JPH0383784A - エレベーターの制御装置 - 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］ 本発明は、エレベータ−の制御装置に係り、特に、停電
時に、自動的にかつ速やかに、乗りかごを最寄りの階に
着床させて１１乗客を避難させる運転を行うために用い
て好適なエレベータ−の制御装置に関する。

［従来の技術］ 停電時、乗客を避難させる従来技術によるエレベータ−
の制御は、駆動用電動機に電力を供給する電力変換器の
交流電源を切り離し、非常用の電池を接続して、停電時
の運転を行うものである。

前述のようなエレベータ−の＊＊装置に関する従来技術
として、例えば、特開昭６１−１２０１７２号公報、特
開昭６３−１７４５８６号公報等に記載された技術が知
られている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術は、電力変換器の入力側に接続される交流
電源と、電池との電圧レベル差について配慮されておら
ず、特に、前記電力変換器の入力側に接続されている過
電圧吸収コンデンサに残留する電荷による電圧と、電池
の電圧とのレベル差について配慮されていなかった。こ
の過電圧吸収コンデンサには、停電時、高い電圧、交流
電源の位相によっては、電池の電源と逆方向の高い電圧
が保持される。

このため、前記従来技術は、停電時、交流電源を切り離
し、電池を接続したとき、周辺回路に大きな電流が流れ
、前記電池及び周辺回路に過剰な負荷をかけ、これらを
破壊することがあるという問題点を有している。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し５停電
時に交流電源を切り離し、電池を接続する場合に、電池
及び周辺回路に過剰な負荷をかけることなく、安定した
エレベータ−の非常運転を行うことを可能にするエレベ
ータ−の制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば前記目的は、交流電源を切り離し、電池
等の第２の電源に切り替えるヒき、前記コンデンサの持
つ電荷を放電させ、コンデンサの電圧と、電池等の第２
の電源の電圧との電圧差を最小とした後、前記電源の切
り替えを行うようにすることにより達成される。また、
前記目的は、交流電源を切り離し、電池等の第２の電源
に切り替えるとき、前記コンデンサと第２の電源との間
に電流制限素子を所定時間挿入し、コンデンサに保持さ
れる電荷に起因する電流を抑えるようにすることにより
達成される。

［作　用］ 前記コンデンサの電荷は、前記コンデンサの両端を接続
する電気的回路を作成することにより放電させることが
できる。本発明の第１の手段は、この前記コンデンサの
両端を接続する電気的回路を、電力変換機のＳＷ言方法
利用することにより作成するものである。

すなわち、通常エレベータ−駆動用の制御装置は、第１
の電力変換器、第２の電力変換器、及び、これらの間を
接続する直流リアクトルを備えて構成されており、常に
直流電流が流れるように制御されているので、交流電源
を切断後、−旦、これらの電力変換器に電力変換動作を
行わせると、コンデンサ噂第１の電力変換器呻直流すア
クトル噂第２の電力変換器の電流経路ができ、この第２
の電力変換器または該第２の電力変換器の負荷である電
動機を通る、前述と逆向きの電流経路ができ、これによ
り、コンデンサの電荷を放電することができる。

また、本発明の第２の手段は、交流電源を切断後、−旦
、前記高電圧防止コンデンサの両端に、導体または抵抗
体を接続することにより、コンデンサの電荷を放電する
ものである。

本発明は、前述の第１、あるいは、第２の手段により、
停電時に保持されているコンデンサの電荷を放電し、そ
れにより、電池の電圧と、コンデンサの電圧との電圧差
を少なくし、電池及び周辺回路に対する過剰な負荷を防
止することができるものである。

一方、コンデンサと電池とが接続されたときに流れる電
流は、コンデンサに保持されている電圧と電池の電圧の
差によって、その最大値が決まるので、この電流経路内
に抵抗等の電流制限素子を接続することにより、前記電
流の最大値を抑えることが可能である。

従って、本発明の第３の手段は、交流電源を切断後、前
記電流経路内に電流制限素子を挿入するものであり、こ
れにより、コンデンサの電荷を放電させることなく、電
池及び周辺回路に対する過剰な負荷を防止することがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明によるエレベータ−の制御装置の一実施例
を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図、第
２図はその動作を説明する各部の波形を示すタイミング
チャートである。第１図において。

