JP2009012929A

JP2009012929A - エレベータの電力供給システム

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Publication number: JP2009012929A
Application number: JP2007176499A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Nojima; 秀一野島
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: CN101340106A; CN101340106B; JP5240684B2

Abstract

【課題】エレベータの駆動系と制御系に安定して電力を供給できると共に、停電が発生した際にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出する。
【解決手段】商用電源１０１から供給される正弦波の電力を矩形波に変換して出力するインバータ装置１１１と、通常運転時に商用電源１０１の電力を蓄えると共に、停電時にその蓄えた電力をインバータ装置１１１に与えるバッテリ１１３とを具備し、通常運転時、停電時共にインバータ装置１１１からエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータの駆動系と制御系に対する電力供給を矩形波で行う機能を備えたエレベータの電力供給システムに関する。

通常、エレベータでは、商用電源である三相交流電源を用いて、巻上機等の駆動系と、制御盤等の制御系に対して所要の電力を供給している。さらに、商用電源に停電が発生した場合には、バッテリに蓄えられた電力を用いて、乗りかごを最寄階まで運転する（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図１２に従来のエレベータの電力供給システムの構成を示す。図中の１０１は商用電源（三相交流電源）であり、この商用電源１０１からエレベータの駆動系と制御系に対して所要の電力を供給する構成が示されている。

エレベータの駆動系として、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４、巻上機１０５を備える。商用電源１０１から供給された正弦波の交流電圧は、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３を介してインバータ装置１０４に与えられる。インバータ装置１０４では、これを巻上機１０５の駆動に必要な周波数と電圧に置き換える。巻上機１０５には、乗りかご１１とカウンタウェイト１２がロープ１３を介して吊り下げられている。インバータ装置１０４によって巻上機１０５が回転駆動すると、乗りかご１１とカウンタウェイト１２がロープ１３を介してつるべ式に昇降動作する。

また、商用電源１０１から供給された正弦波の交流電圧は、制御系の電源回路１０６を介して所要の電圧に変換された後、各種制御装置用の制御電源回路１０７〜１０８に与えられる。

さらに、停電時のバックアップ運転用として、充電器２０１、バッテリ２０２、電源交換回路２０３がエレベータの駆動系と制御系に対して並列に設けられている。通常運転時に充電器２０１を介してバッテリ２０２に電力を蓄えておき、停電時にそのバッテリ２０２に蓄えられた電力を上記駆動系および制御系に供給する。図中の２０４と２０５は電力切替え用のスイッチであり、停電時にＯＮする。
特開２００５−１２６１７１号公報

上述したように、従来の電力供給システムでは、通常運転時でも停電時でも、正弦波で電力を供給する構成になっている。この場合、正弦波ではエレベータを安定して駆動できるものの、停電時に応答性が悪いため、瞬停（瞬時停電）によりエレベータのバックアップ運転に遅れが生じるなどの問題がある。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、エレベータの駆動系と制御系に安定して電力を供給できると共に、停電が発生した際にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することのできるエレベータの電力供給システムを提供することを目的とする。

本発明は、エレベータの駆動系と制御系に所要の電力を供給するエレベータの電力供給システムにおいて、商用電源から供給される正弦波の電力を矩形波に変換して出力するインバータ装置と、通常運転時に上記商用電源の電力を蓄えると共に、停電時にその蓄えた電力を上記インバータ装置に与えるバッテリとを具備し、通常運転時、停電時共に上記インバータ装置から矩形波の電力を供給することを特徴とする。

本発明によれば、矩形波で電力供給を行う構成により、エレベータの駆動系と制御系に安定して電力を供給できると共に、停電が発生した際にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図であり、エレベータの駆動系と制御系に対して所要の電力を供給する構成が示されている。図中の１０１は商用電源であり、正弦波の電力を供給する。

エレベータの駆動系として、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４、巻上機１０５を備える。コンバータ１０２は、交流電圧を直流電圧に変換する。平滑コンデンサ１０３は、コンバータ装置１０２の出力電圧を平滑化する。インバータ装置１０４は、コンバータ１０２から平滑コンデンサ１０３を介して与えられた直流電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により任意の周波数、電圧値の交流電圧に変換し、これを駆動電力として巻上機１０５に供給する。

巻上機１０５の回転軸には、図示せぬシーブが取り付けられており、そこに巻き掛けられたロープ１３を介して乗りかご１１とカウンタウェイト１２が昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

