JP7309834B2 - エレベータ制御装置および異常診断方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、エレベータ制御装置および異常診断方法に関する。

エレベータ装置の乗りかごの扉を開閉駆動するモータおよび乗りかごを昇降駆動するモータは、電源から電力を供給されて動作する。電源に配置されている平滑コンデンサは、経年劣化に伴って容量が減少する。電源の平滑コンデンサの容量が減少すると、平滑コンデンサに蓄積されるエネルギーの不足等に起因して、モータの回転力が不十分になることがある。モータの回転力が不十分になると、扉が開かなくなったり乗りかごが停止することもあり得る。そのため、平滑コンデンサは、所定の保守期間を経過すると交換される。

ところで、電源の平滑コンデンサには、電解コンデンサが用いられることが多い。電解コンデンサの初期の容量は、部品ごとのバラツキが大きいことが知られている。また、電解コンデンサの経年劣化の度合いは、その電解コンデンサの使用される環境温度によって変わることも知られている。

平滑コンデンサが搭載されている電源を納入した後で、定期的に電源を回収し、電解コンデンサの容量の劣化度合いを計測することは困難である。そのため、事故防止の観点から考えると、電解コンデンサの初期の容量が規格範囲の最低容量であり、想定される最高温度を環境温度として、平滑コンデンサを交換する保守期間を決めるという考え方もある。しかし、このように最も厳しい条件で保守期間を設定することは、過剰品質となり、保守費用の高騰を招く要因となる。

この問題を解決するために、平滑コンデンサに流れ込む電流の波形と平滑コンデンサの電圧の波形を計測し、計測した電流と電圧の波形に基づいて、平滑コンデンサの容量が規定値より減少した異常状態にあるか否かを判断する技術が開示されている。しかしながら、この技術を採用した場合、電源から出力される電流の経路に電流計を配置する必要があり、電流計で電圧降下を生じるため、電源効率の点で問題がある。

特開２０１８－１５４４２９号公報

本発明は上述の事情によりなされたもので、モータを駆動する電源の平滑コンデンサが異常状態にあるか否かを判断することを課題とする。

上記課題を解決するための実施形態に係るエレベータ制御装置は、エレベータ装置の乗りかごの扉を開閉駆動するモータ、もしくは乗りかごの昇降を駆動するモータの少なくともいずれか一方に電力を供給する電源を備え、電源からモータに電力を供給するエレベータ装置において、電源に配置された平滑コンデンサの異常状態を判断する。エレベータ制御装置は、モータのトルクを計測するトルク計測装置で計測されたモータのトルクの時系列変化を示す波形データから電源のリップルノイズの振幅に係る情報を抽出し、抽出したリップルノイズの振幅に係る情報に基づいてモータを駆動する電源に配置された平滑コンデンサの異常状態を判断する異常判断部を有する。異常判断部は、乗りかごの扉の開閉に伴う電源の発熱による温度上昇に基づいて平滑コンデンサの周囲の環境温度を推定し、推定した環境温度に基づいて平滑コンデンサの経年劣化度を推定する経年劣化度推定部と、経年劣化度推定部が推定した平滑コンデンサの経年劣化度が閾値を超えたか否かを判断する経年劣化度判断部とを有する。

本実施形態に係るエレベータ装置の斜視図である。 本実施形態に係るエレベータ装置の制御系を示すブロック図である。 本実施形態に係る駆動ユニットのブロック図である。 本実施形態に係る制御ユニットの物理的ブロック図である。 本実施形態に係る制御ユニットの機能的ブロック図である。 本実施形態に係るエレベータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係るトルク計測装置で計測されたトルクの波形データについて説明するための図である。 本実施形態に係るトルク計測装置で計測されたトルクの波形データについて説明するための図である。 本実施形態に係るトルク計測装置で計測されたトルクの波形データについて説明するための図である。 本実施形態に係るトルク計測装置で計測されたトルクの波形データについて説明するための図である。 本実施形態に係るエレベータ制御装置の波形抽出部の動作を説明するための図である。 本実施形態に係るエレベータ制御装置の経年劣化度推定部の処理について説明するための図である。 本実施形態に係るエレベータ制御装置の経年劣化度推定部の処理について説明するための図である。 本実施形態に係るエレベータ制御装置の波形抽出部の動作を説明するための図である。

以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。説明には、適宜、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を用いる。本実施形態の説明に用いる図およびフローチャートは一例を示すものである。

本実施形態に係るエレベータ制御装置は、エレベータ装置の乗りかごの扉を開閉駆動するモータ（以後、開閉モータ）もしくは乗りかごの昇降を駆動するモータ（以後、昇降モータ）の少なくともいずれか一方に電力を供給する電源を有する駆動ユニットに配置された平滑コンデンサが異常状態にあるか否かを判断する。異常状態とは、平滑コンデンサの容量が予め設定した閾値より小さい状態をいう。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るエレベータ装置１０の斜視図である。エレベータ装置１０は、商業施設や居住施設などの建築物に設けられた昇降路１００の内部に配置されている。図１に示されるように、エレベータ装置１０は、乗りかご３１、カウンタウエイト５０、昇降モータ４０、ガイドレール２１～２４、制御盤７０（エレベータ制御装置）を有している。

