JP4429686B2

JP4429686B2 - エレベータ装置

Info

Publication number: JP4429686B2
Application number: JP2003366856A
Authority: JP
Inventors: 裕一坂野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: JP2005132501A

Description

この発明は、二次電池等で構成された電力蓄積装置を用いて乗りかごの昇降に伴う電力の授受を行うことにより省エネルギを図ったエレベータの停電時運転に関するものである。

交流電力を直流に変換し、この直流を可変電圧可変周波数の三相交流に変換して巻上電動機を付勢するエレベータに、二次電池等で構成された電力蓄積装置を付加して、力行運転時は商用電源と併せて電力蓄積装置からも電力の一部を放電させて巻上電動機を付勢し、回生運転時は発生した電力を電力蓄積装置に充電させるようにして省エネルギを図るようにしたエレベータ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
図４は、上記エレベータ装置に類似する従来のエレベータ装置の制御回路図であって、電力蓄積装置３１が組み込まれた独立の一体で構成された電力盤３０を、エレベータが据え付けられた後に付加して省エネルギを図ると共に、商用電源１０が停電した場合に上記電力盤３０によって停電時運転をするようにしたものである。

図４において、巻上機１には主索２が巻き掛けられ、この主索２の一端には乗りかご３が吊持され、他端には釣合錘４が吊持されている。従って、全負荷で上昇する場合は巻上電動機１５は力行運転となり、下降する場合は回生運転となる。力行運転時は、制御盤１１は商用電源１０と電力盤３０の双方から電力を受けて巻上電動機１５を付勢し、回生運転時は電力盤３０に電力を吸収させる。
即ち、商用電源１０の交流電力をコンバータ１２で直流に変換する。直流母線１３には平滑用のコンデンサ１６と、巻上電動機１５の発生する余剰の回生電力を消費するために抵抗器１７とスイッチング素子１８が接続されている。直流母線１３にはインバータ１４が接続されており、このインバータ１４はエレベータ制御装置２１に制御されて直流を可変電圧可変周波数の交流に変換して巻上電動機１５を付勢し、乗りかご３を昇降させる。

また、直流母線１３には電力盤３０に組み込まれた電力蓄積装置３１がＤＣ−ＤＣコンバータで構成された充放電装置３２を介して接続されている。充放電制御装置３３は、直流母線１３の電圧を検知し、その検知結果によって充放電装置３２を制御して直流母線１３の直流電力を電力蓄積装置３１へ充放電させるものである。
エレベータ制御装置２１、乗りかご３周りの電気機器及び各階５の乗場周りの電気器具のそれぞれに電力を供給するエレベータ制御電源装置２２、かご制御電源装置２４及び乗場制御電源装置２５へは、三相交流の商用電源１０から供給される。また、乗りかご３の照明灯及びコンセント等のエレベータ電気機器２６へは単相電源２３から供給される。

ここで、商用電源１０には停電復電検出器４１が接続されており、停電になると停電検出接点４１ａを開放してエレベータ制御電源装置２２の所定個所を遮断して乗りかご３を停止させると共に、停電検出接点４１ｂを閉成させて非常灯等の必要回路を活線状態にする。更に、停電復電検出器４１によって切替装置３５が作動し、電力蓄積装置３１の直流を三相と単相の交流に変換する電力変換装置３４からエレベータ制御電源装置２２、かご制御電源装置２４及び乗場制御電源装置２５へ電力が供給される。
ところで、エレベータ制御電源装置２２の所定個所は停電検出接点４１ａによって開放されている回路は、切替装置３５の作動によって作動する切替検出器３６の接点３６ａで閉成され、また、非常灯等の電源は接点３６ｂで遮断されて、エレベータは運転可能な状態になる。
商用電源１０が停電になった場合、上記処理によってエレベータは電力盤３０から電力の供給を受けて運転を継続する。

特開２００３−４８６７２号公報（段落番号２４〜２５、図１）

従来の省エネルギ形のエレベータ装置は、上記のとおり停電復電検出器４１が商用電源１０の停電を検出すると、切替装置３５によって切り替えて電力蓄積装置３１から受電してエレベータを運転することができるようになっている。
このため、運転を継続することはできるが、電力蓄積装置３１の蓄電量には限度があるので、その運転時間は限られる。
しかし、上記従来のエレベータ装置では、停電が検出されると、単に切替装置３５によって電力蓄積装置３１側へ切り替えるのみであるため、停電時運転の継続によって電力蓄積装置３１が過放電状態になることがある、という問題があった。
また、既設のエレベータに電力盤３０を追加設置する場合、電力盤３０は独立の一体で設置の便を図ったとしても、停電復電検出器４１は商用電源１０の回路に接続し、エレベータ制御電源装置２２は電力蓄積装置３１側へ接続するので、回路変更が複雑で設置工事に時間がかかる、という問題もあった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、停電時運転によって電力蓄積装置が過放電することのないエレベータ装置を提供することを目的とする。
また、既設のエレベータに電力蓄積装置を容易に追加設置することができるエレベータ装置を提供することを目的とする。

