CN111051231A - 电梯的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

在对由多相的半导体元件构成的逆变器进行控制而驱动电机使轿厢升降并使所述轿厢在到达楼层后进行再平层动作的电梯中，根据逆变器的各相的电流的检测结果求出再平层动作前的半导体元件的第一温度上升估计值(θe)，根据再平层动作时各相的电流流过的时间和电流对各相的电流实效值进行运算，在第一温度上升估计值(θe)与第二温度上升估计值(θn)相加而得到的值超过阈值(θth)时，判定为过热，从而以抑制半导体元件的温度上升的方式来控制再平层动作后的电梯的动作，该第二温度上升估计值(θn)是依照所存储的所述再平层动作时的电流实效值与半导体元件的温度上升估计值(θn)之间的关系的、针对运算出的电流实效值的温度上升估计值。

Description

电梯的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及控制电梯轿厢的升降的电梯的控制装置和控制方法。

背景技术

电梯控制装置具有逆变器装置，该逆变器装置对使电梯轿厢沿上下方向运转的电机进行驱动控制。构成该逆变器装置的半导体元件由于流过半导体元件的电流而发热。

因此，在现有的电梯的控制装置中，已知如下的电梯的控制装置：具备开关损耗运算器和接通损耗运算器，该开关损耗运算器对构成逆变器装置的半导体元件进行开关时的的瞬时的开关损耗进行运算，该接通损耗运算器对半导体元件接通、流过一定电流时的瞬时的接通损耗进行运算，根据这些开关损耗和接通损耗来估计瞬时的结温上升，并与该结温对应地减轻对半导体元件的负荷(例如参照下述专利文献1)。

根据这样的电梯的控制装置，通过根据开关损耗和接通损耗来估计瞬时的结温上升，能够与结温对应地减轻对半导体元件的负荷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-255442号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述电梯的控制装置中，结温的运算复杂，并且没有区分通常运转与再平层时的温度上升。即，在轿厢的再平层动作时，轿厢的最高速度被设定为与通常相比的1/10以下，因此电机的驱动频率变低。因此，接近直流的电流流过逆变器的特定二相的半导体元件。因此，存在仅在特定的半导体元件中发生急剧的温度上升的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，因此其目的在于得到如下的电梯的控制装置和控制方法：通过简单的结构对构成逆变器的半导体元件在再平层时的温度上升进行高精度的检测，并反映在再平层后的控制中。

用于解决课题的手段

本发明的电梯的控制装置具备：主控制部，其对由多相的半导体元件构成的逆变器进行控制而驱动电机使轿厢升降，并使所述轿厢在到达楼层后进行再平层动作；电流检测部，其检测所述逆变器的各相的电流；温度上升估计部，其根据所述电流检测部的电流检测结果求出再平层动作前的所述半导体元件的第一温度上升估计值；时间检测部，其检测在所述再平层动作时各相的电流流过的时间；电流实效值运算部，其根据由所述电流检测部检测出的电流和由所述时间检测部检测出的时间来运算出各相的电流实效值；温度上升信息存储部，其存储有所述再平层动作时的、电流实效值与所述逆变器的半导体元件的温度上升估计值之间的关系；以及过热判定部，其判定所述第一温度上升估计值与第二温度上升估计值相加而得到的值已超过阈值的情况，该第二温度上升估计值是从所述温度上升信息存储部得到的、针对由所述电流实效值运算部运算出的电流实效值的温度上升估计值，所述主控制部在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过阈值时，调整并控制所述再平层动作后的电梯的动作。

发明效果

在本发明中，能够提供如下的电梯的控制装置和控制方法：通过简单的结构对构成逆变器的半导体元件在再平层时的温度上升进行高精度的检测，并反映在再平层后的控制中。

附图说明

图1是与电梯主要结构一起示出的本发明的一个实施方式的电梯的控制装置的整体图。

图2是示出图1所示的电梯的控制装置的动作的流程图。

具体实施方式

在本发明中，更高精度并且简单地对构成逆变器的半导体元件在再平层时的温度上升进行检测，并且根据检测结果对再平层动作后的接下来的动作进行调整。

以下，根据各个实施方式使用附图对本发明的电梯的控制装置和控制方法进行说明。另外，在各个实施方式中，对相同或者相当的部分用相同的标号来表示，此外省略重复的说明。

实施方式1.