ガイドレール２１～２４それぞれは、長手方向をＺ軸方向とする部材である。ガイドレール２１，２２は、乗りかご３１を昇降自在にガイドするための一対の部材である。また、ガイドレール２３，２４は、カウンタウエイト５０を昇降自在にガイドするための一対の部材である。ガイドレール２１とガイドレール２２は、Ｙ軸方向に離間して配置されている。また、ガイドレール２３，２４も、同様にＹ軸方向に相互に離間して配置されている。図１では、カウンタウエイト５０のガイドレール２３，２４が、乗りかご３１のガイドレール２１，２２に対してＸ軸方向に離間して配置されている。なお、ガイドレール２１～２４の配置は、図１に示される配置に限定されるものではない。

乗りかご３１は、利用者を収容して昇降路１００を昇降するユニットである。乗りかご３１は、ガイドレール２１，２２の間に配置され、ガイドレール２１，２２に対して、上下方向に移動可能に取り付けられている。

乗りかご３１の＋Ｘ側の側面には、内部に出入りするための開口部３１ａが形成されている。開口部３１ａは、乗りかご３１の側面に沿って移動する一対の扉３２によって、閉塞或いは開放される。扉３２は、開閉モータ（図１では、図示略）によって開閉される。

カウンタウエイト５０は、ガイドレール２３，２４に対して、上下方向に移動可能に取り付けられている。カウンタウエイト５０の重量は、乗りかご３１の重量に対して所定の割合になるように調整されている。

昇降モータ４０は、乗りかご３１を昇降させるためのモータである。昇降モータ４０は、昇降路１００の上部に、回転軸がＹ軸に平行になるように配置されている。昇降モータ４０の回転軸にはプーリー４２が固定されている。

昇降モータ４０のプーリー４２には、ワイヤ４３が巻き回されている。ワイヤ４３は、一端が、乗りかご３１に固定され、他端が、カウンタウエイト５０に固定されている。

制御盤７０は、昇降路１００に配置されている。制御盤７０には、昇降モータ４０や乗りかご３１に設けられた機器等を制御するための制御装置が収容されている。

図２は、エレベータ装置１０の制御系を示すブロック図である。制御系は、制御盤７０に収容される制御ユニット８０および駆動ユニット９１と、乗りかご３１に設けられる操作パネル３６およびトルク計測装置３９と、を含んで構成される。

操作パネル３６は、乗りかご３１の内壁面に設けられている。操作パネル３６は、乗りかご３１の利用者から、行き先階などを受け付けるためのインタフェースである。利用者は、操作パネル３６を操作することで、乗りかご３１の行き先階などの登録や、扉３２の開閉を行うことができる。

トルク計測装置３９は、扉３２を開閉駆動する開閉モータ４１のトルクを計測する。トルク計測装置３９は、計測した開閉モータ４１のトルクの時系列変化を示す波形データを制御盤７０に送信する。トルク計測装置３９は、駆動ユニット９１から電力を供給されて動作する。

上述した操作パネル３６およびトルク計測装置３９は、図１に示されるケーブル４４を介して、制御盤７０に収容される制御ユニット８０に接続されている。

図２に示す駆動ユニット９１は、昇降モータ４０と、乗りかご３１の扉３２を駆動する開閉モータ４１（図１では図示略）に電力を供給することで、昇降モータ４０と開閉モータ４１とを駆動する。駆動ユニット９１は、制御ユニット８０からの指示に基づいて、昇降モータ４０を駆動する。また、駆動ユニット９１は、制御ユニット８０からの指示に基づいて、開閉モータ４１を駆動する。

図３は、駆動ユニット９１のブロック図である。駆動ユニット９１は、コンバータ１１と、平滑コンデンサ１２と、インバータ１３と、を有する。コンバータ１１は、商用電源１から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源装置である。コンバータ１１は、スイッチングレギュレータで構成されている。平滑コンデンサ１２は、コンバータ１１とインバータ１３の間に配置される。平滑コンデンサ１２は、コンバータ１１から出力されるエネルギーを蓄積するとともに、コンバータ１１の出力電圧に含まれるリップルノイズ（電源ノイズ）を平滑化する。平滑コンデンサ１２には、電解コンデンサを用いる。インバータ１３は、コンバータ１１から供給される直流電圧を所定の周波数で所定の電圧の交流電圧に変換し、昇降モータ４０および開閉モータ４１に供給する電源装置である。インバータ１３は、スイッチングレギュレータで構成されている。

