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JP4089824B2 - Surplus energy recovery device - Google Patents

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JP4089824B2
JP4089824B2 JP2003274365A JP2003274365A JP4089824B2 JP 4089824 B2 JP4089824 B2 JP 4089824B2 JP 2003274365 A JP2003274365 A JP 2003274365A JP 2003274365 A JP2003274365 A JP 2003274365A JP 4089824 B2 JP4089824 B2 JP 4089824B2
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Description

本発明は、モータの回生エネルギなどの余剰エネルギを商用系統に回収する余剰エネルギの回収装置に関する。   The present invention relates to a surplus energy recovery device that recovers surplus energy such as regenerative energy of a motor to a commercial system.

エレベータのかごを上昇駆動する電動機であるモータからは、かごを自重で下降する際、回生エネルギが発生され、或る先行技術では、この回生エネルギを抵抗に供給してジュール熱を発生させ、熱放散する。この先行技術の問題は、回生エネルギが熱放散されることにあり、したがって回生エネルギを有効に利用することが望まれる。   A motor, which is an electric motor that drives the elevator car up, generates regenerative energy when the car is lowered by its own weight. In some prior art, this regenerative energy is supplied to a resistor to generate Joule heat, Dissipate. The problem with this prior art is that the regenerative energy is dissipated, so it is desirable to make effective use of the regenerative energy.

他の先行技術は、図8に示される。商用系統1の商用交流電力は、ライン2から変換回路3を経てモータ4に与えられる。変換回路3は、ライン2の交流を直流に変換するコンバータ5と、そのコンバータ5からライン6を介する直流を、交流に変換するインバータ7とを有し、インバータ7の交流出力が、モータ4に与えられる。モータ4は、たとえばエレベータのかごを上昇する働きを果たす。かごが下降するときにモータ4が発生する回生エネルギは、インバータ7によって直流に変換され、変換回路3に備えられるもう1つのインバータ8によって交流化され、ライン2を介して商用系統に連系されて回収される。さらにライン2は、その他の装置9に接続されて電力が供給され、装置9の余剰エネルギは、インバータ11を介してライン2の商用系統に連系されて回収される。ライン2には、電源装置12であるたとえば燃料電池13からの電力が、インバータ14によって交流化されて与えられる。また他の電源装置15の同期発電機16からの電力は、コンバータ17によって直流化され、インバータ18によって交流化されてライン2に与えられ、こうして商用系統1の連系が行われる。   Another prior art is shown in FIG. The commercial AC power of the commercial system 1 is given from the line 2 to the motor 4 through the conversion circuit 3. The conversion circuit 3 includes a converter 5 that converts the alternating current of the line 2 into direct current, and an inverter 7 that converts the direct current from the converter 5 via the line 6 into alternating current, and the alternating current output of the inverter 7 is supplied to the motor 4. Given. The motor 4 functions to elevate an elevator car, for example. The regenerative energy generated by the motor 4 when the car descends is converted to direct current by the inverter 7, converted to alternating current by another inverter 8 provided in the conversion circuit 3, and connected to the commercial system via the line 2. Collected. Further, the line 2 is connected to another device 9 to be supplied with electric power, and surplus energy of the device 9 is connected to the commercial system of the line 2 via the inverter 11 and recovered. The line 2 is supplied with electric power from, for example, the fuel cell 13 that is the power supply device 12 by being converted into an alternating current by the inverter 14. Moreover, the electric power from the synchronous generator 16 of the other power supply device 15 is converted into a direct current by the converter 17, converted into an alternating current by the inverter 18, and supplied to the line 2, and thus the commercial system 1 is interconnected.

図8に示される先行技術の新たな問題は、回生エネルギを発生する前述のモータ4および装置9毎に、個別的なインバータ8,11を設置する必要があり、構成が大形化し、また設備費用が高くなることである。   The new problem of the prior art shown in FIG. 8 is that it is necessary to install individual inverters 8 and 11 for each of the motors 4 and the devices 9 that generate regenerative energy. The cost is high.

本発明の目的は、モータの回生エネルギ等を回収し、余剰エネルギを効果的に再利用し、しかも構成を簡略化することができるようにした余剰エネルギの回収装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a surplus energy recovery device that recovers regenerative energy of a motor, effectively reuses surplus energy, and simplifies the configuration.

発明は、複数の各モータと、
各モータ毎に設けられ、商用系統の交流電力を直流化する複数のコンバータ25と、
各コンバータからの直流出力を交流化してモータに与え、モータからの交流の回生エネルギを直流化する複数の第1インバータ27と、
直流母線と、
各第1インバータからの直流出力を、直流母線に共通にそれぞれ連系して与える複数の回生エネルギ用連系回路33と、
直流母線の直流を交流化して商用系統に連系する第2インバータ34とを含むことを特徴とする余剰エネルギの回収装置である。
The present invention includes a plurality of motors,
A plurality of converters 25 that are provided for each motor and convert the AC power of the commercial system into DC,
A plurality of first inverters 27 that convert the DC output from each converter into an alternating current and apply it to the motor, and convert the alternating current regenerative energy from the motor into a direct current;
DC bus,
A plurality of regenerative energy interconnection circuits 33 for providing a DC output from each first inverter in common with a DC bus;
The surplus energy recovery apparatus includes a second inverter 34 that is connected to a commercial system by converting the direct current of the direct current bus into an alternating current.

