JP3350439B2 - Elevator control device - Google Patents

Elevator control device

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JP3350439B2
JP3350439B2 JP06323698A JP6323698A JP3350439B2 JP 3350439 B2 JP3350439 B2 JP 3350439B2 JP 06323698 A JP06323698 A JP 06323698A JP 6323698 A JP6323698 A JP 6323698A JP 3350439 B2 JP3350439 B2 JP 3350439B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パワー素子
からなるインバータ装置、または該インバータ装置及び
半導体パワー素子からなるコンバータ装置を備えたエレ
ベータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device comprising a semiconductor power device or an elevator control device provided with the inverter device and a converter device comprising the semiconductor power device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインバータ制御装置を備えたエレ
ベータ制御装置の一例の概略構成を図17に示す。図中
34は三相交流電源35は三相交流電源34を整流し
て直流に変換する整流器である。36は整流器3の出
力である直流電源を平滑する平滑コンデンサ、12は平
滑コンデンサ36を直流電源として可変電圧可変周波数
のインバータ制御により交流電力に変換するインバータ
装置である。14はインバータ装置12により駆動され
三相誘導電動機(以下電動機と称する)である。30
は電動機14に直結され図示しない減速機等を介して一
緒に回転するシーブである。
2. Description of the Related Art FIG. 17 shows a schematic configuration of an example of an elevator control device provided with a conventional inverter control device. In the figure, reference numeral 34 denotes a three-phase AC power supply , and reference numeral 35 denotes a rectifier for rectifying the three-phase AC power supply 34 and converting it to DC. 36 smoothing capacitor for smoothing a DC power source which is the output of the rectifier 35, 12 is an inverter device for converting into AC power by the inverter control of the variable voltage variable frequency as a DC power supply smoothing capacitor 36. 14 is driven by the inverter device 12
That is a three-phase induction motor (hereinafter referred to as motor). 30
Is a sheave which is directly connected to the electric motor 14 and rotates together via a speed reducer (not shown).

【0003】又、16はカウンターウェイトで、これは
シーブ30に対しロープを介してエレベータかご17と
つるべ式に構成されている。37はインバータ装置12
を構成している半導体パワー素子(図ではIGBTで表
わしているが、これに限るものではない)の冷却器に取
付けられる設定温度検出用サーモスタットである。
[0003] A counterweight 16 is constructed in such a manner that the elevator car 17 is suspended from the sheave 30 via a rope. 37 is the inverter device 12
(In the drawing, it represents in IGBT, intended limited thereto name have) semiconductor power elements constituting the a set temperature sensing thermostat attached to cooler.

【0004】このような構成装置の概略の動作として
は、交流電源34の交流を整流器35で整流し、該直流
を平滑コンデンサ36に蓄える。エレベータが起動する
時前記直流電源よりエネルギーを供給してインバータ装
置12で電動機14を駆動することにより、シーブ30
が回転してかご17及びカウンターウェイト16が上下
方向に移動する。運転が継続されると、IGBT発熱損
失が徐々に蓄積されていきIGBT放熱面温度が上昇し
ていく。そして、更に運転条件、周囲温度等の影響によ
りサーモスタット37の設定温度に達すると、サーモス
タット37より検出信号を出力することにより、エレベ
ータを停止させたり、最寄階着床させたりしてエレベー
タの運転を一旦中止させている。
As a general operation of such a configuration device, the AC of an AC power supply 34 is rectified by a rectifier 35 and the DC is stored in a smoothing capacitor 36. When the elevator is started, energy is supplied from the DC power supply to drive the motor 14 with the inverter device 12 so that the sheave 30
Rotates to move the car 17 and the counterweight 16 in the vertical direction. When the operation is continued, the heat loss of the IGBT is gradually accumulated, and the temperature of the IGBT radiating surface rises. Then, when the temperature reaches the set temperature of the thermostat 37 due to the influence of the operating conditions, the ambient temperature, and the like, the detection signal is output from the thermostat 37 to stop the elevator or land on the nearest floor to operate the elevator. Has been temporarily suspended.

【0005】又、このサーモスタットの設定温度の決め
方として過負荷最大時のIGBT内チップのジャンクシ
ョン温度上昇を指定してIGBT保証可能最大温度以下
になるように設定される。
Further, as a method of determining the set temperature of the thermostat, a rise in the junction temperature of the chip in the IGBT at the time of the maximum overload is specified so that the temperature becomes equal to or lower than the assurable maximum temperature of the IGBT .

【0006】次に、上記IGBT内チップのジャンクシ
ョン温度上昇の計算方法について概要説明する。エレベ
ータの運転として図18に示すような運転パターンとな
る。図18中31は速度設定器(後述)から出力される
速度パターンで加速領域A、定常走行(定格速度)領域
B、減速領域Cによって構成されている。図中32は前
記速度設定器の出力と速度検出器(後述)の出力の偏差
信号にかご荷重信号(後述)を加算したトルク指令信号
で、この電圧の大きさに従って電動機14に流れる出力
電流の大きさが決定される。インバータ出力電流33
は、加速領域Aの左側速度が0の時、周波数が0Hzか
ら始まり速度が速くなるに従い周波数が高くなり、加速
領域Aの右側で定格速度に到ると出力電流も定格周波数
になる。減速領域Cも同様に周波数が徐々に低くなり停
止時に周波数も0Hzになる。
Next, a method of calculating the junction temperature rise of the chip in the IGBT will be briefly described. The operation pattern of the elevator is as shown in FIG. In FIG. 18, reference numeral 31 denotes a speed pattern output from a speed setting device (described later), which includes an acceleration region A, a steady running (rated speed) region B, and a deceleration region C. In the figure, reference numeral 32 denotes a torque command signal obtained by adding a car load signal (described later) to a deviation signal between the output of the speed setting device and the output of the speed detector (described later). The size is determined. Inverter output current 33
When the left speed of the acceleration region A is 0, the frequency starts from 0 Hz and increases as the speed increases. When the rated speed is reached on the right side of the acceleration region A, the output current also becomes the rated frequency. Similarly, the frequency gradually decreases in the deceleration region C, and the frequency becomes 0 Hz when the vehicle stops.

【0007】又、加速領域Aにおいて定常走行領域Bよ
り電流が大きいのは、電動機14の直結されるシーブ3
0の負荷となるカウンターウェイト16及びかご17も
一緒に加速されるため、それらの慣性力も含めて大きな
電流が必要となる。加速トルクTFLACC を表わすと以下
に示す(1)式のようになる TFLACC =(GDM 2 +GDS 2 )k・α+TM …(1) ここで、GDM 2 :電動機14の慣性モーメント、GD
S 2 :シーブ以降負荷(カウンターウェイト、かご自
重、積載)の慣性モーメント、k:モータ軸からシーブ
30までの回転方向における軸換算係数、α:加速度、
M :定常走行における定格トルク。
The reason why the current is larger in the acceleration region A than in the steady traveling region B is that the sheave 3 directly connected to the
Since the counterweight 16 and the car 17 which are loaded with zero are accelerated together, a large current including their inertia force is required. When the acceleration torque T FLACC is expressed by the following equation (1), T FLACC = (GD M 2 + GD S 2 ) k · α + T M (1) where G D M 2 is the moment of inertia of the motor 14, GD
S 2 : Moment of inertia of load (counter weight, car weight, loading) after sheave, k: axis conversion coefficient in rotation direction from motor shaft to sheave 30, α: acceleration,
T M : Rated torque in steady running.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようにエレベータ
かごを加速する時には上記TFLACC の駆動トルクを電動
機に与えるため、定格に対し大きな電流を流す必要があ
り、更に可変周波数制御を行なうため速度が低いときは
低い周波数の電流を流すため、インバータ装置12内の
パワー素子に対する負担が大きくなる。
When the elevator car is accelerated as described above, it is necessary to supply a large current to the rated value in order to apply the driving torque of the T FLACC to the electric motor. When the current is low, a low-frequency current flows, so that the load on the power element in the inverter device 12 increases.

【0009】上記低周波大電流の電流がIGBTに流れ
る時のIGBT内チップのジャンクション温度上昇の計
算として、周波数が時々刻々と変化していくため、この
周波数を基準にして損失を計算すると不明確となり、例
えば0Hz近辺の周波数における最大電流で損失(ロ
ス)を計算すれば制御周波数としてほとんど直流的な計
算で損失を求めるため、平均損失として大きくなり、そ
の平均損失におけるジャンクション温度を保証可能最大
温度以下に抑えようとすると定常損失時の冷却フィンの
温度上昇を低く抑える必要があり冷却装置として大形に
なる。
[0009] Calculation of junction temperature rise in the IGBT chip when the current of the low-frequency, large current flows in the IGBT, the frequency will change with time, unclear when calculating the loss by the frequency reference For example, the loss (b) at the maximum current at a frequency near 0 Hz
When calculating the control frequency, the loss is obtained by almost DC-based calculation as the control frequency. Therefore, the average loss increases, and if the junction temperature at the average loss is to be kept below the maximum temperature that can be guaranteed, the cooling fins at the time of steady loss It is necessary to keep the temperature rise low and the cooling device becomes large.

【0010】又、比較的高い時の周波数における最大電
流で損失を計算すれば、平均損失として直流電流の時の
損失に対し、1/πされた損失となり、小さめに計算さ
れるため、実際の低周波大電流通電時は余裕度がなく、
場合によってはジャンクション温度が保証可能最大温度
を越えてしまい、熱暴走によりIGBTが破損してしま
うこともある。
Further, if the loss is calculated with the maximum current at a relatively high frequency, the average loss is 1 / π of the loss at the time of the direct current, which is calculated to be smaller. There is no margin when applying low frequency large current,
In some cases, the junction temperature exceeds the assurable maximum temperature, and the IGBT may be damaged due to thermal runaway.

【0011】更に、実際の電流は0Aから最大電流まで
その周波数で決まった周期で正弦波状に変化しているた
め、瞬時瞬時に変わる損失に対し平均的な損失しか求め
られないため、低周波大電流通電時に求めた損失は正確
さを欠き、実際の損失に対し大きい値か、小さい値か判
断できなかったため、冷却器の設計時はかなり熱的にマ
ージンをとったものとなってしまっていた。
Further, since the actual current changes from 0 A to the maximum current in a sinusoidal waveform at a cycle determined by the frequency, only an average loss can be obtained for a loss that changes instantaneously and instantaneously. The loss obtained when applying current was inaccurate, and it was not possible to judge whether it was a large value or a small value with respect to the actual loss, so when designing the cooler, a considerable thermal margin was taken. .

【0012】上記で記載した他、IGBTのチップ温度
を検出するインテリジェントパワー素子(IPM)が最
近市場に出回ってきたが、上記検出器による検出におい
てもジャンクション部の過渡的な温度上昇には追従でき
ないため、エレベータで使用する場合、図18の加速
域Aでの瞬時の温度上昇は検出できず、保証可能最大温
度を越えてしまうことは十分考えられ、IGBT内チッ
プ面ジャンクション温度に対する完全な検出機能にはな
っていない。
In addition to the above description, an intelligent power device (IPM) for detecting a chip temperature of an IGBT has recently appeared on the market. However, even the detection by the detector cannot follow a transient temperature rise at the junction. Therefore, when used in an elevator, the instantaneous temperature rise in the acceleration region A in FIG. 18 cannot be detected, and it is sufficiently considered that the temperature may exceed the assurable maximum temperature. It is not a complete function for detecting temperature.

【0013】本発明は、インバータ装置等の電力変換装
置を構成しているパワー素子のジャンクション温度上昇
を抑制でき、パワー素子内チップの熱暴走による熱損を
防止できるエレベータ制御装置を提供することを目的と
する。
An object of the present invention is to provide an elevator control device capable of suppressing a rise in junction temperature of a power element constituting a power conversion device such as an inverter device and preventing heat loss due to thermal runaway of a chip in the power element. Aim.

【0014】前記目的を達成するため、請求項1に対応
する発明は、エレベータかごを上下方向に運転する交流
電動機を駆動制御するインバータ装置を有するエレベー
タ制御装置において、前記インバータ装置内半導体パワ
ー素子がオンするときのパルスエッジが入った時をトリ
が条件としてその時の瞬時電流を読み込むことにより
イッチングロスを演算するスイッチングロス演算器と、
前記半導体パワー素子がオンし、一定電流が流れている
時の瞬時のオンロスを演算するオンロス演算器と、を備
え、これらスイッチングロス及びオンロスを加算し、前
記パワー素子のトータルロスを演算し、これにより瞬時
のジャンクション温度上昇を推定し、このジャンクショ
ン温度が前記パワー素子の許容温度を越えたとき、前記
交流電動機を停止させるようにしたことを特徴とするエ
レベータ制御装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an elevator control device having an inverter device for driving and controlling an AC motor for operating an elevator car in a vertical direction, wherein the semiconductor power element in the inverter device is provided. The time when the pulse edge when turning on enters
A switching loss calculator for calculating a switching loss by reading the instantaneous current at that time as a condition ;
An on-loss calculator for calculating an instantaneous on-loss when the semiconductor power element is turned on and a constant current is flowing, and adding these switching loss and on-loss ,
Calculates the total loss of the serial power element, thereby to estimate the instantaneous junction temperature rise, when the junction temperature exceeds the allowable temperature before Symbol power device, wherein
An elevator control device characterized in that an AC motor is stopped .

【0015】請求項1に対応する発明によれば、スイッ
チングロス及びオンロスより瞬時のジャンクション温度
上昇を推定することにより、ジャンクション温度に応じ
て前記パワー素子に対する負荷を軽減することが可能と
なる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the load on the power element according to the junction temperature by estimating the instantaneous rise in the junction temperature from the switching loss and the on-loss.

