JP2006131397A

JP2006131397A - エレベータシステム

Info

Publication number: JP2006131397A
Application number: JP2004325192A
Authority: JP
Inventors: Akira Otsubo; 亮大坪
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】インバータの使用条件が最も厳しい超低周波の領域でも、インバータ部分での電力損失を低減するとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減する。
【解決手段】電圧基準補正器１２ａによって、電流制御器１１から出力される各電圧基準波形のうち、最大絶対値相を検出して、その一部を正（または負）にホールドし、その分だけ、他の相の電圧を加減し、全体として、補正前の線間電圧と、補正後の線間電圧とが等しくなるように、補正した後、半導体素子制御器１３からＰＷＭ制御指示を出力して、インバータ１６から三相電圧を出力するとき、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗りかごを昇降、停止して、乗客を運ぶエレベータシステムに係わり、特にスイッチング素子の発熱量を低減しながら、エレベータの電動機をＰＷＭ制御するエレベータシステムに関する。

乗りかごを昇降、停止して、乗客を運ぶエレベータシステムとして、従来、図７に示すシステムが知られている。

この図に示すエレベータシステム１０１は、予め設定されている運転パターンなどに応じて、ＰＷＭ制御指示を生成する制御部１０２と、制御部１０２から出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、商用電源１０３から供給される三相電圧を電力変換して指定された周波数、電圧値を持つ三相電圧を生成する電力変換部１０４と、電力変換部１０４から出力される三相電圧の電流値を検出する電流検出器１０５と、電力変換部１０４から出力される三相電圧を用いて、駆動力を発生し、この駆動力を用いてロープ１０６を走行し、釣り合い重り１０７に連結された乗りかご１０８を昇降、停止する電動機１０９とを備えており、乗りかご１０８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターンなどに基づき、制御部１０２に電力変換部１０４を制御して、商用電源１０３から供給される三相電圧から、指定された周波数、電圧値を持つ三相電圧を生成して、電動機１０９に供給し、乗りかご１０８を昇降、停止する。

制御部１０２は、乗りかご１０８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターンなどに基づき、速度指示を出す速度制御器１１０と、速度制御器１１０から出力される速度指示、電流検出器１０５の検出結果などに基づき、図８（ａ）に示すようなサイン波形状を持ち、各相の線間電圧波形が図８（ｂ）に示すような波形になる電圧基準波形を出力する電流制御器１１１と、三角波、鋸波などの搬送波を生成するとともに、この搬送波と電流制御器１１１から出力される電圧基準波形とを比較して、ＰＷＭ制御指示（各相のスイッチング素子をオン／オフする指示）を出す半導体素子制御器１１２とを備えており、乗りかご１０８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターン、電流検出器１０９の検出結果などに基づき、乗りかご１０８の現在速度、運転指示内容などに応じたＰＷＭ制御指示を生成して、電力変換部１０４に供給する。

電力変換部１０４は、複数の整流素子を用いて、商用電源１０３から供給される三相電圧を整流して直流電圧に変換するコンバータ１１３と、コンバータ１１３から出力される直流電圧を平滑するコンデンサ１１４と、制御部１０２から出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、複数のスイッチング素子をオン／オフして、コンデンサ１１４に蓄積されている直流電圧をＰＷＭ制御指示で指定された周波数、電圧値の三相電圧に変換するインバータ１１５とを備えており、商用電源１０３から供給される三相電圧を整流して直流電圧に変換し、コンデンサ１１４で平滑化しながら、制御部１０２から出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、複数のスイッチング素子をオン／オフして、コンデンサ１１４に蓄積されている直流電圧をＰＷＭ制御指示で指定された周波数、電圧値の三相電圧に変換して、電動機１０９を駆動し、乗りかご１０８を昇降、停止する。
特開平０９−１４９６６０号公報特開平０６−２３３５４９号公報

ところで、このような従来のエレベータシステム１０１では、インバータ１１５として、スイッチング周波数範囲が“１ｋＨｚ”〜“２０ｋＨｚ”のインバータを使用し、磁気騒音が大きくなる“４ｋＨｚ”以下を避け、磁気騒音が大きくならない“１０ｋＨｚ”付近で動作することが多い。

