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JP5179727B2 - Elevator control device - Google Patents
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JP5179727B2 - Elevator control device - Google Patents

Elevator control device

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JP5179727B2 JP2006176224A JP2006176224A JP5179727B2 JP 5179727 B2 JP5179727 B2 JP 5179727B2 JP 2006176224 A JP2006176224 A JP 2006176224A JP 2006176224 A JP2006176224 A JP 2006176224A JP 5179727 B2 JP5179727 B2 JP 5179727B2
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Description

この発明は、エレベータの省エネ運転ができ、電力蓄積装置を具備するエレベータの制御装置に関するものである。   The present invention relates to an elevator control device that can perform energy-saving operation of an elevator and includes a power storage device.

従来のエレベータの制御装置は、交流電力を整流して直流電力に変換する整流器と、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、整流器とインバータ間を接続する直流母線と、可変電圧可変周波数の交流電力によりエレベータを駆動する電動機と、エレベータの起動、停止を決定するとともに、その位置指令、速度指令を作成するコントローラと、インバータの出力側の電流を検出する電流検出装置と、電動機に駆動される巻上機の速度を検出するエンコーダと、コントローラからの位置指令、速度指令に基づいて、電流検出装置からの電流帰還、及びエンコーダからの速度帰還により、電動機を回転駆動してエレベータの位置、及び速度を制御するインバータ制御回路と、インバータの出力電圧、及び周波数を制御するゲートドライブ回路と、エレベータの所要電力を演算する所要電力演算回路と、直流母線間に並列に接続され、所要電力演算回路からの信号に基づいて、エレベータの回生運転時に直流母線からの直流電力を蓄積し、エレベータの力行運転時に蓄積された直流電力を直流母線へ供給する複数の電力蓄積装置とを備えたものである(例えば、特許文献1参照)。   Conventional elevator control devices include a rectifier that rectifies AC power and converts it into DC power, an inverter that converts DC power into AC power of variable voltage and variable frequency, a DC bus that connects the rectifier and the inverter, and a variable An electric motor that drives the elevator with AC power having a variable voltage frequency, a controller that determines the start and stop of the elevator, creates its position command and speed command, a current detection device that detects the current on the output side of the inverter, Based on the position detection and speed commands from the encoder that detects the speed of the hoist driven by the motor, and the current feedback from the current detection device and the speed feedback from the encoder, the motor is driven to rotate. Inverter control circuit that controls the position and speed of the elevator, and the output voltage and frequency of the inverter are controlled The gate drive circuit, the required power calculation circuit for calculating the required power of the elevator, and the DC power from the DC bus during regenerative operation of the elevator based on the signal from the required power calculation circuit, connected in parallel between the DC bus And a plurality of power storage devices for supplying the DC power stored during the power running operation of the elevator to the DC bus (for example, see Patent Document 1).

このエレベータの制御装置によれば、エレベータ容量に応じた個数の蓄電デバイスを制限なく利用することができ、より大容量のエレベータにおいて発生する回生電力を無駄にすることなくすべて充電し、力行運転時に再利用して高い省エネ効果を実現するとともに、電力需要ピーク時の電力消費量の削減要求に応えることができ、電気料金をより安価にすることで、運転電力費用を低減できるものである。   According to this elevator control device, the number of power storage devices corresponding to the elevator capacity can be used without restriction, and all regenerative power generated in a larger capacity elevator can be charged without being wasted. It can be reused to realize a high energy saving effect, meet the demand for reduction of power consumption at the time of peak power demand, and reduce the electricity cost, thereby reducing the operating power cost.

特開2003−312952号公報JP 2003-329552 A

1台の電力蓄積装置における1組の蓄電池群の直列接続数は、整流器が出力する電圧よりも低くなるように設定されており、必要な電池容量がこの直列接続だけでは満足しないとき、複数組の蓄電池群を用いている。そして、回生電力を蓄電池に充電するため、満充電でない充電状態で連続使用しなければならないので、蓄電池内部に不活性物質が生成され、蓄電池の見掛け上の電池容量が低下する問題がある。
そこで、蓄電装置に対して一旦満充電状態まで定電流充電を行うことにより、電池容量の低下を防止することができる。しかし、複数組の蓄電池群を並列接続した状態で定電流充電すると、各蓄電池群のインピーダンスのばらつきにより各蓄電池群に流れる充電電流がばらつき、蓄電池群のなかには過充電に達してしまうものがでてくる。
このように、このエレベータの制御装置では、蓄電池に均一に、且つ蓄電池に充分な電力を充電し難いという問題がある。
The number of series connection of one set of storage battery groups in one power storage device is set to be lower than the voltage output by the rectifier, and when the required battery capacity is not satisfied only by this series connection, a plurality of sets The storage battery group is used. In order to charge the regenerative power to the storage battery, it must be continuously used in a charged state that is not fully charged, so there is a problem that an inactive substance is generated inside the storage battery and the apparent battery capacity of the storage battery is reduced.
Thus, the battery capacity can be prevented from decreasing by once charging the power storage device to a fully charged state. However, when constant current charging is performed with multiple battery groups connected in parallel, the charging current flowing through each battery group varies due to variations in the impedance of each battery group, and some of the battery groups reach overcharge. come.
Thus, in this elevator control device, there is a problem that it is difficult to charge the storage battery uniformly and with sufficient power to the storage battery.

