JP4968689B2

JP4968689B2 - エレベータの漏洩電流低減装置

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Publication number: JP4968689B2
Application number: JP2008063011A
Authority: JP
Inventors: 順二竹田
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-03-12
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Description

本発明は、建屋に形成された昇降路を上下移動する「かご」を移動させる電力変換装置が組込まれたエレベータに係わり、特に大地に漏洩する漏洩電流を低減するエレベータの漏洩電流低減装置に関する。

通常、エレベータに組込まれ、エレベータのかごを上下移動させるモータ（電動機）を駆動する駆動装置として電力変換装置が用いられる。この電力変換装置の構成を図１１を用いて説明する。

交流電源１から出力された三相交流は、電力線路２を経由して電力変換装置３のコンバータ４に入力される。このコンバータ４においては、例えば６個の整流素子を三相ブリッジ接続して構成されており、入力された三相交流を直流に変換して、正線路５ａ及び負線路５ｂへ出力する。出力された直流は正線路５ａ、負線路５ｂ間に接続された平滑コンデンサ６で平滑されたのち、インバータ７へ入力される。

インバータ７は、例えば６個の半導体のスイッチング素子８をブリッジ接続されており、このブリッジ接続された各スイッチング素子８を図示しないインバータ駆動部から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号にてオンオフ制御することにより、任意の周波数及び任意の電圧を有した三相交流に変換される。インバータ７から出力された三相交流は電力変換装置３から電力線路９を介してエレベータのかごを上下移動させる電動機１０に印加される。したがって、インバータ駆動部からかごを任意階に移動制御できる。

このインバータ７を構成する半導体のスイッチング素子８として、通常、ＧＴＯ（Gate turn-off thyristor）やＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor）が使用されている。この種の半導体のスイッチング素子８はパルス波形を有したＰＷＭ（パルス幅変調）信号にて高速でオンオフ制御される。ＰＷＭ（パルス幅変調）信号の高周波の波形成分がインバータ７から電力線９を介して電動機１０のモータ巻線に流れる。この時の高周波の波形の電圧変化率ｄｖ／ｄｔにより、モータ巻線と電動機１０の接地されたフレームとの間に形成されている浮遊容量Ｃを通じて大地へ漏洩電流が流れる。

この漏洩電流は、電動機１０のアース端子との間のアース線１１ａ、および大地１２を通り、アース線１１ｂを経由して、交流電源１のアース端子に対して流入する。また、逆極性の漏洩電流は、交流電源１から大地を介して、電動機１０側へ流れる。

この漏洩電流は漏電ブレーカの誤動作や感電事故の原因となる。この漏洩電流を低減させるために漏洩電流低減装置が特許文献１に記載されている。

すなわち、図１１に示すように、電力変換装置３におけるインバータ７から電動機１０への電力線路９に、線路１３を介してコモンモード電流抽出回路１４が接続されている。また、交流電源１からコンバータ４への電力線路２に３つのコンデンサからなる相間コンデンサ１５が接続されている。そして、この相間コンデンサ１５の中性点１５ａとコモンモード電流抽出回路１４の出力端子とを線路１６で接続している。さらに、コンバータ４への電力線路２における相間コンデンサ１５とコンバータ４との間にコモンモードチョークコイル１７が介挿されている。

このような構成の漏洩電流低減装置におけるコモンモード電流抽出回路１４は電力線９に流れるにコモンモード電流を抽出して、線路１６を介して、相間コンデンサ１５の中性点１５ａに送出する。

図１２は、コモンモード電流抽出回路１４の詳細構成図である。このコモンモード電流抽出回路１４は、三相リアクトル１８とコンデンサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃとから構成されている。三相リアクトル１８の各鉄心１８ａ、１８ｂ、１８ｃには巻線２０ａ、２０ｂ、２０ｃがそれぞれ同一方向に巻回され、各巻線２０ａ、２０ｂ、２０ｃの一端はコンデンサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、線路１３の各線１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して、電力線９の各線に接続されている。各巻線２０ａ、２０ｂ、２０ｃの他端は線路１６を介して、相間コンデンサ１５の中性点１５ａに接続されている。

このように構成された三相リアクトル１６においては、電力線路９の各相を流れるノーマルモード電流に対しては各相で発生される磁束は互いに強めあうため、大きなインダクタンスとして作用する。一方、電力線路９の各相と大地相互間を流れるコモンモード電流は鉄心のそれぞれの脚に同じ方向に同じ大きさの磁束を発生する。このため鉄心内の磁束はバランスして変化せず、コモンモード電流に対してはインダクタンスとして作用しない。その結果、このコモンモード電流抽出回路１４には主にコモンモード電流だけが流れ、結果として、このコモンモード電流抽出回路１４は、電力線９を流れるコモンモード電流を抽出して、線路１６を介して相間コンデンサ１５の中性点１５ａへ送出する。

