JP2012180137A - Method for controlling elevator system, and elevator system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、停電時においても救出運転可能なエレベータシステムの制御方法及びエレベータシステムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an elevator system control method and an elevator system capable of rescue operation even during a power failure.
災害発生時、建物内からの避難に、建物に備えられているエレベータを活用することが考えられている。しかし、災害発生に伴い停電が発生すると、エレベータが停止してしまうので、乗客はエレベータ乗りかご内に閉じ込められてしまう。このような場合、別途設けた自家発電設備から電力を供給して非常運転を行い、エレベータ乗りかごを所定の避難階に移動させ、乗客を避難させることが考えられている。しかし、自家発電設備を持たない小規模建物ではエレベータは運行不可能になってしまい上述のような避難を行うことが困難であった。 In the event of a disaster, it is considered to use an elevator provided in the building to evacuate the building. However, if a power failure occurs due to the occurrence of a disaster, the elevator stops and passengers are trapped in the elevator car. In such a case, it is considered that emergency operation is performed by supplying electric power from a separately installed private power generation facility, the elevator car is moved to a predetermined evacuation floor, and passengers are evacuated. However, in small buildings that do not have private power generation facilities, elevators cannot be operated, making it difficult to evacuate as described above.
そこで、補助電源としてのバッテリからの供給電力により、エレベータの巻上機を駆動して、乗客の避難を行うことが考えられ多くの提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, it has been considered that an elevator hoisting machine is driven by electric power supplied from a battery as an auxiliary power source to evacuate passengers (for example, see Patent Document 1).
しかし、バッテリの容量には限りがあり、充分なエレベータの運行を確保するためにはある程度の容量のバッテリを用意する必要があった。 However, the capacity of the battery is limited, and it has been necessary to prepare a battery with a certain capacity in order to ensure sufficient elevator operation.
本発明が解決しようとする課題は、停電時においても、バッテリからの供給電力をできるだけ小容量とし、エレベータの救出運転を可能にしたエレベータシステムの制御方法及びエレベータシステムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an elevator system control method and an elevator system in which the power supplied from the battery is made as small as possible even in the event of a power failure and the rescue operation of the elevator is possible.
本発明の実施の形態によるエレベータシステムの制御方法は、電源用交流電力の停電時、バッテリからの電源にてコントロールユニットの制御機能を維持し、前記停電により制動状態に作動したエレベータの乗りかごに対するブレーキを、前記バッテリから電力を供給して前記制動状態を開放し、釣合錘との間の偏荷重により前記乗りかごを移動させ、この乗りかごの移動に伴って、巻上機用のモータから生じる回生電力を抵抗要素に通電し、この回生電力の通電に伴って前記抵抗要素の両端に生じる電圧を前記コントロールユニットの電源として供給して、前記バッテリからの電源と共に突合せ電源として用いることを特徴とする。 An elevator system control method according to an embodiment of the present invention is provided for an elevator car that maintains a control function of a control unit with a power source from a battery during a power outage of power supply AC power and is operated in a braking state due to the power outage. The brake is supplied with electric power from the battery to release the braking state, and the car is moved by an unbalanced load with the counterweight, and the motor for the hoisting machine is moved along with the movement of the car. The regenerative power generated from the current is supplied to the resistance element, the voltage generated at both ends of the resistance element as the regenerative power is supplied is supplied as a power source for the control unit, and used as a butt power source together with the power from the battery. Features.