また、エレベータの制御系として、電源回路１０６、各種制御装置用の制御電源回路１０７〜１０８を備える。制御系に供給された電力は、電源回路１０６を介して所要の電力に変換された後、各種制御装置用の制御電源回路１０７〜１０８に与えられる。

ここで、本実施形態では、矩形波出力機能を備えた電力供給装置１０９を備える。この電力供給装置１０９は、整流器１１０、インバータ装置１１１、充電器１１２、バッテリ１１３からなる。

整流器１１０は、商用電源１０１から供給される正弦波の電力を波形整形する。インバータ装置１１１は、整流器１１０にて整流された正弦波の電力を予め設定された矩形波に変換して出力する。充電器１１２は、バッテリ１１３に対する充電制御を行う。

このような構成において、商用電源１０１から供給された正弦波の電力は、電力供給装置１０９に設けられた整流器１１０にて波形整流された後、インバータ装置１１１を介して矩形波に変換される。このインバータ装置１１１から出力される矩形波の電力は、エレベータの駆動系と制御系に与えられる。これにより、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４を介して巻上機１０５が回転駆動されると共に、電源回路１０６を介して各種制御装置の制御電源回路１０７〜１０８に所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

また、その間に、電力供給装置１０９では、商用電源１０１の電力を充電器１１２を介してバッテリ１１３に蓄えている。

ここで、例えば地震等の何らかの原因で、商用電源１０１が停電すると、電力供給装置１０９では、バッテリ１１３に切り替えて電力供給を行う。停電時には、このバッテリ１１３に蓄えられた電力を利用して乗りかご１１を最寄階まで移動させる。この場合、矩形波で電力供給が行なわれるため、正弦波に比べて応答性が良く、バックアップ運転に速やかに切り替えることが可能である。

このように本発明の第１の実施形態によれば、矩形波で電力供給を行う構成により、エレベータの駆動系と制御系に安定して電力を供給できると共に、停電が発生した際にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することができる。また、通常運転時と停電時ともに矩形波で電力供給を行う構成とすることで、回路構成を簡単化でき、コストダウンを図ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、通常運転時と停電時ともに矩形波で電力供給を行う構成であったが、第２の実施形態では、通常運転時は正弦波で電力供給を行い、停電時に矩形波に切り替えて電力供給を行うようにしたものである。

図２は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第２の実施形態では、上記図１の構成に加え、切替器１１４、停電検出回路１１５、切替器駆動回路１１６が設けられている。

切替器１１４は、切替器駆動回路１１６から出力される切替え信号によって、商用電源１０１とインバータ装置１１１とを切り替える。停電検出回路１１５は、商用電源１０１が停電したことを検出する。切替器駆動回路１１６は、停電検出回路１１５によって停電が検出された場合に切替器１１４に切替え信号を出力して、商用電源１０１からインバータ装置１１１への切り替えを行う。

このような構成において、通常運転時は切替器１１４が商用電源１０１側に切り替えられており、商用電源１０１からエレベータの駆動系と制御系に対して正弦波の電力供給がなされる。これにより、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４を通じて巻上機１０５が駆動されると共に、電源回路１０６を通じて各種制御装置の制御電源回路１０７〜１０８に所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

ここで、停電検出回路１１５によって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６によって切替器１１４が電力供給装置１０９側に切り替えられ、インバータ装置１１１からエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１を最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、バックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

このように本発明の第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、通常運転時に正弦波で電力供給を行うことにより、比較的安定してエレベータを駆動制御して乗り心地を確保できるといった利点がある。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態では、インバータ装置の矩形波出力に異常が生じた場合に商用電源に切り替えて電力供給を行うようにしたものである。

図３は本発明の第３の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第３の実施形態では、上記図１の構成に加え、ＳＷ（スイッチ）１１７、出力検出器（センサ）１１８ａ、出力検出回路１１８、保護回路１１９が設けられている。

ＳＷ１１７は、保護回路１１９から出力される切替え信号によって、商用電源１０１とインバータ装置１１１との切り替えを行う。出力検出器１１８ａは、インバータ装置１１１側に設置されており、矩形波の出力を検出する。出力検出回路１１８は、出力検出器１１８ａの検出信号を入力し、インバータ装置１１１の出力異常つまり矩形波出力の異常の有無を検出する。保護回路１１９は、出力検出回路１１８によってインバータ装置１１１の出力異常が検出された場合にＳＷ１１７に切替え信号を出力して、インバータ装置１１１から商用電源１０１への切り替えを行う。