このような構成の漏洩電流低減装置においては、電力変換装置３のインバータ７から電力線路９を流れ三相交流に含まれるコモンモード電流は、コモンモード電流抽出回路１４で抽出されて、相間コンデンサ１５の中性点１５ａ、及び相間コンデンサ１５を介して電力線路２へ戻る。電力線路２へ戻ったコモンモード電流は、この電力線路２における電力変換装置３のコンバータ４の直前に介挿されたコモンモードチョークコイル１７へ入力される。

このコモンモードチョークコイル１７は、コモンモード電流に対しては大きなインダクタンスとて作用し、ノーマルモード電流に対しては影響は少ない。したがって、このコモンモードチョークコイル１７で、コモンモード電流抽出回路１４で抽出されたコモンモード電流は低減される。

その結果、電力変換装置３のインバータ７から電力線路９を流れ三相交流に含まれるコモンモード電流は、コモンモードチョークコイル１７で低減されるので、電動機２０からアース線１１ａを介して大地１２へ流れる漏洩電流を抑制できる。
特開２００５−２０４４３８号公報

しかしながら、図１１、図１２に示す漏洩電流低減装置においても、まだ解消すべき次のような課題があった。

すなわち、上述した漏洩電流低減装置においては、電力変換装置３のコンバータ４、平滑コンデンサ６、インバータ７の仕様、電動機１０の仕様、アース線の対地インピーダンスと配線布設状況、及び同一仕様においても各機器の製造上のバラツキ、設置環境の変化等の要素があるため、運転状況によっては、漏洩電流が予め設定した値を超える場合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、漏洩電流低減装置の各構成部材、各部の特性値を監視することによって、漏洩電流値を常時一定レベル以下に制御できるエレベータの漏洩電流低減装置を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、交流電源から供給された交流をコンバータで一旦直流に変換してインバータで再度交流に変換してエレベータのかごを移動する電動機に供給する電力変換装置と、かごを目的階へ移動させるためインバータを駆動するインバータ駆動部が設けられた主制御装置とを備えたエレベータにおいて、本発明のエレベータの漏洩電流低減装置は、電力変換装置におけるインバータから電動機への電力線路に接続され、この電力線路に流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路と、交流電源からコンバータへの電力線路に接続され中性点にコモンモード電流抽出回路で抽出されたコモンモード電流が流入する相間コンデンサと、コンバータへの電力線路における相間コンデンサと前記コンバータとの間に介挿されたコモンモードチョークコイルとを備えている。そして、主制御装置の駆動電源は、コンバータへの電力線路における相間コンデンサとコモンモードチョークコイルとの間から取得するようにしている。

コモンモード電流抽出回路で抽出されたコモンモード電流は、相間コンデンサの中性点および相間コンデンサを介して電力線路へ戻る。電力線路へ戻ったコモンモード電流は、この電力線路における電力変換装置のコンバータの直前に介挿されたコモンモードチョークコイル１７へ入力されて低減される。

したがって、このコモンモード電流が流れ低減されるサークル（閉じた電流路）の一部から主制御装置の駆動電源が取得されるので、例えば、大地から主制御装置に流入するコモンモード電流が抑制される。

また、別の発明は、上述した発明のエレベータの漏洩電流低減装置に対して、さらに、コモンモード電流抽出回路、相間コンデンサ、及びコモンモードチョークコイルの各温度をそれぞれ検出する複数の温度検出器と、主制御装置内に設けられ、各温度検出器で検出された各温度を入力し、各温度の温度上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部とを備えている。

このように、コモンモード電流抽出回路、相間コンデンサ、及びコモンモードチョークコイルの漏洩電流低減を実施するための各構成部材の温度上昇を主制御装置のノイズ保護監視部で監視することによって、実際の漏洩電流の程度を、このエレベータの管理者は簡単に把握できる。

また、別の発明は、上述した発明のエレベータの漏洩電流低減装置に対して、さらに、インバータから電動機への電力線路から前記コモンモード電流抽出回路に至る線路の各相の相電流を検出する相電流検出器と、主制御装置内に設けられ、相電流検出器で検出された各相の相電流を入力し、コモンモード電流抽出回路に流入する電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部とを備えている。

