JP2007119100A - Control device for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インバータを介して電動機により駆動される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 driven by an electric motor via an inverter.
従来、交流電源から供給される交流をコンバータで直流に変換し、変換された直流を平滑コンデンサで平滑し、平滑された直流をインバータで任意の電圧及び周波数の交流に変換して電動機を駆動してエレベータのかごを昇降させるエレベータの制御装置において、前記平滑コンデンサの容量低減を検出するのに、直流電圧を検出し、検出された直流電圧に含まれるリプル電圧の大きさによって平滑コンデンサの静電容量の低下を判定するものがあった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, alternating current supplied from an alternating current power source is converted to direct current by a converter, the converted direct current is smoothed by a smoothing capacitor, and the smoothed direct current is converted to alternating current of an arbitrary voltage and frequency by an inverter to drive the motor. In the elevator control apparatus for raising and lowering the elevator car, the capacitance of the smoothing capacitor is detected by detecting a DC voltage, and the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is detected according to the magnitude of the ripple voltage included in the detected DC voltage. Some have determined a decrease in capacity (for example, see Patent Document 1).
このようなエレベータの制御装置によれば、直流電圧を検出し、これに含まれるリプル電圧の大きさによって平滑コンデンサの静電容量の低下を判定するようにしたので、人為操作を伴うことなく静電容量の低下か判定され、速やかに平滑コンデンサの静電容量の低下を発見でき、常時又は比較的短い時間間隔で平滑コンデンサの静電容量の変化を監視することができ、エレベータの安全性を向上することができる。 According to such an elevator control device, since the DC voltage is detected and the decrease in the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is determined based on the magnitude of the ripple voltage included in the DC voltage, there is no need for human operation. It can be determined whether the capacitance has dropped, and the smoothing capacitor's capacitance can be quickly detected, and changes in the smoothing capacitor's capacitance can be monitored constantly or at a relatively short time interval. Can be improved.
しかしながら、上述した従来の容量低減検出手段は、力行運転時に検出するため、設置される建物設備の電源特性に依存し、誤差を生じやすい。 However, since the above-described conventional capacity reduction detection means detects during powering operation, it tends to cause errors depending on the power supply characteristics of the installed building equipment.
この発明は上記課題を解消するためになされたもので、平滑コンデンサの静電容量の低下を検出するのに、建物設備等の電源特性に影響されにくい、エレベータの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an elevator control device that is less affected by power supply characteristics of building equipment and the like to detect a decrease in the capacitance of a smoothing capacitor. And
この発明に係るエレベータの制御装置は、交流電源から供給される交流を直流に変換するコンバータと、前記コンバータにより変換された直流を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサにより平滑された直流を任意の電圧及び周波数の交流に変換してかご駆動用の電動機を制御するインバータと、前記平滑コンデンサの電圧値を検出する電圧検出手段と、前記インバータの直流側に接続されて、前記電動機からの回生電力を消費するための回生抵抗及び半導体スイッチの直列接続体と、前記電動機の回生運転時に、前記インバータを制御して回生電力を直流に変換させると共に、前記電圧検出手段による検出電圧値に基づいて前記検出電圧値が予め定められた第1基準電圧値よりも高いときは前記半導体スイッチをオン制御して回生電力を前記回生抵抗に消費させ、前記検出電圧値が前記第1基準電圧値よりも低い第2基準電圧値よりも低いときは前記半導体スイッチをオフ制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記半導体スイッチのオン時間またはオフ時間に基づいて前記平滑コンデンサの静電容量の低下率を検出することを特徴とする。 An elevator control apparatus according to the present invention includes a converter that converts alternating current supplied from an alternating current power source into direct current, a smoothing capacitor that smoothes direct current converted by the converter, and direct current smoothed by the smoothing capacitor. An inverter for controlling a motor for driving a car by converting to an alternating current of voltage and frequency, a voltage detection means for detecting a voltage value of the smoothing capacitor, and a regenerative electric power connected to the direct current side of the inverter A series connection body of a regenerative resistor and a semiconductor switch for consuming electric power, and at the time of regenerative operation of the electric motor, the inverter is controlled to convert regenerative power into direct current, and based on the detected voltage value by the voltage detecting means When the detected voltage value is higher than the predetermined first reference voltage value, the semiconductor switch is turned on to regenerate. And a control circuit that controls the semiconductor switch to turn off when the detected voltage value is lower than a second reference voltage value that is lower than the first reference voltage value. The reduction rate of the capacitance of the smoothing capacitor is detected based on the on time or off time of the semiconductor switch.
