JPH0368637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はエレベーター制御装置に係り、特に周
波数変換装置によりエレベーター駆動用誘導電動
機を制御するエレベーター制御装置に関する。

〔従来技術〕 エレベーターの運転には、通常の加減速制御を
行なう通常運転と停電等の非常時に行なう非常運
転とがあるが、三相誘導電動機で駆動される交流
エレベーターにおいては、従来、通常運転用の制
御装置と非常運転用の制御装置とを各別に備え、
これらを切換える方式を採用していた。

その一例を第１図に示す。通常運転時において
は、三相交流電源１をサイリスタ等で構成された
制御装置２で制御することにより、加速時は誘導
電動機３の一次電圧を制御して力行トルクを、減
速時は誘導電動機３の一次巻線に供給する直流電
流を制御して直流制御トルクをそれぞれ制御し、
加減速制御を行なつている。なおこの加減速制御
は誘導電動機３に取り付けられた速度検出器（交
流速度発電機）４と制御信号発生装置５による速
度帰還制御方式である。

さらに、エレベーターを運転するためには、上
記制御信号発生装置５、エレベーターを停止保持
する電磁ブレーキ６（一般に直流動作）及び乗か
ごドアを開閉するドアモータ７（一般に直流モー
タを用いる）にそれぞれ電力を供給する必要があ
る。そのため、電磁ブレーキ６へは三相交流電源
１又はこの電源の二相の電力を整流器９と抵抗等
による降圧回路１０からなる電圧変換器８で直流
化して供給しており、制御信号発生装置５及びド
アモータ７へは交流電源１の電力をトランス１２
と整流器１３，１４からなる電圧変換器１１を介
し直流化して供給している。

また、停電時の非常運転時においては、停電検
出装置１５により停電を検出し、その検出信号に
より各接点（又は接触器）１６〜２４を切換えて
非常運転装置２５を運転する。すなわち、バツテ
リー等の非常用直流電源２６の直流電力を、制御
信号発生装置２７の制御信号で制御されるインバ
ータ装置２８により、三相交流電力に交換して誘
導電動機３に供給し、これを駆動する。上記各装
置５，６，７及び制御信号発生装置２７への電力
は、上記非常用直流電源２６の直流電力を単相イ
ンバータ２９で交流電力に変換したのち、トラン
ス３１と整流器３２，３３からなる電圧変換器３
０を介して、通常運転時に供給される電圧とほぼ
等しい電圧の直流電力としてそれぞれ係給され
る。

しかし、この様な従来の制御方式では、通常運
転時の制御装置とは別に、複数のインバータと、
トランス等の電圧変換器からなる非常運転時の制
御装置を必要とするため、大幅にコストアツプと
なる欠点があつた。また、通常運転時において
は、加速、減速ともに誘導電動機のすべりの大き
い範囲で制御されるため、損失が大きく、消費電
力が大きくなるという問題もあつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、安価なこの種のエレベーター制御装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、非常用直
流電源を、エレベーター駆動用誘導電動機を制御
するコンバータとインバータからなる周波数変換
装置におけるコンバータの出力側に接続し、この
周波数変換装置のコンバータを、非常用直流電源
の直流出力を交流に変換して非常用の電圧変換装
置に供給する非常用のインバータとして兼用した
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面について詳細に
説明する。

第２図はエレベーター駆動用誘導電動機３を制
御するために用いられる電力回生可能な電圧形周
波数変換装置３４を示す。この電圧形周波数変換
装置３４は、三相交流電源１の交流出力を直流に
変換するためのダイオード３６〜４１からなる整
流器と電力回生用のトランジスタ４２〜４７から
なるインバータとを備えたコンバータ部３５と、
上記整流器から得られる直流電圧を平滑にするた
めのコンデンサ４８と、この直流電圧を三相交流
に変換して誘導電動機３に供給するための帰還ダ
イオード５０〜５５とトランジスタ５６〜６１か
らなるインバータ部４９とより構成されている。
そして、誘導電動機３に供給される電圧Ｖ、周波
数ＦがＶ／Ｆ一定となるように、そのインバータ
部４９が一般的なPWM制御方式によつて制御さ
れる。

