電流制御部28aなどから構成される。
速度指令部22aは、図示せぬエレベータ制御盤から電動機11aの運転指令を受けて、速度指令値を出力する。速度検出部23aは、電動機11aの現在の速度を検出する。速度制御部24aは、速度指令値と速度検出値との偏差を求め、その偏差をなくすようなトルク指令を出力する。
荷重検出スイッチ部25aは、乗りかご14aの荷重を検出するためのスイッチであり、例えば荷重値に応じて選択的にオン動作する複数のスイッチからなる。荷重信号演算部26aは、荷重検出スイッチ部25aから出力される荷重信号に基づいてトルク補償値を演算する。
具体的には、上記荷重検出スイッチ部25aが3つのスイッチa、b、cから構成されるものとする。スイッチaは乗りかご14aの荷重値が所定の積載重量(カウンタウェイト15aと釣り合う重量)よりも重いときにONし、スイッチbは乗りかご14aの荷重値が上記所定の積載重量のときにONし、スイッチcは乗りかご14aの荷重値が上記所定の積載重量よりも軽いときにONする。荷重信号演算部26aは、図3に示すように、これらのスイッチa、b、cのそれぞれのON信号に対し、例えば「−10」、「0」、「+10」なるトルク補償値を出力する。
トルク指令判断部27aは、速度制御部24aから出力されたトルク指令値と荷重信号演算部26aから出力されたトルク補償値とを加算して得られる最終的なトルク指令値が許容範囲内にあるか否かを判断する。その結果、トルク指令値が許容範囲外であれば、許容範囲内に収めるようにリミッタをかける。
インバータ電流制御部28aは、インバータ電流検出装置20aによって検出された電流値とトルク指令判断部27aから出力されるトルク指令値とに基づいて、電動機11aに流す電流をトルク指令値に合わせて制御する。
図1に戻って、このエレベータ10aは、上記構成に加え、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置30a、充放電回路31a、蓄電制御装置32aを備える。
蓄電装置30aは、例えばニッケル水素電池や、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池などの2次電池や、電気2重層コンデンサといった大容量キャパシタなどからなり、回生運転時に電力供給ラインに生じる回生エネルギーを蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄えた回生エネルギーを電力供給ラインに放電することで省電力化を図るものである。
充放電回路31aは、蓄電装置30aに対する充放電を切り替えるための回路である。この充放電回路31aは、インバータ19aへの電力供給ラインである直流母線間に並列に接続される充電用スイッチング素子33aおよび放電用スイッチング素子34a、これらのスイッチング素子33a,34aの共通接続部に接続され、直流電力を平滑化する機能を有する直流リアクトル35aなどから構成される。
蓄電制御装置32aは、直流母線間電圧つまり平滑コンデンサ18aの電圧を監視し、その電圧値に基づいて乗りかご14aの運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路31aを制御して蓄電装置30aに対する充放電を行うものである。
具体的には、この蓄電制御装置32aは、直流母線間電圧(平滑コンデンサ18aの電圧)を検出する電圧検出部41aと、充放電回路31aを駆動して蓄電装置30aに対する充放電を制御する充放電制御部42aと、蓄電装置30aの電圧を検出する電圧検出部43aと、この電圧検出部43aによって検出された蓄電装置30aの電圧変化を監視する電圧変化監視部44aと、電圧指令を出す電圧指令部45aと、蓄電装置30aに流れ込む電流を検出する電流検出部46aなどから構成される。
すなわち、商用電源16aから供給された三相交流電圧は整流器17aにて直流電圧に変換された後、インバータ19aにて所望の交流電圧に変換されて電動機11aに供給される。その際に、乗りかご14aが回生運転になると、インバータ19aから入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、直流母線間電圧は上昇することになる。
通常のエレベータでは、直流母線間電圧が一定値以上になったときに、インバータ19aの入力端子側に設けられたスイッチング素子51aを制御して回生抵抗52aにてエネルギーを熱消費していた。これに対し、ハイブリッド駆動式エレベータでは、この回生エネルギーを有効利用するために蓄電装置30aを備える。
