专利名称：电梯控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用蓄电装置的电梯控制装置，尤其是能够在蓄电装置中均匀充电的电梯控制装置。
背景技术：
参见附图来说明现有的电梯控制装置。图16是表示例如特开平61-267675所述的传统电梯控制装置结构的视图。
在图16中，1是商用三相交流电源，2是由二极管等构成的整流器，3是电容器，4是变换器，5是感应电动机等电动机，6是卷扬机，7是电梯厢，8是衡铁，9是缆绳，10是由蓄电池构成的蓄电装置，11是在蓄电池电压与变换器输入电压不同的两个直流电压之间进行双向电力转换的DC/CD整流器等构成的充放电回路，12是在充放电回路11中控制电力变换方向及蓄电池电流的充放电控制回路，13是电压计，14是电源1的电压计，15是蓄电池的电流计，16是蓄电池的充电量计。
下面，参见附图来说明上述现有电梯控制装置的工作。
在交流电源1停电的情况下，蓄电装置10利用充放电回路11向变换器4的输入部供电，从而由变换器4驱动电动机5使电梯安全停靠。
在通常工作过程中，在变换器的输入电压在电梯加速时降低的情况下，蓄电装置10通过充放电回路11向变换器4的输入部供电，从而抑制了变换器4输入部的电压下降。
相反地，当利用来自电动机5的再生电力在电梯制动时提高变换器输入电压时，变换器4输入部通过充放电回路11给蓄电装置10供电，从而对蓄电装置10进行充电。此外，即使在蓄电装置10的充电量减少的情况下，变换器4的输入部也通过充放电回路11向蓄电装置10供电，从而对蓄电装置进行充电。
在上述传统的电梯控制装置中，蓄电池被用作蓄电装置，在对应于电梯运行状态反复充放电的同时，为确保补充再生电力的余量而通常不使蓄电池充电状态达到100％，结果，在蓄电池内部生成了惰性物质，所以存在着蓄电池的识别充电量降低并且蓄电池寿命缩短的问题。
发明内容
本发明用于解决上述问题。本发明的目的是要获得一种能够抑制蓄电池充电量降低以及蓄电池老化并且尽量不浪费电力地经济控制蓄电池充放电的电梯控制装置。
本发明的电梯控制装置配备有对交流电进行整流并且转换成直流电的整流器、将前述直流电转换成变频变压交流电的变换器、根据前述变频变压交流电来控制电动机并且使电梯运行的控制器的电梯控制装置，其中它还包括储存前述直流电的蓄电装置；充放电控制回路，就在均匀充电结束后，在所述蓄电装置的充电状态在预定值以上的情况下，当将再生电力补充到所述蓄电装置中时，所述充放电控制回路把充电电流控制为预定电流值并输出驱动信号；根据所述驱动信号而给所述蓄电装置充入所述再生电力的充放电回路，由此一来，蓄电装置能够补充可充电有限的电能。
图1是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置的结构的图示。
图2是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置的充放电回路结构的视图。
图3是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置的均匀充电动作的流程图。
图4是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置均匀充电结束后的放电量设定操作的流程图。
图5是表示根据本发明实施例2的电梯控制装置均匀充电结束后的放电量设定操作的流程图。
图6是表示根据本发明实施例3的电梯控制装置均匀充电结束后的再生充电电流值设定操作的流程图。
图7是表示根据本发明实施例4的电梯控制装置均匀充电开始时刻决定操作的流程图。
图8是表示根据本发明实施例6的电梯控制装置均匀充电开始时刻和实施时间补正决定操作的流程图。
图9是表示根据本发明实施例7的电梯控制装置均匀充电实施日判断的流程图。
图10是表示根据本发明实施例8一周中实施电梯控制装置均匀充电的日子判断的流程图。
图11是表示根据本发明实施例9的电梯控制装置均匀充电结束后的充电状态管理的流程图。
图12是表示根据本发明实施例10的电梯控制装置均匀充电结束后的充电状态管理的流程图。
图13是表示根据本发明实施例13的电梯控制装置均匀充电和充电状态管理的流程图。
图14是表示根据本发明实施例13的电梯控制装置的额定电流充电的详细操作的流程图。
图15是表示根据本发明实施例14的电梯控制装置的均匀充电电流的PMW控制法的PMW波形图。
图16是表示传统电梯空制装置结构的视图。
具体实施例方式
实施例1参照附图来说明本发明实施例1的电梯控制装置。图1是表示本发明实施例1的电梯控制装置结构的视图。而且在各图中，同样的符号表示相同或相应的部分。
