JP6990148B2 - Elevator drive control system - Google Patents
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Description
本発明は、エレベーターの駆動制御システムに係り、詳しくは、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置の寿命を判定できる機能を備えるシステムに関する。 The present invention relates to an elevator drive control system, and more particularly to a system having a function of determining the life of a power conversion device that converts power of a power source into drive power of a motor for raising and lowering a car.
エレベーターは、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置を備え、電力変換装置のインバータは、可変電圧可変周波数制御によってモータを駆動させて、乗りかごの走行を可能にする。 The elevator is equipped with a power conversion device that converts the power of the power supply into the drive power of the motor that raises and lowers the car, and the inverter of the power conversion device drives the motor by variable voltage variable frequency control to enable the car to run. To.
電力変換装置のインバータは経年劣化し、特に、モータの駆動を繰り返すと、温度上昇回数と温度上昇量によって、インバータを構成する半導体素子の寿命が劣化する。そこで、エレベーターの駆動制御システムは、半導体素子が寿命に到達する前に、半導体素子の状態を判定し、判定結果をインバータの交換や保守に役立てるようにしている。 The inverter of the power conversion device deteriorates over time, and in particular, when the motor is repeatedly driven, the life of the semiconductor element constituting the inverter deteriorates depending on the number of temperature rises and the amount of temperature rise. Therefore, the drive control system of the elevator determines the state of the semiconductor element before the semiconductor element reaches the end of its life, and the determination result is used for replacement and maintenance of the inverter.
例えば、特許文献1には、電力変換回路用のパワーモジュールの寿命到達の判定精度を向上させるために、電源電力をモータ駆動電力に変換するための電力変換回路にパワーモジュールが用いられたものであって、複数のかご走行パターンに対応してかごの走行を制御する主制御部、及び、運転毎のパワーモジュールの発熱温度変化幅の推定値がかご走行パターンに対応付けて予め登録されており、主制御部からの走行指令に基づいてかご走行パターンに対応する発熱温度変化幅での発熱回数を積算し、その積算した発熱回数に基づいてパワーモジュールが寿命に到達したかどうかを判定する寿命判定部を備えるエレベーターの制御装置が開示されている。
For example, in
しかしながら、電力変換装置の稼働環境の違いによっては、電力変換装置の稼働時の特性が変化して、インバータの温度上昇パターンと乗りかごとの走行パターンとの相関は必ずしも一定でなくなり、乗りかごの走行パターンに基づいてインバータの発熱温度変化幅を推定しても、インバータの温度上昇からその寿命を正確に予測することはそもそも困難である。そして、インバータの寿命の正確ではない予想に基づいて乗りかごの走行速度を抑制する等エレベーターの運転を制限することがあると、乗客に対するサービスを低下させてしまうという課題がある。 However, depending on the difference in the operating environment of the power converter, the characteristics of the power converter during operation change, and the correlation between the temperature rise pattern of the inverter and the driving pattern of each car is not always constant. Even if the range of change in the heat generation temperature of the inverter is estimated based on the running pattern, it is difficult to accurately predict the life of the inverter from the temperature rise of the inverter. Further, if the operation of the elevator is restricted such as suppressing the traveling speed of the car based on the inaccurate prediction of the life of the inverter, there is a problem that the service to the passengers is deteriorated.
そこで、本発明は、電力変換装置の稼働環境に影響されることなく、電力変換装置の寿命を精度良く判定することができる、エレベーターの駆動制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an elevator drive control system capable of accurately determining the life of a power conversion device without being affected by the operating environment of the power conversion device.
前記目的を達成するために、本発明は、電源の電力を乗りかごを昇降させるモータの駆動電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置を制御する制御装置と、を備える、エレベーターの駆動制御システムにおいて、前記電力変換装置は、コンバータとインバータとを夫々有する複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールを切り替えるスイッチングデバイスと、を備え、前記制御装置は、前記電源と前記モータに接続するように切り替えられる頻度が、前記複数のモジュールのうち所定のモジュールについて、他のモジュールよりも高くなるように、前記スイッチングデバイスを制御し、前記複数のモジュール夫々の前記スイッチングデバイスによる、切り替え情報を記録し、前記所定のモジュールと前記他のモジュール夫々の前記切り替え情報を比較して、前記他のモジュールの残存寿命を判定する、ことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises an elevator drive including a power conversion device that converts power of a power source into drive power of a motor that raises and lowers a car, and a control device that controls the power conversion device. In the control system, the power conversion device switches between a plurality of modules each having a converter and an inverter, and among the plurality of modules, the module in which the converter is connected to the power supply and the inverter is connected to the motor. The switching device comprises a switching device, and the control device is switched so that the frequency of switching to connect to the power supply and the motor is higher for a predetermined module among the plurality of modules than for other modules. The device is controlled, switching information by the switching device of each of the plurality of modules is recorded, and the switching information of the predetermined module is compared with the switching information of each of the other modules to determine the remaining life of the other module. It is characterized by doing.
