JP2009126642A - 蓄電池容量判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電池を任意の電流で短時間放電させるための容量の大きな負荷抵抗とその負荷抵抗を蓄電池に接続する直流開閉器とが不要な蓄電池容量判定装置を提供する。
【解決手段】蓄電池容量判定装置1は、直流電力を交流電力に変換するとともに機械的負荷を移動するための動力を発生するモータ3に変換した交流電力を供給するインバータ12に直流電力を供給する蓄電池5の容量の異常を判定する装置であり、モータの動きを拘束し、モータが停止モードにあるか否かを判定し、モータが停止モードにあると判定され且つインバータに蓄電池だけから直流電力が供給されているときインバータを制御して拘束したモータに流しても停止している電流を蓄電池からモータに流し、電流が流されたとき蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力し、電圧検出値と基準電圧値とを比較して電圧検出値が基準電圧値以下であるとき蓄電池の容量が異常と判定する。
【選択図】図1
【解決手段】蓄電池容量判定装置1は、直流電力を交流電力に変換するとともに機械的負荷を移動するための動力を発生するモータ3に変換した交流電力を供給するインバータ12に直流電力を供給する蓄電池5の容量の異常を判定する装置であり、モータの動きを拘束し、モータが停止モードにあるか否かを判定し、モータが停止モードにあると判定され且つインバータに蓄電池だけから直流電力が供給されているときインバータを制御して拘束したモータに流しても停止している電流を蓄電池からモータに流し、電流が流されたとき蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力し、電圧検出値と基準電圧値とを比較して電圧検出値が基準電圧値以下であるとき蓄電池の容量が異常と判定する。
【選択図】図1
Description
この発明は、蓄電池の容量の異常を判定する蓄電池容量判定装置に関するものである。
従来の蓄電池の容量判定装置は、蓄電池を短時間放電したときの蓄電池の端子電圧、放電電流、温度を検出し、各検出値から蓄電池の残存容量を判定する。そして、蓄電池を任意の電流で短時間放電したときの放電特性から蓄電池を所定の一定電流で所定時間放電したときの端子電圧を推定し、推定端子電圧を予め備える判定基準値と比較判定するものである(例えば、特許文献1参照)。
この蓄電池の容量判定装置によれば、蓄電池の残存容量の判定の精度を大きく左右する蓄電池温度による端子電圧の変化と放電電流値の変化による端子電圧の変化による影響を小さくして、蓄電池の残存容量を精度良く判定することができる。
しかし、この蓄電池の容量判定装置は、蓄電池を任意の電流で短時間放電させるための電流容量の大きな負荷抵抗とその負荷抵抗を蓄電池に接続する直流開閉器とを必要とするので、容量判定装置が大型化するという問題がある。
この発明の目的は、蓄電池を任意の電流で短時間放電させるための容量の大きな負荷抵抗とその負荷抵抗を蓄電池に接続する直流開閉器とが不要な蓄電池容量判定装置を提供することである。
この発明に係る蓄電池容量判定装置は、直流電力を交流電力に変換して機械的負荷を移動するための動力を発生するモータに供給するインバータに直流電力を供給する蓄電池の容量の異常を判定する蓄電池容量判定装置であって、上記モータの動きを拘束する拘束手段と、上記モータが停止モードにあるか否かを判定する判定手段と、上記モータが停止モードにあると判定され且つ上記インバータに上記蓄電池だけから直流電力が供給されているとき上記インバータを制御して拘束した上記モータに流しても停止している電流を上記蓄電池から上記モータに流す負荷手段と、上記電流が流されたとき上記蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力する電圧検出手段と、上記電圧検出値と基準電圧値とを比較して上記電圧検出値が上記基準電圧値以下であるとき上記蓄電池の容量が異常と判定する異常判定手段と、を備える。
この発明に係る蓄電池容量判定装置の効果は、蓄電池を任意の電流で短時間放電させるための容量の大きな負荷抵抗と該負荷抵抗を蓄電池に接続する直流開閉器とが不要となることである。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、エレベータのかご2を昇降するための動力を発生するモータ3の駆動を制御する電力変換装置4に備わる蓄電池5の容量を判定する。
この発明の実施の形態1に係るエレベータにおいては、電力変換装置4によりモータ3が駆動されることにより巻上機のシーブ6が回転し、シーブ6が回転することによりシーブ6に掛けられるとともに一端がかご2に固定され且つ他端が釣合錘7に固定されるロープ8が移動し、ロープ8が移動することによりかご2が上昇または下降する。
シーブ6の回転は、近接して配置される拘束手段としてのブレーキ23を作動することにより拘束され、ブレーキ23の作動を停止することにより拘束が解かれる。
ブレーキ23の作動は、常閉接点9を開放/閉成することにより行われる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、エレベータのかご2を昇降するための動力を発生するモータ3の駆動を制御する電力変換装置4に備わる蓄電池5の容量を判定する。
この発明の実施の形態1に係るエレベータにおいては、電力変換装置4によりモータ3が駆動されることにより巻上機のシーブ6が回転し、シーブ6が回転することによりシーブ6に掛けられるとともに一端がかご2に固定され且つ他端が釣合錘7に固定されるロープ8が移動し、ロープ8が移動することによりかご2が上昇または下降する。
シーブ6の回転は、近接して配置される拘束手段としてのブレーキ23を作動することにより拘束され、ブレーキ23の作動を停止することにより拘束が解かれる。
ブレーキ23の作動は、常閉接点9を開放/閉成することにより行われる。