また本発明は、商用系統以外の電源38,43と、
電源の出力を、前記直流母線に連系して与える電源用連系回路41,46とを含むことを特徴とする。
The present invention also includes power sources 38 and 43 other than the commercial system,
And power supply interconnection circuits 41 and 46 that supply the output of the power supply in association with the DC bus.

本発明に従えば、複数の各モータには、商用系統の交流電力が、コンバータによって直流に変換され、この変換された直流出力は、第1インバータによって交流に変換されて、各モータに供給される。モータは、たとえば誘導電動機、同期電動機などの電動機である。   According to the present invention, the AC power of the commercial system is converted into direct current by the converter in each of the plurality of motors, and the converted direct current output is converted into alternating current by the first inverter and supplied to each motor. The The motor is an electric motor such as an induction motor or a synchronous motor.

複数の各モータは、それらが独立してたとえばランダムに動作され、たとえば複数の各エレベータのかご毎に、それらのかごを個別的に上昇するモータであって、かごの下降時、回生エネルギを発生する構成であってもよく、または軸流ポンプもしくは遠心ポンプなどのポンプを駆動するモータであって、回転の慣性によって回生エネルギを発生する構成であってもよく、そのほかの負荷を駆動するモータであってもよく、そのほかの負荷を駆動して慣性などによる回生エネルギを発生する構成であってもよい。   Each of the plurality of motors is independently operated, for example, at random, for example, for each elevator car, a motor that individually raises the car, and generates regenerative energy when the car descends Or a motor that drives a pump such as an axial flow pump or a centrifugal pump that generates regenerative energy by the inertia of rotation, or a motor that drives other loads. There may be a configuration in which other loads are driven to generate regenerative energy due to inertia or the like.

モータからの交流の回生エネルギは、前記第1インバータによって直流化され、回生エネルギ用連系回路によって直流母線に連系して直流電力が与えられる。この直流母線には、第2インバータが接続され、直流母線の直流が第2インバータによって交流化されて商用系統に連系される。したがって第2インバータは、たとえば単一個であってもよく、複数の各モータ毎に第2インバータを個別的に設置する必要はなく、その結果、構成の簡略化が図られる。また回生エネルギ用連系回路の働きによって、モータの回生エネルギの電圧が異常に高くなることが防がれ、これによって絶縁破壊が防がれるとともに、電気回路素子の破損が防がれる。   The AC regenerative energy from the motor is converted to DC by the first inverter, and DC power is applied to the DC bus by the regenerative energy interconnection circuit. A second inverter is connected to the DC bus, and the DC of the DC bus is converted into an AC by the second inverter and linked to a commercial system. Therefore, the second inverter may be a single unit, for example, and it is not necessary to individually install the second inverter for each of a plurality of motors, and as a result, the configuration can be simplified. The regenerative energy interconnection circuit prevents the motor regenerative energy voltage from becoming abnormally high, thereby preventing dielectric breakdown and preventing damage to the electric circuit elements.

この直流母線には、商用系統以外の分散型電源、たとえば燃料電池または同期発電機などが、電源用連系回路を介して連系され、電源からの電力が直流母線に与えられる。こうして電源から与えられた直流母線の電力は、前述の第2インバータを介して商用系統に連系されて与えられる。   A distributed power source other than the commercial system, such as a fuel cell or a synchronous generator, is connected to the DC bus via a power supply interconnection circuit, and power from the power source is applied to the DC bus. In this way, the power of the DC bus provided from the power source is provided by being linked to the commercial system via the second inverter.

また本発明は、モータと、
商用系統の交流電力を直流化するコンバータ25と、
コンバータからの直流出力を交流化してモータに与え、モータからの交流の回生エネルギを直流化する第1インバータ27と、
直流母線と、
第1コンバータからの直流出力を、直流母線に連系して与える第1連系回路33と、
商用系統以外の電源38,43と、
前記電源の出力と直流母線の出力とを、商用系統に連系して与える第2インバータ72,74と、
直流母線の直流を、第2インバータに連系して与える第2連系回路77,81とを含むことを特徴とする余剰エネルギの回収装置である。
The present invention also includes a motor,
A converter 25 for converting commercial AC power to DC;
A first inverter 27 that converts the DC output from the converter into an alternating current and applies it to the motor, and converts the AC regenerative energy from the motor into a direct current;
DC bus,
A first interconnection circuit 33 for providing a DC output from the first converter in linkage with a DC bus;
Non-commercial power sources 38, 43;
Second inverters 72 and 74 for providing the output of the power source and the output of the DC bus in connection with a commercial system;
A surplus energy recovery device comprising: second interconnection circuits 77 and 81 for providing a direct current of a direct current bus to a second inverter.