【0016】前記目的を達成するため、請求項2に対応
する発明は、エレベータかごを上下方向に運転する交流
電動機を駆動制御するインバータ装置と、前記電動機の
回転速度を検出する速度検出器を設けて速度マイナルー
プ制御を行なう速度制御装置と、前記電動機に流れる電
流を検出する電流検出器を設けて電流マイナループ制御
を行なう電流制御装置と、PWM制御を行なうための三
角波信号を発生する装置及び設定装置と、前記電流制御
装置の出力信号と三角波信号をコンパレートし、更に信
号のデットタイムを作成する電圧制御装置と、前記電圧
制御装置の信号をインバータ装置の各半導体パワー素子
に供給するゲートドライブ装置を有するエレベータ制御
装置において、前記インバータ装置内半導体パワー素子
がオンするときのパルスエッジが入った時をトリガ条件
としてその時の電流と損失の関係を1次以上の近似多項
式に表わし、電流検出器からの出力信号と前記近似多項
式より瞬時のスイッチングロスを演算するスイッチング
ロス演算器と、前記半導体パワー素子がオンし、一定電
流が流れている時の電流とパワー素子間主回路飽和電圧
の関係を1次以上の近似多項式で表わし、前記電流検出
器からの信号信号と前記近似多項式より瞬時のオンロス
を演算するオンロス演算器と、前記スイッチングロス演
算器の出力信号と前記設定装置からの周波数に基づきス
イッチングロスの平均を演算する平均スイッチングロス
演算器と、前記オンロス演算器の出力信号と前記速度検
出器から検出されるインバータ出力周波数に基づきオン
ロスの平均値を演算する平均定常オンロス演算器と、前
記平均スイッチングロス演算器及び平均定常オンロス演
算器の出力信号を加算し半導体パワー素子内チップ当り
の平均ロスを演算するチップ当り平均ロス演算器と、前
記チップと放熱面の過渡熱抵抗と前記チップ当り平均ロ
ス演算器出力よりチップでのジャンクション温度上昇を
加算していくチップジャンクション温度上昇加算器と、
を備え、該チップジャンクション温度上昇加算器の出力
が前記半導体パワー素子の許容温度を越えたとき前記交
流電動機を停止させるようにしたことを特徴とするエレ
ベータ制御装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an inverter device for driving and controlling an AC motor for operating an elevator car in a vertical direction, and a speed detector for detecting a rotation speed of the motor. Speed control device for performing speed minor loop control, current control device for providing current minor loop control by providing a current detector for detecting a current flowing in the electric motor, device and setting device for generating a triangular wave signal for performing PWM control A voltage control device that compares the output signal of the current control device and the triangular wave signal and creates a dead time of the signal; and a gate drive device that supplies the signal of the voltage control device to each semiconductor power element of the inverter device. In the elevator control device having a semiconductor power element in the inverter device
The trigger condition is when a pulse edge enters when
The relationship between the current and the loss at that time is represented by a first-order or higher approximation polynomial, a switching loss calculator for calculating an instantaneous switching loss from the output signal from the current detector and the approximation polynomial, and the semiconductor power element is turned on. Then, the relationship between the current and the main circuit saturation voltage between the power elements when a constant current flows is expressed by a first-order or higher approximation polynomial, and the instantaneous on-loss is calculated from the signal signal from the current detector and the approximation polynomial. An on-loss calculator, an average switching loss calculator that calculates an average of switching losses based on an output signal of the switching loss calculator and a frequency from the setting device, and an output signal of the on-loss calculator and detection from the speed detector. An average steady-state on-loss calculator for calculating an average value of on-loss based on an inverter output frequency to be obtained, An average loss per chip calculator for adding the output signals of the loss calculator and the average steady-state on-loss calculator to calculate an average loss per chip in the semiconductor power element; a transient thermal resistance between the chip and the heat radiation surface; and an average loss per chip A chip junction temperature rise adder that adds the junction temperature rise at the chip from the output of the arithmetic unit,
The output of the chip junction temperature rise adder
Exceeds the allowable temperature of the semiconductor power element.
An elevator control device characterized in that a flow motor is stopped .

【0017】請求項2に対応する発明によれば、以下の
ような作用が得られる。エレベータ運転時に特有の加減
速時の低周波大電流通電時においても電流が正弦波状に
流れている時の時々刻々の瞬時の電流に対するパワー素
子の損失をスイッチングロス、オンロスで個別に演算し
てその瞬時におけるジャンクション温度上昇を演算する
ことで、パワー素子冷却器の放熱面の温度を加算して瞬
時におけるパワー素子チップジャンクション温度の絶対
値がわかるため、パワー素子保証可能最大温度に到ると
瞬時にキャリア周波数を下げたり、加速度を下げて電流
最大値を減らしたりエレベータを停止させたりして、パ
ワー素子チップジャンクション温度を常に保証可能対代
温度以下の所で、インバータ制御、コンバータ制御を行
なうことができるようになる。
According to the invention corresponding to claim 2, the following operation can be obtained. Even when a low-frequency large current is supplied during acceleration and deceleration during elevator operation, the loss of the power element for the instantaneous instantaneous current when the current flows in a sinusoidal form is calculated separately by switching loss and on-loss. By calculating the instantaneous rise in junction temperature, the absolute value of the power element chip junction temperature can be found by adding the temperature of the heat dissipation surface of the power element cooler. Power element chip junction temperature can always be guaranteed by lowering the carrier frequency, reducing the acceleration to reduce the maximum current value, or stopping the elevator.Inverter control and converter control can be performed below the alternative temperature. become able to.

【0018】前記目的を達成するため、請求項3に対応
する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記インバータ装置の半導体パワー素子を取付け
る冷却器の放熱面に取付けたサーミスタ等のリニアリテ
ィに温度検出可能な温度検出器と、前記チップジャンク
ション温度上昇加算器出力と前記温度検出器出力を加算
するジャンクション温度加算器と、前記ジャンクション
温度加算器出力を入力して半導体パワー素子の保証可能
最大温度と比較するジャンクション温度コンパレータと
を有したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an elevator control apparatus as set forth in the second aspect, further comprising a thermistor mounted on a heat radiating surface of a cooler for mounting a semiconductor power element of the inverter device. A temperature detector capable of detecting temperature in linearity, a junction temperature adder for adding the output of the chip junction temperature rise adder and the output of the temperature detector, and a semiconductor power element can be guaranteed by inputting the output of the junction temperature adder And a junction temperature comparator for comparing with a maximum temperature.

【0019】前記目的を達成するため、請求項4に対応
する発明は、請求項3に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記ジャンクション温度コンパレータが動作し、
ジャンクション温度が保証可能最大温度を越えているこ
とを検出した時、前記速度制御装置内に含まれるエレベ
ータ速度設定器の加速度又は減速度を下げるように設定
変更するように構成したエレベータ制御装置。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the elevator control device according to the third aspect, wherein the junction temperature comparator operates,
An elevator control device configured to change the setting so as to reduce the acceleration or deceleration of an elevator speed setting device included in the speed control device when detecting that the junction temperature exceeds the assurable maximum temperature.

【0020】前記目的を達成するため、請求項5に対応
する発明は、請求項3に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記ジャンクション温度コンパレータが動作し、
ジャンクション温度が保証可能最大温度を越えているこ
とを検出した時、エレベータが加速モードで運転してい
る場合、検出した瞬間より前記速度制御装置内に含まれ
るエレベータ速度設定器の設定を加速モードより減速モ
ードにしてあるいは、前記電動機に対し電磁ブレーキを
かけ一旦停止させるようにし、一定時間経過又は前記温
度検出器の温度出力が一定の設定値以下になった後で再
起動をかけ、エレベータ運転を継続するようにしたエレ
ベータ制御装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the elevator control device according to the third aspect, wherein the junction temperature comparator operates,
When it is detected that the junction temperature exceeds the maximum temperature that can be guaranteed, when the elevator is operating in the acceleration mode, the setting of the elevator speed setter included in the speed control device is set from the acceleration mode from the moment of detection. In the deceleration mode or by applying an electromagnetic brake to the electric motor to temporarily stop it, restarting after a lapse of a certain time or after the temperature output of the temperature detector has become equal to or less than a predetermined set value, the elevator operation is started. It is an elevator control device adapted to continue.

【0021】前記目的を達成するため、請求項6に対応
する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記速度制御装置内に含まれるエレベータ速度設
定器の出力と前記速度検出器の出力の偏差信号の極性に
応じて力行・回生モード状態であることを検出する力行
・回生モード検出器を有し、前記力行・回生モード検出
器が力行モードを検出した時は、前記オンロス演算器に
おいて前記ゲートドライブ装置のオン信号が入っている
区間だけオンロスを演算し、前記力行・回生モード検出
器が回生モードを検出した時は前記ゲートドライブ装置
のオフ信号が入っている区間だけオンロスを演算するよ
うにしたエレベータ制御装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an elevator control apparatus according to the second aspect, wherein an output of an elevator speed setting device included in the speed control device and an output of the speed detector are included. A power running / regenerative mode detector for detecting a power running / regenerative mode state in accordance with the polarity of the output deviation signal; and when the power running / regenerative mode detector detects the power running mode, the on-loss calculator In the above, the on-loss is calculated only in the section where the ON signal of the gate drive device is input, and when the powering / regenerative mode detector detects the regenerative mode, the ON loss is calculated only in the section where the OFF signal of the gate drive device is input. It is an elevator control device adapted to perform the following.

【0022】前記目的を達成するため、請求項7に対応
する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記オンロス演算器の演算をデジタル演算する時
の演算方法として力行モードの場合ゲートドライブ装置
にオン信号が入っている区間の間一定の演算周期ごとに
オンロスを演算し、オン信号が終了するまで各周期ごと
に演算されたオンロスを加算していきオン信号が終了し
た時点でその時のオン信号におけるトータルオンロスと
してオンロス演算器より出力するようにしたエレベータ
制御装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the elevator control apparatus according to the second aspect, wherein the on-loss operation unit is operated in a digital mode by a gate in a powering mode. During the section in which the drive device receives the ON signal, the ON loss is calculated for each fixed calculation cycle, and the ON loss calculated for each cycle is added until the ON signal is completed. The elevator control device outputs an on-loss calculator as a total on-loss in the ON signal of the elevator.

【0023】前記目的を達成するため、請求項8に対応
する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置にお
いて、オンロス演算器の演算をアナログ素子で演算する
時の方法として、力行モードの場合アナログ素子を検出
電流とその電流が流れる時の前記半導体素子の主回路電
圧の乗算器と、前記乗算器出力を積分していく積分器で
構成し、前記ゲートドライブ装置に入るオン信号のパル
スエッジで乗算器と積分器を動作開始させオフ信号のパ
ルスエッジで上記積分動作を中止しクリアをかけるとと
もに、それまで積分されてきた出力電圧を前記オンロス
演算器へ出力とするようにしたエレベータ制御装置であ
る。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 8 is the elevator control apparatus according to claim 2, wherein the operation of the on-loss calculator is performed by an analog element in a powering mode. An analog element is composed of a detection current and a multiplier of a main circuit voltage of the semiconductor element when the current flows, and an integrator integrating the output of the multiplier, and a pulse edge of an ON signal entering the gate drive device. An elevator control device that starts the operation of the multiplier and the integrator, stops the integration operation at the pulse edge of the OFF signal, clears the output, and outputs the integrated output voltage to the on-loss calculator. It is.

【0024】前記目的を達成するため、請求項9に対応
する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置にお
いて、前記スイッチングロス演算器の演算方法として前
記ゲートドライブ装置にオン信号又はオフ信号が入って
きた時点の検出電流に対し、その瞬間の検出電流の値で
のスイッチングオン、スイッチングオフロスを同時に演
算して加算し、その演算結果を1つのオンパルスでのス
イッチングロスとして前記スイッチングロス演算器より
出力するようにしたエレベータ制御装置である。
According to a ninth aspect of the present invention, in the elevator control device according to the second aspect, an on signal or an off signal is supplied to the gate drive device as an operation method of the switching loss operation device. Switching on and switching off losses at the instantaneous detected current value are simultaneously calculated and added to the detected current at the time of entering, and the calculation result is regarded as a switching loss in one on pulse, and the switching loss calculator is used. This is an elevator control device configured to output more.

【0025】前記目的を達成するため、請求項10に対
応する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、前記スイッチングロス演算器の演算方法として
前記ゲートドライブ装置からのゲートドライブ信号にオ
ン信号が入ってきた時点の検出電流に対し、その瞬間で
の検出電流の値でのスイッチングオンロスを演算し、ゲ
ートドライブ信号にオフ信号が入ってきた時点での検出
電流に対し、その瞬間での検出電流の値でのスイッチン
グオフロスを演算し、前記別々の時間で演算されたスイ
ッチングオンロス及びスイッチングオフロスを加算して
スイッチングロスとして前記スイッチングロス演算器よ
り出力するようにしたエレベータ制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 10 is the elevator control apparatus according to claim 2, wherein the switching loss calculator is turned on by a gate drive signal from the gate drive device. Calculates the switching on loss at the value of the detection current at the moment when the signal enters, and calculates the switching current at the moment when the off signal enters the gate drive signal. An elevator control device that calculates the switching off loss at the value of the detected current of the above, adds the switching on loss and the switching off loss calculated at the different times, and outputs the result as the switching loss from the switching loss calculator. It is.

【0026】前記目的を達成するため、請求項11に対
応する発明は、請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、前記インバータ装置の入力側に、交流電源の交
流を直流に変換するコンバータ装置を接続したものであ
って、前記スイッチングロス演算器、前記オンロス演算
器、前記平均スイッチングロス演算器、前記平均定常オ
ンロス演算器、前記チップ当り平均ロス演算器、前記チ
ップジャンクション温度上昇加算器からなるジャンクシ
ョン温度上昇演算装置を付加したエレベータ制御装置で
ある。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 11 is the elevator control device according to claim 2, wherein an input side of the inverter device is provided with a converter device for converting AC of an AC power supply to DC. A junction comprising the switching loss calculator, the on-loss calculator, the average switching loss calculator, the average steady-state on-loss calculator, the average loss per chip calculator, and the chip junction temperature rise adder. This is an elevator control device to which a temperature rise calculation device is added.

【0027】前記目的を達成するため、請求項12に対
応する発明は、請求項2または3に記載のエレベータ制
御装置において、前記サーミスタ等の温度検出器の代わ
りにサーモスタット等の設定温度に至ると検出する設定
温度検出器を放熱面に取付けた構成とし、前記設定温度
検出器が検出した時又は検出している期間中において前
記ジャンクション温度加算器にその設定温度を加算して
ジャンクション温度を演算するようにしたエレベータ制
御装置である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the second or third aspect, when the temperature reaches a set temperature of a thermostat or the like instead of the temperature detector of the thermistor or the like. A set temperature detector to be detected is attached to a heat radiation surface, and the set temperature is added to the junction temperature adder when the set temperature detector detects or during the detection to calculate a junction temperature. It is an elevator control device configured as described above.

