JPS5836866A - 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】 この発明は交流電動機により駆動されるエレベータを制
御１１１する装置の改良に関するものである。

エレベータのかごを駆動する電動機に誘導電動］歳を月
１い、これにインバータにより変換された可変゛市用・
口■変周波数の交流′電力を供給して、電動機の速度制
御を行うものがある。この装置においては、重負荷下降
中、軽負荷上昇中又は減速時には、機械エネルギが電気
エネルギに変換され、インバータを介して直流側に返還
される。直流電源が電池の場合は電池が過充電となり有
害ガスを発生させ、ひいては電池の寿命低下を起こす。

まｆコ、直流電源が整流器とコンデンサで構成されてい
る場合は、コツプ／すの端子電圧が上昇し、インバータ
を構成する素子の絶縁破壊が生じる虞れがある。更に、
電動機に印加される電圧と周波数の比が所定値を越える
と、電ｗＪ機の磁束が飽和して過大電流が流れることも
ある。そこで、一般には、直流側に回生きれた電力を処
Ｊｌｊする装置ａか心安となる。これを第１図に示ず。

図中、Ｒ，Ｓ、Ｔは三柑交？ｆｆｉ　’ｒｍ源、（１）
は三相交流電源Ｒ，Ｓ、Ｔの電圧を一定の直流電圧に変
換する整流器、（２）は整流器ｆｉ＋の自流側に接続さ
れた平滑用コンデ／す、（３）は整流器（２）のｌｌ流
側に接続されダイオードＤ１〜Ｄ６及びトラノジスタＱ
１〜Ｑ６により構成され、一定直流電圧を任意の電圧及
び任意の周波数の交流に変換するパルス幅変調方式とし
て周知のインバータ、（４）はインバータ＋３１により
駆動される三相誘導電動機、（５）は電動機（４）によ
り駆動される巻上機の駆動綱車、（６）は綱車（５）に
巻き掛けられた主索、＋７１　、　（８Ｊは主索（６）
の両端にそれぞれ結合されたかと及びつり合おもり、（
９）は速度指令信号ｖｐを発生する速度指令発生器、０
１は速度指令イハ″号Ｖｐに従って周波数指令信号ｖｆ
を発生ずる周波数指令発生器、（川は周波数指令信号ｖ
ｆとＩＪば比例する゛電圧指令信号ｖｖを発生する重圧
１’ｉｔ令発生器、（１２）は周波数指令信号Ｖｒと電
圧指令信号Ｖｖに基きインパーク（３）の周波数とパル
ス幅を制御することによって出力電圧を制御するインバ
ータ制糾装置、＋１３１　！：ｉイノバータ（１）の両
側に接続され直流電源１１１１１に返還するイノバーク
、（１４）はイノバーク（ＩＪ）の直流１■ｌに接）跣
され直流電圧が所定値以上になるとイノバーク（１３）
を動作させる電力返還制御卸装置である。

すなイつち、イノバーク１３１は制御装置α２）によっ
て制量され、電動機（４）に口■変電圧及び−■変周波
数の交流電力が供給される。これで、電動機（４）は起
動してかと（７）は走行し、その速度が割呻される。

今、かご（７）が積載荷重（実際に使用する際に積載し
得る最大荷重）に相当する乗客を乗せて下１蜂すると、
電動機（４）は誘導発電戊として動作し、イノバーク（
３）のダイオードＤ」〜Ｄ６を通じて）Ｕ力が直流側に
流れ、平滑コンデンサ（２）は充電され、その電圧は上
昇する。これにより、電力返還制御装置（１４）は動作
し、インパーク（１樽を動作させ、１ば流屯力は交流電
源側へ返還される。

しかし、電動機（４）の運転効率があまり問題にならな
い比較的小容量の電動機の場合は、このインバータ（Ｉ
（至）及び電力返還制御装置！　＋１４）が高価となり
過ぎる。また、交流覗源Ｒ，Ｓ、Ｔが非繍用発屯機の場
合には、端子電圧の上昇等の有害な作用もある。