このような構成において、通常運転時、停電時共にＳＷ１１７が電力供給装置１０９側に切り替えられており、インバータ装置１１１からエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力が供給される。通常運転時には、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４を通じて巻上機１０５が駆動されると共に、電源回路１０６を通じて各種制御装置の制御電源回路１０７〜１０８に所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

また、その間に、電力供給装置１０９では、商用電源１０１の電力を充電器１１２を介してバッテリ１１３に蓄えている。そして、停電が発生すると、バッテリ１１３に蓄えられた電力を利用して、乗りかご１１を最寄階まで移動させる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、上述したように、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて、乗客を救出することが可能である。

ここで、通常運転時にインバータ装置１１１の故障により矩形波出力に異常が生じると、出力検出器１１８ａ、出力検出回路１１８を通じて保護回路１１９が起動され、その保護回路１１９から出力される切替え信号によってＳＷ１１７が商用電源１０１側に切り替えられる。これにより、エレベータの駆動系と制御系に対し、正弦波で電力が供給されることになる。

このように本発明の第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、矩形波出力に何らかの異常が生じた場合に、正弦波による電力供給に切り替えることで、エレベータを停止させることなく、運転を継続することができるといった利点がある。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

第４の実施形態では、エレベータの駆動系と制御系に対し、停電時に矩形波による電力供給を行う構成において、矩形波を出力するインバータ装置の寿命を推定して警告を発するようにしたものである。

図４は本発明の第４の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第４の実施形態では、上記図１の構成に加え、寿命推定回路１２０、通知回路１２０ａが設けられている。寿命推定回路１２０は、インバータ装置１１１の寿命を推定する。警告回路１２０ａは、寿命推定回路１２０の推定結果に基づいて警告を発する。

このような構成において、通常運転時、停電時共に、インバータ装置１１１からエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。通常運転時には、コンバータ１０２、平滑コンデンサ１０３、インバータ装置１０４を通じて巻上機１０５が駆動されると共に、電源回路１０６を通じて各種制御装置の制御電源回路１０７〜１０８に所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

ここで、矩形波出力用のインバータ装置１１１の寿命が寿命推定回路１２０にて推定される。寿命推定方法としては、例えばインバータ装置１１１の使用時間から方法や、インバータ装置１１１の温度から判断する方法などがある。すなわち、インバータ装置１１１の使用時間が予め定められた交換基準の時間に達した場合には、交換を要する程度まで寿命が低下しているものと判断する。また、インバータ装置１１１の温度が所定温度以上に達するような場合には、スイッチング素子などの回路素子が劣化している可能性があり、交換を要する程度まで寿命が低下しているものと判断する。

交換を要する程度まで寿命が低下している場合、その旨が警告回路１２０ａによって警告される。この警告回路１２０ａは、例えば警告ランプからなり、寿命推定回路１２０から出力される信号によって点灯動作する。これにより、保守員はインバータ装置１１１の寿命を把握して、交換等の対策を講じることができる。

なお、警告回路１２０ａに通信機能を持たせ、例えばビル内の監視室や外部の遠隔監視センタに対して報知するような構成にしても良い。

このように本発明の第４の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、インバータ装置１１１の寿命を推定して警告を発することで、インバータ装置１１１が故障する前に交換等の対策を施して安全性を確保することができるといった利点がある。

なお、ここでは上記第１の実施形態の構成を前提として説明したが、上記第２の実施形態の構成、つまり、図２に示すように通常運転時は正弦波で電力供給を行い、停電時に矩形波に切り替えて電力供給を行う構成であっても適用可能である。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

第５の実施形態では、エレベータの駆動系と制御系に対し、停電時に矩形波による電力供給を行う構成において、矩形波を出力するインバータ装置の寿命を推定して、エレベータの駆動系の出力制御を行うようにしたものである。

図５は本発明の第５の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第５の実施形態では、上記図１の構成に加え、寿命推定回路１２０、出力制御回路１２１が設けられている。寿命推定回路１２０は、インバータ装置１１１の寿命を推定する。出力制御回路１２１は、寿命推定回路１２０の推定結果に基づいて、エレベータの駆動系であるインバータ装置１０４に対する出力制御を行う。

ここで、矩形波出力用のインバータ装置１１１の寿命が寿命推定回路１２０にて推定される。寿命推定方法としては、上記第４の実施形態で説明したように、例えばインバータ装置１１１の使用時間や温度上昇に基づいて判断する方法がある。

インバータ装置１１１の寿命が交換を要する程度まで近づいている場合、出力制御回路１２１からエレベータ駆動系のインバータ装置１０４に対して出力制御信号が出力される。これにより、インバータ装置１０４の出力が所定レベル分だけ低く抑えられ、巻上機１０５が通常よりも遅く駆動されることになる。

