JP2019206435A - エレベーターの駆動制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換装置の稼働環境に影響されることなく、電力変換装置の寿命を精度良く判定することができる、エレベーターの駆動制御システムを提供する。【解決手段】エレベーターの駆動制御システム５０は、電力変換装置６０と、電力変換装置を制御する制御装置４０と、を備え、電力変換装置は、コンバータとインバータとを夫々有する複数のモジュール２１〜２４と、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂと、を備え、制御装置４０は、電源１とモータ６に接続するように切り替えられる頻度が、モジュール２１について、他のモジュール２２〜２４よりも高くなるように、スイッチングデバイスを制御し、複数のモジュール夫々のスイッチングデバイスによる、切り替え情報を記録し、切り替え情報に基づいて、他のモジュールの残存寿命を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、エレベーターの駆動制御システムに係り、詳しくは、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置の寿命を判定できる機能を備えるシステムに関する。

エレベーターは、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置を備え、電力変換装置のインバータは、可変電圧可変周波数制御によってモータを駆動させて、乗りかごの走行を可能にする。

電力変換装置のインバータは経年劣化し、特に、モータの駆動を繰り返すと、温度上昇回数と温度上昇量によって、インバータを構成する半導体素子の寿命が劣化する。そこで、エレベーターの駆動制御システムは、半導体素子が寿命に到達する前に、半導体素子の状態を判定し、判定結果をインバータの交換や保守に役立てるようにしている。

例えば、特許文献１には、電力変換回路用のパワーモジュールの寿命到達の判定精度を向上させるために、電源電力をモータ駆動電力に変換するための電力変換回路にパワーモジュールが用いられたものであって、複数のかご走行パターンに対応してかごの走行を制御する主制御部、及び、運転毎のパワーモジュールの発熱温度変化幅の推定値がかご走行パターンに対応付けて予め登録されており、主制御部からの走行指令に基づいてかご走行パターンに対応する発熱温度変化幅での発熱回数を積算し、その積算した発熱回数に基づいてパワーモジュールが寿命に到達したかどうかを判定する寿命判定部を備えるエレベーターの制御装置が開示されている。

国際公開第２００８／０７８３７７号公報

しかしながら、電力変換装置の稼働環境の違いによっては、電力変換装置の稼働時の特性が変化して、インバータの温度上昇パターンと乗りかごとの走行パターンとの相関は必ずしも一定でなくなり、乗りかごの走行パターンに基づいてインバータの発熱温度変化幅を推定しても、インバータの温度上昇からその寿命を正確に予測することはそもそも困難である。そして、インバータの寿命の正確ではない予想に基づいて乗りかごの走行速度を抑制する等エレベーターの運転を制限することがあると、乗客に対するサービスを低下させてしまうという課題がある。

そこで、本発明は、電力変換装置の稼働環境に影響されることなく、電力変換装置の寿命を精度良く判定することができる、エレベーターの駆動制御システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置を制御する制御装置と、を備える、エレベーターの駆動制御システムにおいて、前記電力変換装置は、コンバータとインバータとを夫々有する複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールを切り替えるスイッチングデバイスと、を備え、前記制御装置は、前記電源と前記モータに接続するように切り替えられる頻度が、前記複数のモジュールのうち所定のモジュールについて、他のモジュールよりも高くなるように、前記スイッチングデバイスを制御し、前記複数のモジュール夫々の前記スイッチングデバイスによる、切り替え情報を記録し、前記所定のモジュールと前記他のモジュール夫々の前記切り替え情報を比較して、前記他のモジュールの残存寿命を判定する、ことを特徴とするものである。