電力変換装置4は、三相交流電源10の三相交流を整流して直流に変換する整流器11、直流を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して三相同期型のモータ3を駆動するインバータ12、整流器11とインバータ12とを接続する直流回路13、三相交流を整流して変換された直流を平滑化するコンデンサ14、かご2が定格負荷で下降運転するときモータ3が生成する回生電力を消費する回生抵抗15、および、回生抵抗15を直流回路13に接離する回生スイッチ手段としての回生トランジスタ16を備える。
また、電力変換装置4は、蓄電池接離スイッチ17を介して直流回路13に接続される蓄電池5、モータ3に流れる電流を検出し第1電流検出値として出力する第1電流検出器18、インバータ12を駆動するための電流指令値を生成するとともに第1電流検出器18からの第1電流検出値と電流指令値との偏差に基づいてインバータ12を制御する第1モータ指令部19、直流回路13の電圧を検出する電圧検出手段としての電圧検出器20、直流回路13の電圧に基づいて回生トランジスタ16を駆動する電圧指令信号を生成する第1回生指令部21、および、三相交流電源10が接続されているとき第1回生指令部21の出力に回生トランジスタ16のグリッドを接続する第2スイッチ22を備える。
図2は、この発明の実施の形態1に係るインバータの回路図である。
インバータ12は、図2に示すように、三相同期型のモータ3を駆動するために各相に対応する3つのレグ31a、31b、31cを備え、各レグ31a、31b、31cは上側のアーム32aおよび下側のアーム32bを有し、各アームにはダイオードが並列に接続された半導体スイッチ手段としてのトランジスタ33が設けられている。なお、以下の説明では、U相に対応するレグ31aに配備されたトランジシタ33を第1上側トランジスタ33aおよび第1下側トランジスタ33bと称す。同様に、V相に対応するレグ31bに配備されたトランジシタ33を第2上側トランジスタ33cおよび第2下側トランジスタ33dと称す。同様に、W相に対応するレグ31cに配備されたトランジシタ33を第3上側トランジスタ33eおよび第3下側トランジスタ33fと称す。
インバータ12は、図2に示すように、三相同期型のモータ3を駆動するために各相に対応する3つのレグ31a、31b、31cを備え、各レグ31a、31b、31cは上側のアーム32aおよび下側のアーム32bを有し、各アームにはダイオードが並列に接続された半導体スイッチ手段としてのトランジスタ33が設けられている。なお、以下の説明では、U相に対応するレグ31aに配備されたトランジシタ33を第1上側トランジスタ33aおよび第1下側トランジスタ33bと称す。同様に、V相に対応するレグ31bに配備されたトランジシタ33を第2上側トランジスタ33cおよび第2下側トランジスタ33dと称す。同様に、W相に対応するレグ31cに配備されたトランジシタ33を第3上側トランジスタ33eおよび第3下側トランジスタ33fと称す。
図1に戻って、三相交流電源10と整流器11の間に電源スイッチ30が介設されている。この電源スイッチ30は、三相交流電源10が停電したときまたは電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すときに開放する。
蓄電池接離スイッチ17は、電源スイッチ30が開放されたときに連動して閉成され、電源スイッチ30が閉成されたとき連動して開放される。なお、常閉接点9は、蓄電池接離スイッチ17と連動しており、蓄電池接離スイッチ17が開放されているときに開放し、蓄電池接離スイッチ17が閉成されているときに閉成している。
電圧検出器20は、直流回路13の電圧を検出し電圧検出値として出力する。
第1回生指令部21は、電圧検出値が予め定められた閾値より高いとき回生トランジスタ16をオンする電圧指令信号、電圧検出値が閾値より低いとき回生トランジスタ16をオフする電圧指令信号を出力する。
蓄電池接離スイッチ17は、電源スイッチ30が開放されたときに連動して閉成され、電源スイッチ30が閉成されたとき連動して開放される。なお、常閉接点9は、蓄電池接離スイッチ17と連動しており、蓄電池接離スイッチ17が開放されているときに開放し、蓄電池接離スイッチ17が閉成されているときに閉成している。
電圧検出器20は、直流回路13の電圧を検出し電圧検出値として出力する。
第1回生指令部21は、電圧検出値が予め定められた閾値より高いとき回生トランジスタ16をオンする電圧指令信号、電圧検出値が閾値より低いとき回生トランジスタ16をオフする電圧指令信号を出力する。
第2スイッチ22は、単極双投スイッチであり、a側が第1回生指令部21の出力、b側が第2回生指令部25の出力、c側が回生トランジスタ16のグリッドに接続されている。そして、第2スイッチ22では、容量判定手順が実行されるときb側とc側とが接続し、通常運転モードのときa側とc側とが接続している。
蓄電池容量判定装置1は、かご2が動作モードまたは停止モードのいずれかにあるかを判定する動作状態判定手段、電圧検出器20および負荷手段を備える。
動作モード判定手段は、かご2に配置されたかご呼び指令信号を発生するかご呼び釦2a、乗場に配置された乗場呼び指令信号を発生する乗場呼び釦35、モータ3の回転を検出してかご2の位置を検出するエンコーダ34、かご呼び指令信号、乗場呼び指令信号およびかご2の位置を示す位置検出信号からかご2の動作状態を判定するモード判定部36を有している。
負荷手段は、直流回路13を流れる電流を検出して第2電流検出信号として出力する第2電流検出器26、電源スイッチ30が開放されているとき蓄電池5から供給すべき直流電流の最大値を流すための直流電流指令値を発生する直流電流指令部27、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差から抵抗直流指令値を求めるとともに抵抗直流電流指令値に基づいて第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16をオン・オフする第2回生指令部25を備える。
