JP2020111441A

JP2020111441A - エレベータ主回路の診断装置

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Publication number: JP2020111441A
Application number: JP2019004192A
Authority: JP
Inventors: 智真仁田; Satoshi Manita
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: JP6690842B1

Abstract

【課題】直列接続された複数の平滑用コンデンサの各々の劣化を適切に診断できるエレベータ主回路の診断装置を提供する。【解決手段】実施形態のエレベータ主回路の診断装置は、コンバータとインバータとの間の直流部に平滑回路を有するエレベータ主回路の診断装置である。平滑回路は、直列に接続された複数の平滑用コンデンサの各々にバランス抵抗が並列に接続され、複数の平滑用コンデンサの間と複数のバランス抵抗の間とがブリッジ線で接続されたブリッジ回路として構成される。実施形態のエレベータ主回路の診断装置は、電流測定部と、劣化判定部と、を備える。電流測定部は、エレベータ主回路が停止した状態でブリッジ線を流れる電流の向きと大きさを測定する。劣化判定部は、電流測定部の測定結果を予め記憶した基準値と比較した結果に基づいて、平滑用コンデンサの劣化状態を判定する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータ主回路の診断装置に関する。

巻上機の駆動によりかごを昇降させるエレベータは、商用電源をコンバータで交流から直流に変換し、その直流電源をインバータにより交流電源に変換して巻上機を駆動するエレベータ主回路を備える。エレベータ主回路は、コンバータとインバータとの間の直流部の平滑用として、平滑用コンデンサを備える。この平滑用コンデンサが劣化すると、平滑を十分に行えずに主回路を構成する素子の破損を招く虞があるため、例えば、平滑用コンデンサの充電時間を基準値と比較することで、平滑用コンデンサの劣化を診断する手法が提案されている。

エレベータ主回路の平滑用コンデンサは、耐圧を確保するため、複数の電解コンデンサを直列に接続した構成とする場合がある。平滑用コンデンサ１個の回路構成や複数個の平滑用コンデンサを並列接続した回路構成であれば、従来の手法により平滑用コンデンサの劣化を診断できる。しかし、直列接続された複数の平滑用コンデンサの各々に対して劣化の診断を行う手法は提案されていない。

特開２０１０−２６５０９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、直列接続された複数の平滑用コンデンサの各々の劣化を適切に診断できるエレベータ主回路の診断装置を提供することである。

実施形態のエレベータ主回路の診断装置は、コンバータとインバータとの間の直流部に平滑回路を有するエレベータ主回路の診断装置である。前記平滑回路は、直列に接続された複数の平滑用コンデンサの各々にバランス抵抗が並列に接続され、複数の平滑用コンデンサの間と複数のバランス抵抗の間とがブリッジ線で接続されたブリッジ構成である。この診断装置は、電流測定部と、劣化判定部と、を備える。電流測定部は、前記エレベータ主回路が停止した状態で前記ブリッジ線を流れる電流の向きと大きさを測定する。劣化判定部は、前記電流測定部の測定結果を予め記憶した基準値と比較した結果に基づいて、前記平滑用コンデンサの劣化状態を判定する。

図１は、第１実施形態におけるシステム構成を示す図である。図２は、第１実施形態による劣化判定方法を説明する図である。図３は、第１実施形態による劣化判定方法を説明する図である。図４は、第１実施形態による劣化判定方法の他の例を説明する図である。図５は、第２実施形態におけるシステム構成を示す図である。図６は、第２実施形態による劣化判定方法を説明する図である。図７は、第２実施形態による劣化判定方法の他の例を説明する図である。図８は、第３実施形態におけるシステム構成を示す図である。図９は、第４実施形態におけるシステム構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るエレベータ主回路の診断装置の具体的な実施形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態におけるシステム構成を示す図である。エレベータ主回路１０は、商用電源１１をコンバータ１２で交流から直流に変換し、その直流電源をインバータ１３により交流電源に変換してエレベータの巻上機１４を駆動する。このエレベータ主回路１０は、コンバータ１２とインバータ１３との間の直流部に、平滑回路２０を有する。

