JPH01311891A - エレベータの速度制御装置 - 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】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、サイリスタで構成された順変換器（以下コン
バータと言う）と、トランジスタおよびダイオードで構
成された逆変換器（以下インバータと言う）とを用いて
、かご駆動用の交流電動機を制御するエレベータの速度
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭５６−１６２９７８号公報に開示
された従来のエレベータの速度制御装置のインバータを
適用した構成を示すブロック図であり、（１）は三相交
流電源、（２）はサイリスタで構成され、交流電源電圧
を直流に変換するコンバータ、（３）はこのコンバータ
（２）の出力を平滑する平滑コンデンサ、（４）はトラ
ンジスタおよびダイオードで構成され、平滑コンデンサ
（３）によって平滑された直流電圧を可変電圧・可変周
波数の交流に変換するインバータ、（５）は交流電動機
としての三相訪導電動機（以下車に電動機と言う）、（
６）は電動機（５）に直結される回転計発電機等の速度
検出器、（７）は電動機（５）によって回動される綱車
、（８）はこの綱車（７）に巻き掛けられるローブ、（
９）はこのローブ（８）の一端に結合されるかご、（１
０）はその他端に結合される釣り合い錘をそれぞれ示し
、また、（１１）は速度指令（ｌｌａ）を発生する速度
指令発生装置、（１２）は速度指令（ｌｌａ）と速度検
出器（６）の速度信号（６ａ）とを比較してコンバータ
（２）の出力指令（１２ａ）およびインバータ（４）の
滑り周波数指令（１２ｂ）を出力する速度制御演算回路
、（１３）は平滑コンデンサ（３）の両端電圧を検出す
る電圧検出器、（１４）は出力指令（１２ａ）と電圧検
出器（１３）の電圧信号（１３ａ）　とを比較して電圧
指令を出力する電圧制御演算回路、（１５）はこの電圧
指令に基いてコンバータ（２）を構成するサイリスタを
制御するためのゲートパルスを発生する位相回路、（１
６）は速度信号（６ａ）と滑り周波数指令（１２ｂ）と
を用いて正弦波の電圧指令を発生する電圧指令発生回路
、（１７）はインバータ（４）、の出力電圧を検出する
電圧検出回路、（１８）は電圧指令発生回路（１６）の
電圧指令と電圧検出回路（１７）の電圧信号とを比較し
てパルス幅変調指令を発生するパルス幅変調比較器、（
１９）はこのパルス幅変調指令によりインバータ（４）
を構成するトランジスタを制御するためのゲート信号を
発生するベース駆動回路をそれぞれ示している。

上記のように構成されたエレベータの速度制御装置にお
いて、三相交流電圧はコンバータ（２）および平滑コン
デンサ（３）によって整流平滑され、次いで、インバー
タ（４）によってパルス幅変調された交流電圧が電動機
（５）に供給され、この結果、かご（９）が走行を開始
する。

このとき、速度検出器（６）が電動機（５）の回転速度
を検出してかと（９）の速度信号（６ａ）を速度制御演
算回路（１２）に加える。この速度制御演算回路（１２
）はこの速度信号（６ａ）と速度指令（ｌｌａ）　とを
比較して出力指令（１２ａ）と滑り周波数指令（１２ｂ
）を作り、それぞれ電圧制御演算回路（１４）および電
圧指令発生回路（１６）に加える。

一方、電圧制御演算回路（１４）ではこの出力指令（１
２ａ）を設定値とし、電圧検出器（１３）の電圧信号を
フィードバック値として両者の偏差が零になるような電
圧指令を出力し、位相回路（１５）がこれを受けてイン
バータ（２）のサイリスタを制御する。

第３図は位相回路（１５）の詳細を示すブロック図で、
同図において、（２６）は単相の交流電源、（２７）は
交流波形（２６ａ）を基準に所定の位相基準パルス列（
２７ａ）を発生するＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ルー
プ）回路、（２８）は電圧誤差信号（１４ａ）を＾／Ｄ
（アナログ／ディジタル）変換し所定のビット数を有す
るディジタル点弧角指令信号（２８ａ）を生成する＾／
Ｄ変換回路、（２９）は位相基準パルス（２７ａ）と点
弧角指令信号（２８ａ）を入力としてコンバータの各サ
イリスタに点弧パルスを分配する点弧パルス分配回路で
ある。

