JPWO2015186197A1 - 制御装置 - Google Patents

Abstract

制御装置は、コンバータ（１）とインバータ（４）と電解コンデンサ（６）とファン電源部（１２）と制御部とを備える。コンバータ（１）は、交流電源（３）から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ（４）は、母線（５）によってコンバータ（１）に接続される。電解コンデンサ（６）は、母線（５）間に接続される。制御部は、交流電源（３）からコンバータ（１）への電圧供給が遮断されると、電解コンデンサ（６）に蓄えられたエネルギーによってファン（１１）を駆動する。

Description

この発明は、コンデンサを備えた制御装置に関する。

特許文献１に、エレベータで使用される制御装置が記載されている。特許文献１に記載された制御装置では、モータを発電機として利用し、ファンを駆動する。ファンからの風を抵抗に当て、抵抗を冷却する。

特許文献２に、エレベータで使用される制御装置が記載されている。特許文献２に記載された制御装置では、ファンの間に放熱フィンが配置される。２つのファンを同じ方向に回転させ、放熱フィンを冷却する。放熱フィンに付着した塵埃を取り除く場合は、１つのファンを反対の方向に回転させる。放熱フィンに双方のファンから風を当てる。

特許文献３に、ファンを制御する制御装置が記載されている。特許文献３に記載された制御装置では、排気用或いは冷却用のファンを短時間だけ逆回転させる。ファンを逆回転させることにより、フィルタから塵埃を取り除く。

国際公開２００８／１４２７４６号 日本特開２００８−１６９０２８号公報 日本特開２００７−２１８２１６号公報

例えば、エスカレータの制御装置は、専門の技術者によってメンテナンスが行われる。技術者は、メンテナンスを行う時に電源からの電圧供給を遮断する。また、技術者は、メンテナンスを行う時に必要に応じて筐体内部の清掃を併せて行う。

特許文献１から３に記載された制御装置では、電源からの電圧供給が遮断されると、ファンを駆動することができない。このため、ファンを利用した効率的な清掃を行うことができなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされた。この発明の目的は、ファンを利用した効率的な清掃を行うことができる制御装置を提供することである。

この発明に係る制御装置は、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、母線によってコンバータに接続されたインバータと、母線の間に接続されたコンデンサと、交流電源からの電圧を直流電圧に変換してファンに供給するファン電源部と、交流電源からコンバータへの電圧供給が遮断されると、コンデンサに蓄えられたエネルギーによってファンを駆動する制御部と、を備える。

また、この発明に係る制御装置は、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、母線によってコンバータに接続されたインバータと、母線の間に接続されたコンデンサと、交流電源からコンバータに電圧が供給されている時に停止する第１ファンと、交流電源からコンバータへの電圧供給が遮断されると、コンデンサに蓄えられたエネルギーによって第１ファンを駆動する制御部と、を備える。

この発明に係る制御装置であれば、ファンを利用した効率的な清掃を行うことができる。

この発明の実施の形態１における制御装置の構成の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１における制御装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２における制御装置の構成の一例を示す図である。 この発明の実施の形態２における制御装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。

添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における制御装置の構成の一例を示す図である。
コンバータ１は、メインブレーカ２を介して交流電源３に接続される。交流電源３として、例えば、三相交流電源が採用される。コンバータ１は、交流電源３から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ４は、母線５によってコンバータ１に接続される。母線５間に、電解コンデンサ６が接続される。電解コンデンサ６は、コンバータ１からの出力電圧を平滑化する。必要に応じて母線５間に他の種類のコンデンサを接続しても良い。

インバータ４は、母線５から供給される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ４に、モータ７が接続される。モータ７は、インバータ４によって駆動される。

抵抗８と抵抗９とスイッチ１０とは、母線５間に直列に接続される。抵抗８と抵抗９とスイッチ１０とは、母線５間に電解コンデンサ６に対して並列に接続される。抵抗８及び抵抗９は、交流電源３からコンバータ１への電圧供給が遮断された時に電解コンデンサ６に蓄積されたエネルギーを熱に変える。即ち、抵抗８及び抵抗９は、放電抵抗として機能する。

スイッチ１０は、交流電源３からコンバータ１への電圧供給が遮断された時に抵抗８及び抵抗９を母線５間に接続する。例えば、スイッチ１０は、通常はＯＦＦ状態である。スイッチ１０がＯＦＦ状態であると、抵抗８及び抵抗９は母線５間に電気的に接続されない。スイッチ１０は、メインブレーカ２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられるとＯＮ状態になる。メインブレーカ２がＯＦＦ状態になると、交流電源３からコンバータ１への電圧供給が遮断される。スイッチ１０がＯＮ状態になると、抵抗８及び抵抗９が母線５間に電気的に接続される。これにより、通常運転から放電運転に移行する。通常運転は、モータ７を駆動するための運転である。放電運転は、電解コンデンサ６を放電させるための運転である。スイッチ１０は、運転モードを切り換えるためのスイッチとして機能する。

