JP2001294373A - エレベーターの制御装置 - Google Patents

エレベーターの制御装置

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JP2001294373A
JP2001294373A JP2000108660A JP2000108660A JP2001294373A JP 2001294373 A JP2001294373 A JP 2001294373A JP 2000108660 A JP2000108660 A JP 2000108660A JP 2000108660 A JP2000108660 A JP 2000108660A JP 2001294373 A JP2001294373 A JP 2001294373A
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Japan
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power transistor
switching
motor
power
car
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Masami Kawamura
正美 川村
Toshinori Suzuki
俊則 鈴木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B50/00Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワートランジスタのスイッチングにより、
エレベーター用直流電動機を制御する場合、パワートラ
ンジスタの容量を小さくする。 【解決手段】 かご6を駆動する直流電動機5を駆動す
る際、かご6の重負荷上昇時又は軽負荷下降時のよう
に、直流電動機5が力行運転となり、大電流が流れる場
合、例えばパワートランジスタ4UP→直流電動機5→
パワートランジスタ4VNの回路において、パワートラ
ンジスタ4UPを全点弧させ、パワートランジスタ4V
Nをスイッチングさせる。これで、パワートランジスタ
4UP,4VNをスイッチングさせる場合に比し、スイ
ッチング損失は見かけ上半分になる。

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、かごを駆動する
直流電動機を、制御素子のスイッチングにより制御する
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6及び図7は従来のエレベーターの制
御装置を示す図で、図6は要部回路図、図7はスイッチ
ング信号生成波形図である。かご6とつり合おもり7を
結合する主索8を駆動する直流電動機5は、周知の直流
チョッパ回路に接続されている。すなわち、正側直流母
線Pに接続されたパワートランジスタ4UPは、直流電
動機5に接続され、再びパワートランジスタ4VNを介
して負側直流母線Nに接続されている。
【0003】また、上記と逆方向に電流を流すことがで
きるように、直流母線Pに接続されたパワートランジス
タ4VPは、直流電動機5に接続され、再びパワートラ
ンジスタ4UNを介して直流母線Nに接続されている。
これらのパワートランジスタ4UP,4VN,4VP,
4UNはスイッチング信号UP,VN,VP,UNによ
ってオン/オフ制御される。このスイッチング信号U
P,VN,VP,UNの生成手順を図7に示す。
【0004】制御系から出力された第1電圧指令信号2
2aとこれと符号が反転した第2電圧指令信号22b
が、基準三角波信号21aと瞬時比較され、その出力が
スイッチング信号UP,UN,VP,VNとなり、それ
ぞれパワートランジスタ4UP,4UN,4VP,4V
Nがオン/オフ制御されて、直流電動機5が制御され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のエ
レベーターの制御装置では、スイッチング信号UP,U
N,VP,VNによりパワートランジスタ4UP,4U
N,4VP,4VNをオン/オフ制御しているため、次
のような事象が生じる。 (1) 直流電動機5に流れる電流のどちらか1方向に
着目したとき、二つのパワートランジスタ(例えば、パ
ワートランジスタ4UPと4VN)を電流が流れるが、
図7から明らかなように、オン/オフタイミングの位相
がずれているため、基準三角波信号21aの1サイクル
に2回スイッチングする。これにより、特に電流が大き