在图1中，1是商用三相交流电，2是整流器，3是电容器，4是变换器，5是感应电动机等电动机，6是卷扬机，7是电梯厢，8是衡铁，9是缆绳。
电动机5通过使卷扬机6转动而使连接在缆绳9两端上的电梯厢7以及衡铁8移动并把电梯厢内的乘客带到预定楼层。
整流器2由二极管等构成，它对来自交流电源1的交流电进行整流将其转换成直流电。由晶体管和IGBT等构成的变换器4把直流电转换成变频变压交流电。
在同一图中，10为由蓄电池等构成的蓄电装置，11是由DC/DC整流器等构成的充放电回路，12是具有计时功能的且控制充放电回路1的充放电电能的充放电控制回路，13是电压计，15是由用于检测蓄电装置10输入电流用的变流器等构成的电流计，17是电压计，18是编码器，19是电流计。
此外，在同一图中，20是控制器，21是变换器控制回路，22是门驱动回路，23是电阻，24是IGBT等的开关装置，25是计算电梯所需电能的所需电能演算回路，26是用于传送在所需电能演算回路25中算出的所需电能信号的通信电缆。
在控制器20决定电梯启动停止的同时，它还产生电梯位置和速度的指令。变换器控制回路21根据控制器20的指令而通过电流计19的电流反馈和装在卷扬机3上的编码器18的速度反馈来驱动电动机5转动，从而实现了电梯的位置和速度控制。此时，变换器控制回路21通过门驱动回路22来控制变换器4的输出电压和频率。
控制器20在电容器3电压超过预定值时接通开关装置24使电流流过电阻23，电容器3所积蓄的电能一部分以热的形势被消耗了。当电容器3的电压降低到预定值以下时，断开开关装置24。
电梯的衡铁8被设置成当人数适当的乘客搭乘电梯厢7时进行平衡。例如，当电梯在平衡状态下运行时，电能在加速时消耗，同时速度提高，相反地，所积蓄的动能在减速时可以转换为电能。
图2是表示图1所示充放电回路结构的视图。在图2中，27是电抗线圈，28、29是IGBT等开关件，30、31是反向并联的二极管。
向蓄电装置10的充电是通过开关件28和二极管31的降压型斩波电路进行的。蓄电装置21的放电是通过开关件29和二极管31的升压型斩波电路进行的。
以下，参见附图来说明实施例1的电梯控制装置的操作。图3是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置的均匀充电动作的流程图，而图4是表示根据本发明实施例1的电梯控制装置均匀充电结束后的放电量设定操作的流程图。
首先，通过充放电回路11蓄电装置10进行充电，直到其充电状态达到100％(步骤100-101)。就是说，充放电控制回路12在预定时刻根据驱动信号接通充放电回路11的开关件28，开始对蓄电装置10的均匀充电，例如根据由电压计17测出的蓄电装置10的电压和由电流计15测出的充电电流来积算充电量，在所述计算值达到100％充电状态以前，以额定电流进行充电。
随后，通过进行增压充电(步骤102-103)，积蓄在蓄电装置10内的惰性物质被激活，能够恢复初期的充放电性能，就是说，充放电控制回路12在蓄电装置10充电状态达到100％以后，并且直到一旦电压下降达到预定电压之前以额定电流进行充电，随后，在经过预定时间以后，结束均匀充电。
均匀充电结束后，在可放电的电力范围内增加在电梯驱动时来自蓄电装置10的最大放电量指令(步骤104-105)。就是说，充放电控制回路12通过未示出的电缆从控制器20中输入电梯启动、停止等运行信息，例如，增大充放电回路11的开关件29的接通断开时间中的接通时间所占比例。
随后，当蓄电装置10的充电状态因电梯驱动而降低后，最大放电量指令值返回预定值(步骤106-109)。就是说，充放电控制回路12通常通过电流计15和电压计17来监视放电电流和蓄电装置10的电压并根据监测情况来计算放电量。随后，根据计算出的放电量来判断蓄电装置10的充电状态的降低。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，从均匀充电结束后的蓄电装置10的高充电状态到能够补充再生电力的充电状态之间，能够有效利用放电电力来驱动电梯并且能够进行快速放电。
实施例2参照附图来描述本发明实施例2的电梯控制装置。本发明实施例2的电梯控制装置的结构与上述实施例1相同。
以下，参见附图来说明实施例2的电梯控制装置的操作。图5是表示根据本发明实施例2的电梯控制装置均匀充电结束后的放电量设定操作的流程图。
尽管在上述实施例1中在可放电电力范围内增大来自蓄电装置10的最大放电指令值，但在实施例2中，将其设定为预定可放电电力最大值(步骤200-201)，在蓄电装置10的充电状态因电梯驱动而达到预定基准值以后，使最大放电量指令值返回预定值(步骤202-205)。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，从均匀充电点结束后的蓄电装置10的高充电状态到能够有效补充再生电力的预定充电状态之间，能够有效地把放电电力用于驱动电梯并且最迅速地进行放电。
