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発明の名称 エレベータ制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−70080(P2007−70080A)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
出願番号 特願2005−260822(P2005−260822)
出願日 平成17年9月8日(2005.9.8)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 竹田 順二
要約 課題
交流電源の停電発生時においても、無停電電源装置(UPS)やDC/AC変換装置を用いることなく、モータの冷却ファン等の各機器へ継続して交流電力を供給する。

解決手段
外部の交流電源1から供給される三相交流を電力変換器2で一旦直流に変換して、さらにこの直流をインバータ4で交流に変換してエレベータのかごを上下移動するモータ5に供給するエレベータ制御装置において、交流電源1の停電発生時に、インバータ4を介してモータ5を駆動するために、インバータ4の電力変換器2側に供給された蓄電器8からの直流の一部を電力変換器2で交流に変換して、この交流を交流電源回路25に供給するようにしている。
特許請求の範囲
【請求項1】
交流側端に外部の交流電源が接続され、前記交流側端から入力された前記交流電源からの交流を直流に変換して直流側端へ出力するとともに直流側端から入力された直流を交流に変換して交流側端へ出力する複数のスイッチング素子からなる電力変換器と、
この電力変換器の直流側端から出力された直流を交流に変換してエレベータのかごを上下移動するモータへ供給するインバータと、
前記交流電源の停電発生時に、前記インバータの電力変換器側に直流を供給することによって、前記インバータを介して前記モータを駆動して、エレベータを最寄り階又は所定階へ着床させる蓄電器と
を有したエレベータ制御装置において、
前記交流電源の停電発生時に、前記電力変換器の交流側端を前記交流電源から切離す分離回路と、
前記電力変換器の交流側端に接続され、前記モータの冷却ファンを含む各機器へ供給する交流駆動電力を生成する交流電源回路と、
前記交流電源の停電発生時に、前記インバータの電力変換器側に供給された蓄電器からの直流の一部を前記電力変換器で交流に変換して、この交流を前記交流側端を介して前記交流電源回路に供給するように前記電力変換器を駆動制御する電力変換器駆動制御部と
を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
【請求項2】
前記電力変換器駆動制御部は、
前記交流電源の停電発生時に、前記電力変換器の交流側端における交流出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記電力変換器の交流側端における前記交流電源回路に供給する交流の電圧に基づいて設定された交流基準電圧を出力する基準電圧発生部と、
前記交流基準電圧と前記検出された交流出力電圧との偏差が入力され、この偏差が減少するように電力変換器の複数のスイッチング素子へ各ゲート信号を出力するPWM制御部と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のエレベータ制御装置。
【請求項3】
前記交流電源と前記電力変換器との間に設けられ、前記分離回路と共用され、前記交流電源の正常状態時に前記交流電源から前記電力変換器への交流を通電遮断する動力電源遮断回路と、
前記交流電源と前記交流電源回路との間に設けられた電力供給路と、
この電力供給路に設けられ、前記交流電源の停電発生時に、前記交流電源回路を前記交流電源から切離すサブ分離回路と
を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載のエレベータ制御装置。
【請求項4】
前記交流電源の停電発生時に、前記電圧検出部で検出された交流出力電圧が予め設定された停電発生時異常基準電圧に達したとき、前記電力変換器又は前記交流電源回路の異常と判定する電圧異常検出部を備えたことを特徴とする請求項2記載のエレベータ制御装置。
【請求項5】
前記交流電源の停電発生時に、前記電力変換器の交流側端における交流出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された交流出力電流が予め設定された停電発生時異常電流に達したとき、前記電力変換器又は前記交流電源回路の異常と判定する電流異常検出部と
を備えたことを特徴とする請求項2記載のエレベータ制御装置。
【請求項6】
前記交流電源の停電発生時に前記直流側端に印加された直流を交流に変換して前記交流側端に出力させるために前記電力変換器の各スイッチング素子へ前記PWM制御部から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数を、前記交流電源の正常状態時に前記電力変換器の各スイッチング素子へ前記PWM制御部から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数より高く設定したことを特徴とする請求項2記載のエレベータ制御装置。