このように本発明の第５の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、インバータ装置１１１の寿命が低下している場合にエレベータの駆動系の出力制御を行うことで、保守員が来るまでの間、少しでも長くエレベータの運転を継続できるといった利点がある。

なお、インバータ装置１１１の寿命が低下している場合に、上記第４の実施形態のように警告を発することが好ましい。

また、ここでは上記第１の実施形態の構成を前提として説明したが、上記第２の実施形態の構成、つまり、図２に示すように通常運転時は正弦波で電力供給を行い、停電時に矩形波に切り替えて電力供給を行う構成であっても適用可能である。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

第６の実施形態では、停電時にインバータ装置の故障により電力供給ができない場合に、スイッチの操作によりバッテリの電力をブレーキ回路に流してエレベータを駆動するようにしたものである。

図６は本発明の第６の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第２の実施形態における図２の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第６の実施形態では、上記図２の構成に加え、外部ＳＷ（スイッチ）１２２、昇降圧回路１２３、ブレーキ回路１２４が設けられている。外部ＳＷ１２２は、バッテリ１１３の電力をブレーキ回路１２４に流すための手動スイッチである。昇降圧回路１２３は、バッテリ１１３の電力をブレーキ回路１２４の駆動に必要なレベルに昇降圧制御する。ブレーキ回路１２４は、巻上機１０５に設けられた電磁ブレーキ１０５ａを駆動する。

また、その間に、電力供給装置１０９では、商用電源１０１の電力を充電器１１２を介してバッテリ１１３に蓄えている。そして、停電検出回路１１５によって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６によって切替器１１４が電力供給装置１０９側に切り替えられ、バッテリ１１３を利用してエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１を最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、上述したように、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて、乗客を救出することが可能である。

ここで、停電時にインバータ装置１１１が故障して電力供給できない状態になった場合に外部ＳＷ１２２を操作する。外部ＳＷ１２２を操作すると、バッテリ１１３の電力が昇降圧回路１２３を介して所定レベルに変換された後、ブレーキ回路１２４に与えられる。これにより、巻上機１０５の電磁ブレーキ１０５ａが開放され、乗りかご１１とカウンタウェイト１２とのアンバランス力を利用して、乗りかご１１を最寄階まで移動させることができる。

このように本発明の第６の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、外部ＳＷ１２２の操作によりバッテリの電力をブレーキ回路に流す機能を備えておくことで、停電時に電力供給できない状態になった場合でも救出運転することが可能となる。

なお、ここでは上記第２の実施形態の構成を前提として説明したが、上記第１の実施形態の構成、つまり、図１に示すように通常運転時、停電時共に矩形波で電力供給を行う構成であっても適用可能である。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。

第７の実施形態では、エレベータの駆動系と制御系に対し、停電時に矩形波による電力供給を行う構成において、エレベータの回生電力を利用してバッテリを充電するようにしたものである。

図７は本発明の第７の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第２の実施形態における図２の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第７の実施形態では、上記図２の構成において、商用電源１０１に直結された充電器１１２に代わって充電器１２５が設けられ、その充電器１２５に対して回生電力を送り込むための回生抵抗１２６とスイッチング素子１２７が設けられている。回生抵抗１２６は、回生電力を熱エネルギーに変換するための抵抗である。スイッチング素子１２７は、回生運転時にはＯＮしてインバータ装置１０４から逆流してくる回生電力を回生抵抗１２６に流す。

ここで、エレベータの運転中に生じる回生電力が電力供給装置１０９にフィードバックされてバッテリ１１３に与えられる。

すなわち、例えばエレベータの乗りかご１１が昇降路の下方向に動く場合に、そのときの乗りかご１１の荷重がカウンタウェイト１２より重ければ、動力を必要としないため、巻上機１０５のモータは発電機として機能することになり、回生電力が生じる。また、乗りかご１１が上方向に動く場合に、そのときの乗りかご１１の荷重がカウンタウェイト１２より軽ければ、動力を必要としないため、回生電力が生じる。このように、動力を必要とせずに乗りかご１１を運転することを「回生運転」と呼び、その逆に、動力を必要とする運転を「力行運転」と呼んでいる。

回生運転時に生じた電力は、スイッチング素子１２７を介して回生抵抗器１２６に流れるので、これを充電器１２５に与えてバッテリ１１３をチャージする。そして、停電検出回路１１５によって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６によって切替器１１４が電力供給装置１０９側に切り替えられ、バッテリ１１３を利用してエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１を最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