１は交流電源、２は過電圧吸収コンデンサ、３は第１の
電力変換器、４は直流リアクトル、５は第２の電力変換
器、６はフィルタコンデンサ、７は電動機、８は減速器
、９は綱車、１０は釣合いおもり、１１は乗りかご、１
２は綱、１３は停電検出器、１４．１５は電磁接触器、
１６は電池、１７は抵抗、１８は速度制御回路、１９は
電力変換器制御回路、２０．２３は信号発生回路、２１
．２４は駆動回路、２２は電流検出器、２５は速度検出
器である。

第１図に示す本発明の一実施例の工１ノベーターの制御
装置において、その主回路は、交流電源１と、該交流電
源１の交流電力を直流に変換する、自己消弧素子Ｇ、〜
Ｇ、で構成される第１の電力変換器３と、前記自己消弧
素子Ｇ　ｌ””　Ｇ　＠の点弧時に発生する過電圧を吸
収する前記第１の電力変換器３の入力側に接続された過
電圧吸収コンデンサ２と、直流電流を平滑する直流リア
クトル４と、直流電力を交流電力に変換する、自己消弧
素子で構成された第２の電力変換器５と、該第２の電力
変換器５の出力する交流電力に含まれる高調波成分を低
減するフィルタコンデンサ６とにより構成されている。

そして、電動機７は、前記第２の電力変換器５から交流
電力の供給を受け、駆動力を発生し、減速器８を介して
この駆動力を綱車９に伝達する。

綱車９には、乗りかご１１と釣合いおもり１０ヒを連結
している綱１２がかかつており、綱車９が回転すること
により、乗りかご１１が運転制御される。

前述した制御回路を制御する制御回路は、速度制御回路
１８と、電力変換器制御回路１９と、第１の電力変換器
を構成する自己消弧素子Ｇ、〜Ｇ。

の点弧を制御する信号Ｐ工〜Ｐａを発生する信号発生回
路２０及び駆動回路２１と、電流検出器２２と、第２の
電力変換器を構成する自己消弧素子の点弧を制御する信
号を発生する信号発生回路２３及び駆動回路２４と、電
動機７の回転数を検出する速度検出器２５とにより構成
されている。

速度制御回路１８は、停電検出器１３からの電源確立信
号Ｓｐ、速度検出器１５からの速度帰還信号Ｓｖ、及び
、図示しない他の指令信号等を受けて、速度指令Ｓｃ＋
、パルス切り替え指令Ｓ、及び電力変換を停止させるた
めの変換抑止信号Ｓ８を出力する。また、電力変換器制
御回路１９は、速度制御回路１８からの速度指令ＳＣＩ
及びパルス切り替え指令Ｓ１１と、速度検出器１５から
の速度帰還信号Ｓｖと、電流検出器２２からの電流検出
出力Ｓｘとを受けて、信号発生回路２０．２３に対する
制御信号Ｓ　ｃａ、　Ｓ　ａｓを出力する。

信号発生回路２０は、停電検出回路１３からの電源同期
信号Ｓ０に基づいて、交流電源１との同期を取りながら
、制御信号ｓｅｘに対応したパルス信号Ｐ　ｌ”’　Ｐ
　ａを作成する。駆動回路２２は、このパルス信号Ｐ１
〜Ｐ６を受け、該パルス信号Ｐ１〜Ｐａに応じて、自己
消弧素子Ｇ、〜Ｇ、にスイッチング動作を行わせる。

これにより、交流電源１からの交流電力は、第１の電力
変換器３により直流電力に変換され、直流リアクトル４
を介して第２の電力変換器５に与えられる。

第２の電力変換器５は、電力変換器制御回路１９からの
任意の周波数の交流に変換することを指示する制御信号
Ｓｃｓを受ける信号発生回路２３及び駆動回路２４によ
り、その自己消弧素子が、はぼ前述と同様にスイッチン
グ制御され、第１の電力変換器３からの直流電力を、可
変周波数の３相の交流電力に変換する。

前述したような基本動作を行う本発明の第１の実施例の
本発明による動作の詳細を、第２図に示すタイミングチ
ャートを参照して説明する。

第２図において、時ｍｔｔ　までは、交流電源１は、正
常であり、第１の電力変換器３は、この交流電力を直流
に変換している。従って、交流電源１の各相間の電源電
圧ＶＬＩＶ％　ＶＶＷ％　ＶｗＬＩは、それぞれ、正弦
波状に変化している。信号発生回路２０より出力される
パルス信号Ｐ０〜Ｐａは、電源に同期しており、そのパ
ルス幅は、正弦波状に分布している。そして、このパル
ス信号Ｐ０〜Ｐ＠によリスイツチングされる自己消弧素
子０１〜Ｇ、が出力する直流電圧は、第２図にＶｄとし
て示すようなパルス状となるが、この直流電圧により第
２の電力変換器５に流れる電流は、直流リアク）・ル４
の作用により、第２図にＬ　として示すような連続した
波形となる。