【請求項7】
前記交流電源の正常状態時に、前記電力変換器の交流側端における交流入力電流を検出する電流検出部と、
前記電力変換器の交流側端における前記電力変換器に供給する交流の電流に基づいて設定された交流基準電流を出力する基準電流発生部と、
前記PWM制御部へ入力される偏差を、前記交流電源の正常状態又は停電状態に応じて、前記交流基準電圧と前記検出された交流出力電圧との偏差と、前記交流基準電流と前記検出された交流出力電流との偏差との間で切換える切換部と
を備えたことを特徴とする請求項2記載のエレベータ制御装置。
【請求項8】
前記交流電源の正常状態時に、前記電力変換器の直流側端における直流出力電圧を検出する電圧検出部と、前記電力変換器の直流側端における前記インバータに供給する直流の電圧に基づいて設定された直流基準電圧を出力する直流基準電圧発生部とを有し、
前記PWM制御部は、前記交流電源の正常状態時に、前記直流基準電圧と前記検出された直流出力電圧との偏差が減少するように電力変換器の複数のスイッチング素子へ各ゲート信号を出力する
ことを特徴とする請求項2記載のエレベータ制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、外部の交流電源から供給される交流を電力変換器で直流に変換してさらにこの直流をインバータで交流に変換してエレベータのかごを上下移動するモータに供給するエレベータ制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電力消費量を低減するために電力回生制御を実施しているエレベータ制御装置においては、図8に示すように、外部の交流電源1から供給される三相交流を電力変換器2で一旦直流に変換して、さらにこの直流を平滑コンデンサ3でリップル成分を除去したのち、インバータ4で交流に変換してエレベータのかごを上下移動する三相交流電動機からなるモータ5に供給する。電力変換器2及びインバータ4は、スイッチング素子とダイオードとの並列回路をブリッジ接続したPWM(パルス幅変調)コンバータで構成されている。
【0003】
モータ5の力行運転期間においては、インバータ4は電力変換器2で整流された直流を交流に変換してモータ5に供給する。一方、モータ5の回生運転期間においては、モータ5の回生電力はインバータ4で直流に変換されて電力変換器2側に出力され、平滑コンデンサ3でリップル成分が除去されたのち、電力変換器2で三相交流に変換される。電力変換器2で三相交流に変換された再生電力は、交流電源1に送られる。
【0004】
また、エレベータの運転中に交流電源1に停電が発生すると、モータ5が停止して、エレベータのかごが建屋の階と階との間に停止する場合がある。このような事態を防止するために、インバータ4の直流側端(電力変換器2側端)にスイッチ7を介して蓄電器8が接続されている。
【0005】
そして、エレベータの運転中に交流電源1に停電が発生すると、スイッチ7を投入する。すると、蓄電器8から直流がインバータ4に供給され、この直流はインバータ4で交流に変換されてモータ5に供給される。よって、モータ5が起動して、エレベータのかごを最寄り階又は予め定められた基準階へ着床する(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平7−242376号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、図8に示すエレベータ制御装置においても、まだ解消すべき次のような課題があった。
【0007】
すなわち、図8に示すエレベータ制御装置が組込まれたエレベータシステムにおいては、交流電源1に停電が発生して、蓄電器8の直流電力でモータ5を駆動して、エレベータのかごを最寄り階又は基準階へ着床させる場合に、例えば、モータ5の冷却ファン等の各機器を継続して駆動する必要がある。これらの機器は交流電力で駆動されるので、交流電源1の停電発生時においても交流電力が必要である。
【0008】
そのため、交流電源1の停電発生時においいても、交流電力が必要となる機器への電力供給方法としては、各機器に対する交流電力の電力供給路に無停電電源装置(UPS)の設置、もしくは、蓄電器8の直流を交流に変換するDC/AC変換装置の設置を行う必要があった。
【0009】
