JP4347982B2 - エレベーターの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力蓄積装置を利用したエレベーターの制御装置に関し、特に電力蓄積装置に均等充電できるエレベーターの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１６は、例えば特開昭６１−２６７６７５号公報に示された従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【０００３】
図１６において、１は商用の三相交流電源、２はダイオード等で構成されたコンバータ、３はコンデンサ、４はインバータ、５はインダクションモータ等の電動機、６は巻上機、７はエレベーターのかご、８は釣り合い錘、９はロープ、１０は蓄電池で構成された電力蓄積装置、１１は蓄電池電圧とインバータ入力電圧の異なる２つの直流電圧間で双方向の電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、１２は充放電回路１１に電力変換の方向および蓄電池電流を制御する充放電制御回路、１３は電圧検出装置、１４は電源１の電圧検出装置、１５は蓄電池の電流検出装置、１６は蓄電池の充電量検出装置である。
【０００４】
つぎに、前述した従来のエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
交流電源１が停電になった場合、充放電回路１１により電力蓄積装置１０からインバータ４の入力部へ電力が供給されて、インバータ４により電動機５を駆動してエレベーターを着床させる。
【０００６】
通常運転時において、エレベーターが加速時にインバータ入力電圧が低下した場合、充放電回路１１により電力蓄積装置１０からインバータ４の入力部へ電力が供給されてインバータ４の入力部の電圧低下を抑制する。
【０００７】
逆に、エレベーター制動時に電動機５からの回生電力によりインバータ入力電圧が上昇した場合、充放電回路１１によりインバータ４の入力部から電力蓄積装置１０へ電力が供給され電力蓄積装置１０を充電する。また、電力蓄積装置１０の充電量が少なくなった場合にも、充放電回路１１によりインバータ４の入力部から電力蓄積装置１０へ電力が供給され電力蓄積装置１０を充電する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のエレベーターの制御装置では、電力蓄積装置として蓄電池を用い、エレベーターの運転状態に応じて蓄電池の充電、放電を繰り返したり、回生電力を充電する余裕分確保のために蓄電池の充電状態を常時１００％とすることがなく、その結果として蓄電池内部に不活性物質が生成され、蓄電池の見かけ上の充電容量が低下し、蓄電池の寿命が短くなるという問題があった。
【０００９】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、蓄電池の充電容量の低下を抑制し、蓄電池の劣化を抑制することができ、さらに極力電力を無駄にせず経済的に蓄電池の充放電を管理することができるエレベーターの制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における前記電力蓄積装置からの放電量を放出可能な電力の範囲で増加するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置から放電する充放電回路とを備えたものである。
【００１１】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の放電量を、前記均等充電完了直後には、予め設定した充電状態の基準値に達するまで予め設定した最大値とするものである。
【００１８】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置が劣化していると判断したときには、利用範囲が新品の時よりも高くなるように充電状態の利用範囲の設定を変える充放電制御回路とを備えたものである。
【００１９】
この発明の請求項４に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置の劣化状況を基に満充電状態の値を補正する充放電制御回路とを備えたものである。
【００２２】
この発明の請求項５に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置の均等充電を、複数段階に分けて定電流の値を段階を経る毎に小さくして充電し、各段階において、前記電力蓄積装置の充電状態が１００％を超えた場合には、前記電力蓄積装置からの放電が行われるまでの間は、それ以上の充電が行われても前記電力蓄積装置の充電状態を１００％とするとともに、最終段階の定電流充電では、所定時間経過したら均等充電を終了させる充放電制御回路とを備えたものである。
【００２３】
この発明の請求項６に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置への充電電流、前記コンバータが出力する直流母線電圧、及び前記電力蓄積装置の電圧のそれぞれを検出して得た値と充電電流指令値に対して一意に定まる電流値を算出して指令値として、前記充放電回路を前記電力蓄積装置への均等充電電流の制御であるＰＷＭ制御し、電流制御開始直後から定常状態までの間は前記充放電回路の充電用のスイッチング素子がオンしている期間とＰＷＭ周期を同じにする充放電制御回路とを備えたものである。
また、この発明の請求項７に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の時刻を取得して、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い夜間時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたものである。
また、この発明の請求項８に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の日時を取得して、メモリに記録しておいた前回の均等充電の開始日時から予め設定した２日以上の時間が経過した時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するとともに、均等充電完了後はその日時を前記時計機能から取得して前記メモリに記録しておく充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたものである。
さらに、この発明の請求項９に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い曜日になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２５】
図１において、１は商用の三相交流電源、２はコンバータ、３はコンデンサ、４はインバータ、５はインダクションモータ等の電動機、６は巻上機、７はエレベーターのかご、８は釣り合い錘、９はロープである。
【００２６】
電動機５は、巻上機６を回転駆動することにより、ロープ９の両端に接続されたエレベーターのかご７および釣合い錘８を移動させ、かご内の乗客を所定の階に運ぶ。
【００２７】
コンバータ２は、ダイオード等で構成され、交流電源１から供給された交流電力を整流して直流電力に変換し、トランジスタやＩＧＢＴ等で構成されたインバータ４は、直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する。
【００２８】
また、同図において、１０は蓄電池等で構成された電力蓄積装置、１１はＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、１２は時計機能を備え充放電回路１１の充放電電力を制御する充放電制御回路、１３は電圧検出装置、１５は電力蓄積装置１０の入出力電流を検出するためのカレントトランス等で構成された電流検出装置、１７は電圧検出装置、１８はエンコーダ、１９は電流検出装置である。
【００２９】
さらに、同図において、２０はコントローラ、２１はインバータ制御回路、２２はゲートドライブ回路、２３は抵抗、２４はＩＧＢＴなどのスイッチング手段、２５はエレベーターの所要電力を演算する所要電力演算回路、２６は所要電力演算回路２５で演算した所要電力信号を伝送するための通信ケーブルである。
【００３０】
コントローラ２０は、エレベーターの起動・停止を決定するとともに、その位置・速度指令を作成する。インバータ制御回路２１は、コントローラ２０の指令に基づいて、電流検出装置１９からの電流帰還と、巻上機３に搭載したエンコーダ１８からの速度帰還により、電動機５を回転駆動して、エレベーターの位置・速度制御を実現する。この際、インバータ制御回路２１は、ゲートドライブ回路２２を介してインバータ４の出力電圧・周波数を制御する。
【００３１】
コントローラ２０は、コンデンサ３にかかる電圧が所定値を越えた場合にスイッチング手段２４をオンすることにより抵抗２３に電流を流し、コンデンサ３に蓄えられた電力の一部を熱消費する。コンデンサ３の電圧が所定値以下になるとスイッチング手段２４をオフする。
【００３２】
エレベーターの釣合い錘８は、かご７に適度の人間が乗車している時に釣り合うように設定されている。例えば、釣り合い状態でエレベーターが走行する場合、加速時は電力を消費しながら速度を上げ、逆に減速時は蓄積された速度エネルギーを電力に戻すことが可能である。
【００３３】
図２は、図１の充放電回路の回路構成を示す図である。図２において、２７はリアクトル、２８、２９はＩＧＢＴ等のスイッチング素子、３０、３１は逆並列に接続されるダイオードである。
【００３４】