平滑回路２０は、直流部に直列接続された複数の平滑用コンデンサ２１，２２を有し、これら平滑用コンデンサ２１，２２に対してバランス抵抗２３，２４が各々並列に接続されている。複数の平滑用コンデンサ２１，２２の中点と複数のバランス抵抗２３，２４の中点は、１本にまとめた共通の結線であるブリッジ線２５により接続されている。よって、これら平滑用コンデンサ２１，２２とバランス抵抗２３，２４とを含む平滑回路２０は、ブリッジ回路の構成となる。本実施形態では、ブリッジ線２５を流れる電流を検出するため、ブリッジ線２５に電流センサ２６が設けられている。

なお、エレベータ主回路１０において、商用電源１１とコンバータ１２の間には、主接触器であるコンタクタ１５と、予備充電コンタクタ１６および予備充電抵抗１７を有する予備充電回路が設けられている。予備充電回路は、平滑用コンデンサ２１，２２の突入電流を抑制するためのものである。

診断装置３０は、エレベータ主回路１０の平滑回路２０に含まれる複数の平滑用コンデンサ２１，２２の各々の劣化を診断するものであり、電流測定部３１と、基準値記憶部３２と、劣化判定部３３とを備える。診断装置３０のこれら各部は、例えば、１または複数のプロセッサにより実現される。例えば上記各部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサにプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよいし、専用のＩＣ（Integrated Circuit）などのプロセッサ、すなわちハードウェアにより実現してもよい。また、上記各部は、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。複数のプロセッサを用いる場合、各プロセッサは、上記各部のうち１つを実現してもよいし、上記各部のうち２以上を実現してもよい。

本実施形態の診断装置３０は、エレベータの利用が一旦終了し待機状態となり、しばらく呼びがなくエレベータ主回路１０が停止すると、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化を診断するための診断測定を開始する。診断測定が開始されると、ブリッジ線２５を流れる電流を検出する電流センサから診断装置３０に電流信号が入力される。

電流測定部３１は、電流センサ２６により検出された電流信号に対して誤検出防止のためのノイズ除去を施し、ブリッジ線２５を流れる電流の向きと大きさを測定する。電流測定部３１の測定結果は、劣化判定部３３に渡される。

基準値記憶部３２は、電流測定部３１の測定結果に対する比較対象となる基準値を記憶する。基準値は、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定する閾値として用いられる。この基準値は、例えば、エレベータ新設使用開始前に電流測定部３１により測定された電流のピーク値を初期値とし、この初期値に対して平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じた場合に見込まれる電流増加分を加算した値として求めることができる。また、平滑用コンデンサ２１，２２の既知の特性から予測される初期値に対して、平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じた場合に見込まれる電流増加分を加算した値を基準値としてもよい。

なお、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定するために、複数レベルの基準値を基準値記憶部３２に記憶させてもよい。これら複数レベルの基準値は、例えば、エレベータ新設使用開始前に電流測定部３１により測定された電流のピーク値を初期値とし、この初期値に対して平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じた電流増加分を加算した値として求めることができる。また、平滑用コンデンサ２１，２２の既知の特性から予測される初期値に対して、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じた電流増加分を加算した値を基準値としてもよい。

劣化判定部３３は、電流測定部３１の測定結果を、基準値記憶部３２が記憶する基準値と比較した結果に基づいて、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定する。例えば、劣化判定部３３は、電流測定部３１の測定結果で表される電流の向きに応じて、複数の平滑用コンデンサ２１，２２のうち劣化が生じている可能性のある平滑用コンデンサを特定し、電流測定部３１の測定結果で表される電流の大きさが基準値を超えるか否かにより、その平滑用コンデンサに劣化が生じているか否かを判定することができる。

