JP2006008394A - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電線の設置距離が長い場合でも乗りかごに安定に給電することにある。
【解決手段】昇降路１内の乗りかご４の移動経路にそって上側と下側に設置された給電線５ａ，５ｂと、これら給電線５ａ，５ｂに高周波電流を供給するための高周波電源３と、乗りかご４の移動とともに給電線５ａ，５ｂに沿って移動し、これら給電線５ａ，５ｂに流れる高周波電流によって生じる磁界による電磁誘導作用により高周波起電力を受電する受電コイル６ａ，６ｂと、高周波電源３と給電線５ａ，５ｂの間に設けられ、乗りかご４の移動に従って受電コイル６ａ，６ｂが一方の給電線５ａから他方の給電線５ｂに移る際、高周波電源３の出力端を移る側の給電線５ｂに切替選択する切替スイッチ１２と、受電コイル６ａ，６ｂで受電された高周波の起電力を乗りかご４の負荷機器に供給可能な電力形態に変換する受電回路７とを設けたエレベータの給電装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベータの乗りかごに電力等を給電するエレベータの給電装置に関する。

エレベータの輸送効率を高める方法としては、１つの昇降路内に複数の乗りかごをそれぞれ独立させた状態で走行させるマルチカーエレベータシステムを用いる方法が非常に有効とされている。しかし、各乗りかごに電力・制御信号等を取り込むためのテールコードが吊り下げられていることから、上側乗りかごから吊下されるテールコードが下側乗りかごに干渉するといった問題があり、マルチカーエレベータを実現する上で大きな障害となっている。

そこで、従来、テールコードを用いずに乗りかごに電力等を供給する幾つかのテールコードレス技術が提案されている。

（１） その１つのテールコードレス技術は、１つの昇降路内に一台の乗りかごを走行させる一般的なエレベータシステムに適用されたものである。すなわち、乗りかごをガイドするガイドレールに平行に設置され、高周波電流が通電される導体と、この導体に沿って乗りかごと共に移動するコイルと、導体に流れる高周波電流によって生じる磁界を受けてコイルに誘起される起電力を取り込む受電回路とが設けられている。この受電回路はコイルから取り込んだ起電力から乗りかごの電気設備機器である例えば照明灯、ファン等の負荷に供給する交流電力を取り出している（特許文献１）。

（２） 別のもう１つのテールコードレス技術は、図１３に示すようにマルチカーエレベータシステムに適用されたものである。すなわち、昇降路１０１の上部に設置され、共用電源１０２から供給される電力を用いて高周波電流を生成する高周波電源１０３及び昇降路１０１内の複数の乗りかご１０４ａ，１０４ｂ（１０４ｂは図示せず。以下、同じ）をガイドするガイドレールに沿って配置され、高周波電源１０３からの高周波電流が通電される給電線１０５が設けられている。

一方、乗りかご１０４ａの一側面にはかご位置に拘らず常に給電線１０５から発生する磁界を受ける受電ユニット１０６が取り付けられている。この受電ユニット１０６は図１４に示すように、断面Ｅ型形状をなす鉄心１０６ａに受電コイル１０６ｂが巻装され、この受電コイル１０６ｂにはかご上部などに設置される受電回路１０７が接続されている。同図において、１０５−１は給電線往路、１０５−２は給電線復路、１０５−３は磁束の流れの向きを示す（特許文献２）。

このテールコードレス技術では、高周波電源１０３から給電線１０５に高周波電流が通電すると、当該給電線１０５の周囲に高い周波数で規則的に変動する磁界が発生する。ここで、受電コイル１０６ｂは、常に給電線１０５近傍に存在し、給電線周囲の規則的に変化する磁界によって鉄心１０６ａ内に磁束変化が生じるので、受電コイル１０６ｂには電磁誘導作用によって誘導起電力を誘起する。受電回路１０７は誘導起電力によって給電線１０５の高周波電流と同じ周波数の電流が流れる。この受電回路１０７では、給電線１０５の高周波電流と同じ周波数の電流を整流・平滑化し、さらにインバータなどを用いて例えば１００ボルトの所要周波数に交流化し、乗りかご１０４ａの各負荷機器に供給する。従って、各乗りかごと給電線１０５とが完全に分離され、各乗りかごが一本の給電線１０５からそれそれ電力を受電できるので、テールコードを省略することが可能となる。

ところで、一本の給電線１０５から複数の乗りかご１０４ａ，１０４ｂに電力を供給する場合、一方の乗りかごの負荷変動によって給電線１０５の通電電流が変動し、他方の乗りかご例えば１０４ａに給電される高周波電流の起電力が変動してしまう。

そこで、特許文献２の技術における高周波電源１０３としては、図１５に示すように共用電源１０２から整流回路１２０を介して整流平滑化された直流電源１１１に接続され、外部からのオン・オフ制御によって所定の高周波電流を取り出すインバータ回路１１２と、このインバータ回路１１２の出力側に接続される給電線１０５に設けられ、乗りかごの負荷変動による給電線１０５の変動電流を検出する電流検出コイル１１３と、この電流検出コイル１１３で検出される電流と指令電流値Ｉｒｅｆとの電流値の差が零になるような制御信号を出力する制御回路１１４と、この制御回路１１４から出力される制御信号に応じてインバータ回路１１２を構成する素子のパルスオン時間を制御するＰＷＭ（パルス幅変調）回路１１５とで構成され、指令電流値Ｉｒｅｆに相当する高周波電流が常に給電線１０５に流れるように電流の安定化を図っている。
特開平 ９−５６０８８号公報 特開２０００−３５５４７４号公報

