JPH1017234A - エレベーターの停電時運転装置 - Google Patents

エレベーターの停電時運転装置

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JPH1017234A
JPH1017234A JP17444196A JP17444196A JPH1017234A JP H1017234 A JPH1017234 A JP H1017234A JP 17444196 A JP17444196 A JP 17444196A JP 17444196 A JP17444196 A JP 17444196A JP H1017234 A JPH1017234 A JP H1017234A
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phase
transformer
inverter
power failure
circuit
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JP17444196A
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Mamoru Kitano
守 北野
Masanori Baba
政徳 馬場
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の出力を三相インバータで交流に変換し
ているエレベーターの停電時運転装置では、インバータ
の出力を昇圧する昇圧変圧器が必要である。 【解決手段】 三相交流電源1の停電時、電池13の出
力を単相インバータ16で単相交流に変換し、この単相
インバータ16の出力側に接続する昇圧変圧器を制御用
変圧器19に組み込み、両変圧器の一次巻線19a1,
19a2と19a1,19a2の鉄心は共用する。 【効果】 三相インバータを単相インバータに代えると
ともに、専用の昇圧変圧器は不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エレベーターを
停電時に運転する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、消費電力節減のために、エレベー
ター駆動用電動機の制御にインバータが用いられるよう
になったが、停電時もこのインバータの直流側に電池を
接続して、エレベーターを運転することが提案されてい
る。図7は例えば特公昭64−314号公報に示された
従来のエレベーターの停電時運転装置を示す概要構成図
である。この回路の詳細は後述するので、ここでは動作
の概要について説明する。
【0003】駆動装置51はコンバータ、平滑コンデン
サ、インバータ等で構成されており、平常時三相交流電
源1はコンバータで直流に変換され、平滑コンデンサで
平滑され、インバータに供給されて電動機6に印加され
る。一方、三相交流は接点9を介して制御用変圧器19
に供給され、ここで、適正な制御電圧に変圧されて第1
の制御回路24に供給される。第1の制御回路24は駆
動装置51のインバータのトランジスタを制御する。
【0004】これで、インバータは第1の制御回路24
の出力に応じた可変電圧・可変周波数の三相交流電圧を
発生して、電動機6の回転速度及びトルクを制御してか
ご(図示しない)の速度を制御する。一方、三相交流電
源1が停電になると、駆動装置51のインバータの直流
側に、タイオード15を介して電池13が接続される。
また、三相インバータ52の直流側にも電池13が接続
される。一方、上記停電検出により、接点9は開放し、
接点18は閉成する。
【0005】これで、三相インバータ52の出力である
三相交流電圧は、三相変圧器からなる昇圧変圧器53で
昇圧されて制御用変圧器19に入力される。したがっ
て、第1の制御回路24は、三相交流電源1が正常な場
合と同様に、駆動装置51のインバータを制御して、電
動機6の回転速度及びトルクを制御する。なお、昇圧変
圧器53で昇圧するのは、通常電池13の電圧は低く、
三相インバータ52の出力電圧を、三相交流電圧に合わ
せるためには、数多くの電池を直列に接続しなければな
らないからである。
【0006】なお、欠相・逆相検出回路26が三相交流
電源1の欠相又は逆相を検出すると、エレベーターは、
起動阻止されるか、走行中であれば急停止される。ま
た、例えば特開平3−297778号公報に示されるよ
うに、図7の三相インバータ52を単相インバータと