この場合、漏洩電流低減効果の劣化をコモンモード電流抽出回路に流入する電流の増加で監視している。

また、別の発明は、上述した発明のエレベータの漏洩電流低減装置に対して、さらに、前記インバータから電動機への電力線路の不平衡電流を検出する不平衡電流検出器と、主制御装置内に設けられ、不平衡電流検出器で検出された不平衡電流を入力し、不平衡電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部とを備えている。

この場合、漏洩電流低減効果の劣化を電動機への電力線路の不平衡電流の増加で監視している。

また、別の発明は、上述した発明のエレベータの漏洩電流低減装置に対して、さらに、コモンモード電流抽出回路から前記相間コンデンサへの線路に設けられ、コモンモード電流抽出回路で抽出されたコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出器と、主制御装置内に設けられ、コモンモード電流検出器で検出されたコモンモード電流を入力し、コモンモード電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部とを備えている。

この場合、漏洩電流低減効果の劣化をコモンモード電流の上昇で監視している。

また、別の発明は、上述した発明の主制御装置内にノイズ保護監視部が設けられたエレベータの漏洩電流低減装置に対して、主制御装置におけるノイズ保護監視部が漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、各利用客の呼び登録操作に応じてかごを対応する各目的階へ順次移動させる場合における各移動開始までの待機時間を延長する待機時間延長部を備えている。

この場合、漏洩電流低減効果が劣化すると、かごの各階の停止時間（待機時間）が延長される。

また、別の発明は、上述した発明の主制御装置内にノイズ保護監視部が設けられたエレベータの漏洩電流低減装置に対して、主制御装置におけるノイズ保護監視部が漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、インバータ駆動部に対して、インバータに組込まれた各スイッチング素子に対するスイッチング信号のキャリア周波数の低下を指示するスイッチング周波数低下部を備えている。

この場合、漏洩電流低減効果が劣化すると、インバータの各スイッチング素子に対するスイッチング周波数が低下する。

また、別の発明は、上述した発明の主制御装置内にノイズ保護監視部が設けられたエレベータの漏洩電流低減装置に対して、主制御装置におけるノイズ保護監視部が漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、インバータ駆動部に対して、インバータに組込まれた各スイッチング素子に対するＰＷＭ制御の変調モードを全域三相変調モードへの移行を指示する三相変調モード変更部を備えている。

この場合、漏洩電流低減効果が劣化すると、インバータに対するＰＷＭ制御の変調モードが全域三相変調モードに移行する。

また、別の発明は、上述した発明の主制御装置内にノイズ保護監視部が設けられたエレベータの漏洩電流低減装置に対して、主制御装置におけるノイズ保護監視部が漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、インバータ駆動部に対して、前記電動機の速度低下を指示する速度制御部と、主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、コンバータ駆動部に対して、出力直流の電圧低下を指示する電圧制御部とを備えている。

この場合、漏洩電流低減効果が劣化すると、電動機の速度及び電動機に供給する交流の電圧が低下する。

また、別の発明は、上述した発明の主制御装置内にノイズ保護監視部が設けられたエレベータの漏洩電流低減装置に対して、主制御装置におけるノイズ保護監視部が漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、インバータから電動機への電力線路からコモンモード電流抽出回路に至る線路に介挿された遮断器を開放する遮断器開放指示部とを備えている。

この場合、機器故障等にて漏洩電流低減効果が劣化するとコモンモード電流の抽出が停止する。

本発明においては、主制御装置に漏洩電流が流入されることが抑制される。したがって、エレベータ全体の漏洩電流が抑制される。また、コモンモード電流抽出回路、コンデンサ、コモンモードチョークコイル等で実現される漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部を設けているので、エレベータの運転状況に応じて、エレベータの管理者は漏洩電流の状況を把握できる。さらに、漏洩電流低減効果の劣化が大きくなると、各種の対策が自動実施される。

以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態にかかわる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図１１、図１２に示す従来の漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

交流電源１から出力された三相交流は、電力線路２を経由して電力変換装置３のコンバータ４に入力される。この電力線路２の交流電源１側に相間コンデンサ１５が接続されている。また、この電力線路２の相間コンデンサ１５の接続位置に制御電源回路２１が接続されている。この制御電源回路２１は、入力した三相交流から例えば直流５ｖの制御電圧＋Ｖｃを作成して、このエレベータの全体動作を制御するコンピュータ等で構成された主制御装置２２へ供給する。

