KR101521374B1

KR101521374B1 - 엘리베이터의 제어 장치

Info

Publication number: KR101521374B1
Application number: KR1020137031362A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 오오투; 히로유키 다카기
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2015-05-18
Also published as: EP2716588A4; EP2716588A1; CN103562108A; EP2716588B1; CN103562108B; WO2012164597A1; JP5637307B2; JPWO2012164597A1; KR20140018354A

Abstract

교류 전원(20)으로부터의 전력을 직류로 변환하는 컨버터(24)와, 직류를 평활하게 하는 콘덴서(26)와, 스위칭 소자(31)를 온·오프 제어하는 게이트 구동 회로(60)에 의하여 직류에서 임의의 교류로 변환하여 엘리베이터의 엘리베이터 칸(9)을 동작하는 모터(11)를 구동하는 인버터(30)와, 교류 전원(20)에 기초하여 생성되어, 게이트 구동 회로(60)에 직류 전원을 공급하는 게이트 전원 회로(50)와, 교류 전원(20)이 상실되었을 때에 게이트 구동 회로(60)에 전원을 공급하는 축전지(52)와, 게이트 전원 회로(50)의 출력을 검출하는 전압 검출부(80)와, 검출 전압값이 문턱값 이하인지 여부를 판단하는 판단부(83)와, 검출 전압값이 문턱값 이하가 되면 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하는 공급 스위치(Se)를 구비한 것이다.

Description

엘리베이터의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 제어 장치에 관한 것이다.

엘리베이터의 주회로는 교류 전원을 직류로 하는 컨버터를 가지고 있고, 이 컨버터 출력의 맥동 전압을 평활한 직류 전압으로 하는 콘덴서를 가지며, 당해 직류 전압을 임의의 교류 전압으로 파워 반도체 소자를 이용하여 변환하는 인버터를 구비하고 있다. 여기서, 파워 반도체 소자는 일반적으로 IGBT 등의 전압 구동형 반도체로 이루어지며, 이것을 구동하기 위하여는 게이트의 전압을 양·음으로 변화시키는 게이트 전원이 필요해진다.

엘리베이터 동작시 이외는 게이트의 전압을 음으로 함으로써 파워 반도체 소자의 오동작을 방지하고 있다. 그러나, 엘리베이터의 주전원을 오프로 하면 게이트 전원의 출력도 상실된다. 이 때문에, 게이트에 부(負) 바이어스가 불가능해지므로, 이것보다 먼저 주회로 콘덴서의 전압을 방전하지 않으면 게이트의 오동작으로 반도체 소자에 의하여 모선 단락을 일으킬 수 있다.

종래의 엘리베이터의 제어 장치는 하기 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 콘덴서에 의하여 평활화한 직류 전압을 임의의 교류 전압으로 변환하여 엘리베이터 구동용 모터를 제어하는 인버터와, 모터의 회생 운전시에 생성되는 회생 전력을 회생 전류 통전 소자를 통하여 소비하는 회생 전력 소비 저항과, 콘덴서를 미리 충전해 두기 위한 충전 회로로 이루어지는 엘리베이터의 제어 장치에 있어서, 콘덴서의 전압이 충전 회로의 출력 전압보다 클 때에 출력을 송출하는 전압 비교 회로와, 전원 차단시에 전압 비교 회로에 축적 전하를 전원으로서 공급하는 전하 축적용 콘덴서를 구비하고, 회생 전류 통전 소자를 전압 비교 회로의 출력에 의하여 도통하는 것이 알려져 있다.

이와 같은 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 전원 차단시의 콘덴서의 강제 방전을 회생 전력 처리 회로에 의하여 강제 방전하도록 하였으므로, 콘덴서의 강제 방전이 간이해진다.