本発明の実施の形態によるエレベータシステムは、電源用交流電力をコンバータにより直流電力に変換し、この第1の直流電力をインバータにより駆動用交流電力に逆変換し、この駆動用交流電力をエレベータの巻上機用のモータに供給する主回路と、前記モータの運転/停止を含むエレベータの運転制御を行うコントロールユニットを有し、前記電源用交流電力を変換した直流電力に基づき所定の直流電圧を前記コントロールユニットに加える直流電源部を有する制御回路と、前記主回路に抵抗要素と共に接続され、前記モータからの回生電力に基づく前記主回路の電圧が予め設定した値以上になると通電して前記回生電力を前記抵抗要素に流すスイッチング要素と、前記電源用交流電力の停電時、前記直流電源部に変わって前記コントロールユニットに所定の直流電圧を加えると共に、前記巻上機のブレーキに、制動解除用の直流電力を供給可能なバッテリと、前記電源用交流電力の停電時、オン動作して前記主回路と制御回路とのコモン部を接続すると共に、前記抵抗要素に生じる前記回生電力に基づく所定の直流電圧を、前記コントロールユニットへ供給する電路をオンするスイッチ装置とを備えたことを特徴とする。 The elevator system according to the embodiment of the present invention converts AC power for power into DC power by a converter, reversely converts this first DC power to AC power for driving by an inverter, and converts this AC power for driving to the elevator. A main circuit for supplying to the motor for the hoisting machine, and a control unit for controlling the operation of the elevator including the operation / stop of the motor. A predetermined DC voltage is generated based on the DC power converted from the AC power for power supply. A control circuit having a DC power supply unit applied to the control unit, and a resistance element connected to the main circuit, and when the voltage of the main circuit based on the regenerative power from the motor becomes equal to or higher than a preset value, the regenerative power is supplied. A switching element that causes power to flow through the resistance element; A battery capable of supplying a predetermined DC voltage to the power unit and supplying a DC power for releasing the brake to the hoisting machine brake; And a switching device that turns on an electric circuit that supplies a predetermined DC voltage based on the regenerative power generated in the resistance element to the control unit.
上記構成によれば、停電時において、エレベータ乗りかごを偏荷重により移動させると共に、その際、巻上機用モータから生じる回生電力を利用して、制御電源を補助することにより、非常時におけるエレベータの救出運転を適切に行うことができる。 According to the above configuration, in the event of a power failure, the elevator car is moved by an unbalanced load, and at that time, the regenerative power generated from the hoist motor is used to assist the control power supply, thereby providing an elevator in an emergency. The rescue operation can be performed appropriately.
以下、本発明の実施の形態に係るエレベータシステムについて、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an elevator system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
始に、図2により、この実施の形態に係るエレベータシステム全体の概略構成を説明する。図2において、建物10内には昇降路14が設けられ、この昇降路14内にはエレベータ乗りかご(以下、単に乗りかごと呼ぶ)12と釣合錘18とがそれぞれ図示しないガイドレールにより昇降可能に設けられている。これら乗りかご12と釣合錘18とは、巻き上げ機17のシーブに巻き掛けられたロープ19により接続されており、巻き上げ機17の回転により相互に昇降駆動される。
First, a schematic configuration of the entire elevator system according to this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a
建物10の乗りかご12が停止可能な各階床のエレベータホールには、ホール呼び登録装置15がそれぞれ設けられている。また、乗りかご12内には、乗客の操作により目的階を指定するかご呼び登録装置16が設けられている。エレベータの運転制御装置11は各ホール呼び登録装置15及びかご呼び登録装置16と伝送ライン13によりそれぞれ接続しており、ホール呼び登録装置15及びかご呼び登録装置16からの呼びに応じて巻上機17を制御し、乗りかご12を目的階に移動させる。