電力蓄積装置１０への充電は、スイッチング素子２８とダイオード３１の降圧型チョッパ回路で行われる。また、電力蓄積装置１０からの放電は、スイッチング素子２９とダイオード３０の昇圧型チョッパ回路で行われる。
【００３５】
つぎに、この実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電動作を示すフローチャートである。また、図４は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、充放電回路１１により電力蓄積装置１０の充電状態が１００％になるまで充電を行う（ステップ１００〜１０１）。すなわち、充放電制御回路１２は、所定のタイミングで、駆動信号により充放電回路１１のスイッチング素子２８をオンして電力蓄積装置１０の均等充電を開始し、例えば、電圧検出装置１７で検出した電力蓄積装置１０の電圧と、電流検出装置１５で検出した充電電流とから充電量を積算しその値が、充電状態１００％に達するまで定電流で充電を行う。
【００３７】
その後、さらに押し込み充電を行う（ステップ１０２〜１０３）ことにより、電力蓄積装置１０の内部に蓄積した不活性物質を活性化し、初期の充放電性能を回復することができる。すなわち、充放電制御回路１２は、電力蓄積装置１０の充電状態が１００％に達した後、さらに、一旦下がった電圧が所定電圧に達するまで定電流で充電を行い、その後、所定時間だけ経過したら均等充電を終了する。
【００３８】
また、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における電力蓄積装置１０からの最大放電量指令値を放出可能な電力の範囲で増加する（ステップ１０４〜１０５）。すなわち、充放電制御回路１２は、エレベーターの起動、停止等の運転情報を図示していない通信ケーブルを通してコントローラ２０から入手し、例えば、充放電回路１１のスイッチング素子２９のオン、オフ時間のうちオン時間の割合を増やす。
【００３９】
その後、エレベーターの駆動により電力蓄積装置１０の充電状態が低下した後に最大放電量指令値を所定値に戻す（ステップ１０６〜１０９）。すなわち、充放電制御回路１２は、電流検出装置１５と電圧検出装置１７により放電電流と電力蓄積装置１０の電圧を常に監視し、それらに基づいて放電量を計算する。そして、この計算した放電量に基づき電力蓄積装置１０の充電状態が低下したことを判断する。
【００４０】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後における電力蓄積装置１０の高い充電状態から回生電力を充電できる充電状態まで、放電する電力をエレベーターの駆動のために有効利用でき、速やかに放電することができる。
【００４１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４２】
つぎに、この実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【００４３】
上記実施の形態１では、電力蓄積装置１０からの最大放電量指令値を放出可能な電力の範囲で増加させたが、この実施の形態２では、予め設定した放出可能な電力の最大値とし（ステップ２００〜２０１）、エレベーターの駆動により電力蓄積装置１０の充電状態が予め設定した基準値に達した後に、最大放電量指令地を所定値に戻す（ステップ２０２〜２０５）。
【００４４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後における電力蓄積装置１０の高い充電状態から、回生電力を有効に充電できる予め設定した充電状態まで、放電する電力をエレベーターの駆動のために有効利用でき、最も速く放電することができる。
【００４５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４６】
つぎに、この実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の回生充電電流値設定動作を示すフローチャートである。
【００４７】
図６において、均等充電完了後は、回生電力を電力蓄積装置１０に充電する充電電流の指令値を所定定電流値とする（ステップ３００〜３０１）。すなわち、回生充電電流は、通常、回生電力に比例した変動電流であり、そこで、充放電制御回路１２は、内部で使用する回生充電電流指令値を定電流値に設定し、充放電回路１１を定電流制御する。
【００４８】
その後、エレベーターの駆動等により電力蓄積装置１０の充電状態が所定値以下になれば定電流充電設定を解除する（ステップ３０２〜３０５）。
【００４９】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了後の電力蓄積装置１０の充電状態が高く、回生電力を十分に充電できない状態であっても、全回生電力のうちで電力蓄積装置１０が充電可能な最大電力を所定電流値の定電流充電によって充電できる。この時、電力蓄積装置１０に充電されない回生電力分の一部はコンデンサ３に充電され、コンデンサ３の電圧が所定値以上になった場合は抵抗２３によって熱消費される。
【００５０】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００５１】
つぎに、この実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の均等充電の開始時間を決定動作を示すフローチャートである。
【００５２】
図７において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の時刻を取得して（ステップ４００〜４０１）、予め設定した均等充電開始時刻であれば均等充電を開始する（ステップ４０２〜４０３）。
【００５３】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーターの利用頻度が低い時間帯に均等充電を行うように均等充電開始時間を設定することにより、均等充電の中断回数を抑制でき、均等充電の効果を十分に電力蓄積装置１０に与えることができる。
【００５４】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、エレベーターの使用頻度が低い時間帯に均等充電を実施できるように均等充電の開始時間を設定したが、この実施の形態５では、均等充電を実施する時間帯を、一般にエレベーターの利用頻度が低くなる夜間になるように開始時間を設定したもので、上記実施の形態４と同様の効果があるほか、夜間電力料金の適用によって電気料金を安価なものとすることができる。また、夜間電力を利用することは電力負荷の平準化が達成可能で、環境問題対策の一助とすることができる。
【００５５】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００５６】
つぎに、この実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の均等充電開始と実施時間補正を決定する動作を示すフローチャートである。
【００５７】
図８において、充放電制御回路１２は、均等充電の開始時間であれば、エレベーターの停止中に均等充電を開始する（ステップ６００〜６０１）。開始にあたっては、充放電制御回路１２に内蔵されたタイマをリセットし（ステップ６０２）、タイマによる均等充電時間の計測を開始する（ステップ６０３）。このタイマによる計測時間は、上記実施の形態１で説明した押し込み充電時の所定時間である。なお、充放電制御回路１２は、図示しない通信ケーブルを通じてエレベーターの停止、起動等の運転情報をコントローラ２０から得ている。
【００５８】
均等充電開始後はエレベーターが停止のままであれば均等充電を継続し、エレベーターの起動を検出すると均等充電を中断し、タイマを停止する（ステップ６０４〜６０７）。なお、タイマが上記所定時間に達したときには均等充電を終了する（ステップ６０５、６１１）。
【００５９】
エレベーターの動作中は電力蓄積装置１０からの充放電量を積算し、エレベーターの停止後は充放電量に相当する充電時間を用いてタイマによって計測した充電時間に対して補正を行い、均等充電とタイマ計測を再開する（ステップ６０８〜６１０）。
【００６０】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーターの停止中に均等充電を連続的に行うことができ、エレベーターの起動により均等充電が中断した場合には、充電時間のタイマによる計測とエレベーター駆動時の充放電量の計測結果による充電時間の補正により、均等充電再開後に充電量の不足なく均等充電を完了することができる。
【００６１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００６２】
つぎに、この実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施日判定動作を示すフローチャートである。
【００６３】
図９において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の日時を取得して、メモリ等に記録しておいた前回均等充電を実施した日時から予め設定した、例えば２日以上の日時が経過している場合に均等充電を行う（ステップ７００〜７０３）。均等充電完了後はその日時を時計機能１２Ｔから取得してメモリ等に記録しておく（ステップ７０４〜７０５）。
【００６４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、毎日均等充電を行わない、すなわち均等充電の頻度を下げることにより、電気料金を安価なものとすることができる。