い場合に、スイッチング損失が大きくなる。
【0006】(2) 上記スイッチング損失は、その損
失による熱ストレスにより、パワートランジスタ4U
P,4UN,4VP,4VNの寿命を短くする要因とな
る。 (3) 特に、エレベーターに適用される直流電動機5
では、加速時間中、長時間(約数秒)に渡って一定の直
流大電流が流れるため、特定のパワートランジスタに集
中的な負荷となる。 上述から、パワートランジスタ4UP,4UN,4V
P,4VNの容量の大きいものを使う必要があり、制御
装置の大形化を招き、コスト高となるという問題があ
る。
【0007】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、パワートランジスタの容量を大きくする
必要がなく、装置の小形化及び低価格化を図ることがで
きるようにしたエレベーターの制御装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の第1発明に係
るエレベーターの制御装置は、直流電動機の大電流通電
時に、直流電源の正側に接続された制御素子及び負側に
接続された制御素子の一方を全点弧させるようにしたも
のである。
【0009】また、第2発明に係るエレベーターの制御
装置は、第1発明のものにおいて、制御素子の全点弧制
御を直流電動機の力行運転時に実施するようにしたもの
である。
【0010】また、第3発明に係るエレベーターの制御
装置は、第2発明のものにおいて、力行運転時をかごの
重負荷上昇時又は軽負荷下降時としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1〜図5はこの
発明の第1〜第3発明の一実施の形態を示す図で、図1
は要部回路図、図2はスイッチング信号発生装置のブロ
ック線図、図3は全点弧指令信号発生装置のブロック線
図、図4はスイッチング信号生成波形図、図5は上昇時
のスイッチング動作説明図であり、図中同一符号は同一
部分を示す。
【0012】図1において、1は交流電源、2は交流電
源1に接続され直流側が正側直流母線P及び負側直流母
線Nに接続された整流器、3は直流母線P,N間に接続
された平滑コンデンサ、4UP,4VP,4UN,4V
N(UはU相、VはV相を表す)はそれぞれ制御素子を
構成するパワートランジスタ、5はかご6とつり合おも
り7を結合する主索8を駆動する直流電動機で、直流母
線Pに接続されたパワートランジスタ4UPは、直流電
動機5に接続され、再びパワートランジスタ4VNを介
して直流母線Nに接続されており、この回路を流れる電
流の方向を矢印9で示す。
【0013】また、直流電動機5に矢印9と逆方向に電
流を流すことができるように、直流母線Pに接続された
パワートランジスタ4VPは、直流電動機5に接続さ
れ、0再びパワートランジスタ4UNを介して直流母線
Nに接続されている。パワートランジスタ4UP,4V
P,4UN,4VN及び平滑コンデンサ3によって直流
チョッパ回路が構成されている。
【0014】10はスイッチング信号UP,VPを発生
するスイッチング信号発生装置(詳細は図2)、11は
全点弧指令信号CNTU1,CNTU2,CNTV1,
CNTV2を発生する全点弧指令信号発生装置(詳細は
図3)、12,13はOR回路(AND表示)、14,
15はAND回路、16,17はNOT回路であり、A
ND回路14の出力はパワートランジスタ4UPの、A
ND回路15の出力はパワートランジスタ4VPの、N
OT回路16の出力はパワートランジスタ4UNの、N
OT回路17の出力はパワートランジスタ4VNの、そ
れぞれベースに接続されている。
【0015】図2において、21は基準三角波信号21
aを発生する基準三角波発生器、22aは制御系(図示
しない)から出力される第1電圧指令信号、23は電圧
指令信号22aの符号を反転して第2電圧指令信号23
aを出力する符号反転器、24は基準三角波信号21a
と第1電圧指令信号22aを比較してスイッチング信号
UPを発生するU相比較器、25は基準三角波信号21
aと第2電圧指令信号23aを比較してスイッチング信
号VPを発生するV相比較器である。
【0016】図3において、31は走行方向を示す走行
方向信号31a及び加速、定速、減速及び停止の走行モ
ードを示す走行モード信号31bを出力する運転モード
指令発生手段、32はかご内負荷を検出するかご負荷検
出器、33は走行方向信号31a及びかご負荷検出器3
2の出力により、全点弧の必要性を判定する全点弧判定
手段、34は全点弧判定手段33の出力により、パワー