Hall
運転制御装置11は、巻上機17を運転制御するため、図1で示す主回路21と制御回路31とを有する。主回路21は、コンバータ23及びインバータ24を有する。コンバータ23は三相の商用電源路25から供給される電源用交流電力を第1の直流電力に変換し、直流電路26に出力する。インバータ24は、直流電路26から供給される第1の直流電力を駆動用交流電力に逆変換し、供給路27を経てエレベータ巻上機17用のモータ28に供給する。
The
制御回路31は、コントロールユニット32を備えている。このコントロールユニット32は、モータ27の運転/停止を含むエレベータの運転制御を行う。また、この制御回路31は、コントロールユニット32に対して、所定の直流電圧を加える直流電源部33を有する。この直流電源部33は、コンバータ34により電源用交流電力を変換した第2の直流電力に基づき、コントロールユニット32が必要とする複数の直流電圧値を発生して供給する。
The
主回路21の直流電路26には、そのコモン側26cとの間に、スイッチング要素36と抵抗要素37の直列電路が接続されている。スイッチング要素36は、商用電源路25から供給される電源用交流電力の停電時に、コントロールユニット32の制御により、モータ28で生じる回生電力を抵抗要素37に吸収させるべくオン/オフ動作する。
A series circuit of a
すなわち、電源用交流電力の停電時、詳細は後述するが、エレベータ乗りかご12を釣合錘18との偏荷重にて移動させる。この際、モータ28には回生電力が生じ、インバータ24を経て、直流電路に26に加わる。インバータ24は、周知のように6個のスイッチング用トランジスタを三相ブリッジ接続しているが、これらトランジスタにはフリーホイールダイオードがそれぞれ逆並列に接続されているため、モータ28で生じた三相交流の回生電力は、フリーホイールダイオードにより直流電力として直流電路に供給される。
That is, at the time of a power failure of the AC power for power supply, the
コントロールユニット32は、図示しない電圧検出部により、この直流電路26,26c間の電圧を監視しており、回生電力が供給され、その電圧が予め設定した値以上になると、スイッチング要素36をオンさせ、抵抗要素37に回生電力を流し吸収させる。スイッチング要素36は、回生電力が抵抗要素37に流れ、直流電路26,26c間の電圧が低下するとオフ制御され、これによって再び電圧が上昇するとオン制御される。すなわち、回生電力が発生している間、スイッチング要素36はオンとオフを繰り返す。このスイッチング要素がオンしている割合を、回生電力制御における素子デューティと呼ぶ。この素子デューティが高い、すなわち、スイッチング要素36がオンしている割合が大きい場合とは、回生電力が大きいことを表し、これは偏荷重で昇降していているエレベータ乗りかごの速度が速いことを表している。このため、コントロールユニット32は、この素子デューティを監視し、この素子デューティが予め設定した閾値を越えると、エレベータ乗りかご12の昇降速度を低下させるべく制動制御する(詳細は後述する)。
The
また、コントロールユニット32に対しては、バッテリ39が設けられている。このバッテリ39は、通常時は図示しない充電回路により、商用電源路25から供給される電源用交流電力を変換した第1の直流電力又は第2の直流電力により充電されている。そして、電源用交流電力の停電時、直流電源部33に変わってコントロールユニット32に所定の直流電圧を加える。また、巻上機17には図1で示すように電磁式のブレーキ41が設けられているが、バッテリ39はコントロールユニット32の制御により、このブレーキ41に対して、制動解除用の直流電力を供給することができる。すなわち、ブレーキ41は、電磁コイルが励磁されることにより、制動解除状態となり、電磁コイルの励磁を解くことにより、ばね力によりブレーキシューが作動し制動状態となる。通常時、乗りかご12の停止状態では、コントロールユニット32の制御により電磁コイルの励磁が解かれ、ブレーキ41はばね力により乗りかご12を停止状態に保っている、これに対し、呼びが発生し、乗りかご12を移動させる場合は、コントロールユニット32の制御により電磁コイルを励磁し、ブレーキ41を開放する。前述した電源用交流電力の停電時は、直流電源部33からの給電がなくなるが、バッテリ39からの給電により、ブレーキ41の電磁コイルを励磁して開放動作させることが出来る。
A
抵抗要素37には、スイッチ要素36のオンにより回生電力が流れると、その両端に直流電圧が発生する。この直流電圧をコントロールユニット32に供給すべく、スイッチ装置43が設けられている。このスイッチ装置43は、複数(図の例では3つ)のスイッチ43a,43b,43cを有し、これらは電源用交流電力の停電時、コントロールユニット32によりオン制御される。このうち、スイッチ43aは、オン動作により主回路21(直流電路26でもある)のコモン部26cと制御回路31のコモン部31cとを接続する。また、スイッチ43b,43cは、そのオン動作により、抵抗要素37に生じる回生電力に基づく所定の直流電圧をコントロールユニット32へ印加する。
When regenerative power flows through the
ここで、抵抗要素37は複数に分割(図の例では2分割)されており、スイッチ装置43は、そのオン動作によりこれら分割部から複数の分圧値を取り出す。このうち、スイッチ43bにより取り出された分圧値は、直流電源部33に対する電源として供給するように構成してもよい。この場合、直流電源部33は、電源用交流電力の停電時、抵抗要素37に生じる回生電力に基づく所定の直流電圧を、スイッチ装置43を経て受けるので、所定の直流電圧をコントロールユニット32に供給することができる。
Here, the
このように、コントロールユニットに32には、電源用交流電力の停電時に、バッテリ39からの直流電圧と、回生電力により抵抗要素37に生じる直流電圧とが加わり、突合せ電源として用いられる。この場合、抵抗要素37からの直流電圧をバッテリ39からの直流電圧より高めに設定すれば、バッテリ39からの出力を抑えることができる。
In this way, the