ファン１１は、コンバータ１等が収められた筐体の内部を冷却する。例えば、ファン１１は、筐体の内部に気流を発生させるために使用される。他の例として、ファン１１は、ある特定の部品を冷却するために使用される。通常運転では、ファン電源部１２からファン１１に電圧が供給される。ファン電源部１２は、交流電源３からの電圧を入力し、直流電圧に変換してファン１１に供給する。

ファン電源部１２は、プラス側がスイッチ１３を介してファン１１に接続される。ファン電源部１２のマイナス側とファン１１との間にスイッチ等は設けられていない。スイッチ１３は、ファン１１に電圧を供給する機器を切り換えるための手段を構成する。通常運転では、ファン電源部１２のプラス側がスイッチ１３を介してファン１１に電気的に接続される。通常運転では、ファン１１はファン電源部１２によって駆動される。

スイッチ１３は、メインブレーカ２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられると、ファン１１の一方の接続先をファン電源部１２のプラス側から電解コンデンサ６のマイナス側に切り換える。抵抗８と抵抗９との接続点Ｐ１は、ファン電源部１２のマイナス側が接続された接続点Ｐ２に接続される。放電運転では、ファン電源部１２のプラス側がスイッチ１３によってファン１１から切り離される。そして、電解コンデンサ６のマイナス側がスイッチ１３を介してファン１１に電気的に接続される。放電運転では、ファン１１は電解コンデンサ６に蓄えられたエネルギーによって駆動される。

接続点Ｐ１と電解コンデンサ６のマイナス側との間に、ツェナダイオード１４が接続される。ツェナダイオード１４は、直列に接続された抵抗９及びスイッチ１０に対して並列に接続される。

次に、図２も参照し、本制御装置の動作について具体的に説明する。図２はこの発明の実施の形態１における制御装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。

時刻ｔ０ではメインブレーカ２はＯＮ状態であり、通常運転が行われる。通常運転では、交流電源３からコンバータ１に交流電圧が供給される。母線５間の電圧は一定に保たれ、電解コンデンサ６にエネルギーが蓄積される。モータ７は、インバータ４によって駆動される。

通常運転では、スイッチ１０及びスイッチ１３は、共にＯＦＦ状態である。したがって、ファン電源部１２のプラス側がスイッチ１３を介してファン１１に電気的に接続される。ファン電源部１２からファン１１に電圧が供給される。ファン１１は、ファン電源部１２によって駆動され、一定の方向に回転する。以下の説明では、通常運転においてファン１１が回転する方向を第１方向という。ファン１１が第１方向に回転することにより、筐体の内部に気流が発生する。或いは、ファン１１が第１方向に回転することにより、特定の部品が冷却される。時刻ｔ０では、抵抗９と電解コンデンサ６のマイナス側とは電気的に接続されていない。また、ファン１１と電解コンデンサ６のマイナス側とは電気的に接続されていない。

時刻ｔ１でメインブレーカ２がＯＦＦ状態に切り換えられる。例えば、メンテナンスのためにメインブレーカ２が手動でＯＦＦ状態に切り換えられる。メインブレーカ２がＯＦＦ状態になると、コンバータ１、インバータ４及びモータ７が停止する。ファン電源部１２は、電圧の供給を停止する。また、スイッチ１０及びスイッチ１３が、ＯＮ状態に切り換えられる。スイッチ１０がＯＮ状態になると、抵抗８及び抵抗９が電解コンデンサ６に対して電気的に接続される。これにより、電解コンデンサ６の電圧が抵抗８と抵抗９とに分圧される。

スイッチ１３がＯＮ状態になると、電解コンデンサ６のマイナス側がスイッチ１３を介してファン１１に電気的に接続される。これにより、抵抗９の電圧に相当する電圧がファン１１に供給される。即ち、ファン１１に電圧を供給する機器が、ファン電源部１２から電解コンデンサ６に切り換えられる。ツェナダイオード１４は、ファン１１に安定した電圧を供給するために設けられている。

上記構成を有する制御装置であれば、交流電源３からコンバータ１への電圧供給が遮断された直後に、ファン１１を清掃用として使用することができる。メンテナンスを行う際に、清掃用のファンを外部から持ち込む必要がない。また、清掃用のファンを駆動するための電源を外部から持ち込む必要がない。

ファン１１は、放電運転が開始されると、一定の時間だけ駆動される。メンテナンスを開始する前に、機器に付着している塵埃を効率的に除去することができる。なお、図１に示す例では、抵抗８及び抵抗９による分圧比を変えることにより、ツェナダイオード１４に電流が供給される時間を変更することができる。即ち、抵抗８及び抵抗９の抵抗値を変えることにより、放電運転においてファン１１を駆動する時間を調整することができる。