【００６５】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００６６】
つぎに、この実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施曜日判定動作を示すフローチャートである。
【００６７】
図１０において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の曜日を取得して、その曜日が予め設定した曜日である場合に均等充電を行う（ステップ８００〜８０４）。
【００６８】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、上記実施の形態７と同様の効果があるほか、エレベーターの利用頻度が低い曜日、例えばオフィスビルでは日曜日を設定することで上記実施の形態４と同様の効果も得られる。
【００６９】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００７０】
つぎに、この実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【００７１】
図１１において、均等充電完了後に電力蓄積装置１０の開放電圧を測定し、これを基にエレベーター駆動時に利用する電力蓄積装置１０の充電状態の範囲を設定する（ステップ９００〜９０３）。
【００７２】
すなわち、充放電制御回路１２は、電圧検出装置１７により電力蓄積装置１０の開放電圧を測定して電力蓄積装置１０の劣化状態を推定する。この劣化状態から電力蓄積装置１０の充電状態を判断する。新品の電力蓄積装置１０は、均等充電完了後は充電状態が１００％であるが、古い電力蓄積装置１０では、劣化しているため均等充電完了後の充電状態が１００％とはならない。
【００７３】
そこで、充放電制御回路１２は、均等充電完了後の電力蓄積装置１０の充電状態を劣化の度合いにかかわりなく常に１００％と定義する場合、新品の時は充電状態の利用範囲を、例えば、５０〜８０％と設定するが、測定開放電圧から電力蓄積装置１０が劣化していると判断したときには、例えば、５５〜８５％と設定する。
【００７４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後という一定基準状態における電力蓄積装置１０の開放電圧から、電力蓄積装置１０の劣化状態が把握でき、エレベーターの駆動にあたって利用される電力蓄積装置１０の充電状態の範囲を劣化状態に合わせて設定することにより、効率よく充放電でき、さらに非常時に必要な電力を不足なく確保することができる。
【００７５】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００７６】
つぎに、この実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【００７７】
図１２において、均等充電完了後に、充放電制御回路１２で把握している電力蓄積装置１０の充電状態を予め設定した値に補正する（ステップ１０００〜１００２）。すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、電圧検出装置１７で検出した電力蓄積装置１０の電圧と、電流検出装置１５で検出した充電電流とから充電量を積算して電力蓄積装置１０の充電状態を把握している。
【００７８】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーター駆動中における電力蓄積装置１０からの充放電により、充放電制御回路１２で把握している電力蓄積装置１０の充電状態は誤差が次第に蓄積されるが、均等充電完了直後という基準状態になったことで一定の充電状態であることがわかるため、予め設定した充電状態として補正することで充電状態の誤差を排除することができ、正確な充電状態管理を行うことができる。
【００７９】
実施の形態１１．
上記実施の形態１０において、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の充電状態を補正する設定値は、均等充電完了直後は満充電状態であるから１００％としてもよく、このような場合においても同様の効果が得られる。
【００８０】
実施の形態１２．
上記実施の形態１０において、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の充電状態を補正する設定値は、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の開放電圧によって電力蓄積装置１０の劣化状況を推測し、これを基に１００％から補正を行ってもよく、このような場合においても同様の効果が得られるほか、劣化状態を考慮したより正確な充電状態が分かることによって、非常時に必要な電力を不足なく確保することができる。
【００８１】
実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００８２】
つぎに、この実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１３は、この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の均等充電と充電状態管理動作を示すフローチャートである。また、図１４は、図１３の定電流充電の詳細動作を示すフローチャートである。
【００８３】
図１３において、均等充電は複数段階の定電流充電を行う（ステップ１３００〜１３０３）。すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、ｎ＝５として、１段目の定電流を１２Ａで実施し、以降、定電流の値を小さくしていく。
【００８４】
それぞれの段階においては、図１４に示すように、定電流充電を実施中に充放電制御回路１２で電力蓄積装置１０の充電状態を逐次計算しておき、充電状態が１００％を越えた場合は、それ以上の充電が行われても１００％のままとし、充電が完了すると次の段階に移行する（ステップ１３１０〜１３１３）。
【００８５】
すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、１段目から４段目までの定電流充電では、ステップ１３１３において電圧検出装置１７により検出した電圧が所定電圧に達したときに次段の定電流充電を行う。また、充放電制御回路１２は、例えば、最終の５段目の小電流の定電流充電では、ステップ１３１３において所定時間経過したら充電完了として均等充電を終了する。
【００８６】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、充電電流を変えて複数段階の定電流充電にすることにより、速やかに均等充電を行うことができ、さらに不活性物質の活性化に用いられる電力を蓄電電力として扱わないことによって、均等充電完了後の充電状態を正確に把握することができる。
【００８７】
実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００８８】
つぎに、この実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の均等充電電流のＰＷＭ制御法を示すＰＷＭ波形図である。
【００８９】
図１５において、充電電流Ｉは、所定のＰＷＭ周期Ｔの期間中にスイッチング素子２８がオンしている期間ＴONで増大し、オフしている期間ＴOFFで減少する。図１５では、この１周期Ｔにおける平均電流が電流指令値Ｉrefと一致している定常状態を示している。
【００９０】
充放電制御回路１２は、電流指令値Ｉrefに応じて充放電回路１１のスイッチング素子２８のオン時間ＴONを計算する。まず、ＰＷＭ周期Ｔの始め、すなわちスイッチング素子２８がオンした時の充電電流ＩON、母線電圧（コンデンサ３の電圧）ＶC、電力蓄積装置１０の電圧ＶBをそれぞれ電流検出装置１５、電圧検出装置１３、１７によって検出する。図１５のように充電電流が定常状態である場合、下記の式（１）が成立する。ここで、Ｌは充放電回路１１のリアクトル２７のインダクタンスである。
【００９１】
ＩON＝Ｉref−（ＶC−ＶB）ＶBＴ／２ＬＶC （１）
【００９２】
従って、電流指令値Ｉrefによる平均電流の制御は、式（１）の右辺を指令値とするＩONの制御で実現できる。よって充放電制御回路１２は、検出したＩON、ＶC、ＶBと定数であるＴ、Ｌを用いてＰＷＭ周期の末端、すなわち次のＰＷＭ周期始めの電流であるＩON’を制御対象とし、次の式（２）によってＴONを計算する。ただし、０≦ＴON≦Ｔである。
【００９３】
ＴON＝（Ｉref−ＩON）Ｌ／ＶC＋（ＶC＋ＶB）ＶBＴ／２ＶC 2 （２）
【００９４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、電流制御開始直後から定常状態までの間はＴON＝Ｔとするため、最も早く定常状態に達することができる。
【００９５】
また、平均電流の算出にはＰＷＭ周期中の最大値と最小値の２値を検出する必要があるのに対し、最小電流値のみの検出で平均電流の制御が可能である。
【００９６】
さらに、平均電流で制御すると最大値と最小値が一意ではないために発散しやすく電流リプルが大きくなるのに対し、電流指令値に対して一意に定まる電流値を制御目標とするために発散することがなく、設計上定められた電流リプルに抑制することができ、電力蓄積装置１０の発熱も抑制することができる。
【００９７】
なお、上記では充電時について説明したが、放電時においても同様に適用できる。