また、基準値記憶部３２に複数レベルの基準値が記憶されている場合、劣化判定部３３は、電流測定部３１の測定結果で表される電流の大きさをそれら複数の基準値と比較することによって、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化有無だけでなく、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態がどのレベルであるかを判定することもできる。

ここで、本実施形態による平滑用コンデンサ２１，２２の劣化判定方法について、図２および図３を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明は、基準値記憶部３２に複数レベルの基準値が記憶されている場合の例である。

エレベータ主回路１０が停止すると、平滑用コンデンサ２１，２２に蓄えられたエネルギーはバランス抵抗２３，２４を経由して放電される。このとき、平滑用コンデンサ２１，２２のどちらかに劣化が生じ静電容量に差がある場合、放電時にブリッジ回路の平衡が崩れ、ブリッジ線２５に電流が生じる。

ここで、平滑用コンデンサ２１の劣化が平滑用コンデンサ２２よりも進んでいる場合、図２（ａ）に示すように、平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１が平滑用コンデンサ２２の両端電圧ＶＣ２よりも速く電圧降下するため、ブリッジ線２５には図１における右向きのブリッジ線電流Ｉｂが流れる。一方、平滑用コンデンサ２２の劣化が平滑用コンデンサ２１よりも進んでいる場合、図３（ａ）に示すように、平滑用コンデンサ２２の両端電圧ＶＣ２が平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１よりも速く電圧降下するため、ブリッジ線２５には図１における左向きのブリッジ線電流Ｉｂが流れる。なお、図１における右向きのブリッジ線電流Ｉｂを正のブリッジ線電流Ｉｂ、図１における左向きのブリッジ線電流Ｉｂを負のブリッジ線電流Ｉｂとする。

このように、ブリッジ線電流Ｉｂが正であれば平滑用コンデンサ２１の劣化、負であれば平滑用コンデンサ２２の劣化と判断できる。さらに、ブリッジ線電流Ｉｂは平滑用コンデンサ２１，２２の劣化が進んでいるほど、そのピーク値Ｉｂ−ｐｅａｋが大きくなる傾向にある。このため、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、ブリッジ線電流Ｉｂのピーク値Ｉｂ−ｐｅａｋを、基準値記憶部３２が記憶する複数の基準値（ここでは、第１レベルの劣化に対応する第１基準値Ｔｈ１、第２レベルの劣化に対応する第２基準値Ｔｈ２、および、第３レベルの劣化に対応する第３基準値Ｔｈ３の３つの基準値）と比較することにより、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態がどのレベルにあるかを判定することができる。

例えば、図２（ｂ）に示す例では、正のブリッジ線電流Ｉｂのピーク値Ｉｂ−ｐｅａｋが第１基準値Ｔｈ１と第２基準値Ｔｈ２との間であるため、平滑用コンデンサ２１に第１レベルの劣化が生じていると判定できる。また、図３（ｂ）に示す例では、負のブリッジ線電流Ｉｂのピーク値Ｉｂ−ｐｅａｋが第１基準値Ｔｈ１と第２基準値Ｔｈ２との間であるため、平滑用コンデンサ２２に第１レベルの劣化が生じていると判定できる。

診断装置３０は、診断測定を開始してから所定時間Ｔ１が経過した時点で診断測定を終了し、劣化判定部３３による判定結果を診断結果として、エレベータ制御盤４０や遠隔保守装置５０に出力し、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化診断を終了する。なお、診断測定中にエレベータの呼び登録などによりエレベータ主回路１０が起動された場合は、即座に診断を中止する。エレベータ制御盤４０は、エレベータの各種動作を制御する制御装置である。遠隔保守装置５０は、エレベータ制御盤４０に接続されるとともに、エレベータを遠隔で監視する監視センターと通信回線を介して接続され、監視センターからの指示に応じたエレベータの遠隔保守動作を、エレベータ制御盤４０と協働して実現する制御装置である。