实施例3参见附图来说明本发明实施例3的电梯控制装置。本发明实施例3的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明本发明实施例3的电梯控制装置的工作。图6是表示根据本发明实施例3的电梯控制装置均匀充电结束后的再生充电电流值设定操作的流程图。
在图6中，设在均匀充电结束后给蓄电装置10补充再生电力的充电电流指令值为预定额定电流值(步骤300-301)，就是说，再生充电电流通常是与再生电力成比例的变动电流，在这种情况下，充放电控制回路12将内部所用的再生充电电流指令值设定为额定电流值并且对充放电回路11进行额定电流控制。
随后，如果蓄电装置10的充电状态因驱动电动机而降低到预定值以下，则解除额定电流充电设定(步骤302-305)。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，均匀充电结束后的蓄电装置10的充电状态高，即使在不能充分补充再生电力的情况下，在全部再生电力中也能够通过具有额定电流值的额定电流充电来补充可对蓄电装置10进行充电的最大电力。此时，没有充入蓄电装置10的再生电力的一部分被充入电容器3中，电容器3的电压达到预定值以上时，通过电阻23而以热的形式消耗电能。
实施例4参见图面来说明本发明的实施例4的电梯控制装置。本发明实施例4的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明实施例4的电梯控制装置的工作。图7是表示决定本发明实施例4的电梯控制装置的均匀充电开始时刻的流程图。
在图7中，通过内藏的计时器12T获知现在时刻(步骤400401)，在预定的均匀充电开始时刻，充放电控制回路12开始均匀充电(步骤402-403)。
在具有这样构成的情况下工作的电梯控制装置中，通过以在电梯使用频率低的时间段内进行均匀充电的方式设定均匀充电开始时刻，而能够减少均匀充电次数并且能够充分地赋予蓄电装置10以均匀充电效果。
实施例5尽管在上述实施例4中，通过能够以在电梯使用频率低的时间段内进行均匀充电的方式设定均匀充电开始时刻，但在实施例5中，使均匀充电时间段一般是电梯使用频率低的夜间地设定所述均匀充电开始时刻，从而存在与上述实施例4相同的效果，并且由于适用夜间电力费用而能够降低用电费。此外，夜间用电可以实现电力负荷平均化，从而能够有助于环境问题的解决。
实施例6参见附图来说明本发明实施例6的电梯控制装置的工作。并且，根据本发明的实施例6的电梯控制装置的结构与上述实施例1相同。
以下，参照
本发明实施例6的电梯控制装置的工作。图8是决定本发明实施例6的电梯控制装置的均匀充电开始与实施时间补正的操作的流程图。
在图8中，在均匀充电开始时刻，充放电控制回路12在电梯停止时开始均匀充电(步骤600-601)。在开始时，使内藏于充放电控制回路12中的计时器归零(步骤602)，开始用计时器来计算均匀充电时间(步骤603)。计时器的计算时间就是上述实施例1所述的增压充电时的预定时间。此外，充放电控制回路12通过未示出的通信电缆从控制器20中获得电梯走停等运行信息。
在均匀充电开始后，电梯停止状态下继续均匀充电，当检测出电梯启动时，中断充电，计时器停走(步骤604-607)。在计时器到达上述预定时间时，结束均匀充电(步骤605、611)。
在电梯工作中，累计来自蓄电装置10的充放电量，在电梯停止后，用相当于充放电量的充电时间对由计时器所测充电时间进行补正，并重新开始均匀充电和计时器计时(步骤608-610)。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，能够在电梯停止过程中连续进行均匀充电，在因电梯启动而中断均匀充电的情况下，通过利用计时器的充电时间计算以及电梯驱动时的充放电量的计算的充电时间进行补正，从而能够在均匀充电重新开始后结束充电量充足的均匀充电。
实施例7参见附图来说明本发明实施例7的电梯控制装置。本发明实施例7的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明本实施例7的电梯控制装置的工作。图9是表示根据本发明实施例7的电梯控制装置均匀充电实施日判断的流程图。