图1是示出与电梯主要结构一起示出的本发明的一个实施方式的电梯的控制装置的结构的一例的图。

在图1中，大致地，电机11、曳引机20、主绳索22、轿厢24以及对重26相当于电梯的主要结构。交流电源1、换流器3、电容器5以及逆变器7构成电机11的驱动电路。然后其余的部分构成电梯的控制装置。例如，包含温度上升估计部50、时间检测部60、电流实效值运算部70、选择部80、温度上升信息存储部90、过热判定部100以及主控制部200的控制部300能够由一个以上的数字电路或者具备处理器和存储器的一个以上的计算机构成。

在图1中，来自交流电源1的交流电压在换流器3中被转换为直流电压。由换流器3转换后的直流电压的脉流电压通过电容器5而被平滑化。然后，平滑化后的直流电压被逆变器7转换为可变频率的可变交流电压，并被施加给作为电动机的电机11。逆变器7在各个相具备上臂和下臂串联连接的两个半导体元件7a，例如如果是三相，则由两个×三相的六个半导体元件7a的电桥电路构成。

通过来自逆变器7的可变交流电压施加于电机11，电机11产生转矩，从而使曳引机20旋转驱动。当曳引机20被驱动而旋转时，与主绳索22的一端连结的轿厢24和与主绳索22的另一端连结的对重26在井道内彼此向相反方向进行升降。

在井道中，被检测板30设置于各楼层，在轿厢24设置有检测被检测板30的位置检测部28。通过利用位置检测部28检测被检测板30，而检测在轿厢24到达目的地楼层时停层误差是否在容许范围内。停层误差例如表示轿厢地表面与楼层地表面之间的偏差量。而且，当轿厢24在停层误差超过容许范围时停靠的情况下，例如构成为由位置检测部28产生指示轿厢的再平层动作的再平层信号RAL，并发送给主控制部200。

构成电流检测部的电流检测器9u、9v、9w检测流过电机11各相的电流的电流值Iu、Iv、Iw。

如上述专利文献1所记载的那样，温度上升估计部50根据各相的电流值Iu、Iv、Iw估计轿厢再平层动作前的通常行驶中的半导体元件7a的温度上升值，求出温度上升推测值θe。温度上升的估计可以根据试验结果作为数据表来保持，也可以如参考文献那样根据电流来计算开关损耗和接通损耗。

时间检测部60检测再平层动作时的期间中的各相流过电流的时间长度即时间tu、tv、tw。

电流实效值运算部70求出按时间tu、tv、tw对各相的电流的电流值Iu、Iv、Iw进行积分而得到的各相的累计电流实效值Iurms、Ivrms、Iwrms。

选择部80选择最大电流实效值Irms，该最大电流实效值Irms是被判断为轿厢24的再平层动作时的各相的电流实效值Iurms、Ivrms、Iwrms中的过热程度最高的值。

温度上升信息存储部90中存储有分别设定有与预先设定的间隔的电流实效值Irms1、Irms2、…、Irmsn对应的温度上升估计值θn的表。即温度上升信息存储部90中存储有电流实效值与基于该电流实效值的温度上升估计值θn之间的关系。而且，能够求出根据再平层时的各相电流Iu、Iv、Iw和时间tu、tv、tw所求出的电流实效值Irms所对应的温度上升估计值θn。