この発明は上記不具合を改良するもので、かごの重負荷
下降時、軽負荷−上昇時又は減速時に、周にできるよう
ｌこ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。

以下、第２１図〜第４図によりこの発明の一実施例を説
明する。

まず、第２図によりこの発明の詳細な説明する。

図中、ｒ　１　、　ｒ　２は一次側及び二次側の抵抗、
ＸＩ。

ｘ２は同じくリアクタンス、Ｂはすべり、ｂｏは励磁サ
セプタンス、ｇｏは励磁コンダクタンスである。

ここで、端子電圧をＶとして、回生制動中の有効４力だ
けについて注目すると、電動機内部で消費される゛重力
Ｐｔは ＰＬ−１２ｇＯ＋”ｌ　Ｃ’ｌ／Ｚ　）”　＋ｒ２　（
ｖ／ｚ　ｌ　２−　（１）ただし、ｚ−汗ヒｘ２＋　ｒ
ｌ＋ｒ２　Ｅｌ）２−・・・■回生′心力として発生す
る電力Ｐｇは ここで、Ｐ７＋Ｐｇ＝Ｏ・・・■ となるようにすベリθを制御すれば、機械エネルギはす
べて電！Ｉ！ＩＩＪ礪同部で消費され、しかも直流榔ｊ
から供給する有効心力もな（てすむ。０式及び■式を０
式に代入して整理すると、 ｒ２ 、□＋ｂｏＺ□　　　　　　　　　　　°”°■ただし
、Ｚ−Ｚ（ｓ） となり、電動機の端子重圧に関係なく、ずベリさえ０式
を満足させれば、回生ｈχ力にｔすへて電動機内部で消
費され、外部からの有効’に’ｊ’ｉ力の供給もなくて
制動力が作用することになる。したがって、直流制動の
場合のように、１１（流励磁に要する電力を供給する必
要もなく、電動機の発熱も直流制動時程大きくはならな
い。また、制動ｌ・ルクＴｂは電動機回転数をｎとする
と、０式から で表され、端子電圧■を制御することにより、制動トル
クを制御することがＣきる。

第３図中、（１６）は市勅穢（４）に結合さ石、かご＋
７１の実速Ｋを示す速度信号Ｖｔを発する通１糺横出器
、（口ｉ）は速度指令信号Ｖｐと速度信号Ｖｔを人力し
てそのｔ＋Ｓ差を演算する加算器、（ｌηは加４４　（
ｌｉｉ）に接枕され上記制屋信号の＄Ｕ性により接点（
１７ａ）−（土゛／ｄ）をψＪり換える切換装置、（Ｉ
８１は接点（１’７（りと周波数指令発生器００の間に
接続され入力の値に応じて設定された値の出力を発する
利得調整器、（１９）は加算器（１６）と接点（１７ｄ
）の１１４１に接１跣され入力の値に比例する出刃を１
ａする利（４，＋調整器である。他は第１図と同様であ
る。