在图9中，充放电控制回路12从内藏的计时器12T中获得现在时刻，当经过了从存储在存储器等中的实施上次均匀充电的时日起预定的如两天以上的时间时，进行均匀充电(步骤700-703)。均匀充电结束后，从计时器12T中获得该时间的将其存在存储器等中(步骤704-705)。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，不进行每天的均匀充电，即通过降低均匀充电频率而能够节省用电费。
实施例8参见附图来说明本发明实施例8的电梯控制装置。本发明实施例8的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
下面，参见附图来说明本实施例8的电梯控制装置的工作。图10是表示根据本发明实施例8的电梯控制装置均匀充电实施星期天数判断的流程图。
在图10中，充放电控制回路12从内藏的计时器12T中获知现在是星期几，在那天是设定的星期天数时，进行均匀充电(步骤800-804)。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，除了与上述实施例7同样的效果以外，在一周中电梯使用频率低的日子里，如对办公大楼来说就设定为星期日，也获得了与上述实施例4相同的效果。
实施例9参见附图来说明本发明实施例9的电梯控制装置。本发明实施例9的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明实施例9的电梯控制装置的工作。图11是表示根据本发明实施例9的电梯控制装置均匀充电结束后的充电状态管理的流程图。
在图11中，在均匀充电结束后测量蓄电装置10的开放电压，根据测量结果来设定电梯驱动时所用的蓄电装置10的充电状态范围(步骤900-903)。
就是说，充放电控制回路12通过电压计17测量出蓄电装置10的开放电压以推断蓄电装置10的老化程度。根据老化程度来判断蓄电装置10的充电状态。在新蓄电装置10的情况下，在均匀充电结束后，其充电状态为100％，在旧蓄电装置10的情况下，均匀充电后的充电状态因老化而不能达到100％。
因此，在均匀充电后的蓄电装置10的充电状态与老化程度无关、被通常定义为100％的情况下，充放电控制回路12将新蓄电装置的充电状态利用范围例如设定为50％-80％，在根据测定开放电压判断蓄电装置10正在老化时，例如，将所述利用范围设定为55％-85％。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，能够根据均匀充电结束后达到预定基准状态的蓄电装置10的开放电压来掌握蓄电装置10的老化状态，并且通过把电梯驱动所用的蓄电装置10的充电状态范围设定为与老化状态相符而更有效地充放电，而且能够确保紧急时所需的电力是充足的。
实施例10参见附图来说明本发明实施例10的电梯控制装置。本发明实施例10的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明实施例10的电梯控制装置的工作。图12是表示根据本发明实施例10的电梯控制装置均匀充电结束后的充电状态管理的流程图。
在图12中，在均匀充电结束后，将由充放电控制回路12所掌握的蓄电装置10的充电状态补正为预定值(步骤1000-1002)。就是说，充放电控制回路12例如根据由电压计17测出的蓄电装置10电压和由电流计15测出的充电电流而累计充电量并且掌握蓄电装置10的充电状态。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，根据电梯驱动过程中的蓄电装置10充放电量，依次累计由充放电控制回路12所掌握的蓄电装置10的充电状态的误差并且区分是在均匀充电结束后的基准状态还是在一定充电状态，从而能够通过补正到预定充电状态的方式来消除充电状态的误差，并且能够进行正确的充电状态管理。
实施例11在上述实施例10中，补正均匀充电结束后的蓄电装置10的充电状态的设定值也可以因在均匀充电结束后是充满状态而被设定为100％，在这样的情况下，也获得了同样的效果。
实施例12在上述实施例10中，补正均匀充电结束后的蓄电装置10的充电状态的设定值也可以在通过均匀充电结束后的蓄电装置10的开放电压来推测蓄电装置10的老化程度，根据推测结果从100％开始进行补正，在这样的情况下，除了获得相同效果外，通过考虑老化程度更正确地区分充电状态，从而能够确保紧急时所需的电力是充足的。
实施例13参见附图来说明本发明实施例13的电梯控制装置。本发明实施例13的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明本实施例13的电梯控制装置的工作。图13是表示根据本发明实施例13的电梯控制装置均匀充电和充电状态管理的流程图。图14是表示根据本发明实施例13的电梯控制装置的额定电流充电的详细操作的流程图。