この発明によれば、制御回路により、半導体スイッチのオン時間またはオフ時間に基づいて平滑コンデンサの静電容量の低下率を検出することにより、平滑コンデンサの容量を建物設備等の電源特性に影響を受けずに検出できるという効果がある。 According to the present invention, the control circuit detects the rate of decrease in the capacitance of the smoothing capacitor based on the on-time or off-time of the semiconductor switch, thereby affecting the capacity of the smoothing capacitor on the power supply characteristics of the building equipment and the like. There is an effect that it can detect without receiving.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエレベータの制御装置の全体構成を示すブロック図である。
図1に示されるエレベータの制御装置は、交流電源1から供給される交流を直流に変換するコンバータ2と、変換された直流を平滑する平滑コンデンサ3と、平滑された直流を任意の電圧及び周波数の交流に変換してかご8を駆動する電動機5を制御するインバータ4と、インバータ4の直流側に接続されて電動機5からの回生電力を消費するための回生抵抗9及び半導体スイッチとしての半導体素子10の直列接続体と、平滑コンデンサ3によって平滑された直流電圧を検出する直流電圧検出回路11と、電動機5の回生運転時に、インバータ4を制御して回生電力を直流に変換させると共に、直流電圧検出回路11による検出電圧値に基づいて半導体素子10をオンオフ制御する制御回路12とを備えている。なお、6は巻上機、7はカウンタを示す。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an overall configuration of an elevator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The elevator control device shown in FIG. 1 includes a converter 2 that converts alternating current supplied from an alternating current power source 1 into direct current, a smoothing capacitor 3 that smoothes the converted direct current, and the smoothed direct current at an arbitrary voltage and frequency. The
ここで、制御回路12は、後述するようにして、直流電圧検出回路11による検出電圧値が予め定められた第1基準電圧値よりも高いときは半導体素子10をオン制御して回生電力を回生抵抗9に消費させ、検出電圧値が第1基準電圧値よりも低い第2基準電圧値よりも低いときは半導体素子10をオフ制御するようになされており、また、半導体素子10のオン時間またはオフ時間に基づいて平滑コンデンサ3の静電容量の低下率を検出するようになされている。
Here, as will be described later, the
次に、上記構成に係るエレベータの制御装置の動作を説明する。
交流電源1はコンバータ2で直流に変換され、平滑コンデンサ3により平滑されてインバータ4に供給される。インバータ4は供給された直流を交流に変換して電動機5に供給する。これら構成は、制御回路12によって制御され、これにより、電動機5は駆動され、かご8は昇降する。
Next, the operation of the elevator control apparatus according to the above configuration will be described.
The AC power source 1 is converted to DC by the converter 2, smoothed by the smoothing capacitor 3, and supplied to the
一方、直流電圧検出回路11は、平滑コンデンサ3によって平滑された直流電圧を検出し、制御回路12へ送出する。また、電動機5が回生運転時に回生される電力は、制御回路12の動作により、インバータ4で直流に変換される。このとき、制御回路12は、直流電圧検出回路11により検出された電圧値に応じて半導体素子10をオンして、上記回生電力を回生抵抗9を通じて消費させる。
On the other hand, the DC
次に、電動機5が回生一定速運転時の平滑コンデンサ3の両端電圧Vpn(t)を図2に示す。
図2において、Tonは半導体素子10のオン時間、Toffは半導体素子10のオフ時間、Vpn1は半導体素子10がオフからオンに変わる瞬間の平滑コンデンサ3の両端電圧値(第1基準電圧値)、Vpn2は半導体素子10がオンからオフに変わる瞬間の平滑コンデンサ3の両端電圧値(第2基準電圧値)をそれぞれ示している。
Next, FIG. 2 shows the voltage Vpn (t) across the smoothing capacitor 3 when the electric motor 5 is operated at a constant regenerative speed.