この主制御装置２２内には、利用客の呼び登録操作に応じて、目的階を指定した呼びを各かごに割付けるエレベータ運転部２３と、このエレベータ運転部２３で指定された目的階へかごを移動させるためにインバータ７を駆動するインバータ駆動部２４とが設けられている。また、電力線路２のコンバータ４側にコモンモードチョークコイル１７が介挿されている。

電力変換装置３のコンバータ４は、入力された三相交流を直流に変換して、正線路５ａ及び負線路５ｂへ出力する。出力された直流は平滑コンデンサ６で平滑されたのち、インバータ７へ入力される。半導体のスイッチング素子８がブリッジ接続されてなるインバータ７は、各スイッチング素子８を主制御装置２２のインバータ駆動部２４から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号にてオンオフ制御される。インバータ７から出力された三相交流は電力線路９を介してエレベータのかごを上下移動させる電動機１０に印加される。

電力変換装置３におけるインバータ７から電動機１０への電力線路９に、線路１３を介して、図１２に示す構成を有した、コモンモード電流抽出回路１４が接続されている。電力線路９に流れるコモンモード電流は、このコモンモード電流抽出回路１４で抽出されて線路１６を介して相間コンデンサ１５の中性点１５ａへ印加される。

したがって、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７、及び制御電源２１が電力線路２の相間コンデンサ１５とコモンモードチョークコイル１７との間に接続されていることが、第１実施形態の漏洩電流低減装置を構成する。

このように構成された第１実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、前述したように、電力線路９を流れるノーマルモード電流に対するコモンモード電流抽出回路１４のインピーダンス（インダクタンス）は、電動機１０に供給される三相交流の周渡数、及びインバータ７のスィッチング素子８をオンオフ制御するＰＷＭ信号のキャリア周波数に対して十分大きい値である。

一方、電力線路９を流れるコモンモード電流に対しては、前述したように、コモンモード電流抽出回路１４及び相間コンデンサ１５で形成されるコモンモード電流が流れる回路（経路）のインピーダンス（インダクタンス）は、電動機１０のアース端子との間のアース線１１ａ、大地１２を通り、アース線１１ｂを経由して、交流電源１のアース端子に対して流入する漏洩電流の流路のインピーダンス（インダクタンス）に比較して、十分に小さい。

したがって、電力変換装置３のインバータ７で発生されたコモンモード電流は、電動機１０、大地１２、及び交流電源１の経路へではなく、コモンモード電流抽出回路１４、線路１６、及び相間コンデンサ１５で形成される回路（経路）に流れ、電力線路２を介して、コモンモードチョークコイル１７へ流入する。前述したように、このコモンモードチョークコイル１７は、コモンモード電流に対して高いインピーダンス（インダクタンス）を示すので、入力されたコモンモード電流は大きく減衰する。

このように、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７の経路を形成することにより、電動機１０、大地１２、交流電源１の経路を流れる漏洩電流が大幅に低減される。

コモンモード電流が流れ低減される相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７の経路の一部である相間コンデンサ１５とコモンモードチョークコイル１７との間の電力線路２に制御電源回路２１を接続しているので、例えば、大地１２から制御電源回路２１へに流入する漏洩電流が抑制される。

また、制御電源回路２１の基準電位は大地１２と同電位の系統が主であり、また、基準電位を大地１２と絶縁する電源回路を採用する場合においてもその基準電位は大地１２に対して、コンデンサカップリングされるような場合がある。

したがって、例えば、制御電源回路２１をコモンモードチョークコイル１７とコンバータ４の電力線路２に接続した場合は、電動機１０から大地１２の経路とは別の経路を介して漏洩電流が交流電源１へ流入することになり、漏洩電流の低減の効果が低下する。

このように、第１実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、主制御装置２２の制御電源回路２１を、相間コンデンサ１５とコモンモードチョークコイル１７との間の電力線路２に接続することにより、漏洩電流をより確実に低減できる。

（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図１に示す第１実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第２実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、コモンモード電流抽出回路１４には、このコモンモード電流抽出回路１４の温度を検出する温度検出器２５ａが取付けられている。この温度検出器２５ａで検出された温度Ｔ_Pは主制御装置２２ａ内に設けられたノイズ保護監視部２６ａへ入力される。

また、電力線路２に接続された相間コンデンサ１５には、この相間コンデンサ１５の温度を検出する温度検出器２５ｂが取付けられている。この温度検出器２５ｂで検出された温度Ｔ_Cは主制御装置２２ａ内に設けられたノイズ保護監視部２６ａへ入力される。