この発明の目的は、蓄電池に均一に、且つ蓄電池に充分な電力を充電し易いエレベータの制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an elevator control device that can easily charge a storage battery uniformly with sufficient power.

この発明に係わるエレベータの制御装置は、エレベータの力行運転時に交流電力が変換されて直流母線に出力された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して電動機を駆動し且つエレベータの回生運転時に上記電動機で発電された回生電力を直流電力に変換して上記直流母線に出力する電力変換装置およびエレベータの回生運転時に上記直流母線の直流電力を充電し、エレベータの力行運転時に充電された直流電力を直流母線に放電する電力蓄積装置を備えるエレベータの制御装置において、上記電力蓄積装置は、直流電力を充放電される蓄電装置と、充電用の直流電力を出力する充電用電源と、上記蓄電装置との間で直流電力を充放電する充放電回路と、を備え、上記蓄電装置は、上記力行運転時あるいは上記回生運転時において、上記直流母線との間で充放電する場合には並列接続され、上記力行運転時および上記回生運転時でない状態において、上記充電用の直流電力で充電する場合には直列接続される複数の蓄電池群と、上記複数の蓄電池群の接続を切り替える切替手段と、を有し、上記切替手段は、上記複数の蓄電池群の正極端子それぞれと負極端子それぞれを接続する並列接続用スイッチ群と、各上記蓄電池群の正極と異なる上記蓄電池群の負極を接続する直列接続用スイッチ群と、上記並列接続用スイッチ群と上記直列接続スイッチ群とを同時に閉じることのないようにして開閉するスイッチ制御手段と、を備え、上記スイッチ制御手段は、上記充放電回路を上記直流母線および充電用電源から切り離さないと、上記並列接続用スイッチ群および上記直列接続用スイッチ群の開閉制御ができないものである
The elevator control apparatus according to the present invention converts alternating current power during powering operation of the elevator and converts the direct current power output to the direct current bus into alternating current power of variable voltage and variable frequency to drive the motor and regenerative operation of the elevator Sometimes the regenerative power generated by the motor is converted into DC power and output to the DC bus and the DC power of the DC bus is charged during the regenerative operation of the elevator, and the DC charged during the power running operation of the elevator In an elevator control device including a power storage device that discharges power to a DC bus, the power storage device includes a power storage device that charges and discharges DC power, a charging power source that outputs DC power for charging, and the power storage A charge / discharge circuit that charges / discharges DC power to / from the device, and the power storage device is operated during the powering operation or the regenerative operation. A plurality of storage batteries connected in parallel when charging / discharging with the DC bus, and connected in series when charging with the DC power for charging in a state not during the power running operation and the regenerative operation It possesses a group, and switching means for switching connection of said plurality of storage batteries group, the said switching means comprises a parallel connection switch group that connects the respective positive terminal, respectively and the negative terminal of the plurality of storage batteries groups, each said A switch group for series connection that connects a negative electrode of the storage battery group different from the positive electrode of the storage battery group, and a switch control means that opens and closes the parallel connection switch group and the series connection switch group without simultaneously closing the switch group; The switch control means includes the switch group for parallel connection and the series unless the charge / discharge circuit is disconnected from the DC bus and the power supply for charging. It is a matter that can not open and close control of the connection switch group.

この発明に係わるエレベータの制御装置の効果は、均等充電時には、複数の蓄電池群を直列に接続し、エレベータの回生運転時または力行運転には、複数の蓄電池群を並列に接続するので、蓄電池群が過電圧になることがなく均等充電を行えるので電池容量の低下を防ぐことができる。   The effect of the elevator control device according to the present invention is that a plurality of storage battery groups are connected in series during equal charging, and a plurality of storage battery groups are connected in parallel during regenerative operation or power running of the elevator. Since the battery can be charged uniformly without overvoltage, the battery capacity can be prevented from decreasing.

図1は、この発明の実施の形態に係わるエレベータの制御装置が適用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に係わるエレベータの制御装置は、電動機1により駆動される巻上機2に懸架されたロープ3に接続された乗りカゴ4の位置と速度を制御する。
そして、このエレベータの制御装置は、図1に示すように、交流電源5から供給される交流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して電動機1を駆動する電力変換装置6と、エレベータの回生運転時に電力変換装置6からの直流電力を蓄積し、エレベータの力行運転時に蓄積された直流電力を電力変換装置6へ供給する電力蓄積装置7と、巻上機2の速度を検出するエンコーダ8と、エレベータの起動、停止を決定するとともに、その位置指令、速度指令を作成するコントローラ9と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram of an elevator to which an elevator control device according to an embodiment of the present invention is applied.
The elevator control apparatus according to the embodiment of the present invention controls the position and speed of a riding cage 4 connected to a rope 3 suspended on a hoisting machine 2 driven by an electric motor 1.
As shown in FIG. 1, this elevator control device converts the AC power supplied from the AC power source 5 into AC power having a variable voltage and variable frequency to drive the electric motor 1, and the elevator A power storage device 7 that stores DC power from the power conversion device 6 during regenerative operation and supplies the DC power stored during powering operation of the elevator to the power conversion device 6, and an encoder 8 that detects the speed of the hoisting machine 2 And a controller 9 for determining the start and stop of the elevator and creating the position command and the speed command.

