JP2001261245A

JP2001261245A - エレベーター制御装置

Info

Publication number: JP2001261245A
Application number: JP2000079786A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Suzuki; 聡鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高効率で、充電の開始と停止の制御が容易
で、平滑コンデンサを任意の電圧に充電可能なエレベー
ターの制御装置を得る。【解決手段】電源投入スイッチ２が操作されて、制御
電源装置１４に三相交流電源が供給された場合、制御電
源装置１４より制御回路１３を動作させるための制御電
源が供給される。これにより制御装置１３は充電回路１
６を動作させ、直流平滑用コンデンサ９の充電を開始す
る。充電回路１６は、制御電源を接触器３の接点が閉成
できる電圧に昇圧する。また、充電回路１６内のスイッ
チング電源回路は過負荷となった場合の保護として出力
制限機能を設けることができ、この出力制限機能を働か
せることにより、直流平滑用コンデンサ９に対して、定
電力充電を行う。すなわち、直流平滑用コンデンサ９に
対して充電電流を制限する充電抵抗を必要とせず、定電
力で徐々に充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エレベーターの
制御装置、特にコンバータ、インバータを用いて交流電
圧と直流電圧とを相互に変換し、かご駆動用の電動機を
制御する制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば特公平３−７８３５６号公
報に示される従来のエレベーター制御装置の一構成例を
示す構成図である。また、図５は例えば特公平１−１７
９８５号公報に示される従来のエレベーター制御装置の
別の構成例を示す構成図であり、図４、図５の双方とも
かごの起動時閉成する接点を閉成する前に、この接点の
出力側に接続された整流回路とは別の整流回路経由で受
電した交流電源から直流電力の平滑用コンデンサの充電
を行うことを示している。図５に対して図４は、平滑用
コンデンサの充電の電源として昇圧トランスを用いてい
る点が異なるだけであり、基本構成は同様である。

【０００３】図４において、１は三相交流電源、２はノ
ーヒューズブレーカなどの電源投入スイッチ、３は接触
器、４および５は複数のダイオードの組み合わせから成
る全波整流用整流器、６は昇圧トランス、７は充電時の
電流を制限するための抵抗器、９は直流平滑用コンデン
サであり、昇圧トランス６、整流器５、抵抗器７、ダイ
オード８で直流平滑用コンデンサ９の充電回路を構成し
ている。また、１０は直流平滑用コンデンサ９の電圧を
検出する電圧検出回路、１１は直流から交流への変換を
行うインバータ、１２は巻き上げ用電動機、１３は電圧
検出回路１０からの信号に基づいて接触器３の開閉など
を制御する制御回路である。

【０００４】従来のエレベーター制御装置は同図のよう
に構成されており、電源投入スイッチ２が投入されてエ
レベーターが起動する場合に、接触器３の接点が閉成す
る前に、先ず昇圧トランス６、整流器５、抵抗器７、ダ
イオード８から成る充電回路で直流平滑用コンデンサ９
を、三相交流電源１を整流器４で整流して得られる電圧
よりも高い電圧まで充電してから、接触器３の接点を閉
成させる構成とすることにより、上記接触器３の接点を
閉成した際に三相交流電源１から直流平滑用コンデンサ
９に過大な電流が流入し、機器が破損することを防いで
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
による充電回路では、充電時の電流を制限するために抵
抗器を使用しているため、そこで発熱が生じ電力を消費
してしまう。その効率ηは、

【０００６】

【数１】

【０００７】で表すことができる。すなわち、図４にお
いて、充電電流をｉ、充電用の電源電圧をＥ、充電抵抗
値をＲ、平滑コンデンサの容量をｔとすると、効率ηは
下式で表される。

【０００８】

【数２】

【０００９】このように、効率ηは５０％であり、平滑
コンデンサに蓄える電力に対して、２倍の電力が必要と
なり、省エネルギーの観点から好ましくない。また、充
電しようとする電圧も、三相交流電源電圧によって支配
され、その電圧もしくは、決められた変圧比の充電トラ
ンスの出力電圧を全波整流して得られる電圧でしか充電
することができなかった。すなわち、任意の電圧まで充
電することが困難であるという問題点があった。

