JP2006199465A - エレベータの運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】かご駆動モータに駆動電流を供給する電力変換回路のパワー半導体素子を、抑制された温度リップルで、しかも抑制された消費電力で、冷却することのできるエレベータ運転制御装置を提案する。
【解決手段】かご駆動モータを駆動する運転期間と、この運転期間の後に前記かご駆動モータを停止させる停止期間とを繰り返すエレベータの運転制御装置において、運転・停止信号に基づき電力変換回路を制御しかご駆動モータを制御するエレベータ制御回路が、電力変換回路のパワー半導体素子における温度リップルを抑制するように、停止期間における冷却ファンの駆動量を調整する。この冷却ファンの駆動量は、駆動時間または駆動速度を変化させることにより、調整される。
【選択図】図２

Description

この発明は、かご駆動モータを駆動する運転期間と、この運転期間の後にかご駆動モータを停止させる停止期間とを繰り返すエレベータの運転制御装置に関するものである。

この種のエレベータの運転制御装置が、特開２００２−１０１６６８号公報に開示されている。この運転制御装置では、運転期間と停止期間とが繰り返されることにより、かご駆動モータを制御する電力変換回路のパワー半導体素子に温度リップルが与えられ、この温度リップルに起因してパワー半導体素子の寿命劣化故障が起ることが説明され、この寿命劣化故障に関連して、パワー半導体素子の交換のために、パワー半導体素子の寿命推定方法が開示されている。

特開２００２−１０１６６８号公報

しかし、前記先行技術には、単にパワー半導体素子の寿命推定方法が開示されるに過ぎず、パワー半導体素子の寿命を改善することは開示されていない。

この発明は、かご駆動モータを制御する電力変換回路のパワー半導体素子の劣化を防止し、その寿命の改善を図ることのできる改良されたエレベータの運転制御装置を提案するものである。

この発明によるエレベータの運転制御装置は、エレベータかごを駆動するかご駆動モータを備え、このかご駆動モータを駆動する運転期間と、この運転期間の後に前記かご駆動モータを停止させる停止期間とを繰り返すエレベータの運転制御装置であって、パワー半導体素子を用いて前記かご駆動モータに対する駆動電気量を制御する電力変換回路と、運転・停止信号に基づき前記電力変換回路を制御し前記かご駆動モータを制御するエレベータ制御回路と、前記パワー半導体素子を冷却する冷却ファンとを有し、前記エレベータ制御回路が、前記パワー半導体素子における温度リップルを抑制するように、前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とする。

この発明によるエレベータの運転制御装置では、エレベータ制御回路が、パワー半導体素子における温度リップルを抑制するように、前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を制御するので、パワー半導体素子の温度リップルを抑制し、この温度リップルによるパワー半導体素子の劣化を防止し、その寿命の改善を図ることができる。

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明によるエレベータの運転制御装置の実施の形態１を示す電気回路図である。この実施の形態１のエレベータの運転制御装置は、エレベータかごを駆動するかご駆動モータを備え、このかご駆動モータを駆動する運転期間Ｄと、この運転期間Ｄの後にかご駆動モータを停止させる停止期間Ｓとを繰り返す運転パターンでエレベータを運転制御する。この実施の形態１のエレベータの運転制御装置は、主回路１０と、制御回路２０とを有する。

主回路１０は、三相の交流商用電源１１と、三相のメインブレーカ１２と、三相の電磁接触器１３と、電力変換回路１４と、三相のかご駆動モータ１８を有する。電磁接触器１３は、制御回路２０により、運転期間Ｄではオンとされ、電力変換回路１４を通じてかご駆動モータ１８を駆動する。電磁接触器１３は、停止期間Ｓではオフとされ、電力変換回路１４への給電を停止する。かご駆動モータ１８は、例えばビルの最上階に設置され、エレベータかごを昇降駆動する。

電力変換回路１４は、三相の交流電力を直流電力に変換するコンバータ１５と、このコンバータ１５からの直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１６と、この平滑コンデンサ１６で平滑化された直流電力を再び三相の交流電力に変換するインバータ１７とを有する。インバータ１７から出力される三相の交流電力の交流電圧およびその周波数は可変とされ、これらの交流電圧および周波数は、制御回路２０により制御され、かご駆動モータ１８の駆動電圧、駆動周波数を変化させる。

コンバータ１５は複数のパワー半導体素子を用いて構成され、図１には１相分の２つのパワー半導体素子１５ａが代表的に図示されている。各パワー半導体素子１５ａには、フライホイールダイオード１５ｂが並列に接続される。コンバータ１５を構成するパワー半導体素子１５ａは、例えばパワートランジスタまたはパワーダイオードで構成される。