【0028】前記目的を達成するため、請求項13に対
応する発明は、請求項2または3に記載のエレベータ制
御装置において、前記交流電動機の1相分のみに対しジ
ャンクション温度を演算する装置一式を設けてジャンク
ション温度が保証可能最大温度を越えているかどうかを
監視するようにしたエレベータ制御装置である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an elevator controller according to the second or third aspect, wherein a set of devices for calculating a junction temperature for only one phase of the AC motor is provided. The elevator control device is provided to monitor whether the junction temperature exceeds the maximum assurable temperature.

【0029】前記目的を達成するため、請求項14に対
応する発明は、請求項2または3に記載のエレベータ制
御装置において、前記交流電動機の2相又は3相全てに
対しジャンクション温度を演算する装置一式を設けてジ
ャンクション温度が保証可能最大温度を越えているかど
うかを監視するようにしたエレベータ制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 14 is the elevator control apparatus according to claim 2 or 3, wherein the junction temperature is calculated for all two or three phases of the AC motor. This is an elevator control device that is provided with a set and monitors whether or not the junction temperature exceeds the maximum temperature that can be guaranteed.

【0030】前記目的を達成するため、請求項15に対
応する発明は、請求項2または3に記載のエレベータ制
御装置で、相ごとに冷却器を個別に構成する大容量イン
バータ装置を有している冷却器にサーミスタ等の温度検
出器を取付けているエレベータ装置において、各相温度
検出器の出力を比較する比較器を有して温度検出器の最
大温度を検出している値を請求項3で記載したジャンク
ション温度加算器に入力して3相分のうち1相分のみの
ジャンクション温度を演算するようにしたエレベータ制
御装置である。
To achieve the above object, the invention according to claim 15 is the elevator control device according to claim 2 or 3, wherein the elevator control device has a large-capacity inverter device that individually configures a cooler for each phase. 4. An elevator apparatus in which a temperature detector such as a thermistor is mounted on a cooler having a comparator for comparing the output of each phase temperature detector to detect a maximum temperature of the temperature detector. The elevator control device is configured to calculate the junction temperature of only one of the three phases by inputting the junction temperature to the junction temperature adder described in (1).

【0031】前記目的を達成するため、請求項16に対
応する発明は、請求項2または3に記載のエレベータ制
御装置で、相ごとに冷却器を個別に構成する大容量イン
バータ装置を有して各冷却器にサーミスタ等の温度検出
器を取付けているエレベータ装置において、各相温度検
出器の出力を3相分別々に設けたジャンクション温度加
算器に入力して各相個別にジャンクション温度を演算す
るようにしたエレベータ制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 16 is the elevator control device according to claim 2 or 3, wherein the elevator control device has a large-capacity inverter device that individually configures a cooler for each phase. In an elevator apparatus in which a temperature detector such as a thermistor is attached to each cooler, the output of each phase temperature detector is input to a junction temperature adder separately provided for three phases to calculate a junction temperature for each phase individually. It is an elevator control device configured as described above.

【0032】請求項3〜16のいずれかに記載の発明に
よれば、インバータ装置等の電力変換装置を構成してい
るパワー素子のジャンクション温度上昇を抑制でき、パ
ワー素子内チップの熱暴走による熱損を防止できる
According to the invention described in any one of claims 3 to 16, it is possible to suppress a rise in junction temperature of a power element constituting a power conversion device such as an inverter device, and to prevent a heat runaway of a chip in the power element. Loss can be prevented

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】<第1の実施形態:請求項1に対
応> 図1は、第1の実施形態を示すブロック図であり、図1
7と同一部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。図中、1は図18で説明したエレベータ速度パター
ン31を発生するエレベータ速度設定器、2は電動機1
4の速度を検出する速度検出器15の出力と、エレベー
タ速度設定器1の出力をマイナループで加算する速度加
算器、3は前記速度加算器2の偏差を入力し比例、積
分、微分、振動抑制等の速度応答を調整する速度演算
器、4はエレベータかご17の荷重を検出する荷重検出
器18の検出信号と前記速度演算器3の出力を加算する
荷重信号加算器、5はインバータ装置12の出力電流を
検出する電流検出器3の出力と前記荷重信号加算器4の
出力をマイナループで加算する電流加算器、6は前記電
流加算器の偏差信号を入力し比例、積分等の電流応答を
調整する電流演算器、7はPWM制御を実施するための
三角波を発生するための三角波発生器、8は前記三角波
発生器7の振幅と周期(周波数)を設定する三角波設定
器、9は前記三角波発生器7と電流演算器6の出力を入
力して電圧指令信号を作成するコンパレータ、10は前
記コンパレータ9の出力となる電圧指令信号に対しイン
バータ装置12の上側アームと下側アームのデットタイ
ムを設定するデッドタイム補正器、11はインバータ装
置12の各IGBTをドライブする信号を作成するゲー
トドライブ装置である。以上で説明した符号の装置は、
従来装置においても構成されていたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment: Corresponding to Claim 1> FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment, and FIG.
The same parts as in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and their description is omitted. In the figure, reference numeral 1 denotes an elevator speed setting device for generating the elevator speed pattern 31 described in FIG.
The speed adder 3 adds the output of the speed detector 15 for detecting the speed of 4 and the output of the elevator speed setting device 1 in a minor loop, and 3 inputs the deviation of the speed adder 2 to input proportional, integral, differential and vibration suppression. A speed calculator 4 for adjusting the speed response of the elevator car 17; a load signal adder for adding the detection signal of the load detector 18 for detecting the load of the elevator car 17 to the output of the speed calculator 3; A current adder for adding the output of the current detector 3 for detecting the output current and the output of the load signal adder 4 in a minor loop, and 6 for inputting the deviation signal of the current adder and adjusting the current response such as proportional and integral A current calculator 7 for generating a triangular wave for performing PWM control; 8, a triangular wave setting device for setting the amplitude and cycle (frequency) of the triangular wave generator 7; The comparator 10 which receives the outputs of the inverter 7 and the current calculator 6 to generate a voltage command signal sets the dead time of the upper arm and the lower arm of the inverter device 12 with respect to the voltage command signal which is the output of the comparator 9. A dead time corrector 11 is a gate drive device for generating a signal for driving each IGBT of the inverter device 12. The devices with the reference numerals described above are:
This is also configured in a conventional device.

【0034】図中、1は図18で説明したエレベータ速
度パターン31を発生するエレベータ速度設定器、2は
電動機14の速度を検出する速度検出器15の出力と、
エレベータ速度設定器1の出力をマイナループで加算す
る速度加算器、3は前記速度加算器2の偏差を入力し比
例、積分、微分、振動抑制等の速度応答を調整する速度
演算器、4はエレベータかご17の荷重を検出する荷重
検出器18の検出信号と前記速度演算器3の出力を加算
する荷重信号加算器、5はインバータ装置12の出力電
流を検出する電流検出器3の出力と前記荷重信号加算器
4の出力をマイナループで加算する電流加算器、6は前
記電流加算器の偏差信号を入力し比例、積分等の電流応
答を調整する電流演算器、7はPWM制御を実施するた
めの三角波を発生するための三角波発生器、8は前記三
角波発生器7の振幅と周期(周波数)を設定する三角波
設定器、9は前記三角波発生器7と電流演算器6の出力
を入力して電圧指令信号を作成するコンパレータ、10
は前記コンパレータ9の出力となる電圧指令信号に対し
インバータ装置12の上側アームと下側アームのデット
タイムを設定するデッドタイム補正器、11はインバー
タ装置12の各パワー素子をドライブする信号を作成す
るゲートドライブ装置である。以上で説明した符号の装
置は、従来装置においても構成されていたものである。
In the figure, reference numeral 1 denotes an elevator speed setting device for generating the elevator speed pattern 31 described in FIG. 18, 2 denotes an output of a speed detector 15 for detecting the speed of the electric motor 14,
A speed adder for adding the output of the elevator speed setter 1 in a minor loop, a speed calculator 3 for inputting the deviation of the speed adder 2 and adjusting a speed response such as proportional, integral, derivative, vibration suppression, and 4 A load signal adder for adding the detection signal of the load detector 18 for detecting the load on the car 17 and the output of the speed calculator 3, 5 is the output of the current detector 3 for detecting the output current of the inverter device 12 and the load A current adder for adding the output of the signal adder 4 in a minor loop, a current calculator 6 for inputting a deviation signal of the current adder and adjusting a current response such as proportional and integral, and 7 for performing PWM control. A triangular wave generator for generating a triangular wave, 8 is a triangular wave setting device for setting the amplitude and period (frequency) of the triangular wave generator 7, 9 is a voltage input to the triangular wave generator 7 and the output of the current calculator 6. finger Comparator to create a signal, 10
Is a dead time corrector for setting the dead time of the upper arm and the lower arm of the inverter device 12 with respect to the voltage command signal output from the comparator 9, and 11 is a signal for driving each power element of the inverter device 12. It is a gate drive device. The devices with the reference numerals described above are also configured in conventional devices.

【0035】本実施形態として、新しく追加された構成
要素は、以下に述べるものである。20はコンパレータ
9の出力である電圧指令の信号と電流検出器13の出力
を入力してIGBTのスイッチングロスを演算するスイ
ッチングロス演算器、21はスイッチングロス演算器2
0と同様電流信号と電圧指令信号を入力して、IGBT
に電流が流れている時のオンロスを演算するオンロス演
算器、22は三角波設定器8からの三角波波形の周波数
信号と前記スイッチングロス演算器20の出力を入力し
て、三角波信号のキャリア周波数に基づきスイッチング
ロスの平均を演算する平均スイッチングロス演算器、2
3は速度検出器15の速度信号より出力されたインバー
タ出力周波数に基づきオンロスの平均を演算する平均定
常オンロス演算器、24は前記平均スイッチングロス演
算器22と平均定常オンロス演算器23の出力を加算し
瞬時のパワー素子発生損失を出力するIGBTスイッチ
ングオンロス加算器、25は前記IGBTスイッチング
オンロス加算器24の出力を入力して瞬時におけるチッ
プ当りの発生損失を演算するチップ当り平均ロス演算
器、26は前記チップ当り平均ロス演算器25の出力を
入力し、その瞬時の発生損失をチップ内でのジャンクシ
ョン温度上昇に換算するとともに、その瞬時瞬時のジャ
ンクション温度を加算していくチップジャンクション温
度上昇加算器である。
In this embodiment, newly added components are described below. Reference numeral 20 denotes a switching loss calculator for inputting a voltage command signal output from the comparator 9 and an output of the current detector 13 to calculate a switching loss of the IGBT.
0 Enter the same current signal and the voltage command signal, IGBT
An on-loss calculator for calculating an on-loss when a current is flowing through the switch; a triangular wave waveform frequency signal from the triangular wave setting device 8 and an output of the switching loss calculator 20 are input to the on-loss calculator 22 based on a carrier frequency of the triangular wave signal. Average switching loss calculator for calculating the average of switching loss, 2
Reference numeral 3 denotes an average steady-state on-loss calculator for calculating an average of on-loss based on the inverter output frequency output from the speed signal of the speed detector 15, and reference numeral 24 denotes an output of the average switching loss calculator 22 and the average steady-state on-loss calculator 23. An IGBT switching on-loss adder for outputting an instantaneous power element generation loss; 25, an average loss per chip calculator for inputting an output of the IGBT switching on-loss adder 24 and calculating an instantaneous generation loss per chip; 26 inputs the output of the average loss calculator per chip 25, converts the instantaneous loss to a junction temperature rise in the chip, and adds the instantaneous instantaneous junction temperature to the chip junction temperature rise addition. It is a vessel.

【0036】なお、以上述べた構成以外に後述する実施
形態で必要とする温度検出器27、ジャンクション温度
加算器28、ジャンクション温度コンパレータ29を備
えている。
In addition, in addition to the above-described configuration, a temperature detector 27, a junction temperature adder 28, and a junction temperature comparator 29 required in an embodiment described later are provided.

【0037】次に、以上のように構成された第1の実施
形態の動作について説明する。図中符号1〜18,30
は従来エレベータにおける構成と同一のためこれらの動
作については説明省略する。まず、スイッチング演算器
20の動作、演算方法について説明する。IGBTは
般的にあるゲートドライブ条件に対し図2に示すような
IGBTに流れる電流IC と損失mjの特性を有する。
図2において、横軸はIGBTの主回路トランジスタに
流れる電流を示し、縦軸に各々の電流値に対するスイッ
チング時の損失を表わし、Eonはスイッチングオンする
時の損失、Eoff はスイッチングオフする時の損失であ
る。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. Reference numerals 1 to 18, 30 in the figure
Are the same as those of the conventional elevator, and the description of these operations will be omitted. First, an operation and a calculation method of the switching calculator 20 will be described. IGB T is as shown in FIG. 2 to the gate drive requirements in one <br/> general
It has characteristics of a current I C flowing through the IGBT and a loss mj.
2, when the horizontal axis represents the current flowing through the main circuit transistor IGBT, represent switching loss on the vertical axis for each of the current values, E on the loss when switching on, the E off is switched off Is a loss.

【0038】まず、この特性を1次以上の多項式で表わ
し、IGBTに流れる電流に対する損失の関係式を定義
する。例えば、3次の多項式で表わすと仮定すると、以
下のようにEon,Eoff は表わされる。
First, this characteristic is expressed by a first-order or higher-order polynomial, and a relational expression of the loss with respect to the current flowing through the IGBT is defined. For example, assuming that the expression is represented by a third-order polynomial, E on and E off are represented as follows.

【0039】 Eon=aIC 3 +bIC 2 +cIC +d (2)off =eIC 3 +fIC 2 +gIC +h ここで、IC :IGBTに流れる定格電流、a〜h:図
2の特性を3次多項式で表わした時の定数。
[0039] E on = aI C 3 + bI C 2 + cI C + d (2) E off = eI C 3 + fI C 2 + gI C + h Here, I C: rated current flowing through the IGBT, to h: characteristics of FIG. 2 Is a constant when is represented by a third-order polynomial.

