JPH09110329A

JPH09110329A - エレベーター駆動装置

Info

Publication number: JPH09110329A
Application number: JP7297879A
Authority: JP
Inventors: Seiji Komatsu; 清次小松; Nobuyoshi Muto; 信義武藤; Sadao Hokari; 定夫保苅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】インバータ性能の維持及び平滑コンデンサの
信頼性向上に好適なエレベーター駆動装置を提供するこ
とにある。【解決手段】平滑コンデンサの温度が周囲温度によっ
て定まる許容温度レベル内か否かを判定する温度判定器
１８、又は所定の負荷における平滑コンデンサのリプル
電流の値が周囲温度によって定まる許容リプル電流レベ
ル内か否かを判定するリプル電流判定器２１、又は平滑
コンデンサの温度、この温度の温度変化率及び所定の負
荷におけるリプル電流の値が異常又は劣化寿命と判定さ
れるそれぞれの設定レベル内か否かを判定する劣化寿命
判定器２２、又は平滑コンデンサの温度が所定設定レベ
ルを超えたときの時間を積算し、この積算値が異常又は
劣化寿命と推定（予測）される時間設定レベル内か否か
を判定する温度積算判定器２３のいずれか、又は組合わ
せて、又は全部を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧形インバータ
によって駆動するエレベーター駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電圧形インバータ方式のエレベ
ーター駆動系は、乗りかご昇降用の誘導電動機と、この
誘導電動機と対をなす、三相交流電源を整流する整流
器、この整流器により整流された電圧を平滑するための
平滑コンデンサ、平滑された直流電圧源を三相の可変周
波数、可変電圧に変換するインバータ部を含む制御装置
を備えた駆動系から構成される。エレベータは、人の乗
っていない状態から定員までの負荷に対して円滑に昇降
させる必要があり、そのため、電圧形インバータに使用
する平滑コンデンサは、インバータ性能を維持し、メン
テナンス周期を長くするため、かなりの余裕度をとった
大きな定格容量のものを使用する。一般の電圧形インバ
ータにおいて、平滑コンデンサの劣化を判断する方法と
して、特開平６−２０９５８３号公報のように、直流電
圧検出回路、時間測定器とコンデンサ劣化判定回路を備
え、三相交流電源の投入時に直流電圧源の電圧立上り時
間、つまり、平滑コンデンサが劣化すると、平滑コンデ
ンサの初期充電電圧の立上り時間が正常な場合の立上り
時間より短くなることを利用して、平滑コンデンサの劣
化と判別する方法が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−２０９５８
３号公報においては、電源投入時に正常な平滑コンデン
サと劣化した平滑コンデンサの初期充電電圧の立上り時
間差の違いを利用して、平滑コンデンサの劣化を判定し
ているが、判定後どのような制御をするのか考慮されて
おらず、かつ、運転中負荷の変動等により平滑コンデン
サに生じた異常な温度上昇、リプル電流の増大等、平滑
コンデンサの異常に対して保護機能を有していない、と
いう問題がある。また、現状のエレベーター制御装置で
も、平滑コンデンサの劣化による寿命に対して何ら保護
機能を設けていない。その代り、大容量の平滑コンデン
サを設けて、劣化による寿命に対して強化している。し
かし、長期間の運転により、いつ劣化等による容量低下
のため、インバータ性能の悪化や平滑コンデンサの破壊
が発生するか把握できない、という問題がある。