【００９８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における前記電力蓄積装置からの放電量を放出可能な電力の範囲で増加するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置から放電する充放電回路とを備えたので、回生電力を充電できる充電状態まで放電電力を有効利用しつつ速やかに放電することができるという効果を奏する。
【００９９】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の放電量を、前記均等充電完了直後には、予め設定した充電状態の基準値に達するまで予め設定した最大値とするので、回生電力を充電できる充電状態まで放電電力を有効利用しつつ最も速やかに放電することができるという効果を奏する。
【０１０６】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置が劣化していると判断したときには、利用範囲が新品の時よりも高くなるように充電状態の利用範囲の設定を変える充放電制御回路とを備えたので、電力蓄積装置の劣化状態を把握でき、非常時に必要な電力を不足なく確保することができるという効果を奏する。
【０１０７】
この発明の請求項４に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置の劣化状況を基に満充電状態の値を補正する充放電制御回路とを備えたので、充電状態の積算誤差を排除し、正確な充電状態を把握することができるという効果を奏する。
【０１１０】
この発明の請求項５に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置の均等充電を、複数段階に分けて定電流の値を段階を経る毎に小さくして充電し、各段階において、前記電力蓄積装置の充電状態が１００％を超えた場合には、前記電力蓄積装置からの放電が行われるまでの間は、それ以上の充電が行われても前記電力蓄積装置の充電状態を１００％とするとともに、最終段階の定電流充電では、所定時間経過したら均等充電を終了させる充放電制御回路とを備えたので、均等充電を速やかに行うことができ、正確な充電状態を把握することができるという効果を奏する。
【０１１１】
この発明の請求項６に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置への充電電流、前記コンバータが出力する直流母線電圧、及び前記電力蓄積装置の電圧のそれぞれを検出して得た値と充電電流指令値に対して一意に定まる電流値を算出して指令値として、前記充放電回路を前記電力蓄積装置への均等充電電流の制御であるＰＷＭ制御し、電流制御開始直後から定常状態までの間は前記充放電回路の充電用のスイッチング素子がオンしている期間とＰＷＭ周期を同じにする充放電制御回路とを備えたので、高速応答かつ安定な充電電流制御が可能であり、低リプル電流による電力蓄積装置の発熱を抑制した高効率充電が可能であるという効果を奏する。
また、この発明の請求項７に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の時刻を取得して、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い夜間時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたので、均等充電の中断回数を抑制することができ、均等充電の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
また、この発明の請求項８に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の日時を取得して、メモリに記録しておいた前回の均等充電の開始日時から予め設定した２日以上の時間が経過した時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するとともに、均等充電完了後はその日時を前記時計機能から取得して前記メモリに記録しておく充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたので、均等充電の実施頻度が下がり、電力料金を安価なものにすることができるという効果を奏する。
さらに、この発明の請求項９に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い曜日になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するので、均等充電を中断する回数を抑制することができ、また均等充電の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電動作を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の回生充電電流値設定動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の均等充電の開始時間決定動作を示すフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の均等充電開始と実施時間補正決定動作を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施日判定動作を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施曜日判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の均等充電と充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の定電流充電の詳細動作を示すフローチャートである。
【図１５】 この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の均等充電電流のＰＷＭ制御法を示すＰＷＭ波形図である。
【図１６】 従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源、２ コンバータ、３ コンデンサ、４ インバータ、５ 電動機、６ 巻上機、７ かご、８ 釣り合い錘、９ ロープ、１０ 電力蓄積装置、１１ 充放電回路、１２ 充放電制御回路、１３ 電圧検出装置、１５ 電流検出装置、１７ 電圧検出装置、１８ エンコーダ、１９ 電流検出装置、２０コントローラ、２１ インバータ制御回路、２２ ゲートドライブ回路、２３抵抗、２４ スイッチング手段、２５ 所要電力演算回路、２６ 通信ケーブル、２７ リアクトル、２８ スイッチング素子、２９ スイッチング素子、３０ ダイオード、３１ ダイオード。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力蓄積装置を利用したエレベーターの制御装置に関し、特に電力蓄積装置に均等充電できるエレベーターの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１６は、例えば特開昭６１−２６７６７５号公報に示された従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【０００３】
図１６において、１は商用の三相交流電源、２はダイオード等で構成されたコンバータ、３はコンデンサ、４はインバータ、５はインダクションモータ等の電動機、６は巻上機、７はエレベーターのかご、８は釣り合い錘、９はロープ、１０は蓄電池で構成された電力蓄積装置、１１は蓄電池電圧とインバータ入力電圧の異なる２つの直流電圧間で双方向の電力変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、１２は充放電回路１１に電力変換の方向および蓄電池電流を制御する充放電制御回路、１３は電圧検出装置、１４は電源１の電圧検出装置、１５は蓄電池の電流検出装置、１６は蓄電池の充電量検出装置である。
【０００４】
つぎに、前述した従来のエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
交流電源１が停電になった場合、充放電回路１１により電力蓄積装置１０からインバータ４の入力部へ電力が供給されて、インバータ４により電動機５を駆動してエレベーターを着床させる。
【０００６】
通常運転時において、エレベーターが加速時にインバータ入力電圧が低下した場合、充放電回路１１により電力蓄積装置１０からインバータ４の入力部へ電力が供給されてインバータ４の入力部の電圧低下を抑制する。
【０００７】
逆に、エレベーター制動時に電動機５からの回生電力によりインバータ入力電圧が上昇した場合、充放電回路１１によりインバータ４の入力部から電力蓄積装置１０へ電力が供給され電力蓄積装置１０を充電する。また、電力蓄積装置１０の充電量が少なくなった場合にも、充放電回路１１によりインバータ４の入力部から電力蓄積装置１０へ電力が供給され電力蓄積装置１０を充電する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のエレベーターの制御装置では、電力蓄積装置として蓄電池を用い、エレベーターの運転状態に応じて蓄電池の充電、放電を繰り返したり、回生電力を充電する余裕分確保のために蓄電池の充電状態を常時１００％とすることがなく、その結果として蓄電池内部に不活性物質が生成され、蓄電池の見かけ上の充電容量が低下し、蓄電池の寿命が短くなるという問題があった。