また本発明は、直流母線には、蓄電体84が接続されることを特徴とする。
また本発明は、前記電源は、
燃料電池38および/または
回転発電機43であることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a power storage unit 84 is connected to the DC bus.
In the present invention, the power source is
It is the fuel cell 38 and / or the rotary generator 43.

本発明に従えば、図7に関連して後述されるように、商用系統の交流電力がコンバータによって直流化され、このコンバータからの直流出力が第1インバータによって交流化されて、1または複数のモータに、与えられる。モータからの交流の回生エネルギは、前述の第1インバータによって直流化され、第1連系回路によって単一の共通の直流母線に与えられる。商用系統以外の電源、たとえば分散型電源である燃料電池または原動機によって駆動される同期発電機などの出力は、第2インバータによって交流化されて商用系統に連系される。この第2インバータには、直流母線の直流電力の出力が、第2連系回路によって連系されて与えられる。こうして直流母線の出力もまた、商用系統に、第2連系回路および第2インバータを介して与えられる。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIG. 7, the AC power of the commercial system is converted to DC by the converter, and the DC output from the converter is converted to AC by the first inverter. Given to the motor. The AC regenerative energy from the motor is converted into a direct current by the first inverter described above, and given to a single common direct current bus by the first interconnection circuit. Outputs from a power source other than the commercial system, for example, a fuel cell that is a distributed power source or a synchronous generator driven by a prime mover, are converted into an alternating current by the second inverter and linked to the commercial system. The second inverter is supplied with the output of the DC power of the DC bus connected to the second inverter by the second interconnection circuit. Thus, the output of the DC bus is also given to the commercial system via the second interconnection circuit and the second inverter.

モータの回生エネルギや分散型電源の制御遅れによって、直流母線の電圧が異常に高くなることを確実に防ぐために、直流母線には、蓄電体が接続されてもよい。蓄電体は、(a)たとえば蓄電池などの2次電池であってもよいが、(b)直流母線の直流電力によって駆動されるモータと、そのモータによってフライホイルを回転駆動するようにした構成を有してもよく、さらに(c)超伝導コイル素子を含んで電流が流れ続けるようにした構成であってもよく、(d)その他の構成によって実現されてもよい。   In order to reliably prevent the voltage of the DC bus from becoming abnormally high due to the regenerative energy of the motor or the control delay of the distributed power source, a power storage unit may be connected to the DC bus. The power storage unit may be (a) a secondary battery such as a storage battery, but (b) a motor driven by the DC power of the DC bus, and a configuration in which the flywheel is driven to rotate by the motor. (C) a configuration in which a current continues to flow including a superconducting coil element may be included, and (d) other configurations may be realized.

本発明によれば、モータの回生エネルギを直流母線に与えて、たとえば単一のインバータによって商用系統に連系し、これによって構成の簡略化を図ることができるとともに、回生エネルギを商用系統に送って回収することができ、さらにまた直流母線における回収エネルギによる異常に高い電圧が発生することを防ぐことができる。   According to the present invention, the regenerative energy of the motor is applied to the DC bus and connected to the commercial system by, for example, a single inverter, thereby simplifying the configuration and sending the regenerative energy to the commercial system. Furthermore, it is possible to prevent an abnormally high voltage from being generated due to the recovered energy in the DC bus.

本発明によれば、従来から、個別的な装置毎に余剰エネルギの回収のための対策を採る場合、装置毎の容量が必要になるので、装置コストが多大になっていたけれども、本発明によれば、容量の低減を図ることができ、複数の装置を容易に直流母線に関連して接続することができるようになる。さらに先行技術では、個別的な装置毎の直流部の電圧、電流の値、方式は様々であるので、これらをまとめて接続することは不可能であったが、本発明によれば、様々な種類の装置を、直流母線に関連して接続することができるようになり、余剰エネルギの回収が確実になる。さらに本発明では、電気エネルギを活用させる機能だけではなく、電気エネルギの供給を行うことも可能であり、電力供給源としての本発明の実施が可能になる。   According to the present invention, conventionally, when measures for recovering surplus energy are taken for each individual device, the capacity of each device is required, and thus the device cost has become enormous. Accordingly, the capacity can be reduced, and a plurality of devices can be easily connected in relation to the DC bus. Furthermore, in the prior art, since the voltage, current value, and method of the DC unit for each individual device are various, it was impossible to connect them together. A device of the kind can be connected in connection with the DC bus, ensuring the recovery of surplus energy. Furthermore, in the present invention, not only a function of utilizing electric energy but also electric energy can be supplied, and the present invention can be implemented as a power supply source.