し、昇圧変圧器53を単相の昇圧変圧器として、第1の
制御回路24に電源を供給するものも提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のエ
レベーターの停電時運転装置では、電池13の電圧を三
相インバータによって三相交流に変換し、更に昇圧変圧
器53で昇圧して制御用変圧器19に供給しているた
め、装置が高価になるのを避けられないという問題点が
ある。また、単相インバータを使用する装置でも、高価
な単相変圧器及び二次側整流回路を、停電時運転のため
だけに設けなければならないという問題点がある。
【0008】更に、制御用変圧器19の二次側には三相
整流回路が設けられているが、装置を安価に構成するた
めに、これを単相整流回路と平滑コンデンサに置換する
ことも考えられるが、三相交流電源1の投入後、欠相・
逆相検出回路26が図3で後述する単相整流波形に生じ
るスリットSを検出して、エレベーターが異常と誤判断
するという問題点がある。
【0009】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、安価に構成することができるとともに、
欠相・逆相検出回路の動作による起動不能を防止するこ
とができるようにしたエレベーターの停電時運転装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の第1発明に係
るエレベーターの停電時運転装置は、停電時電池の出力
を単相インバータで単相交流に変換し、この単相インバ
ータの出力側に接続される昇圧変圧器の一次巻線を、制
御用変圧器に組み込んで鉄心を共用するようにしたもの
である。
【0011】また、第2発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1発明のものにおいて、昇圧変圧器の
2相の一次巻線を、制御用変圧器の一次巻線と別に設け
てV接続し、このV字の開放側を互いに接続して一方の
端子とし、V字の底部側を他方の端子としたものであ
る。
【0012】また、第3発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1発明のものにおいて、制御用変圧器
の2相の一次巻線をV接続し、これらの一次巻線に中間
タップを設け、これを互いに接続して昇圧変圧器の一方
の端子とし、V字の底部側を他方の端子としたものであ
る。
【0013】また、第4発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1〜3発明のものにおいて、三相交流
電源の停電時は、欠相・逆相検出回路を切り放すように
したものである。
【0014】また、第5発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1〜4発明のものにおいて、平常時昇
圧変圧器の一次巻線に発生する電圧を、単相インバータ
で整流して停電検出回路及び電池の充電回路に供給する
ようにしたものである。
【0015】また、第6発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1〜4発明のものにおいて、制御用変
圧器の二次側に充電用巻線を設け、平常時充電用巻線に
発生する電圧を整流して停電検出回路及び電池の検出回
路に供給するようにしたものである。
【0016】また、第7発明に係るエレベーターの停電
時運転装置は、第1〜4発明のものにおいて、制御用変
圧器の二次側に充電用巻線を設け、この充電用巻線に発
生する電圧を監視し、異常が検出されると単相インバー
タを停止させるようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1〜図3はこの発明の第1、第2及び
第4発明の一実施の形態を示す図で、図1は全体構成
図、図2は単相インバータ部分の構成図、図3は波形説
明図であり、図中同一符号は同一部分を示す(以下の実
施の形態も同じ)。図において、1は三相交流電源、2
は三相交流電源1に接続され、エレベーターの走行時閉
成する電磁接触器接点、3は三相交流電源1の三相交流
を直流に変換するコンバータである。
【0018】4はコンバータ3の直流側に接続された平
滑コンデンサ、5は平滑コンデンサ4に接続されトラン
ジスタ及びダイオードで構成され、パルス幅変調(PW
M)制御により直流を可変電圧・可変周波数の三相交流
に変換するインバータ、6はインバータ5の交流側に接