第３図は第２図の周波数変換装置３４を用いた
本発明の一実施例に係るエレベーター制御装置を
示す。なお第３図中、第１図及び第２図と同一符
号は同一物又は相当物を示す。

上記周波数変換装置３４においては、上記非常
用直流電源２６とダイオード６２の直列回路が上
記平滑コンデンサ４８と並列に接続されている。
誘導電動機３には上記速度検出器４、電磁ブレー
キ６のほか、減速機６３及びシーブ６４が連結さ
れ、シーブ６４上に巻き掛けられたロープ６５を
介してカウンタウエイト６６と乗かご６７が吊り
下げられている。乗かご６７には上記ドアモータ
７のほか、エレベーターの実際の位置を検出する
ための位置検出器６８が設置されている。６９は
エレベーターの運転を行なうための制御信号発生
装置、７０はその中のエレベーターの運行を管理
する運転管理回路、７１は基準速度パターン発生
回路である。この回路７１から発生する基準速度
パターン信号は、時間とともに増加したのち一定
となる信号と、速度検出器（交流速度発電機）４
の交流出力をパルス変換したのち位置検出信号と
する変換器７２と上記位置検出器６８からの両信
号を用いてエレベーターが予め設定された位置に
達するとそれ以後の走行位置に応じて減少する信
号とからなつている。また上記回路７１は、非常
運転時には一定値あるいは上記加減速パターンと
同様の非常用加減速パターンを出力するように構
成されている。７３，７４は比較器、７５はイン
バータ部４９を駆動するPWM制御信号発生回
路、７６は平滑コンデンサ４８の電圧を検出する
直流電圧検出器、７７は電源電圧検出器、７８は
これら両検出器７６，７７の出力を比較する比較
器、７９はこの比較器７８の出力に応じてコンバ
ータ部３５の回生電力制御用トランジスタ４２〜
４７を駆動する回生電力制御信号発生回路であ
る。８０は非常運転時にコンバータ部３５の回生
電力制御用トランジスタ４２〜４７を用いて非常
用直流電源２６の直流電圧を交流化するための交
流化制御信号回路で、上記トランジスタ４２〜４
７のうち少なくとも２相分を制御するゲート信号
を発生する。８１は各制御装置へ直流電力を供給
するための電圧変換器で、第４図に示すように、
一次側巻線８５に中間タツプｂが施こされたトラ
ンス８２と整流器８３，８４から構成されてい
る。上記トランス８２の一次側はその端子ａ，ｃ
が三相交流電源１のうちの二相（図ではＲ，Ｔ
相）に接続され、二次側には電磁ブレーキ６、ド
アモータ７及び制御信号発生回路６９用にそれぞ
れ適する電圧が発生するように２つの二次側巻線
８６，８７が施こされている。また、非常運転時
においては、接点８８を開路し、接点８９を閉路
することにより、上記トランス８２の端子ｃと中
間タツプｂとの間に、非常用直流電源２６の直流
電圧をコンバータ部３５のトランジスタ４２〜４
７のうちの２相分４２，４４，４５，４７で交流
化した交流電圧が入力されるようになつている。
上記中間タツプｂの位置は、交流電源１の電圧と
非常用直流電源２６の電圧との比によつて決定さ
れ、二次側に通常運転時と非常運転時とでほぼ等
しい電圧が発生するように設定される。なお、上
記の様にコンバータ部３５のトランジスタ４２〜
４７のうち少なくとも２相分を制御するというこ
とは、トランス８２の一次側端子ｂ，ｃの接続が
図示の様にＲ，Ｔ相であれば、これらの相間に交
流電源１とほぼ同一の周波数の単相交流を発生す
るようにトランジスタ４２，４４，４５，４７を
制御する制御信号を交流化制御信号発生回路８０
で発生することである。９０〜９３は接点で、こ
れらの各接点９０〜９３及び上記各接点１６，１
７，８８，８９は上記運転管理回路７０により制
御される。