このように本発明の第７の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、エレベータの回生電力を利用してバッテリを効率的に充電できるといった利点がある。

（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。

第８の実施形態では、エレベータの駆動系と制御系に対し、停電時に矩形波による電力供給を行う構成において、電圧レベルの調整機能を備えるようにしたものである。

図８は本発明の第８の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第２の実施形態における図２の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第８の実施形態では、上記図２の構成に加え、電圧調整器１２８が設けられている。電圧調整器１２８は、切替器１１４の出力端に設けられており、商用電源１０１またはインバータ装置１１１からエレベータの駆動系と制御系に対して供給される電力の電圧レベルを調整する。

また、その間に、電力供給装置１０９では、商用電源１０１の電力を充電器１１２を介してバッテリ１１３に蓄えている。そして、停電検出回路１１５によって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６によって切替器１１４が電力供給装置１０９側に切り替えられ、バッテリ１１３を利用してエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１を最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

ここで、商用電源１０１から供給される正弦波の電圧変動が大きい場合や、停電時に電力供給装置１０９から供給される矩形波の電圧変動が発生した場合でも、電圧調整器１２８によって電圧レベルを適正値に調整してからエレベータの駆動系と制御系に供給することができる。

このように本発明の第８の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できるといった効果に加え、電圧変動に対しても常に一定の電圧を維持してエレベータを安定して駆動することができるといった利点がある。

（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。

第９の実施形態では、Ａ系統とＢ系統の各エレベータの駆動系と制御系に対し、停電時に矩形波による電力供給を行うようにしたものである。

図９は本発明の第９の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第２の実施形態における図２の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第９の実施形態では、Ａ系統とＢ系統の各エレベータを１つの電力供給装置１０９にて同時に駆動するように構成されている。Ａ系統のエレベータは、駆動系としてコンバータ１０２Ａ、平滑コンデンサ１０３Ａ、インバータ装置１０４Ａ、巻上機１０５Ａを備えると共に、制御系として電源回路１０６Ａ、制御電源回路１０７Ａ〜１０８Ａを備える。巻上機１０５Ａには、ロープ１３Ａを介して乗りかご１１Ａとカウンタウェイト１２Ａが吊り下げられており、巻上機１０５Ａの回転駆動により乗りかご１１Ａとカウンタウェイト１２Ａが昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

Ｂ系統のエレベータについても同様の構成であり、駆動系としてコンバータ１０２Ｂ、平滑コンデンサ１０３Ｂ、インバータ装置１０４Ｂ、巻上機１０５Ｂを備えると共に、制御系として電源回路１０６Ｂ、制御電源回路１０７Ｂ〜１０８Ｂを備える。巻上機１０５Ｂには、ロープ１３Ｂを介して乗りかご１１Ｂとカウンタウェイト１２Ｂが吊り下げられており、巻上機１０５Ｂの回転駆動により乗りかご１１Ｂとカウンタウェイト１２Ｂが昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

このような構成において、通常運転時は切替器１１４が商用電源１０１側に切り替えられており、Ａ系統とＢ系統の各エレベータの駆動系と制御系に対して正弦波の電力供給がなされる。これにより、Ａ系統のエレベータでは、コンバータ１０２Ａ、平滑コンデンサ１０３Ａ、インバータ装置１０４Ａを通じて巻上機１０５Ａが駆動されると共に、電源回路１０６Ａを通じて各種制御装置の制御電源回路１０７Ａ〜１０８Ａに所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。Ｂ系統のエレベータについても同様であり、コンバータ１０２Ｂ、平滑コンデンサ１０３Ｂ、インバータ装置１０４Ｂを通じて巻上機１０５Ｂが駆動されると共に、電源回路１０６Ｂを通じて各種制御装置の制御電源回路１０７Ｂ〜１０８Ｂに所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

また、その間に、電力供給装置１０９では、商用電源１０１の電力を充電器１１２を介してバッテリ１１３に蓄えている。そして、停電検出回路１１５によって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６によって切替器１１４が電力供給装置１０９側に切り替えられ、バッテリ１１３を利用してＡ系統とＢ系統の各エレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１Ａ，１１Ｂをそれぞれに最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

このように本発明の第９の実施形態によれば、複数台のエレベータに対しても、上記第１の実施形態と同様に矩形波の電力供給を行うことにより、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できる。