しかしながら、非接触方式の給電装置を用いて乗りかごのテールコードレス化を図った従来のエレベータシステムでは、給電装置の給電線１０５が長くなってくると、図１６に示すように高周波電源１０３に接続される給電線１０５の抵抗１１６やうず電流などによって生じる漏れインダクタンス１１７が大きくなるため、給電効率が低下し、高周波電流から乗りかごの負荷に必要な電力が得にくくなる問題がある。なお、１１８は有効インダクタンスである。

特に近年においては、建物が益々高層化の方向に進んでおり、それに伴って乗りかごの昇降距離も長くなっている。また、マルチカーエレベータの採用などが検討され、乗客の運行効率を向上させることが望まれている。しかしながら、いずれの場合にも給電線の長さが非常に長くなるため、給電効率の低下を抑制する対策が望まれていた。

また、特許文献２では、給電電流を一定に制御する構成となっいているが、夜間などでエレベータが待機モードに入り、乗りかごの必要負荷が下がっている場合でも、かご側に常に一定の電力が供給されてしまうため、無駄な電力を消費してしまう問題がある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、非接触の給電線の設置距離が長い場合でも給電効率を低下させずに乗りかご側に給電するエレベータの給電装置を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、乗りかごに必要な電力の負荷状況に応じて消費電力の低減化を図るエレベータの給電装置を提供することにある。

（１） 前記課題を解決するために、本発明に係るエレベータの給電装置は、昇降路内を昇降する乗りかごの移動経路にそって上側方向と下側方向に設置された第1及び第２の給電線と、この第1及び第２の給電線に高周波電流を供給するための高周波電源と、前記乗りかごに設置され、この乗りかごの移動とともに前記第1又は第２の給電線に沿って移動し、この第1又は第２の給電線に生じる磁界による電磁誘導作用によって高周波の起電力を受電する受電コイルと、前記高周波電源と前記第1及び第２の給電線との間に設けられ、前記乗りかごの移動に従って前記受電コイルが一方の前記給電線から他方の前記給電線に移る際、前記高周波電源の出力端を一方の前記給電線から他方の前記給電線に切替え選択する切替スイッチと、前記受電コイルに接続され、この受電コイルで受電される高周波の起電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する受電回路とを設けた構成である。

（２） 本発明に係るエレベータの給電装置は、昇降路内を昇降する乗りかごの移動経路に沿って上下方向に設置された複数の給電線と、これら給電線ごとに設けられ、それぞれ対応する給電線に高周波電流を供給するための複数の高周波電源と、前記乗りかごに設置され、この乗りかごの移動とともに前記給電線に沿って移動し、この給電線に生じる磁界による電磁誘導作用によって高周波の起電力を受電する受電コイルと、この受電コイルに接続され、当該受電コイルで受電される高周波の起電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する受電回路とを設けた構成である。

（３） なお、前述する受電コイルとしては、前記乗りかごの上下方向に複数設置するとともに、これら受電コイルの設置間隔は前記各給電線相互の間隔よりも大きい間隔に設定したことにより、受電コイルが一方の給電線から他方の給電線に移る際、何れか一方の受電コイルは必ず何れかの給電線から高周波電流の起電力を受電することが可能となる。

また、前記複数の給電線としては、前記乗りかごの移動経路と直交する奥行き方向にずらすと共に、各給電線が上下方向で重複するように設置し、また受電コイルとしては、前記乗りかごの奥行き方向に前記各給電線に対応するように複数設置すれば、隣接する各給電線相互の間に給電線非設置区間ができることなく、受電コイルが一方の給電線から他方の給電線に移る際、いずれかの給電線から高周波電流の起電力を受電することが可能となる。

（４） また、前記高周波電源としては、乗りかごの運転モード及び各種の負荷状況を考慮しながら高周波の指令電流値を出力するように制御すれば、比較的合理的な電流を給電しながら、乗りかごが必要とする負荷に必要最小限の電力を給電でき、省エネ化を実現できる。

（５） さらに、前述する受電回路としては、前記受電コイルに誘起される高周波の起電力を直流に変換する整流回路と、この整流回路の整流出力の一部を電池電源に充電する充電制御回路と、常時は前記整流回路の整流出力を取り込んで出力し、前記受電コイルが前記給電線から給電する起電力が低下又は停止した場合、前記電池電源に充電される電力を取り込んで出力するスイッチと、このスイッチを通して出力される電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する手段とを設けることにより、給電線から給電する起電力が低下又は停止した場合、電池電源に充電される電力を有効に生かすつつ、乗りかごが必要とする負荷に電力を継続供給することができ、省エネ化及び動作の安定化を確保することが可能である。

また、受電コイルに並列に共振用コンデンサを設け、受電コイルと共振用コンデンサとで構成される共振回路の共振周波数を受電コイルに誘起される高周波電流の周波数にほぼ一致させるような共振用コンデンサの容量とすれば、最大限の受電効率で給電線から給電することが可能である。

本発明は、非接触の給電線の設置距離が長い場合でも給電効率を低下させずに乗りかご側に受電できるエレベータの給電装置を提供できる。

また、本発明は、乗りかごに必要な電力の負荷状況に応じて消費電力の低減化を図りつつ給電できるエレベータの給電装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、それぞれの実施の形態に共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図1は本発明に係るエレベータの給電装置の一実施の形態を示す構成図である。