停電時、電源を交流電源１かも第２の電源である電池１
６に切り替える回路は、停電検出器１３と、電磁接触器
１４．１５と、電池１６と、抵抗１７とにより構成され
ており、停電検出器１３は、停電時に″Ｌ″レベルとな
る電源確立信号Ｓｐと。

電源同期信号Ｓ０とを出力する。

いま、時刻ｔ、で停電が発生すると、停電検出器１３は
、電源確立信号Ｓ、を“Ｌ”レベルとし、速度制御回路
１８に停電の発生を知らせる。これにより、速度制御回
路１８は、電磁接触器１４に対する制御信号５Ｉｔ−″
′Ｌ″レベルとして、電磁接触器１４を釈放し、第１の
電力変換器３と交流電［１とを切り離す。

速度制御回路１８は、同時に、停電という異常状態時に
、第１及び第２の電力変換器３．５が電力変換動作を行
なわないようにするため、自己消弧素子の駆動回路２１
．２４に対する変換抑止信号Ｓｓを“Ｌ”レベルとし、
電力変換動作を停止させる。この結果、第１の電力変換
器３の入力側に接続されている過電圧吸収コンデンサ２
には、高い電圧が保持されたままとなる。

そこで、速度ｉｓ回路１８は、時ｔｉｎ　ｔ　＊で、変
換抑止信号Ｓ、を“Ｈ”レベルとして、第１及び第２の
電力変換器３、Ｓに、−時的に電力変換動作を行なわせ
る。これにより、コンデンサ２の残留電荷が放電される
。

速度制御回路１８は、その後、時刻ｔｓで再び変換抑止
信号Ｓ、を＃　Ｌ　Ｈレベルに落すが、このときには、
コンデンサ２の電荷は、完全に放電されている。

次に、速度制御回路１８は、前述のコンデンサ２の放電
処理から充分な時間Ｒ過した時刻ｔ４に、パルス切り替
え信号Ｓｊｌを“Ｈ”レベルにする。

このパルス切り替え信号Ｓｓは、電力変換機制御回路１
９を介して信号Ｓ１ｍとされ、信号発生回路２０に伝え
られ、パルス信号Ｐ１〜Ｐ、を交流電源用から直流電源
用に切り替える。さらに、速度制御回路１８は、前述の
パルス信号ＰＩＮＰ、の切り替えが完了した時刻ｔａに
、電磁接触器上５に対するｆ！！Ｉ御信号Ｓ、を“Ｈ”
レベルにして、電磁接触器１５を投入し、これにより、
電池１６及び抵抗エフを第１の電力変換器３に接続する
。その後、速度制御回路１８は、時刻ｔ１１に変換抑止
信号Ｓ。

を″Ｈ″レベルにして、第１及び第２の電力変換器３．
５に電力変換動作を開始させる。

本発明の第１の実施例は、以上の動作により、停電時に
も、直流電力を第２の電力変換器５に供給することがで
き、エレベータ−を運転して、乗りかと１１を避難階２
６に着床させることができる。

前述した本発明の第１の実施例によれば、第１及び第２
の電力変換器３．５に対する制御信号のタイミングを操
作するのみで、制御装置の構成を変更すること無く、電
源切り替え時に、コンデンサ２の電荷を完全に放電させ
ることができ、これにより、電池１６及び周辺回路に過
剰な負荷をかけることなく、停電時の電源の切り替えを
行なうことができる。

第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す回路図、第
４図はその動作を説明する制御信号の波形を示すタイミ
ングチャートである。第３１！Ｉにおいて、２８は放電
抵抗、２９は電磁接触器であり、他の符号は第１図の場
合と同一である。

第３図に示す本発明の第２の実施例は、停電の際の電源
の切り替え時、放電抵抗２８を用いてコンデンサ２の残
留電荷を放電させるものであり。

この放電を制御するために、速度制御回ｌ１１８からの
制御信号Ｓ３により、電磁接触器２９が、投入、釈放制
御されように構成されている点で、前述した本発明の第
１の実施例と相違し、その他の点では、同様に構成され
ている。