In FIG. 2, Ton is the ON time of the
今、回生一定速運転時において、半導体素子10がオフとなる状態を考えると、インバータ4からの回生電力は平滑コンデンサ3に充電されるのみであるので、一定速走行中における単位時間当たりの回生電力をPとすると、半導体素子10のオフ時間Toffと平滑コンデンサ3の静電容量Cの関係は下式となる。
Considering a state in which the
よって、回生電力Pが一定であれば、オフ時間Toffは平滑コンデンサ3の静電容量Cと比例関係にある。 Therefore, if the regenerative power P is constant, the off time Toff is proportional to the capacitance C of the smoothing capacitor 3.
次に、回生一定速運転時において、半導体素子10がオンとなる状態を考える。平滑コンデンサ3に充電されているエネルギーは、静電容量Cと半導体素子10がオフからオンに変わる瞬間のVpn(t)の値Vpn1と回生電力Pと回生抵抗9の抵抗植Rを用いて、以下のように表される。
Next, a state in which the
これをVpn(t)について解くと、 Solving this for Vpn (t),
となり、Vpn(Ton)=Vpn2として式をまとめると、下式となる。 Thus, when the equations are summarized as Vpn (Ton) = Vpn2, the following equation is obtained.
よって、回生電力Pが一定であれば、オン時間Tonも平滑コンデンサ3の静電容量Cと比例関係にある。 Therefore, if the regenerative power P is constant, the ON time Ton is also proportional to the capacitance C of the smoothing capacitor 3.
以上より、回生一定速運転時において半導体素子10がオンとなる時間Ton及びオフとなる時間Toffは平滑コンデンサ3の静電容量Cに比例するため、初期状態時の回生一定速走行時における半導体素子10の動作時間(オフ時間もしくはオン時間もしくはその合計)を記憶し、その動作時間と初期状態の測定時と同様の負荷状態で測定した現状の半導体素子10の動作時間とを比較して算出した半導体素子10の動作時間の滅少率は、平滑コンデンサ3の静電容量Cの低下率と等しくなる。この手法により、平滑コンデンサ3の静電容量Cの低下率を検出し、規定以上の低下が検出された場合に平滑コンデンサ3の寿命と判断できる。また、使用する平滑コンデンサ3の静電容量Cに応じて寿命と考えられる半導体素子10の動作時間をあらかじめ指定して寿命を検知することも可能である。
As described above, the time Ton when the
従って、上記実施の形態1によれば、制御回路12により、回生運転時に直流電圧値が予め定められた第1基準電圧値よりも高くなると半導体素子10をオンさせ第1基準電圧値よりも低い第2基準電圧値よりも低くなると半導体素子10をオフさせ、オン時間又はオフ時間に基づいて平滑コンデンサ3の静電容量の低下率を検出するようにしたので、平滑コンデンサ3の容量を建物設備等の電源特性に影響を受けずに検出できるという効果がある。
Therefore, according to the first embodiment, the
なお、上記実施の形態1では、半導体素子10のオン時間又はオフ時間に基づいて平滑コンデンサ3の静電容量の低下率を検出するようにしたが、かご8に設けられたかご内負荷の加重を検出する加重検出手段を備え、加重値も考慮して平滑コンデンサ3の静電容量の低下率を検出することができる。同様に、電動機5に流れる電流値を検出する電流検出手段を備え、電流値も考慮して平滑コンデンサ3の静電容量の低下率を検出することもできる。このようにすることで、正確に平滑コンデンサの静電容量の低下率を正確に検出できる。
In the first embodiment, the rate of decrease in the capacitance of the smoothing capacitor 3 is detected based on the on-time or off-time of the
1 交流電源、2 コンバータ、3 平滑コンデンサ、4 インバータ、5 電動機、6 巻上機、7 カウンタ、8 かご、9 回生抵抗、10 半導体素子、11 直流電圧検出回路、12 制御回路。 1 AC power supply, 2 converter, 3 smoothing capacitor, 4 inverter, 5 electric motor, 6 hoisting machine, 7 counter, 8 cage, 9 regenerative resistor, 10 semiconductor element, 11 DC voltage detection circuit, 12 control circuit.