エレベータ制御盤４０や遠隔保守装置５０は、診断装置３０から平滑用コンデンサ２１，２２が劣化していることを示す診断結果を受け取った場合、エレベータのオペレーションに制限を加えることにより、エレベータを保護することができる。ここで、劣化判定部３３が平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定している場合は、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じて、エレベータのオペレーションを段階的に制限することができる。一例として、以下に示すようなオペレーション制限を行う。

第１レベルの劣化（劣化初期）：遠隔保守装置５０を経由して監視センターに対し、平滑用コンデンサ２１，２２の寿命が近づいていることを知らせる。
第２レベルの劣化（劣化中期）：エレベータの定格速度と加速度、バンク構成の場合は号機割当頻度を制限することで電流負荷を減らし、平滑用コンデンサ２１，２２へのリプル電流ストレスを低減させる。
第３レベルの劣化（劣化末期）：エレベータのかごを最寄階に停止させた後、運転を中止する。

なお、以上説明した平滑用コンデンサ２１，２２の劣化判定方法は一例であり、これに限らない。例えば、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、平滑用コンデンサ２１，２２の本来の放電特性曲線に相似した上限値Ｔｈ＿ｕを持つ所定範囲を予め基準値として定めておき、ブリッジ線電流Ｉｂの値がこの所定範囲を逸脱した場合に、平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じていると判定してもよい。これにより、ブリッジ線電流Ｉｂのピーク値Ｉｂ−ｐｅａｋによる判断だけでなく過渡的な異常も検出できる。なお、平滑用コンデンサ２１，２２の静電容量とバランス抵抗２３，２４の抵抗値のバラつきにより、正常時でもブリッジ線２５に電流が流れることもあるため、エレベータ新設使用開始前に試験運転を行って適切な基準値を求め、これを基準値記憶部３２に記憶させておくことが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、エレベータ主回路１０が停止した状態でブリッジ線２５を流れるブリッジ線電流Ｉｂの向きと大きさを測定し、その測定結果を基準値と比較することで、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定するようにしている。したがって、直列接続された複数の平滑用コンデンサ２１，２２の各々の劣化を適切に診断することができる。

また、本実施形態によれば、ブリッジ線電流Ｉｂの向きと大きさの測定結果を複数レベルの基準値と比較して、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定し、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じて段階的にエレベータのオペレーションに制限を加えることで、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化によるエレベータ故障を回避できるとともに、平滑用コンデンサ２１，２２の寿命を延ばすことも可能となる。

また、本実施形態の診断装置３０は、エレベータ主回路１０の大電流を直接測定する必要がなく簡易な構成であり、エレベータ停止時に遠隔操作にて平滑用コンデンサ２１，２２の劣化を診断することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態では、電流検出を用いて劣化診断を行っていたのに対し、本実施形態では、電圧検出を用いて劣化診断を行う。本実施形態の基本的なシステム構成は電流検出を用いる第１実施形態と同じであるが、本実施形態では電圧検出を用いて劣化診断を行うため、エレベータ主回路１０が平滑用コンデンサ２１，２２の電圧を個別に検出できる構成とされているとともに、その検出値が診断装置３０に入力される構成となっている。以下では、第１実施形態と共通する部分については重複した説明を適宜省略する。

図５は、第２実施形態におけるシステム構成を示す図である。本実施形態では、図１に示した第１実施形態の構成と比較して、平滑回路２０のブリッジ線２５に電流センサ２６は設けられておらず、ブリッジ遮断接点２７が設けられている。また、平滑用コンデンサ２１，２２各々の両端電圧を検出する電圧センサ２８，２９が設けられ、これら電圧センサ２８，２９により検出された電圧信号が診断装置３０に入力されるようになっている。