図１に示す例では、接続点Ｐ１は接続点Ｐ２に接続されている。また、放電運転が開始されると、ファン１１の一方の接続先がファン電源部１２のプラス側から電解コンデンサ６のマイナス側に切り換えられる。このため、放電運転では、上記第１方向とは逆の方向にファン１１が回転する。通常運転では風が当っていなかった場所に、放電運転においてファン１１からの風を当てることができる。また、通常運転で風が当っていた場所にも、風向きを変えて風を当てることができる。

同様の効果は、スイッチ１３によって、ファン１１の接続先をファン電源部１２のマイナス側から電解コンデンサ６のプラス側（接続点Ｐ１）に切り換えても実現できる。かかる場合、ファン電源部１２のプラス側とファン１１との間にスイッチ等は設けられない。電解コンデンサ６のマイナス側は、ファン電源部１２のプラス側が接続された接続点に接続される。

ファン１１は、例えば、コンタクタ等の開閉器に対向するように配置される。この開閉器は、例えば、メインブレーカ２がＯＦＦ状態である時に開く接点を有する。この開閉器は、メインブレーカ２であっても良い。メインブレーカ２がＯＮ状態である時にこのような開閉器に風を当てても、接点に溜まった塵埃を除去することはできない。ファン１１は、上記第２方向に回転した時に開閉器の接点に風が当たるように配置される。かかる構成であれば、接点が開いている時に接点に風を当てて塵埃を除去することができる。接点の接触不良が発生することを防止できる。なお、ファン１１の配置はこれに限定されない。

図１に示す例では、放電運転においてファン１１を駆動する制御部は、抵抗８、抵抗９、スイッチ１０、ツェナダイオード１４及びスイッチ１３を備える。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における制御装置の構成の一例を示す図である。
実施の形態１では、ファン１１を冷却用及び清掃用として使用する場合について説明した。本実施の形態では、冷却用のファン１５と清掃用のファン１６との双方を備える場合について説明する。

ファン１５は、コンバータ１等が収められた筐体の内部を冷却する。例えば、ファン１５は、筐体の内部に気流を発生させるために使用される。他の例として、ファン１５は、ある特定の部品を冷却するために使用される。ファン１５は、ファン電源部１２に接続される。ファン電源部１２は、交流電源３からの電圧を入力し、直流電圧に変換してファン１５に供給する。ファン１５は、ファン電源部１２によって駆動される。

ファン１６は、接続点Ｐ１と電解コンデンサ６のマイナス側との間に接続される。なお、接続点Ｐ１は、スイッチ１７を介してファン１６に接続される。スイッチ１７は、通常はＯＦＦ状態である。スイッチ１７がＯＦＦ状態であると、ファン１６は母線５間に電気的に接続されない。スイッチ１７は、メインブレーカ２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられるとＯＮ状態になる。スイッチ１７がＯＮ状態になると、ファン１６が母線５間に電気的に接続される。即ち、ファン１６は、交流電源３からコンバータ１に電圧が供給されている時は停止している。ファン１６は、交流電源３からコンバータ１への電圧供給が遮断されると、電解コンデンサ６に蓄えられたエネルギーによって駆動される。

図３に示す制御装置の他の構成は、実施の形態１で開示した構成と同じである。

次に、図４も参照し、本制御装置の動作について具体的に説明する。図４はこの発明の実施の形態２における制御装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。

時刻ｔ０ではメインブレーカ２はＯＮ状態であり、通常運転が行われる。通常運転では、交流電源３からコンバータ１に交流電圧が供給される。母線５間の電圧は一定に保たれ、電解コンデンサ６にエネルギーが蓄積される。モータ７は、インバータ４によって駆動される。

通常運転では、スイッチ１０及びスイッチ１７は、共にＯＦＦ状態である。したがって、ファン電源部１２からファン１５に電圧が供給される。ファン１５は、ファン電源部１２によって駆動され、第１方向に回転する。ファン１５が第１方向に回転することにより、筐体の内部に気流が発生する。或いは、ファン１５が第１方向に回転することにより、特定の部品が冷却される。時刻ｔ０では、抵抗９と電解コンデンサ６のマイナス側とは電気的に接続されていない。また、ファン１６は母線５間に電気的に接続されていない。通常運転では、ファン１６は停止している。

時刻ｔ１でメインブレーカ２がＯＦＦ状態に切り換えられる。例えば、メンテナンスのためにメインブレーカ２が手動でＯＦＦ状態に切り換えられる。メインブレーカ２がＯＦＦ状態になると、コンバータ１、インバータ４及びモータ７が停止する。ファン電源部１２は、電圧の供給を停止する。このため、ファン１５が停止する。また、スイッチ１０及びスイッチ１７が、ＯＮ状態に切り換えられる。スイッチ１０がＯＮ状態になると、抵抗８及び抵抗９が電解コンデンサ６に対して電気的に接続される。これにより、電解コンデンサ６の電圧が抵抗８と抵抗９とに分圧される。