図1は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示すブロック図である。商用系統21からライン22を介する交流電力は、複数の各モータ23に、各モータ23毎の変換回路24を介して供給される。変換回路24は、ライン22の交流電力を直流化してライン26に導出するコンバータ25と、ライン26を介するコンバータ25からの直流出力を交流化してモータ23に与える第1インバータ27とを含む。モータ23と変換回路24との組合せは、複数組、設けられ、これらの各モータ23は、独立してたとえばランダムに動作するエレベータのかごを駆動するモータであってもよく、または軸流ポンプもしくは遠心ポンプなどのポンプを駆動するモータであってもよく、そのほかの負荷のモータであってもよい。モータ23は、誘導電動機または同期電動機などの電動機によって実現される。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. AC power from the commercial system 21 via the line 22 is supplied to a plurality of motors 23 via a conversion circuit 24 for each motor 23. The conversion circuit 24 includes a converter 25 that converts the AC power of the line 22 into DC and derives it to the line 26, and a first inverter 27 that converts the DC output from the converter 25 via the line 26 into AC and supplies it to the motor 23. A plurality of combinations of the motor 23 and the conversion circuit 24 are provided, and each of these motors 23 may be a motor that drives an elevator car that operates independently, for example, at random, or an axial pump or A motor for driving a pump such as a centrifugal pump may be used, and a motor with another load may be used. The motor 23 is realized by an electric motor such as an induction motor or a synchronous motor.

直流母線31には、モータ23の回生エネルギが、第1インバータ27によって直流化され、ライン32を介して回生エネルギ用連系回路33に与えられ、この連系回路33の出力が、直流母線31に与えられる。直流母線31の直流電力は、第2インバータ34によって交流化され、ライン22を介して商用系統21に連系される。   In the DC bus 31, the regenerative energy of the motor 23 is converted to DC by the first inverter 27, and is supplied to the regenerative energy interconnection circuit 33 via the line 32. The output of the interconnection circuit 33 is supplied to the DC bus 31. Given to. The direct current power of the direct current bus 31 is converted into an alternating current by the second inverter 34 and connected to the commercial system 21 via the line 22.

ライン22を介する商用系統21の交流電力はまた、余剰エネルギを発生する装置35に与えられて、その装置35が駆動される。装置35は、RF(レドックスフロー)やNaS電池等の電力貯蔵装置やそのほかの構成であってもよく、電力を供給した後、その電力の供給を遮断し、余剰エネルギを発生する構成であればよい。装置35の回生エネルギである直流電力は、回生エネルギ用連系回路37を経て、母線31に連系される。   The AC power of the commercial system 21 via the line 22 is also supplied to the device 35 that generates surplus energy, and the device 35 is driven. The device 35 may be a power storage device such as an RF (redox flow) or NaS battery, or any other configuration, as long as it supplies power and then cuts off the power supply to generate surplus energy. Good. The DC power that is the regenerative energy of the device 35 is linked to the bus 31 via the regenerative energy interconnection circuit 37.

直流母線31にはまた、分散型電源を構成する燃料電池38からの直流電力がライン39を経て電源用連系回路41によって母線31に連系される。また電源装置42では、たとえば内燃機関などの原動機などによって回転駆動される回転発電機、たとえば同期発電機43の交流電力は、コンバータ44によって直流化され、ライン45から、電源用連系回路46によって母線31に連系されて与えられる。分散型電源として前述のように燃料電池28および電源装置42が各連系回路41,46を介して直流母線31に接続される構成において、分散型電源の制御機能と連携し、必要となる電力が分散型電源から出力されるように、電源用連系回路41,46が制御動作を行う。   Further, DC power from the fuel cell 38 constituting the distributed power source is connected to the DC bus 31 via the line 39 by the power supply interconnection circuit 41 to the bus 31. Further, in the power supply device 42, for example, AC power of a rotary generator that is driven to rotate by a prime mover such as an internal combustion engine, for example, a synchronous generator 43, is converted into a direct current by a converter 44, and from a line 45 by a power interconnection circuit 46 It is given by being linked to the bus 31. As described above, in the configuration in which the fuel cell 28 and the power supply device 42 are connected to the DC bus 31 via the interconnection circuits 41 and 46 as described above as a distributed power source, the required power is linked with the control function of the distributed power source. Are output from the distributed power supply, the power interconnection circuits 41 and 46 perform the control operation.

ライン32,36の出力電圧は、たとえば300Vであってもよく、また燃料電池38からライン39に導出される直流電圧は、たとえば30Vである。電源装置42からライン45に導出される直流電圧は、たとえば300Vであってもよい。直流母線31の直流電圧は、たとえば300Vであってもよい。連系回路33,37,41,46は、このような電圧および/または電流の制御を行って母線31に直流電力を出力し、余剰電気エネルギを一括して交流にインバータ34によって変換して商用電力に回生する。   The output voltage of the lines 32 and 36 may be 300V, for example, and the DC voltage derived from the fuel cell 38 to the line 39 is 30V, for example. The DC voltage derived from the power supply device 42 to the line 45 may be 300 V, for example. The DC voltage of the DC bus 31 may be 300V, for example. The interconnection circuits 33, 37, 41, and 46 perform such voltage and / or current control, output DC power to the bus 31, and convert surplus electrical energy to AC in a batch by the inverter 34 for commercial use. Regenerate to electric power.

