JP5532879B2

JP5532879B2 - エレベータの制御装置

Info

Publication number: JP5532879B2
Application number: JP2009276865A
Authority: JP
Inventors: 正徳安江
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: JP2011116520A

Description

この発明は、電力貯蔵装置を利用して、停電時にもエレベータを運転するエレベータの制御装置に関するものである。

近年、建物の高層化により、エレベータは縦の交通機関として必要不可欠なビル設備となっている。特に、車椅子利用者や階段での昇降が難しい高齢者にとって、エレベータは必要不可欠なビル設備である。そして、最近では、高齢者や車椅子利用者も不自由なく建物内を移動できるように、２〜３階程度の低層建物においても、エレベータの設置が進んでいる。

一方、地震や火災等で避難する際のエレベータの利用についての議論が活発になってきている。従来は走行中にエレベータが停止してしまうことを心配して、避難にはエレベータを使わないという考え方が主流であった。しかし、車椅子利用者や高齢者等、自由に階段を昇降できない人に配慮して、できるだけエレベータを使用することが望ましいと考えられるようになってきた。

特に、低層建物のエレベータでは、比較的地震による被害が少なく、むしろ、地域停電によって利用できなくなる場合が多い。そこで、近年の電力貯蔵技術の発展に伴い、電力貯蔵装置付きのエレベータを停電時の避難用エレベータとして利用することが検討されている。

一般に、避難者が居る救出階は、救出した避難者を避難させる避難階よりも上方に位置する。このため、空のかごで避難階から救出階へ上昇運転する際に、回生電力が発生する。この回生電力を一旦電力貯蔵装置に充電し、この充電された電力以内で救出階から避難階へ力行運転ができる負荷率に達するまで待機して力行運転する方法が提案されている。この方法によれば、避難階にかごが位置しているときに電力貯蔵装置に十分な電力が貯蔵されていなくても、ある負荷率の範囲内で避難用エレベータとして利用することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３７６２０号公報

しかし、低層の共同住宅のように居住人数が少ない場合には、健常者は非常階段を利用して避難することが多い。このため、エレベータを利用するのは、車椅子利用者等が単独もしくは若干名の付き添い人という場合が多い。この場合、いくら乗客を待っても人が来ないことが考えられる。即ち、力行運転ができる負荷率に達することは難しいと考えられる。また、力行運転ができる負荷率に達するまで待つことは、避難という状況を考慮すると、車椅子利用者等にとって大きな不安を抱かせることになる。

上記問題点を解決するために、十分大きな容量を有するエレベータ電力貯蔵装置を備えることが考えられる。しかし、経済性を考慮すると、電力貯蔵装置の容量をできる限り少なくする必要があるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、できる限り少ない容量の電力貯蔵装置を利用した避難用エレベータにおいて、車椅子利用者や高齢者を安心させて確実に避難させることができるエレベータの制御装置を提供することである。

この発明に係るエレベータの制御装置は、停電時に救出階から前記救出階よりも下方の避難階までエレベータのかごを走行させるときに利用する電力を貯蔵する貯蔵装置と、前記かごに設けられ、前記かご内の負荷を検出する秤装置と、前記エレベータの乗場に設けられた通知装置と、停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記貯蔵装置の貯蔵電力量又は出力電圧値に基づいて前記貯蔵装置の出力可能電力量を推定するとともに、前記かご内の負荷に基づいて前記避難階まで前記かごを走行させるための所要電力量を演算し、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階とは異なる階の乗場の通知装置に、前記救出階に停止中の前記かごを利用して避難するように促す旨を通知させる通知制御装置と、を備えたものである。
また、この発明に係るエレベータの制御装置は、停電時に救出階から前記救出階よりも下方の避難階までエレベータのかごを走行させるときに利用する電力を貯蔵する貯蔵装置と、前記かごに設けられ、前記かご内の負荷を検出する秤装置と、前記エレベータの乗場に設けられた通知装置と、停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記貯蔵装置の貯蔵電力量又は出力電圧値に基づいて前記貯蔵装置の出力可能電力量を推定する出力電力量推定部と、停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記かご内の負荷に基づいて前記避難階まで前記かごを走行させるための所要電力量を演算する所要電力量演算部と、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階とは異なる階の乗場の通知装置に、前記救出階に停止中の前記かごを利用して避難するように促す旨を通知させ、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも小さい場合に、前記救出階から前記避難階まで前記かごを走行させる制御部と、を備えたものである。

