JPH0768017B2 - エレベータ制御装置 - Google Patents

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制御装置に関するものであり、特
に、インバータを使用したエレベータ制御装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来から、誘導電動機のパルス幅変調方式（以下、単に
『PWM』という）によるインバータ制御においては、イ
ンバータ部の複数のスイッチング素子のうち直列に接続
した上下素子の同時点弧による短絡現象を防止するため
に短絡防止期間を設けている。しかし、この短絡防止期
間によりトルク脈動や磁気騒音の増加、電動機出力の減
少等の悪影響があることも知られている。そこで、上記
短絡防止期間による影響を補償するために、例えば、特
開昭63-73898号公報、特開昭63-234878号公報に示され
た補正手段が考えられている。そして、これ等の手段は
エレベータにも利用されている。

第３図から第８図は従来例を示すものであり、第３図は
従来のエレベータ制御装置の全体構成を示すブロック
図、第４図は従来のエレベータ制御装置に使用されてい
るマイクロコンピュータの内部構成を示すブロック図、
第５図は従来のエレベータ制御装置を示す回路構成図、
第６図は従来のエレベータ制御装置の各信号を示す特性
図、第７図は第５図のエレベータ制御装置の比較器から
のPWM信号とフォトカプラからの状態信号との組合わせ
による特性を示すマトリックス、第８図は従来のエレベ
ータ制御装置による処理動作を示すフローチャートであ
る。

まず、第３図において、（１）は三相交流電源（２）は
主回路接点、（３）は交流を直流に変換するコンバータ
部、（４）はコンバータ部（３）で整流した直流電圧に
含まれるリプル電圧等を吸収する平滑コンデンサ、
（５）は直流を交流に変換するインバータ部である。こ
のコンバータ部（３）、平滑コンデンサ（４）及びイン
バータ部（５）でエレベータの誘導電動機（６）を駆動
するインバータ手段を構成している。（６）はエレベー
タの巻上機用の誘導電動機、（７）はエレベータのか
ご、（８）は釣合い錘、（９）はかご（７）と釣合い錘
（８）とを繋ぐロープ、（10）は釣合い錘（８）の移動
位置をかご（７）の移動位置から逸すためのそらせ車で
ある。（11）は各構成機器に出力信号（11a），（11b）
を発信してエレベータの動作をシーケンス制御するシー
ケンス回路、（12）はかご位置信号等に応じて速度指令
発生回路（図示せず）で生成される速度指令、（13）は
誘導電動機（６）の回転数等により速度検出して速度検
出信号（13a）を出力する速度検出器、（14）は速度指
令（12）と速度検出信号（13a）とを比較制御し電流指
令（14a）を発する速度制御回路、（15）はインバータ
部（５）の出力電流を検出し電流検出信号（15a）を出
力する電流検出器、（16）は電流指令（14a）と電流検
出信号（15a）とを比較制御し、電圧指令（16a）を発す
る電流制御回路である。この速度制御回路（14）及び電
流制御回路（16）は前記インバータ手段のインバータ部
（５）の出力電流を制御する電流制御手段として機能す
る。（17）は前記電流制御手段の出力信号をパルス幅変
調するパルス幅変調手段たるPWM回路であり、電圧指令
（16a）をPWM変調する。（18）は電流検出信号（15a）
等を監視する安全回路であり、エレベータの動作制御中
に種々の異常を検出して作動する安全回路手段である。
（19）はマイクロコンピュータであり、前記のシーケン
ス回路（11）、速度制御回路（14）及び電流制御回路
（16）としての各機能を果す。

ここで、マイクロコンピュータ（19）の内部構成につい
て第４図によって説明する。

第４図において、（20）は中央演算処理装置として機能
するマイクロコンピュータのCPU、（21）は読出し専用
のメモリ（以下、単に『ROM』という）、（22）は読み
書き可能なメモリ（以下、単に『RAM』という）、（2
3）はアナログ・ディジタル変換器（以下、単に『A/D』
という）、（24）はディジタル・アナログ変換器（以
下、単に『D/A』という）、（25）は出力用のインター
フェース（以下、単に『I/F』という）、（26）は入力
用のインターフェース（以下、単に『I/F』という）、
（27）は各種の情報の伝達用のバスである。