また、診断装置３０は、第１実施形態における電流測定部３１の代わりに、電圧測定部３５が設けられている。また、診断装置３０には、ブリッジ遮断接点２７のオン／オフを操作する接点操作部３４が設けられている。ブリッジ遮断接点２７は、平滑用コンデンサ２１，２２それぞれ単体の特性を測定する際に、バランス抵抗の影響を排除するため、測定時のみブリッジ回路を切り離す目的で使用される。

本実施形態の診断装置３０は、上述の第１実施形態と同様に、エレベータの利用が一旦終了し待機状態となり、しばらく呼びがなくエレベータ主回路１０が停止すると、接点操作部３４がブリッジ遮断接点２７をオフし、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化を診断するための診断測定を開始する。診断測定が開始されると、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧を検出する電圧センサ２８，２９から診断装置３０に電圧信号が各々入力される。

電圧測定部３５は、電圧センサ２８により検出された電圧信号と電圧センサ２８により検出された電圧信号に対し、それぞれ誤検出防止のためのノイズ除去を施して、平滑用コンデンサ２１の両端電圧と平滑用コンデンサ２２の両端電圧を測定する。電圧測定部３５の測定結果は、劣化判定部３３に渡される。

基準値記憶部３２は、電圧測定部３５の測定結果に対する比較対象となる基準値を記憶する。本実施形態における基準値は、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化が生じていない初期時の放電特性データである。例えば、エレベータ新設使用開始前に試験運転を行って平滑用コンデンサ２１，２２の放電特性データを取得し、これを基準値として基準値記憶部３２に記憶させておけばよい。

劣化判定部３３は、電圧測定部３５の測定結果を、基準値記憶部３２が記憶する基準値と比較した結果に基づいて、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定する。例えば、劣化判定部３３は、電圧測定部３５の測定結果を用いて、診断測定を開始してから所定時間が経過したときの平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧の電圧降下量を求めるとともに、基準値記憶部３２が基準値として記憶する初期時の放電特性データをもとに初期時の電圧降下量を求め、これらの差分が所定の閾値を超える場合に、平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じていると判定することができる。

ここで、本実施形態による平滑用コンデンサ２１，２２の劣化判定方法について、図６を参照して具体的に説明する。本実施形態では、平滑用コンデンサ２１，２２が劣化すると静電容量が減少し、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧の電圧降下が速くなる性質を利用する。なお、以下では、平滑用コンデンサ２１に対する劣化診断を例示するが、平滑用コンデンサ２２に対する劣化診断も同様の手法で行うことができる。

エレベータ主回路１０の停止後、平滑用コンデンサ２１，２２単体の特性を正確に測定するため、ブリッジ遮断接点２７を開放し、ブリッジ線２５を遮断する。その後直ちに診断測定を開始し、バランス抵抗２３，２４を経由して平滑用コンデンサ２１，２２を放電させる。そして、電圧測定部３５が、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧を測定する。

ここで、平滑用コンデンサ２１の劣化状態を判定する場合、劣化判定部３３は、電圧測定部３５の測定結果を用いて、エレベータ主回路１０が停止してから所定時間Ｔ２が経過したときの平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１の電圧降下量ΔＶ１を求める。また、劣化判定部３３は、基準値記憶部３２が記憶する放電特性データを用いて、平滑用コンデンサ２１に劣化が生じていない初期時における平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１の電圧降下量ΔＶ１（初期）を求める。

平滑用コンデンサ２１に劣化が生じていない初期時では、平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１（初期時）は放電により図６に示すように比較的緩やかに降下する。これに対し、平滑用コンデンサ２１に劣化が生じて静電容量が減少していると、図６に示すように、放電による平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１（劣化時）の降下は初期時に比べて速くなる。したがって、診断測定を開始してから所定時間Ｔ２が経過したときの平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１の電圧降下量ΔＶ１は、平滑用コンデンサ２１に劣化が生じているときの方が初期時よりも大きくなり、平滑用コンデンサ２１の劣化が進むほどその差分が大きくなる。したがって、劣化判定部３３は、この初期時と診断時の電圧降下量ΔＶ１の差分が所定の閾値を超える場合に、平滑用コンデンサ２１に劣化が生じていると判定することができる。