このエレベータの給電装置は、昇降路１のかご昇降行程の中間位置となる昇降路壁などに設けられ、共用電源２から所要の高周波電流を生成し出力する高周波電源３と、この高周波電源３から導出され、乗りかご４の移動経路に沿って昇降路上部方向に架設される上部給電線５ａと、同じく高周波電源３から導出され、乗りかご４の移動経路に沿って昇降路下部方向に架設される下部給電線５ｂと、乗りかご４の一側面の上下方向に所要の間隔を有して取り付けられ、上部給電線５ａ又は下部給電線５ｂから非接触で高周波電流の持つ起電力を受ける第1の受電ユニット６ａ及び第２の受電ユニット６ｂと、第1及び第２の受電ユニット６ａ，６ｂに接続され、乗りかご４の上部などに設置される受電回路７とを有する。

高周波電源４には、図２に示すように各種エレベータ設備機器の電力供給源となる商用交流電源である共用電源２から所要の高周波電流を生成する例えば図１５に示すような構成の高周波電源本体１１と、乗りかご４の位置に応じて上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂのいずれかを選択し、高周波電源本体１１の出力端に接続する切替スイッチ１２とが設けられている。

この切替スイッチ１２は、乗りかご４の位置、つまり乗りかご４の側面に設置される第1及び第２の受電ユニット６ａ，６ｂが上部給電線５ａ側に対峙する位置にあるときには上部給電線５ａ側に接続し、第1及び第２の受電ユニット６ａ，６ｂが下部給電線５ｂ側に対峙する位置にあるときには下部給電線５ｂ側に接続するものであり、乗りかご４の位置を検出し制御している例えばエレベータ制御盤（図示せず）からの切替タイミング信号を受けて切替え選択する。

なお、切替タイミング信号を取得する他の例としては、例えば高周波電源３の乗りかご４対峙面側に1対又は所定の距離を隔てた２対の発受光素子を設けるともに、乗りかご４の側面に反射板を設け、発受光素子の受光レベルの変化から乗りかご４の通過タイミング信号を取り出すようにしてもよい。１対の発受光素子の場合には乗りかご４の通過を、２対の発受光素子の場合には乗りかごの走行方向及び乗りかご４の通過の両方を検出することができる。また、乗りかご４の側面に発光素子、高周波電源３側に受光素子を取り付けた構成でもよい。

この切替スイッチ１２としては、一般的なリレースイッチを用いることができるが、半導体スイッチを用いてもよい。半導体スイッチを用いた場合、切替時間が非常に短く設定できるため、切替時に生じる給電電力の瞬間的な停止時間を最小にすることができる。

また、上部給電線５ａと下部給電線５ｂは、高周波電源３から昇降路上側方向及び下側方向に向けて導出され、かつ高周波電流が流れるようにそれぞれ往路及び復路からなっている。

受電ユニット６ａ，６ｂは、図示していないが前述する図１４と同様に鉄心及び受電コイルで構成され、上部給電線５ａ又は下部給電線５ｂの往路及び復路に流れる高周波電流の通電によって発生する磁界の電磁誘導作用により、該高周波電流と等しい周波数をもつ誘導起電力を誘起する作用をもっている。

なお、乗りかご側面の上下方向に２つの受電ユニット６ａ，６ｂが所定の間隔をもって設置されているが、その理由は次の通りである。上部給電線５ａと下部給電線５ｂとの隣接部分には、物理的な制約等によって給電線が設置できない区間Ｌが生じる。従って、給電線非設置区間Ｌで瞬間的に給電が途切れる可能性が考えられる。そこで、この給電装置では、かご側面の上下に給電線非設置区間Ｌよりも大きな間隔をもって２つの受電ユニット６ａ，６ｂを取り付ける。両受電ユニット６ａ，６ｂの何れか一方が上部給電線５ａと下部給電線５ｂとの繋ぎ目となる給電線非設置区間Ｌを通過しているとき、他方の受電ユニットが給電線から受電を維持できるため、乗りかご４への給電は途切れることがない。つまり、受電ユニット６ａ，６ｂの何れか一方が必ずいずれかの給電線５ａ，５ｂから給電できるような構成となっている。

受電回路７は、受電ユニット６ａ，６ｂを通して取り込んだ給電線５ａ，５ｂの高周波電流と同じ周波数の電流を整流し、インバータ回路などを用いて、乗りかご４の各負荷機器に供給できるように種々の電力形態に変換する機能をもっている。

次に、以上のように構成された給電装置の動作を説明する。
今、乗りかご４が昇降路１の全昇降行程の中間位置よりも上方に存在し、下方に向かって走行しているものとする。この状態では、切替スイッチ１２は上部給電線５ａを選択している。すなわち、高周波電源３の高周波電源本体１１から切替スイッチ１２を介して上部給電線５ａに高周波電流が流れ、上部給電線５ａの周囲には高い周波数で規則的に変動する磁界が発生しているので、乗りかご４側の受電ユニット（受電コイル）６ａ，６ｂは上部給電線５ａから発生する磁界に基づく電磁誘導作用により、該高周波電流と等しい周波数をもつ誘導起電力を誘起する。ここで、受電回路７は、受電ユニット６ａ，６ｂを通して取り込んだ給電線５ａの高周波電流と同じ周波数の電流を整流し、インバータ回路などを用いて所要電圧例えば１００ボルトの所要周波数に交流化し、乗りかご４の各負荷に供給する。