そのため、エレベータ制御装置の建設費用に、無停電電源装置(UPS)やDC/AC変換装置の設置費用が上乗せされ、エレベータ制御装置の建設費用が大幅に上昇する。さらに、エレベータ制御装置が外形的にも大きくなり、設置面積及び設置体積が大きくなる。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、交流電源の停電発生時においても、無停電電源装置(UPS)やDC/AC変換装置を用いることなく、モータの冷却ファン等の各機器へ継続して交流電力を供給でき、エレベータの利用客に対する安全性を確保した状態で、小型でかつ製造費を低減できるエレベータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解消するために、本発明は、交流側端に外部の交流電源が接続され、交流側端から入力された交流電源からの交流を直流に変換して直流側端へ出力するとともに直流側端から入力された直流を交流に変換して交流側端へ出力する、複数のスイッチング素子からなる電力変換器と、この電力変換器の直流側端から出力された直流を交流に変換してエレベータのかごを上下移動するモータへ供給するインバータと、交流電源の停電発生時に、インバータの電力変換器側に直流を供給することによって、インバータを介してモータを駆動して、エレベータを最寄り階又は所定階へ着床させる蓄電器とを有したエレベータ制御装置において、
交流電源の停電発生時に、電力変換器の交流側端を交流電源から切離す分離回路と、電力変換器の交流側端に接続され、モータの冷却ファンを含む各機器へ供給する交流駆動電力を生成する交流電源回路と、交流電源の停電発生時に、インバータの電力変換器側に供給された蓄電器からの直流の一部を電力変換器で交流に変換して、この交流を交流側端を介して交流電源回路に供給するように電力変換器を駆動制御する電力変換器駆動制御部とを備えている。
【0012】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の停電発生時に、蓄電器から直流がインバータの電力変換器側に供給される。この直流はインバータにて交流に変換されモータに供給される。よって、モータが起動し、エレベータのかごが最寄り階又は所定階へ着床する。
【0013】
同時に、インバータの電力変換器側に供給された蓄電器からの直流の一部は、電力変換器で交流に変換される。そして、この交流は交流側端を介して交流電源回路に供給される。したがって、たとえ、交流電源の停電発生時においても、モータの冷却ファン等の各機器へ継続して交流電力を供給できる。
【0014】
また別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置における電力変換器駆動制御部は、交流電源の停電発生時に、電力変換器の交流側端における交流出力電圧を検出する電圧検出部と、電力変換器の交流側端における交流電源回路に供給する交流の電圧に基づいて設定された交流基準電圧を出力する基準電圧発生部と、交流基準電圧と検出された交流出力電圧との偏差が入力され、この偏差が減少するように電力変換器の複数のスイッチング素子へ各ゲート信号を出力するPWM制御部とを備えている。
【0015】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源回路に供給される交流電力の電圧は、基準電圧発生部で設定された交流基準電圧に対応した一定電圧に制御される。したがって、交流電源回路はモータの冷却ファン等の各機器へ常に安定した交流駆動電力を供給できる。
【0016】
また別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、さらに、交流電源と電力変換器との間に設けられ、分離回路と共用され、交流電源の正常状態時に交流電源から電力変換器への交流を通電遮断する動力電源遮断回路と、交流電源と交流電源回路との間に設けられた電力供給路と、この電力供給路に設けられ、交流電源の停電発生時に、交流電源回路を交流電源から切離すサブ分離回路とを備えている。
【0017】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の正常状態時に交流電源から電力変換器への交流を通電遮断する動力電源遮断回路(エレベータ制御装置に対する電源スイッチ)と、交流電源の停電発生時に、電力変換器の交流側端を交流電源から切離す分離回路とを1つの共通の回路で構成している。したがって、エレベータ制御装置全体の回路構成を簡素化できる。
【0018】
また別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、交流電源の停電発生時に、電圧検出部で検出された電力変換器の交流出力電圧が予め設定された停電発生時異常基準電圧に達したとき、電力変換器又は交流電源回路の異常と判定する電圧異常検出部を備えている。
【0019】
さらに別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、交流電源の停電発生時に、電力変換器の交流側端における交流出力電流を検出する電流検出部と、電流検出部で検出された交流出力電流が予め設定された停電発生時異常電流に達したとき、電力変換器又は交流電源回路の異常と判定する電流異常検出部とを備えている。
【0020】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の停電発生時に、蓄電器、電力変換器、交流電源回路に異常が生じた場合は、電力変換器の交流側端における交流出力の出力電圧又は出力電流が異常値になるので、この異常値を検出することにより、蓄電器、電力変換器、交流電源回路の異常を監視できる。
【0021】