なお、以上の説明は、平滑用コンデンサ２１，２２の初期時の放電特性データを基準値として基準値記憶部３２に記憶させた例であるが、平滑用コンデンサ２１，２２の初期時の放電特性データを基準値として記憶させる代わりに、上述の初期時の平滑用コンデンサ２１，２２の電圧降下量に対して上述の閾値に相当する値を加算した値を基準値として、基準値記憶部３２に記憶させるようにしてもよい。例えば、エレベータ新設使用開始前に試験運転を行うことで取得される平滑用コンデンサ２１，２２の放電特性データをもとに、平滑用コンデンサ２１，２２の放電開始から所定時間Ｔ２が経過したときの電圧降下量を求め、この電圧降下量に対して平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じた場合に見込まれる電圧降下分を加算した値を基準値として、基準値記憶部３２に記憶させる。

この場合、劣化判定部３３は、電圧測定部３５の測定結果を用いて、診断測定を開始してから所定時間が経過したときの平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧の電圧降下量を求め、この電圧降下量が閾値を超える場合に、平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じていると判定することができる。

なお、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定するために、複数レベルの基準値を基準値記憶部３２に記憶させてもよい。これら複数レベルの基準値は、例えば、エレベータ新設使用開始前に試験運転を行うことで取得される平滑用コンデンサ２１，２２の放電特性データをもとに、平滑用コンデンサ２１，２２の放電開始から所定時間経過したときの電圧降下量を求め、この電圧降下量に対して平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じた電圧降下分を加算した値とすることができる。

この場合、劣化判定部３３は、電圧測定部３５の測定結果を用いて、診断測定を開始してから所定時間が経過したときの平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧の電圧降下量を求め、この電圧降下量を複数の基準値と比較することによって、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化有無だけでなく、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態がどのレベルであるかを判定することもできる。

本実施形態の診断装置３０は、第１実施形態と同様、劣化判定部３３による判定結果を診断結果として、エレベータ制御盤４０や遠隔保守装置５０に出力する。エレベータ制御盤４０や遠隔保守装置５０は、診断装置３０から平滑用コンデンサ２１，２２が劣化していることを示す診断結果を受け取った場合、エレベータのオペレーションに制限を加えることにより、エレベータを保護することができる。ここで、劣化判定部３３が平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定している場合は、第１実施形態と同様に、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じて、エレベータのオペレーションを段階的に制限することができる。

なお、以上説明した平滑用コンデンサ２１，２２の劣化判定方法は一例であり、これに限らない。例えば、図７に示すように、初期時の放電特性データをもとに平滑用コンデンサ２１，２２の放電時における電圧変化の許容範囲を示す所定範囲を設定しておき、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧がこの所定範囲を逸脱した場合に、平滑用コンデンサ２１，２２に劣化が生じていると判定してもよい。図７に示す例では、平滑用コンデンサ２１の両端電圧ＶＣ１が所定範囲を逸脱しているため、平滑用コンデンサ２１に劣化が生じていると判定できる。これにより、過渡的な異常も検出できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、エレベータ主回路１０が停止した状態でブリッジ線２５を遮断し、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧を測定して、その測定結果を基準値と比較することで、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定するようにしている。したがって、直列接続された複数の平滑用コンデンサ２１，２２の各々の劣化を適切に診断することができる。

また、本実施形態によれば、平滑用コンデンサ２１，２２の両端電圧の測定結果を複数レベルの基準値と比較して、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を複数レベルで判定し、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態のレベルに応じて段階的にエレベータのオペレーションに制限を加えることで、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化によるエレベータ故障を回避できるとともに、平滑用コンデンサ２１，２２の寿命を延ばすことも可能となる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は、上述の第１実施形態に対し、劣化診断に要する時間を短縮するためのシステム構成を追加したものである。それ以外の基本的なシステム構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と共通する部分については重複した説明を適宜省略する。