【００１０】一方、エレベーターは、バッテリを有し、
三相交流電源が停電した場合に、このバッテリを用いて
停電時の動作をバックアップすることで、乗客をかごに
閉じ込めてしまうことを防止する機器が供されているこ
とは一般に広く知られているが、このバッテリの電圧
は、一般に三相交流電源から得られる電圧ＡＣ２００Ｖ
よりも、低い電圧であるＤＣ４８Ｖ程度で構成されてお
り、エレベーターの運転時に平滑コンデンサの電圧が、
そのバッテリ電圧まで低下した場合、三相交流電源の復
電時に速やかに起動できないという問題があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、高効率で、充電の開始と停止の
制御が容易で、平滑コンデンサを任意の電圧に充電可能
なエレベーター制御装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエレベ
ーター制御装置は、交流電源から得られる交流電力を直
流電力に変換するコンバータと、上記直流電力を平滑化
するコンデンサと、このコンデンサの出力を任意の交流
電力に変換して、エレベーターのかご駆動用の電動機を
制御するインバータと、上記交流電源と上記コンバータ
の間に挿入され上記かごの起動時閉成する接点と、この
接点の開閉を制御する制御回路とを備え、上記接点が閉
成する前に、上記直流電力を平滑化するコンデンサをス
イッチング電源回路によるＤＣ−ＤＣ電圧変換によっ
て、所定の電圧まで充電する充電回路とを備えたもので
ある。

【００１３】また、第２の発明に係るエレベーター制御
装置は、バッテリを備え、交流電源の停電時に上記バッ
テリでバックアップ運転を行い、上記ＤＣ−ＤＣ変換す
る元となる電源を、エレベーターの停電時に上記バッテ
リでバックアップされる電源から、平滑コンデンサの充
電電圧へ変換するものである。

【００１４】また、第３の発明に係るエレベーター制御
装置は、制御回路は、エレベーターの停止時間を監視
し、上記停止時間が所定の時間を経過したら、平滑コン
デンサへの充電を停止するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
に係るエレベーター制御装置の実施の形態１を示す構成
図である。同図において、１は三相交流電源、２はノー
ヒューズブレーカなどの電源投入スイッチ、３は接触
器、４は複数のダイオードの組み合わせから成る全波整
流用整流器、９は直流平滑用コンデンサ、１０は直流平
滑用コンデンサ９の電圧を検出する電圧検出回路、１１
は直流から交流への変換を行うインバータ、１２は巻き
上げ用電動機、１３は電圧検出回路１０からの信号に基
づいて接触器３の開閉などを制御する制御回路、１４は
制御回路１３に電源を供給する制御電源装置、１５はバ
ッテリ、１６は直流平滑用コンデンサ９を充電する充電
回路である。

【００１６】次に、この実施の形態の動作を図１を参照
して説明する。電源投入スイッチ２が操作されて、制御
電源装置１４に三相交流電源が供給された場合、制御電
源装置１４より制御回路１３を動作させるための制御電
源が供給される。ここで、種々の電圧が考えられるが、
ここでは例えばＤＣ４８Ｖとして説明する。これらの電
源が供給されると制御装置１３は充電回路１６を動作さ
せ、直流平滑用コンデンサ９の充電を開始する。充電回
路１６は、制御電源であるＤＣ４８ｖから、接触器３の
接点が閉成できる電圧であるＤＣ２８３Ｖ以上の直流電
圧に変換するスイッチング電源回路である。その出力電
圧は任意に設計できるものであるが、ここでは例えばＤ
Ｃ３４０Ｖとする。