本発明は、電力変換装置の稼働環境に影響されることなく、電力変換装置の寿命を精度良く判定することができる、エレベーターの駆動制御システムを提供することができる。

本発明のエレベーターの駆動制御システムの一実施形態を備えるエレベーターのブロック図である。 図１の駆動制御システムに適用されるスイッチングデバイスの詳細を示すブロック図である。 スイッチングデバイスによって実行されるスイッチングの管理テーブルの一例である。 スイッチングデバイスによって実行されるスイッチングの管理テーブルの他の例である。 スイッチングデバイスによって実行されるスイッチングのための制御テーブルの一例である。 スイッチングデバイスによって実行されるスイッチングのための制御テーブルの他の例である。 制御装置に、電力変換モジュールの切り替えのための制御コマンドを設定する管理画面の一例である。 電力変換モジュールの切り替えを、乗りかごの運転の都度、制御装置が実行するためのフローチャートの一例である。 制御装置が、電力変換装置の寿命を管理するためのテーブルの一例である。 制御装置が、電力変換装置の故障を判定するためのフローチャートの一例である。

次に、本発明に係るエレベーターの駆動制御システムの実施形態を説明する。図１は、エレベーターの一形態に係るブロック図である。エレベーターは、昇降路を走行する乗りかご１１を備え、乗りかご１１は、ロープ１０の一端に吊り下げられ、ロープ１０の他端には５０％負荷積載時の乗りかごに釣り合う重量の釣り合い重り１２が吊り下げられている。昇降路の上部にはロープが巻き掛けられたシーブ３０が存在し、モータ６はシーブを回転させる。

エレベーターの駆動制御システム５０は、可変電圧可変周波数制御に基づいてモータ６を駆動するものであって、電力変換装置６０と電力変換装置の制御装置４０とを備える。電力変換装置６０は複数の電力変換モジュール２１、２２、２３、２４を備える。各電力変換モジュールは、三相交流電源１（商用電源）からの定電圧・定周波数の交流電力を直流電力に変換するコンバータ２（ダイオード整流器）と、コンバータ２が出力する直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ３と、コンバータ２からの直流電力を可変電圧・可変周波数の交流電力へ変換するインバータ４とを備える。なお、“モジュール”を“ユニット”、“部”、“回路”、又は、“手段”と言い換えてもよい。

エレベーターの駆動制御システム５０は、乗りかご１１を通常運行するのに必要な数の電力変換モジュールに加えて、余分に電力変換モジュールを備える。例えば、図１に示すように、乗りかご１１を通常運行するのに必要な電力変換モジュールの数は３基であり、これに、１基の電力変換モジュールを加えて、合計で４基の電力変換モジュールが存在する。

エレベーターの駆動制御システム５０は、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを備え、スイッチングデバイスを操作して、４基の電力変換モジュールのうち、商用電源１とモータ６とに接続される３基の電力変換モジュールを交互に切り替える。エレベーターの駆動制御システム５０は、３基の電力変換モジュールによって乗りかごを定常運行させる。乗りかご１１を定常運行させるのに必要な電力変換モジュール数は、乗りかごの運行速度、モータの容量、電力変換モジュール一基当たりの容量等に基づいて適宜決定されてよい。電力変換装置６０は、必要な数の電力変換モジュールを収容できるスロットを備える。複数の電力変換モジュール夫々の仕様は同一であってよい。

エレベーターの駆動制御システム５０は、電力変換装置６０の交流電源１の側に第１のスイッチングデバイス１４Ａを備え、電力変換装置６０のモータ６の側に第２のスイッチングデバイス１４Ｂを備える。“スイッチングデバイス”を“切り替え回路”、“切り替えユニット”、又は、“切り替え手段”等と言い換えてもよい。スイッチングデバイス１４Ａは、各電力変換モジュールのコンバータ２と接続可能である。スイッチングデバイス１４Ｂは、各電力変換モジュールのコンバータ２と接続可能である。なお、図１の符号１３は電磁遮断器を示す。電磁遮断器１３は、電力変換装置６０を三相交流電源１を接続し、又は、電力変換装置６０から三相交流電源１から遮断する。