この発明によれば、できる限り少ない容量の電力貯蔵装置を利用した避難用エレベータにおいて、車椅子利用者や高齢者を安心させて確実に避難させることができる。

この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置が利用されるエレベータの概要を示すブロック図である。この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置が利用されるエレベータの概要を示すブロック図である。
図１において、１は商用系統である。この商用系統１は、エレベータが設定された建物に設けられる。２は電力変換装置である。この電力変換装置２は、整流回路３、直流回路４、回生抵抗回路５、インバータ６を備える。整流回路３は、商用系統１から供給された交流電力を直流電力に変換する機能を備える。直流回路４は、整流回路３から供給された交流電力を伝送する機能を備える。回生抵抗回路５は、直流回路４の過剰な電力を吸収する機能を備える。インバータ６は、直流回路４の直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する機能を備える。

７は巻上機である。この巻上機７は、エレベータの機械室や昇降路に設けられる。この巻上機７には、電動機８、綱車（図示せず）、ブレーキ９が設けられる。電動機８は、電力変換装置２のインバータ６から供給される可変電圧可変周波数の交流電力によって駆動する機能を備える。綱車は、電動機８の回転とともに回転する機能を備える。ブレーキ９は、綱車の回転を制動する機能を備える。

１０はロープである。このロープ１０は、綱車に巻き掛けられる。この巻上機７の一端には、かご１１が連結される。一方、巻上機７の他端には、釣合錘１２が連結される。１３は電力貯蔵装置である。この電力貯蔵装置１３は、大きな電力を急速に充放電できるニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池や、電気二重層キャパシタ等の貯蓄デバイスからなる。この電力貯蔵装置１３は、停電時にかご１１を走行させる電力を貯蔵する機能を備える。１４は充放電回路である。この充放電回路１４は、直流回路４と電力貯蔵装置１３との間に接続される。この充放電回路１４は、直流回路４と電力貯蔵装置１３との間で充放電する機能を備える。

１５はエレベータの制御盤である。この制御盤１５は、エレベータの機械室や昇降路に設けられる。この制御盤１５は、停電検出部１６、昇降制御部１７を備える。停電検出部１６は、商用系統１の状態を監視して停電を検出する機能を備える。昇降制御部１７は、かご１１を昇降させる機能を備える。

かかる構成のエレベータにおいては、通常時、乗場及びかご１１の呼びに対応して予め設定されている速度パターンでかご１１が走行するように、制御盤１５がインバータ６を制御する。そして、停電検出部１６が停電を検出すると、エレベータは停電時運転に移行する。具体的には、制御盤１５の昇降制御部１７が、かご１１を避難者が居る救出階へ配車する。その後、制御盤１５の昇降制御部１７がかご１１を予め設定された避難階へ走行させる。これにより、救出階に居る人を救出することができる。

ここで、一般に、救出階は、避難階よりも上方にある。そして、避難時には救出階から避難階へ人が動くことになる。このため、平均的に見ると、エレベータは、位置エネルギーが電気エネルギーに変換される回生運転のモードとなっている。即ち、一起動ごとに見れば、電動機８を介して電気エネルギーを位置エネルギーに変換する力行運転が存在する。しかし、全ての運転を合計すれば、回生運転で生じる電気エネルギーが力行運転で消費する電気エネルギーを上回る。

このため、エネルギーの変動を吸収できれば、停電時であっても避難が完了するまでエレベータの運転を継続することができる。具体的には、回生運転時に発生する電力が電力貯蔵装置１３に充電される。一方、力行運転時には電力貯蔵装置１３に貯蔵された電力が消費される。かかる電力貯蔵装置１３の利用により、エレベータの変動が吸収されるようになっている。

かかるエレベータにおいては、避難階までかご１１を走行させるための所要電力量が電力貯蔵装置１３の出力可能電力よりも大きい場合、このままでは、かご１１を避難階まで走行させることができない。この場合、制御盤１５の昇降制御部１７は、かご１１を救出階で待機させる。

しかし、かご１１内の負荷を増加させることで、かご１１と釣合錘１２とのアンバランス量を小さくし、所要電力量を小さくすることができる。例えば、乗場で待機している人が、かご１１に乗り込めば良い。更にかご１１内の乗客が増加して、釣合錘１２よりもかご１１のほうが重くなれば、回生運転が可能となる。この場合は、確実に避難階までかご１１を走行させることができる。