本発明は、電力変換装置の稼働環境に影響されることなく、電力変換装置の寿命を精度良く判定することができる、エレベーターの駆動制御システムを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an elevator drive control system capable of accurately determining the life of a power conversion device without being affected by the operating environment of the power conversion device.
次に、本発明に係るエレベーターの駆動制御システムの実施形態を説明する。図1は、エレベーターの一形態に係るブロック図である。エレベーターは、昇降路を走行する乗りかご11を備え、乗りかご11は、ロープ10の一端に吊り下げられ、ロープ10の他端には50%負荷積載時の乗りかごに釣り合う重量の釣り合い重り12が吊り下げられている。昇降路の上部にはロープが巻き掛けられたシーブ30が存在し、モータ6はシーブを回転させる。
Next, an embodiment of the elevator drive control system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram relating to one form of an elevator. The elevator is provided with a
エレベーターの駆動制御システム50は、可変電圧可変周波数制御に基づいてモータ6を駆動するものであって、電力変換装置60と電力変換装置の制御装置40とを備える。電力変換装置60は複数の電力変換モジュール21、22、23、24を備える。各電力変換モジュールは、三相交流電源1(商用電源)からの定電圧・定周波数の交流電力を直流電力に変換するコンバータ2(ダイオード整流器)と、コンバータ2が出力する直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ3と、コンバータ2からの直流電力を可変電圧・可変周波数の交流電力へ変換するインバータ4とを備える。なお、“モジュール”を“ユニット”、“部”、“回路”、又は、“手段”と言い換えてもよい。
The
エレベーターの駆動制御システム50は、乗りかご11を通常運行するのに必要な数の電力変換モジュールに加えて、余分に電力変換モジュールを備える。例えば、図1に示すように、乗りかご11を通常運行するのに必要な電力変換モジュールの数は3基であり、これに、1基の電力変換モジュールを加えて、合計で4基の電力変換モジュールが存在する。
The elevator
エレベーターの駆動制御システム50は、スイッチングデバイス14A,14Bを備え、スイッチングデバイスを操作して、4基の電力変換モジュールのうち、商用電源1とモータ6とに接続される3基の電力変換モジュールを交互に切り替える。エレベーターの駆動制御システム50は、3基の電力変換モジュールによって乗りかごを定常運行させる。乗りかご11を定常運行させるのに必要な電力変換モジュール数は、乗りかごの運行速度、モータの容量、電力変換モジュール一基当たりの容量等に基づいて適宜決定されてよい。電力変換装置60は、必要な数の電力変換モジュールを収容できるスロットを備える。複数の電力変換モジュール夫々の仕様は同一であってよい。
The elevator
エレベーターの駆動制御システム50は、電力変換装置60の交流電源1の側に第1のスイッチングデバイス14Aを備え、電力変換装置60のモータ6の側に第2のスイッチングデバイス14Bを備える。“スイッチングデバイス”を“切り替え回路”、“切り替えユニット”、又は、“切り替え手段”等と言い換えてもよい。スイッチングデバイス14Aは、各電力変換モジュールのコンバータ2と接続可能である。スイッチングデバイス14Bは、各電力変換モジュールのコンバータ2と接続可能である。なお、図1の符号13は電磁遮断器を示す。電磁遮断器13は、電力変換装置60を三相交流電源1を接続し、又は、電力変換装置60から三相交流電源1から遮断する。
The
図2に示すように、スイッチングデバイス14Aは、複数の電力変換モジュールのうち、所定の電力変換モジュールのコンバータ2の交流側の3相交流電力夫々の端部をオン又はオフし、スイッチングデバイス14Bは、スイッチングデバイス14Aと同時に、当該所定の電力変換モジュールのインバータ4の交流側の3相交流電力夫々の端部をオン又はオフする。即ち、スイッチングデバイスは、複数のモジュールのうち、コンバータ2が電源1に接続され、インバータ4がモータ6に接続されるモジュールを切り替える。なお、スイッチングデバイス14Aとスイッチングデバイス14Bとは同一デバイスでも、別デバイスでもよい。スイッチングデバイス14A,14Bは協同して、例えば、エレベーターの運転の都度、モータ6を駆動するための電力変換モジュールを切り替える。エレベーターの運転の都度とは、乗りかごの走行が開始されてから乗りかごが停止するまでをいう。
As shown in FIG. 2, the
