JPH0270290A - 電動機の制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ＰＷＭ　（パルス巾制御）インバータ方式
によりエレベータを駆動制御する電動機の制御装置の改
良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のインバータを用いた電動機の制御装置と
しては例えば、特開昭６２−７７８７０号公報に示され
たようなものがあり、これを第２図に示す。この従来の
電動機の制御装置は、エレベータにおいてかごを昇降さ
せる巻上電動機として誘導室ｗＪ機を使用し、インバー
タを使用した駆動制御装置で駆動制御するようにしたも
のがある。

この第２図において、この電動機の制御装置は、三相電
源（１）からの三相交流出力を順変換器（２）に入力し
、この順変換器　（２）で三相交流出力を直流出力に変
換し、この順変換器　（２）の直流出力をコンデンサ　
（３）で平滑化してトランジスタ・インバータである逆
変換器（４）に入力し、この逆変換器（４）で直流出力
を変換した三相交流出力を屈導電動機からなる巻上電動
機　（５）に印加して巻上電動機を駆動する構成である
。

この巻上電動機　（５）の駆動により回転軸に連結した
綱車　（６）が回動するので、この綱車　（６）に巻回
されて一端につり合いおもり　（７）を装着した牽引ロ
ープ　（８）の他端に装着して綱車　（６）に乗架した
かご　（９）が上昇又は下降する。

一方、かご　（９）の速度パターンを発生するパターン
発生回路（１１）からの指令速信号と巻上電動機　（５
）の回転速度、即ちかご　（９）の走行速度を検出する
タコジェネレータ（ＴＧ）からの検出速度信号及び逆変
換器（４）の三相出力電流を検出する電流検出回路（１
３）からの帰還信号を各々制御回路（１２）に人力する
。

この制御回路（１２）は各人力信号に基づいてパルス巾
変調（以下、ＰＷＭという）回路（１３）へ指令信号を
出力する。このＰＷＭ回路（１３）は指令信号を三角波
キャリア発生回路（１４）の三角波キャリア出力信号に
より、ＰＷＭを行ないキャリア信号のオン・オフの周期
に変換する。このＰＷＭ回路（１３）からのＰＷＭ信号
によりベース駆動回路（１５）は、逆変換器（４）の各
パワートランジスタを交互にベースドライブすることに
より直−交変換を制御し、巻上電動機　（５）の回転速
度、即ちかご　（９）の速度を制御する。

上記逆変換器（４）のパワートランジスタ（以下、ＰＴ
Ｒという）は蓄積時間とターンオフ時間があり、駆動信
号をオフしても一定期間だけ電流が流れ続ける。したが
って、前述のような逆変換器（４）の各ＰＴＲの構成で
は、上下アーム（例えばＵ相に着目すればＰＴＲのＴｕ
ｐが上アーム、またＴＵＮが下アーム）の短絡が生じる
。この対策として、一般にＰＴＲの駆動信号に上下アー
ムが同時にオフする期間（上下アーム短絡防止時間）Ｔ
ｄを設けている。しかしながら、ＰＴＲの動作は駆動信
号に対してオンの場合は速く応答するが、オフの場合、
ＰＴＲの特性上応答時間が遅いため、ＰＴＲのオン期間
とオフ期間が駆動信号と一致しない。このため、パルス
巾変調制御された話導電動機にて形成される巻上電動機
　（５）のモータ電流のゼロ付近で波形歪が生じ、高精
度なモータ制御が出来ず、エレベータに振動が発生し、
あるいは着床精度が悪くなるなどの原因となっていた。

従って、上記による電流の歪を防止するためにＰＴＲそ
のもののスイッチング状態をフィードバックして、ＰＷ
Ｍ制御に付加して上下アーム短絡防止時間（Ｔｄ）補正
を行なう他の従来の電動機の制御装置がある。この従来
装置を第３図に示し、同図において他の従来装置は、前
記従来装置の構成に加え、逆変換器（４）のＰＴＲにフ
ォトカプラ素子（１８）、（２４）、（３０）を設け、
このフォトカブラ素子（１８）、（２４）、（３０）か
らの電気信号を各々ＰＷＭ回路（１４）に入力する構成
である。この他の従来装置は、上記フォトカプラ素子（
１８）、（２４）、（３０）により逆変換器（４）の電
圧をフィードバック電圧として絶縁状態で検出すること
ができる。

