JPS6268087A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、可変電圧可変周波数方式でエレベータかご
駆動用の誘導電動機を駆動制御するエレベータの制御装
置に関し、特に非常用発電機による誘導電動機駆動時に
おける回生電力の処理方式の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の可変電圧可変周波数（以降ＶＶＶＦと略
称する）方式によるエレベータの制御装置を示すブロッ
ク構成図であり、図において（１）は三相交流電源％（
２）は三相交流電源（１）によシ付勢される停電検出リ
レー％　（２Ａ）は該検出リレー（２）の常開接点、（
２Ｂ）　、　（２ｃ）は常閉接点、（８）はジーゼルエ
ンジン１．Ｇ及び発電機Ｇからなる非常用発電機であシ
、三相交流電源（１）の負荷接続ラインには上記停電検
出リレー（２）の常開接点（２人）が、また、非常用発
電機（８）の負荷接続ラインには停電検出リレー（２）
の常閉接点（２Ｂ）がそれぞれ直列に接続されている。

（４）は交流リアクトル、（６）はダイオード（Ｄ５）
とパワートランジスタ（ＰＴ５）を三相ブリッジに接続
してなる力行用のコンバータで、その入力側は接点（２
人）又は（２Ｂ）を介して上記三相交流電源（１）又は
非常用発電機（８）に接続され、その直流出力端には平
滑用コンデンサ（６）が接続され、さらに平滑化された
直流出力はブリッジ構成のダイオード（Ｄヮ）とトラン
ジスタ（ＰＴ７）からなるインバータ（γ）に加えられ
るようになっているとともに、インバータ（γ）のパル
ス幅変調された出力はエレベータ用の誘導電動機（８）
に供給され該誘導電動機（８）の速度検出信号（９ａ）
はパルス発生器（９）より出力される。

αりは上記コンバータ（５）及びインバータ（γ）をパ
ルス幅変調制御を行ない誘導電動機の駆動制御を行なう
制御回路であり、マイクプロセッサ（ｅｒ＋Ｕ）、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　、リードオンリメモリ
（ＲＯＭ）、インターフェース部（工、’Ｆ）より構成
されている。尚（Ｉ　Ｄａ）は誘導電動機の速度指令信
号である○しかして、ａ刀は交流電源ラインに接続した
回生電力消費回路で、サイリスタ（１１Ａ）　、抵抗（
１１Ｂ）及びダイオード（１１Ｃ）から構成されている
。

次に上記構成に基づ〈従来のエレベータの制御装置の動
作について説明する。三相交流電源（１）が正常々時は
、リレー（２）が付勢され、その常開接点（２人）が閉
じている。このため、エレベータ用誘導電動機（８）の
力行時は、三相交流電源（１）からの三相電圧がコンバ
ータ（５）により直流に変換され、さらにコンデンサ（
６）により平滑化された後、制御回路ＣＬのによる制御
のもとにインバータ（γ）によυパルス幅変調（以降Ｐ
ＷＭと称する）制御され、これを誘導電動機（８）に印
加することにより誘導電動機（８）を駆動する。

交流電源（１）側へ返還する。この時点ではサイリスタ
（１１Ａ）は制御回路ＣＩ切によって点弧されていない
ので、回生電力が消費回路Ｃ１１）によって消費される
ことがない。

次に交流電源（１）が何んらかの原因によシ故障し、エ
レベータ用電動機への給電が非常用発電機（８）から行
われる場合について述べる。

かかる場合は、停電検出リレー（２）はドロップアウト
しているため、常開接点（２人）は開き、常閉接点（２
Ｂ）、（２Ｃ）が閉じている。したがって、エレベータ
用誘導電動機（８）の力行時は、交流電源（１）の場合
と同様非常用発電機（８）からの電力はコンバータ（５
）により直流に変換され、さらにインバータ（γ）によ
りパルス幅変調されて誘導電動機（８）に供給されるこ
とになる。

非常用発電機（８）の使用時における誘導電動機（８）
の回生電力処理方式としては、交流電源（１）の使用時
と同様にコンバータ（５）をＰＷＭ制御して回生電力を
非常用発電機（８）に吸収させる０即ち、回生電力は非
常用発電機（８）の駆動用エンジンの摩擦によって消費
するか、または非常用発電機（８）の出力の容量に応じ
ては、回生電力消費回路（ロ）を作動させ抵抗（１１Ｂ
）によって回生電力を消費させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のエレベータの制御装置は以上のように構成されて
いるが、一般にエレベータの非常用発電機（８）の容量
は非常に小さく、このため、回生電力を非常用発電機で
吸収するようにすると、非常用発電機（８）の容量を大
きいものにする必要がある。