以上のような状態において、乗りかご４が下降し、第２の受電ユニット６ｂが２つの給電線５ａ，５ｂの給電線非設置区間Ｌ相当部分に差しかかると、第２の受電ユニット６ｂによる上部給電線５ａからの受電が途絶えるが、その間も第１の受電ユニット６ａが上部給電線５ａと磁気的に結合されているので、上部給電線５ａから受電が継続される。

なお、乗りかご４が昇降路１の全昇降行程の中間位置よりも上方に存在し、下方に向かって走行する例を述べたが、例えば乗りかご４が昇降路１の全昇降行程の中間位置よりも下方に存在し、上方に向かって走行する場合も、上述と同様の方法により制御することが可能である。

乗りかご４がなおも下降し、乗りかご４の中間位置が給電線非設置区間Ｌに相当する隙間を通過するとき、エレベータ制御盤からの切替タイミング信号に従い、切替スイッチ１２は下部給電線５ｂを選択する。その結果、高周波電源３の高周波電源本体１１から出力される高周波電流は切替スイッチ１２を介して下部給電線５ｂに流れ、乗りかご４の少なくとも第２の受電ユニット６ｂ側で下部給電線５ｂから発生する磁界による電磁誘導作用により、該高周波電流と等しい周波数をもつ誘導起電力を受け取ることになる。

ここで、切替スイッチ１２が切替タイミング信号に従って上部給電線５ａから下部給電線５ｂに接続替えを行う時間、何れの給電線５ａ，５ｂにも高周波電流が流れないので、乗りかご４は何れの受電ユニット６ａ，６ｂからも受電できない状態が発生する。このような状態を極力排除するために、切替スイッチ１２として半導体スイッチを用いれば、切替時に生じる給電電力の瞬間的な途切れ時間を最小にできる。

そして、切替スイッチ１２が下部給電線５ｂに切り替わると、第２の受電ユニット６ｂ側が下部給電線５ｂから発生する磁界による誘導起電力を受け始めるので、第１の受電ユニット６ａが給電線非設置区間Ｌに相当する隙間に通過する場合でも、第２の受電ユニット６ｂが下部給電線５ｂから給電を受けることにより、乗りかご４として安定した給電が維持される。

なお、乗りかご４が下方に向かって走行する例を述べたが、下方から上方に向かって走行する場合も、上述と同様の方法により制御することができる。

従って、以上のような実施の形態によれば、昇降路上側と昇降路下側とに分けて給電線５ａ，５ｂを架設したので、給電線の全長を従来のほぼ半分の長さにすることができ、受電効率に大きな影響を及ぼす給電線の抵抗、漏れインダクタンスを概ね従来の半分とすることができ、受電効率を大幅に改善できる。

また、切替スイッ１２を用いて、常に１つの給電線５ａ又は５ｂに高周波電流を流すように選択するので、受電効率の改善だけでなく、省エネ化にも大きく貢献できる。

さらに、２つの給電線５ａ，５ｂの間には物理的な制約等によって給電線非設置区間Ｌができるが、乗りかご側面の上下方向に設置した２つの受電ユニット６ａ，６ｂの間隔を給電線非設置区間Ｌよりも大きな間隔としているので、安定に電力を供給することができる。

なお、切替スイッチ１２は、上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂの何れか一方を選択的に切替える構成としたが、例えば図３に示すように上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂにそれぞれ対応する開閉部を有するスイッチ１２ａを設けてもよい。このような構成において、例えばエレベータ制御盤から２つの開閉部に対して個別に開閉信号を受けるようにすれば、乗りかご４が上部給電線５ａと下部給電線５ｂとの間を移動する際、短い所定の時間だけ２つの開閉部を共に閉状態となるように制御すれば、受電ユニット６ａ，６ｂはスイッチ１２ａの切替え時に途切れることなく受電を継続することができる。

図４は本発明に係るエレベータの給電装置の他の実施形態を示す構成図である。この実施の形態は、上部給電線５ａ側に高周波電流を通電する第１の高周波電源３ａ、下部給電線５ｂ側に高周波電流を通電する第２の高周波電源３ｂをそれぞれ接続することにより、切替スイッチを省略したものである。なお、第１の高周波電源３ａ及び第２の高周波電源３ｂは対応する上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂのそれぞれ上端側に設置されているが、例えば何れの高周波電源３ａ，３ｂも給電線５ａ，５ｂの下端側に設置してもよく、また一方の高周波電源は給電線の上端側、他方の高周波電源は給電線の下端側に設置する構成であってもよい。

この給電装置では、各高周波電源３ａ，３ｂからそれぞれ上部給電線５ａ、下部給電線５ｂに個別に高周波電流を通電する構成であるが、上部給電線５ａと下部給電線５ｂとの隣接部分に形成される給電線非設置区間Ｌ１の長さによっては、何れの受電ユニット６ａ，６ｂも上部給電線５ａや下部給電線５ｂから受電できない状態が生じる。そこで、受電ユニット６ａ，６ｂの設置間隔Ｌ２は給電線非設置区間Ｌ１よりも大きい間隔に設定する。

なお、各高周波電源３ａ，３ｂ、受電ユニット６ａ，６ｂ及び受電回路７の構成は、先の実施の形態と同様のものを採用することができる。

次に、以上のように構成された給電装置の動作について説明する。

乗りかご４が上部給電線５ａ側に存在するときは、第１の高周波電源３ａのみを動作させて上部給電線５ａに高周波電流を通電すればよい。第２の高周波電源３ｂは停止させておくことができる。一方、乗りかご４が下部給電線５ｂ側に存在するときは、逆に第２の高周波電源３ｂのみを動作させて下部給電線５ｂのみに高周波電流を通電すればよい。