電力変換装置6は、交流電力を整流して直流電力に変換する整流器11と、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12と、整流器11とインバータ12間を接続する直流母線13と、インバータ12からの回生電力を放電することができる放電回路14と、インバータ12の出力側の電流を検出する電流検出装置15と、を備える。
コントローラ9は、エレベータの起動、停止を決定するとともに、その位置指令、速度指令を作成する制御器16と、制御器16からの位置指令および速度指令に基づいてインバータ12の出力電圧、及び周波数を制御するゲートドライブ回路17と、を備える。
The power converter 6 includes a rectifier 11 that rectifies AC power and converts it into DC power, an inverter 12 that converts DC power into AC power having a variable voltage and variable frequency, and a DC bus 13 that connects the rectifier 11 and the inverter 12. And a discharge circuit 14 that can discharge the regenerative power from the inverter 12 and a current detection device 15 that detects a current on the output side of the inverter 12.
The controller 9 determines starting and stopping of the elevator, and at the same time, generates a position command and a speed command for the controller 16, and outputs the output voltage and frequency of the inverter 12 based on the position command and the speed command from the controller 16. And a gate drive circuit 17 to be controlled.

図2は、この発明の実施の形態に係わる電力貯蔵装置の構成図である。
電力蓄積装置7は、図2に示すように、蓄電装置21と、充放電回路22と、直流母線13との間を開閉するスイッチ23と、充電用電源24と、電力蓄積装置7に含まれるスイッチ類を制御するスイッチ制御装置25と、を備える。スイッチ23は、例えばコンタクトのような機械式のスイッチである。
FIG. 2 is a configuration diagram of the power storage device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the power storage device 7 is included in the power storage device 21, the charge / discharge circuit 22, the switch 23 that opens and closes the DC bus 13, the charging power source 24, and the power storage device 7. And a switch control device 25 for controlling the switches. The switch 23 is a mechanical switch such as a contact.

充放電回路22は、IGBTなどのスイッチング素子26、27とリアクトル28から構成され、スイッチング素子27とリアクトル28を用いて昇圧チョッパが構成され、スイッチング素子26とリアクトル28を用いて降圧チョッパが構成されている。
充電用電源24は、交流電源5から供給される交流電力を蓄電装置21の3つの蓄電池群31の定格電圧の3倍以上の電圧の直流電力に変換する逆変換装置29と、逆変換装置29から充放電回路22への入力を開閉するスイッチ30と、を備える。
The charging / discharging circuit 22 includes switching elements 26 and 27 such as IGBTs and a reactor 28, a boosting chopper is configured using the switching elements 27 and the reactor 28, and a step-down chopper is configured using the switching element 26 and the reactor 28. ing.
The charging power source 24 includes an inverter device 29 that converts AC power supplied from the AC power source 5 into DC power having a voltage that is three times or more the rated voltage of the three storage battery groups 31 of the power storage device 21, and the inverter device 29. And a switch 30 for opening and closing the input to the charge / discharge circuit 22.

図3は、この発明の実施の形態に係わる蓄電装置の構成図である。
蓄電装置21は、図3に示すように、一点鎖線により囲まれている直列接続された複数の蓄電池を1つの群とし、3つの蓄電池群31、32、33を有している。そして、蓄電装置21の正極端子21aは、第1蓄電池群31の正極端子31aに接続され、蓄電装置21の負極端子21bは、第3蓄電地群33の負極端子33bに接続されている。
また、第1蓄電池群31の正極端子31aと第2蓄電池群32の正極端子32aとの間を開閉する第1スイッチ34、第2蓄電池群32の正極端子32aと第3蓄電池群33の正極端子33aとの間を開閉する第2スイッチ35、第2蓄電池群32の正極端子32aと第1蓄電池群31の負極端子31bとの間を開閉する第3スイッチ36、第3蓄電池群33の正極端子33aと第2蓄電池群32の負極端子32bとの間を開閉する第4スイッチ37、第1蓄電池群31の負極端子31bと第2蓄電池群32の負極端子32bとの間を開閉する第5スイッチ38、第2蓄電池群32の負極端子32bと第3蓄電池群33の負極端子33bとの間を開閉する第6スイッチ39を有している。
このスイッチ34、35、36、37、38、39は、例えばコンタクトのような機械的なスイッチでもよいし、スイッチング素子のような電気的なスイッチでもよい。なお、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39をまとめて並列接続用スイッチ群、第5スイッチ38および第6スイッチ39をまとめて直列接続用スイッチ群と称す。
FIG. 3 is a configuration diagram of the power storage device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the power storage device 21 includes three storage battery groups 31, 32, and 33, with a plurality of series-connected storage batteries surrounded by an alternate long and short dash line as one group. The positive terminal 21 a of the power storage device 21 is connected to the positive terminal 31 a of the first storage battery group 31, and the negative terminal 21 b of the power storage device 21 is connected to the negative terminal 33 b of the third power storage group 33.
The first switch 34 that opens and closes between the positive terminal 31 a of the first storage battery group 31 and the positive terminal 32 a of the second storage battery group 32, the positive terminal 32 a of the second storage battery group 32, and the positive terminal of the third storage battery group 33. A second switch 35 that opens and closes between 33a, a third switch 36 that opens and closes between the positive terminal 32a of the second storage battery group 32 and the negative terminal 31b of the first storage battery group 31, and a positive terminal of the third storage battery group 33 A fourth switch 37 that opens and closes between 33a and the negative terminal 32b of the second storage battery group 32; a fifth switch that opens and closes between the negative terminal 31b of the first storage battery group 31 and the negative terminal 32b of the second storage battery group 32 38, a sixth switch 39 for opening and closing between the negative terminal 32b of the second storage battery group 32 and the negative terminal 33b of the third storage battery group 33.
The switches 34, 35, 36, 37, 38, and 39 may be mechanical switches such as contacts or electrical switches such as switching elements. The first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are collectively referred to as a parallel connection switch group, and the fifth switch 38 and the sixth switch 39 are collectively referred to as a series connection switch group.