コンバータ１１から平滑コンデンサ１２に至る電流経路には、平滑コンデンサ１２を充電するための充電回路１４が設けられている。また、平滑コンデンサ１２からインバータ１３に至る電流経路には、平滑コンデンサ１２からインバータ１３に放電するための放電回路１５が設けられている。充電回路１４および放電回路１５は、例えば、ダイオード、ヒューズ、サーミスタ、リレー等で構成されている。

図４は、制御ユニット８０の物理的なブロック図である。制御ユニット８０は、バス８５を介して相互接続されるＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、主記憶部８２、補助記憶部８３、およびインタフェース部８４を有するコンピュータである。ＣＰＵ８１は、補助記憶部８３に記憶されているプログラムに従って、後述する処理を実行する。主記憶部８２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。主記憶部８２は、ＣＰＵ８１の作業領域として用いられる。補助記憶部８３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、半導体メモリ等の不揮発性メモリを有している。補助記憶部８３は、ＣＰＵ８１が実行するプログラム、および各種パラメータなどを記憶している。また、補助記憶部８３には、トルク計測装置３９が計測した開閉モータ４１のトルクの波形データが蓄積される。また、補助記憶部８３には、平滑コンデンサ１２の経年劣化度を計算するためのテーブルが記憶されている。詳細は後述する。

インタフェース部８４は、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、無線ＬＡＮインタフェースなどを有している。操作パネル３６と、トルク計測装置３９と、駆動ユニット９１とは、インタフェース部８４を介して、ＣＰＵ８１に接続される。また、インタフェース部８４には、キーボード、ディスプレイ等で構成された入出力装置９３が接続される。

図５は、制御ユニット８０の機能的なブロック図である。制御ユニット８０のＣＰＵ８１は、補助記憶部８３に記憶されているプログラムを実行することで、駆動ユニット制御部７１と異常判断部７２を実現する。

駆動ユニット制御部７１は、操作パネル３６もしくは各フロアの呼びパネルからの入力に基づいて、駆動ユニット９１を制御する。例えば、駆動ユニット制御部７１が、駆動ユニット９１を介して、昇降モータ４０を正転させると、乗りかご３１が上昇するとともに、カウンタウエイト５０が下降する。駆動ユニット制御部７１が、駆動ユニット９１を介して、昇降モータ４０を逆転させると、乗りかご３１が下降するとともに、カウンタウエイト５０が上昇する。また、駆動ユニット制御部７１が、駆動ユニット９１を介して、開閉モータ４１を正転させると、乗りかご３１の扉３２および各階の乗り場に設けられた扉は戸開制御され、開閉モータ４１を逆転させると、乗りかご３１の扉３２および各階の乗り場に設けられた扉は戸閉制御される。

異常判断部７２は、トルク計測装置３９で計測された開閉モータ４１のトルクの波形データに基づいて、駆動ユニット９１に登載されている平滑コンデンサ１２が異常状態にあるかを判断する。異常判断部７２は、波形抽出部７３と、波形解析部７４と、経年劣化度推定部７６と、経年劣化度判断部７７とを有する。

波形抽出部７３は、トルク計測装置３９で計測された開閉モータ４１のトルクの波形データから、駆動ユニット９１を構成するコンバータ１１のスイッチング動作に起因するリップルノイズの情報を抽出する。例えば、波形抽出部７３は、開閉モータ４１のトルクの波形データをフーリエ変換することで、駆動ユニット９１を構成するコンバータ１１のスイッチング動作に起因するリップルノイズの情報をスペクトル成分として抽出する。

波形解析部７４は、波形抽出部７３が抽出したリップルノイズの情報に基づいて、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるかを判断する。例えば、波形解析部７４は、抽出されたコンバータ１１のスイッチング動作に起因する部分波形のスペクトル成分のパワーを示す値が閾値より大きい場合、平滑コンデンサ１２が異常状態にあると判断する。異常状態とは、平滑コンデンサ１２の容量が予め設定した閾値より小さい状態をいう。

経年劣化度推定部７６は、乗りかご３１の扉３２の開閉に伴う駆動ユニット９１の発熱による温度上昇に基づいて平滑コンデンサ１２の周囲の環境温度Ｔｅｎを推定し、推定した環境温度Ｔｅｎに基づいて平滑コンデンサ１２の経年劣化度を推定する。扉３２の開閉動作に伴い昇降モータ４０および開閉モータ４１を駆動するために駆動ユニット９１に搭載されているコンバータ１１とインバータ１３が起動される。コンバータ１１とインバータ１３が起動されると、コンバータ１１とインバータ１３の発熱により、平滑コンデンサ１２の周囲の温度が上昇する。経年劣化度推定部７６は、駆動ユニット９１が配置されている場所の温度に、扉３２の開閉に伴うコンバータ１１とインバータ１３の発熱により上昇した温度を加算して、平滑コンデンサ１２が使用される場所の環境温度Ｔｅｎを推定し、推定した環境温度Ｔｅｎに基づいて平滑コンデンサ１２の経年劣化度を推定する。