図2は、コンバータ25の具体的な構成を示す電気回路図である。商用系統22は、たとえば三相交流電源であり、ライン22の各相は、正の半サイクルでダイオードD1〜D3を介してライン26に直流電力を供給し、負の半サイクルでダイオードD4〜D6を介して電力を供給する。ダイオードD1,D4は直列接続され、ダイオードD2,D5は直列接続され、ダイオードD3,D6は直列接続され、これらの各直流回路は、一対のライン26間に接続される。   FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of the converter 25. The commercial system 22 is, for example, a three-phase AC power source, and each phase of the line 22 supplies DC power to the line 26 via the diodes D1 to D3 in the positive half cycle, and the diodes D4 to D6 in the negative half cycle. Power is supplied through. The diodes D1 and D4 are connected in series, the diodes D2 and D5 are connected in series, the diodes D3 and D6 are connected in series, and each of these DC circuits is connected between a pair of lines 26.

図3は、インバータ27の具体的な構成を示す電気回路図である。一対のライン26間には、コンデンサ51が接続され、これらのライン26間には、直列接続されたトランジスタTr1〜Tr6から成る直列回路が並列に接続され、これらのトランジスタTr1〜Tr6から成る直列回路の各接続点には、三相交流のライン28がそれぞれ接続される。トランジスタTr1〜Tr6には、制御回路52からスイッチング制御信号が個別的に与えられ、これらのトランジスタTr1〜Tr6によりパルス幅変調される。スイッチング素子であるトランジスタTr1〜Tr6に代えて、GTO,IGBT(Insulated Gate
Bipolar Transistor)などによって実現されてもよい。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of the inverter 27. A capacitor 51 is connected between the pair of lines 26, and a series circuit composed of transistors Tr1 to Tr6 connected in series is connected in parallel between these lines 26, and a series circuit composed of these transistors Tr1 to Tr6. A three-phase AC line 28 is connected to each connection point. A switching control signal is individually given to the transistors Tr1 to Tr6 from the control circuit 52, and pulse width modulation is performed by these transistors Tr1 to Tr6. Instead of the transistors Tr1 to Tr6 which are switching elements, GTO, IGBT (Insulated Gate)
Bipolar Transistor) or the like.

こうして余剰電気エネルギをまとめて単一のインバータ34で直流から交流に変換するので、インバータ34の容量は小さいもので済むという利点がある。   In this way, surplus electric energy is collectively converted from direct current to alternating current by a single inverter 34, so that there is an advantage that the capacity of the inverter 34 can be small.

図4は、回生エネルギ用連系回路33の具体的な構成を示すブロック図である。DC/DCコンバータ54は、直流母線31とライン32との間に介在され、このDC/DCコンバータ54は、制御回路55によって制御される。こうして制御回路55は、電流制御方式、電圧制御方式または電力制御方式であり、たとえば電圧制御方式であれば、予め設定された入力部の電圧と、現在の入力部の電圧とを比較し、ライン32の入力部電圧が設定された電圧を超えて上昇したとき、その上昇を抑えるようにして、直流母線31に直流電力を与える。   FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of the regenerative energy interconnection circuit 33. The DC / DC converter 54 is interposed between the DC bus 31 and the line 32, and the DC / DC converter 54 is controlled by the control circuit 55. Thus, the control circuit 55 is a current control method, a voltage control method, or a power control method. For example, in the case of the voltage control method, the voltage of the input unit set in advance is compared with the voltage of the current input unit, When the input voltage of 32 rises above the set voltage, DC power is applied to the DC bus 31 so as to suppress the rise.

図5は、本発明の実施の他の形態の連系回路57の構成を示すブロック図である。前述の実施の形態では、回生エネルギの直流電流はライン32に出力される構成であるが、図5の実施の形態では、ライン32には、交流電力が導出される。この交流電力は、ライン32からAC/DCコンバータ58に与えられ、直流化され、直流母線31に連系されて与えられる。AC/DCコンバータ58は、制御回路59によってその動作が制御され、この制御回路59は、電流制御方式、電圧制御方式または電力制御方式によって、AC/DCコンバータ58を制御する。   FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the interconnection circuit 57 according to another embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, a DC current of regenerative energy is output to the line 32, but in the embodiment of FIG. 5, AC power is derived to the line 32. This AC power is supplied from the line 32 to the AC / DC converter 58, converted to DC, and connected to the DC bus 31. The operation of the AC / DC converter 58 is controlled by a control circuit 59, and the control circuit 59 controls the AC / DC converter 58 by a current control method, a voltage control method, or a power control method.