続いて、インバータ部（５）とPWM回路（17）の要部の
回路構成について第５図及び第６図によって説明する。

第５図及び第６図において、（5a），（5b）はインバー
タ部（５）のパワートランジスタ等からなるスイッチン
グ素子、（28）は三角波信号、（29）は電圧指令（16
a）と三角波信号（28）とを比較しPWM信号（29a）を生
成する比較器、（30）はインバータ部（５）のスイッチ
ング素子（5b）の出力状態に応じた状態信号（30a）を
出力するフォトカプラ、（31），（32），（33）はNOT
ゲート、（34），（35）はANDゲート、（36），（37）
は抵抗、（38）は加算積分器であり、（38a）はその出
力信号、（39）は信号（38a）の符号を判別する符号判
別器であり、（39a）はその出力信号、（40），（41）
は共に短絡防止期間回路である。

従来のエレベータ制御装置は上記のように構成されてお
り、下記のような制御動作を行なう。

まず、運転開始という速度指令（12）が発せられると、
速度制御回路（14）からは電流指令（14a）が、そし
て、電流制御回路（16）からは電圧指令（16a）が出力
されるとともに、シーケンス回路（11）により主回路接
点（２）が閉じ、三相交流電源（１）からインバータ手
段に電力が供給される。コンバータ部（３）で整流され
た直流電圧は平滑コンデンサ（４）に充電されてインバ
ータ部（５）に供給される。このとき、電圧指令（16
a）は比較器（29）で三角波信号（28）と比較されてPWM
信号（29a）となる。一方、フォトカプラ（30）により
スイッチング素子（5b）のオンまたはオフの状態が状態
信号（30a）として検出される。そして、この状態信号
（30a）とPWM信号（29a）との状態により第７図のマト
リックスに示した値が加算積分器（38）で積分されて信
号（38a）となる（第６図及び第７図参照）。すなわ
ち、PWM信号（29a）及び状態信号（30a）が共にオンか
またはオフ状態にある場合には“0"であり、PWM信号（2
9a）がオンで状態信号（30a）がオフの場合にはプラス
値となり、PWM信号（29a）がオフで状態信号（30a）が
オンの場合にはマイナス値となる。この信号（38a）は
符号判別器（39）を経て（39a）となる（第６図参
照）。つまり、PWM信号（29a）は信号（39a）となり、C
1からC5だけ補正される（第６図参照）。

このような、インバータ手段のインバータ部（５）の各
スイッチング素子（5a），（5b）の出力状態を検出して
短絡防止期間の補償をする短絡防止期間補正手段を、こ
の種のエレベータ制御装置では備えている。

また、このエレベータ制御装置では、安全回路（18）が
作動した場合に、かご（７）が階と階との間に停止して
乗客等がかご（７）内に閉込められることを防止するた
めに救出運転される。すなわち、安全回路手段が作動し
た場合には、エレベータのかご（７）を乗り場まで通常
の運転時よりも低速で移動した後に扉を開放する救出運
転手段を備えている。

第８図はその救出運転動作を示すフローチャートであ
る。

第８図において、まず、ステップS1で安全回路（18）が
作動状態にあるか否かを判断する。作動状態にある場合
には、何等かの異常が発生している場合であるから、ス
テップS2からステップS5の一連の救出運転動作がなされ
る。この場合には、ステップS2でシーケンス回路（11）
と安全回路（18）をリセット状態にしてかご（７）の移
動を停止する。ステップS3でかご（７）が停止したか否
かを判断し、停止したことを確認すると、ステップS4で
救出指令が発信されたか否かを判断する。この救出指令
はかご（７）が階と階との間に停止し、且つ、かご
（７）内に乗客等が閉込められている場合等に発信され
る。救出指令が発せられた場合には、ステップS5で救出
運転を行なう。すなわち、エレベータのかご（７）を乗
り場まで通常の運転時よりも低速で移動し、その後に扉
を開放する。一方、ステップS4で救出指令が発せられな
い場合は、かご（７）が既にいずれかの階で停止してい
る状態か、或いは、かご（７）内に乗客が閉込められて
いない状態であるので、ステップS5の救出運転は行なわ
れない。