以上述べた回路構成により、コンバータ部３５
のトランジスタ４２〜４７を、非常用直流電源２
６より非常運転時の電源を作る単相インバータと
して動作させることができるとともに、電圧変換
器８１を通常運転時と非常運転時とで共通に使用
することができる。

以下、第３図についてエレベーターの制御過程
を説明する。

通常運転時においては、接点１６，８８，９０
が閉じられており、制御信号発生装置６９へは交
流電源１から電圧変換器８１を介して直流化され
た電力が供給される。コンバータ部３５には回生
電力制御信号発生回路７９が接続される。また、
運転管理回路７０から接点１７を閉路する信号と
基準速度パターン発生回路７１へ発生信号が出力
される。したがつて、電磁ブレーキ６は開放され
るとともに、基準速度パターン信号f_pと速度発電
機４からの速度帰還信号f_rが比較器７３で比較さ
れてその偏差量f_Sが求められ、この偏差量f_Sと上
記基準速度パターン信号f_pを加算器７４で加算し
た信号ｆがPWM信号発生回路７５に入力され
る。PWM信号発生回路７５では上記信号ｆに基
づく周波数Ｆと供給電圧Ｖを設定し、Ｖ／Ｆ一定
制御が行なわれるようにパルスを出力し、インバ
ータ部４９のトランジスタ５６〜６１を駆動す
る。

ところで、この様に速度パターンによつて制御
されるエレベーター駆動用電動機３では、減速等
の様な制動時に周知の如く発電状態となり、電動
機３からインバータ部４９を介して直流回路に電
力が回生される。このため、平滑コンデンサ４８
の電圧が上昇する。この電圧を交流電源１側へ回
生する動作は次の如く行なわれる。すなわち、平
滑コンデンサ４８の電圧V_Cが直流電圧検出器７
６を介して検出され、この検出電圧V_Cと電源電
圧検出器７７の検出値V_eとが比較器７８で比較
されて、その偏差量に見合う値のうち平滑コンデ
ンサ４８の電圧V_Cの方が大きい場合のみ、V_C−
V_e＝ΔVなる信号が電力回生制御信号発生回路７
９に入力される。電力回生制御信号発生回路７９
では、この信号ΔVと、交流電源１の位相に同期
して電力回生を可能とするための信号V_pとから
コンバータ部３５のトランジスタ４２〜４７に対
するゲート信号を発生し、トランジスタ４２〜４
７により直流電圧を電源位相に同期して交流に変
換し、これを電源１側へ回生する。

以上述べた様に、エレベーターは基準速度パタ
ーンにしたがつて加減速制御がなされ、乗かごが
停止位置に達して速度がほぼ零になると、運転管
理回路７０からの開路信号により接点１７が開路
し、電磁ブレーキ６が動作してエレベーターは停
止保持される。これと同時に接点９３が閉路し、
乗かご６７上のドアモータ７が動作してドアが開
閉し、乗客の乗降が行なわれることになる。また
この際、誘導電動機３は効率よく制御されるとと
もに、その電力回生が可能であるため、消費電力
を節減することができる。

次に停電時について説明する。停電が発生する
と、停電検出器１５より停電検出信号が発生し、
接点１６が開路されることにより電磁ブレーキ６
が動作してエレベーターは停止保持される。ま
た、各接点１７，８８，９０が開路し、各接点８
９，９１が閉路する。接点９１の閉路によつてコ
ンバータ部３５に交流化制御信号発生回路８０が
接続され、この回路８０からのゲート信号により
コンバータ部３５のトランジスタ４２〜４７が制
御されてコンバータ部３５から単相交流電力が発
生し、電圧変換器８１に入力される。これにより
各制御装置へ通常運転時とほぼ等しい電圧の直流
電力が供給される状態となる。