4基の電力変換モジュールのうち、3基の電力変換モジュールによってモータ6が駆動されることは既述したとおりである。エレベーターの駆動制御システム50は、4基の電力変換モジュールのうち所定の電力変換モジュールを、インバータの寿命を判定するための参照モジュールとして、他の電力変換モジュールよりもモータ6を駆動するための負荷が集中されるようにして、参照モジュールが他のモジュールよりも早く寿命に到達するようにする。エレベーターの駆動制御システム50は、参照モジュールが寿命に到達したと判定した時点で、参照モジュールに切り替えた履歴情報と参照モジュール以外の他の電力変換モジュールに切り替えた履歴情報との差分に基づいて、他の電力変換モジュールの残存寿命(余寿命)の最大値を判定する。
As described above, the
参照モジュールの駆動負荷を他の電力変換モジュールの駆動負荷よりも集中、或いは、過大にするということは、エレベーターの駆動制御システム50が、参照モジュールに切り替える頻度(回数)を、他の電力変換モジュールのそれよりも多くすることでよい。参照モジュール以外の他の複数の電力変換モジュールは、均等の頻度で切り替えられてよい。
By making the drive load of the reference module more concentrated or excessive than the drive load of other power conversion modules, the frequency (number of times) that the
エレベーターの駆動制御システム50は、エレベーターの運転の一回毎に4基の電力変換モジュールのうち3基の電力変換モジュールに切り替える。エレベーターの運転の一回とは、乗りかごの出発から停止迄の期間をいう。電力変換モジュールの切り替えの履歴情報とは、例えば、電力変換モジュールが切り替えられた累積回数でよい。参照モジュールの寿命が尽きたことは、保守員がエレベーターの定期点検時に、参照モジュールを検査することによって決定されてよい。
The elevator
エレベーターの駆動制御システム50の制御装置40は、エレベーターの運転を制御する第1のユニット9と、エレベーターの運転の制御に基づいて、電力変装置に対する制御、即ち、複数の電力変換モジュールの切り替えの制御を実行する第2のユニット8とを備える。第1のユニット9、及び、第2のユニット8は夫々マイクロコンピュータから構成されてよい。マイクロコンピュータは、コントローラと、メモリ(記憶領域)というコンピュータとしての通常のハードウェア資源を備える。メモリには、プログラム、制御データ、管理テーブル、制御テーブルといったソフトウェア資源やデータ群が記録されていてよい。
The
第1のユニット9、及び/又は、第2のユニットは、後述のとおり、電源1とモータ6に接続するように切り替えられる頻度が、複数のモジュールのうち所定のモジュール(参照モジュール)について、他のモジュールよりも高くなるように、スイッチングデバイス14A,14Bを制御する制御部と、複数のモジュール夫々のスイッチングデバイスによる、切り替え情報を記憶領域に記録する記録実行部と、所定のモジュールと他のモジュール夫々の切り替え情報を比較して、他のモジュールの残存寿命を判定する判定部と、を備える。なお、“部”を“手段”、“モジュール”、又は、“機能”等と言い換えてもよい。これらの“部”はソフトウェア、及び/又は、ハードウェアによって実現される。
As will be described later, the frequency of switching the
モータ6には、速度検出器(ロータリーエンコーダ)7が取り付けられている。速度検出器7は、モータ6の回転速度の検出値を第1のユニット9に出力する。スイッチングデバイス14Bとモータ6との間には、モータ電流を検出するための電流検出器5が存在する。電流検出器5から電流検出値が第1のユニット9に出力される。
A speed detector (rotary encoder) 7 is attached to the
第1のユニット9は、エレベーターの乗客からの乗りかご11の乗降操作信号によって、乗りかご11の運転モード(運転態様と言い換えてもよい)を決定し、乗りかご11の運転モードに基づいて、乗りかご11の走行速度の指令値を決定する。次いで、第1のユニット9は、乗りかご11の速度の実測値と速度指令値との偏差の積分情報に基いて電流指令値を生成し、電流検出値5と電流指令値との偏差を積分し、これに基づいて電圧指令値を生成する。第1のユニット9は、電圧指令値に基づいてモータ6を駆動するためのパルスの指令値を生成する。
The
第1のユニット9は、複数の電力変換モジュール21~24のうち、交流電源1とモータ6に接続される電力変換モジュールに切り替える切り替え指令を生成し、これをパルス指令値とともに第2のユニット8に出力する。この際、第1のユニット9は電磁接触器13をオフして、電力変換装置60を三相交流電源1から遮断する。第2のユニット8は、切り替え指令に基づいて、スイッチングデバイス14A,14Bを制御して、複数の電力変換モジュールのうち、交流電源1、モータ6に接続されるべき電力変換モジュールに切り替える。第1のユニット9は、第2のユニット8から切り替えの終了の情報を知らされると、電磁接触器13をオンして、電力変換モジュールを三相交流電源1に接続する。