【０００４】本発明の課題は、上述した点に鑑み、イン
バータ性能の維持および平滑コンデンサの信頼性向上に
好適なエレベーター駆動装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、交流電源を
整流して直流電圧に変換する整流器、整流器の出力を平
滑する平滑コンデンサ、平滑コンデンサから得られた直
流電圧を交流の可変電圧、可変周波数に変換するインバ
ータ、インバータによって制御され、エレベーターの乗
りかごを駆動する誘導電動機からなるエレベーター駆動
装置において、平滑コンデンサの内部温度を検出する温
度センサ、且つ／又は平滑コンデンサに流れるリプル電
流を検出する電流センサを有し、温度判定器、又はリプ
ル電流判定器、又は劣化寿命判定器、又は温度積算判定
器のいずれか、又は組合わせて、又は全部を備えること
によって、達成される。ここで、温度判定器は、温度セ
ンサから得られる温度が周囲温度によって定まる許容温
度レベル内に入っているか否かを判定する。リプル電流
判定器は、所定の負荷におけるリプル電流の値が周囲温
度によって定まる許容リプル電流レベル内に入っている
か否かを判定する。劣化寿命判定器は、温度センサから
得られる温度、この温度の温度変化率及び所定の負荷に
おけるリプル電流の値が異常又は劣化寿命と判定される
それぞれの設定レベル内に入っているか否かを判定す
る。温度積算判定器は、温度センサから得られる温度が
所定設定レベルを超えたときの時間を積算し、この積算
値が異常又は劣化寿命と推定（予測）される時間設定レ
ベル内に入っているか否かを判定する。

【０００６】本発明は、何らかの原因（長時間の高負
荷、負荷変動等）により平滑コンデンサの温度が上昇
し、許容温度レベル以上になった場合には、通常運転か
ら負荷軽減運転に移行し、エレベーターを停止させるこ
となく、平滑コンデンサの温度を抑制し、平滑コンデン
サの劣化寿命を延ばすこと、つまり、過酷な条件の回避
により、平滑コンデンサの寿命を長くする。また、負荷
の状態（リプル電流の状態）により平滑コンデンサに入
出力するリプル電流が大きくなり、許容リプル電流レベ
ル以上になった場合には、通常運転から負荷軽減運転に
移行し、エレベーターを停止することなしに、リプル電
流を低減し、平滑コンデンサの寿命を長くする。また、
平滑コンデンサの温度、リプル電流、温度変化率、リプ
ル電流変化率が異常又は劣化寿命と判定されるそれぞれ
の設定レベル以上になった場合には、エレベーターを安
全に最寄りの階に停止させると共に、エレベーターが停
止したことを警報音、又は文字表示やランプ表示等で点
検者、監視センター員等に知らせ、平滑コンデンサの点
検、交換を促す。また、平滑コンデンサの温度が設定し
た検出レベルに達したときからこの検出レベル以下にな
るまでの継続時間を順次積算し、この積算時間から平滑
コンデンサの異常又は劣化寿命を推定（予測）し、平滑
コンデンサの点検及び交換の目安とする。これにより、
メンテナンスが早めにでき、平滑コンデンサの故障等に
よるエレベーターの休止を最小にすることができる。ま
た、複数のエレベーター装置にそれぞれ設けた温度判定
手段、リプル電流判定手段、劣化寿命判定手段、温度積
算判定手段からの信号をエレベーターの統括管理装置に
入力することにより、エレベーターの統括管理中であっ
ても、複数のエレベーターの平滑コンデンサの劣化状態
の把握、及び平滑コンデンサ寿命の推定（予測）がで
き、当該エレベーターを負荷軽減運転、又は停止させる
と同時に、他のエレベーターを呼び階に移行させ、乗客
の待ち時間を少なく、かつ、複数のエレベーターの運転
を効率よくできると共に、平滑コンデンサのメンテナン
スが早めにでき、寿命故障等による閉じ込め事故を最小
にすることができる。これらの結果、本発明は、インバ
ータ性能を維持し、かつ、平滑コンデンサの信頼性を向
上させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す
エレベーター駆動装置の全体構成図である。図１におい
て、１は三相交流電源、２は三相交流電源１からエレベ
ーター駆動系への電力の供給、遮断を行う接触器、３は
三相交流電源１を整流する整流器（可変制御素子で構成
された可変コンバータを含む。）、４は整流器３により
整流された電圧を平滑するための平滑コンデンサ、５は
パワートランジスタやＩＧＢＴ等の可変制御素子、６は
可変制御素子５で構成されたインバータ部、７は誘導電
動機、８は誘導電動機７の駆動力をロープ９に伝える綱
車、１０はロープ９により綱車８を介して釣合いおもり
１１とつるべ式に懸垂されたエレベータの乗りかご、１
２はエレベーターの速度を検出する速度検出器、１３は
インバータ部６を制御する運転制御部、１７は平滑コン
デンサ４の温度センサ、１７Ａは周囲温度を検出する温
度センサ、１８は平滑コンデンサ４の温度を入力して判
定する温度判定器、１９は監視装置、２０は平滑コンデ
ンサ４の電流センサ、２１は平滑コンデンサ４に入出力
されるリプル電流を判定するリプル電流判定器、２２は
平滑コンデンサ４の劣化寿命判定器、２３は温度積算判
定器を示す。

