JPH03212167A - インバータの過電圧検出装置 - 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〕 この発明はエレベータ駆動用の交流電動機に適用される
電圧型インバータに関し、特にインバータの直流電源側
に接続された平滑コンデンサの過電圧保護を行なうイン
バータの過電圧検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

エレベータのかごを駆動する電動機に誘導電動機を用い
、これにインバータにより変換された可変電圧・可変周
波数の交流電力を供給して電動機を駆動するものがある
。

第４図は例えば特公昭６２−２３７０９号に示された従
来の交流エレベータの駆動装置を示す構成図である。

図中、Ｒ，Ｓ、Ｔは三相交流電源、（１）は交流電源Ｒ
，Ｓ、Ｔを投入又は遮断する電源スィッチ、（２）　は
電源スィッチ（１）に接続され電源電圧を一定の直流電
圧に整流する整流器、（３）は整流器（２）の直流側に
並列接続された平滑コンデンサ、（４）は整流器（２）
の直流側に接続されトランジスタ及びダイオードにより
構成され一定直流電圧を任意の電圧及び任意の周波数に
変換する周知の重圧型インバータ、（５）は電圧型イン
バータ（４）の交流側に接続された巻上用の三相誂導冨
動機、（６）は三相銹導電動機（５）によって駆動され
る巻上機用綱車、（７）は綱車（６）に巻き掛けられた
主索、（８）　、　（９）はそれぞれ主索（７）の両端
に結合されたかご、及び釣合おもり、（１０）は平滑コ
ンデンサ（３）の一端に接続され電Ｚ原スイッチ（１）
か投入されているときは開放しており、遮断すると閉成
する短絡用接触器接点、（１１）は短絡用接触器接点（
１０）と直列に接続されて平滑コンデンサ（３）の他端
に接続された抵抗である。

すなわち、三相交流電力は整流器（２）と平滑コンデン
サ（３）により直流電力に変換され、電源スィッチ（１
）が投入されている間は、短絡用接触器接点（１０）は
開放しているので、直流電力は電圧型インバータ（４）
に与えられる。電圧型インバータ（４）は与えられた直
？ｌ電力を可変電圧・可変周波数の交流電力に変換し、
それを三相話導電動機（５）に供給する。これによって
、三相話導電動機（５）は駆動制御され、かご（８）を
昇降する。

電源スィッチ（１）が遮断されると、短絡用接触器接点
（ｌＯ）は閉成するので、平滑コンデンサ（３）の電荷
は、抵抗（１１）を介して速やかに放電する。

このように構成されたエレベータの駆動装置においては
、平滑コンデンサに印加される電圧が何らかの理由によ
り平滑コンデンサの許容印加電圧を超える電圧にまで上
昇することがあるので、平滑コンデンサの保護する必要
がある。そのため、平滑コンデンサに印加された電圧を
検出する電圧検出器と、検出電圧が所定の設定値を越え
たか否かを判定する比較回路とを設けている。そして、
その比較回路は検出電圧が所定の設定値を越えたと判定
すると、すみやかに巻上用電動機並びにインバータの運
転を停止し、平滑コンデンサの充電電圧を平滑コンデン
サの両端に並列に接続された放電回路を介して放電させ
る過電圧検出回路を設けることが知られている。第５図
にモの構成の例を示す。図中、（１１）は例えば分圧抵
抗と絶縁アンプとから成る周知の電圧検出器、（１２）
は電圧検出器（１１）により検出された平滑コンデンサ
（３）の充電電圧に応答した電圧信号ＶＣより、平滑コ
ンデンサ（３）の定格電圧が予め決められた過電圧設定
値を超えたか否かを判定する比較回路、（１３）は比較
回路（１２）により平滑コンデンサ（３）の充電電圧が
所定の過電圧設定値を超えたと判定した時に、その検出
信号Ｄｖにより付勢される過電圧検出リレーである。第
６図には平滑コンデンサ（３）短絡用の接触器（工０）
の制御回路を示す。（１ａ）は電源スィッチ（１）が投
入されると開放され、遮断すると閉成するリレー（図示
せず）の接点、（１３ａ）は過電圧検出リレー（１３）
が付勢されると閉成する過電圧検出リレーの接点で、リ
レー（１０ａ）はこれら２つの接点により付勢され、平
滑コンデンサ（３）を短絡する短絡用接触器（１０）の
接点を開閉制御する。第７図は過電圧比較回路（１２）
の−構成例である。図中、（１２１）は電圧信号ｖｃと
、電源（１２３）を抵抗（１２４）と（１２５）とで分
圧して設定された過電圧設定値ＶＯを比較する比較器、
（１２６）は抵抗、（１２７）はコンデンサであり、比
較器出力のノイズ除去用のフィルタを構成する。（１２
２）は電圧信号ｖｃが過電圧設定値ｖ０を越えた場合に
ＯＮするトランジスタ、（１２３）は電源端子、（１２
８）はベース抵抗、（１２９）は負荷抵抗、（１３０）
は保護ダイオード、（１３１）　は“Ｌ”　レベル時の
コレクタ出力（１２２ａ）を入力し、トランジスタ（１
２２）がＯＮ動作したことを記憶する保持回路Ａである
。