The
次いで、第2のユニット8は、第1のユニット9からのパルス指令値に基づいて、電力変換モジュールのインバータを構成する半導体スイッチング素子(IGBT)をオン・オフし、直流電力を交流電力に変換してモータ6に供給する。
Next, the
第1のユニット9は、メモリに、複数のモジュールの夫々の切り替えの履歴情報を管理する管理テーブルを設定している。図3Aは、この管理テーブルの一例であって、複数の電力変換モジュール毎に、切り替えの回数の累計が記録されている。第1のユニット9は、エレベーターの一回の運転の都度、切り替えられている電力変換モジュールの累計に1を加算することによって管理テーブルを更新する。図3Aは、モジュールAの頻度が他のモジュールB,C,Dよりも1.5倍高いことを示している。図3Bは、これが1.2倍であることを示している。
The
第1のユニット9は、電力変換モジュールの切り替えを、制御テーブルに基づいて、第2のユニットに実行させてよい。図4A、図4Bは、夫々制御テーブルの一例である。図4A、図4Bは共に、エレベーターの運転の進捗にしたがって、4基の電力変換モジュールのうち、電源1とモータ6と接続するように切り替えられる3基の電力変換モジュールの組み合わせのパターンを示している。
The
第1のユニット9は、エレベータの運転回数毎に、電力変換モジュールのA,B,C,Dのうち、この制御テーブルに従って、電源1、及び、モータ6に接続されるべき電力変換モジュールに切り替える。この制御テーブルにおいて、電力変換モジュールAが既述の参照モジュールである。
The
図4Aの制御テーブルによれば、第1のユニット9が、運転回数の3回毎に、電力変換モジュールの切り替えパターンを繰り返すことによって、電力変換モジュールAの切替頻度が他の電力変換モジュールB,C,Dよりも1.5倍になるようにしている。さらに、図4Bの制御テーブルによれば、運転回数の7回毎に、電力変換モジュールの切り替えパターンを繰り返すことによって、電力変換モジュールAの切り替え頻度が、他の電力変換モジュールB,C,Dよりも1.2倍高くなるようにしている。
According to the control table of FIG. 4A, the
図5は、第1のユニット9に、電力変換モジュールの切り替えのための制御コマンドを設定する管理画面の一例(GUI)である。この管理画面は、第1のユニット9のモニタ、又は、保守員の携帯端末に表示されてよい。管理画面は、電力変換装置の複数のスロット毎に、スロットに装填されている電力変換モジュールの識別番号(A,B,C,D)が記録される領域と、参照モジュールが設定される領域(モジュールAが参照モジュールとして選択されている。)と、参照モジュールが寿命に到達したことを設定する領域とを含んでいる。
FIG. 5 is an example of a management screen (GUI) in which a control command for switching a power conversion module is set in the
保守員が、全ての電力変換モジュールを新たなものに交換すると、第1のユニット9は、第2のユニット8を介して、電力変換モジュールの識別番号を読み込んで、管理画面に表示する。保守員が参照モジュールを選択すると、これが管理画面に表示される。参照モジュールの切り替えが他のモジュールに対して増加される増加率、或いは、集中率が保守員によって設定されると、これが管理画面に表示される。図9は、参照モジュールが識別記号Aのモジュールであること、そして、増加率が150%であることを例示している。そして、保守員が定期点検の際、参照モジュールを検査して、参照モジュールが寿命になったことを判定すると、“1”(寿命フラグ)を管理画面に記録する。
When the maintenance person replaces all the power conversion modules with new ones, the
第1のユニット9は、所定期間ごとに、寿命フラグをチェックして、寿命フラグを確認すると、参照モジュールを電力変換装置60から切り離して参照モジュールに以後切り替えられないようにし、そして、参照モジュールの累積切り替え回数をメモリに上限値として記録する。さらに、第1のユニット9は、所定期間ごとに、参照モジュール(モジュールA)以外の複数の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)夫々の累積切り替え回数を管理テーブル(図3A,図3B)から参照し、上限値との差分を計算して、差分を余寿命(残存寿命)とし、複数の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)夫々の余寿命をメモリに記録する。
The
第1のユニット9は、所定期間ごとにメモリを参照して、複数の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)夫々の余寿命をチェックし、余寿命が所定の閾値以下になると、電力変換モジュールが寿命に到達することの予告を報知してもよい。
The