動作モード判定手段は、かご2に配置されたかご呼び指令信号を発生するかご呼び釦2a、乗場に配置された乗場呼び指令信号を発生する乗場呼び釦35、モータ3の回転を検出してかご2の位置を検出するエンコーダ34、かご呼び指令信号、乗場呼び指令信号およびかご2の位置を示す位置検出信号からかご2の動作状態を判定するモード判定部36を有している。
負荷手段は、直流回路13を流れる電流を検出して第2電流検出信号として出力する第2電流検出器26、電源スイッチ30が開放されているとき蓄電池5から供給すべき直流電流の最大値を流すための直流電流指令値を発生する直流電流指令部27、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差から抵抗直流指令値を求めるとともに抵抗直流電流指令値に基づいて第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16をオン・オフする第2回生指令部25を備える。
また、蓄電池容量判定装置1は、電源スイッチ30が開放され、回生トランジスタ16がオンされて蓄電池5から回生抵抗15に電流が流されたときに電圧検出器20が検出した電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下のとき蓄電池5が異常と判定する異常判定手段としての異常判定部28、異常判定部28が蓄電池5を異常と判定したとき異常の旨表示する表示器29、および、蓄電池5の温度を検出して温度検出値として出力する温度検出手段としての蓄電池温度検出器37を備える。
モード判定部36には、かご呼び釦2aからのかご呼び指令信号、乗場呼び釦35からの乗場呼び指令信号およびエンコーダ34からの位置検出信号が入力される。
モード判定部36は、電源スイッチ30を開閉する開閉信号を電源スイッチ30に、直流電流指令値を零にするリセット信号を直流電流指令部27にそれぞれ出力する。
そして、モード判定部36は、かご呼び指令信号、乗場呼び信号および位置検出信号が入力されていない時間を計測し、計測した時間が予め定められた基準時間を超えるとき休止モードとして判定し開放信号を出力し、計測した時間が予め定められた基準時間未満のとき運転モードとして判定し閉鎖信号およびリセット信号を出力する。
モード判定部36は、電源スイッチ30を開閉する開閉信号を電源スイッチ30に、直流電流指令値を零にするリセット信号を直流電流指令部27にそれぞれ出力する。
そして、モード判定部36は、かご呼び指令信号、乗場呼び信号および位置検出信号が入力されていない時間を計測し、計測した時間が予め定められた基準時間を超えるとき休止モードとして判定し開放信号を出力し、計測した時間が予め定められた基準時間未満のとき運転モードとして判定し閉鎖信号およびリセット信号を出力する。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1では、かご2が停止モードにあるとき電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放され、第2回生指令部25、第2スイッチ22が動作して回生トランジスタ16がオン・オフすることにより蓄電池5から回生抵抗15に電流が流れる。
直流電流指令部27から発生する直流電流指令信号は、電源スイッチ30が開放されているときかご2が120%負荷で、定格速度の1/10程度の速度で走行するのに要する直流電流をインバータ12に供給できるようになっている。
直流電流指令部27から発生する直流電流指令信号は、電源スイッチ30が開放されているときかご2が120%負荷で、定格速度の1/10程度の速度で走行するのに要する直流電流をインバータ12に供給できるようになっている。
異常判定部28は、電圧検出器20からの電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき蓄電池5の容量が異常である判定し、表示器29に異常の旨を表示する。
また、異常判定部28は、蓄電池温度検出器37からの温度検出値に従って基準電圧値を調節する。このように蓄電池5の温度に従って基準電圧値を調節するのは、温度が高くなると、蓄電池5から供給できる容量が増加するためであり、温度が高くなるに従い基準電圧値が高くなるように調節する。
また、異常判定部28は、蓄電池温度検出器37からの温度検出値に従って基準電圧値を調節する。このように蓄電池5の温度に従って基準電圧値を調節するのは、温度が高くなると、蓄電池5から供給できる容量が増加するためであり、温度が高くなるに従い基準電圧値が高くなるように調節する。
次に、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1の動作を図1から図4を参照して説明する。図3は、回生トランジスタのグリッドに印加される信号、回生抵抗に流れる電流および蓄電池に流れる電流の時系列データである。図4は、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置での容量判定手順を示すフローチャートである。
容量判定手順が開始されると、ステップS101でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS102に進み、動作モードにあるときステップS101を繰り返す。
容量判定手順が開始されると、ステップS101でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS102に進み、動作モードにあるときステップS101を繰り返す。
ステップS102で、電源スイッチ30を開放し、且つ試験スイッチとしての蓄電池接離スイッチ17を投入して蓄電池5を直流回路13に接続してステップS103に進む。
ステップS103で、第2スイッチ22をb側に投入し、直流電流指令部27から発生した直流電流指令値と第2電流検出器26からの第2電流検出値の偏差に従って、第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16のグリッドに図3(a)に示すような信号を印加して回生トランジスタ16をオン・オフする。回生トランジスタ16がオン・オフされると、回生抵抗15に図3(b)に示すようなチョッパ電流が流れる。