続されたエレベーター駆動用の三相誘導電動機、7はイ
ンバータ5の直流側に接続され電動機6からの回生電力
を消費する抵抗、8は抵抗7に接続されたトランジスタ
である。
【0019】9は三相交流電源1の停電時に開放するリ
レー接点、10は三相交流電源1に接続された降圧変圧
器、11は降圧変圧器10に接続された整流器、12は
整流器11の直流側に接続された充電回路、13は充電
回路12に接続された電池、14は電池13に接続され
三相交流電源1の停電時に閉成する電磁接触器接点で、
タイオード15を介してインバータ5の直流側に接続さ
れている。
【0020】16はトランジスタ16A〜16D及びこ
のトランジスタ16A〜16Dの動作時に発生する高電
圧を逃がすための還流ダイオード16a〜16dで構成
され、パルス幅変調制御により電池13の直流を可変電
圧・可変周波数の単相交流に変換する単相インバータ、
17は単相インバータ16のトランジスタを制御する第
2の制御回路、18は単相インバータ16の交流側に接
続され、三相交流電源1の停電時に閉成するリレー接
点、19は三相変圧器からなる制御用変圧器で、その一
次巻線19a1,19a2はV接続され接点9に接続さ
れている。19b1,19b2は同じく二次巻線であ
る。
【0021】20a1,20a2は接点18に接続され
た昇圧変圧器の一次巻線で、制御用変圧器19に組み込
まれている。すなわち、一次巻線20a1,20a2は
制御用変圧器19の一次巻線19a1,19a2と鉄心
を共用しており、V接続されている。20b1,20b
2は上記昇圧変圧器の二次巻線、21は制御用変圧器1
9の二次巻線19b1,19b2に接続された整流器、
22A,22Bはそれぞれ昇圧変圧器の二次巻線20b
1,20b2に接続された整流器で、その直流側に平滑
コンデンサ23A,23Bが接続されている。
【0022】24は整流器21,22A,22Bの直流
側に接続され、インバータ5のトランジスタ及び回生電
力消費用のトランジスタ8を制御する第1の制御回路
で、三相交流電源1の停電後一定時間開放する接点25
を介してインバータ5及びトランジスタ8に接続されて
いる。26は整流器21の直流側に接続され、平常時三
相交流電源1の一相の接続不良又は誤接続を検出する欠
相・逆相検出回路で、停電時開放する接点27を介して
第1の制御回路24に接続されている。
【0023】28は三相交流電源1の停電を検出すると
停電信号を第2の制御回路17へ送出する停電検出回路
で、停電検出後所定時間経過しても停電を検出している
と開放する接点29を介して整流器21の直流側に接続
されている。
【0024】次に、この実施の形態の動作を説明する。
三相交流電源1が投入されると、各相の接続が正常であ
れば、欠相・逆相検出回路26から第1の制御回路24
に起動指令が出力され、接点2が閉成する。これで、三
相交流はコンバータ3で直流に変換され、平滑コンデン
サ4で平滑されてインバータ5に供給される。一方、接
点14,18は開放し、接点9は閉成しているので、三
相交流は制御用変圧器19により変圧され、整流器2
1,22A,22Bで整流され、平滑コンデンサ23
A,23Bで平滑されて第1の制御回路24に供給さ
れ、第1の制御回路24はその出力により、インバータ
5のトランジスタを制御する。
【0025】これで、インバータ5は第1の制御回路2
4の出力に応じた可変電圧・可変周波数の三相交流電圧
を発生して、電動機6の回転速度及びトルクを制御し
て、かご(図示しない)の速度を制御する。また、電動
機6から電力が回生されると、第1の制御回路24はこ
れを検出してトランジスタ8を導通させ、抵抗7を通じ
て回生電力を消費させる。
【0026】一方、三相交流電源1が停電になると、整
流器21の出力も消失するため、停電検出回路28が動
作し、第2の制御回路17へ停電信号を送出する。そし
て、非常用予備電源(図示しない)などの電力により、
接点14が閉成して、インバータ5の直流側にタイオー
ド15を介して電池13の電圧が印加される。また、単
相インバータ16の直流側にも電池13の電圧が印加さ
れる。その結果、単相インバータ16は単相交流電圧を
発生する。
【0027】一方、接点9は開放し、接点18は閉成す
るため、昇圧変圧器の一次巻線20a1,20a2のV
接続の開放側端子間(端子U−W間)が接続され、この
開放側端子と共通端子(端子V)間に、単相交流が印加
され、二次巻線20b1,20b2に単相交流電圧が発
生する。これが整流器21で整流された直流電圧及び整