【０００９】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、蓄電池の充電容量の低下を抑制し、蓄電池の劣化を抑制することができ、さらに極力電力を無駄にせず経済的に蓄電池の充放電を管理することができるエレベーターの制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における前記電力蓄積装置からの放電量を放出可能な電力の範囲で増加するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置から放電する充放電回路とを備えたものである。
【００１１】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の放電量を、前記均等充電完了直後には、予め設定した充電状態の基準値に達するまで予め設定した最大値とするものである。
【００１８】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置が劣化していると判断したときには、利用範囲が新品の時よりも高くなるように充電状態の利用範囲の設定を変える充放電制御回路とを備えたものである。
【００１９】
この発明の請求項４に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置の劣化状況を基に満充電状態の値を補正する充放電制御回路とを備えたものである。
【００２２】
この発明の請求項５に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置の均等充電を、複数段階に分けて定電流の値を段階を経る毎に小さくして充電し、各段階において、前記電力蓄積装置の充電状態が１００％を超えた場合には、前記電力蓄積装置からの放電が行われるまでの間は、それ以上の充電が行われても前記電力蓄積装置の充電状態を１００％とするとともに、最終段階の定電流充電では、所定時間経過したら均等充電を終了させる充放電制御回路とを備えたものである。
【００２３】
この発明の請求項６に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置への充電電流、前記コンバータが出力する直流母線電圧、及び前記電力蓄積装置の電圧のそれぞれを検出して得た値と充電電流指令値に対して一意に定まる電流値を算出して指令値として、前記充放電回路を前記電力蓄積装置への均等充電電流の制御であるＰＷＭ制御し、電流制御開始直後から定常状態までの間は前記充放電回路の充電用のスイッチング素子がオンしている期間とＰＷＭ周期を同じにする充放電制御回路とを備えたものである。
また、この発明の請求項７に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の時刻を取得して、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い夜間時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたものである。
また、この発明の請求項８に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の日時を取得して、メモリに記録しておいた前回の均等充電の開始日時から予め設定した２日以上の時間が経過した時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するとともに、均等充電完了後はその日時を前記時計機能から取得して前記メモリに記録しておく充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたものである。
さらに、この発明の請求項９に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い曜日になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２５】
図１において、１は商用の三相交流電源、２はコンバータ、３はコンデンサ、４はインバータ、５はインダクションモータ等の電動機、６は巻上機、７はエレベーターのかご、８は釣り合い錘、９はロープである。
【００２６】
電動機５は、巻上機６を回転駆動することにより、ロープ９の両端に接続されたエレベーターのかご７および釣合い錘８を移動させ、かご内の乗客を所定の階に運ぶ。
【００２７】
コンバータ２は、ダイオード等で構成され、交流電源１から供給された交流電力を整流して直流電力に変換し、トランジスタやＩＧＢＴ等で構成されたインバータ４は、直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する。
【００２８】
また、同図において、１０は蓄電池等で構成された電力蓄積装置、１１はＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成された充放電回路、１２は時計機能を備え充放電回路１１の充放電電力を制御する充放電制御回路、１３は電圧検出装置、１５は電力蓄積装置１０の入出力電流を検出するためのカレントトランス等で構成された電流検出装置、１７は電圧検出装置、１８はエンコーダ、１９は電流検出装置である。
【００２９】
さらに、同図において、２０はコントローラ、２１はインバータ制御回路、２２はゲートドライブ回路、２３は抵抗、２４はＩＧＢＴなどのスイッチング手段、２５はエレベーターの所要電力を演算する所要電力演算回路、２６は所要電力演算回路２５で演算した所要電力信号を伝送するための通信ケーブルである。
【００３０】
コントローラ２０は、エレベーターの起動・停止を決定するとともに、その位置・速度指令を作成する。インバータ制御回路２１は、コントローラ２０の指令に基づいて、電流検出装置１９からの電流帰還と、巻上機３に搭載したエンコーダ１８からの速度帰還により、電動機５を回転駆動して、エレベーターの位置・速度制御を実現する。この際、インバータ制御回路２１は、ゲートドライブ回路２２を介してインバータ４の出力電圧・周波数を制御する。
【００３１】
コントローラ２０は、コンデンサ３にかかる電圧が所定値を越えた場合にスイッチング手段２４をオンすることにより抵抗２３に電流を流し、コンデンサ３に蓄えられた電力の一部を熱消費する。コンデンサ３の電圧が所定値以下になるとスイッチング手段２４をオフする。
【００３２】
エレベーターの釣合い錘８は、かご７に適度の人間が乗車している時に釣り合うように設定されている。例えば、釣り合い状態でエレベーターが走行する場合、加速時は電力を消費しながら速度を上げ、逆に減速時は蓄積された速度エネルギーを電力に戻すことが可能である。
【００３３】
図２は、図１の充放電回路の回路構成を示す図である。図２において、２７はリアクトル、２８、２９はＩＧＢＴ等のスイッチング素子、３０、３１は逆並列に接続されるダイオードである。
【００３４】
電力蓄積装置１０への充電は、スイッチング素子２８とダイオード３１の降圧型チョッパ回路で行われる。また、電力蓄積装置１０からの放電は、スイッチング素子２９とダイオード３０の昇圧型チョッパ回路で行われる。
【００３５】
つぎに、この実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電動作を示すフローチャートである。また、図４は、この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、充放電回路１１により電力蓄積装置１０の充電状態が１００％になるまで充電を行う（ステップ１００〜１０１）。すなわち、充放電制御回路１２は、所定のタイミングで、駆動信号により充放電回路１１のスイッチング素子２８をオンして電力蓄積装置１０の均等充電を開始し、例えば、電圧検出装置１７で検出した電力蓄積装置１０の電圧と、電流検出装置１５で検出した充電電流とから充電量を積算しその値が、充電状態１００％に達するまで定電流で充電を行う。
【００３７】
その後、さらに押し込み充電を行う（ステップ１０２〜１０３）ことにより、電力蓄積装置１０の内部に蓄積した不活性物質を活性化し、初期の充放電性能を回復することができる。すなわち、充放電制御回路１２は、電力蓄積装置１０の充電状態が１００％に達した後、さらに、一旦下がった電圧が所定電圧に達するまで定電流で充電を行い、その後、所定時間だけ経過したら均等充電を終了する。
【００３８】
また、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における電力蓄積装置１０からの最大放電量指令値を放出可能な電力の範囲で増加する（ステップ１０４〜１０５）。すなわち、充放電制御回路１２は、エレベーターの起動、停止等の運転情報を図示していない通信ケーブルを通してコントローラ２０から入手し、例えば、充放電回路１１のスイッチング素子２９のオン、オフ時間のうちオン時間の割合を増やす。
【００３９】
その後、エレベーターの駆動により電力蓄積装置１０の充電状態が低下した後に最大放電量指令値を所定値に戻す（ステップ１０６〜１０９）。すなわち、充放電制御回路１２は、電流検出装置１５と電圧検出装置１７により放電電流と電力蓄積装置１０の電圧を常に監視し、それらに基づいて放電量を計算する。そして、この計算した放電量に基づき電力蓄積装置１０の充電状態が低下したことを判断する。
【００４０】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後における電力蓄積装置１０の高い充電状態から回生電力を充電できる充電状態まで、放電する電力をエレベーターの駆動のために有効利用でき、速やかに放電することができる。
【００４１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４２】
つぎに、この実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【００４３】
