JPH03297778A - エレベーターの停電時運転装置 - 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、３相交流商用電源から給電されるエレベータ
−の停電時運転装置に係り、特にインバータ駆動方式及
び油圧駆動方式のエレベータ−に好適な停電時運転装置
に関する。

〔従来の技術〕

この種のエレベータ−の停電時運転装置としては、特開
昭５９−２１７５７７号公報で提案されているように、
例えばインバータ制御エレベータ−の場合、停電時にイ
ンバータの直流側にバッテリなどの予備電源を接続して
エレベータ−の運転を行なうものが知られている。

そして、この従来技術では、さらに、上記インバータ（
以下、これを主インバータという）とは別の補助インバ
ータを設け、停電時には、この補助インバータの出力を
、上記主インバータを制御するための制御装置（制御回
路）の駆動電源として供給し、買電時（商用電源から正
常に電力が供給されているときのこと、以下、同じ）と
停電時での制御装置の共用化を可能にして簡略化を図っ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、買電時での制御装置に対する３相交流
電力の供給に、上記した補助インバータを使用している
ため、以下に示す問題があった。

すなわち、この補助インバータとしては、３相交流電力
を発生するインバータが必要であるが、一般に３相交流
を発生するインバータは、その主回路および制御回路の
構成が複雑となるため、価格が高くなり、装置自体も必
然的に大形化してしまうという問題があるのである。

本発明の目的は、上記の欠点を解消するもので、特に３
相交流出力のインバータを必要としないエレベータ−の
停電時運転装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、単相交流を出力するインバータを設け、制
御回路が必要とする電源の種類に応じて、交流のまま、
もしくは整流して、直接、制御回路に供給することによ
り達成される。

〔作用〕

４− 上記単相インバータは、停電時に単相交流電圧を出力す
る。そして、この単相交流電圧がトランスや整流器を介
して制御装置に供給されることになり、停電時にも買電
時と同一の制御装置を用いて停電時運転をすることがで
きる。

この結果、回路構成が複雑な３相インバータを使用しな
くてもエレベータ−の停電時運転装置を実現することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明によるエレベータ−の停電時運転装置につ
いて、図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明をインバータ制御エレベータ−に適用
した場合の一実施例で、次のように構成される。

１は３相交流商用電源、２はエレベータ−の走行時閉路
する接触器の接点、３は３相交流電力を直流に変換する
コンバータ、４は直流電圧平滑化用のコンデンサ、５は
直流電圧を可変電圧、可変周波数の３相交流電力に変換
するインバータ、６はエレベータ−駆動用の誘導電動機
、７はプーリ、８は乗客を乗せる乗りかご、９はカウン
タウェイト、１０はインバータ５のトランジスタ等を制
御する制御回路、１１は制御回路１０への電源を供給す
る３相トランス、１２は停電時運転用のバッテリ、１３
は停電時に励磁されるコンタクタの常開接点、１４はバ
ッテリ１２からコンデンサ４に電源を供給するためのダ
イオード、１５は停電時運転用の単相補助インバータ、
１６は単相補助インバータ１５の出力電圧を供給する単
相トランス、１７．１８は夫々停電時に励磁されるリレ
ーの常閉接点、１９はトランス１１の出力を整流する３
相全波整流器、２０はトランス１６の出力を整流する単
相全波整流器、そして２１は通常は閉じている接点であ
る。

以上の構成において、商用電源１が正常なとき、つまり
買電時には、接点１３．１８は開放し、接点１７が閉成
しているので、制御回路１０は商用電源１からトランス
１１に供給されている３相交流電力により動作し、イン
バータ５は制御回路１Ｏの出力に応じた周波数、電圧の
出力を発生して誘導電動機６の回転数およびトルクを制
御し、通常のエレベータ−運転状態となる。

次に商用電源ｌが停電になると、今度は接点１７が開略
し、接点１３．１８は閉成するので、インバータ５の直
流側にダイオード１４を介してバッテリ１２の出力電圧
が印加されると共に、インバータ５のトランジスタが制
御装置１０によって制御されて、停電時の誘導電動機６
の制御が行なわれる。

ここで、ヱレベーターをきめ細かく制御するためには、
制御回路１０を動作させるため、独立した幾つかの電源
が必要であり、そのため、トランス１１を用いて多数の
絶縁された電源を得、必要な所要の電源を得るようにな
っているが、停電時も同様にきめ細かくインバータ５の
制御を行なうためには、上記買電時と同様に、各電源に
対応した電源が必要となる。