ステップS104で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS105に進み、かご呼びが発生したときにはステップS108に進む。
ステップS103で、第2スイッチ22をb側に投入し、直流電流指令部27から発生した直流電流指令値と第2電流検出器26からの第2電流検出値の偏差に従って、第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16のグリッドに図3(a)に示すような信号を印加して回生トランジスタ16をオン・オフする。回生トランジスタ16がオン・オフされると、回生抵抗15に図3(b)に示すようなチョッパ電流が流れる。
ステップS104で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS105に進み、かご呼びが発生したときにはステップS108に進む。
ステップS105で、蓄電池5からは、図3(c)のような電流が放電され、蓄電池5の端子電圧が低下するので、蓄電池5の端子電圧を検出する。
ステップS106で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS107に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS107で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS106で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS107に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS107で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS108で、直流電流指令値を零にして回生抵抗15を流れる電流を遮断する。
ステップS109で、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
ステップS109で、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、かご2が休止モードにあると判断した後にモータ3を駆動する電力を放電により供給する蓄電池5の容量の異常を判定する装置であり、電源スイッチ30を開放し蓄電池接離スイッチ17を閉成して直流回路13に蓄電池5から直流電力を供給できるようにし、常閉接点9を開放してブレーキ23を作動してモータ3を停止状態に移行し、蓄電池5から所定の放電電流を回生抵抗15に流したときの蓄電池5の端子電圧に等しい電圧検出値を検出し、検出した電圧検出値が基準電圧値以下のとき蓄電池5の容量が異常であると判定するので、専用の負荷抵抗とその負荷抵抗を開閉する直流開閉器が不要になる。
また、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、モード判定部36によりかご2が休止モードにあると判断したときだけ容量判定手順を実行し、かご呼びが発生したときには容量判定手順を中断して通常運転モードに復帰するので、エレベータの運行には支障を与えずに容量判定を行うことができる。
また、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、蓄電池5の温度を検出し、検出した温度に従って基準電圧を調節するので、容量の異常の判定に蓄電池5の温度の影響を及ぼさなくできる。
また、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1は、蓄電池5の温度を検出し、検出した温度に従って基準電圧を調節するので、容量の異常の判定に蓄電池5の温度の影響を及ぼさなくできる。
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bは、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1の第2回生指令部25および第2スイッチ22の代わりに第2モータ指令部41および第1スイッチ42を備えることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
図5は、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bは、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1の第2回生指令部25および第2スイッチ22の代わりに第2モータ指令部41および第1スイッチ42を備えることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態2に係る電力変換装置4は、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置4から第2スイッチ22を省略し、第1回生指令部21の出力と回生トランジスタ16のグリッドとを直接接続したものである。また、この発明の実施の形態2に係る電力変換装置4では、第1モータ指令部19とインバータ12との間に第1スイッチ42が追加されている。
異常判定部28は、かご2が所定の時間に亘って停止している停止モードのとき電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放され、モータ3が回転しない程度の電圧がモータ3に印加され、蓄電池5から直流回路13に電流が流されたとき、電圧検出器20が検出した電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下のとき蓄電池5の容量が異常と判定する。
この発明の実施の形態2では、電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されたとき第2モータ指令部41が動作して蓄電池5からモータ3に電流が流れる。