上記実施の形態１では、電力蓄積装置１０からの最大放電量指令値を放出可能な電力の範囲で増加させたが、この実施の形態２では、予め設定した放出可能な電力の最大値とし（ステップ２００〜２０１）、エレベーターの駆動により電力蓄積装置１０の充電状態が予め設定した基準値に達した後に、最大放電量指令地を所定値に戻す（ステップ２０２〜２０５）。
【００４４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後における電力蓄積装置１０の高い充電状態から、回生電力を有効に充電できる予め設定した充電状態まで、放電する電力をエレベーターの駆動のために有効利用でき、最も速く放電することができる。
【００４５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００４６】
つぎに、この実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の回生充電電流値設定動作を示すフローチャートである。
【００４７】
図６において、均等充電完了後は、回生電力を電力蓄積装置１０に充電する充電電流の指令値を所定定電流値とする（ステップ３００〜３０１）。すなわち、回生充電電流は、通常、回生電力に比例した変動電流であり、そこで、充放電制御回路１２は、内部で使用する回生充電電流指令値を定電流値に設定し、充放電回路１１を定電流制御する。
【００４８】
その後、エレベーターの駆動等により電力蓄積装置１０の充電状態が所定値以下になれば定電流充電設定を解除する（ステップ３０２〜３０５）。
【００４９】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了後の電力蓄積装置１０の充電状態が高く、回生電力を十分に充電できない状態であっても、全回生電力のうちで電力蓄積装置１０が充電可能な最大電力を所定電流値の定電流充電によって充電できる。この時、電力蓄積装置１０に充電されない回生電力分の一部はコンデンサ３に充電され、コンデンサ３の電圧が所定値以上になった場合は抵抗２３によって熱消費される。
【００５０】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００５１】
つぎに、この実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の均等充電の開始時間を決定動作を示すフローチャートである。
【００５２】
図７において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の時刻を取得して（ステップ４００〜４０１）、予め設定した均等充電開始時刻であれば均等充電を開始する（ステップ４０２〜４０３）。
【００５３】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーターの利用頻度が低い時間帯に均等充電を行うように均等充電開始時間を設定することにより、均等充電の中断回数を抑制でき、均等充電の効果を十分に電力蓄積装置１０に与えることができる。
【００５４】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、エレベーターの使用頻度が低い時間帯に均等充電を実施できるように均等充電の開始時間を設定したが、この実施の形態５では、均等充電を実施する時間帯を、一般にエレベーターの利用頻度が低くなる夜間になるように開始時間を設定したもので、上記実施の形態４と同様の効果があるほか、夜間電力料金の適用によって電気料金を安価なものとすることができる。また、夜間電力を利用することは電力負荷の平準化が達成可能で、環境問題対策の一助とすることができる。
【００５５】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００５６】
つぎに、この実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の均等充電開始と実施時間補正を決定する動作を示すフローチャートである。
【００５７】
図８において、充放電制御回路１２は、均等充電の開始時間であれば、エレベーターの停止中に均等充電を開始する（ステップ６００〜６０１）。開始にあたっては、充放電制御回路１２に内蔵されたタイマをリセットし（ステップ６０２）、タイマによる均等充電時間の計測を開始する（ステップ６０３）。このタイマによる計測時間は、上記実施の形態１で説明した押し込み充電時の所定時間である。なお、充放電制御回路１２は、図示しない通信ケーブルを通じてエレベーターの停止、起動等の運転情報をコントローラ２０から得ている。
【００５８】
均等充電開始後はエレベーターが停止のままであれば均等充電を継続し、エレベーターの起動を検出すると均等充電を中断し、タイマを停止する（ステップ６０４〜６０７）。なお、タイマが上記所定時間に達したときには均等充電を終了する（ステップ６０５、６１１）。
【００５９】
エレベーターの動作中は電力蓄積装置１０からの充放電量を積算し、エレベーターの停止後は充放電量に相当する充電時間を用いてタイマによって計測した充電時間に対して補正を行い、均等充電とタイマ計測を再開する（ステップ６０８〜６１０）。
【００６０】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーターの停止中に均等充電を連続的に行うことができ、エレベーターの起動により均等充電が中断した場合には、充電時間のタイマによる計測とエレベーター駆動時の充放電量の計測結果による充電時間の補正により、均等充電再開後に充電量の不足なく均等充電を完了することができる。
【００６１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００６２】
つぎに、この実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施日判定動作を示すフローチャートである。
【００６３】
図９において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の日時を取得して、メモリ等に記録しておいた前回均等充電を実施した日時から予め設定した、例えば２日以上の日時が経過している場合に均等充電を行う（ステップ７００〜７０３）。均等充電完了後はその日時を時計機能１２Ｔから取得してメモリ等に記録しておく（ステップ７０４〜７０５）。
【００６４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、毎日均等充電を行わない、すなわち均等充電の頻度を下げることにより、電気料金を安価なものとすることができる。
【００６５】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００６６】
つぎに、この実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施曜日判定動作を示すフローチャートである。
【００６７】
図１０において、充放電制御回路１２は、内蔵された時計機能１２Ｔから現在の曜日を取得して、その曜日が予め設定した曜日である場合に均等充電を行う（ステップ８００〜８０４）。
【００６８】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、上記実施の形態７と同様の効果があるほか、エレベーターの利用頻度が低い曜日、例えばオフィスビルでは日曜日を設定することで上記実施の形態４と同様の効果も得られる。
【００６９】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００７０】
つぎに、この実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【００７１】
図１１において、均等充電完了後に電力蓄積装置１０の開放電圧を測定し、これを基にエレベーター駆動時に利用する電力蓄積装置１０の充電状態の範囲を設定する（ステップ９００〜９０３）。
【００７２】
すなわち、充放電制御回路１２は、電圧検出装置１７により電力蓄積装置１０の開放電圧を測定して電力蓄積装置１０の劣化状態を推定する。この劣化状態から電力蓄積装置１０の充電状態を判断する。新品の電力蓄積装置１０は、均等充電完了後は充電状態が１００％であるが、古い電力蓄積装置１０では、劣化しているため均等充電完了後の充電状態が１００％とはならない。
【００７３】
そこで、充放電制御回路１２は、均等充電完了後の電力蓄積装置１０の充電状態を劣化の度合いにかかわりなく常に１００％と定義する場合、新品の時は充電状態の利用範囲を、例えば、５０〜８０％と設定するが、測定開放電圧から電力蓄積装置１０が劣化していると判断したときには、例えば、５５〜８５％と設定する。
【００７４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、均等充電完了直後という一定基準状態における電力蓄積装置１０の開放電圧から、電力蓄積装置１０の劣化状態が把握でき、エレベーターの駆動にあたって利用される電力蓄積装置１０の充電状態の範囲を劣化状態に合わせて設定することにより、効率よく充放電でき、さらに非常時に必要な電力を不足なく確保することができる。
【００７５】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００７６】
つぎに、この実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【００７７】