さらに、他の従来装置を第４図に示し、同図において、
他の従来装置は、上記第３図の従来装置のフォトカブラ
素子（１８）、（２４）、（３０）を逆変換器制御部（
１０）側に設ける構成である。この場合も逆変換器（４
）のフィードバック電圧を絶縁状態で検出することがで
きる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電動機の制御装置は以上のように構成されている
ので、フォトカプラ素子（ｐｃ）が使用されて絶縁状態
でフィードバック電圧を検出しているが、第３図のよう
にフォトカブラ素子をＰＴＲ側に設ければＰＣの二次側
の信号線が長くなりノイズに弱くなり、他方第４図のよ
うに制御部側に設ければパワーラインが制御部に引き込
まれることになりメンテナンス時等は危険であり、更に
、ＰＣの故障により絶縁破壊したときは、制御部側にイ
ンバータ電圧が直接印加されることになり、制御回路の
破壊及び安全上危険な状態となる等の課題があった。

本発明は上記の課題を解消するためになされたもので、
インバータ電圧の検出に光ファイバを使った光リンクを
採用することによりノイズに強い又、安全上危険な状態
を回避する電動機の制御装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電動機の制御装置は、交流電源からの交
流出力を順変換手段にて直流に変換し、該順変換手段の
直流出力をトランジスタにて形成される逆変換手段にて
電動機速度に対応する交流に変換し、該逆変換手段のト
ランジスタを制御手段にてパルス巾変調に基づき制御し
、上記逆変換手段のトランジスタのスイッチング状態を
スイッチング状態検出手段にて検出し、該検出結果を光
信号として出力し、該スイッチング状態検出手段の光信
号を光伝送手段にて上記制御手段に伝送し、上記光伝送
手段の光信号に基づき制御手段が逆変換手段のトランジ
スタを駆動制御する構成である。

〔作用〕

この発明における電動機の制御装置は、逆変換手段のス
イッチング状態を光信号として検出し、この光信号を制
御手段に伝送することにより、逆変換手段の上下アーム
における短絡防止対策のため生じるモータ電流「τ」付
近での波形歪の補正をノイズに強くかつ安全性の高いも
のとすることができることとなり、誤動作の少ない高性
能な制御装置を構成することができ、更にメンテナンス
時にも安心して保守作業を行なうことが可能となる。

〔実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
。この第１図は本実施例に係る電動機の制御装置の構成
回路ブロック図を示し、同図において本実施例に係る電
動機の制御装置は、三相交流電源（１）からの交流出力
を直流に変換する順変換器　（２）と、該順変換器　（
２）の直流出力を電動機速度に対応する交流に変換する
トランジスタで形成される逆変換器（４）と、該逆変換
器（４）のトランジスタをパルス巾変調に基づき制御す
る逆変換器制御部（１０）と、上記逆変換器（４）のト
ランジスタのスイッチング状態を検出し、該検出結果を
光信号として出力する発光素子内蔵の光モジュール（２
０）、（２６）、（３２）にて構成されるスイッチング
状態検出部（１７）と、該スイッチング状態検出部（１
７）の各光信号を上記逆変換器制御部（ｌＯ）に伝送す
る光ファイバ（２１）、（２７）、（３３）とを備え、
上記光ファイバ（２１）、（２７）、（３３）の光信号
に基づき逆変換器制御部（ｌＯ）が逆変換器（４）のト
ランジスタを駆動制御する構成である。

上記逆変換器制御部（ｌＯ）は、かご　（９）の速度パ
ターンを発生するパターン発生回路（１１）と、この速
度パターンの指令速信号、タコジェネレータ（ＴＧ）の
検出速度信号及び電流検出回路（１３）の帰還信号に基
づき指令信号を生成する制御回路（１２）と、該指令信
号を三角波キャリア信号に基づきパルス巾変調を行なう
ＰＷＭ回路（１３）と、該パルス巾変調を行なうための
三角波キャリア信号を生成する三角波キャリア発生回路
（１４）と、上記ＰＷＭ回路（１３）のＰＷＭ侶号に基
づき逆変換器（４）の各ＰＴＲを交互にベースドライブ
するベース駆動回路（１５）と、上記光ファイバ（２１
）、（２７）、（３３）から伝送される逆変換器（４）
の各ＰＴＲにおけるスイッチング状態を表わす各光信号
を光−電変換し、増幅する光−電変換回路（３５）とを
備える構成である。

なお、上記ＰＷＭ回路（１３）は、第２図の従来のＰＷ
Ｍ回路（１３）にインバータ電圧フィードバック信号を
入力して、ＰＴＨのスイッチング時間の遅れを補正する
いわゆるＴｄ補正機能を持った回路構成である。

上記スイッチング状態検出部（１７）は、発光素子を内
蔵した光モジュール（１８）、（２４）、（３０）と、
光モジュール（１８）、（２４）及び（３０）に流れる
電流を制限する抵抗器（１９）、（２５）、（３１）と
を備える構成である。