流器22A,22Bで整流され、平滑コンデンサ23
A,23Bで平滑された直流電圧が第1の制御回路24
に供給される。
【0028】したがって、第1の制御回路24は、三相
交流電源1が正常な場合と同様に、インバータ5及びト
ランジスタ8を制御して、電動機6の回転速度やトルク
を制御する。なお、停電が検出されて、接点9が開放
し、接点14,18が閉成する切換過渡期には、第1の
制御回路24の電源は不確定状態になるため、インバー
タ5を確実に制御することができず、その結果、インバ
ータ5が破損してしまう虞れがある。
【0029】接点25は上記不具合を防止するもので、
停電後一定時間開放して、第1の制御回路24の出力を
インバータ5から切り放し、単相インバータ16からの
電源供給により、第1の制御回路24の出力をインバー
タ5に印加するようにしている。図3に整流器21の出
力波形を示す。図3(a)は平常時に出力される三相全
波整流波形、図3(b)は停電時に出力される単相全波
整流波形を示す。単相全波整流波形が所定の検出レベル
まで低下すると、欠相・逆相検出回路26はこれを検出
する。
【0030】また、単相インバータ16を用いた場合
は、図3(c)に示すように、リプルのほとんどない理
想的な全波整流波形を得ることが可能である。この場
合、トランジスタ16A〜16Dのスイッチング時期の
関係から、出力波形にスリットSが発生し、欠相・逆相
検出回路26はこれを検出する。欠相・逆相検出回路2
6が動作すると、エレベーターは通常起動不能になる。
しかし、停電検出回路28が動作すると、第1の制御回
路24からの指令により、接点27が開放するため、第
1の制御回路24は何の影響も受けることなく、正常な
動作を継続する。
【0031】なお、ブレーキ回路、電磁接触器(いずれ
も図示しない)等はインダクタンス負荷のため、上記ス
リットにより影響はない。このようにして、停電時第1
の制御回路24に直流電源を供給する電池13の出力を
交流に変換するのに、従来は三相インバータを用いてい
たが、これを単相インバータ16とし、昇圧変圧器の一
次巻線20a1,20a2を制御用変圧器19の一次巻
線19a1,19a2と鉄心を共用し、両変圧器は一体
化されているため、インバータを安価にできるだけでな
く、昇圧変圧器を別設する場合に比べて安価に構成で
き、実装スペースも節減可能である。
【0032】実施の形態2.図4はこの発明の第3発明
の一実施の形態を示す制御用変圧器部分の回路図であ
る。この実施の形態は、制御用変圧器19の一次巻線1
9a1,19a2に中間タップを設け、昇圧変圧器の一
次巻線20a1,20a2を制御用変圧器19の一次巻
線と共用したものである。すなわち中間タップは接点1
8,18により互いに接続され、共通端子も接点18を
介してそれぞれ単相インバータ16の直流側に接続され
ている。
【0033】すなわち、三相交流電源1の停電時は、接
点9は開放し、接点18は閉成するため、接点18と一
次巻線20a1,20a2の接続関係は図2と同様にな
り、第1の制御回路24への電源が形成され、インバー
タ5及びトランジスタ8が制御される。このようにし
て、昇圧変圧器と制御用変圧器19は一体化されている
ため、昇圧変圧器を別設する場合に比べて安価に構成で
き、かつ一次巻線の共用により、更に安価が期待でき
る。
【0034】実施の形態3.図5はこの発明の第5発明
の一実施の形態を示す全体構成図である。図において、
31は接点14と単相インバータ16の間に挿入された
逆流防止用のダイオードである。また、単相インバータ
16の直流側に、接点29を介して停電検出回路28及
び平滑コンデンサ32が接続されている。33は平滑コ
ンデンサ32に接続され、かつ充電回路12に接続され
たDC/DC変換回路である。なお、接点18は昇圧変
圧器の一次巻線20a2だけに接続されている。
【0035】制御用変圧器19の一次巻線19a1,1
9a2と昇圧変圧器の一次巻線20a1,20a2は鉄
心を共用しているため、平常時一次巻線19a1,19
a2の励磁により、一次巻線20a1,20a2には電
圧が発生している。このとき、接点18は開放している
ため、一次巻線20a1に発生する電圧は単相インバー
タ16の交流側に印加され、環流ダイオード16a〜1
6dによって整流される。そして、接点29を介して停
電検出回路28に供給されるとともに、平滑コンデンサ
32で平滑されてDC/DC変換回路33に供給され、
その出力により充電回路12が動作して電池13を充電
する。以下の動作は実施の形態1と同様である。