次に、この実権例の動作を説明する。（第４図参照） Ｖｐ＞Ｖｔで（７ｔ１つまり速度信号Ｖｔが速度指令信
号Ｖ、ｐよりも低い領域では、切換装置（１ηの動作に
より、接点（コ’ｉ’ａｌ、（１’７ｂ）は閉成し、接
点（１７ｃ）、（１７ｄ）は開放している。したがって
、この場合は、第１図と同様の１す１蹟となり、電＠機
（４）は速度指令信号ｖｐに沿って電圧と周波数をほば
比例させて変化させる。いわゆる電圧／周波数一定制岬
により運転される。このとき、かご（７）は重負荷で下
降中であれば、加速終了すると速度信号Ｖｔの方が速度
指令信号Ｖｐよりも高（なり、回生運転に入る。切換装
置＋１７１がｖ　ｔ＞ｖ　、、を４巣出すると、接点（
１７ａ）、（ｒｙｂ）は開放し、接点（１’７ｃ、）　
、　（］、７ｄ）は閉成する。接点（コ、７Ｃ）の閉成
により、利得調整器（１８）は動作し、周波数指令発生
器ｆｌＱの入力は調整され、周波数指令信号Ｖｒは、電
動機（４）のすべりがＱ式を満足する１１１１に４ｒる
ように低下する。一方、接点（１′７ｄ）の閉成ｆこよ
り、利得調整器（Ｉωの出力が電圧指令発生器（１１）
に与えられ、電圧指令信号Ｖｖは、速度ｒけ令侶号Ｖｐ
と速度信号Ｖｔの偏差信号に比例した値となり、インバ
ータ＋３１の出力電圧は制（財）される。また０式によ
って表される制動トルクＴｂが制御され、かご（７１は
速度指令信号Ｖｐに従って運転される。これにより、安
価な回路で乗心地のよい運転が得られる。

なお、実施例では、簡単のため速度指令信号ｖｐを基準
にして、電動機（４）のすべりが（，７）式を満足させ
るように周波数を決めているが、速度悟りＶｔを基準に
することも可能である。

また、すべりの絶対値が・０式で決まる値Ｊ：りも大き
くなるようｆこしても、その分供ｆＶ’ｉ　電力が謂ｌ
Ｊ１するたけであり、回生制動運転時に直流側へ電力を
回生させ＋１いという目的は達成される。

更に、カ行運転中の↑Ｕ＠礪（４）の制御■１１を、間
車のためル圧／周波数一定制両としたが、他の周知のす
べり周波数開側１．ベクトル制御等で行ってもよいこと
は１男白である。

第５図はこの発明の１；ＩＬの美施例を示す。

■１中、ｔｚｏ　ｉ；を整流器ｉｌｌの直流側Ｊこ接続
され人力の値に比例する出力を発する利得調整器、（イ
）は利得Ｊ整器ン１）と利得１個整器（１８）の曲に接
続され接点（３，’７ｃ）に７４１力を与える加算器Ｃ
ある。１１１１は第３図と同様である。

この実権例は、制動時ｕ’ｆ−流側のｄイカの流れを信
号として帰還し、それによって周波数を制御ｒるよう（
こしＫものＣある。すなわち、成力が整流器（１）側か
らインバータ（二〇側へ流れる場合、周波数を訓（する
ように１〜で、電動機（４）からインバータ＋３１への
回生電力を増Ｕｎさせ、逆に１・ｊＭ十直電圧上昇する
ような１易合には周波数を低くするようにしこ、電吻丁
境（４）からインバータへの回生電力を減少させるよう
に制御する。これにより、インバータ＋３１の佃失をも
回生エネルギで補償することができ、第４図の場合より
も更に効率の旨い運転が−ｆ能Ｃある。つまり、慰励哉
（４）のすべりが０式を満すにうな周波数で運転する場
合には、回生エネルギは巻線抵抗と１・功磁分の損失を
補償するだけであるが、１ば流側の電力を帰還し、１ば
流側の電力の流れが常に苓になるように制御すれは、巻
線抵抗による損失と励磁の損失だけｅｒ、ｒ（、インバ
ータ（３１の損失までを回生１δ力で補償すること／バ
できるからである。

なお、このような運転は、′處動戟（４）が入谷′、迂
θ）場合には運転効率が第１図のものに比して悪くなる
ので好ましくない。しかし、市原Ｒ，Ｓ、Ｔの停電時だ
け、非活用発電機を用いる場合とか、１ば流電源に＊ｒ
ルを使う場合だけｔこ、このような７転をすれば、非常
用発電機を小形にすることができ、また、電池の急速充
電による特命低下を防ぐことも可能となる。

