JPH01165974A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば交流電動機によってかごを駆動するエ
レベータの制御に好適な電力変換器に係り、特に交直変
換器と直交変換器との間に設けられる平滑用コンデンサ
の劣化検出に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６０−２１６７９２号に記載のよ
うに、この種の電力変換装置に用いられるコンデンサの
劣化を検出するのに容量計、ｔａｎｄ計等による測定す
るか、あるいは、コンデンサの両端電圧検出値と電圧指
令値との偏差電圧が所定値を超えたことを検出する方法
がある。しかし、前者は、コンデンサを取外す必要があ
り、エレベータの制御に用いられる電力変換器にあって
は、平滑用コンデンサの取外しがかなり難しく、その劣
化を検出するには多大な時間を費やすこととなり、もち
ろんこの間エレベータの停止を余儀なくされる。

後者の場合は、コンデンサの両端電圧と電圧指令値との
偏差電圧を検出し、その偏差電圧が所定値を超えたとき
、コンデンサ劣化と判定しているが、一方、制御装置て
は、コンデンサの両端電圧と電圧指令値とが等しくなる
ように制御しているので、前記制御装置に異常の場合も
前記偏差電圧が所定値を超えることがある。

従って、この場合は誤検出となるが、この点について配
慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、平滑用コンデンサの両端電圧と電圧指
令値との偏差電圧により、平滑用コンデンサの劣化を検
出しているが、制御装置等平滑コンデンサ以外の異常で
もこの偏差電圧が所定値を超えることがある。この点に
ついて、配慮がされておらず、この誤検出の問題があっ
た。

本発明の目的は、コンデンサを取外すことなくあるいは
、誤検出をせず、確保にコンデンサの劣化を検出を可能
とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、交直変換器と直交変換器との間に設けられ
た平滑用コンデンサに流れる充放電電流を直接検出し、
正常時の平滑用コンデンサの充放電電流パターンと比較
し、その偏差値が所定値を超えたことを検出することに
より、達成される。

〔作用〕

本発明は、交直変換器と直交変換器との間に設けられた
平滑用コンデンサと直列に変流器を接続し、この変流器
により平滑用コンデンサの充放電電流を検出し、その検
出信号を電流比較回路に入力する。一方別に設けらけた
電流設定器は、正常時の平滑用コンデンサの充放電電流
パターンを出力する。前記電流比較回路でこの充放電電
流パターンと１油記平滑コンデンサの充放電電流の検出
値を比較し、その偏差値が所定値を超えたとき、平滑用
コンデンサが劣化したとき判定し、出力する。

」二記平滑用コンデンサ故障検出装置は、電圧制御装置
と分離し、独立した装置であり、また、平滑コンデンサ
の充放電電流を直接検出するので、平滑コンデンサの劣
化検出を確実に行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、特にエレベータの制御に通
用した場合について、図より説明する。

第１図において、三相交流電源には、交流電動機負荷の
力行時の交直変換器（以下、力行用コンバータと言う）
（１）と回生制御時の直交変換器（以下、回生用コンバ
ータと言う）　（２）とが並列接続され、その出力側に
平滑用コンデンサ（３）とこのコンデ・ンサ（３）によ
って平滑された直流を交流に変換して、誘導電動機（５
）に供給すると共に、電動機（５）で発生した交流を直
流に変換してコンデンサ（３）に充電させる直交変換器
（以下、インバータと言う）（４）が接続されている。

また、コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出器（６
）と電動機（５）に直結された図示省略の回転検出用発
電機の出力やかごの速度指令等を入力してコンバータ電
圧指令およびインバータ電流指令を出力する信号発生器
（７）と、コンデンサ（３）の両端電圧がコンバータ電
圧指令（９ａ）に等しくなるように力行用コンバータ　
（２）を制御する制御信号（８ａ）、回生用コンバータ
を制御する制御信号（８ｂ）、インバータを制御する制
御信号（８ｃ）を出力する制御装置を設けられている。

さらにまた、コンデンサ（３）の充放電電流を検出する
変流器（７）と、正常時の充放電電流パターンを設定す
る電流設定器（１１）の出力とを入力し、充放電電流の
検出値（７ａ）と電流設定器の出力（１，１ａ）との偏
差分が所定値を超えたときコンデンサ（３）が劣化した
ことの信号（１０ａ）を出力するコンデンサ故障検出回
路（１０）が、設けられている。

なおエレベータの駆動系は、周知の如く、誘導電動機（
５）、かご（１−２）、釣合い錘（］−３）等で構成さ
れており、電動機（５）により、かごの」１昇下降制御
が行われる。

次に、本実施例の動作を以下に説明する。

先ず、信号発生装置（９）がコンバータ電圧指令および
インバータ電流指令を出力すると、制御装置（８）の制
御信号（８ａ、８ｃ）により、力行用コンバータ　（１
）およびインバータ　（４）が駆動され、三相交流電源
の交流が力行用コンバータにより、直流に変換され、こ
の直流が平滑用コンデンサ（３）により平滑され、次に
インバータ（４）により交流に変換されて電動機（５）
に供給される。このようにして、電動機は力行運動され
る。