さらに、電力線路２に介挿されたコモンモードチョークコイル１７には、このコモンモードチョークコイル１７の温度を検出する温度検出器２５ｃが取付けられている。この温度検出器２５ｃで検出された温度Ｔ_Mは主制御装置２２ａ内に設けられたノイズ保護監視部２６ａへ入力される。

ノイズ保護監視部２６ａは、各温度検出器２５ａ、２５ｂ、２５ｃから入力された各温度Ｔ_P、Ｔ_C、Ｔ_Mを監視し、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７毎に予め実験的に求められた各しきい値温度を一つでも超えると、この３つの部材からな漏洩電流低減効果が低下したと判断して、例えば表示器２７に表示出力する。

このように構成された第２実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、エレベータの管理人は表示器２７で、漏洩電流の抑制状況を確認できる。その結果、大地１２に対する対地インピーダンス、電動機１０の製造バラッキ、配線布設状況他により増減する漏洩電流に対しても、又は機器故障に対しても信頼性のある漏洩電流低減装置の提供が可能となる。

（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図２に示す第２実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

第３実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、電力変換装置３のインバータ７から電動機１０への電力線路９からコモンモード電流抽出回路１４に至る線路１３の各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃を検出する相電流検出器２８が取付けられている。この相電流検出器２８で検出された各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃は主制御装置２２ｂ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｂへ入力される。

ノイズ保護監視部２６ｂは、相電流検出器２８から入力された各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃から、コモンモード電流抽出回路１４に流入する合成した電流Ｉ（＝Ｉ₁ ² ₊、Ｉ₂ ² _＋Ｉ₃ ²）を監視し、このコモンモード電流抽出回路１４に流入する合成した電流Ｉが、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、コモンモード電流がまだ十分低下していなくて、漏洩電流低減効果が低下したと判断して、例えば表示器２７に表示出力する。

このように構成された第３実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、先に説明した第２実施形態と同様に、エレベータの管理人は表示器２７で、漏洩電流の抑制状況を確認できる。その結果、大地１２に対する対地インピーダンス、電動機１０の製造バラッキ、配線敷設状況等により増減する漏洩電流に対しても、又は機器故障に対しても信頼性のある漏洩電流低減装置の提供が可能となる。

（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図３に示す第３実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第４実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、電力変換装置３のインバータ７から電動機１０への電力線路９に不平衡電流検出器２９が設けられている。この不平衡電流検出器２９は、インバータ７から電力線路９に出力されて、電動機１０に供給される三相交流の各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃の不平衡電流ΔＩを検出する。なお、漏洩電流が生じると、各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃のバランスが崩れて不平衡電流ΔＩが増大する。不平衡電流検出器２９は検出した不平衡電流ΔＩを主制御装置２２ｃ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｃへ送出する。

ノイズ保護監視部２６ｃは、不平衡電流検出器２９から入力された各相の相電流Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃の不平衡電流ΔＩを監視し、不平衡電流ΔＩが、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、漏洩電流が増加し、漏洩電流低減効果が低下したと判断して、例えば表示器２７に表示出力する。

このように構成された第４実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、先に説明した第３実施形態と同様に、エレベータの管理人は表示器２７で、漏洩電流の抑制状況を確認できる。その結果、大地１２に対する対地インピーダンス、電動機１０の製造バラッキ、配線布設状況他により増減する漏洩電流に対しても、又は機器故障に対しても信頼性のある漏洩電流低減装置の提供が可能となる。

（第５実施形態）
図５は本発明の第５実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図４に示す第４実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

このコモンモード電流検出器３０は、コモンモード電流抽出回路１４で抽出されて、このコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｄ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｄへ送出する。コモンモード電流が増加すると漏洩電流も増加する。

ノイズ保護監視部２６ｄは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、漏洩電流が増加し、漏洩電流低減効果が低下したと判断して、例えば表示器２７に表示出力する。

このように構成された第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、先に説明した第３実施形態と同様に、エレベータの管理人は表示器２７で、漏洩電流の抑制状況を確認できる。その結果、大地１２に対する対地インピーダンス、電動機１０の製造バラッキ、配線布設状況他により増減する漏洩電流に対しても、又は機器故障に対しても信頼性のある漏洩電流低減装置の提供が可能となる。

（第６実施形態）
図６は本発明の第６実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図５に示す第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第６実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置は、第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同様に、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