上記構成において、商用電源路25から電源用交流電力が供給されている通常時は、図1の主回路21は、コンバータ23により直流電路26に第1の直流電力が供給されている。また、制御回路31は、コンバータ34により変換された第2の直流電力が直流電源部33を介してコントロールユニット32に供給されている。コントロールユニット32は、インバータ24やブレーキ41を制御し、かつ図示しない各種センサーなどからの情報を入力して、所定のエレベータ運転を実行する。
In the above configuration, during the normal time when the AC power for power supply is supplied from the commercial
すなわち、図2で示したホール呼び登録装置15又はかご呼び登録装置16からの呼びが運転制御装置11に入力され、図示しない運転制御部により目的階への運転指令が出されると、図1で示すように、巻上機17のモータ28は、主回路21のインバータ24から供給される駆動用交流電力により回転駆動される。このとき、ブレーキ41の電磁コイルはコントロールユニット32により励磁され、制動状態が解除されるので、乗りかご12は目的階へ昇降移動する。
That is, when a call from the hall
このような昇降運転状態において、災害などによって電源用交流電力が停電すると、モータ28は無給電状態となるため停止する。またブレーキ41も無給電状態となるため、励磁が解除され、ばね力によりブレーキシューが動作して、巻上機17を停止状態に固定する。制御回路31も無給電状態となるが、コントロールユニット32へはバッテリ39から給電されるため、制御可能な状態を維持する。
In such an up-and-down operation state, when the AC power for power supply fails due to a disaster or the like, the
この停電が生じたとき、エレベータ乗りかご12が階床間に位置していると、この階床間で停止してしまい、乗客は乗りかご12内に閉じ込められてしまう。この場合は、乗りかご12を最寄り階に移動させる必要がある。そこで、建物11の図示しない監視センター、エレベータホール、或いは乗りかご12内などから、救出運転指令を発する。この操作により、コントロールユニット32は、バッテリ39からの供給電力によりブレーキ41の電磁コイルを励磁し、制動状態を解除する。このため、乗りかご12は釣合錘18との間に生じる偏荷重により、上昇又は下降する。すなわち、乗りかご12側が重い場合、乗りかご12は下降し、釣合錘18側が重い場合、乗りかご12は上昇する。
When the power failure occurs, if the
この偏荷重による乗りかご12の上昇又は下降によりモータ28が回転し、回生電力を生じる。発生した回生電力は、インバータ24の図示しないフリーホイールダイオードを経て直流電力に変換され、直流電路26に供給される。コントロールユニット32は、電源用交流電力の停電発生に伴いスイッチ装置43をオン動作させる。また、コントロールユニット32は直流電路26とそのコモン側26cとの間の電圧を監視しており、回生電力によりこの間の電圧が設定値を越えるとスイッチング要素36をオンさせ、回生電力を抵抗要素37に流し、吸収させる。
The
この抵抗要素37への通電により、その両端には所定の電圧が生じる。この発生電圧は、スイッチ装置43がオン動作して、主回路21のコモン部26cと制御回路31のコモン部31cがスイッチ43aにより接続され、かつコントロールユニット32へ通じるスイッチ43b,43cがオンすることにより、コントロールユニット32に対する直流電源として供給される。すなわち、コントロールユニットに32に対して、電源用交流電力の停電時には、バッテリ39からの直流電圧と、回生電力により抵抗要素37に生じる直流電圧とが加わり、突合せ電源として用いられる。この場合、抵抗要素37からの直流電圧をバッテリ39からの直流電圧より高めに設定しておけば、バッテリ39からの出力を抑えることができる。
By energizing the
また、回生電力が発生している間、前述のようにスイッチング要素36はオンとオフを繰り返す。このとき、コントロールユニット32は、この回生電力制御における素子デューティを監視し、これが予め設定した閾値を越えると、偏荷重で移動していている乗りかご12が過速度状態と判断し、ブレーキ41への励磁を制御して減速させる。このようにして乗りかご12が最寄りの階床に到着すると、昇降路14に設けられた図示しない位置センサーからの信号によりコンロトールユニット32はブレーキ41を操作し、乗りかご12をこの最寄りの階床に停止させる。このため、乗りかご12内の乗客を、この最寄り階で救出することができる。
Further, while the regenerative power is generated, the switching
このように、電源用交流電力の停電時、バッテリ39の電源でブレーキ41の制動状態を解除し、乗りかご12を偏荷重で移動させ、このとき生じる回生電力をコントーラユニット32の電源として供給することで、バッテリ39の消費を極力抑えることができ、バッテリ電源を確保して確実な救出運転を行うことができる。
In this way, at the time of a power failure of the AC power for power supply, the braking state of the
なお、乗りかご12を偏荷重で移動させることから、この偏荷重の大きさを表示する表示装置を、乗りかご12内、又はエレベータホールなどに設けるとよい。これにより偏荷重によりエレベータが上昇又は下降することを知らせることができる。
Since the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
12・・・乗りかご
17・・・巻上機
21・・・主回路
23,34・・・コンバータ
24・・・インバータ
25・・・商用電源路
26・・・直流電路
26c・・・コモン部
27・・・駆動用電源の供給路
28・・・巻上機用のモータ
31・・・制御回路
31c・・・コモン部
32・・・コントロールユニット
33・・・直流電源部
36・・・スイッチング要素
37・・・抵抗要素
39・・・バッテリ
41・・・ブレーキ
43・・・スイッチ装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記停電により制動状態に作動したエレベータの乗りかごに対するブレーキを、前記バッテリから電力を供給して前記制動状態を開放し、釣合錘との間の偏荷重により前記乗りかごを移動させ、