一方、かご（１２）の重量と釣合い錘（１３）との関係
が逆になったときには、電動機（５）は発電機として使
用され、その発生電力は、インバータ（４）によってコ
ンデンサ（３）に充電される。この場合、コンデンサ（
３）の両端電圧を検出する電圧検出器（６）の信号は、
制御装置（８）に入力され、電力の帰還によってコンデ
ンサ（３）の両端電圧が」１昇すれば、これをコンバー
タ電圧指令に一致させるべく制御装置（８）が回生用コ
ンバータ（２）を制御する。

このように、力行用コンバータ　（１）および回生コン
バータ（２）は、常に帰還制御されるため、コンデンサ
（３）の両端電圧は信号発生器（９）のコンバータ電圧
指令に追随して殆んど偏差のない制御かなされる。なお
、力行用コンバータ（１）と回生用コンバータ　（２）
のどちらを動作させるかは、コンデンサ（３）の両端電
圧により制御装置が（８）が決定する。従ってかご（１
２）の負荷状態、加減速によって力行および回生を繰り
返す。また力行および回生用コンバータが同時にオン動
作しないように第２図（ａ）および（ｂ）に示すことく
一定の不干渉時間（Ｔ）を設けておく。

従って、この不干渉時間中は、コンバータは共にオフ状
態になることからコンデンサの両端電圧は、力行から回
生に切換える時−瞬上昇し、回生から力行に移る時−瞬
下降する。またコンデンサの充放電電流は第２図（ａ）
に示すように、−瞬充放電電流が流れる。この充放電電
流の大きさ及び時間は、コンデンサの容量および電動機
（５）等負荷によるもので、コンデンサの劣化により電
流の大きさが顕著になる。従って、第３図（ａ）に示す
ように力行および回生の切換時の充放電電流を含め所定
の電流パターン中（Ｚ）を設定し、この電流が常に設定
範囲Ｚ内にあるときコンデンサ（３）の劣化はなく正常
と判定し、コンデンサ（３）の充放電電流（７ａ）が同
図（ｂ）に示すように設定範囲（Ｚ）を超えた時コンデ
ンサ（３）劣化したものと判定することができる。なお
、通常時と力行および回生用コンバータ切換時とではコ
ンデンサ（３）の電流が大巾に差があるので電流設定器
（１１）において制御装置（８）より前記切換信号（８
ｄ）を入力し、切換時の電流パターンに切換え出力する
。

そこで、コンデンサ故障検出装置（１０）は、電流設定
器（１１）の電流パターン巾（２）と、コンデンサ（３
）、電流（６ａ）とを比較し、コンデンサ電流（６ａ）
が電流パターン巾（Ｚ）の範囲（Ｚ）を超えたときコン
デンサ（３）の劣化したことの信号を出力し、警告を発
生する。

本発明によれば、平滑コンデンサの劣化検出装置を分離
し、コンデンサの劣化状態を独立して検出するため、コ
ンデンサの充放電電流を直接検出することにより、誤検
出をすることもなくコンデンサの劣化を確実に検出でき
るという効果があった。なお上記実施例はエレベータに
適用する電力変換装置について説明したが、本発明は、
これに限定されるものではなく、交直変換器および直交
変換器間に平滑用コンデンサが設けられている電力変換
装置の全てに適用することができる。またコンデンサの
劣化検出という点から、交流フィルター用コンデンサ等
にも適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンデンサ故障検出装置を電圧制御装
置から分離し、さらにコンデンサの電流製直接検出し、
正常時の電流パターンと比較することにより、その偏差
値が所定の設定範囲を超えたときコンデンサが劣化した
ことの信号を出力するコンデンサ故障検出装置により、
コンデンサの劣化を検出できるのでコンデンサを取外す
こともなく、また、誤検出がなく、極めて容易かつ確実
にコンデンサの劣化が検出可能という優れた効果が得ら
れている。

なお、エレベータノ制御装置に適用した場合には、コン
デンサの劣化を常時検出しているので、コンデンサの劣
化見落したときに発生するエレベータ急停止等未然に防
ぎ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御ブロック図、（］０） 第２図および第３図は同実施例の作用を説明するための
タイムチャーＩ・、第４図は従来技術の一実施例を示す
制御ブロック図である。 １・・・力行用コンバータ、２・・回生用コンバータ、
３・・平滑用コンデンサ、４　インバータ、５　誘導電
動機、６・・・電圧検出器、７・・変流器、８・・・制
御装置、９　・信号発生器、１０・・コンデンサ故障検
出装置、１１・・電流設定器、１２　かご、１３・・釣
合い錘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交直変換器と直交変換との間に平滑用コンデンサが
   設けられ、このコンデンサの両端電圧および直交変換器
   の出力電圧と、電圧指令とが一致するように前記交直変
   換器および直交変換器を制御することにより電動機負荷
   の力行運転および回生制御を行なう制御装置を備えた電
   力変換装置において、前記コンデンサの電流の検出値と
   電流設定値との偏差分が所定値を超えた時前記コンデン
   サが劣化したことの信号を出力するコンデンサ故障検出
   装置を設けたことを特徴とする電力変換装置。