JP2005112598A - エレベータ制御用制御電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電圧型インバータをエレベータ制御に使用するとき、直流中間回路に二次電池を用いて回生エネルギーを吸収する場合でも、停電発生時対策として制御電源用としては別電源回路が設置されている。
【解決手段】電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続する。また、制御電源回路は直流中間回路か若しくは蓄電装置に接続して構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続する。また、制御電源回路は直流中間回路か若しくは蓄電装置に接続して構成した。
【選択図】 図１
Description
本発明はエレベータ制御用電源装置に係わり、特に回生エネルギーを制御電源とするエレベータ制御用制御電源装置に関するものである。
エレベータの制御装置で必要な電源としては、電動機を駆動する動力用電源と、照明やシーケンス回路，制御回路を動作させるための制御用電源がある。
図３は従来のエレベータ制御装置における電源供給の態様を示したもので、動力用電源とエレベータ制御用電源とはそれぞれ商用電源がら供給されている。
また、エレベータ用電動機の制御装置として電圧形インバータが使用される場合がある。電圧形インバータは、交流電源を直流に変換する順変換部と、この順変換部の直流中間電圧を可変周波数可変電圧の交流に変換する逆変換部を有している。
図３は従来のエレベータ制御装置における電源供給の態様を示したもので、動力用電源とエレベータ制御用電源とはそれぞれ商用電源がら供給されている。
また、エレベータ用電動機の制御装置として電圧形インバータが使用される場合がある。電圧形インバータは、交流電源を直流に変換する順変換部と、この順変換部の直流中間電圧を可変周波数可変電圧の交流に変換する逆変換部を有している。
この電圧形インバータにおいては、その負荷である電動機側からエネルギーが回生する運転では、直流中間回路電圧が上昇してインバータに使用されているスイッチング素子の耐電圧を越えてこの素子を破損する虞れを有している。このため、直流中間回路に回生抵抗を接続して回生エネルギーをこの抵抗によって熱消費させるか、電源への回生回路を設けるか、あるいは特許文献１のように直流中間回路に蓄電装置を設け、この蓄電装置にエネルギーを吸収して直流中間回路の電圧上昇を防いでいる。
特開昭６１−２６７６７５号公報
直流中間回路に回生抵抗を接続し、電圧上昇時にこの抵抗に電流を流して熱消費させる方法は、省エネルギーの観点から望ましいものではない。また、順変換部とは逆並列に変換回路を接続して交流電源に回生する方法は、高効率で回生エネルギーを電源に回生する利点は有するが、変換回路のスイッチング動作によるノイズによって周囲機器を誤動作させる虞れを有すると共に、停電発生時に運転を継続するためには別の電源装置が必要となって高コストとなる。
また、直流中間回路に蓄電装置を設けて回生エネルギーを吸収する方法では、回生運転が連続的に発生した場合、蓄電装置でエネルギーが吸収しきれない状態が発生する。その場合、直流中間回路に回生抵抗を接続し、所定値以上となったときに電流を流して熱消費しなければならず、エネルギー効率が低下している。
また、直流中間回路に蓄電装置を設けて回生エネルギーを吸収する方法では、回生運転が連続的に発生した場合、蓄電装置でエネルギーが吸収しきれない状態が発生する。その場合、直流中間回路に回生抵抗を接続し、所定値以上となったときに電流を流して熱消費しなければならず、エネルギー効率が低下している。
本発明が目的とするところは、直流中間回路に蓄電装置を設ける方法で、回生エネルギーを制御用の電源とする電源装置を提供するすることにある。
本発明の第１は、エレベータ制御に電圧型インバータを使用し、その直流中間回路に蓄電装置を接続し、制御部の制御指令にて回生エネルギーを蓄電装置に吸収するものにおいて、
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、前記直流中間回路にＤＣ／ＤＣ若しくはＤＣ／ＡＣ変換部よりなる制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたものである。
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、前記直流中間回路にＤＣ／ＤＣ若しくはＤＣ／ＡＣ変換部よりなる制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたものである。
本発明の第２は、エレベータ制御に電圧型インバータを使用し、その直流中間回路に蓄電装置を接続し、制御部の制御指令にて回生エネルギーを蓄電装置に吸収するものにおいて、
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、この蓄電装置の両端に制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたものである。