この出願の発明は、商用電源の交流を直流に変換するコンバータと、上記コンバータと直流母線を介して接続され、上記直流母線を流れる直流を可変電圧可変周波数の交流に変換して巻上電動機を付勢するインバータと、上記直流母線に接続された電力蓄積装置と上記直流母線との間における充放電を制御する充放電制御装置と、上記電力蓄積装置の直流を交流に変換する電力変換装置と、上記インバータを制御する制御装置の接続先を、上記商用電源と上記電力変換装置との間で切り替え可能な切替装置と、上記切替装置と上記制御装置の間における電源の電圧が第１の所定値以下に低下したときに作動して上記切替装置と上記制御装置との間の接続を遮断する停電復電検出器と、上記商用電源と上記切替装置との間における上記商用電源の電圧を検出する電源監視器と、を備え、上記電源監視器で検出された上記商用電源の電圧が正常時の値以上の場合、上記制御装置の接続先が上記商用電源となるように上記切替装置を制御すると共に、上記巻上電動機の回生運転時には充電し力行運転時には放電するように上記充放電制御装置を制御し、上記電源監視器で検出された上記商用電源の電圧が正常時の値よりも低く上記第１の所定値よりも高い第２の所定値以上に低下した場合、上記制御装置の接続先が上記電力変換装置となるように上記切替装置を制御すると共に、上記電力蓄積装置から上記直流母線に電力が供給されるように上記充電制御装置を制御するようにしたものである。

この発明は上記のとおり、商用電源の電圧が第２の所定値以下に低下して電源監視器が作動し、エレベータ装置が電力蓄積装置から電力の供給を受けると、停電復電検出器は電力蓄積装置から供給される電力の電圧を検出して第１の所定値以下に低下すると運転を休止させるようにしたので、商用電源が停電しても運転を継続することができると共に、第１の所定値以下に低下したときは運転を休止するようにしたので、電力蓄積装置が過放電状態になることはない、という効果を奏する。
また、停電運転時は、制御装置と停電復電検出器を併せて電力蓄積装置の回路に接続するようにしたので、既設のエレベータに電力蓄積装置を追加設置する場合の回路変更が簡単で設置工事が容易である、という効果も奏する。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一符号を付し、説明の重複を省いた。
実施の形態１．
図１から図３は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ装置を示す。
図１はエレベータ装置の電気回路を示すブロック図で、エレベータを制御する制御盤１１と、この制御盤１１とは別体の独立した一体で構成された二次電池が組み込まれた電力盤３０が並設されいる。巻上機１には主索２が巻き掛けられ、この主索２の一端には乗りかご３が吊持され、他端には釣合錘４が吊持されている。従って、全負荷で上昇する場合は巻上電動機１５は力行運転となり、下降する場合は回生運転となる。力行運転時は、制御盤１１は商用電源１０と電力盤３０の双方から電力を受けて巻上電動機１５を付勢し、回生運転時は電力盤３０に電力を吸収させる。
即ち、商用電源１０の交流はコンバータ１２で直流に変換される。直流母線１３には平滑用のコンデンサ１６と、巻上電動機１５の発生する余剰の回生電力を消費するために抵抗器１７とスイッチング素子１８が接続されている。直流母線１３にはインバータ１４が接続されており、このインバータ１４はエレベータ制御装置２１に制御されて直流を可変電圧可変周波数の交流に変換して巻上電動機１５を付勢し、乗りかご３を昇降させる。

また、直流母線１３には電力盤３０に組み込まれた二次電池等からなる電力蓄積装置３１がＤＣ−ＤＣコンバータで構成された充放電装置３２を介して接続されている。充放電制御装置３３は、直流母線１３の電圧を検知し、その検知結果によって充放電装置３２を制御して電力蓄積装置３１と直流母線１３との間で直流電力を充放電させるようになっている。
エレベータ制御装置２１、乗りかご３周りの電気機器及び各階５の乗場周りの電気器具にそれぞれ電力を供給するエレベータ制御電源装置２２、かご制御電源装置２４及び乗場制御電源装置２５へは、切替装置３５を介して正常時は三相交流の商用電源１０から供給される。また、かご内照明灯２６ａ、かご内コンセント２６ｂ及びかご上コンセント２６ｃ等のエレベータ電気機器２６も、同様に単相電源２３から供給される。
電力蓄積装置３１には電力変換装置３４が接続されていて、その直流が三相と単相の交流に変換され、商用電源１０の電圧低下時に切替装置３５を介してエレベータ制御電源装置２２等へ電力が供給され、同様にエレベータ電気機器２６へも供給される。
また、商用電源１０には電源監視器４２が接続され、切替装置３５を介して停電復電検出器４１も接続されている。その詳細は図２で説明する。