図２に示すように、スイッチングデバイス１４Ａは、複数の電力変換モジュールのうち、所定の電力変換モジュールのコンバータ２の交流側の３相交流電力夫々の端部をオン又はオフし、スイッチングデバイス１４Ｂは、スイッチングデバイス１４Ａと同時に、当該所定の電力変換モジュールのインバータ４の交流側の３相交流電力夫々の端部をオン又はオフする。即ち、スイッチングデバイスは、複数のモジュールのうち、コンバータ２が電源１に接続され、インバータ４がモータ６に接続されるモジュールを切り替える。なお、スイッチングデバイス１４Ａとスイッチングデバイス１４Ｂとは同一デバイスでも、別デバイスでもよい。スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂは協同して、例えば、エレベーターの運転の都度、モータ６を駆動するための電力変換モジュールを切り替える。エレベーターの運転の都度とは、乗りかごの走行が開始されてから乗りかごが停止するまでをいう。

４基の電力変換モジュールのうち、３基の電力変換モジュールによってモータ６が駆動されることは既述したとおりである。エレベーターの駆動制御システム５０は、４基の電力変換モジュールのうち所定の電力変換モジュールを、インバータの寿命を判定するための参照モジュールとして、他の電力変換モジュールよりもモータ６を駆動するための負荷が集中されるようにして、参照モジュールが他のモジュールよりも早く寿命に到達するようにする。エレベーターの駆動制御システム５０は、参照モジュールが寿命に到達したと判定した時点で、参照モジュールに切り替えた履歴情報と参照モジュール以外の他の電力変換モジュールに切り替えた履歴情報との差分に基づいて、他の電力変換モジュールの残存寿命（余寿命）の最大値を判定する。

参照モジュールの駆動負荷を他の電力変換モジュールの駆動負荷よりも集中、或いは、過大にするということは、エレベーターの駆動制御システム５０が、参照モジュールに切り替える頻度（回数）を、他の電力変換モジュールのそれよりも多くすることでよい。参照モジュール以外の他の複数の電力変換モジュールは、均等の頻度で切り替えられてよい。

エレベーターの駆動制御システム５０は、エレベーターの運転の一回毎に４基の電力変換モジュールのうち３基の電力変換モジュールに切り替える。エレベーターの運転の一回とは、乗りかごの出発から停止迄の期間をいう。電力変換モジュールの切り替えの履歴情報とは、例えば、電力変換モジュールが切り替えられた累積回数でよい。参照モジュールの寿命が尽きたことは、保守員がエレベーターの定期点検時に、参照モジュールを検査することによって決定されてよい。

エレベーターの駆動制御システム５０の制御装置４０は、エレベーターの運転を制御する第１のユニット９と、エレベーターの運転の制御に基づいて、電力変装置に対する制御、即ち、複数の電力変換モジュールの切り替えの制御を実行する第２のユニット８とを備える。第１のユニット９、及び、第２のユニット８は夫々マイクロコンピュータから構成されてよい。マイクロコンピュータは、コントローラと、メモリ（記憶領域）というコンピュータとしての通常のハードウェア資源を備える。メモリには、プログラム、制御データ、管理テーブル、制御テーブルといったソフトウェア資源やデータ群が記録されていてよい。

第１のユニット９、及び／又は、第２のユニットは、後述のとおり、電源１とモータ６に接続するように切り替えられる頻度が、複数のモジュールのうち所定のモジュール（参照モジュール）について、他のモジュールよりも高くなるように、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを制御する制御部と、複数のモジュール夫々のスイッチングデバイスによる、切り替え情報を記憶領域に記録する記録実行部と、所定のモジュールと他のモジュール夫々の切り替え情報を比較して、他のモジュールの残存寿命を判定する判定部と、を備える。なお、“部”を“手段”、“モジュール”、又は、“機能”等と言い換えてもよい。これらの“部”はソフトウェア、及び／又は、ハードウェアによって実現される。