【００１７】充電回路１６は、このようなスイッチング
電源回路から構成されており、ＤＣ４８ＶからＤＣ３４
０Ｖへ昇圧するものであるが、上記のスイッチング電源
回路は過負荷となった場合の保護として出力制限機能を
設けることができ、この出力制限機能を働かせることに
より、直流平滑用コンデンサ９に対して、定電力充電を
行うことが可能である。すなわち、直流平滑用コンデン
サ９に対して充電電流を制限する充電抵抗を必要とせ
ず、定電力で徐々に充電を行うことが可能である。この
スイッチング電源回路の効率は「実用電源回路設計ハン
ドブック」（ＣＱ出版社）Ｐ１０２に記載されているよ
うに一般に８０〜９０％と言われており、従来の充電抵
抗を用いた受電方法に対して明らかに高効率となり、省
エネルギーに寄与することができる。直流平滑用コンデ
ンサ９が、接触器３の接点が閉成できる電圧であるＤＣ
２８３Ｖ以上になったことを電圧検出回路１０が検知す
ると、この電圧検出回路１０はこの旨を制御回路１３に
通知し、制御回路１３はこの通知を受けると接触器３を
閉成させるので、エレベーターの運転が可能となる。

【００１８】また、充電回路１６で直流平滑用コンデン
サ９を、三相交流電源１を整流器４で整流して得られる
電圧よりも高い電圧まで充電してから、接触器３の接点
を閉成させることにより、上記接触器３の接点を閉成し
た際に三相交流電源１から直流平滑用コンデンサ９に過
大な電流が流入し、機器が破損することを防ぐことがで
きる。

【００１９】充電回路１６の充電動作は、制御回路１３
から開始、停止が制御できる構成となっており、電圧検
出回路１０の検出電圧によって任意の電圧で充電回路１
６の充電動作を停止させれば、充電回路１６の出力電圧
の範囲内で任意の電圧まで充電することが可能である。

【００２０】図２は図１に示す充電回路１６の内部構成
を示した図であり、このスイッチング電源方式ＤＣ−Ｄ
Ｃ電圧変換回路はフライバックレギュレーター方式と呼
ばれるものであり、その構成は公知（出典：三菱電機リ
ニアＩＣカタログ「三菱集積回路（ディジ・アナイン
タフェースＭ５１９９６ＡＰ／ＦＰ５−３３）」ｐ５−
３３、実用電源回路設計ハンドブック（ＣＱ出版社）ｐ
１０２）であるため、詳細な説明を割愛する。この回路
を採用するメリットは、出力制限ができるため充電用の
電流制限抵抗を用いることなく定電力充電が可能であ
り、電力消費を低減できるので比較的効率が高いこと
と、別途接触器を追加することなく制御回路から比較的
容易にその出力を停止させられることである。

【００２１】以上のように、この実施の形態によれば、
充電用の電流制限抵抗を用いることなく電源電圧を元に
その平滑コンデンサの充電回路をスイッチング電源化し
て所定の電圧まで昇圧するので、高い効率で充電電圧を
容易に調節できる。

【００２２】実施の形態２．実施の形態１では、三相交
流電源から電力が供給される場合について説明したが、
従来のエレベーターでは三相交流電源の停電に備えてバ
ッテリで電力をバックアップするものが実用化されてい
る。この場合、従来のエレベーター制御装置ではバッテ
リでの運転時に平滑コンデンサの電圧がＤＣ４８Ｖまで
低下してしまった場合、ＤＣ２８３Ｖまで充電すること
ができず、三相交流電源の復電を待ってから充電を開始
する必要があり、充電時間分、エレベーターの運転開始
が遅れることになってしまっていた。この実施の形態２
は、この問題を解決するためになされたものである。

【００２３】図３はこの発明に係るエレベーター制御装
置の実施の形態２を示す構成図である。図において、図
１と同符号は同一または相当部分を示す。１５はバッテ
リである。

【００２４】次に、動作を説明する。この実施の形態２
では三相交流電源の停電時にバッテリ１５でバックアッ
プされる電源ＤＣ４８Ｖを元に充電回路１６がＤＣ２８
３Ｖ以上に昇圧して直流平滑コンデンサ９の充電を行う
以外は実施の形態１と同様である。

【００２５】この実施の形態によれば、停電の最中でも
直流平滑コンデンサの電圧をＤＣ２８３Ｖまで充電して
保つことができ、三相交流電源が復電した際に、直ちに
接触器３の接点を閉成してエレベーターを起動すること
が可能となり、利便性を向上することができる。