次に、上記構成に従って過電圧比較回路（１２）の動作
について説明する。比較器（１２１）のプラス端子に入
力される電圧信号ＶＣが、抵抗（１２４）及び抵抗（１
２５）の比で決まる過電圧設定値ｖ０を超えた場合、比
較器（１２１）の出力よりフィルタ（抵抗（１２６）　
　コンデンサ（１２７））、ベース抵抗（１２８）を介
してトランジスタ（１２２）　に“Ｈ”レベルの出力信
号が出力される。この結果、トランジスタ（１２２）は
ＯＮ動作し、コレクタ抵抗（１２４）の電位は“Ｌ″レ
ベル反転し保持回路Ａ　（１３１）に入力される。保持
回路Ａ　（１３１）は、第５図に示されるリレー（１３
）へ検出信号ＤＶを保持出力し、第６図に示す過電圧検
出リレー（１３）を励磁し、第５図に示す短絡用接触器
接点（１０）を閉成することで平滑コンデンサ（３）の
電荷を抵抗（１１）を通して放電する。

尚、上記過電圧検出回路は、インバータ等の電力変換装
置から弱電部の回路へ直接信号を帰還する構成となるた
め、強電部であるインバータ等の電力変換装置で発生す
る電気的ノイズの影響を受は易い弱点を有している。そ
のための対策として抵抗（１２６）とコンデンサ（１２
７）から成るフィルター回路が比較器（１２１）の出力
に接続されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、電圧型インバータにおける過電圧検出回
路は平滑コンデンサ（３）を過電圧による破壊から保護
するための重要な回路であり、ひとたび過電圧が発生し
た場合には、速やかにこの過電圧を検出し、平滑コンデ
ンサ（３）に許容値を越えた電圧が印加されないように
するための即応性が要求される。

しかしながら、過電圧検出回路を電気ノイズの影響から
極力保護するためには、フィルターの時定数を広く選び
、ノイズ除去精度を高めるのが望ましいが、フィルター
の時定数を大きくすることは上述の過電圧検出回路の即
応性を損なうことにつながり好ましくない。さりとて、
フィルター等によるノイズ除去対策を講じないと、外来
の電気的ノイズによる回路の誤動作を誘発し、不用意に
エレベータを急停止させ乗客に大きな不快感を与えるこ
とになる。

また、エレベータの制御装置においては、安全回路が動
作した場合に、エレベータを一旦急停止させた後、急停
止の原因がエレベータを再起動させても差しつかえのな
い軽度の故障又は不具合と判断される場合に、エレベー
タを再び起動し所定の乗降階へ自動運転して乗客をかご
内にがんづめ状態にしないようにしたシステムが知られ
ている。

このようなエレベータ・システムにおいても、瞬時的な
ノイズの発生による過電圧検出回路の誤動作は本来上述
の再起動自動運転の対象となるべき所であるが、それを
誤動作と判断できないことになる。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、平滑コンデンサの過電圧発生を瞬時的なノイ
ズ発生によるものと、インバータ装置の異常によるもの
と弁別して判定し、ノイズによる過電圧発生時には、−
時停止したエレベータを再起動できるようにしたインバ
ータの過電圧保護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〕 この発明に係るインバータの過電圧保護装置は、エレベ
ータ駆動用交流電動機に通用する電圧形インバータの直
流側平滑コンデンサに並列接続し、コンデンサ充電電圧
を放電制御する放電回路と、前記平滑コンデンサの端子
間電圧を検出し、該端子間電圧が設定ピーク電圧以上の
時に検出信号を出力するとともに、設定された所定電圧
以下に低下時に前記検出信号を停止する電圧検出回路と
、前記検出信号に従って前記放電回路へ動作信号を保持
出力する第１の保持回路と、前記動作信号入力時−に一
定時間タイマ出力を出力するタイマと、前記検出信号と
前記タイマ出力を入力し、該タイマ出力オフ前に検出信
号の停止時には前記インバータへ再起動信号を出力保持
する第２の保持回路とを設けたものである。