したがつて、以降運転管理回路７０からの信号
によつて、乗かご６７のドアを開くことのできる
ドアゾーン以外であれば、接点９２が閉路して電
磁ブレーキ６が開放されるとともに、基準速度パ
ターン発生回路７１から非常運転用の速度パター
ンが発生し、このパターンにしたがつてインバー
タ部４９が制御されて誘導電動機３が駆動され
る。そして、位置検出器６８により最寄階又は基
準階に達したことが検出されたら、接点９２が開
路し、電磁ブレーキ６が動作してエレベータは停
止保持される。これと同時に接点９３が閉路し、
ドアモータ７が動作してドアが開くので、乗客を
救出することができる。

以上述べた様に、直流電源と簡単な回路を付加
するのみで、通常運転時及び停電等の非常運転時
とも制御することができる。

なお、第４図に示した電圧変換器８１内のトラ
ンス８２において、上記の如く一次側巻線８５に
中間タツプｂを設ける代りに、一次側巻線８５と
は別個の非常用一次側巻線を設けてもよい。この
場合においても、二次側巻線８６，８７には通常
運転時とほぼ同一の電圧が得られる様にする必要
がある。

さらに、第２図に示した電力回生可能な電圧形
周波数変換装置３４の代りに、第５図に示す電力
回生が不可能な電圧形周波数変換装置９８や、第
６図に示す電力回生可能な電流形周波数変換装置
１０１を用いることもできる。

すなわち、第５図の電圧形周波数変換装置９８
では、そのコンバータ部３５に電力回生動作を行
なうための素子が設けられておらず、通常運転時
は接点９４，９５を閉路しておき、コンバータ部
３５で可変電圧制御を行なわせるが、非常運転時
は接点９４，９５を開路するとともに接点９６，
９７を閉路することにより、コンバータ部３５の
トランジスタ４２〜４７を、直流電源２６を制御
装置用電源とするためのインバータとして動作さ
せることができる。

また、第６図の電流形周波数変換装置１０１で
も、同様に通常運転時は接点９４，９５を閉路し
ておき、そのコンバータ部３５で可変電圧制御を
行なわせるが、非常運転時は接点９４，９５を開
路するとともに接点９６，９７を閉路することに
より、コンバータ部３５を、直流電源２６を制御
装置用電源とするためのインバータとして動作さ
せることができる。