さらに別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、交流電源の停電発生時に直流側端に印加された直流を交流に変換して交流側端に出力させるために電力変換器の各スイッチング素子へPWM制御部から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数を、交流電源の正常状態時に電力変換器の各スイッチング素子へPWM制御部から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数より高く設定している。
【0022】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の停電発生時に電力変換器で交流に変換されて交流電源回路に供給される交流電力の電力値は、交流電源の正常状態時に電力変換器で直流又は交流に変換される電力の電力値に比較して格段に小さいので、前者のスイッチングキャリア周波数を高く設定して、交流電源回路に供給される交流の波形をより正弦波形に近似させても、電力変換器の負荷が大幅に増加することはない。
【0023】
したがって、電力変換器の負荷容量を増加することなく、交流電源回路に供給される交流の波形をより正弦波形に近似させることが可能となる。
【0024】
さらに別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、さらに、記交流電源の正常状態時に、電力変換器の交流側端における交流入力電流を検出する電流検出部と、電力変換器の交流側端における前記電力変換器に供給する交流の電流に基づいて設定された交流基準電流を出力する基準電流発生部と、PWM制御部へ入力される偏差を、交流電源の正常状態又は停電状態に応じて、交流基準電圧と検出された交流出力電圧との偏差と、交流基準電流と検出された交流出力電流との偏差との間で切換える切換部とを備えている。
【0025】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の正常時における電力変換器の直流側出力電圧に対する電流制御系処理と、交流電源の停電時時における電力変換器2の交流側出力電圧に対する電圧制御系処理とは同時に実施されないので、電流制御系処理の構成部材の一部と電圧制御系処理の構成部材の一部とを共用することにより、処理ルーチンの軽減が可能となる。また、エレベータ制御装置の構成が簡素化される。
【0026】
さらに別の発明は、上述した発明のエレベータ制御装置において、交流電源の正常状態時に、電力変換器の直流側端における直流出力電圧を検出する電圧検出部と、電力変換器の直流側端におけるインバータに供給する直流の電圧に基づいて設定された直流基準電圧を出力する直流基準電圧発生部とを有している。さらに、PWM制御部は、交流電源の正常状態時に、直流基準電圧と検出された直流出力電圧との偏差が減少するように電力変換器の複数のスイッチング素子へ各ゲート信号を出力する。
【0027】
このように構成されたエレベータ制御装置においては、交流電源の正常状態時に、電力変換器の直流側端におけるインバータに供給する直流の電圧が一定値に制御される。
【発明の効果】
【0028】
本発明のエレベータ制御装置においては、交流電源の停電発生時に、インバータの電力変換器側に供給された蓄電器からの直流の一部を電力変換器で交流に変換して、この交流を交流電源回路に供給するようにしている。
【0029】
したがって、交流電源の停電発生時においても、無停電電源装置(UPS)やDC/AC変換装置を用いることなく、モータの冷却ファン等の各機器へ継続して交流電力を供給でき、エレベータの利用客に対する安全性を確保した状態で、エレベータ制御装置を小型でかつ製造費低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【0031】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置の概略構成図である。図8に示す従来のエレベータ制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0032】
商用三相交流電源からなる外部の交流電源1とPWMコンバータからなる電力変換器2の交流側端との間の交流電力線路に、交流電源1の停電を検出する停電検出リレー10、停電発生時に電力変換器2から交流電源1を切離す分離回路の接点11、電源三相交流リアクトル12、抵抗13aとコンデンサ13bからなる電源共振回路13、電源三相交流リアクトル14、及びこのエレベータ制御装置全体の電源スイッチ15が設けられている。この電源スイッチ15に並列に平滑コンデンサ3に対する充電制限用接触器16と充電制限用抵抗17の直列回路が設けられている。
【0033】
電力変換器2の直流側端とインバータ4との間の直流電力線路には、平滑コンデンサ3、及び停電時自動着床装置18内の接点19を介した蓄電器8が接続されている。そして、インバータ4には、エレベータのかごを上下移動する三相交流電動機からなるモータ5が接続されている。
【0034】