[특허문헌 1] 일본 특개평 6－9164호 공보

그렇지만, 상기 엘리베이터의 제어 장치에서는 주전원이 상실되어도 인버터 등을 이루는 반도체 소자를 제어하는 제어 전원의 출력이 상실되기 전에, 컨버터의 출력 전압을 평활하게 하는 콘덴서에 축적된 전하가 방전되는 것이 확실하게 담보되어 있지 않다는 과제를 가지고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 주전원이 상실되었을 때에, 반도체 소자를 제어하는 제어 수단에 전원 공급함으로써 반도체 소자를 적절히 제어할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치는, 교류 전원으로부터의 전력을 반도체 소자에 의하여 직류로 변환하는 컨버터와, 당해 직류를 평활하게 하는 콘덴서와, 상기 직류를 스위칭 소자에 의하여 임의의 교류로 변환함과 아울러, 엘리베이터 칸을 동작하는 모터를 구동하는 인버터와, 상기 스위칭 소자를 온·오프 제어하는 제어 수단과, 상기 교류 전원에 기초하여 생성됨과 아울러, 상기 제어 수단에 직류 전원을 공급하는 제어 전원 수단과, 상기 교류 전원이 상실되었을 때에, 당해 제어 전원 수단에 전원을 공급하는 축전지와, 당해 제어 전원 수단의 출력이 되는 제1 전압값을 검출하는 제1 전압 검출 수단과, 상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하는 제1 판단 수단과, 상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하가 되면 상기 제어 수단에 상기 축전지로부터의 전력을 공급하는 공급 수단을 구비한 것이다.

본 발명의 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 판단 수단은 제어 전원 수단의 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하고, 공급 수단은 제1 문턱값 이하가 되면 제어 수단에 축전지로부터의 전력을 공급한다. 따라서, 정전시 등에 제어 전원 수단의 출력 전압이 저하하여도, 축전지로부터 제어 수단에 전력 공급을 계속할 수 있으므로, 제어 수단에 의하여 스위칭 소자를 적절히 제어할 수 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치는, 교류 전원의 상실에 기초하여 콘덴서의 전하를 방전하는 방전 수단과, 콘덴서의 제2 전압값을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 상기 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높은지 여부를 판단하는 제2 판단 수단을 구비하고, 공급 수단은 이에 더하여 상기 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높으면 제어 수단에 축전지로부터의 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

본 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 공급 수단은 추가적으로, 콘덴서의 제2 전압값이 제2 문턱값보다 큰 경우에 한하여, 제어 수단에 축전지로부터의 전력을 공급한다. 따라서, 인버터를 이루는 스위칭 소자에 의하여 전원 단락 시에 흐를 수 있는 전류 등이 큰 경우에 한하여, 공급 수단은 제어 수단에 축전지로부터의 전력을 공급 가능하게 하므로, 축전 용량 등을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서의 제어 전원 수단은 적어도 제1 및 제2 제어 전원 수단을 가짐과 아울러, 각각의 출력이 병렬 접속되어 있고, 상기 제1 제어 전원 수단은 제어 수단에 직류 전압을 공급하고 있고, 공급 수단은 상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하가 되면 상기 제2 제어 전원 수단으로부터 상기 제어 수단에 상기 직류 전압을 공급하는 것이 바람직하다.

본 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 제어 전원 수단이 고장나도, 제2 제어 전원 수단으로부터 제어 수단에 전원 공급할 수 있으므로, 제어 전원 수단의 고장에 대한 신뢰성이 향상된다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서의 제2 제어 전원 수단의 출력 전압은 제1 제어 전원 수단의 출력 전압보다 낮게 하는 것이 바람직하다.

본 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 제어 전원 수단이 정상적인 동작 상태에서는 제1 제어 전원 수단에서 제어 수단으로 전원 공급할 뿐, 제2 제어 전원 수단으로부터는 제어 수단에 전원 공급하지 않는다. 그리고, 제1 제어 전원 수단의 출력 전압보다 제2 제어 전원의 출력 전압이 높아지면, 제2 제어 전원 수단으로부터 제어 수단에 전원 공급하므로, 제2 제어 전원 수단의 전원 용량을 작게 할 수 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서의 제1 제어 전원 수단은, 스위칭 소자를 온하기 위한 제1 정(正) 바이어스 전압과, 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 제1 부 바이어스 전압을 생성하고 있고, 제2 제어 전원 수단은 스위칭 소자를 오프하기 위한 제2 부 바이어스 전압만을 생성하는 것이 바람직하다.

본 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 및 제2 제어 전원 수단에 의하여 부 바이어스 전압을 생성하므로, 제1 제어 전원 수단이 고장나도 제2 제어 전원 수단으로부터 생성한 부 바이어스 전압에 의하여 스위칭 소자의 오프를 확실히 할 수 있음과 아울러, 제2 제어 전원 수단을 간이하게 할 수 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서의 스위칭 소자는, 상측 암(arm)과 하측 암을 구비하고 있으며, 제2 부 바이어스 전압에 의하여 상기 하측 암의 상기 스위칭 소자를 오프하는 것이 바람직하다.