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、この蓄電装置の両端に制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたものである。
以上のとおり、本発明によれば、連続的に回生運転が発生しても回生抵抗にて熱消費させる割合が低減できて、且つ、停電発生時においても別電源を設けることなく運転継続が可能となる。
また、制御用電源を蓄電装置より得ることにより、例えば逆変換部のスイッチング素子が破損して直流中間回路に電圧印加ができない状態時においても、制御用電源は蓄電装置からエネルギー供給を受けることが可能となり、エレベータのボタン表示などを継続することができる。
また、制御用電源を蓄電装置より得ることにより、例えば逆変換部のスイッチング素子が破損して直流中間回路に電圧印加ができない状態時においても、制御用電源は蓄電装置からエネルギー供給を受けることが可能となり、エレベータのボタン表示などを継続することができる。
図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図で、１は交流電源からの交流電力を直流に変換する順変換部、２は直流電圧を平滑するための平滑コンデンサ、３は直流電圧を可変周波数可変電圧の交流に変換する逆変換部で、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子よりなってその出力は負荷である誘導電動機４に供給される。 また、誘導電動機４が回生状態時には、電動機に誘起した電圧は逆変換部３のダイオードを通って直流中間回路に回生される。
５は直流／直流変換を行うためのチョッパ回路で、ここではＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２が直流中間回路の正，負の極間に直列に接続されている。チョッパ回路５のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の橋絡点と直流中間回路の負極間には、リアクトル８と蓄電装置６との直列回路が接続されている。
７は制御電源回路でＤＣ／ＤＣ若しくはＤＣ／ＡＣコンバータよりなって図示省略された制御回路用の制御電源となる。
７は制御電源回路でＤＣ／ＤＣ若しくはＤＣ／ＡＣコンバータよりなって図示省略された制御回路用の制御電源となる。
９はダイナミックブレーキ回路で、後述するように回生エネルギーを吸収しきれない場合のみスイッチング素子ＳＷ３をオンにし、抵抗Ｒに電流を流して熱消費させる。１０は制御部で、この制御部１０には、図示省略された各検出部から種々の検出信号が入力され、この検出信号に基づいてチョッパ回路５やダイナミックブレーキ回路のスイッチング素子ＳＷ３が制御される。そのために、直流中間回路の電圧，電流検出部から電圧Ｖ1，電流Ｉを、例えば逆変換部からの電動機駆動状態信号Ｖ3を、蓄電装置６から電圧ＶB、停電検出部又は直流中間回路の電圧検出部から停電検出信号Ｖ2がそれぞれ周知の検出手法によって検出されて制御部１０に入力される。
次に動作を説明する。
逆変換部３はエレベータの運転指令に基づき負荷に対応しながら例えばＰＷＭ制御方式で制御される。その運転中に回生状態が発生して電圧Ｖ1，電流Ｉ若しくは信号Ｖ3の何れかの信号にて検出された場合、制御部１０は信号ＶBから蓄電装置６は充電可能か否かを判断し、可能状態であればチョッパ回路のスイッチング素子ＳＷ１をオンオフ制御することによってリアクトル８を介して蓄電装置６に充電する。
逆変換部３はエレベータの運転指令に基づき負荷に対応しながら例えばＰＷＭ制御方式で制御される。その運転中に回生状態が発生して電圧Ｖ1，電流Ｉ若しくは信号Ｖ3の何れかの信号にて検出された場合、制御部１０は信号ＶBから蓄電装置６は充電可能か否かを判断し、可能状態であればチョッパ回路のスイッチング素子ＳＷ１をオンオフ制御することによってリアクトル８を介して蓄電装置６に充電する。
また、電動機４が駆動運転若しくは待機中の場合、制御部１０は電圧ＶBの値より蓄電装置６は放電可能状態が否かが判断される。放電可能であればチョッパ回路のスイッチング素子ＳＷ２をオンオフすることによりスイッチング素子ＳＷ１のダイオードを介して直流中間回路に放電され、制御電源回路７の例えばＤＣ／ＤＣコンバータを介して所定の電圧値に変換され、制御電源として制御部に供給される。
したがって、この実施例によれば、連続的に回生運転が発生した場合においても回生抵抗Ｒによる熱消費の割合を低減することが可能となり、また、停電発生時においても別電源を設けることなく運転継続が可能となるものである。
なお、直流中間回路に回生されたエネルギーを処理しきれない場合には、制御部１０はスイッチング素子ＳＷ３にゲート信号を送出してオン状態とし、抵抗Ｒ，スイッチング素子ＳＷ３を通して電流を流し、抵抗Ｒにおいて熱消費させて直流中間回路の電圧値を所定値に維持する。