経年劣化度判断部７７は、経年劣化度推定部７６が推定した平滑コンデンサ１２の経年劣化度が閾値を超えたか否かを判断する。

異常判断部７２は、波形解析部７４もしくは経年劣化度判断部７７の何れかが、平滑コンデンサ１２が異常状態にあると判断した場合、平滑コンデンサ１２が異常状態にあることを入出力装置９３に出力する。

次に、図６に示されるフローチャートを参照しながら、制御ユニット８０による平滑コンデンサ１２の異常診断方法について説明する。下記の制御は、補助記憶部８３に記憶されたプログラムに基づいて行われ、制御の主体はＣＰＵ８１である。ここでは、異常判断部７２が、トルク計測装置３９が計測した開閉モータ４１のトルクの波形データに基づいて、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する場合を例にして説明する。トルク計測装置３９は、扉３２を開閉駆動する開閉モータ４１のトルクを常時計測し、計測したトルクの波形データは、制御ユニット８０内の補助記憶部８３に逐次記憶される。駆動ユニット９１に搭載されているコンバータ１１およびインバータ１３は、乗りかご３１が行先階の制御をされていない場合、スイッチング動作を停止している。

異常判断部７２は、指定時間になったか否かを判断する（ステップＳ１１）。指定時間は、任意のタイミングである。例えば、指定時間は毎日の午前零時であってもよいし、日曜日の午前零時であってもよい。指定時間でないと判断された場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、異常判断部７２は、指定時間になることの監視を継続する。一方、指定時間であると判断された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２に遷移する。

異常判断部７２は、トルク計測装置３９が計測した開閉モータ４１のトルクの波形データを補助記憶部８３から取得する（ステップＳ１２）。図７は、トルク計測装置３９が計測した開閉モータ４１のトルクの波形データの例である。図７に示す波形データは、扉３２を開閉するためのトルクと、扉３２を案内するレールの歪等に起因するトルクと、駆動ユニット９１のコンバータ１１とインバータ１３のリップルノイズとを含んでいる。図８は、図７に示す波形データから、扉３２を案内するレールの歪等に起因するトルクと、駆動ユニット９１のコンバータ１１とインバータ１３のリップルノイズとを削除した、扉３２を開閉するためのトルクの波形データである。駆動ユニット制御部７１から時間ｔ１で扉３２の開指令の信号が出力されると、開閉モータ４１は、トルクを増し、扉３２の開動作を加速する。扉３２の開動作の速度が所定の速度に達する時間ｔ２になると、駆動ユニット制御部７１は、開閉モータ４１のトルクがゼロになるように制御し、扉３２は一定速度で開動作を継続する。駆動ユニット制御部７１は、扉３２が完全に開いた状態になる少し前の時間ｔ３になると、扉３２の開動作の速度を減速するように開閉モータ４１を制御する。開閉モータ４１は、扉３２の開動作の速度を減速するために加速時とは逆方向のトルクを発生する。扉３２は、開閉モータ４１のトルクがゼロになる時間ｔ４に完全に開いた状態で停止する。

扉３２を導くレールに歪があったり異物が付着している場合、扉３２は、扉３２が歪みや異物を通過する際に衝撃を受ける。この衝撃は、開閉モータ４１に伝わり、トルク計測装置３９は、この衝撃を含めたトルクを計測する。図９に示す部分波形ｗｆｓ１およびｗｆｓ２は、レールの歪等に起因するトルクの変動を示している。

トルク計測装置３９は、駆動ユニット９１に搭載されたコンバータ１１が出力する電力の供給を受けて動作する。平滑コンデンサ１２の容量が減少すると、コンバータ１１のリップルノイズが大きくなる。トルク計測装置３９の計測値には、リップルノイズの大きさに相関した値が含まれる。図７に示す部分波形ｗｎは、このリップルノイズに起因する波形である。図１０は、部分波形ｗｎの拡大図である。部分波形ｗｎは、コンバータ１１を構成するスイッチングレギュレータのスイッチング動作に起因するので、部分波形ｗｎの波長ＷＬは、コンバータ１１のスイッチング周波数と同じ周波数である。部分波形ｗｎの振幅Ｗｍａｘは、コンバータ１１を構成するスイッチングレギュレータのリップルノイズの振幅と相関する。なお、エレベータ装置が停止している場合（乗りかご３１の行先階制御がされていない場合）、コンバータ１１は動作しておらず、部分波形ｗｎは発生しない。