図6は、前述の図1〜図4に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。モータ23の回生エネルギによって、ライン32には、図6(1)に示される電流が導出され、回生エネルギが連系回路33によって直流母線31に連系されて導出される。モータ23は、たとえばエレベータのかごを昇降駆動するモータであって、そのエレベータのかごがランダムに下降されるとき、1つのモータ23から回生エネルギが発生される。さらに他のエレベータのために設けられた他のモータ23の回生エネルギによって同様なライン32には、図6(2)に示される電流が導出される。これらの複数の各ライン32に導出される電流は、回生エネルギ用連系回路33から直流母線31に予め定める一定の電圧、たとえば300Vで与えられるので、回生エネルギの前記電流は、そのまま回生エネルギ、すなわち電力に対応した値である。さらにその他の装置35からライン36には、図6(3)に示される回生エネルギの電流が導出され、回生エネルギ用連系回路37によって直流母線31に与えられる。これらの図6(1)〜図6(3)にそれぞれ示される各電流は、ランダムに発生され、これらの電流は、直流母線31に与えられることによって、直流母線31では、図6(4)の参照符61で示されるように電流、したがって回生エネルギである電力が得られる。   FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIGS. With the regenerative energy of the motor 23, the current shown in FIG. 6 (1) is derived to the line 32, and the regenerative energy is derived by being interconnected to the DC bus 31 by the interconnection circuit 33. The motor 23 is, for example, a motor that drives an elevator car up and down, and regenerative energy is generated from one motor 23 when the elevator car is lowered at random. Furthermore, the electric current shown in FIG. 6B is derived to the similar line 32 by the regenerative energy of another motor 23 provided for another elevator. Since the current derived from each of the plurality of lines 32 is given to the DC bus 31 from the regenerative energy interconnection circuit 33 at a predetermined voltage, for example, 300 V, the current of the regenerative energy is directly applied to the regenerative energy, That is, it is a value corresponding to electric power. Furthermore, the regenerative energy current shown in FIG. 6 (3) is derived from the other device 35 to the line 36, and is supplied to the DC bus 31 by the regenerative energy interconnection circuit 37. Each of the currents shown in FIGS. 6 (1) to 6 (3) is randomly generated, and these currents are given to the DC bus 31 so that the DC bus 31 has the current shown in FIG. 6 (4). As shown by reference numeral 61, a current, and hence electric power that is regenerative energy is obtained.

この直流母線31には、前述のように燃料電池38および電源装置42からライン39,45を介して電力が供給され、電源用連系回路41,46からの電力が直流母線31に与えられ、これらの各燃料電池38および電源装置42からの直流母線31に与えられる追加的な電力は、図6(4)の参照符62で示されるように、分散型電源38,42によって、凹凸を緩やかにすることができる。こうして直流母線31には、合成された回生エネルギ61ならびに燃料電池38および電源装置42からの追加的な電力62が加算された電力63が、インバータ34によって交流化されて商用系統21に与えられる。   As described above, power is supplied to the DC bus 31 from the fuel cell 38 and the power supply device 42 via the lines 39 and 45, and power from the power interconnection circuit 41 and 46 is applied to the DC bus 31. The additional power applied to the DC bus 31 from each of the fuel cells 38 and the power supply device 42 is gradually uneven by the distributed power sources 38 and 42 as indicated by reference numeral 62 in FIG. Can be. In this way, the combined regenerative energy 61 and the electric power 63 obtained by adding the additional electric power 62 from the fuel cell 38 and the power supply device 42 are converted into an alternating current by the inverter 34 and supplied to the commercial system 21.

図7は、本発明の実施の他の形態の余剰エネルギの回収装置の全体の構成を示すブロック図である。この実施の形態は部分的に前述の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省く。商用系統21からライン22を介する商用電力は、前述の実施の系統と同様に変換回路24を経てライン28からモータ23に供給されてモータ23が駆動される。また同様に装置35にも、ライン22を介して商用交流電力が与えられる。   FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of a surplus energy recovery apparatus according to another embodiment of the present invention. This embodiment is partially similar to the above-described embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The commercial power from the commercial system 21 via the line 22 is supplied to the motor 23 from the line 28 via the conversion circuit 24 as in the above-described system, and the motor 23 is driven. Similarly, the apparatus 35 is also supplied with commercial AC power via the line 22.

燃料電池38を含む電源装置71および同期発電機43を含む電源装置42からの各電力は、ライン22に与えられる。燃料電池38の直流電力は、インバータ72にライン73を介して与えられる。複数の各モータ23からの回生エネルギは、インバータ27によって直流化され、ライン26からライン32を経て連系回路33によって直流母線31に連携されて与えられる。前記装置35からの回生エネルギの直流電力もまた、ライン36から連系回路37に与えられて直流母線31に連携されて与えられる。電源装置71は、燃料電池38の直流電力を、交流電力に変換して商用系統21に連携するインバータ72を含む。電源装置42は、その電源装置42に含まれる同期発電機43の交流電力を直流化するコンバータ44と、コンバータ44の直流電力をインバータ74にライン75を介して与え、このインバータ74の働きによって、同期発電機43の電力は、商用系統21に連携されて与えられる。   Each power from the power supply device 71 including the fuel cell 38 and the power supply device 42 including the synchronous generator 43 is applied to the line 22. The direct current power of the fuel cell 38 is given to the inverter 72 via the line 73. Regenerative energy from each of the plurality of motors 23 is converted into a direct current by an inverter 27, and is provided in cooperation with a direct current bus 31 by a connection circuit 33 via a line 26 and a line 32. The DC power of regenerative energy from the device 35 is also supplied from the line 36 to the interconnection circuit 37 and is supplied in cooperation with the DC bus 31. The power supply device 71 includes an inverter 72 that converts the DC power of the fuel cell 38 into AC power and cooperates with the commercial system 21. The power supply device 42 converts the alternating current power of the synchronous generator 43 included in the power supply device 42 into direct current, and provides the direct current power of the converter 44 to the inverter 74 via the line 75. The electric power of the synchronous generator 43 is given in cooperation with the commercial system 21.