なお、直流中間回路に回生されたエネルギーを処理しきれない場合には、制御部１０はスイッチング素子ＳＷ３にゲート信号を送出してオン状態とし、抵抗Ｒ，スイッチング素子ＳＷ３を通して電流を流し、抵抗Ｒにおいて熱消費させて直流中間回路の電圧値を所定値に維持する。
図２は他の実施例を示したものである。
この実施例において図１と異なるところは、制御電源回路７を蓄電装置６の両端に接続した点で他は同じである。
すなわち、電動機４は駆動，回生運転を繰り返して運転されるが、制御部１０は蓄電装置６の電圧ＶBから充電状態を把握し、回生電圧発生時にはチョッパ回路のスイッチング素子ＳＷ１をオンオフ制御することにより蓄電装置６で回生エネルギーを吸収し、その一部は制御電源回路７に供給する。
また、電動機４の力行運転時には蓄電装置６に蓄積された電荷をスイッチング素子ＳＷ２をオンオフ制御することによって放電し、電動機を駆動するための電源電圧とする。
この実施例において図１と異なるところは、制御電源回路７を蓄電装置６の両端に接続した点で他は同じである。
すなわち、電動機４は駆動，回生運転を繰り返して運転されるが、制御部１０は蓄電装置６の電圧ＶBから充電状態を把握し、回生電圧発生時にはチョッパ回路のスイッチング素子ＳＷ１をオンオフ制御することにより蓄電装置６で回生エネルギーを吸収し、その一部は制御電源回路７に供給する。
また、電動機４の力行運転時には蓄電装置６に蓄積された電荷をスイッチング素子ＳＷ２をオンオフ制御することによって放電し、電動機を駆動するための電源電圧とする。
エレベータの運転中に、何らかの理由によって逆変換部３のスイッチング素子が破損した場合には、直流中間回路に電圧を印加することができなくなる。この実施例では、このような状態が発生しても制御電源回路７は蓄電装置６からエネルギー供給されるので、制御電源はオフされることなく例えばエレベータのボタン表示などを維持することが可能となる。
また、連続的に回生運転が発生した場合においても回生抵抗Ｒによる熱消費の割合を低減することが可能となり、また、停電発生時においても別電源を設けることなく運転継続が可能となることは勿論である。
また、連続的に回生運転が発生した場合においても回生抵抗Ｒによる熱消費の割合を低減することが可能となり、また、停電発生時においても別電源を設けることなく運転継続が可能となることは勿論である。
１…順変換部
２…平滑コンデンサ
３…逆変換部
４…電動機
５…チョッパ回路
６…蓄電装置
７…制御電源回路
８…リアクトル
９…ダイナミックブレーキ回路
１０…制御部
２…平滑コンデンサ
３…逆変換部
４…電動機
５…チョッパ回路
６…蓄電装置
７…制御電源回路
８…リアクトル
９…ダイナミックブレーキ回路
１０…制御部
Claims (2)
- エレベータ制御に電圧型インバータを使用し、その直流中間回路に蓄電装置を接続し、制御部の制御指令にて回生エネルギーを蓄電装置に吸収するものにおいて、
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、前記直流中間回路にＤＣ／ＤＣ若しくはＤＣ／ＡＣ変換部よりなる制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたエレベータ用制御電源装置 - エレベータ制御に電圧型インバータを使用し、その直流中間回路に蓄電装置を接続し、制御部の制御指令にて回生エネルギーを蓄電装置に吸収するものにおいて、
前記電圧型インバータの直流中間回路に双方向に電流を流すチョッパ回路を接続し、このチョッパ回路と直流中間回路の負極間にリアクトルと蓄電装置との直流回路を接続し、且つ、この蓄電装置の両端に制御電源回路を接続して構成したことを特徴としたエレベータ制御用制御電源装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2012100500A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Fuji Electric Co Ltd | 複合電源システム |
| JP2018074794A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | ファナック株式会社 | 共通の順変換器を有するモータ駆動装置 |
| CN110838806A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-25 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种电机动态制动电路及电机动态制动方法 |
-
2003
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| US10187001B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-01-22 | Fanuc Corporation | Motor drive device including shared converter |
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