この乗りかごの移動に伴って、巻上機用のモータから生じる回生電力を抵抗要素に通電し、
この回生電力の通電に伴って前記抵抗要素の両端に生じる電圧を前記コントロールユニットの電源として供給して、前記バッテリからの電源と共に突合せ電源として用いる
ことを特徴とするエレベータシステムの制御方法。 In the event of a power failure of the AC power for the power supply, the control function of the control unit is maintained with the power from the battery.
The brake for the elevator car operated in the braking state due to the power failure, the electric power is supplied from the battery to release the braking state, and the elevator car is moved by an unbalanced load with the counterweight,
Along with the movement of this car, the regenerative power generated from the motor for the hoisting machine is energized to the resistance element,
A control method for an elevator system, wherein a voltage generated at both ends of the resistance element in response to energization of the regenerative power is supplied as a power source for the control unit and used as a butt power source together with a power source from the battery.
前記モータの運転/停止を含むエレベータの運転制御を行うコントロールユニットを有し、前記電源用交流電力を変換した直流電力に基づき所定の直流電圧を前記コントロールユニットに加える直流電源部を有する制御回路と、
前記主回路に抵抗要素と共に接続され、前記モータからの回生電力に基づく前記主回路の電圧が予め設定した値以上になると通電して前記回生電力を前記抵抗要素に流すスイッチング要素と、
前記電源用交流電力の停電時、前記直流電源部に変わって前記コントロールユニットに所定の直流電圧を加えると共に、前記巻上機のブレーキに、制動解除用の直流電力を供給可能なバッテリと、
前記電源用交流電力の停電時、オン動作して前記主回路と制御回路とのコモン部を接続すると共に、前記抵抗要素に生じる前記回生電力に基づく所定の直流電圧を、前記コントロールユニットへ供給する電路をオンするスイッチ装置と、
を備えたことを特徴とするエレベータシステム。 A main circuit for converting AC power for power supply to DC power by a converter, reversely converting the first DC power to AC power for driving by an inverter, and supplying the AC power for driving to a motor for an elevator hoist When,
A control circuit having a control unit for controlling operation of the elevator including operation / stop of the motor, and having a DC power supply unit for applying a predetermined DC voltage to the control unit based on DC power converted from the AC power for power supply; ,
A switching element that is connected to the main circuit together with a resistance element, and that is energized when the voltage of the main circuit based on the regenerative power from the motor is equal to or higher than a preset value, and flows the regenerative power to the resistance element,
At the time of a power failure of the AC power for the power supply, a battery capable of supplying a DC power for brake release to the hoisting machine brake while applying a predetermined DC voltage to the control unit instead of the DC power supply unit,
At the time of power failure of the power supply AC power, the power supply is turned on to connect the common part of the main circuit and the control circuit, and a predetermined DC voltage based on the regenerative power generated in the resistance element is supplied to the control unit. A switch device for turning on the electric circuit;
An elevator system characterized by comprising:
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