また、電圧指令発生回路（１６）では滑り周波数指令（
１２ｂ）および速度信号（６ａ）とを用いて正弦波の電
圧指令を作り、パルス幅変調比較器（１８）に加える。

このパルス幅変調比較器（１８）ではこの電圧指令を設
定値とし、電圧検出回路（１７）の電圧信号をフィード
バック値として両者の偏差が零になるようなパルス幅変
調指令を出力してベース駆動回路（１９）に与える。次
いで、このベース駆動回路（１９）がインバータ（４）
のベース電流を制御する。

かくして、電動機（５）　に加えられる電圧および周波
数が制御され、かご（９）　は速度指令発生装置（１１
）の速度指令（ｌｌａ）に従って高精度で速度制御され
る。

次に第４図は上記電圧制御演算回路（１４）の詳細な構
成を示す回路図で、一端がそれぞれ速度制御演算回路（
１２）および電圧検出器（１３）に接続される抵抗（２
０）および（２１）と、反転入力端子（−）にこれらの
抵抗の他端が、出力端子が位相回路（１５）に接続され
る演算増幅器（以下オペアンプと言う）（２４）と、こ
のオペアンプ（２４）の反転入力端子（−）と出力端子
間に接続されるコンデンサ（２３）と、オペアンプ（２
４）の出力端に一方の入力端が接続されると共に他方の
入力端に標準電圧が加えられ、且つ出力端が位相回路（
１５）に接続される比較器（２５）とで構成されている
。

第４図において抵抗（２０）を介して電圧指令（１２ａ
）が、抵抗（２１）を介して電圧信号（１３ａ）がそれ
ぞれ加えられると、両者の偏差に対応する電圧信号（２
４ａ）が位相回路（１５）に加えられ、また、比較器（
２５）はこの電圧信号（２４ａ）のレベルを判定し、所
定値を超えたとき電力を電源に回生させるための信号、
すなわち、コンバータ（２）のバンク切換信号（２５ａ
）が位相回路（１５）に加えられる。

ところで、この種の速度制御装置にあっては、一般にか
ご駆動用の交流電動機中の所定のギャップ磁束を確保し
、かつ交流電動機から発生する電磁騒音を低く抑えるた
めに、コンバータの出力電圧をかごの速度指令値に応じ
て変化させるいわゆるＰＡＭ制御が用いられる。すなわ
ちかごを所定の加速度で加速する場合、交流電動機に印
加する交流の周波数を増加してかごの速度を上昇させる
に従い、交流電動機の端子電圧も上昇するため、所定の
かご加速度を生じさせ得る一次電流を交流電動機に流し
つづけるためにはインバータに印加しておく直流電圧値
もかごの速度指令値に応じて上昇するよう制御される。

従ってかごが定格速度まで加速され運転されるモードで
は、コンバータ電圧も又最大電圧を必要とし、逆にかご
がいわゆる部分速で運転されるモードにおいては、コン
バータ電圧は比較的低い値で足りる事になる。さて、電
源電圧をＶａｅとし、サイリスタの電圧降下分等を無視
したときのコンバータ（２）の最大平均出力電圧をＥ、
としたときおおよそＥｏ＝　１．３５Ｖａｅ　（ｖ）の
関係にある。

ここで、電源電圧ＶａＣがある事情で比較的太きく低下
するか、又はコンバータ（２）もしくは位相回路（１５
）の１相分がオフ故障した場合を考えると、上記電圧低
下又は−相オフ故障のない場合と同じ点弧角指令のまま
ではコンバータ（２）の出力電圧については平滑コンデ
ンサ（３）の充電電圧も降下してしまうのでこれを補う
ためにオペアンプ（２４）の出力電圧は増大する。

上述したようにかごが部分速運転をしている時には問題
を生じない場合もあるが、かごが定格速運転を行なおう
として高いコンバータ電圧が必要となる場合には第５図
に示すように時刻ｔｌからｔ。

までの間、オペアンプ（２４）の出力電圧（２４ａ）は
飽和し、電圧信号（１３ａ）よりも電圧指令（１２ａ）
が大きい状態になることがある。つまり、電圧指令（１
２ａ）に対応する出力が得られないことがある。

このとき、インバータ（４）がカ行運転から回生運転に
移行したとすると、オペアンプ（２４）の飽和により比
較器（２５）の動作が遅れて平滑コンデンサ（３）の両
端電圧が上昇する一方、電源電圧も低いことから回生側
の電流制御ができなくなり、これによって回生側のサイ
リスタバンクに過大な電流が流れて了つという課題があ
った。

また、上記従来装置に対して、特開昭６０−１２８８８
４号公報で示されているような交流電源電圧を検出し、
この電源電圧が低下した場合にはその程度に応じてコン
バータの出力指令に制限を加える方法がある。