インバータ１７も複数のパワー半導体素子１７ａを用いて構成され、図１には１相分の２つのパワー半導体素子１７ａが代表的に図示されている。各パワー半導体素子１７ａにも、フライホイールダイオード１７ｂが並列に接続される。インバータ１７を構成するパワー半導体素子１７ａは、制御可能なパワー半導体素子であり、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）、ＩＧＢＴモジュールまたはＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）等で構成される。

コンバータ１５およびインバータ１７の各パワー半導体素子１５ａ、１７ａは、共通の電力変換回路の放熱体ＨＳに取り付けられる。この電力変換回路の放熱体ＨＳは、パワー半導体素子１５ａ、１７ａを取り付けた放熱板（ベース板）と、この放熱板に固着された放熱フィンを持った放熱器とを有する。この放熱体ＨＳには、それを冷却する冷却ファン１９が設けられる。この冷却ファン１９は、前記電力変換回路の放熱体ＨＳを冷却し、コンバータ１５およびインバータ１７の各パワー半導体素子１５ａ、１７ａを冷却する。

制御回路２０は、インバータゲートドライバ２１と、冷却ファンドライバ２２と、温度検出手段２３と、ＡＤ変換器２４と、エレベータ制御回路２５を有する。インバータゲートドライバ２１は、インバータ１７に対するドライバ回路であり、インバータ１７に対する駆動制御信号ＤＩを供給し、この制御信号ＤＩにより、インバータ１７の各パワー半導体素子１７ａのゲート（ベース）制御を行ない、各パワー半導体素子１７ａの点弧角（オン位相角）を制御して、インバータ１７からの三相の交流電圧とその周波数を制御する。

冷却ファンドライバ２２は、冷却ファン１９に対するドライバ回路であり、冷却ファン１９に対する駆動制御信号ＤＦを供給し、この駆動制御信号ＤＦにより、冷却ファン１９の駆動量を調整する。

温度検出手段２３は、各パワー半導体素子１５ａ、１７ａが取り付けられた放熱体ＨＳの温度を検出し、パワー半導体素子１５ａ、１７ａの温度に応じた温度検出出力Ｔを発生する。この温度検出出力Ｔは、温度検出手段２３により温度検出出力Ｔａ（アナログ値）を発生し、これをＡＤ変換器２４により、温度検出出力Ｔｄ（ディジタル値）に変換してエレベータ制御回路２５に入力する。温度検出手段２３には、放熱体ＨＳの温度に応じてアナログの温度検出出力Ｔａを発生するサーミスタなどが使用される。温度検出手段２３は、パワー半導体素子１５ａ、１７ａを取り付けた放熱体ＨＳの放熱板に取り付けるが、それが困難な場合には、放熱器に取り付ける。

エレベータ制御回路２５は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。このエレベータ制御回路には、エレベータかごに対する運転・停止信号ＳＤと、エレベータかごに対する速度指令ＳＳと、温度検出出力Ｔが与えられる。このエレベータ制御回路２５は、電磁接触器１３に対するオンオフ指令ＩＯと、インバータゲートドライバ２１に対する制御指令ＩＩと、冷却ファンドライバ２２に対する制御指令ＩＦとを発生する。

電磁接触器１３は、エレベータ制御回路２５からのオンオフ指令ＩＯに基づいて、各運転期間Ｄの開始時にオンとなり、各運転期間Ｄの終了時にオフとなる。インバータゲートドライバ２１は、エレベータ制御回路２５からの制御指令ＩＩに基づいてインバータ１７に対する駆動制御信号ＤＩをインバータ１７に供給する。冷却ファンドライバ２２はエレベータ制御回路２５からの制御指令ＩＦに基づいて冷却ファン１９に駆動制御信号ＤＦを供給する。

エレベータ制御回路２５に対する運転・停止信号ＳＤは、各運転期間Ｄの運転開始信号ＤＳと、各運転期間Ｄの運転終了信号ＤＥと、各運転期間Ｄにおけるエレベータかごの上昇駆動信号ＤＵと、下降駆動信号ＤＤとを含む。各運転期間Ｄは、運転開始信号ＤＳに基づき、電磁接触器１３をオンにすることにより開始され、運転終了信号ＤＥに基づき、電磁接触器１３をオフにすることにより終了となる。

運転期間Ｄにおいて、エレベータかごの駆動モータ１８は、上昇駆動信号ＤＵに基づき、エレベータかごを上昇するように駆動されるか、または、下降駆動信号ＤＤに基づき、エレベータかごを下降するように駆動される。エレベータかごの駆動モータ１８は、運転終了信号ＤＥに基づきエレベータかごの上昇駆動または下降駆動を停止するように制御され、エレベータかごの目標階への着床が行なわれる。

