JP2888362B2 - エレベーターの停電時運転装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、３相交流商用電源から給電されるエレベー
ターの停電時運転装置に係り、特にインバータ駆動方式
及び油圧駆動方式のエレベーターに好適な停電時運転装
置に関する。

〔従来の技術〕

この種のエレベーターの停電時運転装置としては、特
開昭59−217577号公報で提案されているように、例えば
インバータ制御エレベーターの場合、停電時にインバー
タの直流側にバッテリなどの予備電源を接続してエレベ
ーターの運転を行なうものが知られている。

そして、この従来技術では、さらに、上記インバータ
（以下、これを主インバータという）とは別の補助イン
バータを設け、停電時には、この補助インバータの出力
を、上記主インバータを制御するための制御装置（制御
回路）の駆動電源として供給し、買電時（商用電源から
正常に電力が供給されているときのこと、以下、同じ）
と停電時での制御装置の共用化を可能にして簡略化を図
つていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、買電時での制御装置に対する３相交
流電力の供給に、上記した補助インバータを使用してい
るため、以下に示す問題があつた。

すなわち、この補助インバータとしては、３相交流電
力を発生するインバータが必要であるが、一般に３相交
流を発生するインバータは、その主回路および制御回路
の構成が複雑となるため、価格が高くなり、装置全体も
必然的に大形化してしまうという問題があるのである。

本発明の目的は、上記の欠点を解消するもので、特に
３相交流出力のインバータを必要としないエレベーター
の停電時運転装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、３相交流商用電源から第１の整流回路を
介して給電される制御回路と、予備直流電源とを備え、
この予備直流電源により停電時運転を行う方式のエレベ
ータ装置において、上記予備直流電源で駆動されるイン
バータと、交流入力が前記インバータの交流出力に接続
され、直流出力が前記第１の整流回路の直流出力に並列
に接続された第２の整流回路を設け、通常運転時は前記
第１の整流回路により前記制御回路に対する給電を行
い、停電時には前記第２の整流回路により前記制御回路
に対する給電が行われるようにして達成される。

〔作用〕

上記インバータは、停電時に交流電圧を発生する。そ
して、この交流電圧が上記第２の整流回路を介して制御
回路に供給されることになり、停電時にも、買電時と同
一の制御回路を用いて、停電時運転をすることができ
る。

このとき、第１の整流回路の出力と第２の整流回路の
出力は、接続したままでも何も問題がないので、特に切
換回路を必要とせず、この結果、回路構成の簡略化が得
られる。

〔実施例〕

以下、本発明によるエレベーターの停電時運転装置に
ついて、図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明をインバータ制御エレベーターに適
用した場合の一実施例で、次のように構成される。

１は３相交流商用電源、２はエレベーターの走行時閉
路する接触器の接点、３は３相交流電力を直流に変換す
るコンバータ、４は直流電圧平滑化用のコンデンサ、５
は直流電圧を可変電圧、可変周波数の３相交流電力に変
換するインバータ、６はエレベーター駆動用の誘導電動
機、７はプーリ、８は乗客を乗せる乗りかご、９はカウ
ンタウエイト、10はインバータ５のトランジスタ等を制
御する制御回路、11は制御回路10への電源を供給する３
相トランス、12は停電時運転用のバッテリ（予備直流電
源）、13は停電時に励磁されるコンタクタの常開接点、
14はバッテリ12からコンデンサ４に電源を供給するため
のダイオード、15は停電時運転用の単相補助インバータ
（インバータ）、16は単相補助インバータ15の出力電圧
を供給する単相トランス、17、18は夫々停電時に励磁さ
れるリレーの常閉接点、19はトランス11の出力を整流す
る３相全波整流器（第１の整流回路）、20はトランス16
の出力を整流する単相全波整流器（第２の整流回路）、
そして21は通常は閉じている接点（制御回路10からの制
御出力の供給を遮断する手段）である。