このため、インバータ１１５を構成している各スイッチング素子のスイッチング回数が多くなり、各スイッチング素子で生じる全電力損失のうち、スイッチングによる電力損失が“１／２”以上になって、電力の有効利用率が低下してしまうことから、スイッチングに起因する電力損失の低減化が強く望まれていた。

また、このような従来のエレベータシステム１０１では、停止している乗りかご１０８の昇降を開始するとき、電動機１０９に対し、低い周波数で、大電流を供給しなければならないことから、インバータ１１５を構成している各スイッチング素子の一部にだけ、大電流が偏って流れ、熱破損してしまうことがある。

このため、インバータ１１５として、汎用のインバータよりも、適用範囲が狭く、高価なインバータを使用しなければならず、各スイッチング素子の発熱量を低減して、汎用のインバータを使用することができる制御方法の開発が強く望まれていた。

本発明は上記の事情に鑑み、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができるエレベータシステムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、請求項１では、商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、これら各電圧基準波形のうち、最も絶対値が大きい相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２では、商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、前記電動機の電圧位相を検出する位相検出器と、前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、前記位相検出器の検出結果に基づき、前記各電圧基準波形のうち、最も絶対値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部とを備えたことを特徴としている。

また、請求項３では、商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、前記電動機の電流位相を検出する電流位相検出器と、前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、前記電流位相検出器の検出結果に基づき、前記各電圧基準波形のうち、最も電流値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部とを備えたことを特徴としている。

また、請求項４では、商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、これら各電圧基準波形の周波数に応じたフィルタ定数で、前記各電圧基準波形をフィルタリングして、最も絶対値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部とを備えたことを特徴としている。

また、請求項５では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレベータシステムにおいて、前記電力変換部と、前記商用電源との間に、絶縁トランスを配置し、前記電力変換部側から前記商用電源側に漏洩電流が流入しないようにすることを特徴としている。

本発明による、請求項１のエレベータシステムでは、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

また、請求項２のエレベータシステムでは、超低周波で、インバータに三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大相を確実に検出して、最大相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止しながら、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

また、請求項３のエレベータシステムでは、超低周波で、インバータに三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大電流相を確実に検出して、最大電流相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止しながら、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

また、請求項４のエレベータシステムでは、超低周波で、インバータに三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大電流相を確実に検出して、最大電流相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止しながら、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

また、請求項５のエレベータシステムでは、２相ＰＷＭ変調方式で電力変換部に電力変換したときにも、電力変換部側から商用電源側に漏洩電流が流れるのを防止しながら、電力変換部を構成する各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子の動作を一時的に休止して、発熱量を低減することができ、これによって乗りかごの始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

図１は本発明によるエレベータシステムの第１の実施形態を示すブロック図である。

この図に示すエレベータシステム１ａは、予め設定されている運転パターンなどに応じて、ＰＷＭ制御指示を生成する制御部２ａと、制御部２ａから出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、商用電源３から供給される三相電圧を電力変換して指定された周波数、電圧値を持つ三相電圧を生成する電力変換部４と、電力変換部４から出力される三相電圧の電流値を検出する電流検出器５と、電力変換部４から出力される三相電圧により、駆動力を発生し、この駆動力を用いてロープ６を走行し、釣り合い重り７に連結された乗りかご８を昇降する電動機９とを備えており、乗りかご８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターンなどに基づき、制御部２ａに電力変換部４を制御し、電力変換部４を構成している各スイッチング素子の一部に偏って大電流が流れないようにしながら、商用電源３から供給される三相電圧から、指定された周波数、電圧値を持つ三相電圧を生成して、電動機９に供給し、乗りかご８を昇降、停止する。