スイッチ制御装置25は、交流電源5と整流器11とを開閉するスイッチ19の状態、コントローラ9からの走行指令、乗りカゴ停止信号、均等充電開始指令および均等充電終了指令が入力され、スイッチ23、スイッチ30、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第3スイッチ36、第4スイッチ37、第5スイッチ38および第6スイッチ39の開閉を制御する。
なお、スイッチ制御装置25は、スイッチ23およびスイッチ30が開放されていないときには、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第3スイッチ36、第4スイッチ37、第5スイッチ38および第6スイッチ39の開閉制御ができない。そして、スイッチ23およびスイッチ30を開放して、直流母線13および充電用電源24を充放電回路22から切り離すことにより、外部から電圧が加わっている状態で、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第3スイッチ36、第4スイッチ37、第5スイッチ38および第6スイッチ39を開閉することを防げる。
なお、並列接続用スイッチ群、直列接続用スイッチ群およびスイッチ制御手段としてのスイッチ制御装置25をまとめて切替手段と称す。
The switch control device 25 receives the state of the switch 19 that opens and closes the AC power supply 5 and the rectifier 11, the travel command from the controller 9, the ride car stop signal, the equal charge start command, and the equal charge end command. 30, the opening and closing of the first switch 34, the second switch 35, the third switch 36, the fourth switch 37, the fifth switch 38 and the sixth switch 39 are controlled.
When the switch 23 and the switch 30 are not opened, the switch control device 25 controls the first switch 34, the second switch 35, the third switch 36, the fourth switch 37, the fifth switch 38, and the sixth switch 39. Open / close control is not possible. Then, by opening the switch 23 and the switch 30 and disconnecting the DC bus 13 and the charging power source 24 from the charging / discharging circuit 22, the first switch 34, the second switch 35, The third switch 36, the fourth switch 37, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 can be prevented from being opened and closed.
The switch group for parallel connection, the switch group for series connection, and the switch control device 25 as switch control means are collectively referred to as switching means.

スイッチ制御装置25は、蓄電地群31、32、33の短絡は大変危険であるので、スイッチ操作により蓄電池群31、32、33を短絡する経路が発生しないようにインターロックをかける。
エレベータおよび蓄電装置21を合わせた運転状態は、4つある。第1の運転状態は、エレベータの電源が遮断状態にあり、蓄電装置21が独立状態にある。第2の運転状態は、エレベータの電源の状態に係わりなく、蓄電装置21が独立状態にある。第3の運転状態は、エレベータの電源が供給状態にあるとともに乗りカゴ4が停止中であり、蓄電装置21が直流母線13から分離されている状態である。第4の運転状態は、エレベータの電源が供給状態にあるとともに乗りカゴ4が走行中であり、蓄電装置21が直流母線13に接続されている状態である。
Since the short circuit of the storage battery groups 31, 32, and 33 is extremely dangerous, the switch control device 25 applies an interlock so that a path for short-circuiting the storage battery groups 31, 32, and 33 is not generated by the switch operation.
There are four operating states in which the elevator and the power storage device 21 are combined. In the first operating state, the elevator power supply is in a cut-off state, and the power storage device 21 is in an independent state. In the second operation state, the power storage device 21 is in an independent state regardless of the state of the power supply of the elevator. The third operation state is a state in which the elevator car is in the supply state, the car 4 is stopped, and the power storage device 21 is separated from the DC bus 13. The fourth operating state is a state in which the elevator car is in a supply state and the car 4 is traveling, and the power storage device 21 is connected to the DC bus 13.