ところが、車椅子利用者や高齢者が単独で避難する場合や若干名の付添い人と一緒に避難する場合、健常者が階段で避難してしまうと、かご１１内の負荷を増やすことが困難となる。そこで、本実施の形態においては、救出階とは異なる階に居る人にエレベータを利用して避難するように促す旨を通知するようにした。以下、本実施の形態について、より詳細に説明する。

図１において、１８は秤装置である。この秤装置１８は、かご１１の下部に設けられる。この秤装置１８は、かご１１内の負荷を検出する機能を備える。１９は通知装置である。この通知装置１９は、エレベータの各乗場に設けられる。この通知装置１９は、アナウンスや表示等によって各種情報を乗場に居る人に通知する機能を備える。

また、本実施の形態の制御盤１５は、充放電制御部２０、出力電力量推定部２１、所要電力量演算部２２を備える。充放電制御部２０は、充放電回路１４を制御する機能を備える。出力電力量推定部２１は、充放電制御部２０、充放電回路１４を介して、電力貯蔵装置１３の貯蔵電力量又は出力電圧値を検出する機能を備える。また、出力電力量推定部２１は、電力貯蔵装置１３の貯蔵電力量又は電圧値に基づいて電力貯蔵装置１３の出力可能電力量を推定する機能を備える。所要電力量演算部２２は、かご１１が走行する前に、秤装置１８が検出したかご１１内の負荷に基づいて、目的階までにかご１１を走行させるための所要電力量を演算する機能を備える。

次に、図２を用いて、停電時の制御盤１５の動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、停電検出部１６が停電を検出し、救出階で乗場呼びが発生すると、ステップＳ１で、昇降制御部１７がかご１１を避難階から救出階へ走行させる。この際、健常者は階段で避難することが可能である。このため、車椅子専用釦等で呼ばれた階に優先的にかご１１が配車される。

その後、ステップＳ２に進み、出力電力量推定部２１が電力貯蔵装置１３の出力可能電力量を推定演算する。例えば、電力貯蔵装置１３が電気二重層キャパシタの場合、理想コンデンサと同様の最も単純なモデルを仮定して、出力可能電力量が推定される。具体的には、電気二重層キャパシタの静電容量をＣ、現在の電圧をＶ_１、放電後の電圧をＶ_２とすると、出力可能電力量は、Ｐ＝１／２＊Ｃ＊（Ｖ_１ ^２−Ｖ_２ ^２）で推定される。

そして、救出階で避難者がかご１１に乗り込むと、秤装置１８がかご１１内の負荷を検出して昇降制御部１７に送信する。その後、ステップＳ３で、昇降制御部１７がかご１１内の負荷率を確認し、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、所要電力量演算部２２がかご１１内の負荷に基づいて避難階までかご１１を走行させるための所要電力量を演算する。

具体的には、避難階までの走行距離に、かご１１と釣合錘１２とのアンバランス量や、機械効率、電気効率、充放電効率等を含むエレベータシステム固有の係数を掛け合わせることで、所要電力量が演算される。この際、ブレーキ９電力や制御盤１５の定常電力等も考慮に入れて所要電力量が演算される。なお、エレベータシステム固有の係数は、救出階までの走行時の消費電力量を監視することによっても得ることができる。

その後、ステップＳ５で、昇降制御部１７が出力可能電力量と所要電力量を比較する。出力可能電力量が所要電力量よりも大きい場合は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、昇降制御部１７がかご１１を避難階まで走行させる。これに対し、ステップＳ５で、車椅子利用者や高齢者が単独で避難する場合や若干名の付添い人と一緒に避難する場合等、所要電力量が出力可能電力量よりも大きい場合は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、昇降制御部１７が、救出階とは異なる階の乗場の通知装置１９に、救出階に停止中のかご１１を利用して避難するように促す旨を通知させる。即ち、制御盤１５は、通知装置１９での通知を制御する通知制御装置として機能する。なお、避難階には確実に人がいる。このため、昇降制御部１７は、避難階の通知装置１９にも、かご１１を利用して避難するように促す旨を確実に通知させるようになっている。

その後、ステップＳ３に戻り、再度、かご１１内の負荷率が確認される。このとき、上記通知を受けた健常者が階段で救出階に誘導されてかご１１に乗り込めば、かご１１内の負荷率が増加する。これに伴い、その後のステップＳ４で演算する所要電力量も減少する。そして、その後のステップＳ５で所要電力量が出力可能電力量よりも小さくなれば、車椅子利用者等と誘導された健常者を乗せたかご１１が救出階から避難階まで走行する。