【０００８】運転制御部１３は、速度指令ωr*を出力す
る速度指令発生器１４、速度指令ωr*と速度検出器１２
から出力される速度信号ωrに基づきインバータ６を制
御するため、ベクトル制御の要素である周波数指令ω
*、電流指令Ｉ*、位相指令θ*を演算し、出力する速度
制御部１５、および、速度制御部１５から出力されるベ
クトル制御の諸量ω*、Ｉ*、θ*とインバータ部６の出
力電流ｉu、ｉv（図示せず）に基づき、パルス幅変調
（ＰＷＭ）信号を発生し、このＰＷＭ信号によりインバ
ータ部６の可変制御素子５のＯＮ、ＯＦＦ動作を制御す
るＰＷＭ制御器１６からなる。温度センサ１７は、平滑
コンデンサ４の温度を検出する熱電対または温度抵抗体
からなり、平滑コンデンサ４の内部で最も温度が上がる
領域に取付けられ、温度信号Ｔを出力する。温度センサ
１７Ａは、平滑コンデンサ４の周囲温度（雰囲気温度）
を測り、周囲温度信号ＴAを出力する。温度判定器１８
は、温度信号Ｔが予め設定された検出レベルＴ₁を超え
ていないか検出する手段を備えており、超えた場合に
は、超えた大きさ（Ｔ−Ｔ₁の差）に反比例して変化す
る加速度信号Ｓ1と、Ｈi→Ｌow信号に変わる信号Ｓ2を
出力する。また、温度判定器１８は、検出レベルＴ₁を
後述する図２の許容温度特性に比例して変わるよう、周
囲温度信号ＴAにより補正する手段を内蔵している。監
視装置１９は、各入力信号により、異常を点検者又は監
視センター員等に警報音や文字表示、ランプ表示等によ
り知らせる手段を備え、かつ、点検者又は監視員が後述
する温度積算判定器２３の積算値を読み出し、点検等の
目安にする。電流センサ２０は、平滑コンデンサ４の入
出力リプル電流を検出し、リプル電流信号ｉを出力す
る。リプル電流判定器２１は、リプル電流信号ｉが予め
設定された検出レベルｉ₁を超えていないか検出する手
段を備え、超えた場合には、超えた大きさ(ｉ−ｉ₁の
差)に反比例した値の加速度信号Ｓ3を出力し、更に、リ
プル電流信号ｉが検出レベルｉ₁を越えた瞬間に、Ｈi→
Ｌowに変化する信号Ｓ4を監視装置１９に出力する。ま
た、リプル電流判定器２１は、検出レベルｉ₁を後述す
る図２の許容リプル電流特性に比例して変わるよう、周
囲温度信号ＴAにより補正する手段を内蔵している。劣
化寿命判定器２２は、入力信号(温度信号Ｔとリプル電
流信号ｉ)を予め設定した温度検出レベルＴ₂、及びリッ
プル電流検出レベルｉ₂とそれぞれ比較し、その結果を
劣化寿命判定信号Ｓ5として出力する外に、温度上昇の
割合(温度変化率ｄＴ／ｄｔ)が予め設定した検出レベル
ΔＴ（温度変化率検出値）より、大きいか少ないかの判
定を行い、その結果を劣化寿命判定信号Ｓ5として出力
する。温度信号Ｔ、リプル電流信号ｉ、温度変化率ｄＴ
／ｄｔのいずれかがそれぞれの検出レベルより大きいと
き、劣化寿命であると判定する。温度積算判定器２３
は、予め設定した検出レベルＴ₃以上に達した温度信号
Ｔの継続時間を積算し、その積算時間がある一定値に達
したとき、劣化寿命と推定（予測）し、積算時間信号Ｓ
6をＬow信号として出力する。積算時間がある一定値に
達していない場合は、正常と判定し、積算時間信号Ｓ6
をＨi信号として出力する。また、温度積算判定器２３
から監視装置１９により点検者が温度積算時間を読み出
すことが出来る構成とする。