スイッチ１７がＯＮ状態になると、ファン１６が母線５間に電気的に接続される。これにより、抵抗９の電圧に相当する電圧がファン１６に供給される。即ち、ファン１６は、電解コンデンサ６に蓄えられたエネルギーによって駆動される。ツェナダイオード１４は、ファン１６に安定した電圧を供給するために設けられている。

上記構成を有する制御装置であっても、実施の形態１で開示した制御装置が奏する効果と同様の効果を奏することができる。また、上記構成を有する制御装置であれば、塵埃が溜まり易い位置に合わせてファン１６を配置することができる。冷却用のファン１５の設置位置に合わせてファン１６を配置する必要はない。

上記構成を有する制御装置であれば、抵抗８及び抵抗９の抵抗値を変えることにより、放電運転においてファン１６を駆動する時間を調整することができる。

ファン１６は、例えば、コンタクタ等の開閉器に対向するように配置される。この開閉器は、例えば、メインブレーカ２がＯＦＦ状態である時に開く接点を有する。この開閉器は、メインブレーカ２であっても良い。ファン１６は、開閉器の接点に風が当たるように配置される。かかる構成であれば、接点が開いている時に接点に風を当てて塵埃を除去することができる。接点の接触不良が発生することを防止できる。なお、ファン１６の配置は、これに限定されない。

図３に示す例では、ファン１６を駆動する制御部は、抵抗８、抵抗９、スイッチ１０、ツェナダイオード１４及びスイッチ１７を備える。

実施の形態１及び２で開示した制御装置は、例えば、エスカレータを制御する装置に適用される。但し、適用例はこれに限定されない。かかる場合、モータ７は、エスカレータのステップを駆動するために使用される。エスカレータでは、トラス内部の機械室に制御装置が設置される。技術者は、狭い場所或いは不安定な場所で制御装置のメンテナンス及び清掃を実施しなければならない。実施の形態１及び２で開示した制御装置がエスカレータに備えられていれば、制御装置のメンテナンスを行う直前に機器に付着した塵埃を容易に除去することができる。

この発明に係る制御装置は、コンデンサを備えたものに適用できる。

１ コンバータ、 ２ メインブレーカ、 ３ 交流電源、 ４ インバータ、 ５ 母線、 ６ 電解コンデンサ、 ７ モータ、 ８ 抵抗、 ９ 抵抗、 １０ スイッチ、 １１ ファン、 １２ ファン電源部、 １３ スイッチ、 １４ ツェナダイオード、 １５ ファン、 １６ ファン、 １７ スイッチ

Claims (8)

1. 交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   母線によって前記コンバータに接続されたインバータと、
   前記母線の間に接続されたコンデンサと、
   前記交流電源からの電圧を直流電圧に変換してファンに供給するファン電源部と、
   前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されると、前記コンデンサに蓄えられたエネルギーによって前記ファンを駆動する制御部と、
   を備えた制御装置。
2. 前記ファンは、前記ファン電源部から電圧が供給されると第１方向に回転し、
   前記制御部は、前記第１方向とは逆の第２方向に前記ファンを回転させる
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されると、前記ファンの一方の接続先を前記ファン電源部のプラス側から前記コンデンサのマイナス側に切り換える又は前記ファン電源部のマイナス側から前記コンデンサのプラス側に切り換えるスイッチと、
   を備えた請求項２に記載の制御装置。
4. 前記ファンは、前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されている時に接点が開く開閉器に対向し、前記第２方向に回転した時に前記開閉器の前記接点に風を当てる請求項２又は請求項３に記載の制御装置。
5. 交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   母線によって前記コンバータに接続されたインバータと、
   前記母線の間に接続されたコンデンサと、
   前記交流電源から前記コンバータに電圧が供給されている時に停止する第１ファンと、
   前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されると、前記コンデンサに蓄えられたエネルギーによって前記第１ファンを駆動する制御部と、
   を備えた制御装置。
6. 第２ファンと、
   前記交流電源からの電圧を直流電圧に変換して前記第２ファンに供給するファン電源部と、
   を更に備えた請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、
   前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されると、前記第１ファンを前記母線間に電気的に接続するスイッチと、
   を備えた請求項５又は請求項６に記載の制御装置。
8. 前記第１ファンは、前記交流電源から前記コンバータへの電圧供給が遮断されている時に接点が開く開閉器に対向し、前記制御部によって駆動されると前記開閉器の前記接点に風を当てる請求項５又は請求項６に記載の制御装置。

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