〔作用〕

この発明によれば、平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出回路が、予め設定されたピーク電圧レベル
を検出すると第１の保持回路を動作させ、平滑コンデン
サの放電制御回路へ動作信号を出力し、コンデンサ充電
電圧を放電する。

更に放電動作と平行して限時動作を開始したタイマの出
力及び、上記平滑コンデンサの放電電圧を検出している
電圧検出回路の出力を′！４２の保持回路へ入力し、上
記タイマの設定時間で決まる所定時間経通した時点での
平滑コンデンサの放電電圧が、放電回路の時定数、上記
所定時間、及び過電圧検出レベルで決まるコンデンサ端
子間電圧よりも高いか低いかを判定し、実際に過電圧が
発生し、放電電圧より高くなった場合にのみエレベータ
の再起動を阻止し、電気的ノイズにより過電圧検出回路
が誤動作し充電電圧が所定時間前に放電電圧より低くな
った場合にはエレベータを再起動させるようにしたもの
である。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、従来回路と同一部分は同一符号で示す。第１図におい
て、ｖｃは平滑コンデンサ（３）の充電電圧に応答した
電圧信号、（１２１）は電圧信号■。と抵抗（１２４）
　、　（１２５）　、　（１３２）　　とトランジスタ
（１３３）の導通状態により決まる検出レベルとを比較
する比較器、（１２２）は上記比較器（１２１）が過電
圧を検出し十の飽和電圧を出力する時に導通して“Ｌ”
レベルの信号（＋２２ａ）を出力するトランジスタ、（
１３１）は比較器（１２１）が過電圧を検出したことを
記憶し、過電圧検出リレー（１３）を付勢する信号ＤＶ
を出力し続ける保持回路Ａ、（１３３）は電圧信号Ｖ、
が上記検出レベル以上の値となり比較器（１２１）が十
の飽和電圧を出力する時に導通し、抵抗（１３２）を抵
抗（１２５）に並列接続することによって上記検出レベ
よりも低い検出レベルに切り換えるトランジスタ、（１
３６）は保持回路（１３１）の出力のＤＶの変化に応答
し、所定の時限パルス（１３６ａ）を発生するタイマー
、（１３７）はタイマー（１３６）の出力する時限パル
ス（１３６ａ）が消失する時点での比較器（１２１）即
ちトランジスタ　（１２２）の出力信号レベルを保持す
る保持回路Ｂである。

以下、第２図、第３図を用いて回路の動作について説明
する。第２図は平滑コンデンサ（３）に実際に過電圧か
発生した場合を示したものである。

平滑コンデンサ（３）の充電電圧ｖｃが時刻Ｔ。で検出
レベルＶ。に達する以前は、第１図の比較器（１２１）
は−の飽和電圧を出力しているためトランジスタ（１３
３）はＯＦＦ状態となっている。そのため、過電圧設定
値は抵抗（１２４）　、　（１２５）の分圧比で決まる
所定の検出レベルｖ０に設定されている。時刻Ｔ。にお
いてＶ。が検出レベルＶ。に達すると、比較器（１２１
）はこれを検出し十の飽和電圧を出力する。この十の飽
和電圧によりトランジスタ　（１２２）　、　（１３３
）は各々ＯＮ状態となる。トランジスタ（１３３）のＯ
Ｎ状態により抵抗（１２５）には抵抗（１３３）が並列
に接続され、これらの合成抵抗値と抵抗（１２４）　　
とで決まる設定値 が比較器（１２）の基準電圧として印加される。トラン
ジスタ（１２２）がＯＮ動作すると、トランジスタ（１
２２）の“Ｌ”出力レベルは保持回路Ａ　（１３１）に
より信号Ｄｖとして保持され過電圧検出リレー（１３）
（第５図を参照）を付勢する。

付勢された過電圧リレー（１３）の接点（１３ａ）が閉
成することにより平滑コンデンサ（３）の短絡用接触器
（１０ａ）が付勢され、抵抗（１１）、短絡用接触器接
点（ｌＯ）により平滑コンデンサ（３）の放電回路が形
成され、平滑コンデンサ（３）の充電電圧は第２図に示
すように時刻Ｔ０以後、放電回路の抵抗値並びに平滑コ
ンデンサ（３）容量で決まる時定数でで放電してゆく。

