CN101962140B - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

通过对每次运行时的结点温度的上升值进行推测并且计算其累计值，对电力循环寿命进行高精度的推测。提供一种具有故障时期推测部分的电梯控制装置，该故障时期推测部分用于推测构成驱动卷扬机用电动机的逆变器的功率半导体元件的故障时期，在该电梯控制装置中，所述故障时期推测部分根据电梯轿厢的装载重量以及电梯轿厢的运行速度来推测所述功率半导体元件的结点温度的上升值，并且根据与推测出的上升值相对应的电力循环次数的累计值来推测故障时期。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及一种电梯控制装置，尤其是涉及一种具有故障时期推测部分的电梯控制装置。

背景技术

在电梯等频繁地反复进行起动和停止的设备中使用的功率半导体中，功率半导体内部的芯片的结点温度(junction temperature)Tj反复上升和下降，也就是反复进行所谓的电力循环(power cycle)。在电力循环达到规定的次数后，所述功率半导体会出现因热疲劳而损坏(thermal fatigue breaking)(达到电力循环寿命)的现象。

作为推测是否已经达到电力循环寿命的推测方法，例如在专利文献1中公开了一种方法，其通过在容纳功率半导体元件的外壳的散热面上安装热敏电阻等温度计来推测是否已经达到电力循环寿命(参照专利文献1)。

作为在不安装温度计的情况下推测结点温度上升值的推测方法，已经公开有根据负载电流来推测结点温度的上升值，并且根据该上升值和运行次数来推测因达到电力循环寿命而发生故障的时期的方法。

专利文献1日本国专利特开2008-271703号公报

发明内容

在为了推测电力循环寿命是否已经到达而在容纳功率半导体元件的外壳的散热面上安装热敏电阻等温度计的上述方法中，需要设置就电梯的控制来说本来是不需要设置的传感器。此外，在上述现有技术中，并没有涉及到由于电梯每次均以不同的装载量(乘客数量)以及不同的运行速度进行运行，所以电梯每次运行的结点温度上升值均不相同这方面的情况。

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的问题而作出的，在本发明中，通过对每次运行的结点温度的上升值进行推测并且计算其累计值，由此对电力循环寿命进行高精度的推测。

为了解决上述问题，本发明采用了如下方法。

本发明所采用的电梯控制装置具有故障时期推测部分，所述故障时期推测部分用于推测构成驱动卷扬机用电动机的逆变器的功率半导体元件的故障时期，在所述电梯控制装置中，所述故障时期推测部分根据电梯轿厢的装载重量以及电梯轿厢的运行速度来推测所述功率半导体元件的结点温度的上升值，并且根据与推测出的上升值相对应的电力循环次数的累计值来推测故障时期。

发明效果

由于具有以上结构，所以本发明能够通过对每次运行的结点温度的上升值进行推测并且计算其累计值来对电力循环寿命进行高精度的推测。

附图说明

图1是实施方式所涉及的电梯控制装置的说明图。

图2是推测结点温度上升值时的推测方法的说明图。

图3是到故障发生为止的循环次数的计算方法的说明图。

图4是将温度上升值换算为寿命评分值时的换算方法的说明图。

符号说明

1  电梯轿厢

2  负载检测器

3  主吊索

4  电动机

5  电梯控制装置

6  逆变器装置

7  变换器装置

8  编码器

9  电流检测器

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本实施方式所涉及的电梯控制装置的说明图。在图1中，1表示电梯轿厢，2表示检测电梯轿厢内负载的负载检测器，3表示主吊索，该主吊索3连接电梯轿厢以及未图示的平衡重。4表示电动机，该电动机通过驱动卷绕有所述主吊索的未图示的绳轮来使电梯轿厢移动。

电动机4与绳轮一起构成电梯的卷扬机，该电动机4通过由逆变器装置6供给的可变压和可变频的3相交流电而被进行可变速控制。逆变器装置6与变换器装置7连接，变换器装置7将由商用电源AC供给的3相交流电变换为直流电。5表示电梯控制装置，其具有测量电动机转速的编码器8以及电流检测器9，用于对逆变器装置6以及变换器装置7进行反馈控制。此外，电梯控制装置具有故障时期推测部分，该故障时期推测部分用于推测构成所述逆变器或者变换器的功率半导体元件的结点温度的上升值，并且计算与推测出的上升值相对应的电力循环次数，以此来推测故障时期。

图2是推测功率半导体元件的结点温度上升值的推测方法的说明图。

图2中的横轴表示电梯的装载量，图中的Lt表示额定装载量，图中的L1，L2，L3，L4分别表示额定装载量Lt的3/4点，1/2点，1/4点和0点。

纵轴表示电梯的速度，图中的Vt表示额定速度，图中的V1，V2，V3分别表示额定速度Vt的3/4点，1/2点和1/4点。

将电梯设置在试验设备中，首先，在电梯轿厢中设置额定装载量Lt的负载，使设置有负载的电梯轿厢以额定速度Vt运行，并对此时的结点温度的上升值ΔTj进行测量。

接着，将电梯轿厢的运行速度固定在额定速度Vt，在这一状态下将装载量L分别变更为L1，L2，L3，L4，并且分别测定变更后的结点温度的上升值。然后，根据该测定结果导出与温度上升值ΔTj相对应的系数n1～n4(＜1)。