モータ６には、速度検出器（ロータリーエンコーダ）７が取り付けられている。速度検出器７は、モータ６の回転速度の検出値を第１のユニット９に出力する。スイッチングデバイス１４Ｂとモータ６との間には、モータ電流を検出するための電流検出器５が存在する。電流検出器５から電流検出値が第１のユニット９に出力される。

第１のユニット９は、エレベーターの乗客からの乗りかご１１の乗降操作信号によって、乗りかご１１の運転モード（運転態様と言い換えてもよい）を決定し、乗りかご１１の運転モードに基づいて、乗りかご１１の走行速度の指令値を決定する。次いで、第１のユニット９は、乗りかご１１の速度の実測値と速度指令値との偏差の積分情報に基いて電流指令値を生成し、電流検出値５と電流指令値との偏差を積分し、これに基づいて電圧指令値を生成する。第１のユニット９は、電圧指令値に基づいてモータ６を駆動するためのパルスの指令値を生成する。

第１のユニット９は、複数の電力変換モジュール２１〜２４のうち、交流電源１とモータ６に接続される電力変換モジュールに切り替える切り替え指令を生成し、これをパルス指令値とともに第２のユニット８に出力する。この際、第１のユニット９は電磁接触器１３をオフして、電力変換装置６０を三相交流電源１から遮断する。第２のユニット８は、切り替え指令に基づいて、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを制御して、複数の電力変換モジュールのうち、交流電源１、モータ６に接続されるべき電力変換モジュールに切り替える。第１のユニット９は、第２のユニット８から切り替えの終了の情報を知らされると、電磁接触器１３をオンして、電力変換モジュールを三相交流電源１に接続する。

次いで、第２のユニット８は、第１のユニット９からのパルス指令値に基づいて、電力変換モジュールのインバータを構成する半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）をオン・オフし、直流電力を交流電力に変換してモータ６に供給する。

第１のユニット９は、メモリに、複数のモジュールの夫々の切り替えの履歴情報を管理する管理テーブルを設定している。図３Ａは、この管理テーブルの一例であって、複数の電力変換モジュール毎に、切り替えの回数の累計が記録されている。第１のユニット９は、エレベーターの一回の運転の都度、切り替えられている電力変換モジュールの累計に１を加算することによって管理テーブルを更新する。図３Ａは、モジュールＡの頻度が他のモジュールＢ，Ｃ，Ｄよりも１．５倍高いことを示している。図３Ｂは、これが１．２倍であることを示している。

第１のユニット９は、電力変換モジュールの切り替えを、制御テーブルに基づいて、第２のユニットに実行させてよい。図４Ａ、図４Ｂは、夫々制御テーブルの一例である。図４Ａ、図４Ｂは共に、エレベーターの運転の進捗にしたがって、４基の電力変換モジュールのうち、電源１とモータ６と接続するように切り替えられる３基の電力変換モジュールの組み合わせのパターンを示している。

第１のユニット９は、エレベータの運転回数毎に、電力変換モジュールのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、この制御テーブルに従って、電源１、及び、モータ６に接続されるべき電力変換モジュールに切り替える。この制御テーブルにおいて、電力変換モジュールＡが既述の参照モジュールである。

図４Ａの制御テーブルによれば、第１のユニット９が、運転回数の３回毎に、電力変換モジュールの切り替えパターンを繰り返すことによって、電力変換モジュールＡの切替頻度が他の電力変換モジュールＢ，Ｃ，Ｄよりも１．５倍になるようにしている。さらに、図４Ｂの制御テーブルによれば、運転回数の７回毎に、電力変換モジュールの切り替えパターンを繰り返すことによって、電力変換モジュールＡの切り替え頻度が、他の電力変換モジュールＢ，Ｃ，Ｄよりも１．２倍高くなるようにしている。