以上で説明した実施の形態１によれば、制御盤１５は、電力貯蔵装置１３の貯蔵電力量又は出力電圧値に基づいて電力貯蔵装置１３の出力可能電力量を推定するととともに、かご１１内の負荷に基づいて避難階までかご１１を走行させるための所要電力量を演算する。そして、制御盤１５は、所要電力量が出力可能電力量よりも大きい場合に、救出階とは異なる階の乗場の通知装置１９に、救出階に停止中のかご１１を利用して避難するように促す旨を通知させる。

これにより、他の階にいる健常者を救出階まで呼び寄せることができる。即ち、単に走行可能な負荷率になるまで待つのに比べ、車椅子利用者や高齢者の救出階での待ち時間を短くすることができる。このため、できる限り少ない容量の電力貯蔵装置１３を利用した避難用エレベータにおいて、車椅子利用者や高齢者を安心させて確実かつ迅速に避難させることができる。

また、制御盤１５は、救出階に停止しているかご１１を利用して避難するように促す旨を、避難階の乗場に設けられた通知装置１９に通知させる。ここで、避難階には、確実に人がいる。このため、車椅子利用者や高齢者をより確実かつより迅速に避難させることができる。

さらに、電力貯蔵装置１３は、電気二重層キャパシタからなる。このため、電力貯蔵装置１３として二次電池を用いたときよりも、充放電効率が高く、貯蔵電力量の推定も容易となる。加えて、電力貯蔵装置１３は、かご１１が回生運転で避難階から救出階まで走行するときに発生する電力で充電される。このため、回生抵抗で回生電力を熱として放出するエレベータに比べて、消費電力を大幅に低減することができる。

１商用系統、２電力変換装置、３整流回路、４直流回路、
５回生抵抗回路、６インバータ、７巻上機、８電動機、
９ブレーキ、１０ロープ、１１かご、１２釣合錘、
１３電力貯蔵装置、１４充放電回路、１５制御盤、１６停電検出部、
１７昇降制御部、１８秤装置、１９通知装置、２０充放電制御部、
２１出力電力量推定部、２２所要電力量演算部

Claims

停電時に救出階から前記救出階よりも下方の避難階までエレベータのかごを走行させるときに利用する電力を貯蔵する貯蔵装置と、
前記かごに設けられ、前記かご内の負荷を検出する秤装置と、
前記エレベータの乗場に設けられた通知装置と、
停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記貯蔵装置の貯蔵電力量又は出力電圧値に基づいて前記貯蔵装置の出力可能電力量を推定するとともに、前記かご内の負荷に基づいて前記避難階まで前記かごを走行させるための所要電力量を演算し、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階とは異なる階の乗場の通知装置に、前記救出階に停止中の前記かごを利用して避難するように促す旨を通知させる通知制御装置と、
を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。
前記通知制御装置は、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階に停止している前記かごを利用して避難するように促す旨を、前記避難階の乗場に設けられた通知装置に通知させることを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
停電時に救出階から前記救出階よりも下方の避難階までエレベータのかごを走行させるときに利用する電力を貯蔵する貯蔵装置と、
前記かごに設けられ、前記かご内の負荷を検出する秤装置と、
前記エレベータの乗場に設けられた通知装置と、
停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記貯蔵装置の貯蔵電力量又は出力電圧値に基づいて前記貯蔵装置の出力可能電力量を推定する出力電力量推定部と、
停電時に前記かごが前記救出階に待機しているときに、前記かご内の負荷に基づいて前記避難階まで前記かごを走行させるための所要電力量を演算する所要電力量演算部と、
前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階とは異なる階の乗場の通知装置に、前記救出階に停止中の前記かごを利用して避難するように促す旨を通知させ、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも小さい場合に、前記救出階から前記避難階まで前記かごを走行させる制御部と、
を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。
前記制御部は、前記所要電力量が前記出力可能電力量よりも大きい場合に、前記救出階に停止している前記かごを利用して避難するように促す旨を、前記避難階の乗場に設けられた通知装置に通知させることを特徴とする請求項３記載のエレベータの制御装置。
前記貯蔵装置は、電気二重層キャパシタからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエレベータの制御装置。
前記貯蔵装置は、前記かごが回生運転で前記避難階から前記救出階まで走行するときに発生する電力で充電されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のエレベータの制御装置。