ここで、蓄電装置30aを備えたハイブリッド駆動式エレベータにおける回生エネルギーの充電と放電の動作について簡単に説明しておく。
(a)回生エネルギーの充電動作
上述したように、乗りかご14aの回生運転時には、インバータ19aから入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ18aに回生エネルギーが蓄積され、インバータ19aへの電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置32a内の電圧検出部41aにて検出される。
上述したように、乗りかご14aの回生運転時には、インバータ19aから入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ18aに回生エネルギーが蓄積され、インバータ19aへの電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置32a内の電圧検出部41aにて検出される。
ここで、蓄電制御装置32aでは、上記直流母線間の電圧が予め設定された基準値以上となると、電圧指令部45aにより蓄電装置30aへの充電に適した電圧となるまで降圧してから、充放電回路31a内の充電用スイッチング素子33aをONして蓄電装置30aに充電を行う。
このときの蓄電装置30aの電圧変化は電圧検出部43aを通じて電圧変化監視部44aにて監視され、電圧指令部45aに与えられる。この際、蓄電装置30aに流れ込む電流を電流検出部46aにて検出し、充放電制御部42aにて充電電流を制御する。これにより、回生エネルギーを蓄電装置30aに蓄えることが可能となる。
(b)回生エネルギーの放電動作
乗りかご14の力行運転時には、平滑コンデンサ18aで平滑化された直流がインバータ19aに供給されるので、インバータ19aへの電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置32a内の電圧検出部41aにて検出される。
乗りかご14の力行運転時には、平滑コンデンサ18aで平滑化された直流がインバータ19aに供給されるので、インバータ19aへの電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置32a内の電圧検出部41aにて検出される。
ここで、蓄電制御装置32aでは、上記直流母線間電圧が予め設定された基準値よりも下がると、電圧指令部45aにて設定された目標値まで蓄電装置30aの電圧を昇圧して直流母線間電圧に突き合わせることで、充放電回路31a内の放電用スイッチング素子34aをONして蓄電装置30aに蓄積された回生エネルギーを電力供給ラインへ放電する。この際、蓄電装置30aから流れ出す電流を電流検出部46aにて検出し、充放電制御部42aにて放電電流を制御する。
また、他方のエレベータ10bの構成についても、上記エレベータ10aと同様の構成である。
すなわち、エレベータ10bの機構として、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機11bと、この電動機11bの回転軸に取り付けられて回転するシーブ12bと、このシーブ12bに巻き掛けられたロープ13bの両端に吊り下げられた乗りかご14bとカウンタウェイト15bなどを備える。
また、乗りかご14bの駆動系として、商用電源16bと、この商用電源16bの交流電圧を直流電圧に変換する整流器17bと、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ18bと、上記直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ19bと、このインバータ19bにより供給される電動機11bの電流を検出するインバータ電流検出装置20bなどを備える。
また、上記乗りかご14bの運転速度などを制御するための運転制御装置21bを備える。なお、この運転制御装置21bの構成については、図2に示した運転制御装置21aの構成と同様であるため、省略する。
また、このエレベータ10bは、上記エレベータ10aと同様に、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置30b、充放電回路31b、蓄電制御装置32bを備える。