【0036】このようにして、制御用変圧器19に組み
込まれた昇圧変圧器の一次巻線20a1に発生する電圧
を単相インバータ16で整流して停電検出回路28及び
充電回路12に供給するようにしたため、図1の降圧変
圧器10及び整流器11は不要となり、安価に構成する
ことが可能である。
【0037】実施の形態4.図6はこの発明の第6及び
第7発明の一実施の形態を示す全体構成図である。図に
おいて、41は制御用変圧器19の二次側に設けられた
充電用巻線で、整流器11及び接点29を介して充電回
路12に接続されている。また、充電用巻線41は整流
器11及び接点29を介して停電検出回路28に接続さ
れている。42は充電用巻線41の電圧の異常を検出す
ると異常信号を第2の制御回路17へ出力する電圧検出
回路で、停電が検出されると閉成する接点43を介して
整流器11の直流側に接続されている。
【0038】平常時、充電用巻線41には、制御用変圧
器19の一次巻線19a1,19a2の励磁により電圧
が発生しており、これが整流器11で整流され、充電回
路12に供給されて電池13が充電される。以下の動作
は実施の形態1と同様である。三相交流電源1が停電に
なると、充電用巻線41の電圧も消失するため、停電検
出回路28が動作し、第2の制御回路17へ停電信号を
送出し、実施の形態1と同様の停電時運転が実施され
る。
【0039】これで、充電用巻線41は昇圧変圧器の一
次巻線20a1,20a2の励磁により電圧を発生す
る。このとき、停電検出回路28が動作すると、第2の
制御回路17の動作により接点43は閉成しているた
め、電圧検出回路42は充電用巻線41の発生電圧を監
視することになる。そして、この電圧の異常(電圧の低
下、電圧の消滅)が検出されると、第2の制御回路17
へ異常信号を出力し、第2の制御回路17は単相インバ
ータ16に停止指令を出力する。
【0040】このようにして、制御用変圧器19の二次
側に組み込まれた充電用巻線41に発生する電圧を電圧
検出回路42で監視し、異常が検出されると単相インバ
ータ16を停止させるようにしたため、停電時運転中の
動作異常検出装置を安価に構成することが可能である。
また、充電用巻線41は制御用変圧器19に組み込まれ
ているため、実装スペースの節減が可能となる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第1発明
では、停電時電池の出力を単相インバータで単相交流に
変換し、この単相インバータの出力側に接続される昇圧
変圧器の一次巻線を、制御用変圧器に組み込んで鉄心を
共用するようにしたため、インバータ及び昇圧変圧器を
安価に構成することができ、実装スペースを節減するこ
とができる。
【0042】また、第2発明では、昇圧変圧器の一次巻
線を、制御用変圧器の一次巻線と別に設けてV接続した
ため、専用の昇圧変圧器を設ける必要がなく、装置を安
価に構成することができる。
【0043】また、第3発明では、制御用変圧器の一次
巻線をV接続し、これらの一次巻線に中間タップを設け
て昇圧変圧器の端子としたため、一次巻線が共用され、
更に安価に構成することができる。
【0044】また、第4発明では、三相交流電源の停電
時は、欠相・逆相検出回路を切り放すようにしたため、
単相インバータの出力波形に生じるスリットを誤検出し
てエレベーターが起動不能に陥ることを防止することが
できる。
【0045】また、第5発明では、平常時昇圧変圧器の
一次巻線に発生する電圧を、単相インバータで整流して
停電検出回路及び電池の充電回路に供給するようにした
ため、充放電回路の一部が共用されて、充電専用の変圧
器及び整流器は不要となり、装置を安価に構成できる。
【0046】また、第6発明では、制御用変圧器の二次
側に充電用巻線を設け、平常時充電用巻線に発生する電
圧を整流して停電検出回路及び電池の検出回路に供給す
るようにしたため、充電用巻線は制御用変圧器に組み込
まれ、底装スペースを節約することができる。
【0047】また、第7発明では、制御用変圧器の二次
側に充電用巻線を設け、この充電用巻線に発生する電圧
を監視し、異常が検出されると単相インバータを停止さ
せるようにしたため、第6発明の効果に加えて、単相イ
ンバータを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す全体構成図。
【図2】 図1の単相インバータ部分の構成図。
【図3】 この発明の実施の形態1を示す波形説明図。
【図4】 この発明の実施の形態2を示す制御用変圧器