図６に戻り、波形抽出部７３は、図７に示すトルクの波形データから、コンバータ１１を構成するスイッチングレギュレータのスイッチング動作に起因する図１０に示す部分波形ｗｎを抽出する（ステップＳ１３）。例えば、波形抽出部７３は、トルクの波形データをフーリエ変換することで、部分波形ｗｎをスペクトル成分として抽出する。

図１１は、図７に示す波形データをフーリエ変換したスペクトラムの例である。波形データには、図８に示す扉３２を動作させるトルク波形、図９に示す部分波形ｗｆｓ１およびｗｆｓ２の波形、図１０に示す部分波形ｗｎを含む様々な周波数成分の波形が含まれている。波形抽出部７３は、図１１に示す全周波数領域のスペクトル成分の中から、コンバータ１１のスイッチング周波数の領域Ａ１に属するスペクトル成分を抽出する。領域Ａ１の範囲は、コンバータ１１に使用されている部品のバラツキ、温度変動、および経年変化に起因するコンバータ１１のスイッチング周波数の変動範囲に基づいて決められる。

波形解析部７４は、抽出されたスペクトル成分の中で最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ１が閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断することで、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１４）。波形解析部７４は、最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ１が閾値Ｐｔｈ以上（正常範囲外）であると判断した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、平滑コンデンサ１２が異常状態にあることを入出力装置９３に出力する（ステップＳ１９）。一方、最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ１が閾値Ｐｔｈ未満（正常範囲内）であると判断した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理はステップＳ１５に移行する。

次に、経年劣化度推定部７６は、乗りかご３１の扉３２の開閉に伴う駆動ユニット９１の発熱による温度上昇に基づいて平滑コンデンサ１２の周囲の環境温度Ｔｅｎを推定し、推定した環境温度Ｔｅｎに基づいて平滑コンデンサ１２の経年劣化度を推定する（ステップＳ１５）。一般的に、コンデンサは、使用される環境温度Ｔｅｎが高いほど早く経年劣化が進み、容量が減少する。乗りかご３１の行先階制御が行われると、扉３２を開閉するために、コンバータ１１およびインバータ１３を搭載した駆動ユニット９１が動作する。駆動ユニット９１が動作すると、コンバータ１１およびインバータ１３の発熱により、平滑コンデンサ１２の周囲の温度が上昇する。つまり、扉３２の開閉回数が多いほど、平滑コンデンサ１２の環境温度Ｔｅｎが高い時間が増加することになり、平滑コンデンサ１２の経年劣化が加速されることになる。

補助記憶部８３には、図１２に示すような平滑コンデンサ１２の経年劣化度を計算するためのテーブルが記憶されている。図１２に示すテーブルの１列目には、環境温度Ｔｅｎの範囲が記載されている。ここでは、環境温度Ｔｅｎが１℃ごとに分割されている。２列目には、２０℃を基準とした各温度における経年劣化度の加速係数が記載されている。累積時間の欄には、平滑コンデンサ１２の環境温度Ｔｅｎが各温度に属している累積時間が、１週間ごとに記載されている。図１２に示すテーブルは、過去の扉３２の開閉回数のデータに基づいて作成される。例えば、図１２に示すテーブルは、平滑コンデンサ１２が搭載された駆動ユニット９１が配置されている場所の年間の温度データと、曜日や季節による乗りかご３１の動作頻度のデータと、扉３２の1回の開閉動作に伴うコンバータ１１およびインバータ１３の発熱により上昇する温度のデータ等に基づいて作成されている。テーブルには、少なくとも駆動ユニット９１を使い始めてから駆動ユニット９１を交換する時期までの累積時間の１週間ごとのデータが記憶されている。

経年劣化度推定部７６は、図１２に示すテーブルの各温度に対応する加速係数に各温度の累積時間をかけた値を加算し、図１３に示すような加速係数の累積グラフＦ（ｘ）を作成する。例えば、経年劣化度推定部７６は、１月１日から１月７日までの各温度における累積時間と各温度の加速係数をかけた値を加算して、図１２に示す１月１日から１月７日までの１週間分の加速係数の累積値Ｒ１を算出する。同様にして、１週間ごとに加速係数の累積値を算出する。平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断するタイミングが時間Ｗ（例えば、７月７日）である場合、経年劣化度推定部７６は、時間Ｗ（例えば、７月７日）までの１週間ごとの加速係数の累積値Ｒｘを算出する。経年劣化度推定部７６は、１週間ごとの加速係数の累積値Ｒｘを加算することで、図１３に実線で示すように、使い始めから時間Ｗまでの加速係数の累積グラフＦ（ｘ）を作成する。この累積グラフＦ（ｘ）は、平滑コンデンサ１２の経年劣化度の加速係数を累積したグラフであるので、平滑コンデンサ１２の経年劣化度を示している。季節によってエレベータ装置の利用頻度が異なるので、累積グラフＦ（ｘ）の傾きは、一様ではない。