蓄電装置30bは、例えば大容量の多数のバッテリあるいはコンデンサからなり、回生運転時に生じる回生エネルギーを蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄えた回生エネルギーを放電することで省電力化を図るものである。
充放電回路31bは、蓄電装置30bに対する充放電を切り替えるための回路であり、充電用スイッチング素子33bおよび放電用スイッチング素子34b、直流リアクトル35bなどから構成される。
蓄電制御装置32bは、直流母線間電圧つまり平滑コンデンサ18bの電圧を監視し、その電圧値に基づいて乗りかご14bの運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路31bを制御して蓄電装置30bに対する充放電を行うものである。この蓄電制御装置32bは、上記エレベータ10aに備えられた蓄電制御装置32aと同様に、電圧検出部41b、充放電制御部42b、電圧検出部43b、電圧変化監視部44b、電圧指令部45b、電流検出部46bなどから構成される。
このような構成において、エレベータ10aに備えられた蓄電装置30aと、エレベータ10bに備えられた蓄電装置30bは、通常、各エレベータ毎に個別に管理されている。このため、例えば蓄電装置30aの残容量が減少すると、エレベータ10aでは電力アシストを停止し、また、蓄電装置30aが満充電状態となれば、それ以上回生電力を充電することはせず、スイッチング素子51aを介して回生抵抗52aにて熱消費していた。これはエレベータ10bの方でも同様である。
ところが、一方のエレベータの蓄電装置にこれ以上回生電力を充電できない満充電状態や、放電不可能な電力が残されていない状態であっても、他方のエレベータの蓄電装置には、その充放電の余地が十分にあると考えられる。
そこで、本実施形態では、図1に示すように、群管理制御装置60に蓄電統括制御装置61を設け、また、エレベータ10aの蓄電装置30aとエレベータ10bの蓄電装置30bとの間に蓄電切替え装置62を設けることで、エレベータ10a,10b間でそれぞれの蓄電装置30a,30bを共通に利用可能とする。
上記群管理制御装置60は、エレベータ10a,10bを群管理制御するための主制御装置であって、運転制御装置21aおよび運転制御装置21bに接続され、それぞれのエレベータ利用状況に合わせた最適な運転制御を行うものである。例えば、各階の乗場呼びに対して、各号機の現在位置や走行方向、そして、荷重状態などの各条件に基づいて最適な号機を割り当てるための制御などを行う。
このような群管理制御装置60に蓄電統括制御装置61を設けることで、蓄電制御装置32a,32bから各々の蓄電装置30a,30bの電圧、電流、そして、直流母線間電圧を入力して比較演算することが可能となる。また、エレベータ10aの蓄電装置30aとエレベータ10bの蓄電装置30bとの間に蓄電切替え装置62を設け、これを蓄電統括制御装置61により切り替え制御することで、エレベータ10a,10bの直流母線間電圧を必要に応じて突き合わせることが可能となる。
具体的に説明すると、今、エレベータ10aをA号機、エレベータ10bをB号機として、A号機が力行運転中にB号機が回生運転となった場合を考える。
A号機は力行運転を行っているため、その直流母線間電圧(平滑コンデンサ18aの電圧)は停止時よりも低下する。一方、B号機は回生運転を行っているため、その直流母線間電圧は停止時よりも上昇することになる。
ここで、A号機の直流母線間電圧がある基準値よりも降下し、また、B号機の直流母線間電圧がある基準値よりも上昇したとすると、通常は、それぞれの充放電回路31a,31bを通じて蓄電装置30a,30bへの充放電制御が行われるが、ここでは蓄電統括制御装置61により蓄電切替え装置62を切替え制御して、A号機とB号機の直流母線間電圧を突き合わせておく。
したがって、A号機の直流母線間電圧が降下し、B号機の直流母線間電圧が上昇した際に、これらの直流母線間電圧が突き合わせてあるため、ある一定の電圧値に収束することになる。このときの電圧値は電圧検出部41a,41bにて検出されて蓄電統括制御装置61に与えられる。
蓄電統括制御装置61では、上記収束した直流母線間電圧が予め設定された目標値より高ければ、電力余剰状態であると判断して蓄電装置30a,30bにその余剰分のエネルギーを充電し、上記目標値より低ければ、電力不足状態であると判断して蓄電装置30a,30bからその不足のエネルギーを放電するように蓄電制御装置32a,32bを制御する。