図１２において、均等充電完了後に、充放電制御回路１２で把握している電力蓄積装置１０の充電状態を予め設定した値に補正する（ステップ１０００〜１００２）。すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、電圧検出装置１７で検出した電力蓄積装置１０の電圧と、電流検出装置１５で検出した充電電流とから充電量を積算して電力蓄積装置１０の充電状態を把握している。
【００７８】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、エレベーター駆動中における電力蓄積装置１０からの充放電により、充放電制御回路１２で把握している電力蓄積装置１０の充電状態は誤差が次第に蓄積されるが、均等充電完了直後という基準状態になったことで一定の充電状態であることがわかるため、予め設定した充電状態として補正することで充電状態の誤差を排除することができ、正確な充電状態管理を行うことができる。
【００７９】
実施の形態１１．
上記実施の形態１０において、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の充電状態を補正する設定値は、均等充電完了直後は満充電状態であるから１００％としてもよく、このような場合においても同様の効果が得られる。
【００８０】
実施の形態１２．
上記実施の形態１０において、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の充電状態を補正する設定値は、均等充電完了直後の電力蓄積装置１０の開放電圧によって電力蓄積装置１０の劣化状況を推測し、これを基に１００％から補正を行ってもよく、このような場合においても同様の効果が得られるほか、劣化状態を考慮したより正確な充電状態が分かることによって、非常時に必要な電力を不足なく確保することができる。
【００８１】
実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００８２】
つぎに、この実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１３は、この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の均等充電と充電状態管理動作を示すフローチャートである。また、図１４は、図１３の定電流充電の詳細動作を示すフローチャートである。
【００８３】
図１３において、均等充電は複数段階の定電流充電を行う（ステップ１３００〜１３０３）。すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、ｎ＝５として、１段目の定電流を１２Ａで実施し、以降、定電流の値を小さくしていく。
【００８４】
それぞれの段階においては、図１４に示すように、定電流充電を実施中に充放電制御回路１２で電力蓄積装置１０の充電状態を逐次計算しておき、充電状態が１００％を越えた場合は、それ以上の充電が行われても１００％のままとし、充電が完了すると次の段階に移行する（ステップ１３１０〜１３１３）。
【００８５】
すなわち、充放電制御回路１２は、例えば、１段目から４段目までの定電流充電では、ステップ１３１３において電圧検出装置１７により検出した電圧が所定電圧に達したときに次段の定電流充電を行う。また、充放電制御回路１２は、例えば、最終の５段目の小電流の定電流充電では、ステップ１３１３において所定時間経過したら充電完了として均等充電を終了する。
【００８６】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、充電電流を変えて複数段階の定電流充電にすることにより、速やかに均等充電を行うことができ、さらに不活性物質の活性化に用いられる電力を蓄電電力として扱わないことによって、均等充電完了後の充電状態を正確に把握することができる。
【００８７】
実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置について図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００８８】
つぎに、この実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の均等充電電流のＰＷＭ制御法を示すＰＷＭ波形図である。
【００８９】
図１５において、充電電流Ｉは、所定のＰＷＭ周期Ｔの期間中にスイッチング素子２８がオンしている期間ＴONで増大し、オフしている期間ＴOFFで減少する。図１５では、この１周期Ｔにおける平均電流が電流指令値Ｉrefと一致している定常状態を示している。
【００９０】
充放電制御回路１２は、電流指令値Ｉrefに応じて充放電回路１１のスイッチング素子２８のオン時間ＴONを計算する。まず、ＰＷＭ周期Ｔの始め、すなわちスイッチング素子２８がオンした時の充電電流ＩON、母線電圧（コンデンサ３の電圧）ＶC、電力蓄積装置１０の電圧ＶBをそれぞれ電流検出装置１５、電圧検出装置１３、１７によって検出する。図１５のように充電電流が定常状態である場合、下記の式（１）が成立する。ここで、Ｌは充放電回路１１のリアクトル２７のインダクタンスである。
【００９１】
ＩON＝Ｉref−（ＶC−ＶB）ＶBＴ／２ＬＶC （１）
【００９２】
従って、電流指令値Ｉrefによる平均電流の制御は、式（１）の右辺を指令値とするＩONの制御で実現できる。よって充放電制御回路１２は、検出したＩON、ＶC、ＶBと定数であるＴ、Ｌを用いてＰＷＭ周期の末端、すなわち次のＰＷＭ周期始めの電流であるＩON’を制御対象とし、次の式（２）によってＴONを計算する。ただし、０≦ＴON≦Ｔである。
【００９３】
ＴON＝（Ｉref−ＩON）Ｌ／ＶC＋（ＶC＋ＶB）ＶBＴ／２ＶC 2 （２）
【００９４】
このように構成されて動作するエレベーターの制御装置においては、電流制御開始直後から定常状態までの間はＴON＝Ｔとするため、最も早く定常状態に達することができる。
【００９５】
また、平均電流の算出にはＰＷＭ周期中の最大値と最小値の２値を検出する必要があるのに対し、最小電流値のみの検出で平均電流の制御が可能である。
【００９６】
さらに、平均電流で制御すると最大値と最小値が一意ではないために発散しやすく電流リプルが大きくなるのに対し、電流指令値に対して一意に定まる電流値を制御目標とするために発散することがなく、設計上定められた電流リプルに抑制することができ、電力蓄積装置１０の発熱も抑制することができる。
【００９７】
なお、上記では充電時について説明したが、放電時においても同様に適用できる。
【００９８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、均等充電完了直後にエレベーター駆動時における前記電力蓄積装置からの放電量を放出可能な電力の範囲で増加するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置から放電する充放電回路とを備えたので、回生電力を充電できる充電状態まで放電電力を有効利用しつつ速やかに放電することができるという効果を奏する。
【００９９】
この発明の請求項２に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、前記充放電制御回路が、前記電力蓄積装置の放電量を、前記均等充電完了直後には、予め設定した充電状態の基準値に達するまで予め設定した最大値とするので、回生電力を充電できる充電状態まで放電電力を有効利用しつつ最も速やかに放電することができるという効果を奏する。
【０１０６】
この発明の請求項３に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置が劣化していると判断したときには、利用範囲が新品の時よりも高くなるように充電状態の利用範囲の設定を変える充放電制御回路とを備えたので、電力蓄積装置の劣化状態を把握でき、非常時に必要な電力を不足なく確保することができるという効果を奏する。
【０１０７】
この発明の請求項４に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置の劣化状況を基に満充電状態の値を補正する充放電制御回路とを備えたので、充電状態の積算誤差を排除し、正確な充電状態を把握することができるという効果を奏する。
【０１１０】
この発明の請求項５に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置の均等充電を、複数段階に分けて定電流の値を段階を経る毎に小さくして充電し、各段階において、前記電力蓄積装置の充電状態が１００％を超えた場合には、前記電力蓄積装置からの放電が行われるまでの間は、それ以上の充電が行われても前記電力蓄積装置の充電状態を１００％とするとともに、最終段階の定電流充電では、所定時間経過したら均等充電を終了させる充放電制御回路とを備えたので、均等充電を速やかに行うことができ、正確な充電状態を把握することができるという効果を奏する。
【０１１１】
この発明の請求項６に係るエレベーターの制御装置は、以上説明したとおり、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置への充電電流、前記コンバータが出力する直流母線電圧、及び前記電力蓄積装置の電圧のそれぞれを検出して得た値と充電電流指令値に対して一意に定まる電流値を算出して指令値として、前記充放電回路を前記電力蓄積装置への均等充電電流の制御であるＰＷＭ制御し、電流制御開始直後から定常状態までの間は前記充放電回路の充電用のスイッチング素子がオンしている期間とＰＷＭ周期を同じにする充放電制御回路とを備えたので、高速応答かつ安定な充電電流制御が可能であり、低リプル電流による電力蓄積装置の発熱を抑制した高効率充電が可能であるという効果を奏する。
