JP2006103905A - Control device for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to an elevator control device.
一般に、エレベータ制御装置では、半導体モジュールを用いた電力変換回路により、エレベータを駆動するモータに外部電源から所望の周波数の電力を供給している。そして、電力変換回路を構成する半導体モジュールは発熱体であるとともに許容温度の制約から、容量が大きくなってくると強制空冷する必要が生じる。この強制空冷の一例として、制御装置背面側から冷却器の放熱フィン部分にファンを用いて送風し前面側に排気する構成(引用文献1参照)がある。
しかし、上記従来技術の構成では、制御盤の前面と背面に空間が無いと通風ができない。また、ファンは故障時に交換する必要があり、背面側に作業のためのスペースが必要となるためエレベータの制御装置を設置するために必要な面積が増大してしまうという問題があった。 However, in the configuration of the above prior art, ventilation is not possible if there is no space on the front and back surfaces of the control panel. In addition, the fan needs to be replaced at the time of failure, and a work space is required on the back side, so that there is a problem that an area necessary for installing the elevator control device increases.
本発明の目的は、装置の設置面積を低減でき、かつ、保守作業にも適したエレベータの制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an elevator control apparatus that can reduce the installation area of the apparatus and is suitable for maintenance work.
上記の課題を解決するために、本発明では、半導体モジュールを及びリアクトルを備えたエレベータの制御装置において、前記半導体モジュールを強制空冷とし、前記リアクトルを自然空冷として、前記強制空冷部を含む強制空冷機器部分と前記自然空冷のリアクトルを含む自然冷却機器部分とで奥行寸法を異ならせたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, in an elevator control apparatus including a semiconductor module and a reactor, the semiconductor module is forced air-cooled, the reactor is naturally air-cooled, and the forced-air cooling including the forced air-cooling unit is performed. The depth dimension is different between the equipment portion and the natural cooling equipment portion including the natural air-cooled reactor.
上記のような制御装置の構造及び配置とすることで、冷却効率が向上するとともに制御装置の保守空間を含めた小型化が可能になり、機械室面積を低減できるという利点がある。 By adopting the structure and arrangement of the control device as described above, there is an advantage that the cooling efficiency can be improved, the size of the control device including the maintenance space can be reduced, and the machine room area can be reduced.
以下本発明のエレベータの制御装置の実施形態を図面に基づき説明する。 Embodiments of an elevator control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態になるエレベータの制御装置における電力変換回路の主回路部分の配置構成を示す正面図、図2は図1の側面図である。ただし、細かい部品や配線の図示は省略してある。図3は図1に示す主回路部分の配線図である。 FIG. 1 is a front view showing an arrangement configuration of main circuit portions of a power conversion circuit in an elevator control apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. However, illustration of fine parts and wiring is omitted. FIG. 3 is a wiring diagram of the main circuit portion shown in FIG.
図1から図3において、電力変換回路は、エレベータ駆動モータ92に、外部商用電源91から所望の電力を供給するための回路である。その主回路1は、基本的にはリアクトル51、52、コンバータ(順変換回路)37、平滑コンデンサ4及びインバータ(逆変換回路)38で構成されている。コンバータ37は半導体モジュール31〜33で、インバータ38は半導体モジュール34〜36で構成されている。前記リアクトル51、52は昇圧コンバータの役割とともに、フィルタコンデンサ53とともにフィルタの役割も持たせている。また、インバータ38の出力には、モータ92のサージ電圧抑制のためにリアクトル54を接続している。これらのフィルタ部分は必ずしも必要というわけではなくノイズ問題が無ければ省いても良い。
1 to 3, the power conversion circuit is a circuit for supplying desired power from an external
前記リアクトル51の前段には電磁接触器61が接続され、この電磁接触器61と並列に初充電用電磁接触器62及び初充電抵抗63が接続され、平滑コンデンサ4の初充電を行う。また、主回路外部との配線接続は端子台71及び74で行っている。さらに、強制空冷機器部分である半導体モジュール31〜36の他部品との接続も端子台72及び73を介して行っている。
An
半導体モジュール31〜36は、それぞれ冷却器に取り付けられて強制空冷されている。冷却器は半導体モジュール31〜36の取付板21、放熱部22及びヒートパイプ23で構成されている。前記取付板21からヒートパイプ23内の水などの冷媒を介して放熱部22に熱輸送される。放熱部22は多数のフィンで送風ファン24によって強制空冷することで放熱している。送風ファン24は図2中に矢印で示したように制御装置の前面から空気を取り込み、背面に排気する構成となっている。背面には排気が上方にスムーズにいくように排気ダクト25が取り付けられている。なお、この排気ダクト25は支障が無ければ省いても構わない。