본 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 인버터의 하측 암을 이루는 스위칭 소자의 부 바이어스 전압의 생성을 이중계(二重系, duplex system)로 하므로, 제1 제어 전원 수단이 고장나도 인버터 전체로서의 오프를 확실히 할 수 있음과 아울러, 제2 제어 전원 수단을 더욱 간이하게 할 수 있다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서의 제2 제어 전원 수단은 제2 부 바이어스 전압을 하나만을 생성함과 아울러, 복수의 하측 암의 스위칭 소자에 공급하는 제1 제어 전원 수단의 출력에 상시 접속되어 있고, 제1 판단 수단이 제1 문턱값 이하라고 판단하면, 상기 제2 부 바이어스 전압을 다른 하측 암의 상기 스위칭 소자에 인가하는 인가 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

이것에 의하여, 상기 이중계를 얻으므로, 제1 제어 전원 수단이 고장나도 하측 암의 스위칭 소자를 오프함으로써 인버터 전체로서의 오프를 확실히 할 수 있음과 아울러, 제2 제어 전원 수단은 부 바이어스 전압을 하나만을 생성하면 되므로, 보다 한층 간이하게 할 수 있다.

본 발명의 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 주전원이 상실되었을 때에, 인버터 등의 스위칭 소자를 제어하는 제어 수단에 전원 공급할 수 있으므로, 제어 수단에 의하여 스위칭 소자를 적절히 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 게이트 전원의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 제1 및 제2 게이트 전원 회로의 내부 결선도(結線圖)이다.
도 6은 다른 제1 및 제2 게이트 전원 회로의 내부 결선도이다.
도 7은 다른 제1 및 제2 게이트 전원 회로의 내부 결선도이다.
도 8은 다른 제1 및 제2 게이트 전원 회로의 내부 결선도이다.

실시형태 1.

본 발명의 일 실시형태를 도 1 및 도 2로써 설명한다. 도 1은 본 발명 실시의 일 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도, 도 2는 도 1에 나타낸 게이트 전원 회로의 내부 구성도이다.

도 1에 있어서, 엘리베이터는 균형추(3)의 단(端)이 로프(5)의 일단에 접속되고, 로프(5)의 타단이 엘리베이터 칸(9)에 접속되고, 로프(5)가 권상기의 시브(7)의 홈과 접촉하고 있으며, 권상기의 시브(7)를 회전시키는 모터(11)에 의하여 엘리베이터 칸(9)이 승강하도록 형성되어 있다.

엘리베이터의 제어 장치는, 3상 교류 전원(20)을 상개(常開)의 주전원 스위치(S1)와 전자기 개폐기의 상개접점(22)을 통하여 맥동분을 가지는 직류로 변환하는 컨버터(24)와, 맥동분을 평활화하여 직류로 하는 콘덴서(26)와, 당해 직류를 임의의 교류 전압으로 변환하는 반도체 소자를 가짐과 아울러, 모터(11)를 구동하는 인버터(30)를 구비하고, 인버터(30)의 반도체로 이루어지는 스위칭 소자(31)가 게이트 구동 회로(60)에 의하여 온·오프 제어된다. 주전원 스위치(S1)를 통하여 콘덴서(26)을 충전함과 아울러, 방전하는 충방전 회로(35)가 콘덴서(26)의 양단에 접속되어 있다.

마찬가지로, 주전원 스위치(S1)를 통하여 게이트 구동 회로(60)의 직류 전원이 되는 게이트 전원 회로(50)를 가지고 있으며, 게이트 전원 회로(50)에는 백업용의 축전지(52)가 공급 스위치(Se)를 통하여 접속되어 있다.

그리고, 게이트 구동 회로(60) 및 충방전 회로(35)를 제어하는 제어 지령 신호를 생성하는 엘리베이터의 제어기(70)를 가지고 있다.

또한, 게이트 전원 회로(50)의 출력 전압이 되는 제1 전압값을 검출하는 제1 전압 검출기(80)와, 검출된 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하여, 제1 문턱값 이하가 되면 공급 스위치(Se)를 개방으로부터 닫힘으로 하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하는 제1 판단부(83)를 가지고 있다.