【0040】従って、コンパレータ9の出力による電圧
指令のパルスによる信号は、IGBTがオンする時のパ
ルスエッジが入った時をトリガ条件としてその時の瞬時
電流を読み込むことにより、その瞬時電流における
on,Eoff は(2)式より一義的に決定される。そこ
で決定されたEon,Eoff を加算することにより前記ト
リガ条件が入った時のスイッチングロスが演算される。
そして、図3に示すように次のIGBTオンパルスが入
って来たら、再度その瞬間における瞬時電流を読み込み
新しいEon,Eoff を演算するというような構成とな
る。上記Eon,Eoff の加算信号をPtsw とすると、
[0040] Thus, the signal by the pulse of the voltage command by the output of the comparator 9, by reading the instantaneous current at that time as a trigger condition when the pulse edge has entered when the IGBT is turned on, E on at the instantaneous current, E off is uniquely determined from equation (2). So determined E on, switching loss when the trigger condition has entered is calculated by adding the E off.
Then, when the come in the following IGBT on-pulse as shown in FIG. 3, read the instantaneous current in that moment again new E on, a configuration such as that to calculate the E off. Assuming that the addition signal of E on and E off is P tsw ,

【0041】[0041]

【数1】 が成立ち、インバータ制御電流の1周期にn回スイッチ
ングした場合(3)式のようにスイッチングロスは加算
される。
(Equation 1) Holds, and switching is performed n times in one cycle of the inverter control current, and the switching loss is added as in the equation (3).

【0042】次に、平均スイッチングロス演算器22に
ついて説明する。スイッチングロス演算器20で出力さ
れた信号に対し、三角波の周波数を乗算することによ
り、その瞬時のスイッチングロスPtsw に対し平均スイ
ッチングロスPsw(W) が演算される。
Next, the average switching loss calculator 22 will be described. By multiplying the signal output from the switching loss calculator 20 by the frequency of the triangular wave, an average switching loss P sw (W) is calculated for the instantaneous switching loss P tsw .

【0043】又、図4に示すようにインバータ装置12
の1アーム(例えばU相)のみでのIGBTへ流れる電
流を記載すると、U相負荷端子に図のような正弦波電流
が流れる時、正弦波の実線で示す電流はP側IGBT3
8がオンする時に流れるが、正弦波の破線で示す電流は
N側IGBT39に流れるため、P側IGBT38には
流れなくなる。従って、正弦波の1周期に対し、半サイ
クル分のみIGBTに損失が発生するため、P側IGB
T38に対する平均スイッチングロスは1/2となり、
sw(w) を式で示すと(4)式のようになる。
Further, as shown in FIG.
The current flowing to the IGBT in only one arm (for example, U-phase) is described. When a sine-wave current flows as shown in the figure to the U-phase load terminal, the current shown by the sine-wave solid line is the P-side IGBT3.
Although the current flows when the switch 8 is turned on, the current indicated by the broken line of the sine wave flows through the N-side IGBT 39 and does not flow through the P-side IGBT 38. Therefore, the loss occurs in the IGBT for only one half cycle with respect to one cycle of the sine wave.
The average switching loss for T38 is 、,
When P sw (w) is expressed by an equation, it is as shown in equation (4).

【0044】 ∴Psw=Ptsw ×fC ×1/2 (w) …(4) Psw:IGBTオンパルスが入った瞬間の平均スイッチ
ングロス fC :三角波キャリア周波数 次に、オンロス演算器21について説明する。IGBT
等の半導体素子はオンしてトランジスタに電流が流れて
いる時、図5に示すような電流と電圧の特性を有する。
図5において、横軸はIGBTの主回路トランジスタに
流れる電流を示し、縦軸に各々の電流値に対するトラン
ジスタのコレクターエミッタ間飽和電圧VCE(sat) を表
わす。従って、ここでもスイッチングロス演算時と同
様、図5の特性を1次以上の多項式で表わし、IGBT
に流れる電流に対するVCE(sat) の関係式を定義する。
例えば3次の多項式で表わすと仮定すると以下のように
表される。
∴P sw = P tsw × f C × 1/2 (w) (4) P sw : average switching loss at the moment when the IGBT on-pulse is input f C : triangular wave carrier frequency Next, the on-loss calculator 21 explain. IGBT
When the semiconductor element is turned on and a current flows through the transistor, the semiconductor element has current and voltage characteristics as shown in FIG.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the current flowing in the main circuit transistor of the IGBT, and the vertical axis represents the collector-emitter saturation voltage V CE (sat) of the transistor for each current value. Therefore, as in the case of the switching loss calculation, the characteristic of FIG.
The relational expression of V CE (sat) with respect to the current flowing through is defined.
For example, if it is assumed to be represented by a third-order polynomial, it is represented as follows.

【0045】 VCE(sat)(V)=kIC 3 +lIC 2 +mIC +n …(5) ここで、k〜h:図5の特性を3次の多項式で表わした
時の定数。従って、コンパレータ9の出力による電圧指
令のパルスによる信号は、IGBTがオンする時のパル
スエッジが入った時をトリガ条件にしてその時の瞬時電
流を読み込むことにより、その瞬時電流におけるV
CE(sat) は(5)式より一義的に決定される。
[0045] V CE (sat) (V) = kI C 3 + lI C 2 + mI C + n ... (5) where, k~h: constant when representing the characteristic of FIG. 3 in order polynomial. Therefore, the signal based on the pulse of the voltage command generated by the output of the comparator 9 is obtained by reading the instantaneous current at that instant under the condition that a pulse edge when the IGBT is turned on enters as a trigger condition.
CE (sat) is uniquely determined from equation (5).

【0046】そして、上記オンパルスエッジが入ってか
らΔt(s) 後にオフパルスが入ったとすると、そのΔt
(s) 間におけるオンロスPton は以下のように表され
る。 Pton(J)=Δt×VCE(sat) ×IC …(6) (Δtの間IC の大きさが変わらない場合) もしくは、オンパルスが入った時の電流とオフパルスが
入った時の電流が異なる場合、図6のように台形近似し
てΔt(s) におけるオンロスを以下のように計算する。
If it is assumed that an off-pulse has entered after Δt (s) from the on-pulse edge, then the Δt
The on-loss P ton between (s) is expressed as follows. P ton (J) = Δt × V CE (sat) × I C (6) (When the magnitude of I C does not change during Δt) Or, the current when an ON pulse is applied and the current when an OFF pulse is applied When the currents are different, the trapezoidal approximation as shown in FIG. 6 is used to calculate the on-loss at Δt (s) as follows.

【0047】 P1ton=VCE(sat)1×IC12ton=VCE(sat)2×IC2 …(7) ∴Pton(J)=Δt×(P1ton+P2ton)/2 上記のように(6),(7)式いずれかにより演算し
て、オンロス演算器21の出力信号とする。
P 1ton = V CE (sat) 1 × I C1 P 2ton = V CE (sat) 2 × I C2 (7) ∴P ton (J) = Δt × (P 1ton + P 2ton ) / 2 As described above, the calculation is performed by either of the equations (6) and (7) to obtain the output signal of the on-loss calculator 21.

【0048】次に、平均定常オンロス演算器23につい
て説明する。前記オンロス演算器21の出力信号に対
し、速度検出器15の速度信号から検出したインバータ
制御電流の周波数fを乗算することにより、平均定常オ
ンロスPon(W) が以下のように計算される。
Next, the average steady-state on-loss calculator 23 will be described. By multiplying the output signal of the on-loss calculator 21 by the frequency f of the inverter control current detected from the speed signal of the speed detector 15, the average steady-state on-loss P on (W) is calculated as follows.

【0049】 Pon(W) =Pton ×f …(8) (8)式で演算された値が平均定常オンロス演算器23
より出力される。そして、(4)式及び(8)式で演算
された平均スイッチングオンロスと平均定常オンロスを
IGBTスイッチング・オンロス加算器24で加算する
ことにより、図3のパルス列で示すIGBTオン信号が
入り、次のオン信号が入るまでの1回のスイッチング動
作におけるIGBTのトータル損失PLOSSが演算され
る。
P on (W) = P ton × f (8) The value calculated by the equation (8) is the average steady-state on-loss calculator 23.
Output. Then, by adding the average switching on-loss and the average steady-state on-loss calculated by the equations (4) and (8) by the IGBT switching / on-loss adder 24, the IGBT on signal shown by the pulse train in FIG. The total loss P LOSS of the IGBT in one switching operation until the ON signal is input is calculated.

【0050】そして、更に前記トータル損失PLOSSに対
しIGBT内チップ間の電流アンバランス等を考慮し、
電流アンバランス等の最も悪いチップに対するチップロ
スQを以下のように演算してチップ当り平均ロス演算器
25より出力する。
Further, considering the current imbalance between the chips in the IGBT, etc., with respect to the total loss P LOSS ,
The chip loss Q for the chip having the worst current imbalance or the like is calculated as follows and output from the average loss calculator per chip 25.

【0051】 Q(W) =A×PLOSS/N …(9) ここでA:チップ内での電流アンバランス等、N:IG
BT内に構成されるチップ総数。
Q (W) = A × P LOSS / N (9) where A: current imbalance in the chip, N: IG
Total number of chips configured in the BT.

【0052】最後に、チップに発生したトータル損失Q
に対し、チップ−放熱面に存在する熱抵抗Pth(fc)及び
IGBTチップの熱容量Cigbt等を含んだ熱回路網にト
ータル損失を、IGBTがスイッチングする毎に入力し
てその時のジャンクション温度上昇を順次加算してい
き、チップジャンクション温度上昇加算器26より出力
するようにしている。
Finally, the total loss Q generated in the chip
In contrast, the total loss is input to the thermal network including the thermal resistance P th (fc) existing on the chip-heat radiating surface and the thermal capacity C igbt of the IGBT chip every time the IGBT is switched, and the junction temperature rises at that time. Are sequentially added and output from the chip junction temperature rise adder 26.

【0053】このように正弦波状に発生する低周波電流
に対し瞬時瞬時の電流に対するIGBTロスを演算しな
がら、ジャンクション温度上昇を演算しているので、ジ
ャンクション温度上昇に対し正確に演算が実施できるよ
うになる。
As described above, since the junction temperature rise is calculated while calculating the IGBT loss for the instantaneous instantaneous current with respect to the low-frequency current generated in a sine wave shape , the calculation can be performed accurately for the junction temperature rise. become.

【0054】以上述べた第1の実施形態によれば、図1
8の領域Aのような低周波大電流が流れる時にでも瞬時
瞬時におけるIGBT損失及びジャンクション温度上昇
を計算することにより、IGBT内チップのジャンクシ
ョン温度が保証可能で最大温度になったことを瞬時に計
算し、それ以上ジャンクション温度が上昇しないように
制御電流を下げたり、キャリア周波数を下げたり、エレ
ベータを停止させたりして損失増加を防ぎ、IGBTパ
ワー素子内チップの熱暴走による破損を防ぐことができ
る。 <第2の実施形態:請求項2に対応>第2の実施形態
は、図1に示したIGBTチップジャンクション温度上
昇の信号に基づくエレベータで、そのジャンクション温
度に対する保護する方法について述べる。
According to the first embodiment described above, FIG.
Even when a low-frequency large current flows as in the area A of FIG. 8, by calculating the instantaneous IGBT loss and junction temperature rise, it is instantaneously calculated that the junction temperature of the chip in the IGBT can be guaranteed and reaches the maximum temperature. However, it is possible to prevent the increase in loss by lowering the control current, lowering the carrier frequency, or stopping the elevator so that the junction temperature does not further rise, and prevent the chip in the IGBT power element from being damaged by thermal runaway. . <Second Embodiment: Corresponding to Claim 2> In a second embodiment, a method for protecting an elevator based on the IGBT chip junction temperature rise signal shown in FIG. 1 against the junction temperature will be described.

【0055】図1において、27はインバータ装置内I
GBTの放熱面に取付けたサーミスタ等のリニアリティ
に温度検出が可能な温度検出器、28はチップジャンク
ション温度上昇加算器26と、前記温度検出器27の出
力を入力し、チップジャンクション温度の絶対値を演算
するジャンクション温度加算器と、29は前記ジャンク
ション温度加算器28の出力を入力し、IGBTとして
保証されるジャンクション温度である保証可能最大温度
と比較し、前記最大温度を越えた出力を入力した時検出
信号を出力するジャンクション温度コンパレータで、そ
のコンパレータ9の出力は三角波設定器8に入力され
る。
In FIG. 1, reference numeral 27 denotes an I in the inverter device.
A temperature detector capable of detecting a temperature in a linearity such as a thermistor mounted on the heat radiating surface of the GBT. Reference numeral 28 denotes a chip junction temperature rise adder 26 and an output of the temperature detector 27. The absolute value of the chip junction temperature is inputted. The junction temperature adder to be operated and 29 receive the output of the junction temperature adder 28, compare it with the maximum assurable temperature which is the junction temperature guaranteed as an IGBT, and input an output exceeding the maximum temperature. The output of the comparator 9 is a junction temperature comparator which outputs a detection signal.

【0056】又、図7は上記ジャンクション温度コンパ
レータが出力された時にその三角波キャリア周波数を変
更する具体的回路例を示す。図7において、40はプル
アップ抵抗、41はNANDゲート、42はインバータ
ゲートである。又、43,44は図1で示す符号の6〜
10までの装置を1つのICにまとめた時のゲートアレ
イおよDSP(デジタルシグナルプロセッサ)で電流制
御以降の演算をデジタル制御で実施する回路である。
FIG. 7 shows a specific circuit example for changing the triangular wave carrier frequency when the junction temperature comparator is output. In FIG. 7, 40 is a pull-up resistor, 41 is a NAND gate, and 42 is an inverter gate. Reference numerals 43 and 44 denote reference numerals 6 to 6 shown in FIG.
This is a circuit that performs operations after current control by digital control with a gate array and DSP (digital signal processor) when up to 10 devices are integrated into one IC.