即ち、回生電力は非常用発電機（８）の駆動用エンジン
の摩擦によって消費されねばならないが、エンジンの摩
擦は小さいので、回生電力を吸収させようとすると、エ
ンジンを大型化する必要が有り、また、回生電力消費回
路（ロ）はＶＶＶＦインバータの三相交流側に設けられ
ており、少なくとも３つのサイリスタ、３つのダイオー
ド、５つの抵抗が必要であり、回路の構成要素が多くな
る問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するために々され
たもので、非常用発電機駆動時における誘導電動機の回
生電力を特別な装置を持つことなく処理できるようにし
たエレベータの制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係るエレベータの制御装置は、非常用発電機
駆動状態判別後、誘導電動機のすべり周波数指令信号に
基づき回生制動時を判定し、該判定時の速度検出信号及
びすベシ周波数指令信号を基にして回生電力が零となる
ような電圧／周波数指令信号をインバータへ送出してＰ
ＷＭ変調制御を行ない、誘導電動機の回生電力を消費す
るものである。

〔作用〕

この発明において、回生制動時のインバータに対する電
圧／周波数指令信号に基づき電動機の電気的出力が零と
なるように誘導電動機のすベシを制御すれば、機械的入
力によって発生する回生電力は電動機内部で消費される
ことなシ、特別に回生電力消費用の外部回路を設ける必
要がなくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第４図を参照にし
て説明する。第１図において（Ｓ□）は停電検出リレー
（２）の作動の基に非常用発電機（８）による切換運転
か否かを判別する切換判別手段、（Ｓ、）は誘導電動機
（８）の速度指令信号（１０ａ）と速度検出信号（９ａ
）の偏差を検出する速度偏差検出手段、　　（８３）は
検出偏差信号の正あるいは負値より誘導電動機（８）の
運転態様を指令する電動機運転モード指令手段％　（Ｓ
、）は回生運転指令時に誘導電動機に発生させるすぺ）
を演算するすべり演算手段、　（８，）は力行運転時に
インバータを通常ＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段である
。これら各手段は第２図に示すエレベータの制御装置に
適用され誘導電動機（８）の力行運転及び回生運転を行
なう。図中第５図と同一符号は同一、又は相当部分を示
し詳細な動作説明は省略する。

次に、この実施例の動作を説明する。

まず、第３図によシその原理を説明する。

第３図は誘導電動機の特性を図式に求めることができる
周知のハイランド円線図である。

図中、点Ｐ。−Ｐ□−Ｐｍ　が力行領域（誘導電動機領
域）％Ｐｍ−Ｐ、−Ｐ３−Ｐｏが回生制動領域（誘導発
電機領域）である。例えば、電動機（８）が点Ｐ工で運
転している場合、電気的入力はＰニーＣ□、発生トルク
はＰニーｂ工、機械的出力はＰニーａ工にそれぞれ比例
する。また、回生制動領域の点Ｐ２で運転している場合
、電気的出力はｐ、　　ｃ、、発生トルクは：ｐ、　　
ｂ２、機械的入力はＦｉｌ　−ａ２にそれぞれ比例する
。滑シはそれぞれａｌｂ工／Ｐｌ”ｌ及びａ２ｂｌｌ　
／　Ｐ２ｂｈである０今、電動機（８）を点Ｐ３で運転
させると、電気的出力は零であシ、発生トルクはＰ５−
　ｂ５、機械的入力はＰＩ−ａ５となり、滑シはａ、３
　ｂ３　／　Ｐ５ｂｓである０つｔｂ、動作点をＰ５と
すれば有効電力の授受なしで電動機（８）に制動力を発
生させることができる。発生トルクの大きさを制御する
には、円線図の大きさ、すなわち電圧を制御することで
可能である０なお、有効電力の授受なしで制動力が得ら
れる動作点は、同図から、円と横軸とが交わる点として
もう一点求まるが、制動トルクが制限されるので実用的
ではない。

電動機（８）の力行運転時は、速度指令信号（１０ａ）
とパルス発生器（９）よシの速度検出信号（９ａ）は、
速　９一 度指令信号（１０ａ）　）速度検出信号（９ａ）の関係
よシ偏差は正となり、速度偏差検出手段（８９）におい
てすベシ周波数指令信号は正と判定される。

