JP2007076758A

JP2007076758A - エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JP2007076758A
Application number: JP2005263419A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takagi; 宏之高木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】エレベーターの起動前に字油田回路の電力制限機能をチェックすること。
【解決手段】交流電源３から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータ１１と、直流電力を平滑化するコンデンサ１２と、直流電力を任意の交流電力に変換して、モータ１７を制御するインバータ１６と、交流電源３とコンバータ１１の間に挿入されかごの起動時閉成する接点９と、コンデンサ１２の電圧を検出する第１電圧検出回路３６と、接点９が閉成する前に、コンデンサ１２をＤＣ−ＤＣ電圧変換によって充電すると共に、電力制限部３４ａを有する充電回路３４と、コンデンサ１２を抵抗１４を介して予め定められた時間放電する放電回路１３と、第１電圧検出回路３６が検出した電圧値に基づいて接点９の開閉すると共に、放電回路１３を所定時間動作した時の電圧値が電圧閾値以上であると、電力制限部３４ａが異常とする制御部４０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベーターの制御装置に関するものである。

従来のエレベーターの制御装置は、交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を平滑化するコンデンサと、このコンデンサの出力を任意の交流電力に変換して、エレベーターのかご駆動用の電動機を制御するインバータと、前記交流電源と前記コンバータの間に挿入され前記かごの起動時閉成する接点と、この接点の開閉を制御する制御回路とを備え、前記接点が閉成する前に、前記直流電力を平滑化するコンデンサをスイッチング電源回路によるＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電する充電回路とを備えたものである (特許文献１参照）。

このようなエレベーターの制御装置によれば、インバータを使用し、直流平滑コンデンサを有するエレベーターにおいて、電源電圧を元にその直流平滑コンデンサの充電回路をスイッチング電源化して所定の電圧まで昇圧するので、充電電圧を容易に調節できる。

特開２００１−２６１２４５号公報

前記エレベーターの制御装置における充電回路には、充電回路の過負荷を回避するために電力制限機能を有していることが多い。
しかしながら、充電回路が過負荷になっても電力制限機能の故障などによって、電力制限機能が動作しないことが生じ得るという課題があった。

本発明は上記課題を解消するためになされたもので、エレベーターの起動前に上記電力制限機能をチェックするエレベーターの制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係るエレベーターの制御装置は、交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を平滑化するコンデンサと、このコンデンサの出力を任意の交流電力に変換して、エレベーターのかご駆動用のモータを制御するインバータと、前記交流電源と前記コンバータの間に挿入され前記かごの起動時閉成する接点と、前記コンデンサの電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記接点が閉成する前に、前記コンデンサをＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電すると共に、電力制限機能を有する充電手段と、前記コンデンサを抵抗を介して予め定められた時間放電する放電手段と、該第１電圧検出手段が検出した電圧値に基づいて前記接点の開閉を制御すると共に、前記放電手段を所定時間動作した時の前記電圧値が電圧閾値以上であると、前記電力制限機能が異常であると判断する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

第２の発明に係るエレベーターの制御装置は、充電手段の入力電圧を検出する第２電圧検出手段とを備え、制御手段は、該第２電圧検出手段の入力電圧値に応じて電圧閾値を変化させる、ことを特徴とするものである。

第３の発明に係るエレベーターの制御装置における放電手段は、モータから発生した回生電力を消費する抵抗と、該抵抗に接続されると共に、該抵抗に流れる回生電流をオン・オフ制御するスイッチ手段とを備えたことを特徴とするものである。

第１の発明によれば、接点が閉成する前に、充電手段がコンデンサをＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電し、放電手段がコンデンサを抵抗を介して予め定められた時間放電した後、制御手段がコンデンサの電圧が電圧閾値以上であると、異常と判断したので、エレベーターの起動前に充電手段の電力制限機能が異常か否かをチェックできるという効果がある。

第２の発明によれば、充電手段の入力電圧を検出する第２電圧検出手段を備え、制御手段は、該第２電圧検出手段の入力電圧値に応じて電圧閾値を変化させたので、精度よく電力制限機能が異常か否かを精度良く判定できるという効果がある。

第３の発明によれば、放電手段はモータから発生した回生電力を消費する抵抗と、該抵抗に接続されると共に、該抵抗に流れる回生電流をオン・オフ制御するスイッチ手段とから成るので、放電手段はモータの回生電力を消費させるスイッチ手段及び抵抗と共用できるという効果がある。

実施の形態1．
本発明の一実施の形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御装置の全体図、図２は図1における充電回路の内部構成図、図３は図１における充電回路の出力特性図である。
図１において、三相交流電源３からノーヒューズブレーカなどの電源投入スイッチ５及び電磁接触器の常開接点９を介して１１は複数のダイオードの組み合わせから成るコンバータ１１の入力に接続されている。コンバータ１１の出力には、直流電圧を平滑にさせるコンデンサ１２と、回生電力を消費する抵抗１４に直列接続されたスイッチ手段としてのトランジスタ１５と、インバータ１６の入力に接続されている。ここで、放電手段は抵抗１４とトランジスタ１５とにより形成されている
モータ１７により駆動されるシーブ１９が設けられており、シーブ１９にはロープ２１が掛けられ、ロープ２１の一端に釣合錘２３が固定され、かご室２３が固定され、ロープ２１の他端にかご室２７がつるべ状に固定されている