次にタイマー（１３６）で決まる所定時限Ｔｄが経過し
時刻Ｔ１に達すると、タイマーより出力していた時限パ
ルスにより保持回路Ｂ　（１３７）にトリガがかかる。

第２図においては、所定時限Ｔｄ経過後の時刻Ｔ１では
コンデンサの充電電圧Ｖ。

が、 比較器（１２１）の基準入力ｖ１よりも高いために、比
較器（１２１）は飽和電圧を出力する。この結果、トラ
ンジスタ（１２２＞は“Ｌ”出力を出しているので、時
刻Ｔ１以後、保持回路Ｂ　（１３７）はトランジスタ（
１２２）の“Ｌ”出力に応答して“Ｌ”出力を保持する
。この保持回路Ｂ　（１３７）の“Ｌ”出力によりエレ
ベータ再起動判別回路（図示せず）はエレベータの再起
動を阻止する。

次に、第３図について説明する。第３図は過電圧検出回
路（１２）への入力ラインに電気的ノイズが誘導された
場合を示したものである。時刻Ｔ０で電気的ノイズのた
めに過電圧検出回路（１２）の比較器（１２１）が誤動
作した場合も、第２図の場合と同様にして時刻Ｔ０から
平滑コンデンサ（３）の放電が始まるが、この場合には
、タイマー（１３６）の時限パルスが消失する以前の時
刻Ｔ３に平滑コンデンサ（３）の充電電圧が 比較器（１２１）の基準入力ｖ１よりも低くなるため、
比較器（１２１）の出力が“Ｈ”から“Ｌ”へ、従って
トランジスタ（１２２）の出力は“Ｌ”から“Ｈ”へ切
り換わる。そのため、タイマーの所定の時限Ｔｄ経過後
、保持回路Ｂ　（１３７）によって保持される出力は“
Ｈ”レベルのまま変化しないので、エレベータ再起動判
別回路はエレベータの再起動が可能な状態にエレベータ
のシーケンス（図示せず）を設定することになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば電圧型インバータにお
ける平滑コンデンサ（３）の過電圧発生がインバータの
異常動作に伴なう実際の過電圧発生か、あるいは瞬時的
なノイズに起因する過電圧発生であるかを判別し、電気
的ノイズに起因する瞬時的な過電圧発生であればエレベ
ータを再起動させるようにしたので、過電圧発生により
一義的にエレベータを停止することがないので、エレベ
ータサービスの低下を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるインバータの過電圧
検出装置の回路構成図、第２図は平滑コンデンサ（３）
に実際通電圧が発生した場合の本実施例の動作を説明す
るためのタイムチャート、第３図は電気的ノイズにより
平滑コンデンサ（３）に過電圧が発生した場合の本実施
例の動作を説明するためのタイムチャート、′ｉｊ％４
図は電圧型インバータを適用したエレベータ駆動装置の
構成図、第５図は従来装置におけるコンデンサの過電圧
保護装置、第６図は平滑コンデンサ（３）の放電制御回
路、第７図は従来装置における過電圧比較回路の構成図
である。 図において、（２）は整流器、（３）　は平滑コンデン
サ（３）　、（５）は三相誘導電動機、（ｌＯ）は短絡
用接触器接点、（１１）は放電用抵抗、（ｈａ）は電圧
検出器、（１２）は過電圧比較回路、（１２１）は比較
器、（１２２）はトランジスタ、（１２４）　、　（１
２５）は電圧設定用抵抗、（１３１）は保持回路Ａ、（
１３１ｉ）はタイマ、（１３７）は保持回路Ｂ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレベータ駆動用交流電動機に適用する電圧形インバー
   タの直流側平滑コンデンサに並列接続し、コンデンサ充
   電電圧を放電制御する放電回路と、前記平滑コンデンサ
   の端子間電圧を検出し、該端子間電圧が設定ピーク電圧
   以上の時に検出信号を出力するとともに、設定された所
   定電圧以下に低下時に前記検出信号を停止する電圧検出
   回路と、前記検出信号に従って前記放電回路へ動作信号
   を保持出力する第１の保持回路と、前記動作信号入力時
   に一定時間タイマ出力を出力するタイマと、前記検出信
   号と前記タイマ出力を入力し、該タイマ出力オフ前に検
   出信号の停止時には前記インバータへ再起動信号を出力
   保持する第２の保持回路とを備えたことを特徴とするイ
   ンバータの過電圧検出装置。