JPS58183578A - 交流エレベ−タの制御装置 - 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】 この発明は交流エレベータを制御する装置の改良に関す
るものである。

エレベータのかと・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□機の速度制御を行
うと共に、停電又は故障時も使用で色るようにしたもの
がある。これを第１図に示す。

図中、Ｒ，Ｓ、　Ｔは三相交流電源、（ｌａ）　〜（ｌ
ｃ）は交流電源Ｒ，Ｓ、　Ｔに接続され起動時閉成し停
止後開放する運転用電磁接触器接点、（２）は接点（ｌ
ａ）〜（ｌｃ）に接続され交流電力を直流電力に変換す
るコンバータ、（３）はコンバータ（２）の直流側に接
続された平滑コンデンサ、（４）はコンバータ（２）の
直流側の一端に接続された電池、（６）は電池（４）と
直列に接続されコンバータの直流側の他端に接続された
ダイオード、（６）はコンバータ（２）の直流側に接続
された６個のトランジスタとそれらに並列に接続された
ダイオードからなり、それぞれの２組の直列回路が５個
並列に接続された変換素子（６Ａ）〜（ａｙ）で構成さ
れ、直流一定電圧を任意の電圧及び任意の周波数の交流
電力に変換するパルス幅変調方式として周知のインバー
タ、（７１はコンバータ（２）の両側に接続され回生電
力を交流電源Ｒ，８，Ｔへ返還する回生用インバータ、
（”ａ）〜（８ｃ）はインバータ（６）の交流側に接続
され接点（ｌａ）〜（ｌｃ）の閉成に続いて閉成し開放
と共に開放する運転用電磁接触器接点、（９）は接点（
８ａ）〜（８ｃ）に接続された三相誘導電動機、（１０
）は電動機（９）に結合されたブレーキ車、（１１）は
ブレーキ車（ｌＯ）の外周に対向して設けられブレーキ
車（１０）にばね（図示しない）の力で押圧されて制動
力を与えるブレーキシュー、（１２）は付勢されるとブ
レーキシュー（＋＋）を上記ばねの力に抗してブレーキ
車（１０）から引き離すブレーキコイル、（１３）は電
動機（９）により駆動される巻上機の駆動綱車、（１４
）は綱車（Ｉ３）に巻き掛けられた主索、θ５）　、　
Ｑｅ）は主索（Ｉ４）の両端に結合されたかと及びつり
合おもり、（１ηは電動機（９）に直結され速度信号を
発する速度計用発電機、（国は非常時の速度指令信号を
発する速度指令発生装置、（１９）は上記速度指令信号
と速度信号？入力して制動指令をインバータ（６）に与
える速度指令装置である。

すなわち、かご（Ｉ５）の停止中は、ブレーキシュー（
ｌｌ）は上記ばねの力でブレーキ車（１０）を押圧して
いる。

かご（１５）に起動指令か出されると、運転用電磁接触
器接点（１ａ）〜（１ｃ）は閉成し、コンバータ（２）
は直流出力を発する。そして、平滑コンデンサ（３）に
より平滑にされてインバータ（６）に入力される。イン
バータ（６）は速度制御装置（図示しない）によって変
換素子（６Ａ）〜（６Ｆ）が制御され、運転方向に対応
する相順の可変電圧・可変周波数の交流電力を発生する
。次いで、接点（８ａ）〜（８ｃ）は閉成し、交流電力
が電動機（９）に供給される。同時に、ブレーキコイル
（Ｉ２１は付勢されるので、ブレーキシュー（＋＋）は
ブレーキ車（ｌＯ）から離れる。これで、電動機（９）
は入力の相順によって定まる方向へ起動し、がご００は
走行開始する。そして、上記速度制御装置の動作により
、インバータ（６）の出力電圧及び周波数が調整され、
電動機（９）の回転速度、すなわちがご（１５）の走行
速度が制御される。かご０荀が停止予定階に接近すれば
、かごθ６）は減速して停止し、接点（８ａ）〜（８ｃ
）は開放し、電動機（９）はインバータ（６）から切り
離される。同時に、ブレーキコイル（１２）は消勢され
、ブレーキシュー（１１）はブレーキ車（１ｏ）に押圧
される。また、接点（１ａ）〜（ｌｃ）も開放する。