【0057】次に、本実施形態の動作について、図1,
図7を参照して説明する。エレベータが連続して運転さ
れると、IGBTから発生する損失が放熱フィンで熱と
なり、冷却フィンの温度が上昇していくと、冷却フィン
の放熱面に取付けられた温度検出器27の出力が高くな
っていく。この温度検出器27の出力とチップジャンク
ション温度上昇加算器26の出力をジャンクション温度
加算器28に入力してチップ最大のジャンクション温度
絶対値Δtj が下記のように演算される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. When the elevator is operated continuously, the loss generated from the IGBT becomes heat at the radiation fins, and as the temperature of the cooling fins increases, the output of the temperature detector 27 attached to the radiation surface of the cooling fins increases. It is becoming. The output of the temperature detector 27 and the output of the chip junction temperature rise adder 26 are input to the junction temperature adder 28, and the maximum junction temperature absolute value Δt j of the chip is calculated as follows.

【0058】 Δtj =ta +tigbt …(10) ここで、ta :温度検出器の出力信号、tigbt:チップ
ジャンクション温度上昇加算器の出力信号。
Δt j = t a + t igbt (10) where t a is an output signal of the temperature detector, and t igbt is an output signal of the chip junction temperature rise adder.

【0059】このΔtj が次のジャンクション温度コン
パレータ29に入力され保証可能最大温度Tj を越える
(Tj <Δtj )と、コンパレータ29の出力として
“H”の信号を出力する。又、コンパレータ29の出力
は、図7の29の所に入力されることになる。図7にお
いて、ゲートアレイ43のf1 端子が“H”の時はf1
の三角波キャリア周波数がGA内で設定されf2 端子が
“H”になるとGA内でf2 の三角波キャリア周波数に
設定される。コンパレータ29が検出していない時はN
ANDゲート41の入力のうち、コンパレータ29の信
号は“L”、そのもう一方の入力は常にプルアップ抵抗
40により“H”になっているため、NANDゲート4
1の出力は“H”となり、f1 端子が“H”、f2 端子
は“L”となっており、通常の三角波キャリア周波数f
1 で抑制される。
When this Δt j is input to the next junction temperature comparator 29 and exceeds the assurable maximum temperature T j (T j <Δt j ), the comparator 29 outputs an “H” signal. Further, the output of the comparator 29 is input to the portion 29 in FIG. 7, when f 1 terminal of the gate array 43 is "H" is f 1
Triangular wave carrier frequency of the f 2 terminal is set in the GA is set to a triangular wave carrier frequency f 2 in the GA becomes to "H". N when comparator 29 is not detecting
Of the inputs of the AND gate 41, the signal of the comparator 29 is "L" and the other input is always "H" by the pull-up resistor 40.
1 output becomes "H", f 1 terminal "H", f 2 pin contains a "L", the normal triangular wave carrier frequency f
Suppressed by 1 .

【0060】ところが、コンパレータ29が検出しその
出力が“H”になると、NANDゲート41の出力が
“L”となり、インバータゲート42の出力が“H”と
なることによりf1 端子が“L”、f2 端子が“H”と
なり三角波キャリア周波数はf2 に設定変更される。f
1 ,f2 の関係をf1 >f2 とすることによりコンパレ
ータ29が検出しチップジャンクション温度がTj <Δ
j の関係になると、三角波キャリア周波数を下げるこ
とが可能となる。この三角波キャリア周波数が下がると
いうことは(4)式で示すfC が下がることを意味し、
結局、平均スイッチングロスPswを小さくすることによ
り、チップ当り平均ロスQが下がりジャンクション温度
上昇を抑えて絶対ジャンクション温度Δtj を下げるこ
とができる。
[0060] However, if the detected output comparator 29 becomes "H", the output of NAND gate 41 becomes "L", the output of the inverter gate 42 is f 1 terminal by becomes "H""L" , f 2 terminal becomes "H" triangular wave carrier frequency is modified set to f 2. f
Comparator 29 detects that the relationship between 1 and f 2 is f 1 > f 2, and the chip junction temperature becomes T j
With the relationship of t j , it is possible to lower the triangular wave carrier frequency. A decrease in the triangular wave carrier frequency means a decrease in f C shown in equation (4).
Eventually, by reducing the average switching loss P sw , the average loss Q per chip is reduced, and the junction temperature rise is suppressed, and the absolute junction temperature Δt j can be reduced.

【0061】このようにコンパレータ29が検出した瞬
間より、三角波キャリア周波数を下げ損失を抑えること
によりΔtj の絶対温度を抑制できる。なお、図7の回
路はオペアンプ等のアナログ素子を使用しても実現でき
る。
As described above, the absolute temperature of Δt j can be suppressed by lowering the triangular wave carrier frequency and suppressing the loss from the moment detected by the comparator 29. Note that the circuit in FIG. 7 can also be realized by using an analog element such as an operational amplifier.

【0062】<第3の実施形態:請求項3に対応>第3
の実施形態を図1を参照して説明するが、第2の実施形
態で説明した三角波キャリア周波数以外の方法でジャン
クション絶対温度を下げる方法であり、以下これについ
て説明する。
<Third Embodiment: Corresponding to Claim 3> Third Embodiment
The second embodiment will be described with reference to FIG. 1. This is a method of lowering the absolute junction temperature by a method other than the triangular carrier frequency described in the second embodiment. This will be described below.

【0063】図1中ジャンクション温度コンパレータ2
9でTj <Δtj の関係を検出する方法までは、第2の
実施形態と同じであるが、ここではその出力をエレベー
タ速度設定器の中に入力する。
The junction temperature comparator 2 in FIG.
9 is the same as that of the second embodiment up to the method of detecting the relationship of T j <Δt j , but here the output is input to the elevator speed setting device.

【0064】この場合の動作について、図8を参照して
説明する。エレベータ速度パターン31が加速指令を出
し、エレベータが加速しようとした時、Dの時間が経過
した所でコンパレータ29が“H”を出力したとする
と、その時点より加速度設定を現状のα1 より破線で示
すα2 に変更することで、加速度の出力電流を抑制して
ジャンクション温度上昇を下げるようにしたものであ
る。
The operation in this case will be described with reference to FIG. When the elevator speed pattern 31 issues an acceleration command and the elevator attempts to accelerate, if the comparator 29 outputs “H” after the time of D has elapsed, the acceleration setting is changed from the current α 1 to the broken line from that point. by changing the alpha 2 shown in, in which the lower the junction temperature rise by suppressing an output current of the acceleration.

【0065】加速度をα1 からα2 に変えると、(1)
式で示す加速トルクTFLACC が下がるため、加速電流ピ
ーク値が下がりスイッチングロスPsw及びオンロスPon
が低減されジャンクション温度絶対値を抑制できる。
When the acceleration is changed from α 1 to α 2 , (1)
Since the acceleration torque T FLACC shown in the equation decreases, the peak value of the acceleration current decreases and the switching loss P sw and the on-loss P on
And the junction temperature absolute value can be suppressed.

【0066】<第4の実施形態:請求項4に対応>第4
の実施形態は、第3の実施形態と同じ構成でできるが、
第3の実施形態と異なるのは、エレベータ速度設定器1
からの速度パターンをコンパレータ29が検出した時点
より加速モードより減速モードに切換えエレベータを最
寄階に停止させるようにしたところである。
<Fourth Embodiment: Corresponding to Claim 4>
This embodiment can be configured in the same manner as the third embodiment,
The difference from the third embodiment is that the elevator speed setting device 1
Is switched from the acceleration mode to the deceleration mode from the point in time when the comparator 29 detects the speed pattern from, and the elevator is stopped at the nearest floor.

【0067】このような構成の第4の実施形態の動作に
ついて、図9を参照して説明する。図9(a)におい
て、速度パターン加速中であって、F時間経過時コンパ
レータ29が検出すると、その時点より速度設定器1に
おいて加速モードより減速モード(G)に切換えて最寄
階に着床させる。IGBTに流れる電流として、F期間
は、U相P側IGBT38のに対し実線のようにIGB
Tトランジスタ側に流しているが、コンパレータ29は
検出後は減速パターンに変わるため、回生モードとなり
破線のようなIGBTのFWD側に流れるようになり、
トランジスタ側のチップに対する損失はなくなり、ジャ
ンクション温度を下げることができる。
The operation of the fourth embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 9 (a), when the comparator 29 detects that the speed pattern is being accelerated and the F time has elapsed, the speed setting device 1 switches the mode from the acceleration mode to the deceleration mode (G) from that point and arrives at the nearest floor. Let it. As the current flowing through the IGBT, the F period is the same as that of the U-phase
Although the current flows to the T transistor, the comparator 29 changes to the deceleration pattern after the detection, so that the regenerative mode is set and the current flows to the FWD side of the IGBT as indicated by the broken line.
There is no loss to the transistor side chip, and the junction temperature can be reduced.

【0068】又、第4の実施形態おいて、ブレーキをか
ける方法について検出した瞬間より出力電流がゼロ及び
IGBTスイッチング動作を中止するため、当然ジャン
クション温度絶対値を下げることができる。
In the fourth embodiment, since the output current is zero and the IGBT switching operation is stopped from the moment when the method of applying the brake is detected, the absolute value of the junction temperature can be naturally reduced.

【0069】<第5の実施形態:請求項5に対応>第5
の実施形態は、図1に示す実施形態とほぼ同一構成であ
り、異なる点は、第1の実施形態で記載したオンロスP
onの演算に関し力行・回生モードでの演算方法であり、
以下これについて記載する。図1中19は速度設定器1
と速度検出器15の出力を入力し、偏差信号を出力する
速度加算器2の出力を入力して力行・回生モードを検出
する力行・回生モード検出器で、モード検出器19の出
力は、オンロス演算器21に入力される。
<Fifth Embodiment: Corresponding to Claim 5> Fifth Embodiment
This embodiment has almost the same configuration as the embodiment shown in FIG. 1, and differs from the embodiment shown in FIG.
This is a calculation method in the powering / regeneration mode for the calculation of on.
This will be described below. 1 in FIG. 1 is a speed setting device 1
And the output of the speed detector 15 and the output of the speed adder 2 for outputting the deviation signal. The output of the mode detector 19 is a powering / regenerative mode detector for detecting the powering / regenerative mode. The data is input to the arithmetic unit 21.

【0070】この実施形態における演算方法について、
図10により説明する。力行・回生モード検出器19が
力行モードであることを検出した時は、図10(a),
(b),(c)のようになる。即ち、U相P側IGBT
38に対してはIU 電流の実線が矢印の向きに流れ、I
GBT39に対しては電流IU の破線が矢印の向きに流
れる。
The calculation method in this embodiment is as follows.
This will be described with reference to FIG. When the powering / regeneration mode detector 19 detects that it is in the powering mode, FIG.
(B) and (c) are obtained. That is, the U-phase P-side IGBT
38, the solid line of the I U current flows in the direction of the arrow,
Flows dashed current I U is in the direction of arrow against GBT39.

【0071】例えば、実線の電流について説明すると、
三角波発生器7の三角波出力と、電流演算器6の電流指
令値を、コンパレータ9を通して出力されたコンパレー
タ9の出力(U相P側IGBT38の点弧信号)に対
し、コンパレータ9の出力がオン時IGBT38のトラ
ンジスタ側にIGBT電流が流れる[図10(c)のパ
ルス幅の広い凸部]。
For example, the current of the solid line will be described.
The triangular wave output of the triangular wave generator 7 and the current command value of the current calculator 6 are compared with the output of the comparator 9 (the firing signal of the U-phase P-side IGBT 38) output through the comparator 9 when the output of the comparator 9 is turned on. An IGBT current flows on the transistor side of the IGBT 38 [a convex portion having a large pulse width in FIG. 10C].

【0072】又、コンパレータ9の出力がオフ時、V相
N側IGBT39のFWDに電流が流れる[図10
(c)のパルス幅の狭い凸部]。従って、この場合コン
パレータ9の出力のオン区間とIGBTオンが一緒にな
るため、コンパレータ9の出力がオンしている間のオン
ロスを演算する。
When the output of the comparator 9 is off, a current flows through the FWD of the V-phase N-side IGBT 39 [FIG.
(C) Projection with narrow pulse width]. Therefore, in this case, the ON period of the output of the comparator 9 and the IGBT ON are combined, so that the ON loss is calculated while the output of the comparator 9 is ON.

【0073】さらに、力行・回生モード検出器19が回
生モードを検出した時は、図10(d),(e),
(f)のようになる。即ち、IGBT38に対してはI
U 電流の破線が矢印の向きに流れ、IGBT39に対し
てはIU 電流の実線が矢印の向きに流れる。例えば破線
の電流について説明するとコンパレータ9の出力(IG
BT38の点弧信号)に対し、(IGBT39の点弧信
号)は反転信号となる。このIGBT39の点弧信号が
オン指令の時、IGBT39のトランジスタ側にIGB
T電流が流れる[図10(f)のパルス幅の広い凸
部]。又、IGBT39の点弧信号がオフ指令の時IG
BT38のFWDに電流が流れる[図10(f)のパル
ス幅の狭い凸部]。
Further, when the powering / regenerative mode detector 19 detects the regenerative mode, FIG. 10 (d), (e),
(F). That is, I for the IGBT 38
Flow dashed U current in the direction of arrows, flows in the direction of the solid line I U current arrow for IGBT39. For example, the current indicated by the broken line will be described.
The firing signal of the IGBT 39 is an inverted signal of the firing signal of the BT 38. When the ignition signal of the IGBT 39 is an ON command, the IGB 39
A T current flows [a convex portion having a wide pulse width in FIG. 10 (f)]. When the ignition signal of the IGBT 39 is an OFF command,
A current flows through the FWD of the BT 38 [a convex portion having a narrow pulse width in FIG. 10 (f)].

【0074】これはコンパレータ9の出力に対しては、
コンパレータ9の出力がオフしている時に、IGBT3
9に電流が流れることになる。従って、回生モードの場
合、コンパレータ9の出力のオフ区間とIGBTオンが
一緒のタイミングとなるため、コンパレータ9の出力が
オフしている時のオンロスを演算する。
This corresponds to the output of the comparator 9
When the output of the comparator 9 is off, the IGBT 3
9 will flow. Therefore, in the case of the regenerative mode, the off period of the output of the comparator 9 and the IGBT on are at the same timing, so that the on-loss when the output of the comparator 9 is off is calculated.