直流電流指令部27から発生する直流電流指令信号は、電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されたときかご2が120%負荷で、定格速度の1/10程度の速度で走行するのに要する直流電流をインバータ12に供給できるようになっている。
この発明の実施の形態2では、電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されたとき第2モータ指令部41が動作して蓄電池5からモータ3に電流が流れる。
直流電流指令部27から発生する直流電流指令信号は、電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されたときかご2が120%負荷で、定格速度の1/10程度の速度で走行するのに要する直流電流をインバータ12に供給できるようになっている。
第2モータ指令部41は、短絡を避けると共に、モータ3が回転しない直流チョッパ電圧をモータ3に印加して直流電流を流すために、U相、V相、W相のうち相の異なる上側トランジスタ33a、33c、33eと下側トランジスタ33b、33d、33fをそれぞれ一つ選択して一対としてオン・オフさせる。
また、所定の周期毎にオン・オフするトランジスタ33を変える、例えば、時間ta間は、第1上側トランジスタ33aと第3下側トランジスタ33fとをオン・オフし、時間tb間は、第2上側トランジスタ33cと第2下側トランジスタ33dとをオン・オフし、時間tc間は、第3上側トランジスタ33eと第1下側トランジスタ33bとをオン・オフさせることを一周期としている。これにより、各トランジスタ33の熱的な負担を軽減することができる。
また、所定の周期毎にオン・オフするトランジスタ33を変える、例えば、時間ta間は、第1上側トランジスタ33aと第3下側トランジスタ33fとをオン・オフし、時間tb間は、第2上側トランジスタ33cと第2下側トランジスタ33dとをオン・オフし、時間tc間は、第3上側トランジスタ33eと第1下側トランジスタ33bとをオン・オフさせることを一周期としている。これにより、各トランジスタ33の熱的な負担を軽減することができる。
次に、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bの動作を図5、6、7を参照して説明する。図6は、インバータのトランジスタのグリッドに印加される信号、モータに印加される電圧および蓄電池に流れる電流の時系列データである。図7は、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置での容量判定手順を示すフローチャートである。
容量判定手順が開始されると、ステップS201でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS202に進み、動作モードにあるときステップS201を繰り返す。
容量判定手順が開始されると、ステップS201でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS202に進み、動作モードにあるときステップS201を繰り返す。
ステップS202で、電源スイッチ30を開放し、蓄電池接離スイッチ17を投入して蓄電池5を直流回路13に接続し、且つ常閉接点9を開放してブレーキ23によりシーブ6の動きを拘束してステップS203に進む。
ステップS203で、第1スイッチ42をb側に投入し、直流電流指令部27から発生したモータ直流電流指令値と第2電流検出器26からの第2電流検出値の偏差に従って、第1スイッチ42を介してインバータ12のトランジスタ33のグリッドに図6(a)に示すような信号を印加してインバータ12のトランジスタ33をオン・オフする。インバータ12のトランジスタ33がオン・オフされると、モータ3に図6(b)に示すようなチョッパ電圧が印加される。
ステップS204で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS205に進み、かご呼びが発生したときにはステップS208に進む。
ステップS203で、第1スイッチ42をb側に投入し、直流電流指令部27から発生したモータ直流電流指令値と第2電流検出器26からの第2電流検出値の偏差に従って、第1スイッチ42を介してインバータ12のトランジスタ33のグリッドに図6(a)に示すような信号を印加してインバータ12のトランジスタ33をオン・オフする。インバータ12のトランジスタ33がオン・オフされると、モータ3に図6(b)に示すようなチョッパ電圧が印加される。
ステップS204で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS205に進み、かご呼びが発生したときにはステップS208に進む。
ステップS205で、蓄電池5からは、図6(c)のような電流が放電され、蓄電池5の端子電圧が低下するので、蓄電池5の端子電圧を検出する。
ステップS206で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS207に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS207で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS206で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS207に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS207で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS208で、直流電流指令値を零にしてモータ3を流れる電流を遮断する。
ステップS209で、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