一方、ステップS1で安全回路（18）が作動状態にない場
合には、エレベータは一応正常な運転状態にある。そこ
で、ステップS6で現行の運転が救出運転中か否かを判断
する。救出運転中である場合には、ステップS5の救出運
転が続行される。しかし、救出運転中でない場合には、
現行の運転は通常の運転状態でよいから、ステップS7の
通常運転が続行される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のエレベータ制御装置では、エレベー
タの運転性能向上策としてインバータ部（５）の各スイ
ッチング素子（5a），（5b）の出力状態を検出して短絡
防止期間の補償をし、しかも、異常時の安全対策として
救出運転を行なうものであった。

しかし、フォトカプラ（30）の故障、フォトカプラ（3
0）に接続したケーブルの断線、或いは、各接続部の接
触不良が発生した場合等には、スイッチング素子（5b）
の状態を示す状態信号（30a）が不正な値となり、電流
検出器（15）により過電流が検出されて、安全回路（1
8）が作動していた。この安全回路（18）の作動によ
り、かご（７）の移動は停止し、その後に、救出運転が
開始されるが、再び安全回路（18）が作動するため、乗
客はかご（７）内に閉込められてしまう虞れがあった。
このため、信頼性の高い救出運転ができ、且つ、短絡防
止期間による影響が補償できるエレベータ制御装置が望
まれていた。

そこで、この発明はエレベータの運転性能向上策として
短絡防止期間による影響を補償でき、しかも、安全対策
として有効に機能する救出運転が適正に行なわれるエレ
ベータ制御装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるエレベータ制御装置は、エレベータの
誘導電動機（６）を駆動するインバータ手段のインバー
タ部（５）の出力電流を制御する電流制御手段と、前記
インバータ手段のインバータ部（５）の各スイッチング
素子（5a），（5b）の出力状態を検出して短絡防止時間
の補償をする短絡防止期間補正手段と、エレベータの動
作制御中に種々の異常を検出して作動する安全回路手段
と、前記安全回路手段の作動によりエレベータのかご
（７）を乗り場まで低速で移動し扉を開放する救出運転
をする救出運転手段とを具備し、前記救出運転状態にあ
るときには前記短絡防止期間補正手段の機能を無効に
し、通常運転状態にあるときには前記短絡防止期間補正
手段の機能を有効にするものである。

［作用］ この発明のエレベータ制御装置においては、短絡防止期
間補正手段によりエレベータの誘導電動機（６）を駆動
するインバータ手段のインバータ部（５）の各スイッチ
ング素子（5a），（5b）の出力状態を検出し、短絡防止
期間（Td）が補償される。また、安全回路手段がエレベ
ータの動作制動中に種々の異常を検出することにより、
エレベータのかご（７）を乗り場まで低速で移動し扉を
開放する救出運転がされる。しかも、前記救出運転状態
にあるときと通常運転状態にあるときとで、前記短絡防
止期間補正手段の機能の無効と有効とが切換わり、救出
運転の際には短絡時間を補正する機能が無効にされる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例であるエレベータ制御装置
を示す回路構成図、第２図はこの発明の一実施例である
エレベータ制御装置による処理動作例を示すフローチャ
ートである。図中、従来例と同一符号及び同一記号は、
同一または相当する構成部分を示すものであるから、こ
こでは重複する説明を省略する。

第１図において、（50）はインバータ部（５）の各スイ
ッチング素子（5a），（5b）の短絡防止時間の補償を行
なうか否かを指令する短絡防止期間補正指定信号、（5
1）はNOTゲート、（52），（53）は共にANDゲートであ
る。この実施例の図は従来例で示した第５図に、上記の
（50）から（53）の要素を追加したものである。また、
運転状態に応じて短絡防止期間補正手段の機能の無効と
有効を切換える運転切換手段を有している。