さらに、前記交流電力線路には、線間電圧を検出する電圧検出器20a、20bが設けられている。この電圧検出器20a、20bで検出された線間電圧V1、V2は、電圧検出回路21で、主回路(交流電力線路を含む電力回路)と制御回路の絶縁およびゲイン調整された後、主制御部22へ入力される。さらに、前記交流電力線路には、電力変換器2へ入出力される交流の電流IRF、ITFを検出して、主制御部22へ入力する電流検出器23a、23bが設けられている。
【0035】
さらに、前記交流電力線路の接点11の電力変換器2側には、主制御部22へ制御電源を供給する制御電源回路24、モータ5の冷却ファンを含む各機器へ供給する交流駆動電力を生成する交流電源回路25が接続されている。
【0036】
また、電力変換器2の直流側端とインバータ4との間の直流電力線路には、電力変換器2から出力される直流電力の直流電圧VDFを検出して、主制御部22へ入力する電圧検出器26が設けられている。
【0037】
PWM制御部27は、主制御部22から出力される電圧指令信号VR、VS、VTに基づいて、PWMコンバータからなる電力変換器2の複数のスイッチング素子へ各ゲート信号を出力することによって、この電力変換器2を交流/直流変換器、又は直流/電力変換器として動作させる。
【0038】
また、停電時自動着床装置18内には、停電検出リレー10の接点29を介して主制御部22に直流電力を供給する制御電源28、主制御部22からの指示に基づいて、各接点19、11を開閉制御する制御リレー30が設けられている。
【0039】
そして、電圧検出器20a,20b、電流検出器23a,23b、主制御部22、及びPWM制御部27は、電力変換器駆動制御部を構成する。
【0040】
図1のエレベータ制御装置において、交流電源1が正常状態時には、停電検出リレー10は動作しないので接点29は開放されている。また、制御リレー30も動作しないので接点19は開放され、接点11は閉成されている。そして、電源スイッチ15が投入され、このエレベータ制御装置は、図8に示した従来のエレベータ制御装置と同様に、力行運転、回生運転が正常に実施されているとする。
【0041】
この状態において、交流電源1に停電が発生すると、交流電源1からの交流電力の供給が停止し、主制御部22に対する制御電源回路24からの制御電源も途絶える。その結果、PWM制御部27も停止し、電力変換器2も停止する。
【0042】
しかし、交流電源1に停電が発生すると、停電検出リレー10が動作して接点29が閉成される。それにより制御電源28から主制御部22に電源が供給され、主制御部22が復帰する。主制御部22は停電していることを例えば検出電圧V1,V2等の外部入力にて判断後、制御リレー30を動作させて、接点19を閉成し、接点11を開放する。
【0043】
その結果、接点11が開放されるので、交流電源1が、接点11位置で電力変換器2と切離されることになる。
【0044】
また、接点19が閉成されるので、蓄電器8から直流がインバータ4の電力変換器2側に供給される。この直流はインバータ4で交流に変換されてモータ5に供給される。よって、モータ5が起動して、エレベータのかごを最寄り階又は予め定められた基準階へ着床する。
【0045】
さらに、インバータ4の電力変換器2側に供給された蓄電器8からの直流の一部は電力変換器2で三相交流に変換されて、電力変換器2の交流側端へ出力される。電力変換器2の交流側端へ出力された三相交流は、交流電源回路25、制御電源回路24に供給される。ここで、主制御部22は、停電時には、電力変換器2を直流/電力変換器として動作させるように、PWM制御部27へ電圧指令信号VR、VS、VTを送出する。この場合、主制御部22は、電力変換器2の交流側端へ出力される三相交流の電圧が予め設定された交流基準電圧になるように、電力変換器2を制御する。
【0046】
このように電力変換器2の変換動作を制御する主制御部22は、図2に示すように構成されている。
【0047】
図2において、A/D変換器31は、電流検出器23a、23b、電圧検出器20a、20bから出力されたアナログの電流値IRF,ITF、電圧値VRS,VSTをディジタル値Irf、,Itf,Vrs,Vstに変換する。3相/2相変換器32は、A/D変換器31より出力される静止座標系電流Irf,Itfを直交2軸静止座標系電流Ix,Iyに変換する。dq変換器33は、直交静止座標系電流Ix,Iyを直交回転座標系電流Idf,Iqfに変換する。
【0048】
A/D変換器34は、直流電圧検出器26から出力されたアナログ電圧値DFVをディジタル値Vdcf に変換する。直流電圧基準発生器35は、モータ5の駆動要求電圧に対応した直流電圧基準値Vdcrefを出力する。減算器36は直流電圧基準値Vdcrefと直流電圧検出値Vdcf との偏差を算出する。PI制御部37は、直流電圧基準値と直流電圧検出値の偏差に基づき電力変換器(PWMコンバータ)部q軸電流指令値Iqcを発生する。
【0049】
d軸電流基準発生器38は電力変換器(PWMコンバータ)部d軸電流基準値Idcを発生する。減算器39、40は、d軸電流基準発生器38とPI制御部37から出力される電流基準値Idc,Iqcとdq変換器33の電流検出値Idf,Iqfの偏差を取る。PI制御部41、42は、基準値と電流検出値の偏差に基づき回転座標系における電圧指令Vd,Vqを発生する。