経年劣化度判断部７７は、経年劣化度推定部７６が推定した時間Ｗにおける累積グラフＦ（ｘ）の値Ｆ（Ｗ）が、閾値Ｔｈを超えたか否かを判断する（ステップＳ１６）。経年劣化度判断部７７は、Ｆ（Ｗ）の値が閾値Ｔｈを超えた場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、平滑コンデンサ１２が異常状態にあることを入出力装置９３に出力する（ステップＳ１９）。

一方、Ｆ（Ｗ）の値が閾値Ｔｈを超えない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、経年劣化度推定部７６は、平滑コンデンサ１２の交換時期までの時間（余寿命時間）を計算する（ステップＳ１７）。例えば、経年劣化度推定部７６は、図１２に示すテーブルに基づいて図１３に点線で示す時間Ｗ（例えば、７月７日）以後のグラフを作成する。経年劣化度判断部７７は、点線で示すグラフが閾値Ｔｈに至る時間Ｙを算出する。そして、経年劣化度判断部７７は、現在の時間Ｗから時間Ｙまでの時間Ｔｍ（余寿命時間）を計算する。そして、経年劣化度判断部７７は、平滑コンデンサ１２を交換するまでの時間Ｔｍを入出力装置９３に出力する（ステップＳ１８）。

以上に説明したように、実施形態１に係るエレベータ制御装置は、トルク計測装置３９で計測された開閉モータ４１のトルクの時系列変化を示す波形データからコンバータ１１のリップルノイズの振幅に係る情報を抽出し、抽出したリップルノイズの振幅に係る情報に基づいて駆動ユニット９１に実装されている平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する異常判断部７２を有する。この構成により、実施形態１に係るエレベータ制御装置は、開閉モータ４１を駆動する駆動ユニット９１に実装されている平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断することができる。

詳細には、実施形態１に係るエレベータ制御装置の異常判断部７２は、トルク計測装置３９で計測されたトルクの波形データから、駆動ユニット９１の電源を構成するスイッチングレギュレータのスイッチング周波数の波形データを抽出することで、リップルノイズの振幅に係る情報（部分波形ｗｎ）を抽出する波形抽出部７３と、波形抽出部７３が抽出したリップルノイズの振幅に係る情報（部分波形ｗｎ）に基づいて、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する波形解析部７４を有する。部分波形ｗｎの振幅は、電源を構成するスイッチングレギュレータのリップルノイズの振幅と相関するので、実施形態１に係るエレベータ制御装置は、部分波形ｗｎの振幅と閾値とを比較することで、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断することができる。

また、実施形態１に係るエレベータ制御装置は、コンバータ１１から平滑コンデンサ１２までの電流経路および平滑コンデンサ１２からインバータ１３までの電流経路に電流計を挿入することなく、平滑コンデンサ１２の異常状態を検出できるので、駆動ユニット９１（電源）の電源効率を低下させることがない。トルク計測装置３９は、扉３２に異物が挟まったこと等を検出するために既に実装されている。したがって、実施形態１に係るエレベータ制御装置は、平滑コンデンサ１２の異常を検出するための専用の計測装置を用いないで平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断することができるので、製造コストを低減することができる。

また、実施形態１に係るエレベータ制御装置の異常判断部７２は、乗りかご３１の扉３２の開閉に伴う駆動ユニット９１の発熱による温度上昇に基づいて平滑コンデンサ１２の周囲の環境温度を推定し、推定した環境温度に基づいて平滑コンデンサ１２の経年劣化度を推定する経年劣化度推定部７６と、経年劣化度推定部７６が推定した平滑コンデンサ１２の経年劣化度が閾値を超えたか否かを判断する経年劣化度判断部７７と、を有する。この構成により、実施形態１に係るエレベータ制御装置の異常判断部７２は、乗りかご３１の動作回数を反映した平滑コンデンサ１２の経年劣化度を判断することができる。

また、実施形態１に係るエレベータ制御装置の異常判断部７２は、平滑コンデンサ１２を交換するまでの余寿命時間を前もって通知する。これにより、保守者は、保守計画を立てやすくなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、扉３２を開閉駆動する開閉モータ４１のトルクの波形データに基づいて平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断した。しかし、昇降モータ４０のトルクの波形データに基づいて平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断してもよい。この場合、部分波形ｗｆｓ１，ｗｆｓ２の発生要因が、扉３２を導くレールの歪等ではなく、ガイドレール２１の歪等となる。部分波形ｗｎの抽出および平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かの判断の仕方は同じである。

また、上記の説明では、コンバータ１１のリップルノイズの振幅により平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する場合について説明した。このリップルノイズに、コンバータ１１のスイッチング動作によって発生するサージ雑音を含めてもよい。平滑コンデンサ１２の容量が低下するのに伴って、サージ雑音も増加するからである。サージ雑音を含めて平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かの判断を行う場合、サージを組めて領域の範囲を設定する。