第６図はこの電圧検出器（２０）および最小値選択回路
（２７）の詳細な構成を示す回路図で、先ず電圧検出器
（２０）は、−次側が交流電源に接続された三相変圧器
（以下トランスと言う’）　（２Ｂ）と、このトランス
の二次側に接続され、６個のダイオード（２０）〜（３
４）をブリッジ接続してなる整流回路と、この整流出力
を平滑する抵抗（３５）およびコンデンサ（３６）とで
構成される。

この最小値選択回路（２７）は、電圧検出器（２６）の
電圧信号（２６ａ）を非反転入力端子（＋）に、速度制
御演算回路（１２）の出力指令（１２ａ）を人力抵抗（
３８）を介して取り込むオペアンプ（３７）と、電圧信
号（２６ａ）および出力指令（１２ａ）が（２６ａ）　
＜　（１２ａ）の状態でオペアンプ（３７）の動作を有
効にするべく、このオペアンプ（３７）の出力回路に設
けられるダイオード（３９）とこのオペアンプ（３７）
の出力を人力として、電圧信号（２６ａ）のレベル以下
に抑えて、補正された出力指令（２７ａ）を出力するバ
ッファアンプ（４０）とで構成されている。

第７図はこれらの関係を示すと共に、電圧制御演算回路
（１４）のオペアンプ（２４）の出力状態を示すもので
、電圧信号（２６ａ）が出力指令（１２ａ）よりも低い
間、この出力指令（１２ａ）は制限されて出力指令（２
７ａ）が電圧制御演算回路（１４）に加えられる。

この結果、オペアンプ（２４）も飽和することなく、し
かも、電圧信号（１３ａ）からも明らかなように平滑コ
ンデンサ（３）の両端電圧も低く制限されているのでコ
ンバータに過電流が流れることを防止する。

（発明が解決しようとする課題） 従来のエレベータの速度制御装置は以上のように構成さ
れていたので、コンバータ本体もしくはコンバータの位
相制御回路が一相分オフ故障するような故障モードに対
しては無力であり、コンバータを構成するサイリスタへ
の過電流を何ら防止することができないという課題があ
った。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、コ
ンバータ本体もしくは位相制御回路の一相分がオフ故障
した場合、又は交流電源電圧が低下した場合であっても
正常なコンバータ運転を行なうことができるエレベータ
の速度制御装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るエレベータの速度制御装置は、交流電源電
圧を直流に変換する順変換器に加える点弧パルスの位相
角が所定のエンドストップ角に達していることを位相角
モニター回路にて検出し、この位相角モニター回路の検
出出力、前記出力指令及び平滑コンデンサの充電電圧の
各偏差に応答してスイッチを開閉させ、上記点弧パルス
の位相角が上記エンド・ストップ角に達し、且つ出力指
令が平滑コンデンサの充電電圧より大きい場合に上記ス
イッチにより電圧制御演算回路の出力増加を阻止する構
成である。

〔作用〕

本発明におけるエレベータの速度制御装置は、順変換器
に加える点弧パルスの位相角が所定のエンド・ストップ
角に達しており、かつ順変換器の出力電圧指令が平滑コ
ンデンサの充電電圧よりも大きい場合に位相制御回路へ
の入力をしゃ断することによりコンバータ本体もしくは
位相制御回路がオフ故障し単相運転となった場合でもコ
ンバータを構成する回生側のサイリスタバンクに過電流
が流れることを未然に防止し得る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

この第１図は本実施例装置の構成ブロック図を示し、同
図において本実施例に係るエレベータの速度制御装置は
、前記第２図に記載の従来装置の構成に、三相交流電源
（１）を直流に変換するコンバータ（２）に加える点弧
パルスの位相角が所定のエンド・ストップ角に達してい
ることを位相回路（１５）の位相検出信号（２８ａ）か
ら検出する位相角モニター回路（３０）と、この位相角
モニター回路（３０）の出力（３０ａ）　、コンバータ
（２）の出力指令（１２ａ）及び平滑コンデンサ（３）
の充電電圧の電圧信号（１３ａ）の各偏差に応答して開
閉し、上記点弧パルスの位相角が上記エンド・ストップ
角に達し、且つコンバータ（２）の出力指令（１２ａ）
が平滑コンデンサ（３）の充電電圧の電圧信号（１３ａ
）より大きい場合に電圧制御演算回路（３１）の出力増
加を阻止するスイッチ（３２）とを追加する構成である
。