一方、誘導電動機（８）の回生運転時は、上記速度指令
信号（１０ａ）　＜速度検出信号（９ａ）の関係よりす
ベシ周波数指令信号は負と判定される０そして電動機運
転モード指令手段（ＩｌｌＩ３）は偏差の正負に応じて
コンバータ（６）あるいはインバータ（テ）に与える電
圧／周数数指令を制御する０ ここで、第４図に示す誘導電動機の等何回路から、回生
電力が零となる周波数を求めると、それは印加電圧に無
関係に力ることか分かる。

第４図で電動機（８）の内部で消費される電力Ｐ□はｐ
　ｘ　　＝ｖｇ　ｏ＋　　ｒｘ　（−）　　　＋　　ｒ
ｙ　（−）　　　　　　ｍ　”　＠　”　１１　　（す
ｚ　　　　　　　　　　Ｚ ただし、２＝ム気−５η石π−λ更・・・■ここに、■
＝交流入力電圧 ２：電動機（８）の総合インピーダンスｇｏ：励磁コン
ダクタンス ｒよ、ｒ、：電動機（８）の−次抵抗及び二次抵抗（−
火器算値） Ｘ工、ｘＱ：電動機（８）の−次漏れリアクタンス及び
二次漏れリアクタンス（−次 換算値） θ：電動機（８）の滑り 一方、回生電力として発生する電力檜Ｐ６はここで、ｐ
、＋ｐＩ７＝ｏ　　　　　　　　　・拳・・・■となる
ように、滑り日を制御すれば、機械的エネルギはすべて
電動機（８）内部で消費されることになる。

０式及び０式を０式に代入すると、 ｒ＋ ただし、２＝２（θ）となり、入力電圧■と関係なく０
式を満たす日を求めることによって、電力授ばよいこと
が分かる。なお、図中の　ｂ。は励磁サセプタンスであ
る。

以上の説明の如く、速度指令信号（１０ａ）と速度検出
信号（９ａ）の偏差が正から負に切り換ると、電動機（
８）より回生電力が発生し彦い周波数指令信号、及びす
、ペシ周波数指令信号に応じた電圧指令信号が、それぞ
れインバータ（γ）に与えられる。したがって、非常用
発電機運転時は、回生電力消費回路を必要とさすとも電
動機内部で回生電力を消費し得る。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、商用交流電源によるエ
レベータ運転時は、回生電力をコンバータを介して電源
側へ返還し、非常用発電機による運転時は回生電力を電
動機内部で消費処理する構成としたため、電力消費量を
低減でき、更に非常用発電機にとって処理の厄介な回生
電力の流れ込みがない、したがって電力の省エネルギー
化及び装置の小型化を成し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエレベータの制御装置の一実施例に
おける主要動作手順を説明する説明図、第２図は本実施
例を構成するエレベータの制御装置のブロック図、第３
図は第２図の誘導電動機のバイランド円線図、第４図は
同じく簡易等価回路図、第５図は従来のエレベータの制
御装置を示す構成図である。 図において（１）は商用交流電源、（８）は非常用発電
機、（５）ハコンバータ、（γ）はインバータ、（８）
は誘導電動機、（Ｓ工）は切換判別手段、（Ｓ２）は速
度偏差検出手段、　　（Ｓ３）は電動機運転モード指令
手段％　　（Ｓ、）はすべり演算手段、（Ｓ５）はＰＷ
Ｍ制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用交流電源出力及び非常用発電機出力の何れかを切り
   換え出力し、該切換出力をコンバータを介して得た直流
   電力をインバータへ入力して可変電圧可変周波数の交流
   電力に変換し、該変換交流電力によつて誘導電動機を駆
   動すると共に、回生電力を上記コンバータを制御して入
   力電源側へ返還するエレベータの制御装置において、上
   記商用交流電源と非常用発電機との切り換えを判別する
   切換判別手段と、非常用発電機への切り換え判別に基づ
   き上記電動機の速度指令信号と速度検出信号の偏差に応
   じたすべり周波数指令信号を検出する速度偏差検出手段
   と、上記偏差が正の時には電動機を通常のパルス幅変調
   制御に基づく力行運転を指令すると共に、偏差が負の時
   には回生運転を指令する電動機運転モード指令手段と、
   該回生運転指令時に検出されたすべり周波指令信号と速
   度検出信号に基づき、回生電力を上記誘導電動機内部で
   消費するすべりを発生すべく電圧・周波数指令をインバ
   ータへ送出するすべり演算手段とから構成することを特
   徴とするエレベータの制御装置。