도 2에 있어서, 게이트 전원 회로는 공급 스위치(Se)의 일단에 접속된 다이오드(54)가 DC／DC 변환기(58)의 입력의 일단에 접속되어 있고, 주전원 스위치(S1)가 AC／DC 변환기(51)의 입력에 접속되어 있다. AC／DC 변환기(51)의 출력에는 다이오드(56)을 통하여 DC／DC 변환기(58)의 입력의 일단과 DC／DC 변환기(58)의 입력의 타단이 접속되어 있다. 게이트 전원 회로(50)는 공급 스위치(Se)가 닫혀져 있는 상태에 있어서, AC／DC 변환기(51), 축전지(52) 중 높은 쪽의 전압을 가지는 전원으로부터 DC／DC 변환기(58)에 전원이 공급되도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 엘리베이터의 제어 장치의 동작을 도 1 및 도 2로써 설명한다.

＜통상시＞

주전원 스위치(S1)를 투입함과 아울러, 상개접점(22)을 개방에서 닫힘으로 하면, 게이트 전원 회로(50)에는 교류 전압이 입력되어 직류 전압을 게이트 구동 회로(60)에 공급하고 있다. 한편, 3상 교류 전원을 컨버터(24)에 의하여 직류를 얻어 인버터(30)에 입력한다. 게이트 구동 회로(60)가 엘리베이터의 제어기(70)로부터의 지령 신호에 의하여 인버터(30)를 제어하여 모터(11)를 정지 또는 구동하고 있다.

＜정전 발생시＞

정전에 의하여 주전원 스위치(S1) 및 상개접점(22)을 닫힘에서 개방하여 콘덴서(26)의 전하를 충방전 회로(35)로 방전한다. 한편, 게이트 전원 회로(50)의 출력 전압이 저하한다. 제1 전압 검출기(80)가 당해 출력 전압으로서의 제1 전압값을 검출하여 제1 판단부(83)에 입력한다. 판단부(83)는 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하여, 제1 문턱값 이하가 되면 공급 스위치(Se)를 개방에서 닫힘으로 하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급한다. 따라서, 정전이 발생하였을 때라도, 게이트 구동 회로(60)를 정상적으로 제어할 수 있으므로, 인버터(30)의 스위칭 소자(31)도 제어할 수 있다.

상기 실시형태에 따른 엘리베이터의 제어 장치는, 3상 교류 전원(20)으로부터의 전력을 반도체 소자에 의하여 직류로 변환하는 컨버터(24)와, 당해 직류를 평활하게 하는 콘덴서(26)와, 직류를 반도체 소자에 의하여 임의의 교류로 변환함과 아울러, 엘리베이터의 엘리베이터 칸(9)을 동작하는 모터(11)를 구동하는 인버터(30)와, 스위칭 소자(31)를 제어하는 제어 수단으로서의 게이트 구동 회로(60)와, 교류 전원(20)에 기초하여 생성됨과 아울러, 게이트 구동 회로(60)에 직류 전원을 공급하는 제어 전원 수단으로서의 게이트 전원 회로(50)와, 교류 전원이 상실되었을 때에 게이트 전원 회로(50)에 전원을 공급하는 축전지(52)와, 게이트 전원 회로(50)의 출력이 되는 제1 전압값을 검출하는 제1 전압 검출기(80)와, 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하는 제1 판단부(83)와, 제1 전압값이 제1 문턱값 이하가 되면 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하는 공급 수단으로서의 공급 스위치(Se)를 구비한 것이다.

엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 판단부(83)는 게이트 전원 회로(50)의 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하여, 제1 문턱값 이하가 되면 공급 스위치(Se)를 개방에서 닫힘으로 하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급한다. 따라서, 정전시 등에 게이트 전원 회로(50)의 출력 전압이 저하하여도, 축전지(52)로부터 게이트 구동 회로(60)에 전력 공급을 계속할 수 있으므로, 게이트 구동 회로(60)에 의하여 스위칭 소자(31)를 적절히 제어할 수 있다.

실시형태 2.

본 발명의 다른 실시형태를 도 3으로써 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도이다. 도 3 중, 도 1과 동일한 부호는 동일한 부분을 나타내며, 설명을 생략한다.

도 3에 있어서, 제2 전압 검출기(180)는 콘덴서(26)의 제2 전압값을 검출하고, 제2 판단부(183)는 제1 전압값이 제1 문턱값 이하이고, 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높으면 공급 스위치(Se)를 개방에서 닫힘으로 하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 엘리베이터의 제어 장치는 통상시는 상기 실시형태 1과 동일하게 동작한다.