図4は、4つの運転状態のときの各スイッチの開閉の設定を示す図である。
ここで、各運転状態のときのスイッチの開閉状態を図4を参照して説明する。
第1の運転状態では、図4に示すように、スイッチ23が開かれており蓄電装置21は直流母線13から分離されている。また、スイッチ30が開かれており充電用電源24からの出力がない。また、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39が閉じられ、第3スイッチ36および第4スイッチ37が開かれており、3つの蓄電池群31、32、33が並列接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing the setting of opening and closing of each switch in four operating states.
Here, the open / close state of the switch in each operation state will be described with reference to FIG.
In the first operating state, as shown in FIG. 4, the switch 23 is opened and the power storage device 21 is separated from the DC bus 13. Further, the switch 30 is opened and there is no output from the charging power source 24. In addition, the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are closed, the third switch 36 and the fourth switch 37 are opened, and the three storage battery groups 31, 32, and 33 are Connected in parallel.

第2の運転状態では、スイッチ23が開かれており蓄電装置21は直流母線13から分離されている。また、スイッチ30が閉じられており充電用電源24が高圧の直流電力が出力されている。また、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39が開かれ、第3スイッチ36および第4スイッチ37が閉じられており、3つの蓄電池群31、32、33が直列接続されている。   In the second operation state, the switch 23 is opened and the power storage device 21 is separated from the DC bus 13. Further, the switch 30 is closed, and the charging power source 24 outputs high-voltage DC power. In addition, the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are opened, the third switch 36 and the fourth switch 37 are closed, and the three storage battery groups 31, 32, and 33 are They are connected in series.

第3の運転状態では、スイッチ23が開かれており蓄電装置21は直流母線13から分離されている。また、スイッチ30が開かれており充電用電源24からの出力がない。また、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第3スイッチ36、第4スイッチ37、第5スイッチ38および第6スイッチ39が開かれており、3つの蓄電池群31、32、33が独立している。   In the third operating state, the switch 23 is opened and the power storage device 21 is separated from the DC bus 13. Further, the switch 30 is opened and there is no output from the charging power source 24. In addition, the first switch 34, the second switch 35, the third switch 36, the fourth switch 37, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are opened, and the three storage battery groups 31, 32, and 33 are independently provided. Yes.

第4の運転状態では、スイッチ23が閉じられており蓄電装置21は直流母線13に接続されている。また、スイッチ30が開かれており充電用電源24からの出力がない。また、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39が閉じられ、第3スイッチ36および第4スイッチ37が開かれており、3つの蓄電池群31、32、33が並列接続されている。   In the fourth operating state, the switch 23 is closed and the power storage device 21 is connected to the DC bus 13. Further, the switch 30 is opened and there is no output from the charging power source 24. In addition, the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are closed, the third switch 36 and the fourth switch 37 are opened, and the three storage battery groups 31, 32, and 33 are Connected in parallel.

図5は、4つの運転状態間の移行の様子を説明するための図である。
次に、4つの運転状態を移行するときの、スイッチ類の操作について、図4、図5を参照して説明する。
スイッチ19が閉じられ、エレベータの電源が投入されたとき、第1の運転状態から第3の運転状態に移行する。このとき、スイッチ23を開き、第3スイッチ36および第4スイッチ37を開く。逆に、スイッチ19が開かれてエレベータの電源が遮断されたとき、第3の運転状態から第1の運転状態に移行する。このとき、第3スイッチ36および第4スイッチ37を閉じる。
エレベータの走行指令が入力されたとき、第3の運転状態から第4の運転状態に移行する。このとき、スイッチ23を閉じ、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39を閉じる。
また、エレベータの乗りカゴ4が停止したとき、第4の運転状態から第3の運転状態に移行する。このとき、スイッチ23が開かれ、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39を開く。
FIG. 5 is a diagram for explaining the transition between the four operating states.
Next, the operation of the switches when shifting the four operating states will be described with reference to FIGS.
When the switch 19 is closed and the elevator is turned on, the first operating state shifts to the third operating state. At this time, the switch 23 is opened, and the third switch 36 and the fourth switch 37 are opened. On the contrary, when the switch 19 is opened and the power supply of the elevator is cut off, the third operation state is shifted to the first operation state. At this time, the third switch 36 and the fourth switch 37 are closed.
When the elevator travel command is input, the third operation state is shifted to the fourth operation state. At this time, the switch 23 is closed, and the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are closed.
Further, when the elevator car 4 stops, the fourth operating state shifts to the third operating state. At this time, the switch 23 is opened, and the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38, and the sixth switch 39 are opened.

均等充電開始指令が入力されたとき、第1の運転状態に在る場合には第2の運転状態に移行する。このとき、スイッチ30を閉じる。
また、均等充電開始指令が入力されたときに第3の運転状態に在る場合にも第2の運転状態に移行する。このとき、スイッチ30を閉じ、第3スイッチ36および第4スイッチ37を閉じる。
また、均等充電開始指令が入力されたときに第4の運転状態に在る場合には、第3の運転状態に移行するまで待機する。
When the uniform charge start command is input, the process shifts to the second operation state when in the first operation state. At this time, the switch 30 is closed.
In addition, when the uniform charge start command is input, the second operation state is also entered in the third operation state. At this time, the switch 30 is closed and the third switch 36 and the fourth switch 37 are closed.
Further, when the fourth charging state is input when the equal charge start command is input, the apparatus waits until the third driving state is shifted.