図８は、第３実施形態におけるシステム構成を示す図である。本実施形態では、図１に示した第１実施形態の構成と比較して、エレベータ主回路１０のコンバータ１２とインバータ１３との間の直流部に、平滑用コンデンサ２１，２２を急速に放電するための回生電力消費回路６０が設けられている。また、診断装置３０には放電制御部３６が設けられ、エレベータ制御盤４０にはスイッチング制御部４１が設けられている。

回生電力消費回路６０は、回生抵抗６１と回生スイッチング素子６２を含み、エレベータ主回路１０の停止時に電力を消費することで、平滑用コンデンサ２１，２２を急速に放電させることができる。

放電制御部３６は、例えば、遠隔保守装置５０からの操作指令を受けて、エレベータ主回路１０が停止した状態で回生スイッチング素子６２を指定されたデューティ比でスイッチング制御するためのゲート信号を生成し、このゲート信号をエレベータ制御盤４０のスイッチング制御部４１に入力する。スイッチング制御部４１は、放電制御部３６から入力されたゲート信号をゲートドライブ信号に変換し、回生スイッチング素子６２を駆動する。これにより、指定されたデューティ比で回生スイッチング素子６２がスイッチング制御される。

ここで、回生スイッチング素子６２を駆動する際のデューティ比を大きくすれば、平滑用コンデンサ２１，２２の放電が速くなり、劣化診断に要する時間は短縮できるが、測定精度が粗くなる。逆にデューティ比を小さくすれば放電が遅くなり劣化診断に要する時間は長くなるが、精密な測定が可能となるため診断精度が上がる。このため、回生スイッチング素子６２を駆動する際のデューティ比は、所望する診断時間や診断精度に応じて任意に設定できるようになっており、所望する診断時間や診断精度に応じて最適なデューティ比が指定される。ただし、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化診断を行っている間にデューティ比が変化することはなく、指定されたデューティ比で一定である。すなわち、本実施形態では、エレベータ主回路１０の停止後、診断測定が開始したと同時に回生スイッチング素子６２のスイッチングが開始され、測定終了まで一定のデューティ比でスイッチング制御が行われる。

本実施形態では、上述の第１実施形態と同様に、平滑回路２０のブリッジ線２５を流れる電流の向きと大きさを測定し、その測定結果を基準値と比較して平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態を判定するが、ブリッジ線２５を流れる電流の大きさは、回生スイッチング素子６２を駆動する際のデューティ比に応じて変化する。このため、基準値記憶部３２には、回生スイッチング素子６２を駆動する際のデューティ比の大小に合せて、それぞれ対応する基準値を記憶させておき、劣化判定部３３は、指定されたデューティ比に応じて、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化状態の判定に用いる基準値を変更することが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化診断時に回生電力消費回路６０の電力消費により平滑用コンデンサ２１，２２を急速に放電させることができるので、上述の第１実施形態の効果に加えて、さらに、劣化診断を短時間で行うことができるという効果が得られる。