図５は、第１のユニット９に、電力変換モジュールの切り替えのための制御コマンドを設定する管理画面の一例（ＧＵＩ）である。この管理画面は、第１のユニット９のモニタ、又は、保守員の携帯端末に表示されてよい。管理画面は、電力変換装置の複数のスロット毎に、スロットに装填されている電力変換モジュールの識別番号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が記録される領域と、参照モジュールが設定される領域（モジュールＡが参照モジュールとして選択されている。）と、参照モジュールが寿命に到達したことを設定する領域とを含んでいる。

保守員が、全ての電力変換モジュールを新たなものに交換すると、第１のユニット９は、第２のユニット８を介して、電力変換モジュールの識別番号を読み込んで、管理画面に表示する。保守員が参照モジュールを選択すると、これが管理画面に表示される。参照モジュールの切り替えが他のモジュールに対して増加される増加率、或いは、集中率が保守員によって設定されると、これが管理画面に表示される。図９は、参照モジュールが識別記号Ａのモジュールであること、そして、増加率が１５０％であることを例示している。そして、保守員が定期点検の際、参照モジュールを検査して、参照モジュールが寿命になったことを判定すると、“１”（寿命フラグ）を管理画面に記録する。

第１のユニット９は、所定期間ごとに、寿命フラグをチェックして、寿命フラグを確認すると、参照モジュールを電力変換装置６０から切り離して参照モジュールに以後切り替えられないようにし、そして、参照モジュールの累積切り替え回数をメモリに上限値として記録する。さらに、第１のユニット９は、所定期間ごとに、参照モジュール（モジュールＡ）以外の複数の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）夫々の累積切り替え回数を管理テーブル（図３Ａ，図３Ｂ）から参照し、上限値との差分を計算して、差分を余寿命（残存寿命）とし、複数の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）夫々の余寿命をメモリに記録する。

第１のユニット９は、所定期間ごとにメモリを参照して、複数の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）夫々の余寿命をチェックし、余寿命が所定の閾値以下になると、電力変換モジュールが寿命に到達することの予告を報知してもよい。

第２のユニット８は、複数の電力変換モジュール夫々の動作状態を監視し、状態監視信号を第１のユニット９に送信する。第１のユニット９は状態監視信号と、回転検出器７の検出信号とに基づいて、電力変換装置に異常が発生していることを判定すると、電磁接触器１３を開いて三相交流電源１から電力変換装置への電力供給を遮断したり、ブレーキ装置によって乗りかご１１の走行を停止させたり、又は、第２のユニット８に、電力変換装置を停止させるための指令を発信する。

第１のユニット９が、制御テーブルに基づいて、電力変換モジュールの切り替えを行うことを説明したが、第２のユニット８は、参照モジュールに対して設定された切り替え頻度の集中率と、参照モジュールを含む複数の電力変換モジュールの累積切り替え数と、に基づいて、電力変換モジュールの切り替えを、乗りかごの運転の都度（乗りかごの走行開始から停止迄）実行するようにしてもよい。図６は、このことを説明するフローチャートである。第１のユニット９はメモリのプログラムを実行することによって、このフローチャートを実現する。

第１のユニット９は、図６のフローチャートを所定時間毎、例えば、１０ｍｓｅｃ毎に実行する。第１のユニット９は、回転速度検出器７からの検出信号に基いて、乗りかご１１が停止中であることを判定すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、電磁遮断器１３を開放して、三相交流電源１から電力変換装置６０への電力の供給を遮断し、さらに、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを制御して、全ての電力変換モジュールの接続をオフする。第１のユニット９は、乗りかご１１が停止中でないことを判定（Ｓ１０：Ｎｏ）すると、フローチャートを終了する。

第１のユニット９はＳ１０を肯定するとステップＳ１２に移行し、複数の電力変換モジュールの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数１に基づいて行われる。