運転開始信号ＤＳ、運転終了信号ＤＥ、上昇駆動信号ＤＵ、下降駆動信号ＤＤは、エレベータ乗場からの乗場呼、エレベータかご内からのかご呼、群管理もしくは管理制御から割り当てられる呼などに応じて発生される。

各運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の駆動速度は、エレベータ制御回路２５への速度指令ＳＳに基づいて制御される。この速度指令ＳＳは、エレベータかご内の負荷状況およびエレベータかごの存在する現在階と目標階との間の走行距離などに応じてかご駆動モータ１８の駆動速度を調整する。

各運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の運転状況は、エレベータ制御回路２５内のメモリに記憶される。このメモリには、運転開始信号ＤＳ、運転終了信号ＤＥとともに、各種の呼とそれに対応した上昇駆動信号ＤＵ、下降駆動信号ＤＤの発生状況が記憶され、またエレベータかご内の負荷状態と速度指令ＳＳの発生状況も記憶される。

冷却ファンドライバ２２に対する制御指令ＩＦは、各運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量と、各運転期間Ｄの終了時点におけるＡＤ変換器２４からの温度検出出力Ｔとのいずれか一方またはその両方に基づいて、エレベータ制御回路２５により発生される。各運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量は、各運転期間Ｄにおけるパワー半導体素子１５ａ、１７ａの発熱量を決定するものであり、かご駆動モータ１８の駆動電流と駆動時間の積の積算値である。この駆動電流積算量は、エレベータ制御回路２５のメモリに記憶された運転開始信号ＤＥ、運転終了信号ＤＥおよびエレベータかごの負荷状態、速度信号ＳＳを用いて算出される。各運転期間Ｄの終了時点における温度検出出力Ｔも、冷却ファン１９が運転期間Ｄにおいて、常に全速で駆動されているので、前記駆動電流積算量に比例する。

冷却ファンドライバ２２は、この制御指令ＩＦに基づき、温度検出出力Ｔの温度リップルを抑制するように冷却ファン１９を駆動する。この冷却ファンドライバ２２による冷却ファン１９の駆動制御は、各運転期間Ｄにおける第１の駆動制御と、それに続く停止期間Ｓにおける第２の駆動制御に分けられる。運転期間Ｄにおける冷却ファン１９の第１駆動制御は、冷却ファン１９をその定格速度（全速）で常時運転する。

各運転停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の第２駆動制御は、この発明の特徴となる制御である。この冷却ファン１９の第２駆動制御は、冷却ファン１９を運転期間Ｄに引き続き駆動するが、実施の形態１では、この各停止期間Sにおける冷却ファン１０の駆動時間ｔが、その直前の運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出手段２３の温度検出出力Ｔに応じて調整され、パワー半導体素子１５ａ、１７ａに対する温度リップルが抑制される。

図２は、実施の形態１における動作特性例を示す。図２（ａ）はかご駆動モータ１８の運転パターンを示し、同図（ｂ）は冷却ファン１９の駆動パターンを示し、同図（ｃ）は温度検出出力T（Ｔａ、Ｔｄ）の変化を示す。

図２の動作特性例では、かご駆動モータ１８の運転期間Ｄが、相隣なる３つの運転期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３として示される。運転期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の開始時点がＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３で示され、運転期間Ｄ１、Ｄ２の終了時点がＤＥ１、ＤＥ２で示される。かご駆動モータ１８の停止期間Ｓも、相隣なる２つの運転停止期間Ｓ１、Ｓ２として示される。運転期間D１、D２、D３の開始時点ＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３では、それぞれ運転開始信号ＤＳが発生され、電磁接触器１３がオンされる。運転期間D１、D２の終了時点ＤＥ１、ＤＥ２では、それぞれ運転終了信号ＤＥが発生され、電磁接触器１３がオフされる。

停止期間Ｓ１は、運転期間Ｄ１、Ｄ２の間の期間であり、運転期間Ｄ１、Ｄ２に相連続している。停止期間Ｓ２は、運転期間Ｄ２、Ｄ３の間の期間であり、運転期間Ｄ２、Ｄ３に相連続している。したがって、停止期間Ｓ１の開始時点は運転期間Ｄ１の終了時点ＤＥ１と一致し、また停止期間Ｓ１の終了時点は運転期間Ｄ２の開時時点ＤＳ２と一致する。同様に、停止期間Ｓ２の開始時点は運転期間Ｄ２の終了時点ＤＥ２と一致し、また停止期間Ｓ２の終了時点は運転期間Ｄ３の開始時点ＤＳ３に一致する。これらの運転期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のような駆動期間Ｄおよび停止期間Ｓ１、Ｓ２のような停止期間Ｓは、運転・停止信号ＳＤに応じて繰り返される。