かご（１５）の走行中、停電又は故障が発生して、がご
（Ｉ５）が階と階の間に停止すると、電池（４）の電力
がダイオード（５）を介してインバータ（６）に供給さ
れる。

一方、かご０５）内の負荷が検出され、がご０（へ）と
つり合おもりＩ６）の結合体を下げ荷方向（がご（１５
）とつり合おも！１ｌ（Ｉ６）の重い方を下降させる方
向）へ走行させる。このとき、電動機（９）は回生運転
状態となり、機械エネルギがインバータ（６）を介して
直流側に返される。この回生電力を交流側へ返還して、
インバータ（６）を保護するのが回生用インバータ（７
）である。

しかし、停電時又は回生用インバータ（７）が故障して
いるときは、上記エネルギは平滑コンデンサ（３）に蓄
積され、直流側電圧を上昇させ、インバータ（６）内の
変換素子（６Ａ）〜（６Ｆ）を破壊する恐れがある。

そこで、回生運転時、直流側電圧が上昇したら、変換素
子（６Ａ）〜（６Ｆ）の特定のもの、例えば変換素子（
６Ａ）、　（６Ｄ）をスイッチングさせ、直流電流を電
動機（９）に流し、直流制動力を作用させて、がご（国
を一定速度で走行させるようにしている。

しかし、誘導電動機の直流制動力のトルク特性は第２図
に示すとおりであり、電動機（９）は制動トルクＴｂと
かご（１５）とつり合おもりα６）の重量差による不平
衡負荷トルクＴ０がつり合った点Ａで示される回転速度
ω１で運転される。この点Ａは不安定な点であるため、
速度指令発生装置（１８）からの速度指令信号と、速度
計用発電機θηがらの速度信号を比較して、速度の帰還
制御が行われる。そのため、装置が高価となるばかりで
なく、非常時の運転装置としては複雑であり、信頼性に
ついても十分とはいえない。

この発明は上記不具合を改良するもので、インバータを
制御して低周波数を発生させ、かごとつり合おもりの結
合体を低速で下げ荷運転させることにより、安価な構成
及び簡単な制御で停電又は故障時に確実にかごを運転で
へるようにした交流エレベータの制御装置を提供するこ
とを目的とする０ □　　以下、第３図〜第７図によりこの発明の−実施例
を説明する。

図中、（２１）はインバータ（６）に所定の低周波数を
発生させる指令を発する非常時周波数指令発生器、（２
２１は一定周波数のパルス（２２ａ）を発生するパルス
発振器、（２３１は加算のと籾はｒＨＪ、減算のときは
「Ｌ」となる方向切換信号、−）はパルス（２Ｚａ）を
入力して第５図に示すような出力（Ｚ４ａ）〜（２４ｃ
）を発する６進カウンタ、伐０は６進力ウンタ例に接続
されたデコーダ、（２１３ｊ〜（３１）はデコーダ外に
接続され第５図に示すような出力（２６ａ）〜（３１ａ
）を発するＯＲゲートである。

次に、この実施例の動作を説明する。

停電又は故障によって、かご（１５１が階間に停止する
と、非常時周波数指令発生器（２１）から出力（２６ａ
）〜（３１ａ）からなる周波数指令が発せられ、インバ
ータ（６）はこの周波数指令に従って変換素子（６Ａ）
〜（６Ｆ）力月峙次動作し、低周波数の交流電力を出力
する。これにより、電動機（９）は回転し、かご（１句
とつり合おもり（１６）の結合体は下げ荷方向へ低速度
で運転される。かご（Ｉ６）が最寄り階の戸開可能区間
に入ると停止し、戸は開く。これで、かど００内の乗客
は階床に救出される。