電源投入スイッチ５を介して三相交流電源３に接続された制御電源３２を有し、制御電源３２がダイオード３３を介してコンデンサ１２に充電する充電回路３４を備えている。充電回路３４には、充電する電力を制限する機能を有する電力制限部３４aを備えている。
コンデンサ１２の電圧を検出する第１電圧検出回路３６と、充電回路３４の入力電圧を検出する第２電圧検出回路３８とを有している。

充電回路３４は、スイッチング電源方式ＤＣ−ＤＣ電圧変換回路で、例えばフライバックレギュレーター方式と呼ばれ、図２に示す内部構成を有しており、該構成は公知（出典：三菱電機リニアＩＣカタログ「三菱集積回路（ディジ・アナインタフェースＭ５１９９６ＡＰ／ＦＰ５−３３）」ｐ５−３３、実用電源回路設計ハンドブック（ＣＱ出版社）ｐ１０２）であるため、詳細な説明を割愛する。この回路を採用するメリットは、出力制限ができるため充電用の電流制限抵抗を用いることなく定電力充電が可能であり、電力消費を低減できるので比較的効率が高いことと、別途接触器を追加することなく制御部４０からその出力を停止できることである。充電回路３４は、制御電源を例えばＤＣ４８Ｖから、電磁接触器の接点９が閉成できる電圧であるＤＣ２８３Ｖ以上のＤＣ３４０Ｖの直流電圧に変換するものである。

制御部４０は、トランジスタ１５をオンさせてコンデンサ１２が放電をしている時の電圧が予め定められた閾値Ｖ１以上であると、異常と判断するように形成されている。
閾値Ｖ１の定め方について説明する。充電回路３４が例えばフライバック型電源で構成され、その１次側に設けられた図２に示す電力制限部３４ａにおいて、制御ＩＣ、M51996AのCLM+端子が過電流検出端子である。電力制限部が正常に動作する場合は、過負荷によって出力電力はほぼ定電力で垂下し、電力制限される。（図３の出力電流−出力電圧特性参照。）充電回路９の制限電力が例えばＷ１(ｗ)に設定されていたならば、放電回路１３のトランジスタ１５がオンして放電抵抗１４とそれ以外の母線ラインのインピーダンスとの合成抵抗値をＲ１(Ω)とすると、このときの充電回路３４の出力電圧Ｖｏ(Ｖ)は、下式となる。
Ｖｏ＝(Ｗ１×Ｒ１)^1/2 ・・・・(1)
但し、充電回路３４の所定出力電圧Ｖｃとすると、(Ｖｃ^２Ｒ１＞Ｗ１の場合
上記(1)式より、抵抗Ｒ１が小さくなるほど、過負荷になり、出力電圧Ｖｏが小さくなっていくことが分かる。
ここで、閾値Ｖ１は、上記(1)式で定まる電圧値に、各種ばらつきや変動要素を加味した高めの値に設定されている。

閾値Ｖ１を充電回路３４の入力電圧の検出値に応じて、変化させることにより補正を加えるものである。この補正原理について、図３に示す充電回路３４の電流対電圧の出力特性図を用いて説明する。
図３において、充電回路３４の入力電圧に応じた出力特性を示すもので、入力電圧が中間的な場合を実線、入力電圧が高い場合を点線、入力電圧が低い場合を一点鎖線によって示す。
ここで、出力電圧が垂下し始めるポイントについて注目すると、図３に示すように入力電圧が高くなると、垂下ポイントが右にずれ、出力可能な電力が大きくなる。一方、入力電圧が低くなると垂下ポイントが左にずれ、出力可能電力が小さくなる特性になる。そして電圧が垂下し始めると、定電力で垂下する。

充電回路３４が抵抗Ｒ１で過負荷になったときに、出力電圧がどうなるかを考察する。その動作点は、Ｖｏ＝Ｒ１×Ｉｏの直線と、充電回路３４の出力特性との交点になる。すなわち、充電回路３４の入力電圧が中間的な場合、動作点Ａであったものが、入力電圧が高くなると動作点Ｂに移動し、入力電圧が低くなると動作点Ｃに移動する。すなわち、該動作点の移動を考慮し、充電回路３４の入力電圧に応じて、電力制限回路の動作チェックにおける閾値Ｖ１を変化させる。

次に、エレベーターの制御装置の動作を図１乃至図４を参照して説明する。電源投入スイッチ５が投入操作されて、制御電源３２に三相交流電源３が供給されると、制御電源３２より制御部４０を動作させる。制御部４０は電磁接触器の常開接点９が開放しているか否かを判断し(ステップＳ１０１)、常開接点９の閉成信号が発生していないから常開接点９が開放していると判断する。
制御部４０は充電回路３４に動作開始信号を出力して充電回路３４を動作させ、コンデンサ１２の充電を開始する(ステップＳ１０３)。