【０００９】ここで、平滑コンデンサ４の劣化寿命につ
いて述べる。電圧形インバータにおける平滑コンデンサ
４の劣化寿命は、平滑コンデンサ温度と平滑コンデンサ
に印加される電圧によりほぼ決まるが、電圧形インバー
タにおいては、電圧は一定であるので、平滑コンデンサ
温度により決定されることになる。この温度は、平滑コ
ンデンサに入出力されるリップル電流の大きさに大きく
影響されるが、許容リプル電流を越えても長時間でなけ
れば、直ちに平滑コンデンサが破壊することはない。し
かし、許容リプル電流以下でも長時間運転すると、経年
変化等（コンデンサ温度の影響が最も大きい）により、
平滑コンデンサ内部の油性物、絶縁材等が劣化し、この
劣化によりコンデンサ容量が減少するため、通常の運転
を行っていても、平滑コンデンサの温度が通常より上昇
し、更に劣化を促進させ、寿命を早める結果となる。な
お、平滑コンデンサが定格容量の８０パーセント前後に
減少すると、劣化による寿命であると一般的に云われて
いる。

【００１０】以下、本実施形態の動作について説明す
る。まず、平滑コンデンサ４の温度を判定してエレベー
ターを負荷軽減運転する場合について述べる。速度指令
ωr*により速度制御部１５〜ＰＷＭ制御器１６〜インバ
ータ部６〜誘導電動機７を介して、エレベーター乗りか
ご１０が昇降運転され、エレベーターが運転中であると
き、平滑コンデンサ４の温度信号Ｔが温度判定器１８に
入力され、温度判定器１８の予め設定した検出レベルＴ
₁と温度信号Ｔの値が比較される。この比較結果、次の
ような運転が行われる。即ち、Ｔ＜Ｔ₁の関係にあると
き、速度指令発生器１４へ出力する加速度信号Ｓ1はあ
る一定値であり、速度指令発生器１４では、この加速度
信号Ｓ1に基づいた速度指令ωr*を出力し、この時は、
この速度指令ωr*により速度制御部１５〜ＰＷＭ制御器
１６〜インバータ部６〜誘導電動機７を介して、エレベ
ーター乗りかご１０が昇降され、エレベーターの通常運
転を継続する。Ｔ＞Ｔ₁の関係になると、つまり、温度
信号Ｔの値が予め設定した検出レベルＴ₁を超えると、
超えた温度(Ｔ−Ｔ₁の差）の大きさにより加速度信号Ｓ
1を減少させ、速度指令発生器１４に出力する。速度指
令発生器１４では、この加速度信号Ｓ1に基づいた速度
指令ωr*を出力し、この時は、この速度指令ωr*により
速度制御部１５〜ＰＷＭ制御器１６〜インバータ部６〜
誘導電動機７を介して、エレベーター乗りかご１０の昇
降加速度αを（Ｔ−Ｔ₁）の差に反比例させ、エレベー
ターの加速度を抑制して運転（以後、昇降加速度抑制運
転と呼ぶ。）する。ここで、図２は、平滑コンデンサ４
の周囲温度に対する許容温度１８１の関係を示し、図２
のように、周囲温度が低い領域では、急激な温度上昇に
よる熱暴走を防ぐため、許容温度を低く設定し、周囲温
度が増加すると、許容温度も増加するよう設定する。そ
こで、温度判定器１８の検出レベルＴ₁も周囲温度によ
り変化させる必要がある。したがって、温度判定器１８
は、検出レベルＴ₁の設定値を平滑コンデンサ４の許容
温度(メーカー値)より低い値に設定することは当然であ
るが、図２の許容温度１８１に比例して変えられるよ
う、周囲温度信号ＴAにより補正する手段を内蔵する。
一方、温度判定器１８の出力信号Ｓ2は、Ｔ＜Ｔ₁の関係
にある通常運転のとき、Ｈi信号とし、Ｔ＞Ｔ₁の関係、
つまり温度信号Ｔが検出レベルＴ₁を超えた瞬間よりＬo
w信号として出力する。この信号Ｓ2は監視装置１９に入
力され、信号Ｓ2がＬow信号のとき、監視装置１９によ
りエレベーターが平滑コンデンサ４の温度上昇のため、
昇降加速度抑制運転を行っているとして、警報音又は文
字表示やランプ表示等(図示は省略した。)により点検者
又は監視センター員に知らせる。