【0075】このようにコンパレータ9の出力の1つの
信号だけをトリガ条件として力行・回生いずれにおいて
も正確にオンロスが演算できる。 <第6の実施形態:請求項6に対応>第6の実施形態
は、構成が図1とほぼ同じであるが、異なる点はオンロ
スの演算方法であり、これについて図11を参照して説
明する。デジタル制御でオンロスを計算する場合、演算
周期が離散的になるため連続的なオンロス演算ができな
い。従って、図11に示すようにオンロスの演算周期を
Δtごとに実施するようにし、それぞれの演算周期で演
算したオンロスを加算することで、コンパレータ9の出
力でのオンパルスに対するトータル損失Pton(J)を演算
する。図11のモードにおける演算方法を(6)式を用
いて以下に示す。
As described above, the ON loss can be accurately calculated in both power running and regeneration using only one signal of the output of the comparator 9 as a trigger condition. <Sixth Embodiment: Corresponding to Claim 6> The sixth embodiment has a configuration substantially the same as that of FIG. 1, but differs in an on-loss calculation method, which will be described with reference to FIG. I do. When calculating on-loss by digital control, continuous on-loss calculation cannot be performed because the calculation cycle is discrete. Therefore, as shown in FIG. 11, the on-loss calculation cycle is performed for each Δt, and the on-loss calculated in each calculation cycle is added, so that the total loss P ton (J) for the on-pulse at the output of the comparator 9 is obtained. Is calculated. The calculation method in the mode of FIG. 11 is described below using equation (6).

【0076】[0076]

【数2】 (Equation 2)

【0077】この演算方法によるデジタル制御によるオ
ンロス演算も比較的正確に演算することができる。 <第7の実施形態:請求項7に対応>第7の実施形態
は、構成が図1とほぼ同じであるが、異なる点はオンロ
スの演算方法であり、以下これについて図12を参照し
て説明する。オンロスの演算方法は、第6の実施形態と
は異なり、アナログ回路によりオンロスを演算する方法
である。図中45はインバータゲート、46,52はア
ナログ信号の入力を行なうFET等のアナログスイッ
チ、48は0Vに接続されるプルダウン抵抗、47,5
6は負電圧VEEに接続されるプルダウン抵抗、49は図
5のようなIC とVCEの関係を出力する関数発生器、5
0は瞬時オンロスを演算する乗算器、51はオペアンプ
55の入力抵抗、53はコンデンサ54の放電抵抗であ
る。
The on-loss calculation by digital control according to this calculation method can also be performed relatively accurately. <Seventh Embodiment: Corresponding to Claim 7> The seventh embodiment has substantially the same configuration as that of FIG. 1, but differs in an on-loss calculation method. Hereinafter, this will be described with reference to FIG. explain. Unlike the sixth embodiment, the on-loss calculation method is a method of calculating the on-loss by an analog circuit. In the figure, 45 is an inverter gate, 46 and 52 are analog switches such as FETs for inputting analog signals, 48 is a pull-down resistor connected to 0 V, 47 and 5
6 is a pull-down resistor connected to the negative voltage V EE , 49 is a function generator that outputs the relationship between I C and V CE as shown in FIG.
0 is a multiplier for calculating instantaneous on-loss, 51 is an input resistance of an operational amplifier 55, and 53 is a discharge resistance of a capacitor 54.

【0078】この図12の回路の動作について説明す
る。今コンパレータ9の出力が“H”となると、アナロ
グスイッチ46がオンし、アナログスイッチ52はオフ
する。アナログスイッチ46がオンすることにより、電
流検出器13の信号が関数発生器49に入力されること
により、図5で示されるVCE(sat) 電圧が出力される。
このVCE(sat) 電圧及び電流検出器13の信号が乗算器
50に入力され、Pt =IC ×VCE(sat) が演算されP
t が演算されPt が出力される。
The operation of the circuit shown in FIG. 12 will be described. When the output of the comparator 9 becomes “H”, the analog switch 46 is turned on and the analog switch 52 is turned off. When the analog switch 46 is turned on, the signal of the current detector 13 is input to the function generator 49, and the V CE (sat) voltage shown in FIG. 5 is output.
The V CE (sat) voltage and the signal of the current detector 13 are input to the multiplier 50, and P t = I C × V CE (sat) is calculated.
t is calculated and Pt is output.

【0079】このPt の信号を51,54,55で構成
する積分回路に入力してオンしている関数と積分を継続
していく。そして、コンパレータ9の出力がオフになる
と、アナログスイッチ46がオフすることにより、電流
検出器13からの信号がなくなり、0Vとなって乗算器
50の出力が0となることにより積分を中止する。これ
と同時にアナログスイッチ52がオンするため、コンデ
ンサ54にチャージされた電荷は放電抵抗53を通って
放電し、オペアンプ55の出力はクリアされる。積分さ
れている間に、電流検出器13の出力電流が変化する
と、それに伴い乗算器50の出力も一緒に変化するた
め、正確なオンロス演算を行なうことができる。
[0079] to continue the integration and functions that are turned on in input to the integration circuit constituting the signal of the P t in 51,54,55. Then, when the output of the comparator 9 is turned off, the analog switch 46 is turned off, so that the signal from the current detector 13 disappears. When the output becomes 0 V and the output of the multiplier 50 becomes 0, the integration is stopped. At the same time, since the analog switch 52 is turned on, the electric charge charged in the capacitor 54 is discharged through the discharge resistor 53, and the output of the operational amplifier 55 is cleared. If the output current of the current detector 13 changes during the integration, the output of the multiplier 50 changes accordingly, so that accurate on-loss calculation can be performed.

【0080】<第8の実施形態:請求項8に対応>第8
の実施形態は、構成が図1とほぼ同じであるが、異なる
点はスイッチングロス演算方法であり、以下これについ
て図3を参照して説明する。
<Eighth Embodiment: Corresponding to Claim 8>
Although the configuration of this embodiment is almost the same as that of FIG. 1, a different point is a switching loss calculation method, which will be described below with reference to FIG.

【0081】コンパレータ9の出力がオン指令を出した
瞬間の電流値を読み込み、その電流値に基づきEon1
off1を同時に演算し、そのオンパルスに対するスイッ
チングロスPtsw1をPtsw =Eon1 +Eoff1により求め
る。コンパレータ9の出力がオフする時は何の演算も行
わない。次に又、オンパルスが入ってくると新しいスイ
ッチングロスPtsw2をPtsw2=Eon2 +Eoff2により求
める。このようにすることで演算の簡略化を図ることが
できる。
The current value at the moment when the output of the comparator 9 issues the ON command is read, and based on the current value, E on1 ,
Calculates the E off1 simultaneously determine the switching loss P TSW1 for the on-pulse by P tsw = E on1 + E off1 . When the output of the comparator 9 turns off, no operation is performed. Then also, when the on-pulse comes in a new switching loss P tsw2 determined by P tsw2 = E on2 + E off2 . In this way, the calculation can be simplified.

【0082】<第9の実施形態:請求項9に対応>第9
の実施形態は、構成が図1とほぼ同じであるが、異なる
点はスイッチングロス演算方法であり、以下これについ
て図13を参照して説明する。
<Ninth Embodiment: Corresponding to Claim 9> Ninth Embodiment
Although the configuration of this embodiment is almost the same as that of FIG. 1, a different point is a switching loss calculation method, which will be described below with reference to FIG.

【0083】インバータ装置12より実際出力される電
流は負荷側のインダクタンスにもよるが、図13のよう
にわずかずつ増減している。従ってここでは、コンパレ
ータ9の出力の立ち下がりエッチの時の電流に対しスイ
ッチングオンロスEonを、又、コンパレータ9の出力の
立ち上がりエッチの時の電流に対しスイッチングオフロ
スを演算するようにする。演算式として(2)式より以
下のようになる。
The current actually output from the inverter device 12 slightly increases and decreases as shown in FIG. 13, although it depends on the inductance on the load side. Here, therefore, the switching-on losses E on to current when falling etch of the output of the comparator 9, also with respect to current at the rising etch of the output of the comparator 9 so as to calculate the switching-off losses. The arithmetic expression is as follows from Expression (2).

【0084】Eon1 =aI1 3 +bI1 2 +cI1 +d Eoff1=eI2 3 +fI2 2 +gI2 +h Eon 2 =aI3 3 +bI3 2 +cI3 +d Eoff2=eI4 3 +fI4 2 +gI4 +h これによりEon,Eoff の演算結果が正確となり精度の
よいスイッチングロスを演算することができる。
[0084] E on1 = aI 1 3 + bI 1 2 + cI 1 + d E off1 = eI 2 3 + fI 2 2 + gI 2 + h E on 2 = aI 3 3 + bI 3 2 + cI 3 + d E off2 = eI 4 3 + fI 4 2 + gI 4 + h As a result, the calculation results of E on and E off become accurate, and a highly accurate switching loss can be calculated.

【0085】<第10の実施形態:請求項10に対応>
第10の実施形態は、エレベータ制御装置において、使
用される昇圧,回生,一定電圧制御を行うコンバータ装
置であって、コンバータ装置を構成している例えばIG
BTのごときパワー素子に、前述の実施形態で説明した
インバータ装置のジャンクション温度上昇演算装置を設
けたものである。
<Tenth Embodiment: Corresponding to Claim 10>
The tenth embodiment is a converter device that performs boosting, regeneration, and constant voltage control used in an elevator control device.
A power element such as a BT is provided with the junction temperature rise calculation device of the inverter device described in the above embodiment.

【0086】これは、具体的には、図17に示す構成で
あって、整流器35の代りに、昇圧,回生,一定電圧制
御を行うコンバータ装置があり、このコンバータ装置の
パワー素子に、図1のスイッチングロス演算器20、オ
ンロス演算器21、平均スイッチングロス演算器22、
平均定常オンロス演算器23、スイッチングオンロス加
算器24、チップ当り平均ロス演算器25、チップジャ
ンクション温度上昇加算器26、サーミスタ27、ジャ
ンクション温度加算器28、ジャンクション温度コンパ
レータ29からなるジャンクション温度上昇演算装置を
設けたものである。これ以外の点は、図1と同一構成と
なっている。
More specifically, the converter shown in FIG. 17 has a converter device that performs step-up, regeneration, and constant voltage control in place of the rectifier 35. Switching loss calculator 20, on-loss calculator 21, average switching loss calculator 22,
Junction temperature rise calculation device including average steady-state on-loss calculator 23, switching on-loss adder 24, average loss per chip calculator 25, chip junction temperature rise adder 26, thermistor 27, junction temperature adder 28, junction temperature comparator 29 Is provided. Other points are the same as those in FIG.

【0087】以上述べた第10の実施形態にあっては、
インバータ装置はもちろんコンバータ装置に対しても信
頼性の向上装置の小形化を図ることができる。 <第11の実施形態:請求項11に対応>第11の実施
形態は、サーミスタ等の温度検出器の代わりにサーモス
タット等の設定温度検出を行なう設定温度検出器を設け
て検出した時のみジャンクション温度絶対値が演算され
るようにすることでサーミスタ等出力に対する検出回路
が不要となり回路の簡略化及び検出器自体の低コスト化
を図ることができる。
In the tenth embodiment described above,
The reliability improvement device can be downsized not only for the inverter device but also for the converter device. <Eleventh Embodiment: Corresponding to Claim 11> The eleventh embodiment is provided with a junction temperature only when a set temperature detector for detecting a set temperature such as a thermostat is provided instead of a temperature detector such as a thermistor. By calculating the absolute value, a detection circuit for an output such as a thermistor is not required, so that the circuit can be simplified and the cost of the detector itself can be reduced.

【0088】<第12の実施形態:請求項12に対応>
第12の実施形態は、図1に示す19〜29の符号の装
置を1相分のみに対し設けてその設けた相でチップジャ
ンクション温度が保証可能最大温度を越えたら全相に対
してジャンクション温度を下げる手段を実施するように
する。これにより1相分のみの簡単な回路構成で本特許
で示すジャンクション温度に対する保護が可能となる。
<Twelfth Embodiment: Corresponding to Claim 12>
In the twelfth embodiment, the devices indicated by reference numerals 19 to 29 shown in FIG. 1 are provided for only one phase, and when the chip junction temperature exceeds the assurable maximum temperature in the provided phase, the junction temperature for all phases is increased. Means to lower As a result, protection against the junction temperature shown in the present patent can be achieved with a simple circuit configuration of only one phase.

【0089】<第13の実施形態:請求項13に対応>
第13の実施形態は、図14に示す。図中図1と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。図中、5
6は図1での20〜29までの構成要素を含むU相用ジ
ャンクション温度演算装置、同様に57はV相、58は
W相用ジャンクション温度演算装置である。59はOR
ゲート、60はインバータ装置12の出力電流のうち2
相の電流を検出する電流検出器13へ出力を2相/3相
に変換する検出電流2相/3相変換装置である。この回
路の動作を説明する。コンパレータ9の出力のうちU相
電圧出力指令をU相ジャンクション温度演算装置に入力
しチップジャンクション温度が保証可能最大温度を越え
ると56より“H”信号が出力されこれがORゲート5
9に入力されるとその出力が“H”となりジャンクショ
ン温度が許容値を越えたものとしてジャンクション温度
を下げる手段が実施される。
<Thirteenth Embodiment: Corresponding to Claim 13>
The thirteenth embodiment is shown in FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, 5
Reference numeral 6 denotes a U-phase junction temperature calculation device including components 20 to 29 in FIG. 1, and similarly, 57 denotes a V-phase junction temperature calculation device and 58 denotes a W-phase junction temperature calculation device. 59 is OR
The gate 60 has two of the output currents of the inverter device 12.
This is a detection current two-phase / three-phase conversion device that converts an output to a current detector 13 that detects a phase current into two-phase / three-phase. The operation of this circuit will be described. The U-phase voltage output command among the outputs of the comparator 9 is input to the U-phase junction temperature calculating device, and when the chip junction temperature exceeds the assurable maximum temperature, an "H" signal is output from 56, which is the OR gate 5
9, the output becomes "H" and the means for lowering the junction temperature is implemented assuming that the junction temperature exceeds the allowable value.