ここで、周波数変換装置のコンバータ部３５及
びインバータ部４９を構成する制御素子としてト
ランジスタを用いた例を示したが、これに限ら
ず、転流機能を付加したサイリスタ等の制御素子
を用いても差支えない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、非常用直
流電源を、エレベーター駆動用誘導電動機を制御
する周波数変換装置におけるコンバータの出力側
に接続し、このコンバータを、非常用直流電源の
直流出力を交流に変換して非常用の電圧変換装置
に供給する非常用のインバータとして兼用したの
で、装置を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非常運転装置を備えた従来のエレベー
ター制御装置のブロツク図、第２図は本発明のエ
レベーター制御装置で使用する周波数変換装置の
一例を示す電気回路図、第３図は本発明の一実施
例に係るエレベーター制御装置のブロツク図、第
４図は第３図のエレベーター制御装置のうち制御
装置用電源部分を詳細に示す電気回路図、第５図
及び第６図は本発明のエレベーター制御装置で使
用する周波数変換装置の他例を示す電気回路図で
ある。 １……三相交流電源、３……エレベーター駆動
用誘導電動機、１５……停電検出装置、２６……
非常用直流電源、３４……電力回生可能な電圧形
周波数変換装置、３５……コンバータ部（非常用
の第２のインバータ兼用）、４９……インバータ
部（非常用の第１のインバータ兼用）、６９……
制御信号発生装置、８１……電圧変換装置（第１
及び第２の電圧変換装置兼用）、８２……トラン
ス、８３，８４……整流器、８５……一次側巻
線、ａ，ｃ……端子、ｂ……中間タツプ、８６，
８７……二次側巻線、９８……電力回生不可能な
電圧形周波数変換装置、１０１……電力回生可能
な電流形周波数変換装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電流と、この交流電流の交流出力を直流
   に変換するコンバータとこのコンバータの直流出
   力を交流に変換してエレベーター駆動用誘導電動
   機に供給するインバータを有する周波数変換装置
   と、この周波数変換装置のコンバータ及びインバ
   ータを制御するための制御信号を発生する第１の
   制御信号発生装置と、上記交流電源の交流出力を
   所定の電圧の直流に変換して上記第１の制御信号
   発生装置に供給する第１の電圧変換装置と、非常
   用直流電源と、この非常用直流電源の直流出力を
   交流に変換して上記誘導電動機に供給する非常用
   の第１のインバータと、この第１のインバータを
   制御するための制御信号を発生する第２の制御信
   号発生装置と、上記非常用直流電源の直流出力を
   交流に変換する非常用の第２のインバータと、こ
   の第２のインバータの交流出力を所定の電圧の直
   流に変換して上記第２の制御信号発生装置に供給
   する第２の電圧変換装置とを備えたエレベーター
   制御装置において、上記非常用直流電源を上記周
   波数変換装置のコンバータの出力側に接続し、こ
   の周波数変換装置のコンバータを上記非常用の第
   ２のインバータとして兼用したことを特徴とする
   エレベーター制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記周波数
   変換装置のインバータを上記非常用の第１のイン
   バータとして兼用したことを特徴とするエレベー
   ター制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項において、
   上記第１の電圧変換装置を上記第２の電圧変換装
   置として兼用したことを特徴とするエレベーター
   制御装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、上記第１の
   電圧変換装置で兼用される上記第２の電圧変換装
   置は、一次側巻線に中間タンプが施こされたトラ
   ンスと、このトランスの二次側巻線の出力を整流
   する整流器とを備え、通常運転時には上記トラン
   ス一次側巻線の両端子間に上記交流電源の交流出
   力を加え、非常運転時には上記一次側巻線の一方
   の端子と中間タツプとの間に、上記周波数変換装
   置のコンバータで兼用される上記非常用の第２の
   インバータの交流出力を加えて、通常運転時と非
   常運転時において上記トランスの二次側巻線にほ
   ぼ同一の電圧が発生す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制御装置。 ５ 特許請求の範囲第３項において、上記第１の
   電圧変換装置で兼用される上記第２の電圧変換装
   置は、巻数の異なる２つの一次側巻線を有するト
   ランスと、このトランスの二次側巻線の出力を整
   流する整流器とを備え、通常運転時には上記トラ
   ンスの巻数の多い一次側巻線に上記交流電源の交
   流出力を加え、非常運転時には巻数の少ない一次
   側巻線に、上記周波数変換装置のコンバータで兼
   用される上記非常用の第２のインバータの交流出
   力を加えて、通常運転時と非常運転時において上
   記トランスの二次側巻線にほぼ同一の電圧が発生
   するように構成されていることを特徴とするエレ
   ベーター制御装置。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かにおいて、上記周波数変換装置は電圧形で、そ
   のコンバータが電力回生可能な制御極付半導体ス
   イツチング素子を含んでいることを特徴とするエ
   レベーター制御装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かにおいて、上記周波数変換装置は電圧形で、そ
   のコンバータが電力回生可能な制御素子を含んで
   おらず、通常運転時と非常運転時とで上記コンバ
   ータと上記非常用直流電源との間の接続状態を互
   に逆方向に切換えるスイツチング素子を備えてい
   ることを特徴とするエレベーター制御装置。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かにおいて、上記周波数変換装置は電流形で、通
   常運転時と非常運転時とでそのコンバータと上記
   非常用直流電源との間の接続状態を互に逆方向に
   切換えるスイツチング素子を備えていることを特
   徴とするエレベーター制御装置。