しかして、商用電源１は３相交流電源であり、従って、
これに対応してトランス１１や整流器１９なども３相交
流電源用になっている。

そこで、従来技術のように、停電時もこれらの電源用機
器を使用するためには、上記したように、補助インバー
タとして３相インバータを使用し、その出力をトランス
１１の一次側に供給してやる必要がある。

しかし、一般に３相インバータの主回路トランジスタは
６個必要であり、従って、２個で済む単相インバータに
比較して主回路構成およびその制御回路共に複雑になり
、価格の高いものとなってしまう。

しかしながら、この実施例においては、第１図に示すよ
うに、３相のトランス１１や整流器１９の外に単相のト
ランス１６と整流器２０とを設け、単相インバータから
なる単相補助インバータ１５による停電時での制御回路
１０に対する動作用電力供給を可能にしているので、ト
ータルとしてのシステムの簡略化、低コスト化が図れ、
上記目的が達成できることになる。

この点について、第３図と第４図により、さら８− に詳細に説明する。

まず、第３図は、一般的な３相インバータの主回路の構
成を、そして第４図は同じく単相インバータの主回路構
成をそれぞれ示したものであり、５１〜５６、それに５
７．５８は主スイツチング素子となるトランジスタ、ｌ
ｌａは３相のトランス、１６ａは単相のトランスである
。

第３図の３相インバータの場合には、バッテリ１２から
供給される直流電力を、上アームのトランジスタ５１〜
５３と、下アームのトランジスタ５４〜５６の所定の順
序でのスイッチングにより３相の交流電力として３相の
トランスｌｌａに供給するように動作する。

他方、第４図の単相インバータでは、２個のトランジス
タ５７．５８を所定の周期で交互にスイッチングするだ
けで、単相のトランス１６ａに単相交流電力を供給する
ことができる。

これら第３図と第４図を比較すれば明らかなように、単
相インバータは、３相インバータに比して、主回路の構
成がはるかに簡単であり、従って、ローコストで、且つ
、小型化できる。

さらに、３相インバータと単相インバータとでは、制御
用の電源についても大きな違いがあり、この点でも単相
インバータの方がはるかに簡単になる。

すなわち、まず、第３図の３相インバータの場合では、
上アームのトランジスタ５１〜５３と、下アームのトラ
ンジスタ５４〜５６とでは、それらのエミッタの電位が
異なり、結局、周知のように、スイッチング制御用のベ
ース信号作成用としてだけでも、さらに４種類の、相互
に絶縁された直流電源を必要とするのに対して、第４図
の単相インバータの場合には、ベース信号作成用電源と
しては１回路必要なだけだからである。

次に、この実施例で、単相補助インバータ１５を単相の
インバータとしたことによる効果について、さらに詳し
く説明する。

第１図の実施例にも示されているように、制御回路１０
の直流電源としては、３相の商用交流を３相全波整流器
１９で整流して得たものを使用するようになっているが
、これは、第５図（ａ）に示すように、３相全波整流に
よれば、比較的リップルの少ない直流電力が得られるか
らで、これをもし、第５図（ｂ）に示すように、単相全
波整流による直流を使用したとすれば、リップルが多く
なって、このままでは使用できず、かなり大容量の平滑
コンデンサが必要になって、コストアップになるからで
ある。

しかしながら、この実施例のように、単相のインバータ
を用いた場合には、矩形波出力が簡単に得られ、その結
果、それの単相全波整流器２０の出力である全波整流波
形は、第５図（Ｃ）に示すように、リップルの殆どない
、はぼ理想的な波形を持った直流電圧が得られることに
なり、そのままで制御回路１０に供給することができる
。

なお、この場合、第５図（Ｃ）に示すように、直流電圧
波形にはスリットが周期的に現われるが、これは、第４
図の主回路において、トランジスタ５７．５８の同時導
通（オン）を避けるため、これらトランジスタのスイッ
チング制御にタイムラグ１ が与えられているためで、殆ど不可避であるが、しかし
ながら、このスリットの幅は、一般に無視し得る程度の
短い時間であるから、特に問題になることはなく、そし
て、また、それが問題になったとしても、比較的小容量
の平滑コンデンサ４ａを単相全波整流器２０の出力端に
、点線で示すように、付加することでで容易に対処可能
な程度であるから、このときでも問題解決は容易である
。

次に、この実施例では、第１図に示すように、単相全波
整流器２０の出力が３相全波整流器１９の出力側に接続
してあり、この結果、充電時と停電時とでの切換えに際
しても、特に接点などによる回路の接続替えが不要にな
り、さらに構成の単純化が図られるばかりでなく、これ
に伴う信頼性の向上が充分に期待できる。