トランジスタ4UP,4VP,4UN,4VNの内全点
弧させる素子を選択する全点弧素子抽出手段である。
【0017】35は全点弧素子抽出手段34で選択され
た素子に対して、走行モード信号31bのタイミングに
応じて全点弧指令信号CNTU1,CNTV1,CNT
U2,CNTV2を出力する全点弧指令信号出力手段で
ある。
【0018】次に、この実施の形態の動作を説明する。 (1) スイッチング信号発生動作(図2及び図4) 一般的に直流電動機5が可変速制御される場合、その制
御系はマイクロコンピュータにより構成されて処理され
るが、その制御系から最終的に出力されるのは、直流電
動機5に印加される電圧指令信号である。そして、電圧
指令信号22aはU相比較器24で、基準三角波信号2
1aと瞬時値比較される。また、電圧指令信号22aは
符号反転器23で符号が反転されて第2電圧指令信号2
3aとなり、V相比較器25で基準三角波信号21aと
瞬時値比較される。
【0019】その結果、図4に示すように、スイッチン
グ信号UP,VPがそれぞれパルス列として出力され
る。
【0020】(2) 全点弧指令信号発生動作(図3及
び図5) 運転モード指令発生手段31から出力される走行方向信
号31a及びかご負荷検出器32の出力により、全点弧
判定手段33は全点弧させる条件を判定する。例えば、
かご負荷が積載荷重(実際に使用する際に積載し得る最
大荷重)の50%未満で、かつかご6の走行方向が下降
方向のとき(軽負荷下降)、またかご負荷が積載荷重の
50%以上で、かつかご6の走行方向が上昇方向のとき
(重負荷上昇)は、それぞれ力行運転と判定する。これ
以外のときは、回生運転と判定する。
【0021】全点弧素子抽出手段34は上記判定結果に
基づいて、全点弧させる素子を選択し、全点弧指令信号
出力手段35は走行モード信号31bが示すかごの加
速、定速、減速及び停止から図5に示すような、全点弧
指令信号CNTU1,CNTU2,CNTV1,CNT
V2を出力する。
【0022】(3) パワートランジスタ制御動作(図
5) 図5は上昇運転時の各部波形を示し、T1は上昇加速期
間、T2は定速又は減速(回生中)期間、T3は停止後
再起動加速期間、T4は期間T2と同様の期間、vはか
ご6の速度で、上昇、停止、上昇…の繰り返しを示す。
iは速度vに対応する電流(例えば、定員に近い乗客を
乗せた上昇運転)である。
【0023】期間T1は大電流iを必要とする期間であ
り、パワートランジスタ4UPはオン固定、パワートラ
ンジスタ4UNはオフ固定、パワートランジスタ4V
P,4VNはスイッチングとなるように、全点弧指令信
号CNTU1,CNTU2,CNTV1,CNTV2に
よって制御される。
【0024】すなわち、信号CNTU1は「H」のた
め、信号UPの「H」又は「L」にかかわらず、OR回
路12の出力は「H」となる。また、信号CNTU2が
「H」のため、AND回路14の出力は「H」となるの
で、パワートランジスタ4UPはオン固定(全点弧)と
なる。したがって、NOT回路16の出力は「L」とな
るので、パワートランジスタ4UNはオフ固定(無点
弧)となる。
【0025】一方、信号CNTV1は「L」のため、O
R回路13の出力は信号VPに同期して「H」又は
「L」となる。また、信号CNTV2が「H」のため、
AND回路15の出力は信号VPに同期して「H」又は
「L」を繰り返してスイッチングし、パワートランジス
タ4UPはスイッチングをせず、全点弧又は無点弧に固
定された状態に制御される。他の期間T2〜T4も同様
の手順で制御されるので、詳細な説明は省略し、要点だ
けを説明する。
【0026】期間T2は比較的電流iは小さい期間であ
り、信号CNTU1,CNTV1は共に「L」となるた
め、各パワートランジスタ4UP,4UN,4VP,4
VNはスイッチング状態となる。期間T3は停止後再起
動での加速中であるため、期間T1と同様の大電流iを
必要とする期間であるが、期間T1と逆にパワートラン
ジスタ4VNをオン固定とする。したがって、パワート
ランジスタ4UP,4UNはスイッチング、パワートラ
ンジスタ4VPはオフ固定、パワートランジスタ4VN
はオン固定となる。期間T4は期間T2と同様に、各パ
ワートランジスタ4UP,4UN,4VP,4VNはス
イッチング状態となる。
【0027】上記実施の形態では、エレベーターが力行
運転時にスイッチングを固定するものとしたが、エレベ
ーターは必ずしも上昇時が力行運転とは限らない。一般
的にはだれも乗っていない無負荷状態では、上昇時は回
生運転となり、満員状態では力行運転となる。これらの