均等充電終了指令が入力されたとき、エレベータの電源が供給されていれば、第3の運転状態に移行する。このとき、スイッチ30を開き、第3スイッチ36および第4スイッチ37を開く。また、均等充電終了指令が入力されたとき、エレベータの電源が遮断されていれば、第1の運転状態に移行する。このとき、スイッチ30を開く。   When the equal charge end command is input, if the power of the elevator is supplied, the state shifts to the third operation state. At this time, the switch 30 is opened, and the third switch 36 and the fourth switch 37 are opened. Further, when the equal charge end command is input, if the power supply of the elevator is cut off, the first operation state is entered. At this time, the switch 30 is opened.

このように蓄電池群31、32、33を並列接続から直列接続、直列接続から並列接続に切り替えるとき、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第3スイッチ36、第4スイッチ37、第5スイッチ38および第6スイッチ39が一旦開かれるので、蓄電池群31、32、33の両端が短絡することがない。   Thus, when the storage battery groups 31, 32, and 33 are switched from parallel connection to series connection and from series connection to parallel connection, the first switch 34, the second switch 35, the third switch 36, the fourth switch 37, and the fifth switch 38 are used. And since the 6th switch 39 is once opened, the both ends of the storage battery groups 31, 32, and 33 do not short-circuit.

次に、電力蓄積装置7を用いて電力変換装置6が回生、力行運転するときについて説明する。
エレベータの乗りカゴ4が走行しているときに、蓄電装置21からの充放電を行うことにより、省エネ運転を行う場合、スイッチ23を閉じて、リアクトル28とスイッチング素子27を用いた昇圧チョッパによって蓄電装置21から直流母線13に直流電力が放電される。
また、リアクトル28とスイッチング素子26を用いた降圧チョッパによって直流母線13から蓄電装置21に直流電力が充電される。
このことにより、エレベータが回生運転状態の場合、電動機1で発生した回生電力を直流母線13を経由して蓄電装置21に充電することができる。また、エレベータが力行運転状態の場合、蓄電装置21に蓄えられる直流電力をインバータ12により可変電圧可変周波数の交流電力として電動機1に供給することができる。
Next, a case where the power conversion device 6 performs regeneration and power running operation using the power storage device 7 will be described.
When the energy saving operation is performed by charging / discharging from the power storage device 21 while the elevator car 4 is traveling, the switch 23 is closed and the booster chopper using the reactor 28 and the switching element 27 stores power. DC power is discharged from the device 21 to the DC bus 13.
Further, the power storage device 21 is charged with DC power from the DC bus 13 by the step-down chopper using the reactor 28 and the switching element 26.
Thus, when the elevator is in the regenerative operation state, the regenerative power generated by the electric motor 1 can be charged to the power storage device 21 via the DC bus 13. Further, when the elevator is in a power running state, the DC power stored in the power storage device 21 can be supplied to the electric motor 1 by the inverter 12 as AC power having a variable voltage and variable frequency.

そして、エレベータが力行運転状態および回生運転状態のとき、蓄電装置21において、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39を閉じ、第3スイッチ36および第4スイッチ37を開くことにより、3つの蓄電池群31、32、33は並列接続される。このように3つの蓄電池群31、32、33が並列接続されると、1つの蓄電池群のときの3倍の電流で充放電することができる。このような蓄電装置21をより大容量の電動機1を使用するエレベータに適用することにより、発生する回生電力をすべて受け入れることができ、回生電力を緻密に充電することができるので、省エネ効果が増加する。   When the elevator is in the power running operation state and the regenerative operation state, in power storage device 21, first switch 34, second switch 35, fifth switch 38, and sixth switch 39 are closed, and third switch 36 and fourth switch 37 are closed. By opening the three storage battery groups 31, 32, 33 are connected in parallel. When the three storage battery groups 31, 32, and 33 are connected in parallel as described above, charging / discharging can be performed with a current three times that of the one storage battery group. By applying such a power storage device 21 to an elevator that uses a larger capacity electric motor 1, all the regenerative power generated can be received and the regenerative power can be charged precisely, thus increasing the energy saving effect. To do.

また、電動機1の容量がさらに大きくなった場合には、蓄電池群とスイッチを増設することにより、4つの以上の蓄電池群を並列接続することができ、より大きな回生電力を受け入れることができる。   Moreover, when the capacity | capacitance of the electric motor 1 becomes still larger, by adding a storage battery group and a switch, four or more storage battery groups can be connected in parallel, and larger regenerative power can be received.

蓄電装置21が満充電状態のときには、回生電力は放電回路14にて放電する。
交流電源5の停電を検出する図示しない停電検出装置にて停電を検出したときには、エレベータの制御装置および電力蓄積装置7に指令を送り、停電時のエレベータ制御、充放電制御を行う。
When the power storage device 21 is fully charged, the regenerative power is discharged by the discharge circuit 14.
When a power failure is detected by a power failure detection device (not shown) that detects a power failure of the AC power supply 5, a command is sent to the elevator control device and the power storage device 7 to perform elevator control and charge / discharge control during the power failure.