第2のユニット8は、複数の電力変換モジュール夫々の動作状態を監視し、状態監視信号を第1のユニット9に送信する。第1のユニット9は状態監視信号と、回転検出器7の検出信号とに基づいて、電力変換装置に異常が発生していることを判定すると、電磁接触器13を開いて三相交流電源1から電力変換装置への電力供給を遮断したり、ブレーキ装置によって乗りかご11の走行を停止させたり、又は、第2のユニット8に、電力変換装置を停止させるための指令を発信する。
The
第1のユニット9が、制御テーブルに基づいて、電力変換モジュールの切り替えを行うことを説明したが、第2のユニット8は、参照モジュールに対して設定された切り替え頻度の集中率と、参照モジュールを含む複数の電力変換モジュールの累積切り替え数と、に基づいて、電力変換モジュールの切り替えを、乗りかごの運転の都度(乗りかごの走行開始から停止迄)実行するようにしてもよい。図6は、このことを説明するフローチャートである。第1のユニット9はメモリのプログラムを実行することによって、このフローチャートを実現する。
It has been described that the
第1のユニット9は、図6のフローチャートを所定時間毎、例えば、10msec毎に実行する。第1のユニット9は、回転速度検出器7からの検出信号に基いて、乗りかご11が停止中であることを判定すると(S10:Yes)、電磁遮断器13を開放して、三相交流電源1から電力変換装置60への電力の供給を遮断し、さらに、スイッチングデバイス14A,14Bを制御して、全ての電力変換モジュールの接続をオフする。第1のユニット9は、乗りかご11が停止中でないことを判定(S10:No)すると、フローチャートを終了する。
The
第1のユニット9はS10を肯定するとステップS12に移行し、複数の電力変換モジュールの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数1に基づいて行われる。
第1のユニット9は、管理テーブル(図3A、図3B)から、複数の電力変換モジュール夫々の累計値を読み込む。第1のユニットは、数1によって、モジュールAへの切り替えが設定値とおりに集中して実行されているか否かを判定する。第1のユニット9がS12を肯定すると、モジュールAへの切り替えの集中が設定値とおり進んでいないとして、スイッチングユニット14A,14Bを制御して、モジュールAに対する接続をオン(S14)して、モジュールAを三相交流電源1(電磁遮断器13)とモータ6とに接続する。第1のユニット9は、管理テーブルにアクセスして、モジュールAの累計数に1を加算する。
The
第1のユニット9はS16に移行して、管理テーブルに基づいて、参照モジュール以外の複数の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)について累計数を比較し、累計数が同じであることを判定すると、スイッチングユニット14A,14Bを操作して、モジュールB,Cの接続をオンする(S23)。この結果、モジュールA,B,Cが三相交流電源1とモータ6とに接続される。モジュールDの非接続は維持される。第1のユニット9は、管理テーブルにアクセスして、モジュールB,C夫々の累計数に1を加算する。
The
第1のユニット9はS12を否定すると、モジュールAへの切り替えが設定値とおりに集中されているとして、S18において、スイッチングユニット14A,14Bを操作して、モジュールA以外の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)への切り替えを実行する。モジュールAの非接続は維持される。第1のユニットは、管理テーブルにアクセスして、モジュールB,C,D夫々の累計数に1を加算する。
When the
第1のユニット9はS16を否定するとS20に移行して、モジュールB,C,Dの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数2に基づいて行われる。
第1のユニットは、数2に基づく判定を肯定すると、モジュールC,Dに比較して、モジュールBへの切り替えが進んでいないとして、スイッチングデバイス14A,14Bを操作してモジュールBへの切り替えを実行する(ステップS22)。第1のユニット9は、管理テーブルにアクセスして、モジュールBの累計数に1を加算する。
When the first unit affirms the determination based on the
次いで、第2のユニット8はS24に移行し、モジュールB,C,Dの間で、切り替えの累計数を比較する。この比較は、次の数3に基づいて行われる。
第1のユニット9は、数3に基づく判定を肯定すると、モジュールB,Dに比較して、モジュールCの接続が進んでいないとして、スイッチングデバイス14A,14Bを操作してモジュールCへの切り替えを実行する(S26)。第1のユニット9は、管理テーブルにアクセスして、モジュールCの累計数に1を加算する。モジュールDの非接続は維持される。
When the
第1のユニット9はS20を否定すると、モジュールC,Dに比較して、モジュールBへの切り替えが進んでいるとして、スイッチングユニット14A,14Bを操作してモジュールC,Dの接続を実行する(ステップS28)。第2のユニット8は、管理テーブルにアクセスして、モジュールC,Dの累計数に1を加算する。モジュールBの非接続は維持される。