この図２（ｂ）には、図２（ａ）の運転期間Ｄ１、Ｄ２および停止期間Ｓ１、Ｓ２に対応して、冷却ファン１９の運転期間ｄ１、ｄ２と停止期間ｓ１、ｓ２を示している。この図２（ｂ）から明らかなように、冷却ファン１９は、かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１では、その直前の運転期間Ｄ１に引き続き、時間ｔ１だけ駆動され、停止期間Ｓ２では、その直前のかご駆動モータ１８の運転期間Ｄ２に引き続き、時間ｔ２だけ駆動される。かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１、Ｓ２における冷却ファン１９の駆動時間ｔ１、ｔ２は、停止期間Ｓ１、Ｓ２の継続時間に比べて小さく、その時間ｔ１、ｔ２は可変である。

駆動時間ｔ１はその直前のかご駆動モータ１８の運転期間Ｄ１におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量またはかご駆動モータ１８の運転期間Ｄ１における温度検出出力Ｔに応じて決定され、同様に駆動時間ｔ２は、その直前のかご駆動モータ１８の運転期間Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または運転期間Ｄ２における温度検出出力Ｔに応じて決定される。

かご駆動モータ１８の運転期間Ｄ１、Ｄ２における温度検出出力Ｔとしては、それらの運転期間Ｄ１、Ｄ２の終了時点ＤＥ１、ＤＥ２における温度検出出力Ｔが用いられ、これに基づき、かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１、Ｓ２における冷却ファン１９の駆動時間ｔ１、ｔ２が決められる。しかし、運転期間Ｄ１、Ｄ２のおける最高温度検出出力Ｔにより、駆動時間ｔ１、ｔ２を決めることもできる。

かご駆動モータ１８の運転期間Ｄ１、Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量は、各運転期間Ｄ１、Ｄ２の終了時点ＤＥ１、ＤＥ２において、エレベータ制御回路２５のメモリに蓄積されたデータにより求めることができ、これらの駆動電流積算量に基づき、駆動時間ｔ１、ｔ２を決定できる。図２では、かご駆動モータ１８の運転期間Ｄ２が運転期間Ｄ１よりも長く、運転期間Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量が、運転期間Ｄ１におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量よりも大きいので、駆動時間ｔ２が駆動時間ｔ１よりも長くされ、ｔ１＜ｔ２とされる。

図２（ｃ）は温度検出手段２３からの温度検出出力Ｔ（Ｔａ、Ｔｄ）の変化を示す。かご駆動モータ１８の運転期間Ｄ１では、温度検出出力Ｔは、かご駆動モータ１８の駆動電流積算量に応じて上昇し、その終了時点ＤＥ１では温度Ｔ＝Ｔ１となっており、運転期間Ｄ１における温度上昇ΔＴ１は、ΔＴ１＝Ｔ１である。かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１では、冷却ファン１９は駆動期間Ｄ１に引き続き時間ｔ１だけ駆動され、次に運転期間Ｄ２が開始されるまでの間は、冷却ファン１９の駆動は停止される。冷却ファン１９の駆動が停止された期間には、パワー半導体素子１５ａ、１７ａ、それらを取り付けた放熱体ＨＳの温度は、自然冷却により低下する。停止期間Ｓ１の終了時点、すなわち次の運転期間Ｄ２の開始時点ＤＳ２では、温度検出出力Ｔは、Ｔ＝Ｔ１ｅとなっている。

かご駆動モータ１８の運転期間Ｄ２では、運転期間Ｄ１よりもかご駆動モータ１８の駆動電流積算量が大きいので、その終了時点Ｄ２における温度検出出力はＴ＝Ｔ２（ただしＴ２＞Ｔ１）となっており、この運転期間Ｄ２における温度上昇ΔＴ２は、ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ１ｅである。停止期間Ｓ２では、冷却ファン１９は運転期間Ｄ２に引き続き時間ｔ２だけ駆動され、次に運転期間Ｄ３が開始されるまでの間は、冷却ファン１９の駆動は停止され、停止期間Ｓ２の終了時点、すなわち次の運転期間Ｄ３の開始時点ＤＳ３では、温度検出出力Ｔは、Ｔ＝Ｔ２ｅとなっている。

ここで、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の駆動量は、その直前の運転期間Ｄにおける温度上昇ΔＴに対応し、この温度上昇ΔＴよりも少ない温度低下Δｔを与える範囲で、温度上昇ΔＴに比例するように、直前の運転期間Ｄにおけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき決定される。