また、A,B号機が同時に回生運転を行う場合には、直流母線間電圧は上昇するため、2つの蓄電装置30a,30bに回生エネルギーを充電するように蓄電制御装置32a,32bを制御する。
また、A,B号機が同時に力行運転する場合には、直流母線間電圧が目標値となるように蓄電装置30a,30bから回生エネルギーを放電するように蓄電制御装置32a,32bを制御する。
次に、本実施形態の動作について説明する。
図4はエレベータ10aをA号機、エレベータ10bをB号機とした場合の蓄電装置30a,30bに対する充放電の処理動作を示すフローチャートである。
今、図1に示すように、A号機とB号機との間に蓄電切替え装置62が接続され、それぞれの電力供給ラインである直流母線間の電圧が上記蓄電切替え装置62を介して同じレベルに調整されているものとする(ステップS10)。
このような状態で、A号機とB号機のエレベータが起動されると(ステップS11)、それぞれの直流母線間電圧が電圧検出部41a,41bにて検出されて、蓄電統括制御装置61に与えられる。上述したように、A,B号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置62を介して突き合わせてあり、その直流母線間電圧が所定の目標値(例えば280V程度)から外れると(ステップS12のYes)、蓄電統括制御装置61は、以下のようにして蓄電装置30a,30bに対する充放電処理を行う。
まず、A,B号機の直流母線間電圧が目標値より上昇した場合を想定する。
A,B号機の直流母線間電圧が上昇する要因としては、例えばA号機およびB号機の両方が回生運転にあり、そのときに生じる回生エネルギーによって上昇することが考えられる。ただし、一方の号機が力行運転していれば、そのときの電力バランスによりA,B号機の直流母線間電圧が上昇または下降することになる。
なお、回生エネルギーは、回生運転中の号機から発生する。例えば、A号機が回生運転中であればA号機から発生し、A号機とB号機が回生運転中であれば、その両方から発生する。この回生エネルギーをA,B号機に関係なく、蓄電装置30aと蓄電装置30bのうちの充電可能な蓄電装置に対して充電する。
すなわち、A,B号機の直流母線間電圧が目標値より上昇すると(ステップS13のYes)、蓄電統括制御装置61は、回生エネルギーの発生による電力余剰状態であるものと判断し、まず、A号機の蓄電装置30aに充電可能か否かを判断する(ステップS14)。これは、A号機の蓄電装置30aの電圧値と電流値を蓄電制御装置32aから取得することにより、蓄電装置30aの現在のエネルギー容量(残量)あるいは供給可能な電力値を算出することで判断する。
この場合、蓄電装置30aの電圧値をVa、電流値をIaとすると、蓄電装置30aのエネルギー容量Qaは、以下のような式(1)で表される。なお、tは時間である。
Qa=Ia×Va×t[W・h] …(1)
また、蓄電装置30aの電力Paは、以下のような式(2)で表される。
また、蓄電装置30aの電力Paは、以下のような式(2)で表される。
Pa=Ia×Va [W] …(2)
このようにして算出された蓄電装置30aのエネルギー容量または電力の値が予め設定された上限値よりも低ければ、蓄電統括制御装置61はA号機の蓄電装置30aに充電可能であると判断する(ステップS14のYes)。これにより、蓄電切替え装置62は、蓄電制御装置32aを制御して、電力余剰分として生じている回生エネルギーをA号機の蓄電装置30aに充電する(ステップS15)。
このようにして算出された蓄電装置30aのエネルギー容量または電力の値が予め設定された上限値よりも低ければ、蓄電統括制御装置61はA号機の蓄電装置30aに充電可能であると判断する(ステップS14のYes)。これにより、蓄電切替え装置62は、蓄電制御装置32aを制御して、電力余剰分として生じている回生エネルギーをA号機の蓄電装置30aに充電する(ステップS15)。
なお、A,B号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置62を介して同じレベルになるように突き合わせてあるので、回生エネルギーの充電により両者の直流母線間電圧は同時に降下することになる。
A号機の蓄電装置30aへの充電後、直流母線間電圧がまだ目標値よりも高ければ(ステップS16のYes)、あるいは、A号機の蓄電装置30aに充電できなかった場合には(ステップS14のNo)、続いて蓄電統括制御装置61は、B号機の蓄電装置30bに充電可能か否かを判断する(ステップS17)。この場合も上記A号機の蓄電装置30aのときと同様であり、B号機の蓄電装置30bの電圧値および電流値を蓄電制御装置32aから取得し、蓄電装置30bの現在のエネルギー容量(残量)または供給可能な電力値を算出することで判断する。