なお、ここで、単相トランス１６の２次電圧としては、
制御回路１０の仕様に応じて、ピーク電圧値をこの仕様
に合わせても良く、或いは実効電圧値を合わせるように
しても良いのはいうまでもない。

２− ところで、この第１図の実施例では、停電を検出してか
ら接点１７が開放され、接点１３．１８が閉成されるま
での切換過渡期には、制御回路１０の電源が不確定状態
になるため、インバータ５の制御を正しく行なうことが
できず、インバータの上下アームの短絡等が発生し、保
護回路等も電源が不確定であるから確実に動作できず、
その結果、インバータ５が破損してしまう虞れすら発生
する。

そこで、このような不具合を防止するため、この実施例
では、上記したように、接点２１が設けてあり、停電検
出後、一定時間は、この接点２１を開放し、これにより
制御回路１０の出力をインバータ５から切離し、単相補
助インバータ１５による制御回路１０の電源が充分確立
してから接点２１を閉じ、制御回路１０の出力がインバ
ータ５に印加されるようにしている。

ここで、上記接点２１を一定時間開放させるための手段
は図示していないが、例えば、停電をリレーなどにより
検出し、その検出動作に基づいてタイマを起動させ、一
定時間だけ接点２１が開放されるようにすればよい。

なお、上記実施例では、接点２１は停電検出後一定時間
開放するようにしたが、制御回路１０に供給されている
電源電圧を検出し、電圧値が正規の範囲にないときには
、接点２１を開放させるようにしてもよい。

次に、第２図は、本発明を油圧式エレベータ−に適用し
た場合の一実施例を示したものである。

なお、図中、第１図と同じ符号で示した部分は第１図の
場合と同一の役割を果たすため、説明は省略する。

第２図において、２２はポンプ駆動用の誘導電動機、２
３は上昇運転時の油圧源となるポンプ、２４は上昇用電
磁弁、２５は下降用電磁弁、２６は油圧源により上昇方
向のみ油を吐出する逆止弁、２７は油タンク、２８は乗
りかご駆動用のシリンダ２９は同じく乗りかご駆動用の
プランジャである。

まず、商用電源ｌが正常なとき、つまり充電時には誘導
電動機２２によりポンプ２３を駆動して油圧源を確立し
、上昇用電磁弁２４を閉じる方向に制御することにより
、この上昇用電磁弁２４によりバイパスされて全てタン
ク２７へ戻っていた油の一部を逆止弁２６を介してシリ
ンダ２８に供給する。これによりシリンダ２８のプラン
ジャ２９が上昇し、乗りかご８を押し上げる。

一方、下降運転の場合は、乗りかご８の自重で下降する
システムであるため、ポンプ２３を駆動する必要がない
点が異なるのみである。

すなわち、シリンダ２８からタンク２７へ戻る油を下降
用電磁弁２５の開放制御することにより、乗りかご８の
下降運転を行なうのである。

次に、停電になった場合、つまり停電時には、第１図の
実施例と同一の動作により制御回路１０を動作させると
共に、下降用電磁弁２５を動作させ、乗りかご８を下降
、移動させることにより、停電時の運転を行なう（この
ようにすると、誘導電動機６を駆動しなくてよいから、
回路構成および制御共に簡単となる）。

５ なお、接点２１は、接点１３．１７、それに１８の切換
過渡期における制御回路１０の不安定状態による誤動作
を防止するためのものであることは、既に第１図の実施
例で説明した通りである。

しかして、この第２図の実施例では、この接点２１は、
下降用電磁弁２５を制御するためのサイリスタなどの電
子的スイッチに代わる、制御用の接点としても使用可能
であり、このようにすると単相補助インバータ１５の出
力交流電圧の電圧波形が矩形波に近く、電圧変化率ｄ　
ｖ　／　ｄ　ｔが高い場合においても、サイリスタ等に
比較して安定した動作が可能である。

なお、上記実施例では、シリンダとプランジャで直接、
乗りかご８を移動させる方式のエレベータ−に適用した
場合のものであるが、シリンダとプランジャからなる油
圧ジヤツキの頂部にプーリを設け、ロープを介して乗り
かごを駆動する方式のエレベータ−にも同様に適用可能
なことはいうまでもない。