なお、この実施例のエレベータ制御装置も従来例と同様
に、エレベータの誘導電動機（６）を駆動するインバー
タ手段、インバータ手段のインバータ部（５）の出力電
流を制御する電流制御手段、前記電流制御手段の出力信
号をパルス幅変調するパルス幅変調手段、インバータ手
段のインバータ部（５）の各スイッチング素子（5a），
（5b）の出力状態を検出して短絡防止時間の補償をする
短絡防止期間補正手段、エレベータの動作制御中に種々
の異常を検出して作動する安全回路手段、安全回路手段
の作動によりエレベータのかご（７）を乗り場まで低速
で移動し扉を開放する救出運転を行なう救出運転手段を
各々有している。

ここで、この実施例のエレベータ制御装置の動作を、第
２図のフローチャートの流れに沿って説明する。この第
２図のフローチャートは従来例で示した第８図に、ステ
ップS11とステップS12の要素を追加したものである。し
たがって、ここではステップS11とステップS12の動作を
中心に説明する。

まず、通常の正常な運転状態について述べる。

この場合には、ステップS1からステップS6を経てステッ
プS11へと進む。そして、このステップS11で短絡防止期
間補正手段の機能を有効にして、ステップS7の通常運転
を行なう。すなわち、短絡防止期間補正指定信号（50）
が“1"となり、NOTゲート（51）及びANDゲート（52）に
より、PWM信号（29a）が直接短絡防止期間回路（40），
（41）に接続されないように動作する。つまり、従来例
の説明で述べたように、C1〜C5だけ補正された信号（39
a），（第６図参照）が短絡防止期間回路（40），（4
1）を通した上でスイッチング素子（5a），（5b）を制
御する。したがって、エレベータの誘導電動機（６）駆
動するインバータ手段のインバータ部（５）の各スイッ
チング素子（5a），（5b）の短絡防止時間が補償される
ので、トルク脈動等が軽減されエレベータの運転性能が
向上する。この結果、乗り心地のよい運動特性となる。

つぎに、エレベータの動作制御中に異常が発生した場合
について述べる。

例えば、フォトカプラ（30）の故障等が発生すると、電
流検出器（15）が過電流を検出し安全回路（18）が作動
する。この場合には、ステップS1からステップS2に進み
シーケンス回路（11）と安全回路（18）とをリセット
し、ステップS3でかご（７）が停止したのを確認した
後、ステップS4で救出指令が発せられると、ステップS1
2で短絡防止期間補正手段の機能を無効にして、ステッ
プS5の救出運転がされる。すなわち、短絡防止期間補正
指定信号（50）が“0"となり、ANDゲート（53）の出力
も“0"となり、信号（39a）は短絡防止期間回路（4
0），（41）から切離され、NOTゲート（51）とANDゲー
ト（52）とにより、PWM信号（29a）が直接短絡防止期間
回路（40），（41）に接続され、短絡防止期間補正手段
の機能は無効になる。この状態で運転を行なうと、エレ
ベータの誘導電動機（６）を駆動するインバータ手段の
インバータ部（５）の各スイッチング素子（5a），（5
b）の短絡防止時間の補償がされないので、トルク脈動
等の影響により、乗り心地が悪化する。しかしながら、
この救出運転は通常の運転速度よりも低速で行なわれる
ため何ら支障はない。なお、この救出運転に移行した後
は、従来と同様の動作をするが、短絡防止期間補正はス
テップS12で無効となったまま続行される。

上記のように、この実施例のエレベータ制御装置では、
救出運転状態にあるときには短絡防止期間補正手段の機
能を無効にし、通常運転状態にあるときには短絡防止期
間補正手段の機能を有効にする運転切換手段を具備して
いるので、通常運転の際には、短絡防止期間補正手段に
よりインバータ部（５）の各スイッチング素子（5a），
（5b）の出力状態を検出して短絡防止時間（Td）の補償
がされる。したがって、インバータ部の複数のスイッチ
ング素子のうち直列に接続した上下素子の同時点弧によ
る短絡現象を防止する短絡防止期間による弊害（トルク
脈動や磁気騒音の増加、電動機出力の減少等の悪影響）
が減少しエレベータの運転性能が向上する。