制御部２ａは、乗りかご８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターンなどに基づき、速度指示を出す速度制御器１０と、速度制御器１０から出力される速度指示、電流検出器５の検出結果などに基づき、図２（ａ）に示すようなサイン波形になる各相毎の電圧基準波形を出力する電流制御器１１と、電流制御器１１から出力される各電圧基準波形（平衡三相交流）のうち、絶対値が最大となる相を検出し、この相の一部、例えば最大値を中心とした所定範囲が図２（ｂ）に示すように、正（または負）の連続点弧状態となり、各相の線間電圧波形が図２（ｃ）に示すような平衡三相交流波形になるように、各相の電圧基準波形を補正する電圧基準補正器１２ａと、三角波、鋸波などの搬送波を生成するとともに、この搬送波と電圧基準補正器１２ａから出力される補正済みの電圧基準波形とを比較して、ＰＷＭ制御指示（各相のスイッチング素子をオン／オフする指示）を出す半導体素子制御器１３とを備えており、乗りかご８内に設けられたかご内操作盤の操作内容、各エレベータホールに設けられた各呼び登録装置の操作内容、予め設定されている運転パターン、電流検出器５の検出結果などに基づき、電力変換部４を構成している各スイッチング素子の過負荷を防止しながら、電力変換を行わせるのに必要なＰＷＭ制御指示を生成して、電力変換部４に供給する。

電力変換部４は、複数の整流素子を用いて、商用電源３から供給される三相電圧を整流して直流電圧に変換するコンバータ１４と、コンバータ１４から出力される直流電圧を平滑するコンデンサ１５と、制御部２ａから出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、複数のスイッチング素子をオン／オフして、コンデンサ１５に蓄積されている直流電圧をＰＷＭ制御指示で指定された周波数、電圧値の三相電圧に変換するインバータ１６とを備えており、商用電源３から供給される三相電圧を整流して直流電圧に変換し、コンデンサ１５で平滑化しながら、制御部２ａから出力されるＰＷＭ制御指示に基づき、複数のスイッチング素子をオン／オフして、コンデンサ１５に蓄積されている直流電圧をＰＷＭ制御指示で指定された周波数、電圧値の三相電圧に変換し、図２（ｄ）に示すように、中性点電位を切り換えしながら、電動機９を駆動し、乗りかご８を昇降、停止する。

このように、第１の実施形態では、電流制御器１１から“６０度”毎に最大相が入れ替わる複数の電圧基準波形（平衡三相交流）を出力するとともに、電圧基準補正器１２ａによって、絶対値が最大となる相（最大相）を検出して、その一部を正（または負）にホールドし、その分だけ、他の相の電圧を加減し、全体として、補正前の線間電圧と、補正後の線間電圧とが等しくなるように、補正した後、半導体素子制御器１３からＰＷＭ制御指示を出力するようにしているので、インバータ１６から三相電圧を出力する際、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にすることができる。

これにより、各スイッチング素子の発熱量を低減して、乗りかご８の昇降を開始した直後などのように、各スイッチング素子の一部に最大電流が流れる、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げて、インバータ１６部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

《第２の実施形態》
図３は本発明によるエレベータシステムの第２の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図１の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。

この図に示すエレベータシステム１ｂが図１に示すエレベータシステム１ａと異なる点は、制御部２ｂ内に位相検出器１７を設け、この位相検出器１７によって、電動機９に供給されている三相電圧の最大相を検出するとともに、検出結果を電圧基準補正器１２ｂに使用して、最大相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしたことである。

このように、第２の実施形態では、位相検出器１７によって、電動機９に供給されている三相電圧の最大相を検出するとともに、検出結果を電圧基準補正器１２ｂに使用して、最大相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしているので、超低周波で、インバータ１６に三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器１１から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大相を確実に検出して、最大相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機９の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止しながら、インバータ１６から三相電圧を出力する際、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にして、発熱量を低減することができ、乗りかご８の始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げ、インバータ１６部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

《第３の実施形態》
図４は本発明によるエレベータシステムの第３の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図１の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。

この図に示すエレベータシステム１ｃが図１に示すエレベータシステム１ａと異なる点は、制御部２ｃ内に電流位相検出器１８を設け、この電流位相検出器１８によって、電動機９に供給されている三相電圧の最大電流相を検出するとともに、検出結果を電圧基準補正器１２ｃに使用し、最大電流相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしたことである。