以上説明しｆことおりこの発明では、１既ｖｉｔ、　電
源をインバータで可変電圧及び１１■変周波数の父流″
市力に変換し、この交流電力ｅかとを駆動１−る装置に
おいて、かごの虐ｊＡ荷下１）？＃時、軽目匈上昇時又
は減速時のようなかごの回生制動時には、周波数指令（
Ｆｔ号を歌化させて、電動桟に与えられる周波数を割切
１ｊ１］始時よりも低下さは−るようにしたので、↑１
１動（、トの回生制動時には、１１１流側への回生電力
が苓と１，１６よつＣｃｒ４ｉ！ｉ！／Ｉせ萬のすべり
を市ＩＪ　を卸することがでさ、回生＋１１刀を処理゛
・Ｊ−る装置を不要ｌこすることができる。

’；ｌ己ｌ：、非當用交θＩＴ、９ｉｊ　’４を機、４
池等の非冨用心源により電力か供’ｌ’Ｆ６されるとき
に、上記制両を過用ずビ）Ｊ二う（こしたので、用二昂
′用電源を小形にすることができる。

先　図面の簡＋、ｌ：ｉム説明 第１１ネ１は従来の父流エレベータＧ〕飼呻装置・とｌ
バすブロック回１１Ｓ図、第２図〜第４図はこの発明に
よる交流ニレベークの偏向Ｉ装置の一実紬例を示す図で
、第２図はｊ処理をノエ＜す誘導機のＬ形券価回路図、
第３図に丁ブロック回１１１６図、第４図は谷１ｍ令信
号曲線図、第３３図はこの発明の而の実施り］を示すブ
ロック四１６図で、第３図相当図である。

（１）・・・整流器、（３）・・・インパーク、（４）
・・・三相訪韓′准動機、（７）・・・かご、（９）・
・・速度４１ｉ令発生器、（Ｉ（ト・・周波数指令発生
器、（ＩＩ）・・・電圧指令発生器、（１２１・・・イ
ンバータｆｉｌｌ　８装置、（！０・・・速Ｉｆ恢出器
、Ｕ→・・・加鼻器、０η・・・切侯装置、（１８＋　
、　ｔ１９）・・・利得調整器。

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２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　直流電源にイノバークを接続し、これを重圧
   指令信号及び周波数指令信号によって制御ｌ］４１１−
   て直流電力を可変電圧及び＋ｉＪ変周波数の父流′市力
   に変換し、この変換された交流電力によって交流電＠機
   を駆動してかごを運転するようにしたものにおいて、上
   記電動機の回生制動時に上記周波数指令信号を変化させ
   上記電動機に与えられる周波数を上記制動開始時の値よ
   りも低下させる回路を備えたことを特徴とする交流エレ
   ベータの制仰装乱（２）　　かごの重負荷下降時若しく
   は軽負荷上昇時又は減速時を電動機の回生制動時とした
   特許請求の範囲第１項記載の交流エレベータの制御装置
   。 （３１交流電源を整流器によって直流に整流し、上記整
   流器にインバータを接続し、これを重圧指令信号及び周
   波数指令信号によって制■して直流電力を可変電圧及び
   ＝＝Ｔ変周波数の交流′電力に変換し、この変換された
   交流電力によって交流電動機を駆動してかごを運転する
   と共に、上記交流電源の停電時は非常用電源から電力が
   供給されるようにしたものにおいて、上記停電時には上
   記電動機の回生制動時に上記周波数指令信号を変化させ
   て上記電動機に与えられる周波数を上記制動開始時の値
   よりも低下させる同面を備えたことを特徴とする交流エ
   レベータの制御装置。 （４）　　非常用交流発電機から交流電力を整流器に供
   給するものを非常用゛電源として用いた特許請求の範囲
   ２１ｔ３項記載の交流エレベータの制御装置１、（５）
   　　電池から１１１流電力をインバータに供給するもの
   を非常用電源として用いた特許請求の範囲第３項記載の
   交流エレベータの制御装置。