直流母線31の直流電力は、連系回路77からライン78を介して電源装置71のライン73に連携されて与えられる。この連系回路77およびライン78を介する直流電力は、インバータ72によって、燃料電池38の電力とともに、ライン22を介して商用系統21に連携されて与えられる。   The DC power of the DC bus 31 is supplied from the interconnection circuit 77 via the line 78 in cooperation with the line 73 of the power supply device 71. The DC power through the interconnection circuit 77 and the line 78 is given by the inverter 72 in cooperation with the commercial system 21 through the line 22 together with the power of the fuel cell 38.

モータ23は、単一個であってもよい。こうして商用系統21には、電源装置71,42からの電力がライン22を介して供給されるとともに、モータ23および装置35からランダムに発生する回生エネルギの直流電力は、直流母線31に与えられ、各電源装置71,42に個別的に設けられているインバータ72,74を介して電源本体である燃料電池38および同期発電機43の電力とともに交流化され、ライン22を介して商用系統21に連携される。こうして回生エネルギが無駄に熱放散されて消費されてしまうことがなく、商用系統21に供給されることによって、有効に余剰エネルギを利用することが可能になる。   The motor 23 may be a single piece. Thus, the commercial system 21 is supplied with power from the power supply devices 71 and 42 via the line 22, and DC power of regenerative energy generated randomly from the motor 23 and the device 35 is applied to the DC bus 31. The power is converted into AC together with the power of the fuel cell 38 and the synchronous generator 43, which are power supply bodies, via inverters 72, 74 individually provided in the power supply devices 71, 42, and linked to the commercial system 21 via the line 22. Is done. Thus, the regenerative energy is not wastefully dissipated and consumed, and the surplus energy can be used effectively by being supplied to the commercial system 21.

直流母線31の直流電力はまた、連系回路81からライン82を介して電源装置42のライン75に連携されて与えられる。この直流母線31からの連系回路81およびライン82を介する直流電力は、ライン75からインバータ74に、同期発電機43およびコンバータ44を介する直流電力とともに交流化され、商用系統21にライン22を介して連系されて与えられる。   The DC power of the DC bus 31 is also supplied from the interconnection circuit 81 through the line 82 in cooperation with the line 75 of the power supply device 42. The DC power from the DC bus 31 via the interconnection circuit 81 and the line 82 is converted to AC from the line 75 to the inverter 74 together with the DC power via the synchronous generator 43 and the converter 44, and to the commercial system 21 via the line 22. Given to be connected.

連系回路33,37;77,81によって、電圧および/または電流制御を行い、直流母線31に出力し、余剰電気エネルギを蓄電体84に蓄積し、必要時には電気エネルギとして負荷に供給することができる。こうして余剰の電気エネルギは、分散型電源装置71,42のインバータ72,74を介して商用電力に回生することが可能になり、連系回路33,37;77,81以外の特段の装置を設けなくても、電気エネルギの有効利用を行うことができる。蓄電体84をバッファとして用いることによって、より安定した動作を行うことができるとともに、分散型電源装置71,42の系統連系用インバータ72,74を有していなくても、電気エネルギの有効利用が可能になる。   Voltage and / or current control is performed by the interconnection circuits 33, 37; 77, 81, output to the DC bus 31, surplus electrical energy is stored in the power storage body 84, and is supplied to the load as electrical energy when necessary. it can. In this way, surplus electrical energy can be regenerated into commercial power via the inverters 72 and 74 of the distributed power supply devices 71 and 42, and special devices other than the interconnection circuits 33 and 37; 77 and 81 are provided. Even without this, the electrical energy can be effectively used. By using the power storage unit 84 as a buffer, more stable operation can be performed, and effective use of electric energy can be achieved even if the grid connection inverters 72 and 74 of the distributed power supply devices 71 and 42 are not provided. Is possible.

直流母線31には蓄電体84が接続される。蓄電体84は、直流母線31の直流電力を蓄えることができるとともに、その母線31に与えられる電圧が異常に高くなることを抑制し、絶縁破壊、電気回路素子の破壊などを防ぐ働きをする。図7の実施の形態のそのほかの構成は、前述の実施の形態と同様である。   A power storage unit 84 is connected to the DC bus 31. The power storage unit 84 can store the DC power of the DC bus 31 and suppresses an abnormal increase in the voltage applied to the bus 31 to prevent dielectric breakdown, breakdown of electric circuit elements, and the like. The other configuration of the embodiment of FIG. 7 is the same as that of the above-described embodiment.