このように、第３の実施形態では、電流位相検出器１８によって、電動機９に供給されている三相電圧の最大電流相を検出するとともに、検出結果を電圧基準補正器１２ｃに使用して、最大電流相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしているので、超低周波で、インバータ１６に三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器１１から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大相を確実に検出して、最大相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機６の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止しながら、インバータ１６から三相電圧を出力する際、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にして、発熱量を低減することができ、乗りかご８の始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げ、インバータ１６部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

《第４の実施形態》
図５は本発明によるエレベータシステムの第４の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図１の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。

この図に示すエレベータシステム１ｄが図１に示すエレベータシステム１ａと異なる点は、制御部２ｄ内にインバータ１６の出力周波数が高くなるにしたがってフィルタ定数が小さくなる可変フィルタ１９を設け、この可変フィルタ１９によって、電流制御器１１から出力される電圧基準波形をフィルタリングし、滑らかにした電圧基準波形を電圧基準補正器１２ｄに供給して、最大相を検出し、この検出結果に基づき、最大電流相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしたことである。

この際、電流制御器１１から出力される電圧基準波形の位相に比べて、可変フィルタ１９から出力される電圧基準波形の位相が遅れることから、電圧基準補正器１２ｄによって、実際の最大相から遅れた最大相が検出されるものの、このとき電流制御器１１から出力される電圧基準波形の位相に対し、インバータ１６から出力される通電電流の位相も遅れることから、これらの位相ずれを相殺して、電力損失を効率良く低減する。

また、インバータ１６の出力周波数に応じて、可変フィルタ１９のフィルタ定数を変更するようにしているので、超低周波から高周波まで、最適なフィルタ定数で、電流制御器１１から出力される各電圧基準波形をフィルタリングして、最大相の検出精度を向上する。

このように、第４の実施形態では、可変フィルタ１９によって、電流制御器１１から出力される電圧基準波形をフィルタリングして、滑らかな電圧基準波形にするとともに、電圧基準補正器１２ｄによって、滑らかな電圧基準波形の最大相を検出し、最大相になっている電圧基準波形の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡三相交流波形にするように、各相の電圧基準波形を補正するようにしているので、超低周波で、インバータ１６に三相電圧を生成しているときなどのように、電流制御器１１から出力される電圧基準波形の振幅が小さいときにも、電圧基準波形の最大相を確実に検出して、最大相の誤検出などに起因する休止相の頻繁な入れ替わり、電動機の中性点電位急変、漏洩電流増加などを防止することができ、さらにインバータ１６から三相電圧を出力する際、インバータ１６から出力される通電電流の遅れを補償して、電力損失を効率良く低減しながら、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にして、発熱量を低減することができ、乗りかご８の始動直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げ、インバータ１６部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

《第５の実施形態》
図６は本発明によるエレベータシステムの第５の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図１の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。

この図に示すエレベータシステム１ｅが図１に示すエレベータシステム１ａと異なる点は、商用電源３と電力変換部４との間に絶縁トランス２０を配置し、電動機９の中性点変動に起因する漏洩電流が増加しても、絶縁トランス２０によって、電動機９側の漏洩電流が商用電源３側に流れないようにしたことである。

これにより、速度制御器１０、電流制限器１１、電圧基準補正器１２ａ、半導体素子制御器１３によって構成される制御部２ｅから２相ＰＷＭ変調方式のＰＷＭ制御指示を出力して、２相ＰＷＭ変調方式で電力変換部４に電力変換を行わせ、これによって電動機９の中性点電位が大幅に変動し、漏洩電流が増加した場合にも、絶縁トランス２０によって、漏洩電流をカットして、商用電源３側に流れないようにし、建物の電子機器などに悪影響が出ないようにする。

このように、第５の実施形態では、商用電源３と電力変換部４との間に絶縁トランス２０を配置し、２相ＰＷＭ変調方式で電力変換部４に電力変換を行わせ、電動機９の中性点電位変動に起因する漏洩電流が増加した場合にも、絶縁トランス２０によって、漏洩電流をカットして、商用電源３側に流れないようにしながら、電流制御器１１から所定角度毎に最大相が入れ替わる電圧基準波形を出力するとともに、電圧基準補正器１２ａによって、絶対値が最大となる相（最大相）を検出して、その一部を正（または負）にシフトし、その分だけ、他の相の電圧を加減し、全体として、補正前の線間電圧と、補正後の線間電圧とが等しくなるように、補正した後、半導体素子制御器１３からＰＷＭ制御指示を出力する。