次に、第４図を参照して、本発明の第２の実施例の動作
を説明する。

いま、時刻Ｕ＋に停電が発生すると、前述したと同様に
、停電検出器１３は、電源確立信号Ｓｐを″Ｌ’レベル
とし、速度制御回路１８に停電の発生を知らせる。これ
により、速度制御回路１８は、電磁接触器１４に対する
制御信号５ｌｔＩ−Ｌ“レベルとして、電磁接触器１４
を釈放し、また、変換抑止信号Ｓ、″Ｌ”レベルとして
、電力変換動作を停止させる。

次に、速度制御回路１８は、時刻ｔ１〜も、の間、制御
信号Ｓ、をＨ”レベルとして、電磁接触器２９を投入し
、コンデンサ２の電荷を放電させ、その後１時刻ｔ４に
パルス切り替え信号Ｓ・、及びＳｍｍを″′Ｈ″レベル
として、電力変換動作を、交流電源用から直流電源用に
切り替えるゆそして、さらに、速度制御回路１８は、時
刻ｔｓで制御信号Ｓ、を“Ｈ″レベルして電池１６を接
続し、時刻ｔ、で変換抑止信号Ｓ、をＨ”レベルとして
、停電時の電力変換動作を行なわせ、エレベータ−の運
転を制御する。

前述のような本発明の第２の実施例によっても、第１の
実施例と同様な効果を得ることができる。

第５図は本発明の第３の実施例の構成を示す回路図、第
６図はその動作を説明する制御信号の波形を示すタイミ
ングチャートである。第５図において、３１は電流制限
抵抗、３２．３３は電磁接触器、３４は直流電動機、３
５は界磁制御回路であり、他の符号は第１図の場合と同
一である。

第５図に示す本発明の第３の実施例は、エレベータ−を
駆動する電動機として直流電動機３４を使用するエレベ
ータ−の制御装置に、本発明を適用したものであり、第
２の電力変換器を設けることなく、第１の電力変換器３
に直流電動機３４が接続されて構成されている。そして
、直流電動機３４の界磁は、電力変換器制御回路１９か
もの制御信号Ｓ（＋４に基づいて、界磁コイルの電流を
制御する界磁制御回路３５により制御される。

この本発明の第３の実施例においては、電池が接続され
たときの、コンデンサ電荷による放電電流を制限するた
めに、その主回路に、電流制限抵抗３１及び電磁接触器
３２．３３が設けられている。

このような本発明の第３の実施例の動作を第６図を参照
して説明する。

いま、時刻ｔ１に停電が発生すると、前述したと同様に
、停電検出器１３は、電源確立信号Ｓ。

を″Ｌ″１ノベルとし、速度制御回路１８に停電の発生
を知らせる。これにより、速度制御回路１８は、電磁接
触器１４に対する制御信号Ｓ、を“Ｌ”レベルとして、
電磁接触器１４を釈放して、交流電源１．を切り離し、
また、変換抑止信号Ｓｓ　　Ｌ”レベルとして、電力変
換動作を停止させ、同時に電磁接触器３３に対する制ｍ
信号Ｓ、を“Ｌ”　レベルとして、電磁接触器３３を釈
放する。

次に、速度制御回路１３は、時刻ｔコに制御信号Ｓ＠を
Ｈ”レベルとして、電磁接触器３２を投入し、電流制限
抵抗３１を回路に挿入し、その後、時刻ｔコにパルス切
り替え信号Ｓ・及びＳｏｍを“Ｈ”レベルとして、電力
変換動作を、交流電源用から直流電源用に切り替える。

さらに、速度制御回路１８は、時刻１＋、で制御信号Ｓ
、をＨ”レベルとして電池１６を接続し、時刻ｔ、に電
磁接触器３２を釈放し、電磁接触器３３を投入して、電
流制限抵抗３１を切り離すと共に、時刻ｔ、で変換抑止
信号Ｓ３を″Ｈ″レベルとして、停電時の電力変換動作
を行なわせ、エレベータ−の運転を制御する。

前述した本発明の第３の実施例によれば、簡単な回路を
追加し、合わせて、周率なタイミング制御を行なうこと
により、電流切り替え時の突入電流を抑えることができ
、電池及び周辺回路に過剰な負荷をかけることを防止す
ることができる。