また、この発明の請求項７に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の時刻を取得して、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い夜間時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたので、均等充電の中断回数を抑制することができ、均等充電の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
また、この発明の請求項８に係るエレベーターの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、内蔵された時計機能から現在の日時を取得して、メモリに記録しておいた前回の均等充電の開始日時から予め設定した２日以上の時間が経過した時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するとともに、均等充電完了後はその日時を前記時計機能から取得して前記メモリに記録しておく充放電制御回路と、前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路とを備えたので、均等充電の実施頻度が下がり、電力料金を安価なものにすることができるという効果を奏する。
さらに、この発明の請求項９に係るエレベーターの制御装置は、前記充放電制御回路が、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い曜日になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するので、均等充電を中断する回数を抑制することができ、また均等充電の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の充放電回路の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電動作を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の放電量設定動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了直後の回生充電電流値設定動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態４に係るエレベーターの制御装置の均等充電の開始時間決定動作を示すフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態６に係るエレベーターの制御装置の均等充電開始と実施時間補正決定動作を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態７に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施日判定動作を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態８に係るエレベーターの制御装置の均等充電の実施曜日判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態９に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態１０に係るエレベーターの制御装置の均等充電完了後の充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の均等充電と充電状態管理動作を示すフローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態１３に係るエレベーターの制御装置の定電流充電の詳細動作を示すフローチャートである。
【図１５】 この発明の実施の形態１４に係るエレベーターの制御装置の均等充電電流のＰＷＭ制御法を示すＰＷＭ波形図である。
【図１６】 従来のエレベーターの制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源、２ コンバータ、３ コンデンサ、４ インバータ、５ 電動機、６ 巻上機、７ かご、８ 釣り合い錘、９ ロープ、１０ 電力蓄積装置、１１ 充放電回路、１２ 充放電制御回路、１３ 電圧検出装置、１５ 電流検出装置、１７ 電圧検出装置、１８ エンコーダ、１９ 電流検出装置、２０コントローラ、２１ インバータ制御回路、２２ ゲートドライブ回路、２３抵抗、２４ スイッチング手段、２５ 所要電力演算回路、２６ 通信ケーブル、２７ リアクトル、２８ スイッチング素子、２９ スイッチング素子、３０ ダイオード、３１ ダイオード。
Claims (9)
- 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
均等充電完了直後にエレベーター駆動時における前記電力蓄積装置からの放電量を放出可能な電力の範囲で増加するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、
前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置から放電する充放電回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 前記充放電制御回路は、前記電力蓄積装置の放電量を、前記均等充電完了直後には、予め設定した充電状態の基準値に達するまで予め設定した最大値とする
ことを特徴とする請求項１記載のエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、
前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置が劣化していると判断したときには、利用範囲が新品の時よりも高くなるように充電状態の利用範囲の設定を変える充放電制御回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、
前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置に並列接続された電圧検出装置により、均等充電完了直後の前記電力蓄積装置の開放電圧を測定して前記電力蓄積装置の劣化状況を基に満充電状態の値を補正する充放電制御回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、
前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置の均等充電を、複数段階に分けて定電流の値を段階を経る毎に小さくして充電し、各段階において、前記電力蓄積装置の充電状態が１００％を超えた場合には、前記電力蓄積装置からの放電が行われるまでの間は、それ以上の充電が行われても前記電力蓄積装置の充電状態を１００％とするとともに、最終段階の定電流充電では、所定時間経過したら均等充電を終了させる充放電制御回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
駆動信号に従って、前記電力蓄積装置へ充電をし、前記電力蓄積装置から放電をする充放電回路と、
前記電力蓄積装置の充電状態を管理して前記電力蓄積装置へ充電するとき、又は前記電力蓄積装置から放電するときは駆動信号を出力するとともに、前記電力蓄積装置への充電電流、前記コンバータが出力する直流母線電圧、及び前記電力蓄積装置の電圧のそれぞれを検出して得た値と充電電流指令値に対して一意に定まる電流値を算出して指令値として、前記充放電回路を前記電力蓄積装置への均等充電電流の制御であるＰＷＭ制御し、電流制御開始直後から定常状態までの間は前記充放電回路の充電用のスイッチング素子がオンしている期間とＰＷＭ周期を同じにする充放電制御回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
内蔵された時計機能から現在の時刻を取得して、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い夜間時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する充放電制御回路と、
前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 交流電力を整流して直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、前記可変電圧可変周波数の交流電力に基づき電動機を制御してエレベーターを運転するコントローラとを備えたエレベーターの制御装置において、
前記直流電力を貯蔵する電力蓄積装置と、
内蔵された時計機能から現在の日時を取得して、メモリに記録しておいた前回の均等充電の開始日時から予め設定した２日以上の時間が経過した時刻になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力するとともに、均等充電完了後はその日時を前記時計機能から取得して前記メモリに記録しておく充放電制御回路と、
前記駆動信号に従って前記電力蓄積装置への均等充電を開始する充放電回路と
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。 - 前記充放電制御回路は、予め設定したエレベーターの利用頻度の低い曜日になると、前記電力蓄積装置の均等充電を開始するように駆動信号を出力する
ことを特徴とする請求項８記載のエレベーターの制御装置。
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