具体的には、停止期間Ｓ１では、その直前の運転期間Ｄ１における温度上昇ΔＴ１が、ΔＴ１＝Ｔ１であるので、冷却ファン１０の駆動時間ｔ１は、この駆動時間ｔ１の終了時点で、温度検出出力ＴがＴ＝Ｔ１−Δｔ１となるように調整される。この温度低下Δｔ１はΔｔ１＜ΔＴ１であり、運転期間Ｄ１におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき、エレベータ制御回路２５で決定される。

同様に、停止期間Ｓ２では、その直前の運転期間Ｄ２における温度上昇ΔＴ２が、ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ１ｅであるので、冷却ファン１９の駆動時間ｔ２は、この駆動時間ｔ２の終了時点で、温度検出出力ＴがＴ＝Ｔ２−Δｔ２となるように調整される。この温度低下Δｔ２はΔｔ２＜ΔＴ２であり、運転期間Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき、エレベータ制御回路２５で決定される。

以上のように、実施の形態１では、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の駆動時間ｔが、直前の運転期間Ｄにおける放熱体ＨＳの温度上昇ΔＴに対応して、その駆動時間ｔにおける放熱体ＨＳの温度低下Δｔが、直前の運転期間Ｄにおける温度上昇ΔＴよりも小さくなる範囲で、その温度上昇ΔＴに比例して決定される結果、温度リップルを抑制することができ、併せて、冷却ファン１９の駆動のための電力消費をも抑制できる。

図３は図２との比較のために、従来の動作特性例を示す。図２と同様に、図３（ａ）はかご駆動モータ１８の運転パターンを示し、同図（ｂ）は冷却ファン１９の駆動パターンを示し、同図（ｃ）は温度検出出力Ｔの変化を示す。図３（ａ）の運転パターンは、比較のために、図２（ａ）の運転パターンと同じにされている。

この従来の動作特性例では、冷却ファン１９は、各運転期間Ｄ１、Ｄ２に引き続き、各停止期間Ｓ１、Ｓ２において、各運転期間Ｄ１、Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量に無関係に、常に一定時間ｔ０だけ駆動され、エレベータの負荷や運転状態によっては、各駆動時間ｔ０の終了時点において、温度検出出力Ｔが常温まで低下する場合がある。図３（ｃ）はその例を示す。

このため、相隣なる各運転期間Ｄと停止期間Ｓとの間で、温度検出出力Ｔの変化が大きく、温度リップルが大きくなる不都合があり、また冷却ファン１９の駆動のための消費電力が大きくなる不都合もある。

実施の形態２．
実施の形態１では、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおける放熱体ＨＳの温度低下Δｔが、直前の運転期間Ｄにおける放熱体ＨＳの温度上昇ΔＴに比例するように、冷却ファン１９の駆動時間ｔを調整するようにしたが、この実施の形態２では、冷却ファン１９の駆動による放熱体ＨＳの温度低下Δｔが、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおいて一定値ΔＴｈとなるように、冷却ファン１９の駆動時間ｔを調整する。その他は実施の形態１と同じに構成される。この一定値ΔＴｈは、予想される最小のかご駆動モータ１８の運転期間Dにおける放熱体ＨＳの温度上昇ΔＴよりも僅かに小さい値に設定される。

図４は実施の形態２による動作特性例であり、図２と同様に、図４（ａ）はかご駆動モータ１８の運転パターンを示し、同図（ｂ）は冷却ファン１９の駆動パターンを示し、同図（ｃ）は温度検出出力Ｔの変化を示す。比較を容易にするため、図４（ａ）の運転パターンは図２（ａ）と同じとしている。

図４において、かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１では、運転期間Ｄ１の終了時点の温度Ｔ１＝ΔＴ１から、一定の温度低下ΔＴｈをもたらすように、冷却ファン１９の駆動時間ｔ１が、運転期間Ｄ１におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき、エレベータ制御回路２５で決定される。同様に、かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ２でも、運転期間Ｄ２の終了時点の温度Ｔ２＝ΔＴ２から、一定の温度低下ΔＴｈをもたらすように、冷却ファン１９の駆動時間ｔ２が、運転期間Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき、エレベータ制御回路２５で決定される。

この実施の形態２では、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の駆動時間ｔが、直前の運転期間Ｄにおける温度上昇ΔＴに対応して、その駆動時間ｔにおける温度低下Δｔが、直前の運転期間Ｄにおける温度上昇ΔＴよりも小さくなる範囲で、一定値ΔＴｈとなるように決定される結果、温度リップルを抑制することができ、併せて、冷却ファン１９の駆動のための電力消費をも抑制できる。

実施の形態３．
実施の形態１では、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおいて、各運転期間Ｄと同じに、冷却ファン１９を定格速度（全速）で駆動するようにしたが、実施の形態３では、各停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の駆動速度を、その定格速度よりも低い速度、例えば定格速度の１／２の速度で運転し、冷却ファン１０の駆動に必要な電力を少なくしている。その他は実施の形態１と同じに構成される。