これにより、２相ＰＷＭ変調方式で電力変換部４に電力変換を行わせ、これによって電動機９の中性点電位が大幅に変動し、漏洩電流が増加したときでも、電力変換部４から商用電源３側に漏洩電流が流れるのを防止しながら、インバータ１６から交流電圧を出力する際、インバータ１６を構成している各スイッチング素子のうち、最大電流が流れるスイッチング素子を動作途中でスイッチング休止状態にし、発熱量を低減することができ、乗りかご８の昇降を開始した直後などのように、最大電流が流れ、各スイッチング素子の使用条件が最も厳しい超低周波（１Ｈｚ以下）の領域でも、最大相の最大電流値とともに、総電流値を下げ、インバータ１６部分での電力損失を低減することとができるとともに、汎用のインバータなどの適用を可能にして、システム全体のコストを低減することができる。

本発明によるエレベータシステムの第１の実施形態を示すブロック図である。図１に示すエレベータシステムの動作例を示す波形図である。本発明によるエレベータシステムの第２の実施形態を示すブロック図である。本発明によるエレベータシステムの第３の実施形態を示すブロック図である。本発明によるエレベータシステムの第４の実施形態を示すブロック図である。本発明によるエレベータシステムの第５の実施形態を示すブロック図である。従来から知られているエレベータシステムの一例を示すブロック図である。図７に示すエレベータシステムの動作例を示す波形図である。

符号の説明

１ａ〜１ｅ：エレベータシステム
２ａ〜２ｅ：制御部
３：商用電源
４：電力変換部
５：電流検出器
６：ロープ
７：釣り合い重り
８：乗りかご
９：電動機
１０：速度制御器
１１：電流制御器
１２ａ〜１２ｄ：電圧基準補正器
１３：半導体素子制御器
１４：コンバータ
１５：コンデンサ
１６：インバータ
１７：位相検出器
１８：電流位相検出器
１９：可変フィルタ
２０：絶縁トランス

Claims

商用電源から供給される電力を電力変換して電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止制御するエレベータシステムにおいて、
前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、これら各電圧基準波形のうち、最も絶対値が大きい相の一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、
前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部と、
を備えたことを特徴とするエレベータシステム。
商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、
前記電動機の電圧位相を検出する位相検出器と、
前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、前記位相検出器の検出結果に基づき、前記各電圧基準波形のうち、最も絶対値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、
前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部と、
を備えたことを特徴とするエレベータシステム。
商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、
前記電動機の電流位相を検出する電流位相検出器と、
前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、前記電流位相検出器の検出結果に基づき、前記各電圧基準波形のうち、最も電流値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、
前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部と、
を備えたことを特徴とするエレベータシステム。
商用電源から供給される電力を電力変換して、電動機を駆動し、乗りかごを昇降、停止するエレベータシステムにおいて、
前記電動機を駆動するのに必要な多相の電圧基準波形を生成するとともに、これら各電圧基準波形の周波数に応じたフィルタ定数で、前記各電圧基準波形をフィルタリングして、最も絶対値が大きい相を判定し、その一部を正（または負）の連続点弧状態にするとともに、各相の線間電圧波形を平衡多相交流波形にするように、前記各電圧基準波形を補正し、ＰＷＭ変調指示を出す制御部と、
前記商用電源から供給される三相電圧を直流電圧に変換するとともに、前記制御部から出力される前記ＰＷＭ変調指示に基づき、前記直流電圧をＰＷＭ変調して、多相電圧を生成し、前記電動機を駆動する電力変換部と、
を備えたことを特徴とするエレベータシステム。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレベータシステムにおいて、
前記電力変換部と、前記商用電源との間に、絶縁トランスを配置し、前記電力変換部側から前記商用電源側に漏洩電流が流入しないようにする、
ことを特徴とするエレベータシステム。