またこれとは別に、乗りかご４が上部給電線５ａから下部給電線５ｂへ移動する際、乗りかご４が下部給電線５ｂからの給電を受ける前に予め第２の高周波電源３ｂから下部給電線５ｂに高周波電流を通電しておくこともできる。
このように制御すれば、乗りかご４への給電を安定する。

また、前述した実施の形態と同様に昇降路上側と昇降路下側とに分けて給電線５ａ，５ｂを架設したので、給電線の長さに起因する抵抗及び漏れインダクタンスを従来に比べてほぼ半分にすることができ、前述する実施の形態と同様に給電効率を大幅に改善することができる。

なお、この実施の形態では、乗りかご４の全昇降行程を２つの給電線で給電できるようにしたが、例えば３つ以上の給電線を架設する構成であってもよい。この場合、さらに給電効率を高めることが可能である。

また、図１及び図４では、上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂは上下方向の同一ライン上に設置したが、例えば図５に示すように１台の高周波電源３から導出される２つの上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂを、乗りかご４の側面の奥行方向にずらして配置してもよい。この場合、給電線５ａ，５ｂが乗りかご４に同時に給電できるよう互いに一部重複するように架設する。なお、乗りかご４側面の２つの受電ユニット６ａ，６ｂは、上下方向でなく、上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂの架設位置にあわせて乗りかご４側面の奥行方向にずらした位置関係で設置する。

このような構成とすれば、乗りかご４が上部給電線５ａと下部給電線５ｂの間を移動する際、２つの受電ユニット６ａ，６ｂは上部給電線５ａ及び下部給電線５ｂからそれぞれ同時に受電できる状態にある。そのため前述の切替スイッチ１２を用いて給電線５ａ，５ｂを切替え選択したり、また図４に示すように上部給電線５ａから下部給電線５ｂに移る際に重複受電状態とし、予め移動する側の下部給電線５ｂに高周波電流を通電しておくことにより、連続的に安定した給電を行うことができる。

図６は本発明に係るエレベータの受電装置に用いられる高周波電源の構成図である。
この実施の形態は、エレベータ主制御盤と乗りかご制御装置との間で授受されるかご制御情報から乗りかご４の負荷状況（動作状況）を判断し、その乗りかご４の負荷状況に応じた指令電流値を出力するものであり、結果として電流の節減化，ひいては省エネ化を実現する例である。

図６に示される高周波電源３は、具体的には、共用電源２から整流・平滑化によって得られる直流電源２１に接続され、外部からのオン・オフ制御によって所定の高周波電流を出力する電流変換手段としてのインバータ回路２２と、このインバータ回路２２の出力側に接続される給電線５ａ，５ｂに設けられ、乗りかご４の負荷変動による給電線ａ，５ｂの変動電流を検出する電流検出コイルなどからなる電流検出手段２３と、この電流検出手段２３で検出される電流と指令電流値Ｉｒｅｆとの差電流値が零となるような制御信号を出力する制御回路２４と、この制御回路２４から出力される制御信号に応じてインバータ回路２２を構成する素子のパルスオン時間を制御するＰＷＭ（パルス幅変調）回路２５と、乗りかご４の動作状態に見合った高周波電流値を出力する例えばＣＰＵで構成される目標電流演算手段２６とが設けられている。なお、制御回路２４とＰＷＭ回路２５は電流制御手段を構成している。

目標電流演算手段２６は、乗りかご４の負荷状況に応じた電流値を規定する電流値記憶部（電流値テーブル）２７ａと時々刻々変化するエレベータ主制御盤・乗りかご４間のかご制御情報を記憶する入力情報記憶部２７ｂとを有し、図８に一例として示すシーケンスプログラムに基づいて所定の処理を実行する。なお、電流値記憶部２７ａは例えば図７に示す電流値テーブルを記憶している。

すなわち、目標電流演算手段２６は、乗りかご４の制御に用いられるかご制御情報を順次取り込んで入力情報記憶部２７ｂに記憶する（Ｓ１）。この状態において、目標電流演算手段２６は、入力情報記憶部２７ｂに記憶されるかご制御情報から乗りかご４が通常モードで運転されているか、あるいは待機モードであるかの運転モードを判断し（Ｓ２）、通常モードであると判断された場合には電流値記憶部２７ａから通常モード運転に必要な最低電流を読み出し、入力情報記憶部２７ｂの適宜な空きエリア又は所定のエリアに設定する（Ｓ３）。ステップＳ１において、通常モードでなく、待機モードと判断された場合には同様に電流値記憶部２７ａから待機モード時の電流を読み出し、入力情報記憶部２７ｂの適宜な空きエリア又は所定のエリアに設定する（Ｓ４）。これらＳ２〜Ｓ４は目標電流演算手段２６中に設けられた運転モード判断手段で実行される。さらに、運転モードとして、乗りかご４の点検時を示す点検モードを追加し、判断に加えることもできる。

運転モードを判断した後、入力情報記憶部２７ｂに記憶されるかご制御情報から乗りかご４内のエアコンが動作中か否かを判断し（Ｓ５）、エアコン動作中であれば、電流値記憶部２７ａからエアコン動作に関する増分電流を読み出し、既に設定されている運転モード時の電流にプラスする（Ｓ６）。このステップＳ５及びＳ６は目標電流演算手段２６中に設けられた空調動作判断手段で実効される。