【0050】
逆dq変換器43は、直交回転座標系電圧指令Vd,Vqを直交静止座標系の指令Vx,Vyに変換する。2相/3相変換器44は、直交静止座標系電圧指令Vx,Vyを静止座標系電圧指令信号Vr,Vs,Vtに変換する。PWM制御部27は、電圧指令信号Vr,Vs,Vtに基づき電力変換器2の各スイッチング素子へゲート信号を送出して、電力変換器2の変換動作を制御する。
【0051】
線間/相変換器45は、電圧検出器20a、20bで検出された線間電圧を相電圧Vr、Vs、Vtへ変換する。3相/2相変換器46は、相電圧Vr、Vs、Vtを直交2軸静止座標系電圧Vx,Vyに変換する。dq変換器47は、直交静止座標系電圧Vx,Vyを直交回転座標系電圧Vdf,Vqfに変換する。
【0052】
d軸電圧基準発生器48は、停電時に電力変換器2より出力される交流のd軸基準電圧指令値Vdcを発生する。同様に、q軸電圧基準発生器49は、停電時に電力変換器2より出力される交流のq軸基準電圧指令値Vqcを発生する。減算器50、51は、d軸基準電圧指令値Vdc、q軸基準電圧指令値Vqcと直交回転座標系電圧Vdf,Vqfとの偏差を算出する。PI制御部52、53は、d、q軸電圧検出値Vdf,Vqfと指令値Vdc、Vqcの偏差に基づき回転座標系における電圧指令Vd,Vqを発生する。
【0053】
切換器54、55は交流電源1の正常時と停電時によりVd,Vqの設定を切換える。すなわち、交流電源1の正常時においては、PI制御部41、42からの電圧指令信号Vd,Vqを逆dq変換器43へ入力し、交流電源1の停電時においては、PI制御部52、53からの電圧指令Vd,Vqを逆dq変換器43へ入力する。
【0054】
このような構成の主制御部22においては、交流電源1の正常時においては、PI制御部41、42からの電圧指令Vd,Vqに基づいて、電力変換器2が交流/直流変換器として動作し、電力変換器2の直流側端におけるインバータ4に供給する直流の電圧VRDが直流電圧基準発生器35で設定されたモータ5の駆動要求電圧に対応した直流電圧基準値Vdcrefに制御される。
【0055】
また、交流電源1の停電時においては、PI制御部52、53からの電圧指令Vd,Vqに基づいて、電力変換器2が直流/電力変換器として動作し、電力変換器2の交流側端における交流電源回路25及び制御電源回路24に供給する三相交流の電圧V1、V2が、d軸電圧基準発生器48及びq軸電圧基準発生器49で設定されたd軸基準電圧指令値Vdc、q軸基準電圧指令値Vqcに制御される。したがって、交流電源1の停電時においても、モータの冷却ファンを含む各機器へ継続して良品質の交流駆動電力が供給される。
【0056】
したがって、交流電源の停電発生時においても、無停電電源装置(UPS)やDC/AC変換装置を用いることなく、モータの冷却ファン等の各機器へ継続して交流電力を供給でき、エレベータの利用客に対する安全性を確保した状態で、エレベータ制御装置を小型でかつ製造費低減できる。
【0057】
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係わるエレベータ制御装置の概略構成図である。図1に示す本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0058】
この第2実施形態のエレベータ制御装置においては、外部の交流電源1と電力変換器2の交流側端との間の交流電力線路に設けられた停電発生時に電力変換器2から交流電源1を切離す分離回路の接点11を、このエレベータ制御装置全体の電源スイッチ15と共用にしている。したがって、電源スイッチ15に並列に平滑コンデンサ3に対する充電制限用接触器16と充電制限用抵抗17の直列回路が設けられている。
【0059】
分離回路の接点11と共用される電源スイッチ15は、操作者の電源投入、電源遮断操作に応じて、オン、オフされるとともに、交流電源1の停電発生時においては、制御リレー30にて、強制開放される。
【0060】
また、交流電源回路25及び制御電源回路24と交流電源1との間には、別途、電力供給線57が設けられ、この電力供給線57に制御リレー30にて開閉制御されるサブ分離回路としての接点56が介挿されている。
【0061】
このような構成の第2実施形態のエレベータ制御装置において、交流電源1が正常状態時には、停電検出リレー10は動作しないので接点29は開放されている。制御リレー30も動作しないので接点19、接点11(電源スイッチ15)は開放され、接点56は閉成されている。この電源スイッチ15が開放されている状態においても、交流電源回路25及び制御電源回路24は交流電源1から交流電源が供給されている。そして、電源スイッチ15が投入され、このエレベータ制御装置は正常に運転されているとする。
【0062】
この状態において、交流電源1に停電が発生すると、交流電源1からの交流電力の供給が停止し、主制御部22に対する制御電源回路24からの制御電源も途絶える。その結果、PWM制御部27も停止し、電力変換器2も停止する。
【0063】