次に、上記構成に基づく本実施例の動作について説明す
る。まず、速度指令発生装置（１１）からエレベータの
かと（９）の走行速度に関する速度指令（ｌｌａ）が出
力され、この速度指令（ｌｌａ）及び該速度指令（ｌｌ
ａ）の出力時における現在の電動機（５）の回転を検出
する速度検出器ＴＧ　（６）の速度信号（６ａ）を受け
て速度制御演算回路（１２）がコンバータ（２）の出力
指令（１２ａ）及びインバータ（４）の滑り周波数指令
（１２ｂ）を演算して出力する。

上記コンバータ（２）の出力指令（１２ａ）は、電圧検
出器（１３）の充電電圧に関する電圧信号（１３ａ）と
共に電圧制御演算回路（１４）に人力され、この電圧制
御演算回路（１４）にて電圧指令が演算されて位相回路
（１５）に入力される。この位相回路（１５）はコンバ
ータ（２）にゲートパルスを出力すると共に、位相角モ
ニター（３０）にも出力する。この位相角モニター（３
０）は人力されたゲートパルスである点弧パルスの位相
角が上記コンバータ（２）の定格で予め定められた所定
のエンドストップ角に達しているか否かを監視する。こ
の位相角モニター（３０）の監視にて点弧パルスの位相
角が上記エンド・ストップ角に達していると判断されて
モニター信号（３０ａ）がスイッチ（３２）に人力され
ると、このスイッチ（３２）は平滑コンデンサ（３）の
充電電圧に関する電圧信号（１３ａ）及び速度制御演算
回路（１２）の出力指令（１２ａ）の各偏差に応答して
開閉し、上記出力指令（１２ａ）が電圧信号（１３ａ）
より大きい値となった場合に電圧制御演算回路（１４）
の出力増加を阻止する。

このスイッチ（３２）により電圧制御演算回路（１４）
の出力増加を阻止することにより、コンバータ（２）も
しくは位相制御回路（１５）がオフ故障して単相運転と
なった場合であっても、コンバータを構成する回生側の
サイリスタバンクに過電流が流れることを未然に防止で
きる。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く本発明によれば、コン
バータに加える点弧パルスの位相角が所定のエンド・ス
トップ角に達していること及びコンバータの出力電圧指
令値が平滑コンデンサの充電電圧よりも大きいことを検
出して位相制御回路への入力をしゃ断することにより回
生運転時にコンバータを構成するサイリスタに過電流が
流れることを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエレベータの速度制御装置の一実
施例の構成を示すブロック図、第２図は従来装置のブロ
ック図、第３図は位相回路の詳細な構成を示す回路図、
第４図は電圧制御演算装置の回路図、第５図は速度制御
装置の作用を説明するためのタイムチャート、第６図は
変換部の主要な要素の詳細な構成を示す回路図、第７図
は作用を説明するためのタイムチャートである。 （２）・・・コンバータ、 （３）・・・平滑コンデンサ、 （４）・・・インバータ、 （５）・・・誘導電動機、 （９）・・・かご、 （１１）・・・速度指令発生装置、 （１２）・・・速度制御演算回路、 （１３）・・・電圧検出器、 （１４）・・・電圧制御演算回路、 （１５）・・・位相回路、 （３０）・・・位相角モニター、 （３１）・・・スイッチ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サイリスタで構成され、交流電源電圧を直流に変換する
   順変換器と、該順変換器の直流電圧を平滑する平滑コン
   デンサと、トランジスタおよびダイオードで構成され、
   上記平滑コンデンサによって平滑された直流電圧を可変
   電圧・可変周波数の交流に交換してかご駆動用の交流電
   動機の供給する逆変換器と、前記かごの速度指令および
   検出速度を比較して前記順変換器の出力指令および前記
   逆変換器の滑り周波数指令を演算する速度制御演算回路
   と、該速度制御演算回路の出力指令と上記平滑コンデン
   サの充電電圧との偏差に応答して点弧角指令信号を演算
   する電圧制御演算回路と、該電圧制御演算回路の点弧角
   指令信号に基づいて上記順変換器の位相制御を行なう位
   相回路と、上記滑り周波数指令に基いて上記逆変換器を
   パルス幅変調制御する制御回路とを備えるエレベータの
   速度制御装置において、上記順変換器に加える点弧パル
   スの位相角が所定のエンドストップ角に達していること
   を検出する位相角モニター回路と、該位相角モニター回
   路の検出出力、上記出力指令及び平滑コンデンサの充電
   電圧の各偏差に応答して開閉し、上記点弧パルスの位相
   角が上記エンド・ストップ角に達し、且つ上記順変換器
   の出力指令が平滑コンデンサの充電電圧より大きい場合
   に上記電圧制御演算回路の出力増加を阻止するスイッチ
   とを備えることを特徴とするエレベータの速度制御装置
   。