【００１１】以上、温度判定器１８の出力信号Ｓ2によ
りエレベーターを負荷軽減運転すること、特に、エレベ
ーターを昇降加速度抑制運転することについて述べた
が、エレベーターの昇降速度を抑制する運転を採用して
も同様な効果が得られる。この昇降速度抑制運転を行う
場合は、加速度信号Ｓ1を速度信号Ｓ1として、温度信号
Ｔが検出レベルＴ₁を超えたとき、速度信号Ｓ1を速度指
令発生器１４に入力し、速度制御部１５〜ＰＷＭ制御器
１６〜インバータ部６を介して、インバータ周波数を下
げ、エレベーターの昇降速度を抑制して運転する。ま
た、同様に、可変制御素子５(インバータ部６の構成素
子)のスイッチング周波数を下げる方法を用いても同様
な効果が得られる。これは、可変制御素子５が電流を遮
断すると、直流電源電圧(平滑コンデンサ電圧)より高い
スパイク電圧が発生し、このスパイク電圧と直流電源電
圧差により、高周波の電流(リプル電流)が素子５側より
平滑コンデンサ４に流れる。したがって、素子５のスイ
ッチング周波数を下げると、当然ながら単位時間におけ
るリプル電流の流れる回数が減少するため、平滑コンデ
ンサの負担が減り、温度上昇が抑制される。なお、この
場合は、信号Ｓ1をスイッチング周波数信号として、Ｐ
ＷＭ制御器１６に入力(入力線は図示せず)し、ＰＷＭ制
御器１６でスイッチング周波数を下げる。一方、スイッ
チング周波数を変えても、インバータ周波数は変わらな
いので、昇降速度は変わらず、通常の運転ができる。

【００１２】以上のように、何らかの原因（長時間の高
負荷、負荷変動等）により平滑コンデンサ４の温度が上
昇し、温度判定器１８が温度検出レベルＴ₁以上になっ
たと判定した場合には、エレベーターの昇降加速度α、
又は昇降速度、又はスイッチング周波数を減少させる負
荷軽減運転を行うことにより、エレベーターを停止させ
ることなく、平滑コンデンサ４の温度を抑制し、平滑コ
ンデンサ４の劣化寿命を延ばすことができる。つまり、
過酷な条件が回避できるので、平滑コンデンサ４の寿命
が長くなる。