しかし、交流電源1に停電が発生すると、停電検出リレー10が動作し接点29が閉成される。それにより制御電源28から主制御部22に電源が供給され、主制御部22が復帰する。主制御部22は停電していることを例えば検出電圧V1,V2等の外部入力にて判断後、制御リレー30を動作させて、接点19を閉成し、接点11(電源スイッチ15)、接点56を開放する。
【0064】
その結果、接点11(電源スイッチ15)、接点56が開放されるので、交流電源1が、電力変換器2、交流電源回路25及び制御電源回路24と切離されることになる。
【0065】
したがって電力変換器2から交流電源1を切離す分離回路の接点11を、このエレベータ制御装置全体の電源スイッチ15と共用にしているので、エレベータ制御装置全体の構成を簡素化できる。
【0066】
(第3実施形態)
図4は本発明の第3実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部の要部を取出して示す概略構成図である。図2に示す本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0067】
この第3実施形態においては、電圧検出器20a、20bとA/D変換器31との間に電圧異常比較器検出器58が挿入されている。この電圧異常比較器検出器58に切換器61を介して、通常時電圧異常基準設定器59、停電時電圧異常基準設定器60が接続されている。その他は、図2に示す主制御部と同一構成である。
【0068】
交流電源1が正常時において、電圧異常比較器検出器58は、電圧検出器20a、20bで検出された電圧値VRS,VSTが通常時電圧異常基準設定器59で設定された通常時電圧異常基準に達したとき、電力変換器2又は交流電源1の異常と判定して、警報出力する。
【0069】
また、交流電源1が停電時において、電圧異常比較器検出器58は、電圧検出器20a、20bで検出された電圧値VRS,VSTが停電時電圧異常基準設定器60で設定された停電時電圧異常基準に達したとき、電力変換器2又は交流電源回路25の異常と判定して、警報出力する。
【0070】
このように、通常時・停電時の過電圧保護設定レベル(電圧異常基準)の変更を動作モード(通常時(交流電源1の正常時)、停電時)に適したレベルに設定することが可能となる。それにより、停電中に電力変換器2にて直流/交流変換制御中に、負荷(交流電源回路25等)に異常、あるいは制御異常発生した場合においても、電力変換器・負荷機器の過電圧保護が可能となる。
【0071】
(第4実施形態)
図5は本発明の第4実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部の要部を取出して示す概略構成図である。図2に示す本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0072】
この第4実施形態においては、電流検出器23a、23bとA/D変換器31との間に電流異常比較器検出器62が挿入されている。この電流異常比較器検出器62に切換器65を介して、通常時電流異常基準設定器63、停電時電流異常基準設定器64が接続されている。その他は、図2に示す主制御部と同一構成である。
【0073】
交流電源1が正常時において、電流異常比較器検出器62は、電流検出器23a、23bで検出された電流値IRF,ITFが通常時電流異常基準設定器63で設定された通常時電流異常基準に達したとき、電力変換器2又は交流電源1の異常と判定して、警報出力する。
【0074】
また、交流電源1が停電時において、電流異常比較器検出器62は、電流検出器23a、23bで検出された電流値IRF,ITFが停電時電流異常基準設定器63で設定された停電時電流異常基準に達したとき、電力変換器2又は交流電源回路25の異常と判定して、警報出力する。
【0075】
このように、通常時・停電時の過電流保護設定レベル(電流異常基準)の変更を動作モードに適したレベルに設定することが可能となる。それにより、停電中に電力変換器2にて直流/交流変換制御中に、負荷(交流電源回路25等)に異常、あるいは制御異常発生した場合においても、電力変換器・負荷機器の過電流保護が可能となる。
【0076】
(第5実施形態)
図6は本発明の第5実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部の要部を取出して示す概略構成図である。図2に示す本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0077】
この第5実施形態においては、PWM制御部27に切換器66を介して通常時キャリア周波数設定器67、停電時キャリア周波数設定器68が接続されている。停電時キャリア周波数設定器68のスイッチングキャリア周波数は、通常時キャリア周波数設定器67のスイッチングキャリア周波数より高く設定されている。その他は、図2に示す主制御部と同一構成である。
【0078】