【００２６】実施の形態３．従来の技術では、平滑コン
デンサへの充電は昼夜を問わず三相交流電源が供給され
ている限り連続して行われていた。この平滑コンデンサ
は正極から負極へ少量ではあるが、漏洩電流が存在し、
放置しておけば放電してしまう。すなわち、直流平滑コ
ンデンサを充電し続ければ損失電力が発生していた。こ
の実施の形態３は、この問題を解決するためになされた
ものである。

【００２７】図１はこの実施の形態３でも用いられる。

【００２８】次に、動作を図１を用いて説明する。エレ
ベーターの運行管理を行う制御回路１３は、エレベータ
ーの停止時間を監視し、この停止時間が所定の時間を経
過したら直流平滑コンデンサへの充電を停止し、エレベ
ーターの利用者の存在を認識してから充電を開始する。
なお、エレベーターの利用者の存在の認識は例えば乗場
釦（図示せず）を利用者が押した場合に、この信号を制
御回路１３が入力することで実現することができる。

【００２９】この実施の形態３によれば、エレベーター
の利用が一定時間以上無い場合や、深夜の時間など予め
決められた時間において、利用閑散時間と判断された場
合には、制御回路が平滑コンデンサへの充電を停止し、
エレベーターの利用者の存在を認識してから充電を開始
することにしたので、閑散時のエレベーターの起動には
平滑コンデンサの充電時間分の時間を要するものの、最
低限の利便性の低下で、省エネルギーを図ることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、イン
バータを使用し、直流平滑コンデンサを有するエレベー
ターにおいて、電源電圧を元にその直流平滑コンデンサ
の充電回路をスイッチング電源化して所定の電圧まで昇
圧するので、充電電圧を容易に調節できるという効果を
奏する。

【００３１】また、この発明によれば、三相交流電源の
停電時にバッテリでバックアップされる低電圧の直流電
源を元にバッテリ動作可能電圧以上に昇圧して直流平滑
コンデンサの充電を行う充電手段を備えたので、停電の
最中でも平滑コンデンサの電圧を動作可能電圧まで充電
して保つことができ、三相交流電源が復電した際に、直
ちに接触器の接点を閉成してエレベーターを起動するこ
とが可能となり、利便性を向上することができるという
効果を奏する。

【００３２】また、この発明によれば、制御回路は、エ
レベーターの停止時間を監視し、上記停止時間が所定の
時間を経過したら、直流平滑コンデンサへの充電を停止
するので、省電力化を図ることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るエレベーター制御装置の実施
の形態１または３を示す構成図である。

【図２】図１に示す充電回路１６の内部構成を示した
図である。

【図３】この発明に係るエレベーター制御装置の実施
の形態２を示す構成図である。

【図４】従来のエレベーター制御装置の一構成例を示
す構成図である。

【図５】従来のエレベーター制御装置の別の構成例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１三相交流電源、２電源投入スイッチ、３接
触器、４全波整流器、５全波整流器、６昇
圧トランス、７抵抗器、８ダイオード、９
直流平滑コンデンサ、１０電圧検出回路、１１
インバータ、１２巻き上げ用電動機、１３制御回
路、１４制御用電源装置、１５バッテリ、１６
充電回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源から得られる交流電力を直流電
力に変換するコンバータと、上記直流電力を平滑化するコンデンサと、このコンデンサの出力を任意の交流電力に変換して、エ
レベーターのかご駆動用の電動機を制御するインバータ
と、上記交流電源と上記コンバータの間に挿入され上記かご
の起動時閉成する接点と、この接点の開閉を制御する制
御回路とを備え、上記接点が閉成する前に、上記直流
電力を平滑化するコンデンサをスイッチング電源回路に
よるＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電
する充電回路とを備えたことを特徴とするエレベーター
制御装置。
【請求項２】バッテリを備え、交流電源の停電時に上
記バッテリでバックアップ運転を行い、上記ＤＣ−ＤＣ
変換する元となる電源を、エレベーターの停電時に上記
バッテリでバックアップされる電源から、平滑コンデン
サの充電電圧へ変換することを特徴とする請求項１記載
のエレベーター制御装置。
【請求項３】制御回路は、エレベーターの停止時間を
監視し、上記停止時間が所定の時間を経過したら、平滑
コンデンサへの充電を停止することを特徴とする請求項
１記載のエレベーター制御装置。