図２は、電力盤３０、特に切替装置３５の詳細を示す回路図で、電源監視器４２が商用電源１０の電圧を検出し、その検出値が正常であって第２の所定値ＶＨを越えている場合、即ち、活線状態の場合は、切替装置３５のスイッチ３５ａ、３５ｂ及び３５ｃは端子ａ側へ投入されてエレベータ制御電源装置２２、停電復電検出器４１、かご制御電源装置２４及び乗場制御電源装置２５は、いずれも商用電源１０から給電される。従って、停電検出接点４１ａは閉成してエレベータ制御装置２１等へ電力を供給し、停電検出接点４１ｂは開放して非常灯等の点灯を阻止している。また、エレベータ電気機器２６へは単相電源２３から供給される。

商用電源１０の電圧が第２の所定値ＶＨ以下の場合、即ち、停電状態の場合は、電源監視器４２が作動して切替装置３５のスイッチ３５ａ、３５ｂ及び３５ｃは端子ｂ側へ投入される。この投入によってエレベータ制御電源装置２２、停電復電検出器４１、かご制御電源装置２４及び乗場制御電源装置２５は、いずれも電力変換装置３４を介して電力蓄積装置３１から給電される。従って、停電検出接点４１ａは閉成し、停電検出接点４１ｂは開放するので、商用電源１０が正常な場合と同様な状態になる。
また、エレベータ電気機器２６の内、かご内照明灯２６ａへは電力変換装置３４から単相電源が供給され、かご内コンセント２６ｂ及びかご上コンセント２６ｃへは供給されない。
なお、商用電源１０が停電状態から活線状態に復帰して、エレベータ制御電源装置２２を電力蓄積装置３１から商用電源１０へ切り替える場合に、エレベータ制御装置２１から信号線２１ａを介してかご３の着床信号を受けた後、切替装置３５によって切り替えられる。
更に、電源監視器４２の作動信号を受けて充放電制御装置３３は、電力蓄積装置３１単独で巻上電動機１５を駆動するように充放電装置３２を制御する。
電力蓄積装置３１の電力で運転を継続した結果、第１の所定値ＶＬ以下になると、停電復電検出器４１は、エレベータ制御装置２１から信号線２１ａを介して着床信号を受けた後、停電検出接点４１ａを開放してエレベータ制御電源装置２２の回路を遮断し、エレベータの運転を休止させる。

図３は、エレベータ装置の動作を示す流れ図で、図示の処理は所定の時間間隔で繰り返される。手順Ｓ１１で、電源監視器４２が作動したか調べる。商用電源１０が正常であって、第２の所定値ＶＨを越えている場合は電源監視器４２は動作していないので手順Ｓ１２へ移る。この手順Ｓ１２で、切替装置３５が未だ電力蓄積装置３１側へ投入されている場合は、手順Ｓ１３へ移り、かご３が着床し停止したか調べる。かご３が昇降中の場合は処理を終る。即ち、商用電源１０は活線状態に復帰したが、エレベータは引続き電力蓄積装置３１から電力の供給を受けて運転を継続する。手順Ｓ１３で、かご３が停止した場合は、手順Ｓ１４へ移り、電力蓄積装置３１から商用電源１０へ切り替えられ、手順Ｓ１５で、商用電源１０によってエレベータは運転される。
手順Ｓ１２で、切替装置３５が既に商用電源１０側へ投入されて商用電源１０からエレベータ制御電源装置２２等へ電力が供給されている場合は、手順Ｓ１５へ移り、商用電源１０によってエレベータは運転される。