また、図９の例では、２台のエレベータしか図示させていないが、さらに多数のエレベータが存在する場合でもあっても同様である。

（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。

第１０の実施形態では、各エレベータ毎にインバータ装置を有する電力供給装置を設けて停電時に矩形波による電力供給を個別に行うと共に、あるエレベータに対応した電力供給装置が故障した場合に他のエレベータに対応した電力供給装置を用いて両エレベータに対する電力供給を行うようにしたものである。

図１０は本発明の第１０の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第９の実施形態における図９の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第１０の実施形態では、Ａ系統とＢ系統の各エレベータをそれぞれに対応した電力供給装置１０９Ａ，１０９Ｂにて個別に駆動するように構成されている。Ａ系統のエレベータにおいて、電力供給装置１０９Ａは、矩形波を生成出力するための整流器１１０Ａ、インバータ装置１１１Ａと、停電時の電力供給を行うための充電器１１２Ａ、バッテリ１１３Ａとを備える。整流器１１０Ａは、商用電源１０１の交流電圧を波形整形する。インバータ装置１１１Ａは、整流器１１０Ａにて整流された正弦波の交流電圧の周波数、電圧レベルを可変制御して矩形波の交流電圧を生成出力する。

また、上記第２の実施形態（図２）と同様に、停電時の電力切替えを行うための構成として、切替器１１４Ａ、停電検出回路１１５Ａ、切替器駆動回路１１６Ａが設けられている。切替器１１４Ａは、切替器駆動回路１１６Ａから出力される切替え信号によって、商用電源１０１の正弦波出力と電力供給装置１０９Ａの矩形波出力とを切り替える。停電検出回路１１５Ａは、商用電源１０１が停電したことを検出する。切替器駆動回路１１６Ａは、停電検出回路１１５Ａによって停電が検出された場合に切替器１１４Ａに切替え信号を出力して、商用電源１０１の正弦波出力から電力供給装置１０９Ａの矩形波出力に切り替える。

Ｂ系統のエレベータについても同様であり、電力供給装置１０９Ｂは、矩形波を生成出力するための整流器１１０Ｂ、インバータ装置１１１Ｂと、停電時の電力供給を行うための充電器１１２Ｂ、バッテリ１１３Ｂとを備える。インバータ装置１１１Ｂは、整流器１１０Ｂにて整流された正弦波の交流電圧の周波数、電圧レベルを可変制御して矩形波の交流電圧を生成出力する。

また、停電時の電力切替えを行うための構成として、切替器１１４Ｂ、停電検出回路１１５Ｂ、切替器駆動回路１１６Ｂが設けられている。切替器１１４Ｂは、切替器駆動回路１１６Ｂから出力される切替え信号によって、商用電源１０１の正弦波出力と電力供給装置１０９Ｂの矩形波出力とを切り替える。停電検出回路１１５Ｂは、商用電源１０１が停電したことを検出する。切替器駆動回路１１６Ｂは、停電検出回路１１５Ｂによって停電が検出された場合に切替器１１４Ｂに切替え信号を出力して、商用電源１０１の正弦波出力から電力供給装置１０９Ｂの矩形波出力に切り替える。

さらに、Ａ系統の電力供給系とＢ系統の電力供給系とを切り替えるための構成として、出力検出回路１２９、出力遮断器１３０Ａ，１３０Ｂ、電源供給用接触器１３１が設けられている。

出力検出回路１２９は、電力供給装置１０９Ａの出力端に設けられた出力検出器（センサ）１２９Ａと電力供給装置１０９Ｂの出力端に設けられた出力検出器（センサ）１２９Ｂを用いて、それぞれの出力状態を監視している。出力遮断器１３０Ａは、出力検出回路１２９の出力信号によって開閉動作し、開いた状態でＡ系統の電力供給系から供給される電力を遮断する。出力遮断器１３０Ｂは、出力検出回路１２９の出力信号によって開閉動作し、開いた状態でＢ系統の電力供給系から供給される電力を遮断する。

電源供給用接触器１３１は、Ａ系統の電力供給系とＢ系統の電力供給系の間に介在し、出力検出回路１２９の出力信号によって開閉動作し、閉じた状態で一方の電力供給系から供給された電力を他方のエレベータに供給する。

このような構成において、Ａ系統とＢ系統の電力供給系が正常な場合には、出力遮断器１３０Ａ，１３０Ｂは閉じた状態、電源供給用接触器１３１は開いた状態にあり、それぞれに個別に電力供給がなされる。