図５はこの実施の形態３による動作特性例を示し、図２と同様に、図５（ａ）はかご駆動モータ１８の運転パターンを示し、同図（ｂ）は冷却ファン１９の駆動パターンを示し、同図（ｃ）は温度検出出力Ｔの変化を示す。比較を容易にするため、図５（ａ）の運転パターンも図２（ａ）の運転パターンと同じにしている。

図５では、停止期間Ｓ１における冷却ファン１９の駆動時間がｔ３、停止期間Ｓ２における冷却ファン１９の駆動時間がｔ４とされている。これら駆動時間ｔ３、ｔ４は、実施の形態１と同様に、直前の各運転期間Ｄ１、Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量または温度検出出力Ｔに基づき、決定される。

この実施の形態３では、かご駆動モータ１８の停止期間Ｓ１、Ｓ２における冷却ファン１９の駆動速度がその定格速度の例えば１／２とされるので、冷却能力も低下する。このためｔ３＝ｔ１、Ｔ４＝ｔ２とされる場合、停止期間Ｓ１の終了時点における温度検出出力ＴはＴ１ｆ（ただしＴ１ｆ≧Ｔ１ｅ）となり、また停止期間Ｓ２の終了時点における温度検出出力ＴはＴ２ｆ（ただしＴ２ｆ≧Ｔ２ｅ）となるが、温度リップルは同様に抑制できる。

実施の形態３において、冷却ファン駆動モータとして、ＤＣモータを用い、そのＤＣ駆動電圧をパワートランジスタのオンデユーティを変化して低減するようにすれば、冷却ファン１９の駆動速度を簡単に低減することができる。

実施の形態４．
図６はこの発明によるエレベータ運転制御装置の実施の形態４におけるエレベータ制御回路２５の機能ブロック図であり、図７は冷却ファン１９の制御フローチャートであり、図８は実施の形態４による動作特性図である。図８（ａ）は、２つの相隣なるかご駆動モータ１８の運転パターンを示し、運転期間Ｄ１、Ｄ２とそれらの間の停止期間Ｓ１を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）の運転パターンと対応する冷却ファン１９の運転パターンを示し、運転期間ｄ１と停止期間ｓ１を示している。図８（ｃ）は、図８（ａ）（ｂ）と対応する温度検出出力Ｔの変化を示す。

この実施の形態４は、実施の形態３をさらに改良し、かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおける冷却ファン１９の駆動時間ｔ３、ｔ４のそれぞれにおいて、冷却ファン１９に対する駆動速度モードを選択できるようにして、温度リップルをさらに抑制できるようにしたものである。その他は実施の形態１と同じに構成される。停止期間Ｓ１における冷却ファン１９の駆動時間はｔで示す。

かご駆動モータ１８の各停止期間Ｓにおいて、その次の運転期間Ｄの開始時点ＤＳにおける温度検出出力の温度予測値Ｔｓｘを演算し、この温度予測値Ｔｓｘと、温度検出手段２３から得られる停止期間Ｓの開始時点における温度検出出力Ｔｅｘとの温度差ΔＴｅｓに基づいて、冷却ファン１９を選択された駆動速度モードで駆動する。

図６には、エレベータ制御回路２５による３つの第１、第２、第３機能ブロック２５１、２５２、２５３が示されており、これらの機能ブロック２５１、２５２、２５３はエレベータ制御回路２５によって実行される冷却ファン１９の駆動制御の機能ブロックである。

第１機能ブロック２５１は、かご駆動モータ１８の各運転期間Ｄの終了時点ＤＥにおいて、次のかご駆動モータ１８の運転期間Ｄの運転予測を行なうブロックであり、直前の運転期間Ｄ１と次の運転期間Ｄ２との間の停止期間Ｓ１の継続時間の予測値Ｔｓと、次の運転期間Ｄ２における温度検出出力の温度上昇予測値ΔＴｘとを演算する。これらの継続時間の予測値Ｔｓと温度上昇予測値ΔＴｘは、エレベータ制御回路２５に与えられる各種の呼び、すなわち乗場呼、かご呼びの発生状況、エレベータの群管理もしくは管理制御からの呼の割当状況、および各乗場での待客数などのデータに基づいて、演算される。温度上昇予測値ΔＴｘは、次の運転期間Ｄ２におけるかご駆動モータ１８の駆動電流積算量を予測することにより求める。

第２機能ブロック２５２は、次の運転期間Ｄ２の開始時点ＤＳ２における温度予測値Ｔｓｘを演算する。これは、温度上昇予測値ΔＴｘと、停止期間Ｓ１の継続時間の予測値Ｔｓとから演算される。