【0090】V相,W相についても同様である。これに
より万一相による電流アンバランスが生じた時にも全相
同時に監視されているため確実にジャンクション温度異
常が検出できる。
The same applies to the V phase and the W phase. In this way, even when a current imbalance occurs due to a phase, all the phases are simultaneously monitored, so that an abnormal junction temperature can be reliably detected.

【0091】<第14の実施形態:請求項14に対応>
第14の実施形態は、図15に示す。図中61はU相ア
ームのIGBTを実装したU相インバータスタック、6
2はV相インバータスタック、63はW相インバータス
タックである。
<Fourteenth Embodiment: Corresponding to Claim 14>
The fourteenth embodiment is shown in FIG. In the figure, reference numeral 61 denotes a U-phase inverter stack mounted with a U-phase arm IGBT, 6
2 is a V-phase inverter stack, and 63 is a W-phase inverter stack.

【0092】又、64はU相冷却器放熱面に取付けたU
相用温度検出器、65はV相用温度検出器、66はW相
用温度検出器である。67は前記64,65,66の温
度検出器の信号を入力して最も大きい値を出力する最大
信号検出器、68は19〜29の構成要素を有するジャ
ンクション温度演算装置である。この動作として64,
65,66からの検出温度に対し67で最大値を選びそ
の最大検出温度に対しU−W相いずれかの相に設けたジ
ャンクション温度演算装置に入力してジャンクション温
度を演算するようにしたものである。これにより相ごと
に別々に設けた冷却器のバラツキがある場合、その最も
温度が高い冷却器の温度をベースにしてジャンクション
温度を演算することができる。
Further, reference numeral 64 denotes a U attached to the heat radiation surface of the U-phase cooler.
A phase temperature detector, 65 is a V-phase temperature detector, and 66 is a W-phase temperature detector. Reference numeral 67 denotes a maximum signal detector which receives the signals of the 64, 65, and 66 temperature detectors and outputs the largest value, and 68 denotes a junction temperature calculator having 19 to 29 components. This operation is 64,
A maximum value is selected at 67 with respect to the detected temperatures from 65 and 66, and the maximum detected temperature is input to a junction temperature calculator provided in one of the U-W phases to calculate the junction temperature. is there. Thus, when there is variation in the coolers provided separately for each phase, the junction temperature can be calculated based on the temperature of the cooler having the highest temperature.

【0093】<第15の実施形態:請求項15に対応>
第15の実施形態は、図16に示す。これは、図14と
図16の回路を組み合わせたものでU相に対してはU相
用温度検出器64の出力をV相用ジャンクション温度演
算装置56に入力し、ジャンクション温度を演算するよ
うにしたものである。V相,W相についても同様であ
る。これにより相ごとの冷却器温度バラツキ、電流バラ
ツキによるジャンクション温度を個別に監視することが
できる。
<Fifteenth Embodiment: Corresponding to Claim 15>
The fifteenth embodiment is shown in FIG. This is a combination of the circuits of FIG. 14 and FIG. 16. For the U-phase, the output of the U-phase temperature detector 64 is input to the V-phase junction temperature calculator 56 to calculate the junction temperature. It was done. The same applies to the V phase and the W phase. This makes it possible to individually monitor the junction temperature due to the cooler temperature variation and the current variation for each phase.

【0094】以上述べた本発明の実施形態によれば、
レベータ加速時の低周波大電流通電時の過渡的なジャン
クション温度に対し、瞬時瞬時のオンロス及びスイッチ
ングロスを求め、それらのトータル損失より瞬時におけ
るジャンクション温度上昇を演算して更にIGBT取付
面の温度を加算することにより、瞬時におけるジャンク
ションの絶対温度を演算することにより、その演算され
たジャンクション温度が保証可能最大温度を越えた時点
で三角波のキャリア周波数を下げたり加速度を下げ通電
電流を下げ下りしてジャンクション温度絶対値を低減す
ることが可能となる。この結果、IGBTチップ異常加
熱によって生じる熱暴走で破損することが防げるように
なるためインバータ装置と信頼性が高くなるとともに、
放熱器に対し、IGBTチップ温度ぎりぎりの所まで使
用することができるようになるため、放熱器自体を小形
化することができ低コスト、小形化も実現することが可
能となる。
According to the embodiment of the present invention described above , instantaneous instantaneous on-loss and switching loss are obtained for a transient junction temperature when a low-frequency large current is applied during acceleration of an elevator, and the instantaneous on-loss and switching loss are obtained from the total loss. Ri by the adding the temperature of the junction temperature rise further IGBT mounting surface by calculating in, by calculating the absolute temperature of the junk <br/> sucrose emissions at instantaneous, the computed junction temperature can guarantee When the temperature exceeds the maximum temperature, the carrier frequency of the triangular wave can be reduced or the acceleration can be reduced to reduce the energizing current to lower the absolute value of the junction temperature. As a result, it is possible to prevent breakage due to thermal runaway caused by abnormal heating of the IGBT chip, thereby improving reliability with the inverter device and
Against the radiator, because that makes it possible to use up to the I GBT chip temperature barely, it is possible also to achieve a low-cost, compact can be downsized discharge heat sink itself.

【発明の効果】本発明によれば、インバータ装置等の電
力変換装置を構成しているパワー素子のジャンクション
温度上昇を抑制でき、パワー素子内チップの熱暴走によ
る熱損を防止できるエレベータ制御装置を提供すること
ができる。
According to the present invention, the power of an inverter device or the like can be obtained.
Junction of power element that constitutes force converter
Temperature rise can be suppressed and thermal runaway of the chip inside the power device
To provide an elevator control device capable of preventing heat loss
Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるエレベータ制御装置の実施形態を
示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an elevator control device according to the present invention.

【図2】図1のインバータのIGBTのスイッチング時
の損失特性カーブを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a loss characteristic curve at the time of switching of the IGBT of the inverter of FIG. 1;

【図3】図1のスイッチングロス演算方法を説明するた
めの図。
FIG. 3 is a diagram for explaining a switching loss calculation method in FIG. 1;

【図4】図1のインバータ1アームに流れる電流を表し
た図。
FIG. 4 is a diagram showing a current flowing through one arm of the inverter of FIG. 1;

【図5】図1のIGBTオン時のVCE−IC 特性カーブ
を示す図。
FIG. 5 shows a V CE -I C characteristic curve when IGBT ON of FIG.

【図6】図1のオンロス演算方法を説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining the on-loss calculation method of FIG. 1;

【図7】本発明によるエレベータ制御装置の第2の実施
形態を説明するための三角波キャリア周波数設定変更回
路例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a triangular wave carrier frequency setting change circuit for describing an elevator control device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明によるエレベータ制御装置の第3の実施
形態を説明するための速度パターンを変更する方法の説
明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of changing a speed pattern for describing an elevator control device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明によるエレベータ制御装置の第4の実施
形態を説明するための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図10】本発明によるエレベータ制御装置の第5の実
施形態を説明するための図。
FIG. 10 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図11】本発明によるエレベータ制御装置の第6の実
施形態を説明するためのデジタル制御によりオンロスを
演算する方法の説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for calculating an on-loss by digital control for explaining a sixth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図12】本発明によるエレベータ制御装置の第7の実
施形態を説明するためのアナログ素子によりオンロスを
演算する構成を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration for calculating an on-loss by an analog element for explaining a seventh embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図13】本発明によるエレベータ制御装置の第9の実
施形態を説明するためのスイッチングロスを演算する方
法の説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a method of calculating a switching loss for explaining a ninth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図14】本発明によるエレベータ制御装置の第13の
実施形態を説明するための要部のみを示すブロック図。
FIG. 14 is a block diagram showing only essential parts for explaining a thirteenth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図15】本発明によるエレベータ制御装置の第14の
実施形態を説明するための要部のみを示すブロック図。
FIG. 15 is a block diagram showing only essential parts for explaining a fourteenth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図16】本発明によるエレベータ制御装置の第15の
実施形態を説明するための要部のみを示すブロック図。
FIG. 16 is a block diagram showing only essential parts for explaining a fifteenth embodiment of the elevator control device according to the present invention.

【図17】従来のエレベータ制御装置の一例を示す概略
構成図。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional elevator control device.

【図18】図17によるエレベータ制御装置の運転特性
データを示す図。
18 is a diagram showing operating characteristic data of the elevator control device according to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エレベータ速度設定器、2…速度加算器、3…速度
演算器、4…荷重信号加算器、5…電流加算器、6…電
流演算器、7…三角波発生器、8…三角波設定器、9…
コンパレータ、10…デッドタイム補正器、11…ゲー
トドライブ装置、12…インバータ装置、13…電流検
出器、14…三相誘導電動機、15…速度検出器、16
…カウンタウェイト、17…エレベータかご、18…荷
重検出器、19…力行・回生モード検出器、20…スイ
ッチングロス演算器、21…オンロス演算器、22…平
均スイッチングロス演算器、23…平均定常オンロス演
算器、24…IGBTスイッチングオンロス加算器、2
5…チップ当り平均ロス演算器、26…チップジャンク
ション温度上昇加算器、27…サーミスタ、28…ジャ
ンクション温度加算器、29…ジャンクション温度コン
パレータ、30…シーブ、31…エレベータ速度パター
ン、32…トルク指令信号、33…出力電流、34…三
相交流電源、35…整流器、36…平滑コンデンサ、3
7…サーモスタット。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Elevator speed setter, 2 ... Speed adder, 3 ... Speed calculator, 4 ... Load signal adder, 5 ... Current adder, 6 ... Current calculator, 7 ... Triangle wave generator, 8 ... Triangle wave setter, 9 ...
Comparator, 10 dead time corrector, 11 gate drive device, 12 inverter device, 13 current detector, 14 three-phase induction motor, 15 speed detector, 16
... Counter weight, 17 ... Elevator car, 18 ... Load detector, 19 ... Powering / regenerative mode detector, 20 ... Switching loss calculator, 21 ... On-loss calculator, 22 ... Average switching loss calculator, 23 ... Average steady on-loss Arithmetic unit, 24 IGBT switching on-loss adder, 2
5: Average loss per chip calculator, 26: Chip junction temperature rise adder, 27: Thermistor, 28: Junction temperature adder, 29: Junction temperature comparator, 30: Sheave, 31: Elevator speed pattern, 32: Torque command signal 33, output current, 34, three-phase AC power supply, 35, rectifier, 36, smoothing capacitor, 3
7 ... Thermostat.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B66B 1/00 - 1/52 H02P 7/63 302 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B66B 1/00-1/52 H02P 7/63 302