上記光−電変換回路（３５）は、受光素子を内蔵したフ
ォトダイオード等にて形成される光モジュール（２０）
、（２６）、（３２）と、光モジュール（２０）、（２
６）及び（３２）の出力を増幅するためのトランジスタ
（２２）、（２８）、（３４）と、抵抗器（２３）、（
２９）及び（３５）とで構成している。

次に、本実施例に係る電動機の制御装置におけるＰＴＲ
スイッチングの検出動作をＵ相下アーム用ＰＴＲのＴｕ
Ｎについて説明する。まず、逆変換器（４）におけるＰ
ＴＲのＴｔ、Ｎがオフの時は光モジュール（１８）にＴ
ｔ＋Ｈのコレクタ・エミッタ間の電圧と抵抗器（１９）
できまる電流Ｉｒが流れ、発光素子は発光する。発光し
た光信号は光ファイバ（２１）により伝送され、受信部
としての光モジュール（２０）内のフォトダイオードで
検出される。この検出された光電流はトランジスタ（２
２）をオンさせ、このトランジス（２２）で増幅された
信号がＰＷＭ回路（１３）には゛Ｌ°ルベルの信号とし
て与えられる。

一方、ＰＴＲのＴＵＮがオンした時は光モジュール（１
８）に電流が流れないため発光せず、受信部としての光
モジュール（２０）は光を検出しないため、トランジス
タ（２２）はオフとなり、その出力であるトランジスタ
（２２）のコレクタは抵抗器（２３）によりＶＣＣにプ
ルアップされ、“Ｈ“レベルの信号をＰＷＭ回路（１３
）へ人力する。

このようにして、ＰＴＲがオン・オフ動作を行なうと、
発光モジュール（１８）、光ファイバ（２１）、受信部
としての光モジュール（２０）、トランジスタ（２２）
により°“Ｈ″　　Ｌ”の信号、すなわちＰＴＨのスイ
ッチング状態がフィードバックされることになる。

以上のように、フィードバック回路の絶縁方式として、
光リンクを用いたことにより、パワー回路であるインバ
ータと弱電回路である制御部側が完全に電気的に分離す
ることができるため発光素子の不良によるパワー回路と
弱電回路との絶縁不良による弱電回路の故障の回避及び
パワー回路と弱電回路間との距離が長くなってもノイズ
に強い構成が可能となり、又据付、保守時、作業者への
危険を緩和することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、逆変換手段のスイッ
チング状態を光信号として検出し、この光信号を制御手
段に光伝送手段により伝送することにより、逆変換手段
の上下アームにおける短絡防止対策のため生じるモータ
電流「；Ｊ付近での波形歪の補正をノイズに強くかつ安
全性の高いものとすることができることとなり、ＰＴＲ
のスイッチング遅れの補正機能を持った高性能で、かつ
安全性の高い又、外来雑音の影響を極力防止することが
できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
のエレベータ駆動制御装置の一例を示す構成図、第３図
及び第４図は他の従来例を示す構成図である。 １　・・・三相電源、　（２）・・・順変換器、３　・
・・コンデンサ、 ４　・・・トランジスタインバータ、 ５　・・・巻上電動機、（６）・・・綱車、７　・・・
つり合いおもり、（８）・・・牽引ローブ、９　・・・
かご、（１０）・・・逆変換器制御部、（１１・・・パ
ターン発生回路、（１２）・・・制御回路、（１３・・
・ＰＷＭ回路、 （１４・・・三角波キャリア発生回路、（１５・・・ベ
ース駆動回路、（１６）・・・電流検出回路、（１８１
，（２４）　、　（３０）・・・発光素子内蔵の光モジ
ュール、 （２０）、（２６）　、　（３２）・・・受光素子内蔵
の光モジュール、 （２１）、　（２７）、（３３）・・・光ファイバ、（
１９）、（２３）、（２５）、（２９）、（３１）、（
３５）・・・抵抗器、（２２）、（２８）、（３４）・
・・トランジスタ、Ｔｕｐ、Ｔい・・・パワートランジ
スタ、ｐｃ・・・フォトカブラ。 なお、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. 交流電源からの交流出力を直流に変換する順変換手段と
   、該順変換手段の直流出力を電動機速度に対応する交流
   に変換するトランジスタで形成される逆変換手段と、該
   逆変換手段のトランジスタをパルス巾変調に基づき制御
   する制御手段と、上記逆変換手段のトランジスタのスイ
   ッチング状態を検出し、該検出結果を光信号として出力
   するスイッチング状態検出手段と、該スイッチング状態
   検出手段の光信号を上記制御手段に伝送する光伝送手段
   とを備え、上記光伝送手段の光信号に基づき制御手段が
   逆変換手段のトランジスタを駆動制御することを特徴と
   する電動機の制御装置。