＜정전 발생시＞

정전에 의하여 주전원 스위치(S1) 및 상개접점(22)을 닫힘에서 개방하면, 콘덴서(26)의 전하가 충방전 회로(35)에 의하여 방전된다. 한편, 게이트 전원 회로(50)의 출력 전압이 저하한다. 이 출력 전압으로서의 제1 전압값을 제1 전압 검출기(80), 콘덴서(26)의 양단 전압을 제2 전압 검출기(180)가 각각 검출하여 제2 판단부(183)에 입력한다. 제2 판단부(183)는 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단함과 아울러, 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높은지 여부를 판단하여, 제1 전압값이 제1 문턱값 이하이고, 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높아지면 스위치(Se)를 개방에서 닫힘으로 하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급한다. 이것에 의하여, 정전이 발생한 때에도 게이트 구동 회로(60)를 정상적으로 제어할 수 있음과 아울러, 콘덴서(26)의 양단 전압이 제2 문턱값보다 높을 때, 즉, 단락 전류의 크기를 고려하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급한다.

상기 실시형태에 의한 엘리베이터의 제어 장치는 3상 교류 전원(20)의 상실에 기초하여 콘덴서(26)의 전하를 방전하는 충방전 회로(35)와, 콘덴서(26)의 제2 전압값을 검출하는 제2 전압 검출기(180)와, 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높은지 여부를 판단하는 제2 판단부(183)를 구비하고, 공급 스위치(Se)는 제1 전압값이 제1 문턱값 이하이고 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높으면, 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

즉, 콘덴서(26)의 전압값이 제2 문턱값보다 높은 경우에 한하여 게이트 구동 회로(60)에 축전지(52)로부터의 전력을 공급하므로, 축전지(52)의 용량을 감소시킬 수 있다.

실시형태 3.

본 발명의 다른 실시형태를 도 4 및 도 5로써 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 엘리베이터의 전체도, 도 5는 도 4에 나타낸 제1 및 제2 게이트 전원 회로의 내부 결선도이다. 도 4 중, 도 1과 동일한 부호는 동일한 부분을 나타낸다.

실시형태 1 및 2에서는, 게이트 전원 회로(50)는 하나였지만, 본 실시형태에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 게이트 전원 회로(150)와, 제2 게이트 전원 회로(250)를 가지고 있고, 게이트 전원 회로(150, 250)을 이중계로 하고 있다. 인버터(30)는 스위칭 소자(31)로 이루어지는 상측 암(32)과 하측 암(34)을 가지고 있고, 상측 암(32)은 스위칭 소자(31uu, 32uｖ, 31uw)를 가지며, 하측 암(34)은 스위칭 소자(31du, 31dｖ, 31dw)를 가지고 있다.

전압 감시부(200)는 제1 및 제2 게이트 전원 회로(150, 250)의 각각의 출력 전압값을 검지함과 아울러, 두 개의 출력 전압값이 미리 정해진 문턱값보다 저하하면 게이트 구동 회로(60)를 차단하는 차단 신호를 생성하도록 형성되어 있다.

도 5에 있어서, 제1 및 제2 게이트 전원 회로(150, 250)는 플라이백(flyback) 방식이고, 인버터(30)의 여섯 개의 스위칭 소자(31)를 구동하기 위하여 여섯 개의 전원 출력부를 가지고 있다. 제1 게이트 전원 회로(150)는 3상 교류 전원으로부터 3상 전파 브릿지(152)를 통하여 콘덴서(154)에 전압을 인가하고 있다. 콘덴서(154)의 양단에는 트랜스(158)의 1차 권선과 스위칭용 반도체 소자(156)가 접속되어있다. 각 제1 전원 출력부는 상측 암(32) 및 하측 암(34)의 스위칭 소자(31)를 온하기 위한 정 바이어스 전압을 생성함과 아울러, 당해 스위칭 소자(31)를 오프하기 위한 부 바이어스 전압을 생성하기 위하여 2 권선을 한 쌍으로하여 12 권선을 가지고 있다.

제1 전원 출력부는 트랜스(158)의 2차 권선의 일단에는 다이오드 D11(D12~D16)의 일단이 접속되어 있고, 타단에는 다이오드 D21(D22~D26)의 일단이 접속되어 있으며, 2차 권선의 중앙점으로부터 두 개의 평활용 콘덴서 C11(C12~C16), C21(C22~C26)의 각각의 일단이 접속되어 있다. 평활용 콘덴서 C11(C12~C16)의 타단에 다이오드 D11(D12~D16)의 타단이 접속되어 있고, C21(C22~C26)의 타단에 다이오드 D21(D22~D26)이 접속되어 있다.