ステップS209で、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bは、かご2が休止モードにあると判断した後にモータ3を駆動する電力を放電により供給する蓄電池5の容量の異常を判定する装置であり、電源スイッチ30を開放し蓄電池接離スイッチ17を閉成して直流回路13に蓄電池5から直流電力を供給できるようにし、常閉接点9を開放してブレーキ23を作動してモータ3を停止状態に移行し、蓄電池5から所定の放電電流をモータ3に流したときの蓄電池5の端子電圧に等しい電圧検出値を検出し、検出した電圧検出値が基準電圧値以下のとき蓄電池5の容量が異常であると判定するので、専用の負荷抵抗とその負荷抵抗を開閉する直流開閉器が不要になる。
また、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bは、モード判定部36によりかご2が休止モードにあると判断したときだけ容量判定手順を実行し、かご呼びが発生したときには容量判定手順を中断して通常運転モードに復帰するので、エレベータの運行には支障を与えずに容量判定を行うことができる。
また、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bでは、第2モータ指令部41がモータ3が回転しない電流値の電流をモータ3に流すようインバータ12のトランジスタ33を制御するので、かご2は上昇下降せず、簡易に、既存のモータ3およびインバータ12を利用して蓄電池5の容量の異常の判定ができる。
また、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bでは、第2モータ指令部41がモータ3が回転しない電流値の電流をモータ3に流すようインバータ12のトランジスタ33を制御するので、かご2は上昇下降せず、簡易に、既存のモータ3およびインバータ12を利用して蓄電池5の容量の異常の判定ができる。
また、インバータでは、3つのレグの上側アームから1つのトランジスタ33と3つのレグの下側アームから1つのトランジスタ33を他のトランジスタ33と重ならないよう組み合わせた3つのトランジスタ対を時間的に重ならないようオン・オフするので、トランジスタ33の温度上昇を抑制できる。
実施の形態3.
図8は、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1では、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5から回生抵抗15に電流を流し、また、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bでは、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5からモータ3に電流を流しているが、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cでは、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5から回生抵抗15とモータ3の両方に電流を流す。
図8は、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置が配備されたエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1では、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5から回生抵抗15に電流を流し、また、この発明の実施の形態2に係る蓄電池容量判定装置1Bでは、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5からモータ3に電流を流しているが、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cでは、容量判定を行うに際し電力変換装置4を三相交流電源10から切り離すために電源スイッチ30が開放されているときに蓄電池5から回生抵抗15とモータ3の両方に電流を流す。
この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cは、この発明の実施の形態1に係る蓄電池容量判定装置1に第2モータ指令部41、第1スイッチ42および分配器51を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。また、追加した第2モータ指令部41および第1スイッチ42は、実施の形態2において説明した内容と同様であるので、説明は省略する。
分配器51は、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差を、モータ3に流すモータ直流電流指令値と回生抵抗15に流す抵抗直流電流指令値とに、モータ3、インバータ12、回生抵抗15および回生トランジスタ16の熱容量を考慮して配分する。
第2回生指令部25は、分配器51からの抵抗直流電流指令値に従って第2スイッチ22を介して回生抵抗15に流す電流を制御する。
第2モータ指令部41は、分配器51からのモータ直流電流指令値に従って第1スイッチ42を介してインバータ12を制御する。
なお、実施の形態3における負荷手段は、第2電流検出器26、直流電流指令部27、分配器51、第2回生指令部25および第2モータ指令部41からなる。
第2モータ指令部41は、分配器51からのモータ直流電流指令値に従って第1スイッチ42を介してインバータ12を制御する。
なお、実施の形態3における負荷手段は、第2電流検出器26、直流電流指令部27、分配器51、第2回生指令部25および第2モータ指令部41からなる。
次に、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cの動作を図8、9、10を参照して説明する。図9は、インバータのトランジスタのグリッドに印加される信号、モータに印加される電圧、回生トランジスタのグリッドに印加される信号、回生抵抗に流れる電流および蓄電池に流れる電流の時系列データである。図10は、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置での容量判定手順を示すフローチャートである。