＜第４実施形態＞
本実施形態は、上述の第２実施形態の構成に対して、第３実施形態と同様の回生電力消費回路６０を追加した例である。本実施形態におけるシステム構成を図９に示す。本実施形態では、図５に示した第２実施形態の構成と比較して、エレベータ主回路１０のコンバータ１２とインバータ１３との間の直流部に、回生抵抗６１と回生スイッチング素子６２を含む回生電力消費回路６０が設けられている。また、第３実施形態と同様に、診断装置３０には放電制御部３６が設けられ、エレベータ制御盤４０にはスイッチング制御部４１が設けられている。これら回生電力消費回路６０、放電制御部３６およびスイッチング制御部４１の機能は第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態においても、上述の第３実施形態と同様に、平滑用コンデンサ２１，２２の劣化診断時に回生電力消費回路６０の電力消費により平滑用コンデンサ２１，２２を急速に放電させることができる。したがって、本実施形態によれば、上述の第２実施形態の効果に加えて、さらに、劣化診断を短時間で行うことができるという効果が得られる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、直列接続された複数の平滑用コンデンサの各々の劣化を適切に診断することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０エレベータ主回路、１２コンバータ、１３インバータ、２０平滑回路、２１，２２平滑用コンデンサ、２３，２４バランス抵抗、２５ブリッジ線、２６電流センサ、２７ブリッジ遮断接点，２８，２９電圧センサ、３０診断装置、３１電流測定部、３２基準値記憶部、３３劣化判定部、３４接点操作部、３５電圧測定部、３６放電制御部、６０回生電力消費回路、６１回生抵抗、６２回生スイッチング素子。

Claims

コンバータとインバータとの間の直流部に平滑回路を有するエレベータ主回路の診断装置であって、
前記平滑回路は、直列に接続された複数の平滑用コンデンサの各々にバランス抵抗が並列に接続され、複数の平滑用コンデンサの間と複数のバランス抵抗の間とがブリッジ線で接続されたブリッジ回路として構成されており、
前記エレベータ主回路が停止した状態で前記ブリッジ線を流れる電流の向きと大きさを測定する電流測定部と、
前記電流測定部の測定結果を予め記憶した基準値と比較した結果に基づいて、前記平滑用コンデンサの劣化状態を判定する劣化判定部と、を備えることを特徴とするエレベータ主回路の診断装置。
前記劣化判定部は、前記電流測定部の測定結果を予め記憶した複数レベルの基準値と比較した結果に基づいて、前記平滑用コンデンサの劣化状態が前記複数レベルのいずれであるかを判定し、
前記劣化判定部により判定された前記平滑用コンデンサの劣化状態のレベルに応じて段階的に、エレベータのオペレーションに制限が加えられることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ主回路の診断装置。
コンバータとインバータとの間の直流部に平滑回路を有するエレベータ主回路の診断装置であって、
前記平滑回路は、直列に接続された複数の平滑用コンデンサの各々にバランス抵抗が並列に接続され、複数の平滑用コンデンサの間と複数のバランス抵抗の間とがブリッジ線で接続されたブリッジ回路として構成されており、
前記エレベータ主回路が停止した状態で前記ブリッジ線に設けられた接点を開放させて前記ブリッジ線を遮断する接点操作部と、
前記ブリッジ線が遮断された状態で前記平滑用コンデンサの両端電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部の測定結果を予め記憶した基準値と比較した結果に基づいて、前記平滑用コンデンサの劣化状態を判定する劣化判定部と、を備えることを特徴とするエレベータ主回路の診断装置。
前記劣化判定部は、前記電圧測定部の測定結果を予め記憶した複数レベルの基準値と比較した結果に基づいて、前記平滑用コンデンサの劣化状態が前記複数レベルのいずれであるかを判定し、
前記劣化判定部により判定された前記平滑用コンデンサの劣化状態のレベルに応じて段階的に、エレベータのオペレーションに制限が加えられることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ主回路の診断装置。
前記エレベータ主回路の前記直流部に、回生抵抗および回生スイッチング素子を含む回生電力消費回路が設けられ、
前記エレベータ主回路が停止した状態で前記回生スイッチング素子を指定されたデューティ比でスイッチング制御させることにより、前記平滑用コンデンサを急速放電させる放電制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエレベータ主回路の診断装置。
前記劣化判定部は、前記指定されたデューティ比に応じて、前記平滑用コンデンサの劣化状態の判定に用いる前記基準値を変更することを特徴とする請求項５に記載のエレベータ主回路の診断装置。