제2 게이트 전원 회로(250)는 전지(52)로부터 콘덴서(254)에 전압을 인가하고 있다. 콘덴서(254)의 양단에는 트랜스(258)의 일차 권선과 스위칭용 반도체 소자(256)가 접속되어 있다. 각 전원 출력부는 인버터(30)를 이루는 스위칭 소자(31)를 온하기 위한 정 바이어스 전압을 생성함과 아울러, 당해 스위칭 소자(31)를 오프하기 위한 부 바이어스 전압을 생성하기 위하여 2 권선을 한 쌍으로 하여 12 권선 가지고 있다.

그리고, 제2 전원 출력부는, 트랜스(258)의 2차 권선의 일단에는 다이오드 D31(D32~D36)의 일단이 접속되어 있고, 타단에는 다이오드 D41(D42~D46)의 일단이 접속되어 있으며, 2차 권선의 중앙점으로부터 두 개의 평활용 콘덴서 C31(C32~C36), C41(C42~C46)의 각각의 일단이 접속되어 있다. 평활용 콘덴서 C31(C32~C36)의 타단에 다이오드 D31(D32~D36)의 타단이 접속되어 있고, 콘덴서 C41(C42~C46)의 타단에 다이오드 D41(D42~D46)이 접속되어 있다.

또한, 제2 전원 출력부의 출력이 제1 전원 출력부에 병렬로 상시 접속되어 있다.

제1 게이트 전원 회로(150)의 정 바이어스용 전압을 V1-1, 부 바이어스용 전압을 V2-1로 하고, 제2 게이트 전원 회로(250)의 정 바이어스용 전압을 V1-2, 부 바이어스용 전압을 V2-2로 한 경우, 각각의 출력 전압의 절대값이 하기의 관계가 되도록 하고 있다.

｜V1-1｜＞｜V1-2｜, ｜V2-1｜＞｜V2-2｜

이와 같은 관계를 가짐으로써 제1 게이트 전원 회로(150)가 고장나 있지 않은 통상 상태에 있어서는, 제2 게이트 전원 회로(250)의 출력 전류가 흐르지 않도록 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 엘리베이터의 제어 장치의 동작을 도 4 및 도 5로써 설명한다.

＜통상시＞

주전원 스위치(S1)를 투입함과 아울러, 상개접점(22)을 개방에서 닫힘으로 하면, 제1 게이트 전원 회로(150)에는 교류 전압이 입력되어 직류 전압을 게이트 구동 회로(60)에 공급하고 있다. 한편, 3상 교류 전원을 컨버터(24)에 의하여 직류를 얻어 인버터(30)에 입력한다. 게이트 구동 회로(60)가 엘리베이터의 제어기(70)로부터의 지령 신호에 의하여 인버터(30)를 제어하여 모터(11)를 정지 또는 구동하고 있다.

＜이상시＞

지금, 어떠한 원인에 의하여 제1 게이트 전원 회로(150)의 전압이 제2 게이트 전원 회로(250)의 출력 전압보다 저하되면, 제2 게이트 전원 회로(250)의 출력에 의하여, 인버터(30)를 구성하는 스위칭 소자(31)에 게이트 신호를 입력한다. 따라서, 제1 게이트 전원 회로(150)가 고장나도, 제2 게이트 전원 회로(250)로부터 게이트 구동 회로(60)를 통하여 인버터(30)를 구동할 수 있다.

또, 정전 발생시에는 축전지(52)를 입력원으로 하고 있으므로, 제2 게이트 전원 회로(250)로부터 게이트 구동 회로(60)를 통하여 인버터(30)를 구동할 수 있다.

실시형태 4.