第３機能ブロック２５３には、機能ブロック２５２からの温度予測値Ｔｓｘと、温度検出手段２３からの温度検出出力Ｔｅｘとが供給され、これらに温度差ΔＴｅｓづいて、冷却ファン１９に対する駆動モードが決定され、これが制御指令ＩＦに含まれて冷却ファンドライバ２２に供給され、冷却ファン１９に駆動制御信号ＤＦとして与えられる。温度検出出力Ｔｅｘは、運転期間Ｄ１の終了時点ＤＥ１における温度検出出力Ｔが入力されるが、これは運転期間Ｄ１における最高温度検出出力Ｔとすることもできる。

実施の形態４では、冷却ファン１９の駆動速度は、定格速度（全速）駆動、１／２速駆動、１／３速駆動および停止の４つの駆動速度が設定され、温度検出出力Ｔｅｘと温度予測値Ｔｓｘとの差ΔＴｅｓの大きさに応じて、これらの駆動速度が選択される。

図８に示す実施の形態４の動作フローチャートは、スタートとエンドとの間にＳＴ１からＳＴ４の１４のステップを含んでいる。最初のステップＳＴ１では、かご駆動モータ１８が走行中かが判定される。このステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ２に進み、このステップＳＴ２では、運転終了信号ＤＥが出されたかが判定される。このステップＳＴ２の判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ３に進み、またステップＳＴ２の判定結果がＮＯならば、エンドの至り、再びスタートからの動作が繰り返される。

ステップＳＴ３では、図６の機能ブロック２５の第１機能ブロック２５１が実行され、次の運転期間Ｄまでの停止期間Ｓの継続時間予測値Ｔｓと、次の運転期間Ｄにおける温度検出出力の温度上昇予測値ΔＴｘが演算される。ステップＳＴ３が終了すれば、次のステップＳＴ４に進み、このステップ４では、図６の機能ブロック２５の第２機能ブロック２５２が実行され、次の運転期間Ｄの開始時点ＤＳにおける温度予測値Ｔｓｘを演算する。

ステップＳＴ４が終了すれば、ステップＳＴ５に進む。このステップＳＴ５では、図６の機能ブロック２５の第３機能ブロック２５３が実行され、温度検出出力Ｔｅｘと温度差ΔＴｅｓが出力される。このステップＳＴ５が終了すれば、次のステップＳＴ６に進み、このステップＳＴ６では、温度検出出力Ｔｅｘが、冷却ファン１９に対する定格速度駆動の対応する指令温度ＴＨより大きいかが判定される。このステップＳＴ６の判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ１４に進み、冷却ファン１９は定格速度駆動（全速）で駆動される。ステップＳＴ６の判定結果がＮＯならば、次のステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７では、温度検出出力Ｔｅｘが、冷却ファン１９に対する停止運転に対応する指令温度ＴＬより小さいかが判定される。このステップＳＴ７の判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ１１に進み、冷却ファン１９の停止指令が出力される。ステップＳＴ７の判定結果がＮＯならば、次のステップＳＴ８に進む。

ステップＳＴ８では、温度差ΔＴｅｓが、全速駆動に対応する温度差Ｔ１より大きいかが判定される。このステップＳＴ８の判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ１４に進み、冷却ファン１９は定格速度駆動（全速）で駆動される。ステップＳＴ８の判定結果がＮＯならば、次のステップＳＴ９に進む。

ステップＳＴ９では、温度差ΔＴｅｓが、１／２速駆動に対応する温度差Ｔ２より大きいかが判定される。その判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ１３に進み、冷却ファン１９は１／２速駆動で駆動される。ステップＳＴ９の判定結果がＮＯならば、次のステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ１０では、温度差ΔＴｅｓが、１／３速駆動に対応する温度差Ｔ３より大きいかが判定される。その判定結果がＹＥＳならば、ステップＳＴ１２に進み、冷却ファン１９は１／３速駆動で駆動される。ステップＳＴ１０の判定結果がＮＯならば、ステップＳＴ１１に進み、冷却ファン１９は停止される。

図８は、実施の形態４の動作特性例であり、図２（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）と同様な温度検出出力Ｔを、２つの運転期間Ｄ１、Ｄ２と、それらの間の１つの停止期間Ｓ１について図示している。