存储于温度上升信息存储部90中的信息例如预先通过实验或者仿真等而求出，并作为表来存储。

在过热判定部100中，从温度上升信息存储部90读出与电流实效值Irms对应的温度上升实效值θn，该电流实效值Irms最接近由选择部80所选择的最大电流实效值Irms。然后判断来自温度上升估计部50的再平层动作前的温度上升估计值θe与来自温度上升信息存储部90的再平层动作时的温度上升估计值θn的和是否超过预定的温度阈值θth，并在超过时向主控制部200输出抑制信号SUP。

主控制部200通常进行由逆变器控制信号INC所表示的通过控制逆变器7而实现的电机11的驱动控制、由轿厢门控制信号DCC所表示的、经由省略了图示的门控制电路对轿厢24的同样省略了图示的门进行的门开闭控制等电梯主要结构的控制。

在被输入抑制信号SUP时，主控制部200将轿厢24的再平层结束后的轿厢24的升降动作、门的门开闭动作控制为与通常时不同。例如，使轿厢24的门的关门速度变慢。此外，使轿厢24的升降速度的最高速度降低。或者，使轿厢24的升降加速度降低。

另外，半导体元件7a优选为由宽带隙半导体形成。宽带隙半导体的耐电压性较高，容许电流密度也较高，因此能够实现小型化。通过使用小型化后的半导体元件，能够实现组装了这些元件的半导体模块的小型化，进而能够实现逆变器7的小型化。

作为宽带隙半导体，例如有碳化硅(SiC)、氮化镓系材料或者金刚石等。

参照图2的动作流程图对上述那样构成的电梯的控制装置的动作进行说明。

首先，温度上升估计部50求出直到进入再平层动作为止的第一温度上升估计值θe(步骤S100)。即，根据各相的电流值来估计通常行进中的半导体元件7a的温度上升。

在这里，例如设为通过主控制部200的控制，轿厢24变为再平层动作(步骤S101)。电流检测器9u、9v、9w检测各相的电流值Iu、Iv、Iw。时间检测部60检测电流检出时的各相时间tu、tv、tw。检测出的各相的电流值Iu、Iv、Iw和各相时间tu、tv、tw被输入电流实效值运算部70(步骤S103)。

电流实效值运算部70分别对各相的时间长度中的电流实效值进行运算，并将其输入选择部80(步骤S105)。

选择部80选择各相的电流实效值中最高的电流实效值Irms(步骤S107)，并将其输入到温度上升信息存储部90。

在过热判定部100中，读出温度上升信息存储部90中的温度上升估计值θn中的、与最接近由选择部80所选择的最高电流实效值的电流实效值对应的温度上升估计值作为第二温度上升估计值θn(步骤S109)。

然后，过热判定部100判断来自温度上升估计部50的再平层动作前的温度上升估计值θe与来自温度上升信息存储部90的再平层动作时的温度上升估计值θn的和是否超过预定的温度阈值θth(步骤S111)。

然后，如果θn+θe超过温度阈值θth，则过热判定部100向主控制部200输入抑制信号SUP。

在被输入抑制信号SUP时，主控制部200以使得逆变器7的半导体元件7a的负荷降低的方式调整再平层动作后的轿厢24的门开闭以及轿厢的升降动作。即，抑制半导体元件7a的温度上升。关于轿厢24的门开闭控制，例如，使得在再平层动作之后，从轿厢24的门的开门状态起的关门速度比通常速度慢。此外，关于轿厢24的升降动作控制，使得轿厢24的升降速度的最高速度降低。此外，使得轿厢24的升降加速度降低(步骤S113)。

另外，也可以在过热判定部100中设定两个阈值，从而根据半导体元件7a的温度上升的程度改变主控制部200中的轿厢24的控制的抑制。

在过热判定部100中，例如设定第一阈值θth1和大于第一阈值θth1的第二阈值θth2。而且，在主控制部200中，在过热判定部100的判定中，当温度上升估计值θn+θe超过第一阈值θth1时，降低轿厢24的最高速度。而且，当温度上升估计值θn+θe超过第二阈值θth2时，主控制部200降低轿厢24的最高速度和加速度。