【００１３】次に、平滑コンデンサ４の入出力リプル電
流を判定してエレベーターを負荷軽減運転する場合につ
いて述べる。速度指令ωr*により速度制御部１５〜ＰＷ
Ｍ制御器１６〜インバータ部６〜誘導電動機７を介し
て、エレベーター乗りかご１０が昇降運転され、エレベ
ーターが運転中であるとき、平滑コンデンサ４に入出力
するリプル電流信号ｉがリプル電流判定器２１に入力さ
れ、リプル電流判定器２１の予め設定した検出レベルｉ
₁とリプル電流信号ｉの値が比較される。この比較結
果、次のような運転が行われる。即ち、ｉ＜ｉ₁の関係
にあるとき、速度指令発生器１４へ出力する加速度信号
Ｓ3は一定値であり、速度指令発生器１４では、この加
速度信号Ｓ3に基づいた速度指令ωr*を出力し、この時
は、この速度指令ωr*により速度制御部１５〜ＰＷＭ制
御器１６〜インバータ部６〜誘導電動機７を介して、エ
レベーター乗りかご１０が昇降され、エレベーターの通
常運転を継続する。ｉ＞ｉ₁の関係になると、つまり、
リプル電流信号ｉの値が予め設定した検出レベルｉ₁を
超えると、異常と判断し、超えたリプル電流(ｉ−ｉ₁の
差）の大きさにより加速度信号Ｓ3を減少させ、速度指
令発生器１４に出力する。速度指令発生器１４では、こ
の加速度信号Ｓ3に基づいた速度指令ωr*を出力し、こ
の時は、この速度指令ωr*により速度制御部１５〜ＰＷ
Ｍ制御器１６〜インバータ部６〜誘導電動機７を介し
て、エレベーター乗りかご１０の昇降加速度αを（ｉ−
ｉ₁）の差に反比例させ、エレベーターの加速度を抑制
して昇降加速度抑制運転を行う。このようにして、負荷
状態（リプル電流の状態）に対応して平滑コンデンサ４
への入出力リプル電流が大きくなることを利用し、リプ
ル電流判定器２１の検出レベルｉ₁を超えると、超えた
大きさによりエレベーターの昇降加速度αを抑制制御す
る。ここで、図２に、平滑コンデンサ４の周囲温度に対
する許容リプル電流２１１の関係を示す。図２のよう
に、周囲温度が低い領域では、許容リプル電流を高く設
定し、周囲温度が増加すると、許容リプル電流が減少す
るよう設定する。そこで、リプル電流判定器２１の検出
レベルｉ₁も周囲温度により変化させる必要がある。し
たがって、リプル電流判定器２１は、検出レベルｉ₁の
設定値を図２の許容リプル電流２１１に反比例して変え
られるよう、周囲温度信号ＴAにより補正する手段を内
蔵する。一方、リプル電流判定器２１の出力信号Ｓ4
は、ｉ＜ｉ₁の関係にある通常運転のとき、Ｈi信号と
し、ｉ＞ｉ₁の関係、つまりリプル電流信号ｉが検出レ
ベルｉ₁を超えた瞬間よりＬow信号として出力する。こ
の信号Ｓ4は監視装置１９に入力され、信号Ｓ4がＬow信
号のとき、監視装置１９によりエレベーターが平滑コン
デンサ４のリプル電流上昇のため、昇降加速度抑制運転
を行っているとして、警報音又は文字表示やランプ表示
等(図示は省略した)により点検者又は監視センター員に
知らせる。

【００１４】以上のように、負荷の状態（リプル電流の
状態）により平滑コンデンサ４に入出力するリプル電流
ｉが大きくなり、リプル電流判定器２１がリプル電流検
出レベルｉ₁以上になった場合には、通常運転から負荷
軽減運転に移すことにより、エレベーターを停止するこ
となしに、リプル電流を低減でき、平滑コンデンサ４の
寿命を長くすることができる。なお、負荷軽減運転とし
て、ここでは昇降加速度抑制運転について述べたが、前
述の温度判定器１８による動作と同様に、エレベーター
の速度を抑制する速度抑制運転、又は可変制御素子５の
スイッチング周波数を下げる方法を採用しても、前述し
たと同様な効果が得られる。