以上の構成において、商用電源１が正常なとき、つま
り買電時には、接点13、18は開放し、接点17が閉成して
いるので、制御回路10は商用電源１からトランス11に供
給されている３相交流電力により動作し、インバータ５
は制御回路10の出力に応じた周波数、電圧の出力を発生
して誘導電動機６の回転数およびトルクを制御し、通常
のエレベーター運転状態となる。

次に商用電源１が停電になると、今度は接点17が開路
し、接点13、18は閉成するので、インバータ５の直流側
にダイオード14を介してバッテリ12の出力電圧が印加さ
れると共に、インバータ５のトランジスタが制御装置10
によって制御されて、停電時の誘導電動機６の制御が行
なわれる。

ここで、エレベーターをきめ細かく制御するために
は、制御回路10を動作させるため、独立した幾つかの電
源が必要であり、そのため、トランス11を用いて多数の
絶縁された電源を得、必要な所要の電源を得るようにな
っているが、停電時も同様にきめ細かくインバータ５の
制御を行なうためには、上記買電時と同様に、各電源に
対応した電源が必要となる。

しかして、商用電源１は３相交流電源であり、従っ
て、これに対応してトランス11や整流器19なども３相交
流電源用になっている。

そこで、従来技術のように、停電時もこれらの電源用
機器を使用するためには、上記したように、補助インバ
ータとして３相インバータを使用し、その出力をトラン
スの11の一次側に供給してやる必要がある。

しかし、一般に３相インバータの主回路トランジスタ
は６個必要であり、従って、２個で済む単相インバータ
に比較して主回路構成およびその制御回路共に複雑にな
り、価格の高いものとなつてしまう。

しかしながら、この実施例においては、第１図に示す
ように、３相のトランス11や整流器19の外に単相のトラ
ンス16と整流器20とを設け、単相インバータからなる単
相補助インバータ15による停電時での制御回路10に対す
る動作用電力供給を可能にしているので、トータルとし
てのシステムの簡略化、低コスト化が図れ、上記目的が
達成できることになる。

この点について、第３図と第４図により、さらに詳細
に説明する。

まず、第３図は、一般的な３相インバータの主回路の
構成を、そして第４図は同じく単相インバータの主回路
構成をそれぞれ示したものであり、51〜56、それに57、
58は主スイッチング素子となるトランジスタ、11aは３
相のトランス、16aは単相のトランスである。

第３図の３相インバータの場合には、バッテリ12から
供給される直流電力を、上アームのトランジスタ51〜53
と、下アームのトランジスタ54〜56の所定の順序でのス
イッチングにより３相の交流電力として３相のトランス
11aに供給するように動作する。

他方、第４図の単相インバータでは、２個のトランジ
スタ57、58を所定の周期で交互にスイッチングするだけ
で、単相のトランス16aに単相交流電力を供給すること
ができる。

これら第３図と第４図を比較すれば明らかなように、
単相インバータは、３相インバータに比して、主回路の
構成がはるかに簡単であり、従って、ローコストで、且
つ、小型化できる。

さらに、３相インバータと単相インバータとでは、制
御用の電源についても大きな違いがあり、この点でも単
相インバータの方がはるかに簡単になる。

すなわち、まず、第３図の３相インバータの場合で
は、上アームのトランジスタ51〜53と、下アームのトラ
ンジスタ54〜56とでは、それらのエミッタの電位が異な
り、結局、周知のように、スイッチング制御用のベース
信号作成用としてだけでも、さらに４種類の、相互に絶
縁された直流電源を必要とするのに対して、第４図の単
相インバータの場合には、ベース信号作成用電源として
は１回路必要なだけだからである。

次に、この実施例で、単相補助インバータ15を単相の
インバータとしたことによる効果について、さらに詳し
く説明する。

第１図の実施例にも示されているように、制御回路10
の直流電源としては、３相の商用交流を３相全波整流器
19で整流して得たものを使用するようになっているが、
これは、第５図（ａ）に示すように、３相全波整流によ
れば、比較的リップルの少ない直流電力が得られるから
で、これをもし、第５図（ｂ）に示すように、単相全波
整流による直流を使用したとすれば、リップルが多くな
って、このままでは使用できず、かなり大容量の平滑コ
ンデンサが必要になって、コストアップになるからであ
る。