しかる後、目標電流演算手段２６は、乗りかご４が走行中であるか否かを判断し（Ｓ７）、走行中であれば、電流値記憶部２７ａからかご走行に関する走行中の増分電流を読み出し、既に設定されている運転モード時（エアコン動作中の場合はエアコン動作時）の電流にプラスする（Ｓ８）。このステップＳ７及びＳ８は目標電流演算手段２６中に設けられたかご走行判断手段で実行される。

一方、ステップＳ７において、乗りかご４が走行中でないと判断された場合にはかごドア開閉動作中であるか否かを判断し（Ｓ９）、かごドア開閉動作中であると判断された場合には電流値記憶部２７ａからドア開閉駆動に関する増分電流を読み出し、既に設定されている運転モード時（及びエアコン動作時）の電流にプラスする（Ｓ１０）。このステップＳ９及びＳ１０は目標電流演算手段２６中に設けられたドア開閉状態判断手段で実効される。

以上のようにして乗りかご４の負荷状況を判断し、乗りかご４の現在の総負荷に見合う指令電流値Ｉｒｅｆを演算し、制御回路２４に出力する（Ｓ１１）。これらステップＳ５〜Ｓ１１は、負荷状況を判断しながら乗りかご４の現在の総負荷に見合う指令電流値Ｉｒｅｆを演算する処理を行う目標電流演算手段２６中に設けられた負荷状況判断手段で実行される。

よって、この高周波電源３は、給電線５ａ，５ｂに設けられる電流検出手段２３で検出される電流と目標電流演算手段２６から得られる指令電流値Ｉｒｅｆとの差分の電流値を取り出し、制御回路２４の差分の電流値が零となるような制御信号を演算し、ＰＷＭ回路２５に出力する。このＰＷＭ回路２５は、制御回路２４から出力される制御信号に応じてインバータ回路２２を構成する素子のパルスオン時間を変化させ、乗りかご４に与えられる電流が指令電流値Ｉｒｅｆに一致するように制御する。

従って、以上のような実施の形態によれば、エレベータ乗りかご４の各種運転制御に関係する制御情報を取り込み、この制御情報から乗りかご４の負荷状況を判断し、当該負荷状況に見合う指令電流値Ｉｒｅｆを求め、この求めた指令電流値Ｉｒｅｆとなるように高周波電流値を制御することができる。そのため乗りかご４への必要以上の電力供給を行わないように給電電力を適切に電流設定するので、消費電流の低減化、ひいては省エネ化を実現することができる。

なお、図８は乗りかご４の負荷に応じて必要な電流値を求めるための１つのシーケンスを説明したものである。乗りかご４の必要電流値をより適切に演算できる他のシーケンスがあれば、本発明はこの図８のシーケンスに限定されるものではない。また、図８は、乗りかご４のすべての負荷を対象として判断したものでなく、あくまでも主なる負荷だけを列挙したものであって、ユーザの要求に応じて制御対象負荷が増減することは言うまでもない。

図９、図１０、図１１はそれぞれ本発明に係るエレベータの受電装置に用いられる受電回路の実施の形態例を示す構成図である。

（１） 受電回路７の第1の実施の形態例について（図９参照）。

この受電回路７は、第１，第２の受電ユニット６ａ，６ｂを構成する受電コイル３０で受電される高周波電流の整流・平滑回路３１と、充電制御回路３２と、電池電源３３と、切替スイッチ３４と、インバータ回路３５と、インバータ回路３５の出力に基づいてインバータ回路３５を構成する素子を制御し、乗りかご４の負荷機器に供給する例えば１００ボルトの所要周波数に変換し出力させる制御回路３６と、電池電圧検出器３７とを備えたものである。

充電制御回路３２は、整流・平滑回路３１の一部の整流出力を取り込んで電池電源３３に供給し、電池電源３３が常に充電状態を維持するように制御する。

一方、整流・平滑回路３１の整流出力のうち、電池電源３３の充電に使用された以外の電流は、インバータ回路３５に供給され、ここで乗りかご４の負荷駆動に必要な電圧・周波数に変換され、各種のかご負荷機器に供給される。

ところで、給電線５ａ，５ｂから受電コイル３０への電力給電が何らかの原因で途絶えた場合又は予め図２に示す切替スイッチ１２を切替え動作させるために途切れることが予想される場合、図示しない制御手段からの指示に基づいて切替スイッチ３４を電池電源３３側に切替え選択し、電池電源３３の充電電圧をインバータ回路３５に送出し、乗りかご４の負荷駆動に必要な電圧・周波数に変換し出力する。よって、受電回路７は、給電線５ａ，５ｂからの電力給電が途絶えた場合でも、かご負荷への安定な電力供給を継続することができる。

一方、受電回路７は、受電コイル３０を介して給電線５ａ，５ｂから電力が供給され続けている場合、充電制御回路３２では電池電圧検出器３７からの検出電圧等から電池電源３３が満充電の状態にあると判断した場合には当該電池電源３３側には電力が供給されない。その結果、整流・平滑回路３１の整流出力全部がそのまま切替スイッチ３４を通してインバータ回路３５に送られる。つまり、電池電源３３が完全に充電されていない状態のとき、充電制御回路３２によって電池電源３３に対する電力の充電制御が実施される。