Each of the
強制空冷機器部分11は自然空冷機器部分12よりも奥行寸法が小さく背面側に十分なスペースがあるため、スムーズに空気が流れ冷却効率は低下しない。
The forced air
図1、図2の例では、平滑コンデンサは41〜44の4個で構成しており、半導体モジュール31〜36との接続は積層導体40によって行われている。
In the example of FIGS. 1 and 2, four
また、半導体モジュール31〜36を駆動するためのゲート駆動回路301、302を図1のように放熱部の脇に取り付けられている。これはスペースが空いていたためであり、他の場所でも構わないが発熱体の近くは周囲温度上昇の影響があるためあまり好ましくない。
Further,
一方、自然冷却機器部分12には、リアクトル51、52、54、フィルタコンデンサ53、電磁接触器61、62、初充電抵抗63及び端子台71〜74が取り付けられている。なお、図3に示すように初充電抵抗63は3個の抵抗で構成されているが、複数の抵抗体を一体化した構造でも良い。リアクトル51、52、54も発熱するが半導体モジュール31〜36ほどではなく、また許容温度が高いため自然冷却で十分である。
On the other hand,
ただし、自然冷却機器部分12上部で強制空冷機器部分11が乗っていない部分に排気孔イを設けることで図2に破線矢印のようにスムーズに排気できる。
However, by providing an exhaust hole a in a portion where the forced air
また、強制空冷部分11には車輪13が付いており、レール14により前後に可動な構造となっている。レールには前後にストッパ15が付いており脱落するのを防止している。なお、運転中はレール上で強制空冷部分11を固定するが、固定方法などの詳細についての図示は省略した。
Further, the forced
図4は保守作業時の概観図である。図4において、保守作業時、強制空冷機器部分11を後方にスライドさせ、前面扉111が開いている状態を示した。このようにすることで通路だけでなく強制空冷機器部分11の前の部分も作業スペースとして使えるので作業性が向上する。なお、ここでは2枚の扉が中央から開く構造にしたが、その限りではない。
FIG. 4 is an overview diagram during maintenance work. FIG. 4 shows a state in which the forced air
前後にスライドさせるときには上下の部分を接続する配線を端子台72、73で外しても良いし、場合によってはスライドする分だけ余裕を持たせておくことで外さないでも良い。その場合には端子台72、73を除去して部品同士を配線する構成でも良い。
When sliding back and forth, the wiring connecting the upper and lower portions may be removed by the
なお、符合112は通風口を表しており、この部分は多数の孔が空いているか網のようになっている。
In addition, the code |
本発明の第2の実施形態を図5及び図6に示す。図5は本発明の第2の実施形態になるエレベータの制御装置における電力変換回路の主回路部分の配置構成を示す正面図、図6は図5の側面図である。 A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 5 is a front view showing the arrangement of the main circuit portion of the power conversion circuit in the elevator control apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view of FIG.
この実施形態では、半導体モジュール31〜36を各々1個ずつヒートシンク201〜206に取り付けて冷却している。このヒートシンク201〜206は、半導体モジュール31〜36を取り付けるベース面とフィンとで構成されており、フィン部分にファンにより装置の前面から背面に向かって送風することで強制空冷により冷却している。その他の部分については図1の例と機能は同じなので説明は省略する。図5の例では強制空冷機器部分11と自然冷却機器部分12との奥行寸法は図2の場合ほど差がなく、後方にスライドしてもあまり効果が無いので、ここではスライドしない構造とした。
In this embodiment, the
図7、図8は、図1或いは図5に示したエレベータの制御装置をマシンビームに配置した構成で、図7は斜視図、図8は正面図である。この設置例は図1及び図5において上方の強制空冷機器部分11をマシンビーム93上に、下方の自然空冷機器部分12をマシンビーム93間に位置させた構成としてある。こうすることで、エレベータの制御装置の高さの問題を解決できる。また、エレベータの制御装置の前方のマシンビーム93間に床板94を設けるなら保守時の作業性を向上することができる。なお、符合81は、強制空冷機器部分11の近傍に設けられる信号回路部である。
7 and 8 are configurations in which the elevator control device shown in FIG. 1 or FIG. 5 is arranged on a machine beam, FIG. 7 is a perspective view, and FIG. 8 is a front view. 1 and 5, the upper forced air
また、強制空冷機器部分11とマシンビーム93間の自然冷却機器部分12との配線を配線筐体75で覆っている。これらの筐体を電気的に接続しておくことで配線導体によるノイズを低減することができる。
Further, the wiring between the forced air
なお、ここでは自然冷却機器部分12全部をマシンビーム93の間に置いたが、その一部だけでも良い。例えばエレベータが大容量になるとモータへの通電電流が増大するため、各部品が大きくなる。そのような時には、図示はしないが図1における3つのリアクトルのうち、モータ側に接続されたリアクトル54だけをマシンビーム93の間に置くこともできる。この時にも同様にインバータ部分とリアクトル部分との配線導体を制御装置筐体と同電位の筐体で覆うことでノイズ低減を図る。この場合にはリアクトル54は巻上機のモータ92にも配線されるので、エレベータの制御装置とモータとの間に配置することになるが、ノイズ低減の観点からエレベータの制御装置に近づけた方が良い。
Here, the entire natural
次に本発明におけるエレベータ制御装置を複数配置する場合の実施例を説明する。 Next, an embodiment in which a plurality of elevator control apparatuses according to the present invention are arranged will be described.