制御電源回路２１から直流電源が供給されるコンピュータで構成された主制御部２２ｅ内には、図１で説明したエレベータ運転部２３、インバータ駆動部２４の他に、ノイズ保護監視部２６ｅ、待機時間延長部３１とが設けられている。

このような第６実施形態の漏洩電流低減装置において、コモンモード電流検出器３０は、電力線路７からコモンモード電流抽出回路１４で抽出されて、このコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｅ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｅへ送出する。前述したように、コモンモード電流が増加すると漏洩電流も増加する。

ノイズ保護監視部２６ｅは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、待機時間延長部３１を起動する。待機時間延長部３１は、各利用客の呼び登録操作に応じてかごを対応する各目的階へ順次移動させる場合における各移動開始までの待機時間、すなわち、１つの階にかごが停止している最低停止時間Ｔminを延長する指示を、エレベータ運転部２３へ指示する。

エレベータ運転部２３は、実際に各利用客の呼び登録操作に応じてかごを対応する各目的階へ順次移動させる場合における各かごの移動開始タイミングを遅らせて、インバータ駆動部２４へ各かごの移動指示を印加する。インバータ駆動部２４は指示に基づいて、インバータ７の各スイッチング素子８にＰＷＭ信号を印加して、電動機１０を回転させて、かごを目的階へ移動する。

このように、電流漏洩電流が増加すると、行き先階の呼び登録の有無に関わらず、ごかごの各階の待機延長を指示し、漏洩電流低減装置の各構成部品の負荷を軽減することで、機器故障に対して信頼性のある漏洩電流低減装置の実現が可能となる。

（第７実施形態）
図７は本発明の第７実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図６に示す第６実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第７実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置は、第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同様に、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

制御電源回路２１から直流電源が供給されるコンピュータで構成された主制御部２２ｆ内には、図１で説明したエレベータ運転部２３、インバータ駆動部２４の他に、ノイズ保護監視部２６ｆ、スイッチング周波数切換部３２が設けられている。

このような第７実施形態の漏洩電流低減装置において、コモンモード電流検出器３０は、コモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｆ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｆへ送出する。

ノイズ保護監視部２６ｆは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、スイッチング周波数変換部３２を起動する。スイッチング周波数変換部３２は、インバータ駆動部２４に対して、インバータ７のスイッチング周波数の低下指示を出力する。インバータ駆動部２４は、インバータ７の各スイッチング素子８に印加するスイッチング信号であるＰＷＭ信号のキャリア周波数を低下する。

このように構成された第７実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、漏洩電流が増加すると、インバータ７に対するスイッチング信号のキャリア周波数を低下することによって、電動機１０の各巻線に印加される電圧における電圧変化率ｄｖ／ｄｔが低下して、漏洩電流が低化する。その結果、コモンモード電流の発生を抑制し、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７等の漏洩電流低減装置を構成する各構成部品の負荷が軽減するので、機器故障に対する信頼性を向上できる。

（第８実施形態）
図８は本発明の第８実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図７に示す第７実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第８実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置は、第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同様に、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

また、主制御部２２ｇ内には、図１で説明したエレベータ運転部２３、インバータ駆動部２４ａの他に、ノイズ保護監視部２６ｇ、二相／三相変調切換部３３が設けられている。なお、この実施形態のインバータ駆動部２４ａは、インバータ７のＰＷＭ制御として、「二相変調モード」と「三相変調モード」との２種類の変調モードが準備されており、いずれか一方を実施している。

このような第８実施形態の漏洩電流低減装置において、コモンモード電流検出器３０は、コモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｇ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｇへ送出する。

ノイズ保護監視部２６ｇは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、二相／三相変調切換部３３へ三相変調モードへの切換指示を送出する。二相／三相変調切換部３３は、インバータ駆動部２４ａに対して、インバータ７の変調モードを全域三相変調モードへの移行を指示する。インバータ駆動部２４ａは、インバータ７に組込まれた各スイッチング素子８に対するＰＷＭ制御の変調モードを二相変調モードから、全域三相変調モードへ切り換える。

このように構成された第８実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、漏洩電流が増加すると、インバータ７に対するＰＷＭ制御の変調モードが二相変調モードから、全域三相変調モードへ自動的に切換わる。

その結果、電動機１０に印加される電力の電圧の波形が滑らかになり、電圧変化率ｄｖ／ｄｔが低下して、漏洩電流が低化する。その結果、コモンモード電流の発生を抑制し、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７等の漏洩電流低減装置を構成する各構成部品の負荷が軽減するので、機器故障に対する信頼性を向上できる。