실시형태 3에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 게이트 전원 회로를 이중계로 하기 위하여 제1 게이트 전원 회로(150)와 제2 게이트 전원 회로(250)가 공히, 정 바이어스 전압과 부 바이어스 전압을 생성하였지만, 본 실시형태에서는 도 6에 나타낸 바와 같이 제2 게이트 전원 회로(1250)는 정 바이어스 전압을 생성하는 일없이, 부 바이어스 전압만을 생성하도록 형성되어 있으며, 제2 전원 출력부의 출력이 되는 각 부 바이어스 전압 출력이, 대응하는 제1 전원 출력부의 각 부 바이어스 전압 출력에 병렬로 상시 접속되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 부 바이어스 전압의 이중계가 담보된다. 이것에 의하여, 제1 게이트 전원 회로(150)의 부 바이어스 전압을 생성할 수 없어도, 제2 게이트 전원 회로(1250)로부터 부 바이어스 전압을 인버터(30)의 스위칭 소자(31)에 인가할 수 있으므로, 스위칭 소자(31)를 확실히 오프할 수 있다.

이것에 의하여, 본 실시형태는 실시형태 3과 비교하여, 제2 게이트 전원 회로(1250)는 정 바이어스 전압의 생성을 생략할 수 있으므로, 간이하게 할 수 있다.

실시형태 5.

실시형태 4에서는 도 6에 나타낸 바와 같이 게이트 전원 회로의 부 바이어스 전압측만을 이중계로 하였지만, 본 실시형태에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 게이트 전원 회로(2350)는 인버터의 하측 암(34)에 걸리는 스위칭 소자(31)의 세 개의 부 바이어스 전압만을 생성하도록 형성되어 있다. 제2 전원 출력부의 출력이 되는 세 개의 부 바이어스 전압 출력이, 대응하는 제1 전원 출력부의 각 부 바이어스 전압 출력에 병렬로 상시 접속되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 인버터(30)의 하측 암(34)에 걸리는 스위칭 소자(31)에 관한 부 바이어스 전압의 이중계가 담보되므로, 제1 게이트 전원 회로(150)의 대응하는 부 바이어스 전압의 발생부가 고장나도, 제2 게이트 전원 회로(2350)로부터 대응하는 부 바이어스 전압 출력을 하측 암(34)의 스위칭 소자(31)에 인가할 수 있으므로, 스위칭 소자(31)의 오동작을 방지할 수 있다.

이것에 의하여, 본 실시형태는 실시형태 4와 비교하여, 인버터(30)의 상측 암(32)에 걸리는 스위칭 소자(31)의 세 개의 부 바이어스 전압의 생성을 생략할 수 있으므로, 제2 게이트 전원 회로(2350)의 구성을 간이하게 할 수 있다.

실시형태 6.

실시형태 5에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 게이트 전원 회로(2350)는 인버터(30)의 하측 암(34)에 걸리는 스위칭 소자(31)의 세 개의 부 바이어스 전압만을 생성하고, 제2 전원 출력부의 출력이 되는 세 개의 부 바이어스 전압 출력이, 대응하는 제1 전원 출력부의 각 부 바이어스 전압 출력에 병렬로 상시 접속되어 있지만, 본 실시형태에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 게이트 전원 회로(3250)는 인버터(30)의 하측 암(34)의 스위칭 소자(31)에 대응하는 하나의 부 바이어스 전압만을 생성하도록 형성되어 있고, 당해 부 바이어스 전압의 출력이 대응하는 제1 게이트 전원 회로(150)의 부 바이어스 전압의 출력에 상시 접속되어 있다.

그 하나의 부 바이어스 전압은, 인버터(30)를 이루는 하측 암(34)의 2개의 스위칭 소자(31)에 입력하는 다른 부 바이어스 전압의 출력에 스위치(S1~S4)를 통하여 접속되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 엘리베이터의 제어 장치에 의하면, 제1 게이트 전원 회로(150)의 대응하는 부 바이어스 전압의 생성부가 고장을 검지하면, 스위치(S1~S4)를 온하여 제2 게이트 전원 회로(3250)로부터 대응하는 부 바이어스 전압을 하측 암(34)의 스위칭 소자(31)에 인가할 수 있으므로, 스위칭 소자(31)의 오동작을 방지할 수 있다.

이것에 의하여, 본 실시형태는 실시형태 5와 비교하여, 인버터(30)의 하측 암(34)에 걸리는 스위칭 소자(31)의 두 개의 부 바이어스 전압의 생성을 생략할 수 있으므로, 제2 게이트 전원 회로의 구성을 간이하게 할 수 있다.

또, 상기 실시형태 1~6에 나타낸 인버터(30)를 이루는 스위칭 소자(31)는 규소여도 좋지만, 규소에 비해 밴드 갭이 큰, 와이드 밴드 갭 반도체로 형성하는 것이 바람직하다. 와이드 밴드 갭 반도체로서는 예를 들면, 탄화규소, 질화 갈륨계 재료 또는 다이아몬드가 있다.