図9では、2台の制御装置が背中合わせに配置されている。それぞれの制御装置は信号回路部81Aあるいは81Bと強制空冷部11Aあるいは11B及び自冷部12Aあるいは12Bから構成されている。符号の末尾が同じアルファベットのもので1つの制御装置を構成している。
In FIG. 9, two control devices are arranged back to back. Each control device includes a
信号回路部とは電力変換回路以外のエレベータ制御に関する部品であり、主にプリント基板やリレーなどで構成されており発熱量は小さい。 The signal circuit unit is a part related to elevator control other than the power conversion circuit, and is mainly composed of a printed circuit board, a relay, and the like, and generates a small amount of heat.
主回路部は強制空冷部分があり、図示したように通風させている。図9の配置とすることで主回路部からの排気同士が干渉することないため、スムーズに通風することができ冷却効率は低下しなく、熱負荷も分散させている。また、1つの制御装置の信号回路部(例えば81A)と主回路部(11Aと12A)とが正面が同じ向きに並んでいるので保守作業効率を低下させることはない。 The main circuit part has a forced air cooling part and ventilates as shown. With the arrangement shown in FIG. 9, exhausts from the main circuit unit do not interfere with each other, so that the air can be smoothly ventilated, the cooling efficiency does not decrease, and the heat load is also distributed. Further, since the signal circuit part (for example, 81A) and the main circuit part (11A and 12A) of one control device are arranged in the same front direction, the maintenance work efficiency is not lowered.
本発明の第3の実施形態として、電力変換回路部分にマトリックスコンバータを適用した場合について説明する。図10にマトリックスコンバータの回路構成を示す。マトリックスコンバータは交流電源91からモータ92に直接交流電力を供給する電力変換回路であり、9個の双方向スイッチから構成されている。ここでは双方向スイッチとしては逆耐圧を有する逆阻止デバイス3101及び3102から構成させ、マトリックスコンバータを1つの半導体モジュール310で構成させた例を示したが、その限りではない。電源91と半導体モジュール310との間にはリアクトル55とコンデンサ56とから構成されるLCフィルタが接続されてスイッチング動作による電源高調波低減及び跳上り電圧低減をしている。
As a third embodiment of the present invention, a case where a matrix converter is applied to a power conversion circuit portion will be described. FIG. 10 shows a circuit configuration of the matrix converter. The matrix converter is a power conversion circuit that supplies AC power directly from the
この場合でも半導体モジュール310は発熱体であるとともに許容温度の制約から強制空冷する必要が生じる。そこで、図1及び図2の強制空冷機器部分11にマトリックスコンバータを構成する半導体モジュール310を配置し、リアクトル55を自然空冷機器部分12に配置させることで図1〜図3の場合と同様の効果が得られる。
Even in this case, the
本発明の第4の実施形態として、外部電源91だけでなく二次電池96及び昇降圧回路とを備えた電力変換回路を適用した例について説明する。図11にこの場合の回路構成を示す。図11においては、外部電源91と平滑コンデンサ4との間にはダイオードのみから構成される整流回路39が接続された場合とした。
As a fourth embodiment of the present invention, an example in which a power conversion circuit including not only the
二次電池96からリアクトル97及び昇降圧回路98を介して平滑コンデンサ4に接続されており、エレベータが力行時には外部電源91及び二次電池96から並列に電力供給され、回生時には二次電池96を充電する構成となっている。
The
この場合においても、整流回路39、インバータ38及び昇降圧回路98は半導体モジュールで構成されているため強制空冷する必要が生じる。そのため、これらの半導体モジュールを強制空冷機器部分11に、リアクトル97を自然空冷機器部分12に配置することで図1〜図3の場合と同様の効果が得られる。
Even in this case, since the
1 主回路部
11 強制空冷機器部分
12 自然空冷機器部分
21 取付板
22 冷却器放熱部
23 ヒートパイプ
24 送風ファン
31〜36 半導体モジュール
37 コンバータ(順変換回路)
38 インバータ(逆変換回路)
39 整流回路
310 マトリックスコンバータ半導体モジュール
41〜44 平滑コンデンサ
51、52、54 リアクトル
61、62 電磁接触器
63 初充電抵抗
71〜74 端子台
75 配線筐体
91 電源
92 モータ
93 マシンビーム
96 二次電池
97 リアクトル
98 昇降圧回路
DESCRIPTION OF
38 Inverter (inverse conversion circuit)
39
Claims (9)
前記半導体モジュールを強制空冷とし、前記リアクトルを自然空冷として、前記強制空冷部を含む強制空冷機器部分と前記自然空冷のリアクトルを含む自然冷却機器部分とで奥行寸法を異ならせたことを特徴とするエレベータの制御装置。 In an elevator control device having a semiconductor module and a reactor,
The semiconductor module is forced air-cooled, the reactor is natural air-cooled, and the depth dimension is different between the forced air-cooling device part including the forced air-cooling part and the natural cooling device part including the natural air-cooled reactor. Elevator control device.
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