When the
第1のユニット9はS24を否定すると、モジュールB,Dに比較して、モジュールCへの切り替えが進んでいるとして、スイッチングデバイス14A,14Bを操作してモジュールDへの切り替えを実行する(ステップS30)。第1のユニット9は、管理テーブルにアクセスして、モジュールDの累計数に1を加算する。モジュールCの非接続は維持される。
When the
次いで、第1のユニット9はS40に移行して、複数の電力変換モジュールについて、更新された切り替え情報を第2のユニット8に指令する。そして、第1のユニット9は、電磁遮断器13をオンして乗りかご11を運転可能な状態にし、運転が開始されるまでこのステップに留まり、切り替えたスイッチ状態の下での運転が開始されるとこのステップを抜けてフローチャートを終了する。乗りかご11が運転中は、第1のユニット9は、S10を否定判定して、フローチャートを終了するめに、乗りかご11の走行中は、スイッチの切り替えが行われない。
Next, the
第2のユニット8は、乗りかご11が次に停止するまで、更新された切り替え情報に従い、4基の電力変換モジュールのうち3基の電力変換モジュールに基づいて電力変換を継続する。既述のフローチャートによれば、参照モジュールに対して、設定された値(集中率)になるように、参照モジュールへの切り替えを集中させることができる。したがって、同一仕様の電力変換モジュールの中から参照モジュールを選択すれば、参照モジュールは他の電力変換モジュールよりも先に寿命に到達するため、エレベーターの駆動制御システムは、参照モジュールが寿命に到達した際での切り替えの履歴情報(切り替え回数の累積)と残りの電力変換モジュールの切り替え数の履歴情報(切り替え回数の累積)との差分から、残りの電力変換モジュールの余寿命を判定することができる。
The
電力変換装置の稼働環境、特に、温度環境が変動してしまうと、インバータの温度上昇パターンと乗りかごとの走行パターンの相関が一定しないために、乗りかご11の走行パターンに基づいてインバータの発熱温度変化幅を推定しても、インバータの余寿命を正確に判定することは困難である。これに対して、参照モジュールの寿命を確認して、参照モジュールの履歴情報(切り替え回数の累積)と残りの電力変換モジュールの履歴情報との差分から、残りの電力変換モジュールの余寿命を判定することにより、複数の電力変換モジュールにおいて稼働環境は同じであるために、稼働環境による影響を複数の電力変換モジュールの間で除いて、電力変換モジュールの余寿命を精度良く判定することができる。
When the operating environment of the power converter, especially the temperature environment, fluctuates, the correlation between the temperature rise pattern of the inverter and the running pattern of each car is not constant, so the inverter generates heat based on the running pattern of the
図8は、第1のユニット9が電力変換装置の故障を判定するためのフローチャートの一例である。第1のユニット9はメモリに記録されたプログラムに基づいて、このフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。第1のユニット9は、フローチャートを開始すると、ステップS100において、電力変換モジュールの寿命テーブルを参照して、複数の電力変換モジュール夫々の寿命フラグをチェックする。
FIG. 8 is an example of a flowchart for the
図7は、寿命テーブルの一例であって、電力変換モジュール毎に寿命フラグが記録される。寿命フラグに“1”がセットされると、この寿命フラグに対応する電力変換モジュールが寿命に到達したことを意味する。第1のユニット9は定期点検時での保守員の入力に基づいて、モジュールA(参照モジュール)の寿命フラグに“1”をセットする。第1のユニット9は、保守員からの入力に依らずに、例えば、電流検出器5からの検出値に基づいて、モジュールAの寿命を判定してもよい。さらに、第1のユニット9は、管理テーブルを参照して、参照モジュール以外の電力変換モジュールの余寿命をチェックし、余寿命が所定の閾値以下の電力変換モジュールの寿命フラグに“1”をセットする。
FIG. 7 is an example of a life table, in which a life flag is recorded for each power conversion module. When "1" is set in the life flag, it means that the power conversion module corresponding to this life flag has reached the end of its life. The