容量判定手順が開始されると、ステップS301でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS302に進み、動作モードにあるときステップS301を繰り返す。
容量判定手順が開始されると、ステップS301でかご2が休止モードにあるか否かを判断し、かご2が休止モードにあるときステップS302に進み、動作モードにあるときステップS301を繰り返す。
ステップS302で、電源スイッチ30を開放し、蓄電池接離スイッチ17を投入して蓄電池5を直流回路13に接続し、且つ常閉接点9を開放してブレーキ23によりシーブ6の動きを拘束してステップS303に進む。
ステップS303で、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差を分配器51に入力する。分配器51は、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差をモータ直流電流指令値と抵抗直流電流指令値とに分配し、モータ直流電流指令値を第2モータ指令部41に送り、抵抗直流電流指令値を第2回生指令部25に送る。
また、第2スイッチ22をb側に投入し、抵抗直流電流指令値に従って、第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16のグリッドに図9(a)に示すような信号を印加して回生トランジスタ16をオン・オフする。回生トランジスタ16がオン・オフされると、回生抵抗15に図9(b)に示すようなチョッパ電流が流れる。
また、第1スイッチ42をb側に投入し、モータ直流電流指令値に従って、第1スイッチ42を介してインバータ12のトランジスタ33のグリッドに図9(c)に示すような信号を印加してインバータ12のトランジスタ33をオン・オフする。インバータ12のトランジスタ33がオン・オフされると、モータ3に図9(d)に示すようなチョッパ電圧が印加される。
ステップS304で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS305に進み、かご呼びが発生したときにはステップS308に進む。
ステップS303で、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差を分配器51に入力する。分配器51は、直流電流指令値と第2電流検出値との偏差をモータ直流電流指令値と抵抗直流電流指令値とに分配し、モータ直流電流指令値を第2モータ指令部41に送り、抵抗直流電流指令値を第2回生指令部25に送る。
また、第2スイッチ22をb側に投入し、抵抗直流電流指令値に従って、第2スイッチ22を介して回生トランジスタ16のグリッドに図9(a)に示すような信号を印加して回生トランジスタ16をオン・オフする。回生トランジスタ16がオン・オフされると、回生抵抗15に図9(b)に示すようなチョッパ電流が流れる。
また、第1スイッチ42をb側に投入し、モータ直流電流指令値に従って、第1スイッチ42を介してインバータ12のトランジスタ33のグリッドに図9(c)に示すような信号を印加してインバータ12のトランジスタ33をオン・オフする。インバータ12のトランジスタ33がオン・オフされると、モータ3に図9(d)に示すようなチョッパ電圧が印加される。
ステップS304で、かご呼びが発生したか否かを判断し、かご呼びが発生しないときにはステップS305に進み、かご呼びが発生したときにはステップS308に進む。
ステップS305で、蓄電池5からは、図9(e)のような電流が放電され、蓄電池5の端子電圧が低下するので、蓄電池5の端子電圧を検出する。
ステップS306で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS207に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS307で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS306で、蓄電池5の端子電圧は、所定の電流が放電されたとき、容量が正常であれば電流が流れる前後の変化が小さいが、容量が異常であれば電流が流れる前後の変化が大きい。そこで、電圧検出値と基準電圧値とを比較し、電圧検出値が基準電圧値以下であるとき異常と判定し、電圧検出値が基準電圧値を超えているとき正常と判定する。異常と判定したときステップS207に進み、正常と判定したとき容量判定手順を終了する。
ステップS307で、表示器29に異常の旨を表示する。
ステップS308で、直流電流指令値を零にして回生抵抗15およびモータ3を流れる電流を遮断する。
ステップS309で、第1スイッチ42をa側に、第2スイッチ22をa側に切り替え、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
ステップS309で、第1スイッチ42をa側に、第2スイッチ22をa側に切り替え、蓄電池接離スイッチ17を開放し、且つ電源スイッチ30を閉成して通常運転モードに復帰して容量判定手順を終了する。
この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cは、かご2が休止モードにあると判断した後にモータ3を駆動する電力を放電により供給する蓄電池5の容量の異常を判定する装置であり、電源スイッチ30を開放し蓄電池接離スイッチ17を閉成して直流回路13に蓄電池5から直流電力を供給できるようにし、常閉接点9を開放してブレーキ23を作動してモータ3を停止状態に移行し、蓄電池5から所定の放電電流を回生抵抗15およびモータ3に流したときの蓄電池5の端子電圧に等しい電圧検出値を検出し、検出した電圧検出値が基準電圧値以下のとき蓄電池5の容量が異常であると判定するので、専用の負荷抵抗とその負荷抵抗を開閉する直流開閉器が不要になる。