その結果、B号機の蓄電装置30bに充電可能であれば(ステップS17のYes)、蓄電統括制御装置61は、蓄電制御装置32bを制御して、電力余剰分として生じている回生エネルギーを蓄電装置30bに充電する(ステップS18)。
また、B号機の蓄電装置30bに充電不可であれば(ステップS17のNo)、余った回生エネルギーをそれぞれの回生抵抗52a,52bで熱に変えて消費する(ステップS19)。なお、B号機の蓄電装置30bに充電後、まだ回生エネルギーが余っている場合も同様である。
次に、A,B号機の直流母線間電圧が目標値よりも降下した場合を想定する。
A,B号機の直流母線間電圧が降下する要因としては、例えばA号機およびB号機の両方が力行生運転にあり、その力行生運転により電力が消費されていることが考えられる。ただし、一方の号機が力行運転していれば、そのときの電力バランスによりA,B号機の直流母線間電圧は上昇または下降することになる。
力行運転により電力を必要とする場合に、そのときの電力不足分をA号機とB号機に関係なく、蓄電装置30aと蓄電装置30bのうちの放電可能な蓄電装置から充電する。
すなわち、A,B号機の直流母線間電圧が目標値より降下すると(ステップS20のYes)、蓄電統括制御装置61は、電力不足状態であると判断し、まず、A号機の蓄電装置30aから放電可能か否かを判断する(ステップS21)。これは、充電を行う場合と同様に、A号機の蓄電装置30aの電圧値と電流値を蓄電制御装置32aから取得することにより、蓄電装置30aの現在のエネルギー容量(残量)あるいは供給可能な電力値を算出することで判断する。
このエネルギー容量または電力の値が予め設定された下限値よりも高ければ、蓄電統括制御装置61はA号機の蓄電装置30aから放電可能であると判断する(ステップS21のYes)。これにより、蓄電切替え装置62は、蓄電制御装置32aを制御して、A号機の蓄電装置30aに蓄積された回生エネルギーを放電する(ステップS22)。
なお、このときに放電された回生エネルギーは、電力を必要とする号機に使われる。例えば、A号機が力行運転中であればA号機に使われ、A号機とB号機の両方が力行運転中であれば、その両方に使われることになる。
また、A,B号機の直流母線間電圧は蓄電切替え装置62を介して同じレベルになるように突き合わせてあるので、回生エネルギーの放電により両者の直流母線間電圧は同時に上昇することになる。
A号機の蓄電装置30aから放電後、直流母線間電圧がまだ目標値よりも低ければ(ステップS23のYes)、あるいは、A号機の蓄電装置30aから放電できなかった場合には(ステップS21のNo)、続いて蓄電統括制御装置61は、B号機の蓄電装置30bから放電可能か否かを判断する(ステップS24)。この場合も上記A号機の蓄電装置30aのときと同様であり、B号機の蓄電装置30bの電圧値および電流値を蓄電制御装置32aから取得し、蓄電装置30bの現在のエネルギー容量(残量)または供給可能な電力値を算出することで判断する。
その結果、B号機の蓄電装置30bから放電可能であれば(ステップS24のYes)、蓄電統括制御装置61は、蓄電制御装置32bを制御してB号機の蓄電装置30bに蓄積された回生エネルギーを放電する(ステップS25)。
また、B号機の蓄電装置30bから放電不可であれば(ステップS24のNo)、電力アシストを中止する(ステップS19)。
このように、A,B号機の直流母線間電圧を同じレベルに調整した上で、A号機とB号機の運転状態により電力の余剰分が生じた際には蓄電装置30a,30bの中で充電可能な方に充電し、また、電力不足が生じた際には蓄電装置30a,30bの中で放電可能なものから電力供給を行うことで、A,B号機間でそれぞれの蓄電装置30a,30bを共通に利用して、エレベータシステム全体としての消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
なお、上記図4の処理では、A号機→B号機の順で充電/放電が可能か否かをチェックしたが、必ずしもこの順番に限るものではなく、B号機→A号機の順でチェックしても良い。また、A号機とB号機を同時にチェックして、余力のある方から順に放電したり、残容量の少ないものから順に充電することでも良い。