従って、以上のような実施の形態によれば、電池電源３３が満充電状態にない場合には受電コイル３０への電力給電の一部を取り込んで充電し、また受電コイル３０への電力給電が低下又は停止した場合には切替スイッチ３４を通して電池電源３３の充電電力をインバータ回路３５に供給する。そのため短時間であれば、乗りかご４への電力供給が途切れることなく、安定してかご負荷に電力を供給することができる。

（２） 受電回路７の第２の実施の形態例について（図１０参照）。

この受電回路７は、第１，第２の受電ユニット６ａ，６ｂを構成する受電コイル３０で受電される高周波電流の整流・平滑回路３１と、この整流・平滑回路３１の出力端間にスイッチ４１を介して並列に接続される充電制御回路３２と、この充電制御回路３２と直列接続される電池電源３３と、この充電制御回路３２に並列に接続された方向性素子４２と、この方向性素子４２に流れる電流を検出する電流検出器４３と、整流・平滑回路３１の整流出力電圧Ｖ１を検出する第1の電圧検出器４４と、電池電源３３の電池電圧Ｖ２を検出する第２の電圧検出器３７と、インバータ回路３５と、制御回路３６とを備えている。

次に、以上のような受電回路の動作について説明する。

この受電回路７においては、受電コイル３０に誘起される高周波電流を伴う電力を整流・平滑回路３１によって整流し平滑化する。このとき、充電制御回路３２は、第1の電圧検出器４４で検出される電圧Ｖ１と第２の電圧検出器３７で検出される電池電圧Ｖ２とを比較し、Ｖ１＞Ｖ２の関係にある場合、スイッチ４１を閉じ、整流・平滑回路３１の整流出力を電池電源３３に充電すると共に、インバータ回路３５に供給し、ここで乗りかご４の負荷駆動に必要な電圧・周波数に変換し、乗りかご４に電力を供給する。

一方、何らかの原因によって受電コイル３０側の電力給電が低下し、Ｖ１＜Ｖ２の関係になったとき、電池電源３３に充電された電力が自動的に方向性素子４２を通してインバータ回路３５に供給されるが、このとき充電制御回路３２では、方向性素子４２に流れる電流を電流検出器４３を介して検出し、スイッチ４１を開放するように制御する。よって、インバータ回路３５は、電池電源３３からの電力を利用し、乗りかご４の負荷駆動に必要な電圧・周波数に変換し、乗りかご４に電力を供給する。

従って、以上のような実施の形態においても、受電コイル３０への電力給電の一部を取り込んで電池電源３３に充電し、受電コイル３０への電力給電が低下又は停止した場合、電池電源３３の充電電力をインバータ回路３５に供給するので、乗りかご４に継続的に電力を供給でき、常に安定した電力供給が可能となる。

なお、この受電回路７では、受電コイル３０への給電電圧Ｖ１が何らかの原因で低下又は０となったとき、自動的に電池電源３３に切替えられるので、この切替時に電力供給量の低下が発生する可能性がある。そのため、かご負荷側に瞬間的な電力の低下に対するマージンをもたせるための手段を設けてもよい。

（３） 受電回路７の第３の実施の形態例について（図１１参照）。

この受電回路７は、第１，第２の受電ユニット６ａ，６ｂを構成する受電コイル３０の出力端子に並列に共振用コンデンサ４６を接続し、受電コイル３０との間でＬＣ並列共振回路を構成している。なお、このＬＣ並列共振回路では、共振用コンデンサ４６の容量Ｃと受電コイル３０の出力電流Ｉは図１２で示すような関係となっている。その他の整流・平滑回路３１、インバータ回路３５及び制御回路３６は図９、図１０と同様な機能を有するものである。

以上のような受電回路７においては、共振用コンデンサ４６の容量によってＬＣ並列共振回路の共振周波数が変化するが、この共振周波数は給電線５ａ，５ｂの高周波電流の周波数と一致したとき、受電コイル３０の出力電流が最大となる。従って、受電コイ３０に並列に接続される共振用コンデンサ４６の容量Ｃを共振条件が成立するように設定することにより、最大の受電効率を得ることができるため、長い給電線５ａ，５ｂによる給電損失の低下分を補い、給電効率を高めることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。

本発明に係るエレベータの給電装置の一実施の形態を示す構成図。 図1に示す高周波電源の概略的な構成図。 図２に示す切替スイッチの他の構成例を説明する図。 本発明に係るエレベータの給電装置の他の実施の形態を示す構成図。 本発明に係るエレベータの給電装置のさらに他の実施の形態を示す構成図。 エレベータの給電装置に用いられる高周波電源の他の実施の形態を示す構成図。 図６に示す目標電流演算手段に接続される電流値記憶部に記憶される電流値テーブルの一例を示す図。 図６に示す目標電流演算手段の動作を説明するフローチャート。 エレベータの給電装置に用いられる受電回路の実施の形態を示す構成図。 エレベータの給電装置に用いられる受電回路の他の実施の形態を示す構成図。 エレベータの給電装置に用いられる受電回路のさらに他の実施の形態を示す構成図。 図１１に示すＬＣ並列共振回路を説明する図。 従来のエレベータの給電装置を説明する構成図。 図１３に示す受電ユニットの構成図。 図１３に示す高周波電源の構成図。 従来のエレベータの給電装置における受電損失を説明する図。