また、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cは、モード判定部36によりかご2が休止モードにあると判断したときだけ容量判定手順を実行し、かご呼びが発生したときには容量判定手順を中断して通常運転モードに復帰するので、エレベータの運行には支障を与えずに容量判定を行うことができる。
また、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cでは、蓄電池5から放電された電流は、回生抵抗15とモータ3とに分かれて流れるので、回生抵抗15とモータ3とに対する熱的な負担が軽減され、回生抵抗15およびモータ3の温度上昇を抑制できる。
また、この発明の実施の形態3に係る蓄電池容量判定装置1Cでは、蓄電池5から放電された電流は、回生抵抗15とモータ3とに分かれて流れるので、回生抵抗15とモータ3とに対する熱的な負担が軽減され、回生抵抗15およびモータ3の温度上昇を抑制できる。
1、1B、1C 蓄電池容量判定装置、2 かご、2a かご呼び釦、3 モータ、4 電力変換装置、5 蓄電池、6 シーブ、7 釣合錘、8 ロープ、9 常閉接点、10 三相交流電源、11 整流器、12 インバータ、13 直流回路、14 コンデンサ、15 回生抵抗、16 回生トランジスタ、17 蓄電池接離スイッチ、18 電流検出器、19 第1モータ指令部、20 電圧検出器、21 第1回生指令部、22 第2スイッチ、23 ブレーキ、25 第2回生指令部、26 第2電流検出器、27 直流電流指令部、28 異常判定部、29 表示器、30 電源スイッチ、31a、31b、31c レグ、32a、32b アーム、33 トランジシタ、34 エンコーダ、35 乗場呼び釦、36 モード判定部、37 蓄電池温度検出器、41 第2モータ指令部、42 第1スイッチ、51 分配器。
Claims (5)
- 直流電力を交流電力に変換して機械的負荷を移動するための動力を発生するモータに供給するインバータに直流電力を供給する蓄電池の容量の異常を判定する蓄電池容量判定装置であって、
上記モータの動きを拘束する拘束手段と、
上記モータが停止モードにあるか否かを判定する判定手段と、
上記モータが停止モードにあると判定され且つ上記インバータに上記蓄電池だけから直流電力が供給されているとき上記インバータを制御して拘束した上記モータに流しても停止している電流を上記蓄電池から上記モータに流す負荷手段と、
上記電流が流されたとき上記蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力する電圧検出手段と、
上記電圧検出値と基準電圧値とを比較して上記電圧検出値が上記基準電圧値以下であるとき上記蓄電池の容量が異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする蓄電池容量判定装置。 - 上記インバータは、三相の各相に対応する3つのレグを備え、各レグは、上側アームと下側アームとを有し、上記上側アームと上記下側アームはそれぞれ半導体スイッチ手段が設けられ、
上記負荷手段は、上記3つのレグの上側アームの3つの半導体スイッチ手段と上記3つのレグの下側アームの3つの半導体スイッチ手段それぞれから他の半導体スイッチ手段と重ならないよう組み合わせた2つの半導体スイッチ手段からなる3つの対毎に時間的に重ならないようオン・オフすることを特徴とする請求項1に記載の蓄電池容量判定装置。 - 直流電力を交流電力に変換して機械的負荷を移動するための動力を発生するモータに供給するインバータに直流電力を供給する蓄電池の容量の異常を判定する蓄電池容量判定装置であって、
上記モータからの回生電力を消費する回生抵抗と、
上記回生抵抗に流れる電流をオン・オフする回生スイッチ手段と、
上記モータが停止モードにあるか否かを判定する判定手段と、
上記モータが停止モードにあると判定され且つ上記インバータに上記蓄電池だけから直流電力が供給されているとき上記回生スイッチ手段をオン・オフして電流を上記蓄電池から上記回生抵抗に流す負荷手段と、
上記電流が流されたとき上記蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力する電圧検出手段と、
上記電圧検出値と基準電圧値とを比較して上記電圧検出値が上記基準電圧値以下であるとき上記蓄電池の容量が異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする蓄電池容量判定装置。 - 直流電力を交流電力に変換して機械的負荷を移動するための動力を発生するモータに供給するインバータに直流電力を供給する蓄電池の容量の異常を判定する蓄電池容量判定装置であって、
上記モータからの回生電力を消費する回生抵抗と、
上記回生抵抗に流れる電流をオン・オフする回生スイッチ手段と、
上記モータの動きを拘束する拘束手段と、
上記モータが停止モードにあるか否かを判定する判定手段と、
上記モータが停止モードにあると判定され且つ上記インバータに上記蓄電池だけから直流電力が供給されているとき上記インバータを制御して拘束した上記モータに流しても上記モータが停止している電流を上記蓄電池から上記モータに流すとともに上記回生スイッチ手段をオン・オフして電流を上記蓄電池から上記回生抵抗に流す負荷手段と、
上記電流が流されたとき上記蓄電池の端子電圧を検出して電圧検出値として出力する電圧検出手段と、
上記電圧検出値と基準電圧値とを比較して上記電圧検出値が上記基準電圧値以下であるとき上記蓄電池の容量が異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする蓄電池容量判定装置。 - 上記判定手段はかご呼びの発生を検出したとき上記負荷手段の動作を停止することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蓄電池容量判定装置。
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