（第９実施形態）
図９は本発明の第９実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図５に示す第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第９実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置は、第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同様に、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

また、主制御部２２ｈ内には、図１で説明したエレベータ運転部２３、インバータ駆動部２４の他に、ノイズ保護監視部２６ｈ、速度制御部３５、コンバータ駆動部３６、電圧制御部３７が設けられている。なお、この実施形態の電力変換装置３のコンバータ４ａは、インバータ７と同様に、６個の半導体のスイッチング素子３４をブリッジ接続して構成されている。そして、この各スイッチング素子３４をコンバータ駆動部３６から出力されるＰＷＭ信号で、三相交流に同期してオンオフ制御することによって、三相交流を直流に変換する。この場合、ＰＷＭ信号のパルス幅を変更することによって、出力される直流の電圧を変更できる。

このような第９実施形態の漏洩電流低減装置において、コモンモード電流検出器３０は、コモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｈ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｈへ送出する。

ノイズ保護監視部２６ｈは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められたしきい値電流を超えると、電圧制御部３７へ電圧低下指示を送出すると共に、速度制御部３５へ速度低下指示を送出する。電圧制御部３７はコンバータ駆動部３６へ電圧低下指示を送出する。すると、コンバータ駆動部３６はＰＷＭ信号のパルス幅を狭くして、コンバータ４ａからインバータ７側へ出力される直流の電圧を低下する。

また、速度制御部３５は速度低下指示をインバータ駆動部２４へ送出する。インバータ駆動部２４は、ＰＷＭ信号の送信間隔（送信周波数）を低下させて、電力線路９へ出力される三相交流の周波数を低下する。

このように構成された第９実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、漏洩電流が増加すると、コンバータ４ａの出力直流電圧が低下し、インバータ７の出力交流周波数が低下する。その結果、電動機１０の印加される三相交流の電圧、及び周波数低下する。そのため、電動機１０速度が低下し、応答性能が低下するが、電力変換装置３、及び電動機１０の負荷が大幅に低下し、漏洩電流も大幅に低下する。

その結果、コモンモード電流の発生を抑制し、コモンモード電流抽出回路１４、相間コンデンサ１５、コモンモードチョークコイル１７等の漏洩電流低減装置を構成する各構成部品の負荷が軽減するので、機器故障に対する信頼性を向上できる。

（第１０実施形態）
図１０は本発明の第１０実施形態に係わる漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの要部を示す模式図である。図５に示す第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。

この第１０実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、インバータ７から電動機１０への電力線路９からコモンモード電流抽出回路１４に至る線路１３に遮断器３８が介挿されている。この遮断器３８は通常状態においては閉ており、異常発生時に主制御部２２ｉの遮断器開放指示部３９によって開放する。

第５実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置と同様に、電力線路９を流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５の中性点１５ａへの線路１６にコモンモード電流検出器３０が設けられている。

また、主制御部２２ｉ内には、図１で説明したエレベータ運転部２３、インバータ駆動部２４の他に、ノイズ保護監視部２６ｉ、遮断器開放指示部３９が設けられている。

このような第１０実施形態の漏洩電流低減装置において、コモンモード電流検出器３０は、コモンモード電流抽出回路１４から相間コンデンサ１５に送信されるコモンモード電流を検出する。そして、コモンモード電流検出器３０は、検出したコモンモード電流を主制御装置２２ｉ内に設けられたノイズ保護監視部２６ｉへ送出する。

ノイズ保護監視部２６ｉは、コモンモード電流検出器３０から入力されたコモンモード電流を監視し、このコモンモード電流が、予め実験的に求められた故障とみなすことが可能なしきい値電流を超えると、遮断器開放指示部３９へ遮断器３８の開放指示を送出する。遮断器開放指示部３９は遮断器３８を開放する。その結果、コモンモード電流抽出回路１４は電力線路９から切離される。

このように、第１０実施形態のエレベータの漏洩電流低減装置においては、明らかに故障と見なせるほど大きいコモンロード電流が検出された場合は、コモンモード電流抽出回路１４を含む漏洩電流低減装置の動作が停止するので、漏洩電流低減装置の損傷防止と信頼性向上を図ることが可能である。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。第５〜１０実施形態においては、漏洩電流低減効果の劣化を判定する手法として、コモンモード電流検出器３０でコモンロード電流を検出したが、図２に示す温度検出器２５ａ〜２５ｃで検出した温度、図３に示すコモンモード電流抽出回路１４に流入する電流、図４に示す電力線路９における不平衡電流の各値で判定することが可能である。