さて、一般に誘導電動機を回生制動しながらかと（１５
）を一定速度で走行させる場合のエネルギの流れを第６
図に示す。ここで、ωＸＴ、は回転軸に換算した単位時
間当たりの機械入力（ωは回転速度）、Ｌｍは巻上機の
歯車等で生じる単位時間当たりの機械的損失、Ｌｗは電
動機（９）の−次側及び二次側の巻線に流れる電流によ
る単位時間当たりの抵抗損失、Ｌｒは電動機（９）の回
転磁界を生じる際の鉄心等の単位時間当たりの損失であ
る。この外、インバータ（６）で発生する損失、風損等
があるが、簡単にするため、ここでは無視することにす
る。ここで、機械人力ω×Ｔｏから上記種々の損失Ｌｆ
ｆｌ　、　Ｌｗ　、　Ｌｒを差し引いた残りが、回生電
力Ｌｒとなってインバータ（６）の直流側へ返される。

したがって、単位時間当たりの機械人力ω×Ｔ・が小さ
いときには、インバータ（６）の直流側に至る前に、上
記損失に費されて、回生電力としてインバータ（６）の
直流側に発生しなくなる。したがつて、インバータ（６
）から発生する交流電力の周波数を低くして、電動機（
９）の回転速度を下げてかと（１５）を運転させれば、
無負荷上昇時又は重負荷下降時のような、かご（国とつ
り合おもり０匂の重量差が大きい場合においても、直流
側への電力回生はない。

しかも、誘導電動機のトルク特性は第７図に示すとおり
であり、電動機（９）は制動トルクＴｂと不平衡負荷ト
ルクＴ・がつり合った点Ｂで示される回転速度ω２で一
定速回転する。この点Ｂは安定した点であるため、電動
機（９）の速度を帰還制御する必要はなく、単にインバ
ータ（６）に一定周波数を発する指令を与えさえすれば
よい。すなわち、周波数指令発生器（２１）からの周波
数指令は、かご０５）の負荷から決まる不平衡負荷トル
クＴｏ　（最大値）及び各損失り、、　Ｌｗ　、　Ｌｒ
から、ωＸ　Ｔａ　＜　Ｌａ＋　＋　Ｌｗ　＋Ｌｆとな
る回転速度ωで回転するような値に設定すればよい。

なお、上述の理由によって、上げ荷方向はもちろん、下
げ荷方向でも回生電力を発生しないようになるが、停電
又は故障時には下げ荷方向へ運転するようにした方が望
ましい。それは、下げ荷方向へ運転すれば、電池（４）
の容量が小さくて済み、また階間距離の長い場合でも、
かごθ鴎を十分最寄９階まで走行させることができるか
らである。

以上説明したとおりこの発明では、停電又は故障時に、
インバータを制御して、かごとつり合おもりの重量差と
電動機駆動系の各部損失との関係から定まる低周波数を
発生させ、かごとつり合おもりの結合体を、その重い方
を下降させる方向へ低速で運転するようにしたので、回
生電力の発生をなくシ、安価な構成及び簡単な制御で確
実にかごを運転することかで色る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交流工１／ベータの制御装置を示す構成
図、第２図は第１図の誘導電動機の直流制動トルク曲線
図、第３図はこの発明による交流エレベータの制御装置
の一実施例を示す構成図、第４図は第３図の非常時周波
数指令発生器のブロック回路図、第５図は第４図の動作
説明図、第６図は同じくエネルギの流れの説明図、第７
図は同じ〈誘導電動機の制動トルク曲線図である。 図において、（４）・・・電池、（６）・・・インバー
タ、（９）・・・三相誘導電動機、００・・・エレベー
タのかご、０６）・・・つシ合おもり、シ１）・・・非
常時周波数指令発生器。 なお、図中同一部分は同一符号により示す。 代理人　　　葛　野　信　−（外１名）第１図 第２図 第３図 第５図 −５７１− 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 停電時又は故障時に電池の直流電力をインバータで交流
   電力に変換し、指令により定まる周波数に従った速度で
   交流電動機を運転してかごとつり合おもりの結合体をそ
   の重い方を下降させる方向へ運転するようにしたものに
   おいて、上記インバータを制御してその出力を上記かと
   と上記つり合おもりの重量差と上記電動機駆動系の各部
   損失の関係から定まる低周波数に設定する上記指令を発
   する周波数指令発生器を備えたことを特徴とするエレベ
   ータの制御装置。