JPH0617196B2

JPH0617196B2 - エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JPH0617196B2
Application number: JP21726489A
Authority: JP
Inventors: 和彦佐々木; 秀明高橋; 哲福田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building System Service Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building System Service Co Ltd
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0383784A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、エレベーターの制御装置に係り、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、乗客を避難させる運転を行なうために用い
て好適なエレベーター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ー
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ーの制御装置に関する従来技術
として、例えば、特開昭６１−１２０７２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つた。こ
の過電圧吸収コンデンサには、停電時、高い電圧、交流
電源の位相によつては、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、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
エレベーターの非常運転を行うことを可能にするエレベ
ーター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とき、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、電力変換機の制御方法を
利用することにより作成するものである。

すなわち、通常エレベーター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、一旦、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⇒第１の電力変換器⇒直流リア
クトル⇒第２の電力変換器の電力経路ができ、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、一
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
差によつて、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。

従つて、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ー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
チヤートである。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はフイルタコ
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、１２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エレベーターの制御装
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Ｇ₁〜Ｇ₆
で構成される第１の電力変換器３と、前記自己消弧素子
Ｇ₁〜Ｇ₆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
流電圧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イルタコ
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
こ駆動力を綱車９に伝達する。綱車９には、乗りかご１
１と釣合いおもり１０とを連結してる綱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Ｇ₁〜Ｇ₆の点弧を制御する信号
Ｐ₁〜Ｐ₆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Ｓ_P 、速度検出器１５からの速度帰還信号Ｓ_V 、及
び、図示しない他の指令信号等を受けて、速度指令
Ｓ_C1、パルス切り替え指令Ｓ_B及び電力変換を停止させ
るための変換抑止信号Ｓ_S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Ｓ
_C1及びパルス切り替え指令Ｓ_B と、速度検出器１５から
の速度帰還信号Ｓ_V と、電流検出器２２からの電流検出
出力Ｓ_I とを受けて、信号発生回路２０、２３に対する
制御信号Ｓ_C2、Ｓ_C3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Ｓ_C2に対応したパルス信号Ｐ₁〜Ｐ₆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〜Ｐ₆に応じて、自己消弧素子Ｇ₁
〜Ｇ₆にスイツ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ことを指示する制御信号Ｓ
_C3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、ほぼ前述と同様にスイツチング制
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
ヤートを参照して説明する。

第２図において、時刻ｔ₁ 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。従つて、交流電源１の各相間の電源電圧
Ｖ_UV、Ｖ_VW、Ｖ_WU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〜
Ｐ₆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〜Ｐ₆に
よりスイツチングされる自己消弧素子Ｇ₁〜Ｇ₆が出力す
る直流電圧は、第２図にＶ_d として示すようにパルス状
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、直流リアクトル４の作用により、第２図に
Ｉ_d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から第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Ｓ_P と、電源同期信号Ｓ₀ とを出力す
る。

いま、時刻ｔ₁で停電が発生すると、停電検出器１３
は、電源確立信号Ｓ_P 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Ｓ₁ を
“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と交流電源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２
１、２４に対する変換抑止信号Ｓ_S 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、速度制御回路１８は、時刻ｔ₂ で、変換抑止信
号Ｓ_S を“Ｈ”レベルとして、第１及び第２の電力変換
器３、５に、一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ｔ₃ で再び変換抑止
信号Ｓ_S を“Ｌ”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経過した時刻ｔ₄に、パルス切り替
え信号Ｓ_Bを“Ｈ”レベルにする。このパルス切り替え
信号Ｓ_Bは、電力変換機制御回路１９を介して信号Ｓ_BB
とされ、信号発生回路２０に伝えられ、パルス信号Ｐ₁
〜Ｐ₆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Ｐ₁〜Ｐ₆の
切り替えが完了した時刻ｔ₅ に、電磁接触器１５に対す
る制御信号Ｓ₂ を“Ｈ”レベルにて、電磁接触器１５を
投入し、これにより、電池１６及び抵抗１７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ｔ₆に変換抑止信号Ｓ_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、エレベーターを運転して、乗りかご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
ングチヤートである。第３図において、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、速度制御回路１８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_P 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Ｓ₁ を“Ｌ”レベルとして、電磁接触器１
４を釈放し、また、変換抑止信号Ｓ_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ｔ₂〜ｔ₃の間、制御信
号Ｓ₃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、時刻ｔ₄
にパルス切り替え信号Ｓ_B 、及びＳ_BB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。そして、さらに速度制御回路１８は、時刻ｔ
₅ で制御信号Ｓ₂ を“Ｈ”レベルとして電池１６を接続
し、時刻ｔ₆ で変換抑止信号Ｓ_S を“Ｈ”レベルとし
て、停電時の電力変換動作を行なわせ、エレベーターの
運転を制御する。

前述のような本発明の第２の実施例によつても、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
ングチヤートである。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、エレベーターを
駆動する電動機として直流電動機３４を使用するエレベ
ーターの制御装置に、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
からの制御信号Ｓ_C4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_P 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Ｓ₁ 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Ｓ_S “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に対する制御信号Ｓ₅ 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′₂に制御信号Ｓ₆
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′₃にパ
ルス切り替え信号Ｓ_B及びＳ_BB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ｔ′₄で制御信
号Ｓ₂ を“Ｈ”レベルとして電池１６を接続し、時刻ｔ
₅ 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ｔ₆ で変
換抑止信号Ｓ_S を“Ｈ”レベルとして、停電時の電力変
換動作を行なわせ、エレベーターの運転を制御する。

前述した本発明の第３実施例によれば、簡単な回路を追
加し、合わせて、簡単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
レベーター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ー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
の交流電源であつてもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、エレベーターの制
御装置における、停電時の電げ切り替え時に、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
頼性の高いエレバーター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
チヤート、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
示すタイミングチヤート、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ヤートである。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はフイルタコンデンサ、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、
１２は綱、１３は停電検出器、１４、１５、２９、３
２、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、２
３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

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。