また、上記実施形態では、A号機、B号機といった2台のエレベータが群管理されたシステムを想定して説明したが、さらに多くのエレベータが並設されており、これらが群管理されたシステムであっても、上記実施形態と同様に、群管理機能と蓄電制御機能とを融合することで、個々の蓄電装置を各エレベータ間で共通に利用して、エレベータシステム全体での省電力化を実現できる。
要するに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
11a,11b…電動機、12a,12b…シーブ、13a,13b…ロープ、14a,14b…乗りかご、15a,15b…カウンタウェイト、16a,16b…商用電源、17a,17b…整流器、18a,18b…平滑コンデンサ、19a,19b…インバータ、20a,20b…インバータ電流検出装置、21a,21b…運転制御装置、22a,22b…速度指令部、23a,23b…速度検出部、24a,24b…速度制御部、25a,25b…荷重検出スイッチ部、26a,26b…荷重信号演算部、27a,27b…トルク指令判断部、28a,28b…インバータ電流制御部、30a,30b…蓄電装置、31a,31b…充放電回路、32a,32b…蓄電制御装置、33a,33b…充電用スイッチング素子、34a,34b…放電用スイッチング素子、35a,35b…直流リアクトル、41a,41b…電圧検出部、42a,42b…充放電制御部、43a,43b…電圧検出部、44a,44b…電圧変化監視部、45a,45b…電圧指令部、46a,46b…電流検出部、51a,51b…スイッチング素子、52a,52b…回生抵抗、60…群管理制御装置、61…蓄電統括制御装置、62…蓄電切替え装置。
Claims (5)
- 少なくとも2台以上のエレベータの運転を群管理制御する群管理制御手段と、
上記各エレベータ毎に設置され、乗りかごの回生運転時に電力供給ラインに発生する電力余剰分のエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記電力供給ラインに供給する複数の蓄電手段と、
上記各蓄電手段の間に介在され、上記各エレベータ間で上記電力供給ラインの電圧を同じレベルに調整する蓄電切替え手段と、
上記群管理制御手段に設けられ、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値と予め設定された目標値との比較結果に基づいて電力余剰状態または電力不足状態を判断し、上記各蓄電手段に対する充放電制御を統括的に行う蓄電統括制御手段と
を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。 - 上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも上昇した場合に電力余剰状態であると判断し、その余剰分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で充電可能な蓄電手段に充電することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
- 上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で残容量の少ないものから順に充電することを特徴とする請求項2記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
- 上記蓄電統括制御手段は、上記蓄電切替え手段によりレベル調整された電圧値が予め設定された目標値よりも降下した場合に電力不足状態であると判断し、その不足分のエネルギーを上記各蓄電手段の中で放電可能な蓄電手段から放電することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
- 上記蓄電統括制御手段は、上記各蓄電手段の中で余力のあるものから順に放電することを特徴とする請求項4記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
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-
2004
- 2004-05-12 JP JP2004142405A patent/JP2005324888A/ja active Pending
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