另一方面，如果未被输入抑制信号SUP，则主控制部200进行通常的轿厢24的控制(步骤S115)。

另外，在上述实施方式中，对具备三相逆变器的电梯的控制装置进行了说明，但本发明也能够应用于具备二相或四相以上的多相逆变器的电梯的控制装置，并起到相同的效果。

产业上的可利用性

本发明的电梯的控制装置和控制方法能够应用于多个类型的电梯控制。

标号说明

1：交流电源；3：换流器；5：电容器；7：逆变器；7a：半导体元件；9u、9v、9w：电流检测器；11：电机(电动机)；20：曳引机；22：主绳索；24：轿厢；26：对重；28：位置检测部；30：被检测板；50：温度上升估计部；60：时间检测部；70：电流实效值运算部；80：选择部；90：温度上升信息存储部；100：过热判定部；200：主控制部；300：控制部。

Claims (6)

1.一种电梯的控制装置，其中，该电梯的控制装置具备：

主控制部，其对由多相的半导体元件构成的逆变器进行控制而驱动电机使轿厢升降，并使所述轿厢在到达楼层后进行再平层动作；

电流检测部，其检测所述逆变器的各相的电流；

温度上升估计部，其根据所述电流检测部的电流检测结果求出再平层动作前的所述半导体元件的第一温度上升估计值；

时间检测部，其检测在所述再平层动作时各相的电流流过的时间；

电流实效值运算部，其根据由所述电流检测部检测出的电流和由所述时间检测部检测出的时间来运算出各相的电流实效值；

温度上升信息存储部，其存储有所述再平层动作时的、电流实效值与所述逆变器的半导体元件的温度上升估计值之间的关系；以及

过热判定部，其判定所述第一温度上升估计值与第二温度上升估计值相加而得到的值已超过阈值的情况，该第二温度上升估计值是从所述温度上升信息存储部得到的、针对由所述电流实效值运算部运算出的电流实效值的温度上升估计值，

所述主控制部在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过阈值时，调整并控制所述再平层动作后的电梯的动作。

2.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其中，

该电梯的控制装置还具备选择部，该选择部选择由所述电流实效值运算部运算出的各相的电流实效值中值最大的电流实效值，

所述过热判定部依照所述温度上升信息存储部，根据由所述选择部选择的值最大的电流实效值求出第二温度上升估计值。

3.根据权利要求1或2所述的电梯的控制装置，其中，

所述过热判定部具有第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值作为所述阈值，

所述主控制部在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过所述第一阈值时，降低所述轿厢的最高速度，在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过所述第二阈值时，降低所述轿厢的最高速度和加速度。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，

所述主控制部在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过设定的所述阈值时，使再平层动作后的所述轿厢的门的关门速度慢于通常的速度。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，

所述逆变器的半导体元件由宽带隙半导体构成。

6.一种电梯的控制方法，其中，在对由多相的半导体元件构成的逆变器进行控制而驱动电机使轿厢升降、并使所述轿厢在到达楼层后进行再平层动作的电梯中，

检测所述逆变器的各相的电流；

根据所述电流的检测结果求出再平层动作前的所述半导体元件的第一温度上升估计值；

检测在所述再平层动作时各相的电流流过的时间；

根据检测出的电流和时间运算出各相的电流实效值，

存储所述再平层动作时的、电流实效值与所述逆变器的半导体元件的温度上升估计值之间的关系；

判定所述第一温度上升估计值与第二温度上升估计值相加而得到的值已超过阈值的情况，该第二温度上升估计值是依照所存储的所述电流实效值与所述逆变器的半导体元件的温度上升估计值之间的关系的、针对运算出的所述电流实效值的温度上升估计值，

在所述第一温度上升估计值与所述第二温度上升估计值相加而得到的值超过阈值时，调整并控制所述再平层动作后的所述电梯的动作。

Images