在图13中，均匀充电是进行多阶段的额定电流充电的充电(步骤1300-1303)。就是说，例如在设n＝5的情况下，充放电控制回路12在第一阶段额定电流为12A的情况下进行充电，随后额定电流值降低。
在各自的阶段内，如图14所示，充放电控制回路12在以额定电流充电过程中逐次计算蓄电装置10的充电状态，在充电状态超过100％时，即使还进行充电，充电状态也只是100％，在充电结束时，转向下个阶段(步骤1310-1313)。
就是说，例如在第1阶段-第4阶段的额定电流充电过程中，当在步骤1313中通过电压计17测出的电压达到预定电压时，充放电控制回路12进行下一阶段的额定电流充电。而例如在最后第5阶段的小额定电流充电过程中，充放电控制回路12在步骤1313中经过预定时间结束充电，从而结束了均匀充电。
在具有这样结构的情况下工作的电梯控制装置中，通过改变充电电流进行多阶段额定电流充电，从而能够快速进行均匀充电，而且通过不作为蓄电电能地使用惰性物质激活所用电能，从而能够正确地掌握均匀充电结束后的充电状态。
实施例14参见附图来说明本发明实施例14的电梯控制装置。本发明实施例14的电梯控制装置的结构与上述实施例1一样。
以下，参见附图来说明实施例14的电梯控制装置的工作。图15是表示根据本发明实施例14的电梯控制装置的均匀充电电流的PMW控制法的PMW波形图。
在图15中，充电电流I在预定PMW周期T的期间内在开关件28接通的期间Ton内增大，在断开的期间Toff内减小。在图15中，表示出了1个周期T的平均电流等于电流指令值Iref的正常状态。
充放电控制回路12对应于电流指令值Iref计算充放电回路11的开关件28的接通时间Ton。首先，分别用电流计15、电压计13、17测出在PMW周期T开始时即在开关件28接通时的充电电流Ion、母线电压(电容器3电压)Vc、蓄电装置10的电压VB，在如图15所示充电电流为正常状态的情况下，以下公式(1)成立。在这里，L是充放电回路11的电抗线圈的电感，Ion＝Iref-(Vc-VB)VBT/2LVc (1)因此，利用电流指令值Iref的平均电流控制能够通过对公式(1)右边为指令值的Ion的控制实现。因此，充放电控制回路12以在所测Ion、Vc、VB、为定数时采用T、L并且在PMW周期末端即下次PMW周期开始时的电流Ion＇为控制对象，通过公式(2)来计算Ton。不过，0≤Ton≤T。
Ton＝(Iref-Ion)L/Vc+(Vc+VB)VBT/2Vc2(2)在具有这样构成并这样工作的电梯控制装置中，在从电流控制开始后到正常状态期间内，由于Ton＝T，所以能够尽可能早地达到正常状态。
此外，与在平均电流计算中必须测出PMW周期中的最大值与最小值两个值相比，可以只检测最小电流值地进行平均电流控制。
另外，以平均电流进行控制时，由于最大值和最小值不一致而易发散的电流脉动增大，相反地，由于以被设定为等于电流指令值的电流值为控制目标，所以没有产生发散的电流脉动，所以能够抑制由设计决定的电流脉动，蓄电装置10发热也能得到抑制。
另外，尽管在以上说明中描述的是充电时的情况，但上述说明能够同样适用于放电时的情况。
权利要求
1.一种电梯控制装置，它配备有对交流电进行整流并且转换成直流电的整流器、将前述直流电转换成变频变压交流电的变换器、根据前述变频变压交流电来控制电动机并且使电梯运行的控制器，其特征在于，它还包括储存前述直流电的蓄电装置；充放电控制回路，就在均匀充电结束后，在所述蓄电装置的充电状态在预定值以上的情况下，当将再生电力补充到所述蓄电装置中时，所述充放电控制回路把充电电流控制为预定电流值并输出驱动信号；根据所述驱动信号而给所述蓄电装置充入所述再生电力的充放电回路。
全文摘要
过去，通常为确保再生电力充电余量而不使蓄电池充电状态达到100％，结果，在蓄电池内部产生了惰性物质，所以存在着蓄电池的识别充电容量降低并且蓄电池寿命缩短的问题。在配备有对交流电进行整流并且转换成直流电的整流器、将前述直流电转换成变频变压交流电的变换器、根据前述电压变频变压交流电来控制电动机并且使电梯运行的控制器的电梯控制装置中，它还包括储存前述直流电的蓄电装置10；就在均匀充电结束后马上在可放出电力范围内增加来自电梯驱动时的所述蓄电装置的放电量地输出驱动信号的充放电控制回路12；蓄电装置根据所述驱动信号放电的充放电回路11。能够有效利用放电电能并且快速放电，直到能够补充再生电力的充电状态。
文档编号B66B1/30GK1696037SQ200410002268
公开日2005年11月16日 申请日期2001年1月22日 优先权日2000年2月28日
发明者富永真志, 菅郁朗, 田岛仁, 荒木博司, 小林和幸 申请人:三菱电机株式会社