しかしながら、この実施例のように、単相のインバー
タを用いた場合には、矩形波出力が簡単に得られ、その
結果、それの単相全波整流器20の出力である全波整流波
形は、第５図（ｃ）に示すように、リップルの殆どな
い、ほぼ理想的な波形を持った直流電圧が得られること
になり、そのままで制御回路10に供給することができ
る。

なお、この場合、第５図（ｃ）に示すように、直流電
圧波形にはスリットが周期的に現われるが、これは、第
４図の主回路において、トランジスタ57、58の同時導通
（オン）を避けるため、これらトランジスタのスイッチ
ング制御にタイムラグが与えられているためで、殆ど不
可避であるが、しかしながら、このスリットの幅は、一
般に無視し得る程度の短い時間であるから、特に問題に
なることはなく、そして、また、それが問題になったと
しても、比較的小容量の平滑コンデンサ4aを単相全波整
流器20の出力端に、点線で示すように、付加することで
で容易に対処可能な程度であるから、このときでも問題
解決は容易である。

次に、この実施例では、第１図に示すように、単相全
波整流器20の出力が３相全波整流器19の出力側に接続し
てあり、この結果、売電時と停電時とでの切換えに際し
ても、特に接点などによる回路の接続替えが不要にな
り、さらに構成の単純化が図られるばかりでなく、これ
に伴う信頼性の向上が充分に期待できる。

なお、ここで、単相トランス16の２次電圧としては、
制御回路10の仕様に応じて、ピーク電圧値をこの仕様に
合わせても良く、或いは実効電圧値を合わせるようにし
ても良いのはいうまでもない。

ところで、この第１図の実施例では、停電を検出して
から接点17が開放され、接点13、18が閉成されるまでの
切換過渡期には、制御回路10の電源が不確定状態になる
ため、インバータ５の制御を正しく行なうことができ
ず、インバータの上下アームの短絡等が発生し、保護回
路等も電源が不確定であるから確実に動作できず、その
結果、インバータ５が破損してしまう虞れすら発生す
る。

そこで、このような不具合を防止するため、この実施
例では、上記したように、接点21が設けてあり、停電検
出後、一定時間は、この接点21を開放し、これにより制
御回路10の出力をインバータ５から切離し、単相補助イ
ンバータ15による制御回路10の電源が充分確立してから
接点21を閉じ、制御回路10の出力がインバータ５に印加
されるようにしている。

ここで、上記接点21を一定時間開放させるための手段
は図示していないが、例えば、停電をリレーなどにより
検出し、その検出動作に基づいてタイマを起動させ、一
定時間だけ接点21が開放されるようにすればよい。

なお、上記実施例では、接点21は停電検出後一定時間
開放するようにしたが、制御回路10に供給されている電
源電圧を検出し、電圧値が正規の範囲にないときには、
接点21を開放させるようにしてもよい。

次に、第２図は、本発明を油圧式エレベーターに適用
した場合の一実施例を示したものである。

なお、図中、第１図と同じ符号で示した部分は第１図
の場合と同一の役割を果たすため、説明は省略する。

第２図において、22はポンプ駆動用の誘導電動機、23
は上昇運転時の油圧源となるポンプ、24は上昇用電磁
弁、25は下降用電磁弁、26は油圧源により上昇方向のみ
油を吐出する逆止弁、27は油タンク、28は乗りかご駆動
用のシリンダ29は同じく乗りかご駆動用のプランジャで
ある。

まず、商用電源１が正常なとき、つまり売電時には誘
導電動機22によりポンプ23を駆動して油圧源を確立し、
上昇用電磁弁24を閉じる方向に制御することにより、こ
の上昇用電磁弁24によりバイパスされて全てタンク27へ
戻つていた油の一部を逆止弁26を介してシリンダ28に供
給する。これによりシリンダ28のプランジャ29が上昇
し、乗りかご８を押し上げる。