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エレベータかごを上下方向に運転する交
流電動機を駆動制御するインバータ装置を有するエレベ
ータ制御装置において、 前記インバータ装置内半導体パワー素子がオンするとき
のパルスエッジが入った時をトリが条件としてその時の
瞬時電流を読み込むことによりスイッチングロスを演算
するスイッチングロス演算器と、 前記半導体パワー素子がオンし、一定電流が流れている
時の瞬時のオンロスを演算するオンロス演算器と、 を備え、これらスイッチングロス及びオンロスを加算
し、前記パワー素子のトータルロスを演算し、これによ
瞬時のジャンクション温度上昇を推定し、このジャン
クション温度が前記パワー素子の許容温度を越えたと
き、前記交流電動機を停止させるようにしたことを特徴
とするエレベータ制御装置。
1. An elevator control device having an inverter device for driving and controlling an AC motor for operating an elevator car in a vertical direction, wherein a semiconductor power element in the inverter device is turned on.
A switching loss calculator that calculates a switching loss by reading the instantaneous current at that time when the bird enters the pulse edge as a condition, and the instantaneous state when the semiconductor power element is turned on and a constant current flows. And an on-loss calculator that calculates on-loss, and adds these switching loss and on-loss.
Then, the total loss of the power element is calculated, and
Ri and estimates the instantaneous junction temperature rise, the junction temperature exceeds the allowable temperature before Symbol power element
Wherein the AC motor is stopped .
【請求項2】 エレベータかごを上下方向に運転する交
流電動機を駆動制御するインバータ装置と、 前記電動機の回転速度を検出する速度検出器を設けて速
度マイナループ制御を行なう速度制御装置と、 前記電動機に流れる電流を検出する電流検出器を設けて
電流マイナループ制御を行なう電流制御装置と、 PWM制御を行なうための三角波信号を発生する装置及
び設定装置と、 前記電流制御装置の出力信号と三角波信号をコンパレー
トし、更に信号のデットタイムを作成する電圧制御装置
と、 前記電圧制御装置の信号をインバータ装置の各半導体パ
ワー素子に供給するゲートドライブ装置を有するエレベ
ータ制御装置において、 前記インバータ装置内半導体パワー素子がオンするとき
のパルスエッジが入った時をトリガ条件としてその時の
電流と損失の関係を1次以上の近似多項式に表わし、電
流検出器からの出力信号と前記近似多項式より瞬時のス
イッチングロスを演算するスイッチングロス演算器と、 前記半導体パワー素子がオンし、一定電流が流れている
時の電流とパワー素子間主回路飽和電圧の関係を1次以
上の近似多項式で表わし、前記電流検出器からの信号信
号と前記近似多項式より瞬時のオンロスを演算するオン
ロス演算器と、 前記スイッチングロス演算器の出力信号と前記設定装置
からの周波数に基づきスイッチングロスの平均を演算す
る平均スイッチングロス演算器と、 前記オンロス演算器の出力信号と前記速度検出器から検
出されるインバータ出力周波数に基づきオンロスの平均
値を演算する平均定常オンロス演算器と、 前記平均スイッチングロス演算器及び平均定常オンロス
演算器の出力信号を加算し半導体パワー素子内チップ当
りの平均ロスを演算するチップ当り平均ロス演算器と、 前記チップと放熱面の過渡熱抵抗と前記チップ当り平均
ロス演算器出力よりチップでのジャンクション温度上昇
を加算していくチップジャンクション温度上昇加算器
と、 を備え、該チップジャンクション温度上昇加算器の出力
が前記半導体パワー素 子の許容温度を越えたとき前記交
流電動機を停止させるようにしたことを特徴とするエレ
ベータ制御装置。
2. An inverter device for driving and controlling an AC motor for operating an elevator car in a vertical direction; a speed control device for providing a speed detector for detecting a rotation speed of the motor to perform a speed minor loop control; A current control device for performing a current minor loop control by providing a current detector for detecting a flowing current; a device and a setting device for generating a triangular wave signal for performing PWM control; and compiling an output signal and a triangular wave signal of the current control device. An elevator control device comprising: a voltage control device for generating a signal; and a gate drive device for supplying a signal of the voltage control device to each semiconductor power device of the inverter device. Turns on
The relationship between the current and the loss at that time is defined as a first-order or higher approximation polynomial, and the instantaneous switching loss is calculated from the output signal from the current detector and the approximation polynomial. An arithmetic unit and the semiconductor power element is turned on, and the relation between the current and the main circuit saturation voltage between the power elements when a constant current is flowing is represented by a first-order or higher approximation polynomial, and a signal signal from the current detector and An on-loss calculator for calculating an instantaneous on-loss from the approximation polynomial; an average switching loss calculator for calculating an average of switching losses based on an output signal of the switching loss calculator and a frequency from the setting device; and the on-loss calculator. Average value for calculating an average value of on-loss based on the output signal of the inverter and the inverter output frequency detected from the speed detector. An on-loss calculator, an average loss-per-chip calculator that adds output signals of the average switching loss calculator and the average steady-state on-loss calculator and calculates an average loss per chip in the semiconductor power element; A chip junction temperature rise adder for adding the junction temperature rise at the chip from the thermal resistance and the output of the average loss calculator per chip , and the output of the chip junction temperature rise adder
The exchange time but exceeding the allowable temperature of the semiconductor power element
An elevator control device characterized by stopping a flow motor .
【請求項3】 請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記インバータ装置の半導体パワー素子を取付ける冷却
器の放熱面に取付けたサーミスタ等のリニアリティに温
度検出可能な温度検出器と、 前記チップジャンクション温度上昇加算器出力と前記温
度検出器出力を加算するジャンクション温度加算器と、 前記ジャンクション温度加算器出力を入力して半導体パ
ワー素子の保証可能最大温度と比較するジャンクション
温度コンパレータと、 を有し、前記ジャンクション温度コンパレータが保証可
能最大温度を越えていることを検出した時、前記設定器
装置の周波数設定値を下げるように設定変更することに
よりスイッチングロスを低減し、ジャンクション温度を
下げるようにしたことを特徴とするエレベータ制御装
置。
3. The elevator control device according to claim 2, wherein a temperature detector capable of linearly detecting a temperature of a thermistor or the like mounted on a heat radiating surface of a cooler for mounting the semiconductor power element of the inverter device, and the chip junction. A junction temperature adder for adding the output of the temperature rise adder and the output of the temperature detector, and a junction temperature comparator for receiving the output of the junction temperature adder and comparing the output with the assurable maximum temperature of the semiconductor power device. When the junction temperature comparator detects that the temperature exceeds the assurable maximum temperature, the switching loss is reduced by changing the setting so as to lower the frequency setting value of the setting device, thereby reducing the junction temperature. An elevator control device characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 請求項3に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記ジャンクション温度コンパレータが動作し、ジャン
クション温度が保証可能最大温度を越えていることを検
出した時、前記速度制御装置内に含まれるエレベータ速
度設定器の加速度又は減速度を下げるように設定変更す
ることによりスイッチングロス及びオンロスを低減し、
ジャンクション温度を下げるようにしたことを特徴とす
るエレベータ制御装置。
4. The elevator control device according to claim 3, wherein the junction temperature comparator operates and detects that the junction temperature exceeds a maximum assurable temperature, and the elevator included in the speed control device. Switching loss and ON loss are reduced by changing the setting so as to lower the acceleration or deceleration of the speed setting device,
An elevator control device characterized by lowering a junction temperature.
【請求項5】 請求項3に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記ジャンクション温度コンパレータが動作し、ジャン
クション温度が保証可能最大温度を越えていることを検
出した時、エレベータが加速モードで運転している場
合、検出した瞬間より前記速度制御装置内に含まれるエ
レベータ速度設定器の設定を加速モードより減速モード
にしてあるいは、前記電動機に対し電磁ブレーキをかけ
一旦停止させるようにし、一定時間経過又は前記温度検
出器の温度出力が一定の設定値以下になった後で再起動
をかけ、エレベータ運転を継続するようにしたことを特
徴とするエレベータ制御装置。
5. The elevator control device according to claim 3, wherein the junction temperature comparator operates to detect that the junction temperature exceeds a maximum assurable temperature, and the elevator is operated in an acceleration mode. In the case, from the moment of detection, the setting of the elevator speed setting device included in the speed control device is changed from the acceleration mode to the deceleration mode, or the electric motor is electromagnetically braked so as to temporarily stop, and after a certain period of time or the temperature An elevator control device wherein restart is performed after the temperature output of the detector has become equal to or less than a predetermined set value, and elevator operation is continued.
【請求項6】 請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記速度制御装置内に含まれるエレベータ速度設定器の
出力と前記速度検出器の出力の偏差信号の極性に応じて
力行・回生モード状態であることを検出する力行・回生
モード検出器を有し、前記力行・回生モード検出器が力
行モードを検出した時は、前記オンロス演算器において
前記ゲートドライブ装置のオン信号が入っている区間だ
けオンロスを演算し、前記力行・回生モード検出器が回
生モードを検出した時は前記ゲートドライブ装置のオフ
信号が入っている区間だけオンロスを演算するようにし
たことを特徴とするエレベータ制御装置。
6. The power control / regeneration mode according to claim 2, wherein an output of an elevator speed setting device included in the speed control device and a polarity of a deviation signal of an output of the speed detector are included. Has a powering / regenerative mode detector for detecting that the powering / regenerative mode detector detects the powering mode, only when the ON signal of the gate drive device is included in the on-loss calculator. An elevator control device, wherein an on-loss is calculated, and when the powering / regenerative mode detector detects a regenerative mode, the on-loss is calculated only in a section where an off signal of the gate drive device is input.
【請求項7】 請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記オンロス演算器の演算をデジタル演算する時の演算
方法として力行モードの場合ゲートドライブ装置にオン
信号が入っている区間の間一定の演算周期ごとにオンロ
スを演算し、オン信号が終了するまで各周期ごとに演算
されたオンロスを加算していきオン信号が終了した時点
でその時のオン信号におけるトータルオンロスとしてオ
ンロス演算器より出力するようにしたことを特徴とする
エレベータ制御装置。
7. The elevator control device according to claim 2, wherein the operation of the on-loss calculator is a digital operation, and in the case of a power running mode, the operation is constant during a section in which the ON signal is input to the gate drive device. The on-loss is calculated for each calculation cycle, and the on-loss calculated for each cycle is added until the on-signal ends. When the on-signal ends, the on-loss calculator outputs the total on-loss in the on-signal at that time. An elevator control device characterized in that:
【請求項8】 請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、オンロス演算器の演算をアナログ素子で演算す
る時の方法として、力行モードの場合アナログ素子を検
出電流とその電流が流れる時の前記半導体素子の主回路
電圧の乗算器と、前記乗算器出力を積分していく積分器
で構成し、前記ゲートドライブ装置に入るオン信号のパ
ルスエッジで乗算器と積分器を動作開始させオフ信号の
パルスエッジで上記積分動作を中止しクリアをかけると
ともに、それまで積分されてきた出力電圧を前記オンロ
ス演算器へ出力とするようにしたことを特徴とするエレ
ベータ制御装置。
8. The elevator control device according to claim 2, wherein the on-loss calculator is operated by an analog element using a method of detecting a semiconductor current when the analog element detects a current and the current flows in a powering mode. A multiplier for the main circuit voltage of the element and an integrator for integrating the output of the multiplier. The multiplier and the integrator start operating at a pulse edge of an ON signal entering the gate drive device, and a pulse of an OFF signal is provided. An elevator control device, wherein the integration operation is stopped and cleared at an edge, and the integrated output voltage is output to the on-loss calculator.
【請求項9】 請求項2に記載のエレベータ制御装置に
おいて、 前記スイッチングロス演算器の演算方法として前記ゲー
トドライブ装置にオン信号又はオフ信号が入ってきた時
点の検出電流に対し、その瞬間の検出電流の値でのスイ
ッチングオン、スイッチングオフロスを同時に演算して
加算し、その演算結果を1つのオンパルスでのスイッチ
ングロスとして前記スイッチングロス演算器より出力す
るようにしたことを特徴とするエレベータ制御装置。
9. The elevator control device according to claim 2, wherein a detection current at a time when an ON signal or an OFF signal is input to the gate drive device is detected as an operation method of the switching loss calculator. An elevator control device wherein a switching-on and a switching-off loss at a current value are simultaneously calculated and added, and the calculation result is output from the switching loss calculator as a switching loss in one on-pulse. .
【請求項10】 請求項2に記載のエレベータ制御装置
において、 前記スイッチングロス演算器の演算方法として前記ゲー
トドライブ装置からのゲートドライブ信号にオン信号が
入ってきた時点の検出電流に対し、その瞬間での検出電
流の値でのスイッチングオンロスを演算し、ゲートドラ
イブ信号にオフ信号が入ってきた時点での検出電流に対
し、その瞬間での検出電流の値でのスイッチングオフロ
スを演算し、前記別々の時間で演算されたスイッチング
オンロス及びスイッチングオフロスを加算してスイッチ
ングロスとして前記スイッチングロス演算器より出力す
るようにしたことを特徴とするエレベータ制御装置。
10. The elevator control device according to claim 2, wherein the switching loss calculator calculates an instantaneous detection current at a point in time when an ON signal is input to a gate drive signal from the gate drive device. Calculates the switching on-loss at the value of the detection current at, and calculates the switching off-loss at the value of the detection current at that moment with respect to the detection current at the time when the off signal is input to the gate drive signal, An elevator control device, wherein the switching on-loss and the switching off-loss calculated at the different times are added and output as switching loss from the switching loss calculator.
【請求項11】 請求項2に記載のエレベータ制御装置
において、 前記インバータ装置の入力側に、交流電源の交流を直流
に変換するコンバータ装置を接続したものであって、前
記スイッチングロス演算器、前記オンロス演算器、前記
平均スイッチングロス演算器、前記平均定常オンロス演
算器、前記チップ当り平均ロス演算器、前記チップジャ
ンクション温度上昇加算器からなるジャンクション温度
上昇演算装置を付加したことを特徴とするエレベータ制
御装置。
11. The elevator control device according to claim 2, wherein a converter device for converting AC of an AC power supply to DC is connected to an input side of the inverter device, wherein the switching loss calculator, An elevator control characterized by adding a junction temperature rise calculating device including an on-loss calculator, the average switching loss calculator, the average steady-state on-loss calculator, the average loss per chip calculator, and the chip junction temperature rise adder. apparatus.
【請求項12】 請求項2または3に記載のエレベータ
制御装置において、 前記サーミスタ等の温度検出器の代わりにサーモスタッ
ト等の設定温度に至ると検出する設定温度検出器を放熱
面に取付けた構成とし、前記設定温度検出器が検出した
時又は検出している期間中において前記ジャンクション
温度加算器にその設定温度を加算してジャンクション温
度を演算するようにしたことを特徴とするエレベータ制
御装置。
12. The elevator control device according to claim 2, wherein a set temperature detector for detecting when the temperature reaches a set temperature of a thermostat or the like is attached to the heat radiation surface instead of the temperature detector of the thermistor or the like. An elevator control apparatus, wherein the junction temperature is calculated by adding the set temperature to the junction temperature adder when the set temperature detector detects or during the detection.
【請求項13】 請求項2または3に記載のエレベータ
制御装置において、前記交流電動機の1相分のみに対し
ジャンクション温度を演算する装置一式を設けてジャン
クション温度が保証可能最大温度を越えているかどうか
を監視するようにしたことを特徴とするエレベータ制御
装置。
13. The elevator control device according to claim 2, wherein a set of devices for calculating a junction temperature for only one phase of the AC motor is provided to determine whether or not the junction temperature exceeds a guaranteeable maximum temperature. An elevator control device characterized in that the elevator control is monitored.
【請求項14】 請求項2または3に記載のエレベータ
制御装置において、前記交流電動機の2相又は3相全て
に対しジャンクション温度を演算する装置一式を設けて
ジャンクション温度が保証可能最大温度を越えているか
どうかを監視するようにしたことを特徴とするエレベー
タ制御装置。
14. The elevator control device according to claim 2, wherein a set of devices for calculating a junction temperature for all of the two or three phases of the AC motor is provided so that the junction temperature exceeds the maximum temperature that can be guaranteed. An elevator control device characterized in that it is monitored whether or not the elevator is present.
【請求項15】 請求項2または3に記載のエレベータ
制御装置で、相ごとに冷却器を個別に構成する大容量イ
ンバータ装置を有している冷却器にサーミスタ等の温度
検出器を取付けているエレベータ装置において、 各相温度検出器の出力を比較する比較器を有して温度検
出器の最大温度を検出している値を請求項3で記載した
ジャンクション温度加算器に入力して3相分のうち1相
分のみのジャンクション温度を演算するようにしたこと
を特徴とするエレベータ制御装置。
15. The elevator control device according to claim 2, wherein a temperature detector such as a thermistor is attached to a cooler having a large-capacity inverter device that individually forms a cooler for each phase. In the elevator apparatus, a value for detecting the maximum temperature of the temperature detector having a comparator for comparing the output of each phase temperature detector is input to the junction temperature adder according to claim 3, and the three-phase value is inputted. An elevator control device characterized in that a junction temperature of only one phase is calculated.
【請求項16】 請求項2または3に記載のエレベータ
制御装置で、相ごとに冷却器を個別に構成する大容量イ
ンバータ装置を有して各冷却器にサーミスタ等の温度検
出器を取付けているエレベータ装置において、 各相温度検出器の出力を3相分別々に設けたジャンクシ
ョン温度加算器に入力して各相個別にジャンクション温
度を演算するようにしたことを特徴とするエレベータ制
御装置。
16. The elevator control device according to claim 2, further comprising a large-capacity inverter device that individually configures a cooler for each phase, and a temperature detector such as a thermistor is attached to each cooler. An elevator control device, wherein an output of each phase temperature detector is input to a junction temperature adder provided separately for three phases to calculate a junction temperature for each phase individually.
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