Claims (3)
前記コンバータにより変換された直流を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサにより平滑された直流を任意の電圧及び周波数の交流に変換してかご駆動用の電動機を制御するインバータと、
前記平滑コンデンサの電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記インバータの直流側に接続されて、前記電動機からの回生電力を消費するための回生抵抗及び半導体スイッチの直列接続体と、
前記電動機の回生運転時に、前記インバータを制御して回生電力を直流に変換させると共に、前記電圧検出手段による検出電圧値に基づいて前記検出電圧値が予め定められた第1基準電圧値よりも高いときは前記半導体スイッチをオン制御して回生電力を前記回生抵抗に消費させ、前記検出電圧値が前記第1基準電圧値よりも低い第2基準電圧値よりも低いときは前記半導体スイッチをオフ制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、前記半導体スイッチのオン時間またはオフ時間に基づいて前記平滑コンデンサの静電容量の低下率を検出する
ことを特徴とするエレベータの制御装置。 A converter that converts alternating current supplied from an alternating current power source into direct current;
A smoothing capacitor for smoothing the direct current converted by the converter;
An inverter that converts the direct current smoothed by the smoothing capacitor into alternating current of an arbitrary voltage and frequency and controls a motor for driving a car;
Voltage detecting means for detecting a voltage value of the smoothing capacitor;
A series connection body of a regenerative resistor and a semiconductor switch connected to the DC side of the inverter and consuming regenerative power from the electric motor,
During regenerative operation of the electric motor, the inverter is controlled to convert regenerative power into direct current, and the detected voltage value is higher than a first reference voltage value determined in advance based on a detected voltage value by the voltage detecting means. When the semiconductor switch is turned on, regenerative power is consumed by the regenerative resistor, and when the detected voltage value is lower than the second reference voltage value lower than the first reference voltage value, the semiconductor switch is turned off. And a control circuit that
The said control circuit detects the decreasing rate of the electrostatic capacitance of the said smoothing capacitor based on the ON time or the OFF time of the said semiconductor switch. The control apparatus of the elevator characterized by the above-mentioned.
前記制御回路は、初期状態時の回生一定速走行時における前記半導体スイッチの動作時間としてオフ時間もしくはオン時間もしくはその合計を記憶し、記憶した動作時間と初期状態の測定時と同様の負荷状態で測定した前記半導体スイッチの動作時間とを比較して算出した前記半導体スイッチの動作時間の滅少率に基づいて前記平滑コンデンサの静電容量の低下率を検出する
ことを特徴とするエレベータの制御装置。 In the elevator control device according to claim 1,
The control circuit stores an off time, an on time, or a total thereof as the operation time of the semiconductor switch at the time of regenerative constant speed running in the initial state, and the load state is the same as when the stored operation time and the initial state are measured. An elevator control device, wherein a rate of decrease in the capacitance of the smoothing capacitor is detected based on a decay rate of the operating time of the semiconductor switch calculated by comparing the measured operating time of the semiconductor switch. .
前記制御回路は、前記平滑コンデンサの静電容量の低下率が規定以上低下したときに前記平滑コンデンサの寿命と判断する
ことを特徴とするエレベータの制御装置。 The elevator control device according to claim 2,
The control circuit of the elevator, wherein the control circuit determines that the life of the smoothing capacitor is a lifetime when a reduction rate of the capacitance of the smoothing capacitor is reduced more than a specified value.
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JP2005309880A JP2007119100A (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Control device for elevator |
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JP2005309880A JP2007119100A (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Control device for elevator |
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