一方、下降運転の場合は、乗りかご８の自重で下降す
るシステムであるため、ポンプ23を駆動する必要がない
点が異なるのみである。

すなわち、シリンダ28からタンク27へ戻る油を下降用
電磁弁25の開放制御することにより、乗りかご８の下降
運転を行なうのである。

次に、停電になつた場合、つまり停電時には、第１図
の実施例と同一の動作により制御回路10を動作させると
共に、下降用電磁弁25を動作させ、乗りかご８を下降移
動させることにより、停電時の運転を行なう（このよう
にすると、誘導電動機６を駆動しなくてもよいから、回
路構成および制御共に簡単となる）。

なお、接点21は、接点13、17、それに18の切換過渡期
における制御回路10の不安定状態による誤動作を防止す
るためのものであることは、既に第１図の実施例で説明
した通りである。

しかして、この第２図の実施例では、この接点21は、
下降用電磁弁25を制御するためのサイリスタなどの電子
的スイッチに代わる、制御用の接点としても使用可能で
あり、このようにすると単相補助インバータ15の出力交
流電圧の電圧波形が矩形波に近く、電圧変化率dv/dtが
高い場合においても、サイリスタ等に比較して安定した
動作が可能である。

なお、上記実施例では、シリンダとプランジャで直
接、乗りかご８を移動させる方式のエレベーターに適用
した場合のものであるが、シリンダとプランジャとから
なる油圧ジヤツキの頂部にプーリを設け、ロープを介し
て乗りかごを駆動する方式のエレベーターにも同様に適
用可能なことはいうまでもない。

油圧式エレベーターの場合には、一般に、インバータ
式エレベーターに比較して、制御回路に必要な電源の種
類が少なくてすむため、この第２図の実施例のように、
停電時の単相補助インバータを単相インバータにするこ
とで一層の回路簡略化とコスト低減が図れる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、買電時と停電時での制御回路に対
する直流電源の切換回路が不要にでき、この結果、停電
時運転装置の構成を充分に簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエレベーターの停電時運転装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は油圧式エレベータ
ーに適用した本発明の一実施例を示すブロック図、第３
図は３相インバータの主回路の一例を示す回路図、第４
図は単相インバータの主回路の一例を示す回路図、第５
図は動作説明用の波形図である。 １……３相交流商用電源、２……エレベーターの走行時
閉路する接触器の接点、３……３相交流電力を直流に変
換するコンバータ、４……直流電圧平滑化用のコンデン
サ、５……直流電圧を可変電圧、可変周波数の３相交流
電力に変換するインバータ、６……エレベーター駆動用
の誘導電動機、７……プーリ、８……乗客を乗せる乗り
かご、９……カウンタウエイト、10……インバータ５の
トランジスタ等を制御する制御回路、11……制御回路10
への電源を供給する３相トランス、12……停電時運転用
のバッテリ、13……停電時に励磁されるコンタクタの常
開接点、14……バッテリ12からコンデンサ４に電源を供
給するためのダイオード、15……停電時運転用の単相補
助インバータ、16……単相補助インバータ15の出力電圧
を供給する単相トランス、17、18……夫々停電時に励磁
されるリレーの常閉接点、19……３相全波整流器、20…
…単相全波整流器、21……通常は閉じている接点。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66B 1/34 B66B 5/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３相交流商用電源から第１の整流回路を介
   して給電される制御回路と、予備直流電源とを備え、こ
   の予備直流電源により停電時運転を行う方式のエレベー
   ター装置において、 上記予備直流電源で駆動されるインバータと、 交流入力が前記インバータの交流出力に接続され、直流
   出力が前記第１の整流回路の直流出力に並列に接続され
   た第２の整流回路を設け、 通常運転時は前記第１の整流回路により前記制御回路に
   対する給電を行い、停電時には前記第２の整流回路によ
   り前記制御回路に対する給電が行われるように構成した
   ことを特徴とするエレベーターの停電時運転装置。
2. 【請求項２】請求項１の発明において、 停電時に前記制御回路の出力が安定するまで、該制御回
   路からの制御対象に対する制御出力の供給を禁止する手
   段が設けられていることを特徴とするエレベーターの停
   電時運転装置。