同样，将电梯轿厢的装载量L固定在额定装载量Lt，在这一状态下将运行速度分别变更为V1，V2，V3，并且分别测定变更后的结点温度上升值。此后，根据该测定结果导出与温度上升值相对应的系数m1～m3(＜1)。

假设以评分值“a”来表示以所述额定装载量和额定运行速度运行时的结点温度的上升值ΔTj对电力循环寿命所产生的影响时，能够通过计算“a”与上述系数n1～n4，m1～m3的累计值来生成评分值换算表。并且，通过使用该评分值换算表，能够推测出在各种电梯运行条件下不同的温度上升值对电力循环寿命所产生的影响。

图3是功率半导体元件达到电力循环寿命为止的电力循环次数的计算方法的说明图。

首先，通过所述电梯试验设备测定以额定装载量和额定速度运行时的结点温度的上升值ΔTj(包含推测运算)(步骤S1)。

接着，根据针对各个功率半导体预先设定的电力循环曲线来求出达到寿命为止的循环次数C(步骤S2、S3)。

其中，达到电力循环寿命的条件是指，例如在图3所示的情况下，相对于温度上升值ΔTj进行了循环次数为C次的运行(C次起动和停止)这一条件。

如上所述，由于电梯每次运行的装载量以及运行速度均不相同，所以温度上升值并不一定每次都为ΔTj。虽然也可以采用将达到电力循环故障为止的运行次数单纯地设定为所述C次的方法，但如果采用这样的设定方法时，会出现将还具有相当长寿命的功率半导体元件提前更换掉的情况，而这将导致功率半导体元件的更换频率上升。

因此，在本实施方式中，按照各种装载量以及运行速度将实际运行中的温度上升值换算为评分值(步骤S4)。

图4是按照各种装载量以及运行速度将温度上升值换算为表示实际运行次数的评分值(寿命评分值)时的换算方法的说明图。

电梯具有负载检测器2，从而能够检测出装载量Ln。此外，电梯还具有编码器8，从而能够检测出运行速度Vm。此外，在装载量Ln处于L2＜Ln＜L1的范围内时，为了保留一定的余量，将Ln设定为Ln＝L1。同样，在运行速度Vm处于V2＜Vm＜V1的范围时，将Vm设定为Vm＝V1(步骤S11)。

接着，将根据检测出的装载量以及运行速度进行运行时的温度上升值换算为寿命评分值。

以下对换算为寿命评分值时的换算方法进行说明。首先，如上所述，将相应于以额定装载量和额定运行速度运行时的温度上升值ΔTj的寿命评分值表示为a。并且，在实际运行时的装载量以及运行速度例如为L2，V3时，通过参照图2的换算表，能够得到a×n2×m3的寿命评分值(步骤S12)。

在每次运行时计算所导出的评分值的累计值，在累计值达到a×C评分值后判断为已经达到电力循环寿命。因此，电梯控制装置5通过监视所述寿命评分值，能够预告功率半导体元件的交换时期。

如此，通过算出被换算为寿命评分值的结点温度上升值的累计值，能够推测出到功率半导体元件因电力循环寿命而发生故障为止的经过。但是，在实际的电梯中，需要在功率半导体元件发生故障之前对功率半导体元件进行更换。因此，例如根据实际累计值由控制装置确认距离故障发生还有几个月，或者在监视中心使用远程监视装置等确认距离故障发生还有几个月，由此能够在电梯因故障而停止之前交换功率半导体元件。

如上所述，根据本实施方式，在每次运行时装载量以及运行速度均不相同这一电梯所特有的运行条件下，能够根据电梯的装载量和运行速度来推测结点温度上升值，并且通过将该上升值换算为寿命评分值后计算其累计值，能够高精度地推测功率半导体元件的故障时期。

Claims (1)

1.一种电梯控制装置，所述电梯控制装置具有故障时期推测部分，所述故障时期推测部分用于推测构成驱动卷扬机用电动机的驱动电路的功率半导体元件的故障时期，所述电梯控制装置的特征在于，

所述故障时期推测部分具有装载量以及运行速度与电力循环次数的换算表，所述装载量以及运行速度与电力循环次数的换算表分别登录使电梯以额定装载重量和额定运行速度以及部分装载重量和部分运行速度运行的情况下能够运行的电力循环次数，

在实际运行时，根据检测出的电梯轿厢的装载重量Ln以及电梯轿厢的运行速度Vm，在Ln处于L2＜Ln＜L1的范围内时，设定为Ln＝L1，在Vm处于V2＜Vm＜V1的范围时，设定为Vm＝V1，并且参照所述换算表来获取每次运行中的所述功率半导体元件的电力循环次数，并对所获取的各次运行中的电力循环次数的累计值以及预先设定的使电梯以额定装载重量以及额定运行速度运行的情况下能够运行的电力循环次数进行比较，以此来推测故障时期，

其中，L1、L2是已登录在所述换算表中的装载重量，V1、V2是已登录在所述换算表中的运行速度。

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