第１のユニット９は、管理テーブル（図３Ａ、図３Ｂ）から、複数の電力変換モジュール夫々の累計値を読み込む。第１のユニットは、数１によって、モジュールＡへの切り替えが設定値とおりに集中して実行されているか否かを判定する。第１のユニット９がＳ１２を肯定すると、モジュールＡへの切り替えの集中が設定値とおり進んでいないとして、スイッチングユニット１４Ａ，１４Ｂを制御して、モジュールＡに対する接続をオン（Ｓ１４）して、モジュールＡを三相交流電源１（電磁遮断器１３）とモータ６とに接続する。第１のユニット９は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＡの累計数に１を加算する。

第１のユニット９はＳ１６に移行して、管理テーブルに基づいて、参照モジュール以外の複数の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）について累計数を比較し、累計数が同じであることを判定すると、スイッチングユニット１４Ａ，１４Ｂを操作して、モジュールＢ，Ｃの接続をオンする（Ｓ２３）。この結果、モジュールＡ，Ｂ，Ｃが三相交流電源１とモータ６とに接続される。モジュールＤの非接続は維持される。第１のユニット９は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＢ，Ｃ夫々の累計数に１を加算する。

第１のユニット９はＳ１２を否定すると、モジュールＡへの切り替えが設定値とおりに集中されているとして、Ｓ１８において、スイッチングユニット１４Ａ，１４Ｂを操作して、モジュールＡ以外の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）への切り替えを実行する。モジュールＡの非接続は維持される。第１のユニットは、管理テーブルにアクセスして、モジュールＢ，Ｃ，Ｄ夫々の累計数に１を加算する。

第１のユニット９はＳ１６を否定するとＳ２０に移行して、モジュールＢ，Ｃ，Ｄの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数２に基づいて行われる。

第１のユニットは、数２に基づく判定を肯定すると、モジュールＣ，Ｄに比較して、モジュールＢへの切り替えが進んでいないとして、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを操作してモジュールＢへの切り替えを実行する（ステップＳ２２）。第１のユニット９は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＢの累計数に１を加算する。

次いで、第２のユニット８はＳ２４に移行し、モジュールＢ，Ｃ，Ｄの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数３に基づいて行われる。

第１のユニット９は、数３に基づく判定を肯定すると、モジュールＢ，Ｄに比較して、モジュールＣの接続が進んでいないとして、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを操作してモジュールＣへの切り替えを実行する（Ｓ２６）。第１のユニット９は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＣの累計数に１を加算する。モジュールＤの非接続は維持される。

第１のユニット９はＳ２０を否定すると、モジュールＣ，Ｄに比較して、モジュールＢへの切り替えが進んでいるとして、スイッチングユニット１４Ａ，１４Ｂを操作してモジュールＣ，Ｄの接続を実行する（ステップＳ２８）。第２のユニット８は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＣ，Ｄの累計数に１を加算する。モジュールＢの非接続は維持される。

第１のユニット９はＳ２４を否定すると、モジュールＢ，Ｄに比較して、モジュールＣへの切り替えが進んでいるとして、スイッチングデバイス１４Ａ，１４Ｂを操作してモジュールＤへの切り替えを実行する（ステップＳ３０）。第１のユニット９は、管理テーブルにアクセスして、モジュールＤの累計数に１を加算する。モジュールＣの非接続は維持される。

次いで、第１のユニット９はＳ４０に移行して、複数の電力変換モジュールについて、更新された切り替え情報を第２のユニット８に指令する。そして、第１のユニット９は、電磁遮断器１３をオンして乗りかご１１を運転可能な状態にし、運転が開始されるまでこのステップに留まり、切り替えたスイッチ状態の下での運転が開始されるとこのステップを抜けてフローチャートを終了する。乗りかご１１が運転中は、第１のユニット９は、Ｓ１０を否定判定して、フローチャートを終了するめに、乗りかご１１の走行中は、スイッチの切り替えが行われない。