実施の形態４では、温度検出出力Ｔｅｘが指令値ＴＨより大きいか、または温度差ΔＴｅｓが定格速度駆動（全速）に対応する温度差Ｔ１以上であれば、冷却ファン１９は定格速度（全速）駆動で駆動され、温度検出出力Ｔは、特性Ｃ１に従って低下し、温度差ΔＴｅｓが、温度差Ｔ１と１／２速駆動に対応する温度差Ｔ２の間であれば、冷却ファン１９は１／２速で駆動され、温度検出出力Ｔは特性Ｃ２に従って低下し、温度差ΔＴｅｓが温度差Ｔ２と１／３速に対応した温度差Ｔ３との間であれば、冷却ファン１９は１／３速で駆動され、温度検出出力Ｔは、特性Ｃ３に従って低下し、また温度検出出力ｔｅｘが指令値ＴＬより小さいか、または温度差ΔＴｅｓが温度差Ｔ３以下であれば、冷却ファン１９は停止され、温度検出出力Ｔは特性Ｃ４に従って低下する。

これらの特性Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４では、冷却ファン１９に対する駆動時間ｔが終了した時点で、温度検出出力Ｔをほぼ同じ温度まで低下させるように、冷却ファン１９が駆動されるので、実施の形態４によれば、より温度リップルを抑制することができる。

なお、実施の形態４では、冷却ファン１９に対する駆動速度モードを、停止モードを含め４つの駆動モードとしたが、５以上のより多くの駆動モードを採用することもできる。

この発明によるエレベータ運転制御装置は、各種のビルに設置されるエレベータの運転制御装置として利用可能である。

図１は、この発明によるエレベータ運転制御装置の実施の形態１の回路構成図である。 図２は、実施の形態１の動作特性図である。 図３は、従来の動作特性図である。 図４は、この発明のエレベータ運転制御装置の実施の形態２の動作特性図である。 図５は、この発明のエレベータ運転制御装置の実施の形態３の動作特性図である。 図６は、この発明のエレベータ運転制御装置の実施の形態４の機能ブロック図である。 図７は、実施の形態４の動作フローチャートである。 図８は、実施の形態４の動作特性図である。

符号の説明

１０：主回路、１４：電力変換回路、１７：インバータ、１８：かご駆動モータ、
１９：冷却ファン、
２０：制御回路、２１：インバータゲートドライバ、２２：冷却ファンドライバ、
２３：温度検出手段、２４：ＡＤ変換器。

Claims (10)

1. エレベータかごを駆動するかご駆動モータを備え、このかご駆動モータを駆動する運転期間と、この運転期間の後に前記かご駆動モータを停止させる停止期間とを繰り返すエレベータの運転制御装置であって、パワー半導体素子を用いて前記かご駆動モータに対する駆動電気量を制御する電力変換回路と、運転・停止信号に基づき前記電力変換回路を制御し前記かご駆動モータを制御するエレベータ制御回路と、前記パワー半導体素子を冷却する冷却ファンとを有し、前記エレベータ制御回路が、前記パワー半導体素子における温度リップルを抑制するように、前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
2. 請求項１記載のエレベータの運転制御装置であって、前記パワー半導体素子の温度変化を検出し、その温度検出出力を前記エレベータ制御回路に供給する温度検出手段を有し、前記エレベータ制御回路が、前記温度検出出力に応じて、前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
3. 請求項１記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路が、前記運転期間における前記かご駆動モータの駆動電流積算量に応じて、それに続く前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路が、前記冷却ファンの駆動時間を変化することにより、前記停止期間における前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路が、前記冷却ファンの駆動速度を変化することにより、前記停止期間おける前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
6. 請求項１から３のいずれか１項記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路が、前記各運転期間の終了時点における前記パワー半導体素子の温度を、それに続く前記各停止期間において所定値だけ低下させるように、前記冷却ファンの駆動量を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
7. 請求項１から３のいずれか１項記載のものにおいて、前記冷却ファンが、前記停止期間では、前記運転期間よりも低い駆動速度で駆動されることを特徴とするエレベータ運転制御装置。
8. 請求項１から３のいずれか１項記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路は、次の運転期間の開始時における前記パワー半導体素子の放熱体の温度推定値を演算し、少なくともこの温度推定値に基づき、前記冷却ファンの駆動速度を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
9. 請求項８記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路は、運転期間の終了時点において、次の運転期間の開始時における前記パワー半導体素子の放熱体の温度推定値を演算し、前記運転期間の終了時点における前記パワー半導体素子の放熱体の検出温度と前記温度推定値との温度差に基づき、前記冷却ファンの駆動速度を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。
10. 請求項８記載のエレベータの運転制御装置であって、前記エレベータ制御回路は、運転期間の終了時点において、次の運転期間の開始時における前記パワー半導体素子の放熱体の温度推定値を演算し、前記運転期間における前記パワー半導体素子の放熱体の最高検出温度と前記温度推定値との温度差に基づき、前記冷却ファンの駆動速度を調整することを特徴とするエレベータの運転制御装置。

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