本発明の第１実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第２実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第３実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第４実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第５実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第６実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第７実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第８実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第９実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図本発明の第１０実施形態に係わるエレベータの漏洩電流低減装置が組込まれたエレベータの模式図従来の漏洩電流低減装置の概略構成図一般的なコモンモード電流抽出烏回路の回路図

符号の説明

１…交流電源、２，９…電力線路、３…電力変換装置、４，４ａ…コンバータ、６…平滑コンデンサ、７…インバータ、８，３４…スイッチング素子、１０…電動機、１２…大地、１３，１６…線路、１４…コモンモード電流抽出回路、１５…相間コンデンサ、１７…コモンモードチョークコイル、２１…制御電源回路、２２，２２ａ〜２２ｉ…主制御部、２３…エレベータ運転部、２４…インバータ駆動部、２５ａ〜２５ｃ…温度検出器、２６ａ〜２６ｉ…ノイズ保護監視部、２７…表示器、２８…相電流検出器、２９…不平衡電流検出器、３０…コモンモード電流検出器、３１…待機時間延長部、３２…スイッチング周波数切換部、３３…二相／三相変調切換部、３５…速度制御部、３６…コンバータ駆動部、３７…電圧制御部、３８…遮断器、３９…遮断器開放指示部

Claims

交流電源から供給された交流をコンバータで一旦直流に変換してインバータで再度交流に変換してエレベータのかごを移動する電動機に供給する電力変換装置と、前記かごを目的階へ移動させるため前記インバータを駆動するインバータ駆動部が設けられた主制御装置とを備えたエレベータにおいて、
前記電力変換装置における前記インバータから電動機への電力線路に接続され、この電力線路に流れるコモンモード電流を抽出するコモンモード電流抽出回路と、前記交流電源から前記コンバータへの電力線路に接続され中性点に前記コモンモード電流抽出回路で抽出されたコモンモード電流が流入する相間コンデンサと、前記コンバータへの電力線路における相間コンデンサと前記コンバータとの間に介挿されたコモンモードチョークコイルとを備え、
前記主制御装置の駆動電源は、前記コンバータへの電力線路における相間コンデンサとコモンモードチョークコイルとの間から取得すること
を特徴とするエレベータの漏洩電流低減装置。
前記コモンモード電流抽出回路、相間コンデンサ、及びコモンモードチョークコイルの各温度をそれぞれ検出する複数の温度検出器と、
前記主制御装置内に設けられ、前記各温度検出器で検出された各温度を入力し、各温度の温度上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記インバータから電動機への電力線路から前記コモンモード電流抽出回路に至る線路の各相の相電流を検出する相電流検出器と、
前記主制御装置内に設けられ、前記相電流検出器で検出された各相の相電流を入力し、前記コモンモード電流抽出回路に流入する電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記インバータから電動機への電力線路の不平衡電流を検出する不平衡電流検出器と、
前記主制御装置内に設けられ、前記不平衡電流検出器で検出された不平衡電流を入力し、前記不平衡電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記コモンモード電流抽出回路から前記相間コンデンサへの線路に設けられ、前記コモンモード電流抽出回路で抽出されたコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出器と、
前記主制御装置内に設けられ、前記コモンモード電流検出器で検出されたコモンモード電流を入力し、前記コモンモード電流の上昇に対応する漏洩電流低減効果の劣化を監視するノイズ保護監視部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、各利用客の呼び登録操作に応じてかごを対応する各目的階へ順次移動させる場合における各移動開始までの待機時間を延長する待機時間延長部を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、前記インバータ駆動部に対して、前記インバータに組込まれた各スイッチング素子に対するスイッチング信号のキャリア周波数の低下を指示するスイッチング周波数低下部を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、前記インバータ駆動部に対して、前記インバータに組込まれた各スイッチング素子に対するＰＷＭ制御の変調モードを全域三相変調モードへの移行を指示する三相変調モード変更部を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、前記インバータ駆動部に対して、前記電動機の速度低下を指示する速度制御部と、
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、コンバータ駆動部に対して、出力直流の電圧低下を指示する電圧制御部と
を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のエレベータの漏洩電流低減装置。
前記インバータから電動機への電力線路から前記コモンモード電流抽出回路に至る線路に介挿された遮断器と、
前記主制御装置におけるノイズ保護監視部が前記漏洩電流低減効果の予め定められたしきい値を超える劣化を観察したとき、前記遮断器を開放する遮断器開放指示部と
を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のエレベータの漏洩電流低減装置。