符号の説明

１…昇降路、２…共用電源、３，３ａ，３ｂ…高周波電源、４…乗りかご、５ａ…上部給電線、５ｂ…下部給電線、６ａ…第１の受電ユニット、６ｂ…第２の受電ユニット、７…電電回路、１２，１２ｂ…切替スイッチ、２１…直流電源、２２…インバータ回路、２３…電流検出手段、２４…制御回路、２５…ＰＷＭ回路、２６…目標電流演算手段、２７ａ…電流値記憶部、３０…受電コイル、３１…整流・平滑回路、３２…充電制御回路、３３…電池電源、３４…切替スイッチ、３５…インバータ回路、３６…制御回路、３７…電圧検出器、４１…スイッチ、４２…方向性素子、４３…電流検出器、４４…電圧検出器、４６…共振用コンデンサ。

Claims (10)

1. 昇降路内を昇降する乗りかごの移動経路にそって上側方向と下側方向に設置された第1及び第２の給電線と、
   この第1及び第２の給電線に高周波電流を供給するための高周波電源と、
   前記乗りかごに設置され、この乗りかごの移動とともに前記第1又は第２の給電線に沿って移動し、この第1又は第２の給電線に生じる磁界による電磁誘導作用によって高周波の起電力を受電する受電コイルと、
   前記高周波電源と前記第1及び第２の給電線との間に設けられ、前記乗りかごの移動に従って前記受電コイルが一方の前記給電線から他方の前記給電線に移る際、前記高周波電源の出力端を一方の前記給電線から他方の前記給電線に切替え選択する切替スイッチと、
   前記受電コイルに接続され、この受電コイルで受電される高周波の起電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する受電回路とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
2. 請求項１に記載のエレベータの給電装置において、
   前記切替スイッチは、前記高周波電源の出力端と前記第１及び第２の給電線との間にそれぞれ開閉部が設けられ、前記乗りかごの移動に従って前記受電コイルが一方の前記給電線から他方の前記給電線に移る際、一方の前記給電線に対応する開閉部と共に、他方の前記給電線に対応する開閉部が閉状態となり、前記乗りかごが他方の前記給電線に移った後に一方の前記給電線の開閉部が開状態となるように制御することを特徴とするエレベータの給電装置。
3. 昇降路内を昇降する乗りかごの移動経路に沿って上下方向に設置された複数の給電線と、
   これら給電線ごとに設けられ、それぞれ対応する給電線に高周波電流を供給するための複数の高周波電源と、
   前記乗りかごに設置され、この乗りかごの移動とともに前記給電線に沿って移動し、この給電線に生じる磁界による電磁誘導作用によって高周波の起電力を受電する受電コイルと、
   この受電コイルに接続され、当該受電コイルで受電される高周波の起電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する受電回路とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
   前記受電コイルは、前記乗りかごの上下方向に複数設置するとともに、これら受電コイルの設置間隔は前記各給電線相互の間隔よりも大きい間隔に設定されていることを特徴とするエレベータの給電装置。
5. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
   前記複数の給電線は、前記乗りかごの移動経路と直交する奥行き方向にずらすと共に、前記各給電線が上下方向で重複するように設置され、
   前記受電コイルは、前記乗りかごの前記奥行き方向に前記各給電線に対応するように複数設置したことを特徴とするエレベータの給電装置。
6. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
   前記高周波電源は、直流電源に基づいて所定の高周波電流に変換し前記給電線に供給する電流変換手段と、この電流変換手段から前記給電線に供給される高周波電流の変動を検出する電流検出手段と、前記乗りかごの負荷状況に応じた指令電流値を演算する目標電流演算手段と、この目標電流演算手段で演算される指令電流値と前記電流検出手段で検出される変動電流とを比較し、前記検出される変動電流が前記高周波電流の指令電流値となるように前記電流変換手段を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
7. 請求項６に記載のエレベータの給電装置において、
   前記目標電流演算手段は、乗りかごの制御に用いられる制御情報を取り込む手段と、この手段により取り込んだ制御情報の中から乗りかごの運転モードを判断し、この運転モードに必要な電流を出力する運転モード判断手段と、この運転モードを判断した後、前記制御情報の中から乗りかごの負荷状況を判断し、その負荷に応じた所定の増分電流を前記運転モードに伴う電流に追加し、前記指令電流値を取得する負荷状況判断手段とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
8. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
   前記受電回路は、前記受電コイルに誘起される高周波の起電力を直流に変換する整流回路と、この整流回路の整流出力の一部を電池電源に充電する充電制御回路と、常時は前記整流回路の整流出力を取り込んで出力し、前記受電コイルが前記給電線から給電する起電力が低下又は停止した場合、前記電池電源に充電される電力を取り込んで出力するスイッチと、このスイッチを通して出力される電力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する手段とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
9. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
   前記受電回路は、前記受電コイルに誘起される高周波の起電力を直流に変換する整流回路と、この整流回路に並列に接続される充電制御回路と電池電源との直列回路と、この充電制御回路に並列に接続される方向性素子と、常時は前記整流回路の整流出力を用いるが、前記整流回路の整流電圧が前記電池電源の電圧より小さくなった場合、前記電池電源の電圧を用い、前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する手段とを備えたことを特徴とするエレベータの給電装置。
10. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のエレベータの給電装置において、
    前記受電回路は、前記受電コイルに誘起される高周波の起電力を直流に変換する整流回路と、この整流回路の整流出力を前記乗りかごの負荷機器に供給可能な電力形態に変換する手段と、前記受電コイルに並列に接続され共振用コンデンサとを備え、
    この受電コイルと共振用コンデンサとで構成される共振回路の共振周波数は、前記受電コイルに誘起される高周波電流の周波数にほぼ一致させることを特徴とするエレベータの給電装置。

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