第２のユニット８は、乗りかご１１が次に停止するまで、更新された切り替え情報に従い、４基の電力変換モジュールのうち３基の電力変換モジュールに基づいて電力変換を継続する。既述のフローチャートによれば、参照モジュールに対して、設定された値（集中率）になるように、参照モジュールへの切り替えを集中させることができる。したがって、同一仕様の電力変換モジュールの中から参照モジュールを選択すれば、参照モジュールは他の電力変換モジュールよりも先に寿命に到達するため、エレベーターの駆動制御システムは、参照モジュールが寿命に到達した際での切り替えの履歴情報（切り替え回数の累積）と残りの電力変換モジュールの切り替え数の履歴情報（切り替え回数の累積）との差分から、残りの電力変換モジュールの余寿命を判定することができる。

電力変換装置の稼働環境、特に、温度環境が変動してしまうと、インバータの温度上昇パターンと乗りかごとの走行パターンの相関が一定しないために、乗りかご１１の走行パターンに基づいてインバータの発熱温度変化幅を推定しても、インバータの余寿命を正確に判定することは困難である。これに対して、参照モジュールの寿命を確認して、参照モジュールの履歴情報（切り替え回数の累積）と残りの電力変換モジュールの履歴情報との差分から、残りの電力変換モジュールの余寿命を判定することにより、複数の電力変換モジュールにおいて稼働環境は同じであるために、稼働環境による影響を複数の電力変換モジュールの間で除いて、電力変換モジュールの余寿命を精度良く判定することができる。

図８は、第１のユニット９が電力変換装置の故障を判定するためのフローチャートの一例である。第１のユニット９はメモリに記録されたプログラムに基づいて、このフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。第１のユニット９は、フローチャートを開始すると、ステップＳ１００において、電力変換モジュールの寿命テーブルを参照して、複数の電力変換モジュール夫々の寿命フラグをチェックする。

図７は、寿命テーブルの一例であって、電力変換モジュール毎に寿命フラグが記録される。寿命フラグに“１”がセットされると、この寿命フラグに対応する電力変換モジュールが寿命に到達したことを意味する。第１のユニット９は定期点検時での保守員の入力に基づいて、モジュールＡ（参照モジュール）の寿命フラグに“１”をセットする。第１のユニット９は、保守員からの入力に依らずに、例えば、電流検出器５からの検出値に基づいて、モジュールＡの寿命を判定してもよい。さらに、第１のユニット９は、管理テーブルを参照して、参照モジュール以外の電力変換モジュールの余寿命をチェックし、余寿命が所定の閾値以下の電力変換モジュールの寿命フラグに“１”をセットする。

第１のユニット９は、参照モジュールの寿命フラグ（Ｆａ）に“１”がセットされているか否かを判定し（ステップＳ１０２）、これを否定すると、電力変換に必要な電力変換モジュール数は足りていると判定して、フローチャートを終了する。第１のユニット９がＦａに“１”にセットされていることを判定すると、参照モジュール（モジュールＡ）以外の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）の寿命フラグＦｂ，Ｆｃ，Ｆｄの少なくとも一つに“１”がセットされているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。第１のユニット９がこの判定を肯定すると電力変換装置６０に対する故障フラグテーブルを参照し、故障フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。故障フラグテーブルは、第１のユニット９のメモリに設定されていてよく、同テーブルの故障フラグに“１”がセットされていると、第１のユニット９はメモリから故障対応プログラムを読み出して実行して、電力変換装置６０の動作を停止させることにより、エレベーターの運転を停止させる。

第１のユニット９は、故障フラグに“１”がセットされていることを確認すると、フローチャートを終了する。第１のユニット９は、故障フラグに“１”がセットされていない場合には、エレベーターを通常運転するには、電力変換装モジュール数が不足しているとして、故障フラグに“１”をセットして（ステップＳ１０８）フローチャートを終了する。

第１のユニット９は、ステップＳ１０４を否定できれば、参照モジュールを電力変換装置から切り離し、参照モジュール（モジュールＡ）以外の電力変換モジュール（モジュールＢ，Ｃ，Ｄ）は寿命に至っていないことから、モジュールＢ，Ｃ，Ｄによって、エレベーターの運転を継続する。