第1のユニット9は、参照モジュールの寿命フラグ(Fa)に“1”がセットされているか否かを判定し(ステップS102)、これを否定すると、電力変換に必要な電力変換モジュール数は足りていると判定して、フローチャートを終了する。第1のユニット9がFaに“1”にセットされていることを判定すると、参照モジュール(モジュールA)以外の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)の寿命フラグFb,Fc,Fdの少なくとも一つに“1”がセットされているか否かを判定する(ステップS104)。第1のユニット9がこの判定を肯定すると電力変換装置60に対する故障フラグテーブルを参照し、故障フラグがセットされているか否かを判定する(ステップS106)。故障フラグテーブルは、第1のユニット9のメモリに設定されていてよく、同テーブルの故障フラグに“1”がセットされていると、第1のユニット9はメモリから故障対応プログラムを読み出して実行して、電力変換装置60の動作を停止させることにより、エレベーターの運転を停止させる。
The
第1のユニット9は、故障フラグに“1”がセットされていることを確認すると、フローチャートを終了する。第1のユニット9は、故障フラグに“1”がセットされていない場合には、エレベーターを通常運転するには、電力変換装モジュール数が不足しているとして、故障フラグに“1”をセットして(ステップS108)フローチャートを終了する。
When the
第1のユニット9は、ステップS104を否定できれば、参照モジュールを電力変換装置から切り離し、参照モジュール(モジュールA)以外の電力変換モジュール(モジュールB,C,D)は寿命に至っていないことから、モジュールB,C,Dによって、エレベーターの運転を継続する。
If step S104 can be denied, the
第1のユニット9は管理テーブルを常時監視して、電力変換モジュールの余寿命が所定の閾値以下になったことを検出すると、電力変換装置内の複数の電力変換モジュールを全て新規品に交換することを促す保守情報を保守員の遠隔監視端末等に出力してもよい。
The
既述の実施形態の説明では、モジュールAを参照モジュールとし、モジュールB,C,Dを他のモジュールとした。参照モジュールは、複数あってもよい。複数の参照モジュール毎に、異なる値の集中率が設定されてもよい。集中率は、エレベーターの運転の進展に合わせて変更されてもよい。他のモジュールは、モジュールB,C,Dの3基のモジュールに限られず、これより少ない、又は、多いモジュールであってもよい。実施形態として説明された内容は、本発明の技術的範囲の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するためのものではない。実施形態として説明された内容はエレベーターの駆動制御システムに加えて、エレベーターの駆動制御方法、エレベーターの駆動制御のためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体を包含するものである。また、本発明に係る駆動制御システムを、エスカレーター、動く歩道等他の装置に適用することもできる。 In the description of the above-described embodiment, module A is a reference module, and modules B, C, and D are other modules. There may be a plurality of reference modules. Different concentration rates may be set for each of the plurality of reference modules. The concentration rate may be changed as the elevator operation progresses. The other modules are not limited to the three modules B, C, and D, and may be less or more modules. The content described as an embodiment is a specific example of the technical scope of the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention. The contents described as embodiments include, in addition to the elevator drive control system, an elevator drive control method, a program for elevator drive control, and a recording medium on which this program is recorded. Further, the drive control system according to the present invention can also be applied to other devices such as escalators and moving walkways.