部分の回路図。
【図5】 この発明の実施の形態3を示す全体構成図。
【図6】 この発明の実施の形態4を示す全体構成図。
【図7】 従来のエレベーターの停電時運転装置を示す
概要構成図。
【符号の説明】
1 三相交流電源、3 コンバータ、5 インバータ、
6 三相誘導電動機、12 充電回路、13 電池、1
6 単相インバータ、17 第2の制御回路、19 制
御用変圧器、19a1,19a2 制御用変圧器の一次
巻線、20a1,20a2 昇圧変圧器の一次巻線、2
4 第1の制御回路、26 欠相・逆相検出回路、27
切放し回路(接点)、28 停電検出回路、42 電
圧検出回路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三相交流電源を直流に変換するコンバー
    タと、このコンバータの出力を可変電圧・可変周波数の
    交流に変換して巻上電動機に供給するインバータと、上
    記三相交流電源に接続された制御用変圧器を介して電源
    が供給され上記インバータを制御する第1の制御回路
    と、上記三相交流電源の停電を検出する停電検出回路
    と、上記停電が検出されると上記インバータの直流側に
    接続される電池と、この電池の出力を単相交流に変換す
    る単相インバータと、この単相インバータの出力側に接
    続されて上記制御用変圧器と鉄心を共用する一次巻線を
    有し、上記第1の制御回路に電源を供給する昇圧変圧器
    とを備えてなるエレベーターの停電時運転装置。
  2. 【請求項2】 昇圧変圧器の2相の一次巻線は、制御用
    変圧器の一次巻線と別に設けてV接続し、このV字の開
    放側を互いに接続して一方の端子とし、上記V字の底部
    側を他方の端子としたことを特徴とする請求項1記載の
    エレベーターの停電時運転装置。
  3. 【請求項3】 制御用変圧器の2相を一次巻線をV接続
    し、これらの一次巻線に中間タップを設け、これを互い
    に接続して昇圧変圧器の一方の端子とし、上記V字の底
    部側を上記昇圧変圧器の他方の端子としたことを特徴と
    する請求項1記載のエレベーターの停電時運転装置。
  4. 【請求項4】 三相交流電源の欠相又は逆相を検出する
    と異常信号を出力する欠相・逆相検出回路と、上記三相
    交流電源の停電時は上記欠相・逆相検出回路を切り放す
    切放し回路を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項
    3のいずれかに記載のエレベーターの停電時運転装置。
  5. 【請求項5】 平常時昇圧変圧器の一次巻線に発生する
    電圧を単相インバータで整流して停電検出回路及び電池
    の充電回路に供給する充電共用回路を設けたことを特徴
    とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のエレベー
    ターの停電時運転装置。
  6. 【請求項6】 制御用変圧器の二次側に充電用巻線を設
    け、平常時上記充電用巻線に発生する電圧を整流して停
    電検出回路及び電池の充電回路に供給する充電共用回路
    を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれ
    かに記載のエレベーターの停電時運転装置。
  7. 【請求項7】 制御用変圧器の二次側に充電用巻線を設
    け、この充電用巻線に発生する電圧を監視し異常が検出
    されると動作する電圧検出回路と、この電圧検出回路が
    動作すると単相インバータを停止させる第2の制御回路
    とを設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいず
    れかに記載のエレベーターの停電時運転装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1160101A (ja) * 1997-08-22 1999-03-02 Fujitec Co Ltd エレベータの制御装置
JP2008209018A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 大型冷凍機の制御装置およびその停電検出方法

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