第１のユニット９は管理テーブルを常時監視して、電力変換モジュールの余寿命が所定の閾値以下になったことを検出すると、電力変換装置内の複数の電力変換モジュールを全て新規品に交換することを促す保守情報を保守員の遠隔監視端末等に出力してもよい。

既述の実施形態の説明では、モジュールＡを参照モジュールとし、モジュールＢ，Ｃ，Ｄを他のモジュールとした。参照モジュールは、複数あってもよい。複数の参照モジュール毎に、異なる値の集中率が設定されてもよい。集中率は、エレベーターの運転の進展に合わせて変更されてもよい。他のモジュールは、モジュールＢ，Ｃ，Ｄの３基のモジュールに限られず、これより少ない、又は、多いモジュールであってもよい。実施形態として説明された内容は、本発明の技術的範囲の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するためのものではない。実施形態として説明された内容はエレベーターの駆動制御システムに加えて、エレベーターの駆動制御方法、エレベーターの駆動制御のためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体を包含するものである。また、本発明に係る駆動制御システムを、エスカレーター、動く歩道等他の装置に適用することもできる。

１ 三相交流電源
２ コンバータ
１４Ａ，１４Ｂ スイッチングデバイス
２１、２２、２３、２４ 電力変換モジュール
４０ 制御装置
５０ エレベーターの駆動制御システム
６０ 電力変換装置

Claims (5)

1. 電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置と、
   前記電力変換装置を制御する制御装置と、
   を備える、
   エレベーターの駆動制御システムにおいて、
   前記電力変換装置は、
   コンバータとインバータとを夫々有する複数のモジュールと、
   前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールを切り替えるスイッチングデバイスと、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記電源と前記モータに接続するように切り替えられる頻度が、前記複数のモジュールのうち所定のモジュールについて、他のモジュールよりも高くなるように、前記スイッチングデバイスを制御し、
   前記複数のモジュール夫々の前記スイッチングデバイスによる、切り替え情報を記録し、
   前記所定のモジュールと前記他のモジュール夫々の前記切り替え情報を比較して、前記他のモジュールの残存寿命を判定する
   エレベーターの駆動制御システム。
2. 前記制御装置は、
   前記所定のモジュールが前記他のモジュールよりも先に寿命に到達したことを判定し、
   前記他のモジュールの残存寿命を判定することは、前記所定のモジュールが寿命に到達するまでに、前記スイッチングデバイスが、当該所定のモジュールに切り替えた履歴情報と、前記他のモジュールに切り替えた履歴情報とに基づいて、当該他のモジュールの残存寿命を計算することを備える
   請求項１記載のエレベーターの駆動制御システム。
3. 前記スイッチングデバイスが前記所定のモジュールに切り替えた履歴情報は、当該所定のモジュールが寿命に到達する迄に、当該所定のモジュールに切り替えた累積回数を含み、
   前記スイッチングデバイスが前記他のモジュールに切り替えた履歴情報は、当該他のモジュールに切り替えた累積回数を含み、
   前記他のモジュールの残存寿命を、前記所定のモジュールに切り替えた累積回数と、前記他のモジュールに切り替えた累積回数との差分に基づいて、判定する
   請求項２記載のエレベーターの駆動制御システム。
4. 前記制御装置は、
   前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールの組み合わせを設定し、
   当該組み合わせを、前記乗りかごの運転にしたがって、繰り返すように前記スイッチングデバイスを制御する
   請求項１記載のエレベーターの駆動制御システム。
5. 前記制御装置は、前記乗りかごの運転の都度、前記スイッチングデバイスによって、複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールを切り替え、前記モジュールの切り替えに基づいて、前記所定のモジュールに切り替えた履歴情報と、前記他のモジュールに切り替えた履歴情報とを更新する
   請求項１記載のエレベーターの駆動制御システム。