すなわち、通常運転時は切替器１１４Ａ，１１４Ｂが商用電源１０１側に切り替えられており、Ａ系統とＢ系統の各エレベータの駆動系と制御系に対して正弦波の電力供給がなされる。これにより、Ａ系統のエレベータでは、コンバータ１０２Ａ、平滑コンデンサ１０３Ａ、インバータ装置１０４Ａを通じて巻上機１０５Ａが駆動されると共に、電源回路１０６Ａを通じて各種制御装置の制御電源回路１０７Ａ〜１０８Ａに所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。Ｂ系統のエレベータについても同様であり、コンバータ１０２Ｂ、平滑コンデンサ１０３Ｂ、インバータ装置１０４Ｂを通じて巻上機１０５Ｂが駆動されると共に、電源回路１０６Ｂを通じて各種制御装置の制御電源回路１０７Ｂ〜１０８Ｂに所要の電力が供給されて、エレベータが通常運転される。

また、その間に、電力供給装置１０９Ａでは、商用電源１０１の電力を充電器１１２Ａを通じてバッテリ１１３Ａに蓄えている。そして、停電検出回路１１５Ａによって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６Ａによって切替器１１４Ａが電力供給装置１０９Ａ側に切り替えられ、バッテリ１１３Ａを利用してＡ系統のエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１Ａを最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

電力供給装置１０９Ｂでも同様であり、商用電源１０１の電力を充電器１１２Ｂを通じてバッテリ１１３Ｂに蓄えている。そして、停電検出回路１１５Ｂによって商用電源１０１の停電が検出されると、切替器駆動回路１１６Ｂによって切替器１１４Ｂが電力供給装置１０９Ｂ側に切り替えられ、バッテリ１１３Ｂを利用してＢ系統のエレベータの駆動系と制御系に対して矩形波の電力供給がなされる。これにより、乗りかご１１Ｂを最寄階まで移動させることができる。この場合、インバータ装置１１１から矩形波で電力供給を行うため、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出することが可能である。

ここで、停電時において、Ａ系統とＢ系統のどちらか一方の電力供給系が故障した場合に他方の電力供給系が利用される。

すなわち、例えばＡ系統の電力供給系が故障したとすると、出力検出回路１２９は、出力遮断器１３０Ａを開いてＡ系統の電力供給系を遮断すると共に、電源供給用接触器１３１を閉じてＢ系統の電力供給系をＡ系統のエレベータに繋げる。これにより、電力供給装置１０９Ｂから出力される矩形波の電力供給によってＡ系統のエレベータを動かすことができる。

このように本発明の第１０の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出でき、さらに、各エレベータに対応した電力供給装置を設けた構成において、停電時にある電力供給装置が故障した場合でも、他の電力供給装置を利用してエレベータを駆動することで乗客を救出することができる。

また、図１０の例では、２台のエレベータしか図示させていないが、さらに多数のエレベータが存在する場合でもあっても同様である。

（第１１の実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態について説明する。

第１１の実施形態では、各エレベータ毎にインバータ装置を有する電力供給装置を設けて停電時に矩形波による電力供給を個別に行うと共に、あるエレベータに対応した電力供給装置のバッテリ容量が不足している場合に、他のエレベータに対応した電力供給装置に所定のタイミングで切り替えて当該エレベータに対する電力供給を行うようにしたものである。

図１１は本発明の第１１の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。なお、上記第１０の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

基本的な構成は、上記第１０の実施形態（図１０）と同様であるが、ここでは出力検出回路１２９に代えてバッテリ容量検出回路１３２が設けられている。このバッテリ容量検出回路１３２は、電力供給装置１０９Ａに設けられたバッテリ１１３Ａと、電力供給装置１０９Ｂに設けられたバッテリ１１３Ｂの容量を監視しており、停電時に一方のバッテリ容量が不作している場合に出力遮断器１３０Ａ，１３０Ｂ、電源供給用接触器１３１を開閉制御して電力供給を切り替える。

ここで、停電時において、Ａ系統とＢ系統のどちらか一方のバッテリ容量が不足している場合に電力供給が切り替えられる。

すなわち、例えばＡ系統のバッテリ１１３Ａの容量が不足していた場合、詳しくは、エレベータの救出運転に必要な所定の容量よりも少ない状態であったとする。このような場合、出力検出回路１２９は、Ｂ系統のエレベータの救出運転後、出力遮断器１３０Ｂを開いてＢ系統の電力供給系を遮断すると共に、電源供給用接触器１３１を閉じてＢ系統の電力供給系をＡ系統のエレベータに繋げる。これにより、電力供給装置１０９Ｂから出力される矩形波の電力供給によってＡ系統のエレベータを動かすことができる。