また、エレベータの動作制御中に異常が発生した場合に
は、安全回路手段がこの異常を検出し、エレベータのか
ご（７）を乗り場まで低速で移動し扉を開放する救出運
転ができ、しかも、この救出運転の際には短絡防止期間
補正手段による機能が無効になるので、乗客等がかご
（７）内に閉込められることもなく、救出運転が適正に
行なわれ安全対策として有効に機能する。したがって、
信頼性の高い救出運転が可能になり、安全性が向上す
る。

ところで、上記実施例ではシーケンス回路（11）、電流
制御回路（16）等を１個のマイクロコンピュータ（19）
で構成したが、複数個のマイクロコンピュータ（19）を
使用して構成してもよく、或いは、これらの一部、例え
ば、電流制御回路（16）をハードウェアで構成してもよ
い。

また、上記実施例ではフォトカプラ（30）を用いて下側
のスイッチング素子（5b）のオンまたはオフの状態を検
出するように構成したが、これを上側のスイッチング素
子（5a）で検出するようにしてもよい。

さらに、フォトカプラ（30）以外の検出器を使用しても
よい。また、スイッチング素子（5a），（5b）のオン・
オフ状態ではなく、例えば、インバータ部（５）の出力
電圧を測定して電圧指令（16a）との比較により検出し
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のエレベータ制御装置
は、エレベータの電動機を駆動するインバータ手段のイ
ンバータ部の出力電流を制御する電流制御装置と、前記
インバータ手段のインバータ部の各スイッチング素子の
出力状態を検出して短絡防止時間の補償をする短絡防止
期間補正手段と、エレベータの動作制御中に種々の異常
を検出して作動する安全回路手段と、前記安全回路手段
の作動によりエレベータのかごを乗り場まで低速で移動
し、扉を開放する救出運転をする救出運転手段とを具備
し、運転切換手段で前記救出運転状態にあるときには前
記短絡防止期間補正手段の機能を無効にし、通常運転状
態にあるときには前記短絡防止期間補正手段の機能を有
効にするものである。

したがって、短絡防止期間補正手段によりインバータ部
の各スイッチング素子の出力状態を検出して短絡防止時
間の補償がなされるので、エレベータの運転性能が向上
する。また、安全回路手段がエレベータの動作制御中に
種々の異常を検出し、エレベータのかごを乗り場まで低
速で移動し扉を開放する救出運転ができ、しかも、この
救出運転の際には短絡時間を補正する機能が無効になる
ので、乗客等がかご内に閉込められることもなく、信頼
性の高い救出運転が可能になり、安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるエレベータ制御装置
を示す回路構成図、第２図はこの発明の一実施例のエレ
ベータ制御装置による処理動作例を示すフローチャー
ト、第３図は従来のエレベータ制御装置の全体構成を示
すブロック図、第４図は従来のエレベータ制御装置に使
用されているマイクロコンピュータの内部構成を示すブ
ロック図、第５図は従来のエレベータ制御装置を示す回
路構成図、第６図は従来のエレベータ制御装置の各信号
を示す特性図、第７図は第５図のエレベータ制御装置の
比較器からのPWM信号とフォトカプラからの状態信号と
の組合わせによる特性を示すマトリックス、第８図は従
来のエレベータ制御装置による処理動作を示すフローチ
ャートである。 図において、 5:インバータ 5a,5b:スイッチング素子 6:誘導電動機、7:かご 11:シーケンス回路、16:電流制御回路 19:マイクロコンピュータ 40,41:短絡防止期間回路 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エレベータの電動機を駆動するインバータ
   手段と、前記インバータ手段のインバータ部の出力電流
   を制御する電流制御手段と、 前記インバータ手段のインバータ部の各スイッチング素
   子の出力状態を検出して短絡防止時間の補償をする短絡
   防止期間補正手段と、 エレベータの動作制御中に種々の異常を検出して作動す
   る安全回路手段と、 前記安全回路手段の作動によりエレベータのかごを乗り
   場まで低速で移動し、扉を開放する救出運転をする救出
   運転手段と、 前記救出運転状態にあるときには前記短絡防止期間補正
   手段の機能を無効にし、通常運転状態にあるときには前
   記短絡防止期間補正手段の機能を有効にする運転切換手
   段と を具備することを特徴とするエレベータ制御装置。