手順Ｓ１１で、商用電源１０が第２の所定値ＶＨ以下に低下している場合は電源監視器４２が作動して手順Ｓ１６へ移る。この手順Ｓ１６で、既に電力蓄積装置３１からエレベータ制御電源装置２２等へ電力が供給されている場合は、そのまま継続して供給される。それまで商用電源１０から電力が供給されていた場合は、電力蓄積装置３１へ切り替えられて電力が供給される。手順Ｓ１７で、エレベータ制御電源装置２２に供給されている電源の電圧が第１の所定値ＶＬを越えている場合は、手順Ｓ１８へ移り、電力蓄積装置３１によってエレベータは運転される。手順Ｓ１７で、電源の電圧が第１の所定値ＶＬ以下の場合は、手順Ｓ１９へ移り、電力蓄積装置３１の蓄電量が十分でないため、着床信号線２１ａを介して乗りかご３が最寄の階５へ着床したことを検知した後、運転を休止させる。
なお、第１の所定値ＶＬは、エレベータ制御装置２１が正常に動作するのを補償する最低の電圧値である。また、第２の所定値ＶＨは、第１の所定値ＶＬよりも高い電圧値であって、商用電源１０に認められている電圧変動の域を越えて低下した電圧値に設定される。

上記実施の形態１によれば、商用電源１０の電圧が第２の所定値ＶＨ以下に低下すると電源監視器４２が作動し、エレベータ装置が電力蓄積装置３１から電力の供給を受けるので、運転を継続させることができる。
また、電力蓄積装置３１から供給される電力の電圧が第１の所定値ＶＬ以下に低下するすると、停電復電検出器４１が作動して運転を休止させるようにしたので、電力蓄積装置３１が過放電状態になることはない。
更に、商用電源１０が停電状態から活線状態に復帰して、エレベータ制御電源装置２２を電力蓄積装置３１から商用電源１０へ切り替える場合に、かご３が停止したときに切替装置３５によって切り替えるようにしたので、切替えに伴ってかご３が急停止する等の特異な動作をすることもない。このため、乗客に違和感を与えることもなく、切り替えることができる。
更にまた、電力盤３０を制御盤１１から独立した一体で構成したので、既設のエレベータに電力蓄積装置を容易に追加設置することができると共に、追加設置に際して、停電復電検出器４１は、エレベータ制御電源装置２２と共に切替装置３５を介して商用電源１０に接続されるので、停電復電検出器４１の接点４１ａ及び４１ｂを補填する回路（図４の接点３６ａ、３６ｂ）は不要となり、設置工事に要する時間を短縮することができる。

この発明の実施の形態１におけるエレベータ装置の電気回路を示すブロック図。電力盤３０の詳細を示す電気回路の接続図。エレベータ装置の動作を示す流れ図。従来のエレベータ装置の電気回路を示すブロック図。

符号の説明

１巻上機、２主索、３乗りかご、４釣合錘、５階、１０商用電源、１１制御盤、１２コンバータ、１３直流母線、１４インバータ、１５巻上電動機、１６コンデンサ、１７抵抗器、１８スイッチング素子、２１ａ信号線、２３単相電源、３４電力変換装置、３５切替装置。

Claims

商用電源の交流を直流に変換するコンバータと、
上記コンバータと直流母線を介して接続され、上記直流母線を流れる直流を可変電圧可変周波数の交流に変換して巻上電動機を付勢するインバータと、
上記直流母線に接続された電力蓄積装置と上記直流母線との間における充放電を制御する充放電制御装置と、
上記電力蓄積装置の直流を交流に変換する電力変換装置と、
上記インバータを制御する制御装置の接続先を、上記商用電源と上記電力変換装置との間で切り替え可能な切替装置と、
上記切替装置と上記制御装置の間における電源の電圧が第１の所定値以下に低下したときに作動して上記切替装置と上記制御装置との間の接続を遮断する停電復電検出器と、
上記商用電源と上記切替装置との間における上記商用電源の電圧を検出する電源監視器と、を備え、
上記電源監視器で検出された上記商用電源の電圧が正常時の値以上の場合、上記制御装置の接続先が上記商用電源となるように上記切替装置を制御すると共に、上記巻上電動機の回生運転時には充電し力行運転時には放電するように上記充放電制御装置を制御し、
上記電源監視器で検出された上記商用電源の電圧が正常時の値よりも低く上記第１の所定値よりも高い第２の所定値以上に低下した場合、上記制御装置の接続先が上記電力変換装置となるように上記切替装置を制御すると共に、上記電力蓄積装置から上記直流母線に電力が供給されるように上記充電制御装置を制御するようにしたエレベータ装置。
電力蓄積装置と、充放電制御装置と、電力変換装置と、電源監視器と、切替装置とを、独立した一体の電力盤に組み込んだ請求項１に記載のエレベータ装置。
電力蓄積装置の電圧が第１の所定値以下に低下して停電復電検出器が作動したとき、最寄階へ乗りかごを着床させた後巻上電動機の運転を休止させるようにした請求項１に記載のエレベータ装置。
切替装置は、商用電源が停電状態から活線状態に復帰したとき、かごが停止したことを検出してエレベータ制御電源装置の電源として商用電源へ再接続するものとした請求項１に記載のエレベータ装置。