油圧式エレベータ−の場合には、一般に、イン１６ バータ式エレベータ−に比較して、制御回路に必要な電
源の種類が少なくてすむため、この第２図の実施例のよ
うに、停電時の単相補助インバータを単相インバータに
することで一層の回路簡略化とコスト低減が図れる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、停電時、バッテリの出力電圧を単相
インバータにて交流に変換し、直接あるいはトランスを
介し、又は整流するなどして制御回路の電源として供給
するようにしたので、停電時用のインバータとして、３
相インバータに代えて、単相インバータの使用が可能に
なるため、停電時運転装置の構成を充分に簡略化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエレベータ−の停電時運転装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は油圧式エレベータ
−に適用した本発明の一実施例を示すブロック図、第３
図は３相インバータの主回路の一例を示す回路図、第４
図は単相インバータの主回路の一例を示す回路図、第５
図は動作説明用の波形図である。 １・・・・・・３相交流商用電源、２・・・・・・エレ
ベータ−の走行時閉路する接触器の接点、３・・・・・
３相交流電力を直流に変換するコンバータ、４・・・・
・・直流電圧平滑化用のコンデンサ、５・・・・・・直
流電圧を可変電圧、可変周波数の３相交流電力に変換す
るインバータ、６・・・・・・エレベータ−駆動用の誘
導電動機、７・・・・・・プーリ、８・・・・・・乗客
を乗せる乗りかご、９・・・・・・カウンタウェイト　
１０・・・・・・インバータ５のトランジスタ等を制御
する制御回路、１１．・・・・・制御回路１０への電源
を供給する３相トランス、１２・・・・・・停電時運転
用のバッテリ、１３・・・・・・停電時に励磁されるコ
ンタクタの常閉接点、１４・・・・・・バッテリ１２か
らコンデンサ４に電源を供給するためのダイオード、１
５・・・・・・停電時運転用の単相補助インバータ、１
６・・・・・・単相補助インバータ１５の出力電圧を供
給する単相トランス、１７．１８・・・・・・夫々停電
時に励磁されるリレーの常閉接点、１９・・・・・３相
全波整流器、２０・・・・単相全波整流２１・・・・・
・通常は閉じている接点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３相交流商用電源から給電される制御装置と、予備
   直流電源とを備え、この予備直流電源により停電時運転
   を行う方式のエレベーター装置において、上記予備直流
   電源で駆動される単相交流出力型のインバータを設け、
   停電時での上記制御装置の動作電力が上記インバータを
   介して供給されるように構成したことを特徴とするエレ
   ベーターの停電時運転装置。 ２、請求項１の発明において、上記制御装置が交流電力
   と直流電力の双方の給電により動作するものであり、上
   記停電運転時での上記直流電力が上記インバータの出力
   側から整流回路を介して供給されるように構成されてい
   ることを特徴とするエレベーターの停電時運転装置。 ３、請求項１の発明において、上記エレベーター装置が
   油圧駆動方式であり、停電時での上記制御装置による制
   御対象が油圧制御回路の電磁弁であることを特徴とする
   エレベーターの停電時運転装置。 ４、請求項１の発明において、停電時に上記制御装置の
   出力が安定するまで、該制御装置からの制御対象に対す
   る制御出力の供給を禁止する手段が設けられていること
   を特徴とするエレベーターの停電時運転装置。 ５、請求項４の発明において、上記停電時での上記制御
   装置の出力が安定したことの判断が、上記インバータの
   出力電圧の値に依存して行われるように構成されている
   ことを特徴とするエレベーターの停電時運転装置。 ６、請求項４の発明において、上記停電時での上記制御
   装置の出力が安定したことの判断が、停電発生検知時点
   及び停電回復検知時点の少なくとも一方からの経過時間
   に依存して行われるように構成されていることを特徴と
   するエレベーターの停電時運転装置。 ７、請求項４の発明において、上記制御出力の供給を禁
   止する手段が電磁接触器の接点で構成されていることを
   特徴とするエレベーターの停電時運転装置。 ８、３相交流商用電源から給電される制御装置と、予備
   直流電源とを備え、この予備直流電源により停電時運転
   を行う方式のエレベーター装置において、上記予備直流
   電源で駆動される矩形波単相交流出力型のインバータ、
   該インバータ出力の全波整流手段を設け、停電時での上
   記制御装置の動作電力が上記インバータを介して全波整
   流手段より供給されるように構成したことを特徴とする
   エレベーターの停電時運転装置。 ９、請求項８の発明において、上記全波整流手段の出力
   側に平滑コンデンサを設けたことを特徴とするエレベー
   ターの停電時運転装置。 １０、請求項８の発明において、上記インバータと全波
   整流手段の間に変圧器が介在されていることを特徴とす
   るエレベーターの停電時運転装置。