また、上記の説明では、充電回路１４および放電回路１５とを設ける場合について説明したが、これに限定されない。充電回路１４および放電回路１５を設けるか否かは任意である。

また、上記の説明では、異常判断部７２が、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する場合について説明した。しかし、コンバータ１１のリップルノイズの振幅は、コンバータ１１の平滑コンデンサ１１１（図３参照）の容量の減少によっても増加する。したがって、異常判断部７２によって平滑コンデンサ１２が異常状態にあると判断された場合、コンバータ１１の平滑コンデンサ１１１も異常状態にあると判断してもよい。

また、上記の説明では、過去のデータに基づいて作成された図１２に示すテーブルに環境温度ごとの累積時間のデータが記憶されており、経年劣化度推定部７６がテーブルに基づいて経年劣化度を推定する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、開閉モータ４１の動作の実績値により、図１２に示すテーブルの累積時間の値が更新されてもよい。また、経年劣化度を示す指標として、加速係数を累積する場合について説明したが、経年劣化度を示す指標として他の指標を用いてもよい。

また、上記の説明では、制御盤７０をエレベータ制御装置として説明したが、制御ユニット８０と駆動ユニット９１とが別装置に実装されている場合、制御ユニット８０をエレベータ制御装置としてもよい。

（実施形態２）
実施形態１では、トルク計測装置３９がコンバータ１１から電力の供給を受けて開閉モータ４１のトルクを計測する場合について説明した。実施形態２では、トルク計測装置３９がインバータ１３から電力の供給を受けて開閉モータ４１のトルクを計測する場合について説明する。他の構成については、実施形態１と同じであるので、説明を省略する。

実施形態２に係る駆動ユニット９１のコンバータ１１とインバータ１３とは、異なるスイッチング周波数で動作する。コンバータ１１は、コンバータ１１に使用されている部品のバラツキ、温度変動、経年変化を考慮した場合、領域Ａ１の周波数範囲でスイッチング周波数が変動するように設計されている。領域Ａ１は、例えば、１０ｋＨｚ乃至３０ＫＨｚである。インバータ１３は、インバータ１３に使用されている部品のバラツキ、温度変動、経年変化を考慮した場合、領域Ａ２の周波数範囲でスイッチング周波数が変動するように設計されている。領域Ａ２は、例えば、５０ｋＨｚ乃至１００ＫＨｚである。インバータ１３は、出力側に平滑コンデンサ１３１を有している（図３参照）。

図１４は、トルクの波形データをフーリエ変換した例である。波形抽出部７３は、コンバータ１１のスイッチング周波数の領域Ａ１に属するスペクトル成分と、インバータ１３のスイッチング周波数の領域Ａ２に属するスペクトル成分とを抽出する。

波形解析部７４は、領域Ａ１の範囲で抽出されたスペクトル成分の中で最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ１が閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断することで、平滑コンデンサ１２が異常状態にあるか否かを判断する。波形解析部７４は、最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ１が閾値Ｐｔｈ以上（正常範囲外）であると判断した場合、平滑コンデンサ１２もしくは平滑コンデンサ１１１が異常状態にあることを入出力装置９３に出力する。また、波形解析部７４は、領域Ａ２の範囲で抽出されたスペクトル成分の中で最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ２が閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断することで、インバータ１３の平滑コンデンサ１３１が異常状態にあるか否かを判断する。波形解析部７４は、最もパワーが大きいスペクトル成分のパワーを示す値Ｐｍ２が閾値Ｐｔｈ以上（正常範囲外）であると判断した場合、平滑コンデンサ１３１が異常状態にあることを入出力装置９３に出力する。

以上に説明したように、実施形態２に係るエレベータ制御装置では、駆動ユニット９１がスイッチング周波数の異なる複数のスイッチングレギュレータを含んで構成されている場合、波形抽出部７３は、複数のスイッチングレギュレータそれぞれのスイッチング周波数に基づいて、複数のスイッチングレギュレータそれぞれのスイッチング動作に起因するリップルノイズの情報を抽出する。そして、波形解析部７４は、複数のスイッチングレギュレータそれぞれの平滑コンデンサについて異常状態にあるか否かを判断する。実施形態２に係る異常判断部７２は、平滑コンデンサ１２もしくはコンバータ１１の平滑コンデンサ１１１が異常状態にあるか、もしくは、インバータ１３の平滑コンデンサ１３１が異常状態にあるか、を個別に判断することができる。