이와 같은 와이드 밴드 갭 반도체로 형성된 스위칭 소자(31)는 내전압성이 높고, 허용 전류 밀도도 높기 때문에, 스위칭 소자(31)의 소형화가 가능하고, 이러한 소형화된 스위칭 소자(31)를 이용함으로써, 이들 소자를 내장한 인버터를 소형화할 수 있다.

게다가 상기 실시형태 1~6에 인버터(30)를 이루는 스위칭 소자(31)를 와이드 밴드 갭 반도체로 형성하여도, 교류 전원이 상실되어도 적절히 스위칭 소자(31)를 제어할 수 있다.

본 발명은 엘리베이터의 제어 장치에 적용할 수 있다.

9 엘리베이터 칸 11 모터
20 3상 교류 전원 24 컨버터
26 콘덴서 30 인버터
28a 반도체 소자 50 게이트 전원 회로
52 축전지 60 게이트 구동 회로
80 제1 전압 검출기 83 제1 판단부
180 제2 전압 검출기 183 제2 판단부
Se 공급 스위치

Claims

교류 전원으로부터의 전력을 반도체 소자에 의하여 직류로 변환하는 컨버터와,
당해 직류를 평활하게 하는 콘덴서와,
상기 직류를 스위칭 소자에 의하여 임의의 교류로 변환함과 아울러, 엘리베이터 칸을 동작하는 모터를 구동하는 인버터와,
상기 스위칭 소자를 온·오프 제어하는 제어 수단과,
상기 교류 전원에 기초하여 생성됨과 아울러, 상기 제어 수단에 직류 전원을 공급하는 제어 전원 수단과,
상기 교류 전원이 상실되었을 때에, 당해 제어 전원 수단에 전원을 공급하는 축전지와,
당해 제어 전원 수단의 출력이 되는 제1 전압값을 검출하는 제1 전압 검출 수단과,
상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하인지 여부를 판단하는 제1 판단 수단과,
상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하가 되면 상기 제어 수단에 상기 축전지로부터의 전력을 공급하는 공급 수단과,
상기 교류 전원의 상실에 기초하여 상기 콘덴서의 전하를 방전하는 방전 수단과,
상기 콘덴서의 제2 전압값을 검출하는 제2 전압 검출 수단과,
상기 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높은지 여부를 판단하는 제2 판단 수단을 구비하고,
상기 공급 수단은, 이에 더하여 상기 제2 전압값이 제2 문턱값보다 높으면 상기 제어 수단에 상기 축전지로부터의 전력을 공급하는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 전원 수단은 적어도 제1 및 제2 제어 전원 수단을 가짐과 아울러, 각각의 출력이 병렬 접속되어 있고,
상기 제1 제어 전원 수단은 상기 제어 수단에 직류 전압을 공급하고 있고,
상기 공급 수단은 상기 제1 전압값이 제1 문턱값 이하가 되면 상기 제2 제어 전원 수단으로부터 상기 제어 수단에 상기 직류 전원을 공급하는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 제어 전원 수단의 출력 전압은 상기 제1 제어 전원 수단의 출력 전압보다 낮게 하는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 제어 전원 수단은 상기 스위칭 소자를 온하기 위한 제1 정 바이어스 전압과, 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 제1 부 바이어스 전압을 생성하고 있고,
상기 제2 제어 전원 수단은 상기 스위칭 소자를 오프하기 위한 제2 부 바이어스 전압만을 생성하는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 스위칭 소자는 상측 암(arm)과 하측 암을 구비하고 있으며,
상기 제2 부 바이어스 전압에 의하여 상기 하측 암의 상기 스위칭 소자를 오프 하는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 제어 전원 수단은 상기 제2 부 바이어스 전압을 하나만을 생성함과 아울러, 복수의 상기 하측 암의 상기 스위칭 소자에 공급하는 상기 제1 제어 전원 수단의 하나의 출력에 상시 접속되어 있고,
상기 제1 판단 수단이 제1 문턱값 이하라고 판단하면, 상기 제2 부 바이어스 전압을 다른 하측 암의 상기 스위칭 소자에 인가하는 인가 수단을
구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위칭 소자는 와이드 밴드 갭 반도체로 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
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