次に、蓄電装置21の電池容量の劣化を防止するために行う均等充電について説明する。
蓄電装置21に蓄電池を使用しており、回生電力を蓄電池に充電するため、満充電でない充電状態で連続使用しているので、蓄電池内部に不活性物質が生成され、蓄電池の見掛け上の電池容量が低下する問題がある。そこで、蓄電装置21に対して一旦満充電状態まで定電流充電を行うことにより、電池容量の低下を防止することができる。しかし、蓄電池群31、32、33を並列接続した状態で定電流充電すると、各蓄電池群31、32、33のインピーダンスのばらつきにより各蓄電池群31、32、33に流れる充電電流がばらつき、蓄電池群31、32、33のなかには過充電に達してしまう可能性があるものがある。
Next, the equal charge performed to prevent the battery capacity of the power storage device 21 from deteriorating will be described.
Since a storage battery is used for the power storage device 21 and the regenerative power is charged to the storage battery, it is continuously used in a charged state that is not fully charged, so an inert substance is generated inside the storage battery, and the apparent battery capacity of the storage battery There is a problem that decreases. Therefore, the battery capacity can be prevented from decreasing by once charging the power storage device 21 to a fully charged state. However, when constant current charging is performed in a state where the storage battery groups 31, 32, and 33 are connected in parallel, the charging currents flowing through the storage battery groups 31, 32, and 33 vary due to variations in impedance of the storage battery groups 31, 32, and 33. Some of 31, 32, and 33 may reach overcharge.

そこで、この蓄電装置21では、一旦満充電状態まで充電するとき、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39を開き、第3スイッチ36および第4スイッチ37を閉じて、3つの蓄電池群31、32、33を直列接続する。この状態で定電流充電すると、各蓄電池群31、32、33に流れる充電電流は等しくなるので、各蓄電池群31、32、33が均一に充電され、過充電に達する可能性を防止することができる。これを均等充電と称す。   Therefore, in the power storage device 21, when the battery is once charged to the fully charged state, the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38 and the sixth switch 39 are opened, and the third switch 36 and the fourth switch 37 are closed. The three storage battery groups 31, 32, 33 are connected in series. When constant current charging is performed in this state, the charging currents flowing through the storage battery groups 31, 32, and 33 become equal, so that the storage battery groups 31, 32, and 33 are uniformly charged, and the possibility of reaching overcharge can be prevented. it can. This is called equal charge.

均等充電を実施する際に、蓄電池群31、32、33を直列接続するため、蓄電装置21の端子間電圧は、直流母線13の電圧より高くなる。そのため、直流母線13の電圧を降圧する回路では、蓄電装置21に充電することが不可能であるので、充電用電源24から定電流充電する。このときは、スイッチ23を開くとともに、スイッチ30を閉じて逆変換装置29から高圧電圧の直流電力を出力する。そして、リアクトル28とスイッチング素子26で降圧チョッパを駆動することにより、定電流で充電することができる。   When carrying out the equal charge, the storage battery groups 31, 32, 33 are connected in series, so that the voltage between the terminals of the power storage device 21 is higher than the voltage of the DC bus 13. Therefore, in the circuit that steps down the voltage of the DC bus 13, it is impossible to charge the power storage device 21, so constant current charging is performed from the charging power supply 24. At this time, the switch 23 is opened, the switch 30 is closed, and high voltage DC power is output from the inverter 29. Then, by driving the step-down chopper with the reactor 28 and the switching element 26, charging can be performed with a constant current.

このように大電力で複雑な充放電回路を設けることより、簡易な充放電回路22と簡易な充電用電源24を設ける方が、回路が簡素であるために、電力の損失や故障率が低く抑えることができる。   The provision of the simple charge / discharge circuit 22 and the simple charge power supply 24 is simpler than the provision of the complex charge / discharge circuit with high power in this way, so that the power loss and failure rate are lower. Can be suppressed.

エレベータの電源が遮断されているときは、スイッチ23を開き、蓄電装置21を直流母線13から分離している。そして、第1スイッチ34、第2スイッチ35、第5スイッチ38および第6スイッチ39を開き、第3スイッチ36および第4スイッチ37を閉じて、3つの蓄電池群31、32、33が直列接続されている。このように、エレベータの電源が遮断状態のときに、蓄電装置21を独立して充電することができる。   When the power supply of the elevator is shut off, the switch 23 is opened, and the power storage device 21 is separated from the DC bus 13. Then, the first switch 34, the second switch 35, the fifth switch 38 and the sixth switch 39 are opened, the third switch 36 and the fourth switch 37 are closed, and the three storage battery groups 31, 32 and 33 are connected in series. ing. In this way, the power storage device 21 can be charged independently when the power supply of the elevator is in a cut-off state.