負荷状態は、図3のかご負荷検出器32の出力によって
検出することにより決定され、全点弧指令信号CNTU
1,CNTU2,CNTV1,CNTV2が出力され
る。
【0028】このようにして、大電流iを流す期間は、
一方のパワートランジスタのスイッチングを固定とする
ことにより、素子のオン/オフの都度、発生するスイッ
チング損失を見かけ上半分にすることができるため、パ
ワートランジスタ4UP,4UN,4VP,4VNの容
量を下げることが可能となり、装置の小型化及び低価格
化を図ることが可能となる。
【0029】実施の形態2.実施の形態1では、期間T
1の力行加速時にパワートランジスタ4UP,4VNの
片側を全点弧させるものとしたが、期間T2の力行定速
時についても、磁気騒音等の支障がなければ、片側全点
弧を適用できる。これで、スイッチング損失を、更に小
さくすることが可能となる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第1発明
では、直流電動機の大電流通電時に、直流電源の正側に
接続された制御素子及び負側に接続された制御素子の一
方を全点弧させ、第2発明では、上記全点弧を直流電動
機の力行運転時に実施し、第3発明では、上記力行運転
時をかごの重負荷上昇時又は軽負荷下降時とするように
したので、スイッチング損失を見かけ上半分にすること
ができ、パワートランジスタの容量を下げることがで
き、装置の小形化及び低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1及び実施の形態2を
示す要部回路図。
【図2】 図1のスイッチング信号発生装置を示すブロ
ック線図。
【図3】 図1の全点弧指令発生装置のブロック線図。
【図4】 この発明の実施の形態1及び実施の形態2を
示すスイッチング信号生成波形図。
【図5】 この発明の実施の形態1及び実施の形態2を
示す上昇時のスイッチング動作説明図。
【図6】 従来のエレベーターの制御装置を示す要部回
路図。
【図7】 従来のエレベーターの制御装置を示すスイッ
チング信号生成波形図。
【符号の説明】
1 交流電源、2 整流器、3 平滑コンデンサ、4U
P,4UN,4VP,4VN 制御素子(パワートラン
ジスタ)、5 直流電動機、6 かご、7 つり合おも
り、8 主索、10 スイッチング信号発生装置、11
全点弧指令信号発生装置、12,13 OR回路、1
4,15 AND回路、16,17 NOT回路、U
P,VP スイッチング信号、CNTU1,CNTU
2,CNTV1,CNTV2 全点弧指令信号。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源の正側に接続された制御素子と
    負側に接続された制御素子との間に、かごとつり合おも
    りが結合された主索を駆動する直流電動機が接続され、
    上記正側及び負荷制御素子をスイッチング制御して上記
    直流電動機を制御する装置において、上記直流電動機の
    大電流通電時に、上記正側及び負側制御素子の一方を全
    点弧させる信号を与える全点弧指令信号発生装置を備え
    たことを特徴とするエレベーターの制御装置。
  2. 【請求項2】 全点弧指令信号発生装置を、直流電動機
    の力行運転時に動作させるものとしたことを特徴とする
    請求項1記載のエレベーターの制御装置。
  3. 【請求項3】 力行運転時を、かごの重負荷上昇時又は
    軽負荷下降時としたことを特徴とする請求項2記載のエ
    レベーターの制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005324884A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御装置
JP2005324881A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御装置

Cited By (4)

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JP4566617B2 (ja) * 2004-05-12 2010-10-20 東芝エレベータ株式会社 エレベータ制御装置
JP4619039B2 (ja) * 2004-05-12 2011-01-26 東芝エレベータ株式会社 エレベータ制御装置

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