前述した本発明の第３の実施例の方法は、本発明の第１
、第２の実施例のような第２の電力変換機を備えるエレ
ベータ−の制御装置にも適用することが可能であり、ま
た、逆に、本発明の第１、第２の実施例の方法は、第３
の実施例のような第１の電力変換器に直流電動機を接続
して構成されるエレベータ−の制御装置に適用すること
ができる。

また、前述した本発明の実施例では、第２の電源として
、電池を用いるとしたが、第２の電源は、非常用の他の
交流電源であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エレベータ−の制
御装置における、停電時の電源切り替え時に、電池等の
第２の電源及びその周辺回路に過剰な負荷をかけること
がないので、周辺回路を構成する素子、接触器等の容量
を大きく設定する必要を無くすことができる。また、本
発明によれば、第１の電力変換器の入力側に接続される
過電圧吸収コンデンサの容量を、平常時の容量とするこ
とができ、このコンデンサを、交流電源で動作する場合
と、電池等の第２の電源で動作する場合とで共用させる
ことができる。

さらに、本発明によれば、装置の大型化を回避して、信
頼性の高いエレベータ−の制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図、第
２図はその動作を説明する各部の波形を示すタイミング
チャート、第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す
回路図、第４図はその動作を説明する制御信号の波形を
示すタイミングチャート、第５図は本発明の第３の実施
例の構成を示す回路図、第６図はその動作を説明する制
御信号の波形を示すタイミングチャートである。 １は交流電源、２は過電圧吸収コンデンサ、３は第１の
電力変換器、４は直流リアクトル、５は第２の電力変換
器、６はフィルタコンデンサ、７は電動機、８は減速器
、９は綱車、１０は釣合いおもり、１１は乗りかご、１
２は綱、１３は停電検出器、１４．１５．２９．３２．
３３は電磁接触器、１６は電池、１７は抵抗、１８は速
度制御回路、１９は電力変換器制御回路、２０．２３は
信号発生回路、２１．２４は駆動回路、２２は電流検出
器、２５は速度検出器、２８は放電抵抗、３１は電流制
限抵抗、３４は直流電動機、３５は界磁制御回路である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源からの交流電力を直流電力に変換する第１の電
   力変換器と、該第１の電力変換器より直流リアクトルを
   介して供給される直流電力を交流電力に変換する第２の
   電力変換器と、該第２の電力変換器からの交流電力によ
   り駆動される交流電動機と、前記第１の電力変換器の入
   力側に接続されるコンデンサと、前記交流電力が消失し
   たとき、第２の電源に切り替える電源切リ替え手段とを
   備えるエレベーターの制御装置において、前記電源切り
   替え手段は、前記交流電力が消失したとき、該交流電力
   を切り離した後、前記コンデンサに残留する電荷を放電
   させ、その後第２の電源に切り替えることを特徴とする
   エレベーターの制御装置。 ２、電源からの交流電力を直流電力に変換する第１の電
   力変換器と、該第１の電力変換器より直流リアクトルを
   介して供給される直流電力により駆動される直流電動機
   と、前記第１の電力変換器の入力側に接続されるコンデ
   ンサと、前記交流電力が消失したとき、第２の電源に切
   り替える電源切り替え手段とを備えるエレベーターの制
   御装置において、前記電源切り替え手段は、前記交流電
   力が消失したとき、該交流電力を切り離した後、前記コ
   ンデンサに残留する電荷を放電させ、その後第２の電源
   に切り替えることを特徴とするエレベーターの制御装置
   。 ３、前記電源切り替え手段による前記コンデンサに残留
   する電荷の放電は、前記第１及び第２の電力変換器の電
   力変換動作により行なわれることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のエレベーターの制御装置。 ４、前記電源切り替え手段による前記コンデンサに残留
   する電荷の放電は、前記第１の電力変換器の電力変換動
   作により行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のエレベーターの制御装置。 ５、前記電源切り替え手段による前記コンデンサに残留
   する電荷の放電は、電荷の放電に必要な所定時間の間、
   抵抗体を前記コンデンサに接続することにより行なわれ
   ることを特許請求の範囲第１項または第２項記載のエレ
   ベーターの制御装置。 ６、前記電源切り替え手段は、前記交流電力が消失した
   とき、該交流電力を切り離した後、所定時間の間、電流
   制限素子を、前記第２の電源と前記コンデンサとの間に
   挿入し、その後第２の電源に切り替えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載のエレベータ
   ーの制御装置。