この発明の実施の形態に係わるエレベータの制御装置が適用されたエレベータの構成図である。1 is a configuration diagram of an elevator to which an elevator control device according to an embodiment of the present invention is applied. この発明の実施の形態に係わる電力貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the electric power storage apparatus concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態に係わる蓄電装置の構成図である。It is a block diagram of the electrical storage apparatus concerning embodiment of this invention. 4つの運転状態のときの各スイッチの開閉の設定を示す図である。It is a figure which shows the setting of opening and closing of each switch at the time of four driving | running states. 4つの運転状態間の移行の様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of the transition between four driving | running states.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動機、2 巻上機、3 ロープ、4 乗りカゴ、5 交流電源、6 電力変換装置、7 電力蓄積装置、8 エンコーダ、9 コントローラ、11 整流器、12 インバータ、13 直流母線、14 放電回路、15 電流検出装置、16 制御器、17 ゲートドライブ回路、19、23、30、34、35、36、37、38、39 スイッチ、21 蓄電装置、21a 正極端子、21b 負極端子、22 充放電回路、24 充電用電源、25 スイッチ制御装置、26、27 スイッチング素子、28 リアクトル、29 逆変換装置、31、32、33 蓄電池群、31a、32a、33a 正極端子、31b、32b、33b 負極端子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor, 2 hoisting machine, 3 ropes, 4 boarding basket, 5 AC power supply, 6 Power converter, 7 Power storage device, 8 Encoder, 9 Controller, 11 Rectifier, 12 Inverter, 13 DC bus, 14 Discharge circuit, 15 Current detection device, 16 controller, 17 gate drive circuit, 19, 23, 30, 34, 35, 36, 37, 38, 39 switch, 21 power storage device, 21a positive terminal, 21b negative terminal, 22 charge / discharge circuit, 24 Power supply for charging, 25 switch control device, 26, 27 switching element, 28 reactor, 29 reverse conversion device, 31, 32, 33 storage battery group, 31a, 32a, 33a positive terminal, 31b, 32b, 33b negative terminal.

Claims (2)

交流電力が変換されて直流母線に出力された直流電力をエレベータの力行運転時に可変電圧可変周波数の交流電力に変換して電動機を駆動し且つエレベータの回生運転時に上記電動機で発電された交流電力を直流電力に変換して上記直流母線に出力する電力変換装置およびエレベータの回生運転時に上記直流母線の直流電力を充電し、エレベータの力行運転時に充電されている直流電力を直流母線に放電する電力蓄積装置を備えるエレベータの制御装置において、
上記電力蓄積装置は、
直流電力が充放電される蓄電装置と、
充電用の直流電力を出力する充電用電源と、
上記蓄電装置の充放電を制御する充放電回路と、
を備え、
上記蓄電装置は、
上記力行運転時あるいは上記回生運転時において、上記直流母線との間で充放電する場合には並列接続され、上記力行運転時および上記回生運転時でない状態において、上記充電用の直流電力で充電する場合には直列接続される複数の蓄電池群と、
上記複数の蓄電池群の接続を切り替える切替手段と、
を有し、
上記切替手段は、上記複数の蓄電池群の正極端子それぞれと負極端子それぞれを接続する並列接続用スイッチ群と、各上記蓄電池群の正極と異なる上記蓄電池群の負極を接続する直列接続用スイッチ群と、上記並列接続用スイッチ群と上記直列接続スイッチ群とを同時に閉じることのないようにして開閉するスイッチ制御手段と、を備え、
上記スイッチ制御手段は、上記充放電回路を上記直流母線および充電用電源から切り離さないと、上記並列接続用スイッチ群および上記直列接続用スイッチ群の開閉制御ができない
ことを特徴とするエレベータの制御装置。
The AC power converted from the DC power output to the DC bus is converted to AC power of variable voltage and variable frequency during powering operation of the elevator to drive the motor, and the AC power generated by the motor during regenerative operation of the elevator is used. A power conversion device that converts to DC power and outputs to the DC bus and power storage that charges the DC power of the DC bus during regenerative operation of the elevator and discharges the DC power charged during power operation of the elevator to the DC bus In an elevator control device comprising the device,
The power storage device is
A power storage device that is charged and discharged with DC power;
A charging power source that outputs DC power for charging;
A charge / discharge circuit for controlling charge / discharge of the power storage device;
With
The power storage device is
When charging / discharging with the DC bus at the time of the power running operation or the regenerative operation, they are connected in parallel, and are charged with the DC power for charging when not in the power running operation and the regenerative operation. In some cases, a plurality of storage battery groups connected in series,
Switching means for switching the connection of the plurality of storage battery groups;
I have a,
The switching means includes a parallel connection switch group for connecting each of the positive electrode terminals and the negative electrode terminal of the plurality of storage battery groups, and a series connection switch group for connecting a negative electrode of the storage battery group different from the positive electrode of each of the storage battery groups. Switch control means for opening and closing the parallel connection switch group and the series connection switch group without simultaneously closing,
The switch control means is configured to control the opening and closing of the parallel connection switch group and the series connection switch group without disconnecting the charge / discharge circuit from the DC bus and the charging power source. .
上記スイッチ制御手段は、エレベータの電源が供給されており、且つ乗りカゴが走行中のときには上記乗りカゴが停止しないと上記充電用の直流電力を用いて充電できないことを特徴とする請求項に記載するエレベータの制御装置。 It said switch control means is supplied power elevator, when and car is traveling in claim 1, characterized by the inability charged using the above-riding cage does not stop the DC power for the charging Elevator control device to be described.
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