このように本発明の第１１の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に矩形波の出力により、停電時にバックアップ運転に速やかに切り替えて乗客を救出できると共に、各エレベータに対応した電力供給装置を設けた構成において、停電時にあるエレベータに対応した電力供給装置のバッテリ容量が不足している場合でも、他のエレベータに対応した電力供給装置から電力を供給することで、そのエレベータの乗客を救出することができる。

また、図１１の例では、２台のエレベータしか図示させていないが、さらに多数のエレベータが存在する場合でもあっても同様である。

なお、本発明は上記各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、上記各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、種々の形態を形成できる。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省略してもよい。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。

図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図２は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図３は本発明の第３の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図４は本発明の第４の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図５は本発明の第５の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図６は本発明の第６の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図７は本発明の第７の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図８は本発明の第８の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図９は本発明の第９の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図１０は本発明の第１０の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図１１は本発明の第１１の実施形態に係るエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。図１２は従来のエレベータの電力供給システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１…乗りかご、１２…カウンタウェイト、１３…ロープ、１０１…商用電源、１０２…コンバータ、１０３…平滑コンデンサ、１０４…インバータ装置、１０５…巻上機、１０６…電源回路、１０７…制御電源回路、１０８…制御電源回路、１０９…電力供給装置、１１０…整流器、１１１…インバータ装置、１１２…充電器、１１３…バッテリ、１１４…切替器、１１５……停電検出回路、１１６…切替器駆動回路、１１７…ＳＷ、１１８…出力検出回路、１１８ａ…出力検出器（センサ）、１１９…保護回路、１２０…寿命推定回路、１２０ａ…警告回路、１２１…出力制御回路、１２２…外部ＳＷ、１２３…昇降圧回路、１２４…ブレーキ回路、１２５…充電器、１２６…回生抵抗、１２７…スイッチング素子、１２８…電圧調整器、１２９…出力検出回路、１２９…出力検出回路、１２９Ａ，１２９Ｂ…出力検出器（センサ）、１３０Ａ，１３０Ｂ…出力遮断器、１３１…電源供給用接触器、１３２…バッテリ容量検出回路。

Claims

エレベータの駆動系と制御系に所要の電力を供給するエレベータの電力供給システムにおいて、
商用電源から供給される正弦波の電力を矩形波に変換して出力するインバータ装置と、
通常運転時に上記商用電源の電力を蓄えると共に、停電時にその蓄えた電力を上記インバータ装置に与えるバッテリとを具備し、
通常運転時、停電時共に上記インバータ装置から矩形波の電力を供給することを特徴とするエレベータの電力供給システム。
上記商用電源と上記インバータ装置とを切り替える切替器を備え、
通常運転時に上記商用電源から矩形波の電力を供給すると共に上記バッテリを充電し、停電時に上記切替器により上記インバータ装置に切り替えて矩形波の電力を供給することを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
上記インバータ装置の出力異常を検出する出力検出回路と、
上記出力検出回路によって上記インバータ装置の出力異常が検出された場合に、上記商用電源に切り替える切替器と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
上記インバータ装置の寿命を推定する寿命推定回路と、
この寿命推定回路の推定結果に基づいて外部に警告を発する警告回路と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
上記インバータ装置の寿命を推定する寿命推定回路と、
この寿命推定回路の推定結果に基づいて上記エレベータの駆動系の出力制御を行う出力制御回路と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
停電時に上記バッテリの電力を上記エレベータの駆動系に設けられたブレーキ回路に流すためのスイッチを具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
上記エレベータの回生運転時に生じる電力を利用して上記バッテリを充電する充電器を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
上記商用電源または上記インバータ装置から上記エレベータの駆動系と制御系に対して供給される電力の電圧レベルを調整する電圧調整器を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
複数台のエレベータの駆動系と制御系に対し、上記インバータ装置を有する電力供給装置を共通に設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
複数台のエレベータの駆動系と制御系に対し、上記インバータ装置を有する電力供給装置を個別に設け、あるエレベータに対応した電力供給装置の故障時に他のエレベータに対応した電力供給装置を用いて両エレベータに対する電力供給を行うことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。
複数台のエレベータの駆動系と制御系に対し、上記インバータ装置を有する電力供給装置を個別に設け、あるエレベータに対応した電力供給装置のバッテリ容量が不足している場合に他のエレベータに対応した電力供給装置を所定のタイミングで切り替えて当該エレベータに対する電力供給を行うことを特徴とする請求項１記載のエレベータの電力供給システム。