本発明は、分散型電源の受電電力一定制御防止装置に関連して実施することができ、またエレベータおよびポンプなどを駆動するモータに関連して実施することができ、前述の図6(4)のように、分散型電源によって電力の凹凸変動が緩やかになる。そのほか不要エネルギを従来では熱として廃棄する装置に関連して余剰エネルギを回収するために、広範囲に実施することができる。   The present invention can be implemented in connection with a device for controlling the constant control of received power of a distributed power source, and can also be implemented in connection with a motor that drives an elevator, a pump, and the like. As described above, the unevenness of the electric power is moderated by the distributed power source. In addition, in order to recover surplus energy in connection with a device that conventionally discards unnecessary energy as heat, it can be widely implemented.

本発明の実施の一形態の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of one Embodiment of this invention. コンバータ25の具体的な構成を示す電気回路図である。3 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of a converter 25. FIG. インバータ27の具体的な構成を示す電気回路図である。3 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of an inverter 27. FIG. 回生エネルギ用連系回路33の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the interconnection circuit 33 for regenerative energy. 本発明の実施の他の形態の連系回路57の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the interconnection circuit 57 of the other embodiment of this invention. 図1〜図4に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of embodiment shown by FIGS. 本発明の実施の他の形態の余剰エネルギの回収装置の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the recovery apparatus of the surplus energy of other form of implementation of this invention. 先行技術の電気回路図である。It is an electrical circuit diagram of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

21 商用系統
23 モータ
24 変換回路
25,44 コンバータ
27,34,72,74 インバータ
38 燃料電池
31 直流母線
33,37,41,46;77,81 連系回路
35 装置
42,71 電源装置
43 同期発電機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Commercial system 23 Motor 24 Conversion circuit 25, 44 Converter 27, 34, 72, 74 Inverter 38 Fuel cell 31 DC bus 33, 37, 41, 46; 77, 81 Interconnection circuit 35 Device 42, 71 Power supply device 43 Synchronous power generation Machine

Claims (5)

複数の各モータと、
各モータ毎に設けられ、商用系統の交流電力を直流化する複数のコンバータと、
各コンバータからの直流出力を交流化してモータに与え、モータからの交流の回生エネルギを直流化する複数の第1インバータと、
直流母線と、
各第1インバータからの直流出力を、直流母線に共通にそれぞれ連系して与える複数の回生エネルギ用連系回路と、
直流母線の直流を交流化して商用系統に連系する第2インバータとを含むことを特徴とする余剰エネルギの回収装置。
Multiple motors ,
A plurality of converters that are provided for each motor and convert the AC power of the commercial system to DC,
A plurality of first inverters that convert the DC output from each converter into an alternating current and apply it to the motor, and convert the alternating current regenerative energy from the motor into a direct current;
DC bus,
A plurality of regenerative energy interconnection circuits for providing a DC output from each first inverter in common with the DC bus;
A surplus energy recovery device comprising: a second inverter connected to a commercial system by converting the direct current of the direct current bus into an alternating current .
商用系統以外の電源と、
電源の出力を、前記直流母線に連系して与える電源用連系回路とを含むことを特徴とする請求項1記載の余剰エネルギの回収装置。
A power supply other than the commercial system
2. The surplus energy recovery apparatus according to claim 1 , further comprising: a power supply interconnection circuit that provides an output of a power supply in association with the DC bus .
モータと、
商用系統の交流電力を直流化するコンバータと、
コンバータからの直流出力を交流化してモータに与え、モータからの交流の回生エネルギを直流化する第1インバータと、
直流母線と、
第1コンバータからの直流出力を、直流母線に連系して与える第1連系回路と、
商用系統以外の電源と、
前記電源の出力と直流母線の出力とを、商用系統に連系して与える第2インバータと、
直流母線の直流を、第2インバータに連系して与える第2連系回路とを含むことを特徴とする余剰エネルギの回収装置。
A motor,
A converter for converting commercial AC power into direct current,
A first inverter that converts the DC output from the converter into an alternating current and applies it to the motor, and converts the alternating current regenerative energy from the motor into a direct current;
DC bus,
A first interconnection circuit that provides a DC output from the first converter in linkage with a DC bus;
A power supply other than the commercial system
A second inverter that provides the output of the power source and the output of the DC bus in connection with a commercial system;
A surplus energy recovery apparatus comprising: a second interconnection circuit that provides a direct current of a direct current bus to a second inverter .
直流母線には、蓄電体が接続されることを特徴とする請求項3記載の余剰エネルギの回収装置。 4. The surplus energy recovery apparatus according to claim 3 , wherein a power storage unit is connected to the DC bus . 前記電源は、
燃料電池および/または
回転発電機であることを特徴とする請求項2〜4のうちの1つに記載の余剰エネルギの回収装置。
The power supply is
Fuel cell and / or
It is a rotary generator , The recovery apparatus of the surplus energy as described in any one of Claims 2-4 characterized by the above-mentioned .
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