なお、上記の説明では、昇降モータ４０と開閉モータ４１を駆動する駆動ユニット９１を区別することなく説明したが、昇降モータ４０を駆動する駆動ユニットＡと開閉モータ４１を駆動する駆動ユニットＢとが個別に設けられていてもよい。この場合、駆動ユニットＡを構成するスイッチングレギュレータのスイッチング周波数と駆動ユニットＢを構成するスイッチングレギュレータのスイッチング周波数とを周波数領域を分けて設定することにより、どの電源の平滑コンデンサが異常状態にあるかを判断することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 商用電源
１０ エレベータ装置
１１ コンバータ
１２ 平滑コンデンサ
１３ インバータ
１４ 充電回路
１５ 放電回路
２１～２４ ガイドレール
３１ 乗りかご
３１ａ 開口部
３２ 扉
３６ 操作パネル
３９ トルク計測装置
４０ 昇降モータ
４１ 開閉モータ
４２ プーリー
４３ ワイヤ
４４ ケーブル
５０ カウンタウエイト
７０ 制御盤
７１ 駆動ユニット制御部
７２ 異常判断部
７３ 波形抽出部
７４ 波形解析部
７６ 経年劣化度推定部
７７ 経年劣化度判断部
８０ 制御ユニット
８１ ＣＰＵ
８２ 主記憶部
８３ 補助記憶部
８４ インタフェース部
８５ バス
９１ 駆動ユニット
９３ 入出力装置
１００ 昇降路
１１１、１３１ 平滑コンデンサ

Claims (5)

1. エレベータ装置の乗りかごの扉を開閉駆動するモータ、もしくは乗りかごの昇降を駆動するモータの少なくともいずれか一方に電力を供給する電源を備え、前記電源から前記モータに電力を供給するエレベータ装置において、
   前記モータのトルクを計測するトルク計測装置で計測された前記モータのトルクの時系列変化を示す波形データから前記電源のリップルノイズの振幅に係る情報を抽出し、抽出した前記リップルノイズの振幅に係る情報に基づいて前記モータを駆動する前記電源に配置された平滑コンデンサの異常状態を判断する異常判断部を有し、
   前記異常判断部は、
   乗りかごの扉の開閉に伴う前記電源の発熱による温度上昇に基づいて前記平滑コンデンサの周囲の環境温度を推定し、推定した前記環境温度に基づいて前記平滑コンデンサの経年劣化度を推定する経年劣化度推定部と、
   前記経年劣化度推定部が推定した前記平滑コンデンサの経年劣化度が閾値を超えたか否かを判断する経年劣化度判断部と
   を有するエレベータ制御装置。
2. 前記異常判断部は、
   前記トルク計測装置で計測された前記波形データから、前記電源を構成するスイッチングレギュレータのスイッチング周波数の波形データを抽出することで、前記リップルノイズの振幅に係る情報を抽出する波形抽出部と、
   抽出した前記リップルノイズの振幅に係る情報に基づいて、前記平滑コンデンサの異常状態を判断する波形解析部を有する、
   請求項１に記載のエレベータ制御装置。
3. 前記波形抽出部は、前記波形データをフーリエ変換することで、前記電源を構成するスイッチングレギュレータのスイッチング動作に起因する前記リップルノイズの振幅に係る情報をスペクトル成分として抽出し、
   前記波形解析部は、前記リップルノイズに対応するスペクトル成分の値が閾値より大きい場合、前記平滑コンデンサが異常状態にあると判断する、
   請求項２に記載のエレベータ制御装置。
4. 前記電源がスイッチング周波数の異なる複数のスイッチングレギュレータで構成されている場合、
   前記波形抽出部は、複数のスイッチングレギュレータそれぞれのスイッチング周波数に基づいて、複数のスイッチングレギュレータそれぞれのスイッチング動作に起因するリップルノイズの振幅に係る情報を抽出し、
   前記波形解析部は、複数のスイッチングレギュレータそれぞれの前記平滑コンデンサについて異常状態にあるか否かを判断する、
   請求項２または３に記載のエレベータ制御装置。
5. エレベータ装置の乗りかごの扉を開閉駆動するモータ、もしくは乗りかごの昇降を駆動するモータの少なくともいずれか一方に電力を供給する電源を備え、前記電源から前記モータに電力を供給するエレベータ装置において、前記電源に配置された平滑コンデンサの異常状態を診断する異常診断方法であって、
   前記モータのトルクを計測するトルク計測装置で計測された前記モータのトルクの時系列変化を示す波形データから前記電源のリップルノイズの振幅に係る情報を抽出することと、
   抽出した前記リップルノイズの振幅に係る情報に基づいて前記モータを駆動する前記電源に配置された平滑コンデンサの異常状態を診断することと、
   を含み、
   前記異常状態を診断することには、
   乗りかごの扉の開閉に伴う前記電源の発熱による温度上昇に基づいて前記平滑コンデンサの周囲の環境温度を推定し、推定した前記環境温度に基づいて前記平滑コンデンサの経年劣化度を推定することと、
   前記経年劣化度推定部が推定した前記平滑コンデンサの経年劣化度が閾値を超えたか否かを判断することと、
   を含む平滑コンデンサの異常診断方法。
   

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