すなわち、交流電源1の停電発生時に直流側端に印加された直流を交流に変換して交流側端に出力させるために電力変換器2の各スイッチング素子へPWM制御部27から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数を、交流電源1の正常状態時に電力変換器2の各スイッチング素子へPWM制御部27から印加される各ゲート信号のスイッチングキャリア周波数より高く設定している。
【0079】
交流電源1の停電発生時に電力変換器2で交流に変換されて交流電源回路25、制御電源回路24に供給される交流電力の電力値は、交流電源1の正常状態時に電力変換器2で直流又は交流に変換される電力の電力値に比較して格段に小さいので、前者のスイッチングキャリア周波数を高く設定して、交流電源回路25、制御電源回路24に供給される交流の波形をより正弦波形に近似させても、電力変換器2の負荷が大幅に増加することはない。
【0080】
したがって、電力変換器2の負荷容量を増加することなく、交流電源回路25、制御電源回路24に供給される交流の波形をより正弦波形に近似させることが可能となる。
【0081】
(第6実施形態)
図7は本発明の第6実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部の概略構成図である。図2に示す本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置における主制御部と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【0082】
この第6実施形態において、入力切換器69、70は、3相/2相変換器32から出力される直交2軸静止座標系電流Ix,Iyと、3相/2相変換器46から出力される直交2軸静止座標系電圧Vx,Vyのdq変換器33への入力を切換える。具体的には、交流電源1の正常時においては、直交2軸静止座標系電流Ix,Iyをdq変換器33へ入力させ、交流電源1の正常時においては、直交2軸静止座標系電圧Vx,Vyをdq変換器33へ入力させる。
【0083】
切換器71は、d軸電流基準発生器38からの電力変換器(PWMコンバータ)部d軸電流基準値Idcとd軸電圧基準発生器48からのd軸基準電圧指令値Vdcとを切換えて減算器39へ送出する。
【0084】
切換器72は、q軸電圧基準発生器49からのq軸基準電圧指令値VqcとPI制御部37より出力される電力変換器(PWMコンバータ)部q軸電流指令値Iqcとを切換えて減算器40へ送出する。
【0085】
具体的には、交流電源1の正常時においては、電力変換器(PWMコンバータ)部d軸電流基準値Idc、電力変換器(PWMコンバータ)部q軸電流指令値Iqcが選択され、交流電源1の停電時においては、d軸基準電圧指令値Vdc、q軸基準電圧指令値Vqcが選択される。
【0086】
このように構成された第6実施形態のエレベータ制御装置においては、交流電源1の正常時における電力変換器2の直流側出力電圧に対する電流制御系処理と、交流電源1の停電時時における電力変換器2の交流側出力電圧に対する電圧制御系処理とは同時に実施されないので、電流制御系処理の構成部材の一部と電圧制御系処理の構成部材の一部とを共用することにより、処理ルーチンの軽減が可能となる。また、エレベータ制御装置の構成が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】本発明の第1実施形態に係わるエレベータ制御装置の概略構成図
【図2】同第1実施形態のエレベータ制御装置に組込まれた主制御部の詳細構成を示すブロック図
【図3】本発明の第2実施形態に係わるエレベータ制御装置の概略構成図
【図4】本発明の第3実施形態に係わるエレベータ制御装置に組込まれた主制御部の要部を取出して示すブロック図
【図5】本発明の第4実施形態に係わるエレベータ制御装置に組込まれた主制御部の要部を取出して示すブロック図
【図6】本発明の第5実施形態に係わるエレベータ制御装置に組込まれた主制御部の要部を取出して示すブロック図
【図7】本発明の第6実施形態に係わるエレベータ制御装置に組込まれた主制御部の詳細構成を示すブロック図
【図8】従来のエレベータ制御装置の概略構成図
【符号の説明】
【0088】
1…交流電源、2…電力変換器、3…平滑コンデンサ、4…インバータ、5…モータ、8…蓄電器、10…停電検出リレー、11…分離回路の接点、15…電源スイッチ、18…停電時自動着床装置、19,29,59…接点、20a,20b,26…電圧検出器、22…主制御部、23a,23b…電流検出器、24…制御電源回路、25…交流電源回路、27…PWM制御部、28…制御電源、30…制御リレー、31,34…A/D変換器、35…直流電圧基準発生器、38…d軸電流基準発生器、48…d軸電圧基準発生器、49…q軸電圧基準発生器、57…電力供給線、58…電圧異常比較器検出器、59…通常時電圧異常基準設定器、60…停電時電圧異常基準設定器、62…電流異常比較器検出器、63…通常時電流異常基準設定器、64…停電時電流異常基準設定器、67…通常時キャリア周波数設定器、68…停電時キャリア周波数設定器




 

 


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