第２電圧検出回路３８は、充電回路３４の入力電圧を検出し、制御部４０は、該入力電圧値により図３に示すように、入力電圧値が予め定められた基準値よりも高いか低いかにより電圧閾値Ｖ１を設定する。つまり、入力電圧値が高ければ、電圧閾値Ｖ１を高く、入力電圧値が低ければ、電圧閾値Ｖ１を低く設定する(ステップＳ１０５)。
制御部４０は、コンデンサ１２の電圧がＤＣ２８３Ｖ以上になったことを第１電圧検出回路３６が検出すると、放電回路１３のトランジスタ１５に時間ｔ1のオン指令信号を入力してトランジスタ１５をオンし、コンデンサ１２の電荷を抵抗１４を介して放電する(ステップＳ１０７)。ここで、時間ｔ1とは、コンデンサ１２と抵抗１４によって定まる放電時定数に対し十分な時間とする。

制御部４０は、第１電圧検出回路３６からのコンデンサ１２の電圧の検出結果に基づいて電圧閾値Ｖ1以下か否かを判定し(ステップＳ１０９)、電圧閾値Ｖ１以下であれば、充電回路３４の電力制限部３４ａが正常と判断する(ステップＳ１１１)。一方、制御部４０は電圧閾値Ｖ1以上であれば、充電回路３４の電力制限部３４ａが異常と判断し(ステップＳ１１３)、電圧閾値Ｖ１以下の判定後に放電回路１３のトランジスタ１５をオフにしてコンデンサ１２の放電を停止する(ステップＳ１１５，Ｓ１１７)。制御部４０は、電力制限部３４ａが正常であれば、第１電圧検出回路３６の第１検出電圧値が所定値以上なると電磁接触器の常開接点９を閉成してインバータ１６を起動してモータ１７を駆動する(ステップＳ１１９)。一方、制御部４０は、電力制限部３４ａが異常であれば、電磁接触器の常開接点９を開放のままとしてインバータ１６を停止状態を継続させる(ステップＳ１２１)。

上記実施の形態によれば、電磁接触器の常開接点９が閉成する前に、充電回路３４がコンデンサ１２をＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電し、放電回路１３がトランジスタ１５をオンし、コンデンサ１２を抵抗１４を介して予め定められた時間放電した後、制御部４０がコンデンサ１２の電圧が電圧閾値Ｖ１以上であると、異常と判断したので、エレベーターの起動前に充電回路３４の電力制限機能３４ａが異常か否かをチェックできるという効果がある。

上記実施の形態によれば、充電回路３４の入力電圧を検出する第２電圧回路３４を備え、制御部４０は、該第２電圧検出回路３４の第２電圧検出値に応じて電圧閾値Ｖ１を変化させたので、精度よく電力制限機能３４ａが異常か否かを精度良く判定できるという効果がある。

上記実施の形態によれば、放電回路１３はモータ１７から発生した回生電力を消費する抵抗１４と、該抵抗１４に接続されると共に、該抵抗１４に流れる回生電流をオン・オフ制御するトランジスタ１５とから成るので、放電回路１３はモータ１７の回生電力を消費させるトランジスタ１５及び抵抗１４と共用できるという効果がある。

本発明は、エレベーターの制御装置に適用できる。

本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御装置の全体図である。図1における充電回路の内部構成図である。図１における充電回路の出力特性図である。図1に示すエレベーターの制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

９接点、１１コンバータ、１２コンデンサ、１３放電回路、１７モータ、３４充電回路、３４a 電力制限部、３６第１電圧検出回路、３８第２電圧検出回路、４０制御部。

Claims

交流電源から得られる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記直流電力を平滑化するコンデンサと、
このコンデンサの出力を任意の交流電力に変換して、エレベーターのかご駆動用のモータを制御するインバータと、
前記交流電源と前記コンバータの間に挿入され前記かごの起動時閉成する接点と、
前記コンデンサの電圧を検出する第１電圧検出手段と、
前記接点が閉成する前に、前記コンデンサをＤＣ−ＤＣ電圧変換によって、所定の電圧まで充電すると共に、電力制限機能を有する充電手段と、
前記コンデンサを抵抗を介して予め定められた時間放電する放電手段と、
該第１電圧検出手段が検出した電圧値に基づいて前記接点の開閉を制御すると共に、前記放電手段を所定時間動作した時の前記電圧値が電圧閾値以上であると、前記電力制限機能が異常であると判断する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
前記充電手段の入力電圧を検出する第２電圧検出手段とを備え、
前記制御手段は、該第２電圧検出手段の入力電圧値に応じて前記電圧閾値を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの制御装置。
前記放電手段は、前記モータから発生した回生電力を消費する抵抗と、該抵抗に接続されると共に、該抵抗に流れる回生電流をオン・オフ制御するスイッチ手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターの制御装置。