1 三相交流電源
2 コンバータ
14A,14B スイッチングデバイス
21、22、23、24 電力変換モジュール
40 制御装置
50 エレベーターの駆動制御システム
60 電力変換装置
1 Three-phase
Claims (4)
前記電力変換装置を制御する制御装置と、
を備える、
エレベーターの駆動制御システムにおいて、
前記電力変換装置は、
コンバータとインバータとを夫々有する複数のモジュールと、
前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールを切り替えるスイッチングデバイスと、
を備え、
前記制御装置は、
前記電源と前記モータに接続するように切り替えられる頻度が、前記複数のモジュールのうち所定のモジュールについて、他のモジュールよりも高くなるように、前記スイッチングデバイスを制御し、
前記複数のモジュール夫々の前記スイッチングデバイスによる、切り替え情報を記録し、
前記所定のモジュールが前記他のモジュールよりも先に寿命に到達したことを判定し、
前記所定のモジュールが寿命に到達するまでに、前記スイッチングデバイスが当該所定のモジュールに切り替えた履歴情報と、当該スイッチングデバイスが前記他のモジュールに切り替えた履歴情報と、を比較して当該他のモジュールの残存寿命を計算する、
エレベーターの駆動制御システム。 A power converter that converts the power of the power supply into the drive power of the motor that raises and lowers the car,
A control device that controls the power conversion device and
To prepare
In the elevator drive control system
The power converter is
Multiple modules, each with a converter and an inverter,
Among the plurality of modules, a switching device for switching a module in which the converter is connected to the power supply and the inverter is connected to the motor.
Equipped with
The control device is
The switching device is controlled so that the frequency of switching to connect to the power supply and the motor is higher for a predetermined module among the plurality of modules than for other modules.
The switching information by the switching device of each of the plurality of modules is recorded, and the switching information is recorded.
It is determined that the predetermined module has reached the end of its life before the other modules.
By comparing the history information that the switching device has switched to the predetermined module and the history information that the switching device has switched to the other module by the time the predetermined module reaches the end of its life, the other module is compared. Calculate the remaining life of
Elevator drive control system.
前記スイッチングデバイスが前記他のモジュールに切り替えた履歴情報は、当該他のモジュールに切り替えた累積回数を含み、
前記制御装置は、前記他のモジュールの残存寿命を、前記所定のモジュールに切り替えた累積回数と、前記他のモジュールに切り替えた累積回数との差分に基づいて、計算する
請求項1記載のエレベーターの駆動制御システム。 The history information that the switching device has switched to the predetermined module includes the cumulative number of times that the predetermined module has been switched to the predetermined module by the time the predetermined module reaches the end of its life.
The history information that the switching device has switched to the other module includes the cumulative number of times that the switching device has switched to the other module.
The elevator according to claim 1 , wherein the control device calculates the remaining life of the other module based on the difference between the cumulative number of times the other module is switched to the predetermined module and the cumulative number of times the other module is switched to. Drive control system.
前記複数のモジュールのうち、前記コンバータが前記電源に接続され、前記インバータが前記モータに接続されるモジュールの組み合わせを設定し、
当該組み合わせを、前記乗りかごの運転にしたがって、繰り返すように前記スイッチングデバイスを制御する
請求項1記載のエレベーターの駆動制御システム。 The control device is
Among the plurality of modules, a combination of modules in which the converter is connected to the power supply and the inverter is connected to the motor is set.
The drive control system for an elevator according to claim 1, wherein the switching device is controlled so that the combination is repeated according to the operation of the car.
請求項1記載のエレベーターの駆動制御システム。 The control device switches the module in which the converter is connected to the power supply and the inverter is connected to the motor among a plurality of modules by the switching device each time the car is operated, and the module is switched. The drive control system for an elevator according to claim 1, wherein the history information switched to the predetermined module and the history information switched to the other module are updated based on the above.
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