【００１５】次に、平滑コンデンサ４の温度、温度上昇
の割合(温度変化率)及び入出力リプル電流を判定してエ
レベーターを運転停止する場合について述べる。図３に
示す劣化寿命判定器２２のフローチャトに従い説明す
る。エレベーターの運転指令(図示は省略した。)が発生
すると、ステップ２２１において、温度センサー１７の
出力である温度信号Ｔを入力する。ステップ２２２で
は、温度センサ１７Aの出力である周囲温度信号ＴAを入
力する。続いて、ステップ２２３では、検出レベルＴ₂
が図２の許容温度特性に比例して変わるよう、周囲温度
信号ＴAにより補正する。ステップ２２４で、温度信号
Ｔが予め設定した検出レベルＴ₂より大きいか少ないか
の判定をする。即ち、大きい場合(Ｔ＞Ｔ₂)には異常又
は劣化寿命と判定され、ステップ２２５の処理に移行す
る。一方、小さい場合(Ｔ＜Ｔ₂)には正常と判定され、
次のステップ２２６に移る。ステップ２２６では、温度
信号Ｔの温度変化率ｄＴ／ｄｔを予め設定した検出レベ
ルΔＴより大きいか小さいかの判定を行い、大きい場合
には異常又は劣化寿命と判定し、ステップ２２５の処理
に移行する。一方、小さい場合には正常と判定され、次
のステップ２２７に移る。続いて、ステップ２２６で正
常と判定された場合の処理について説明する。ステップ
２２７でリップル電流信号ｉを入力する。ステップ２２
８では、検出レベルｉ₂を図２の許容リプル電流特性に
比例して変わるよう、周囲温度信号ＴAにより補正す
る。ステップ２２９では、電流センサ２０の出力である
リップル電流信号ｉが予め設定した検出レベルｉ₂より
大きいか少ないかの判定をする。即ち、大きい場合(ｉ
＞ｉ₂)には異常又は劣化寿命と判定され、ステップ２２
５の処理に移行する。一方、少ない場合(ｉ＜ｉ₂)には
正常と判定され、次のステップ２３０に移る。ステップ
２３０では、劣化寿命判定信号Ｓ5をＨi信号として、運
転制御部１３と監視装置１９に出力する。この場合は、
異常なしとして通常運転を行う。一方、、ステップ２２
４とステップ２２６及びステップ２２９で異常又は劣化
寿命と判定され、ステップ２２５に示す処理に移行した
場合、劣化寿命判定信号Ｓ5をＬow信号として、運転制
御部１３と監視装置１９に出力する。これらの処理によ
り、ステップ２２４又はステップ２２６、及びステップ
２２９で異常又は劣化寿命と判定した場合には、劣化寿
命判定信号Ｓ5(Ｌow信号)が運転制御部１３に入力さ
れ、エレベーターを安全に最寄りの階に停止させると共
に、監視装置１９によりエレベーターが停止したことを
警報音、又は文字表示やランプ表示等で点検者、監視セ
ンター員等に知らせ、平滑コンデンサ４の点検、交換を
促す。なお、エレベーター停止後に接触器２を開路し、
三相交流電源１から主回路駆動系(整流器３〜誘導電動
機７)を切り離す。

【００１６】ここで、劣化寿命判定器２２の温度検出レ
ベルＴ₂及びリプル電流検出レベルｉ₂と、温度判定器１
８の検出レベルＴ₁及びリプル電流検出器２１の検出レ
ベルi₁の関係は、Ｔ₁＜Ｔ₂ ，ｉ₁＜ｉ₂ であり、各検出レベルをこの関係が成立する値に設定
し、また、許容温度(メーカー値)以下に設定すると共
に、前述したように、各検出レベルの設定値を周囲温度
信号ＴAにより補正する。更に、検出レベルＴ₂は、平滑
コンデンサの異常又は劣化寿命と判定されるレベルとし
て決め、また、検出レベルｉ₂及びΔＴは、所定の負荷
における運転時のリプル電流の大きさ又は温度上昇率ｄ
Ｔ／ｄｔの大きさに基づいて決める。つまり、劣化寿命
判定器２２の検出レベルｉ₂及びΔＴは、正常な平滑コ
ンデンサを用いた通常のエレベーター運転時では考えら
れなく、平滑コンデンサ４の劣化による寿命が近いと
き、温度上昇が増大、又はリプル電流が増大して、この
ような値(温度上昇率、リプル電流)になったものと判定
されるレベルに設定する。

【００１７】以上のように、劣化寿命判定器２２が平滑
コンデンサ４の異常又は劣化寿命と判定した場合には、
エレベーターを安全に最寄りの階に停止させると共に、
監視装置１９によりエレベーターが停止したことを警報
音、又は文字表示やランプ表示等により点検者、監視セ
ンター員等に知らせ、平滑コンデンサ４の点検、交換を
促すことができる。

【００１８】次に、平滑コンデンサ４の温度の継続時間
を積算して異常又は劣化寿命を推定（予測）する場合に
ついて述べる。ここで、図４は、図１の温度積算判定器
２３の理解を容易にするための図であり、縦軸は温度、
横軸は時間を表し、温度積算判定器２３の検出レベルＴ
₃、エレベーター運転時の温度信号Ｔ(平滑コンデンサの
温度)の波形２３１、温度信号Ｔが検出レベルＴ₃に達し
たときから検出レベルＴ₃以下になるまでの継続時間
ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃を示す。従って、温度積算判定器２３
は、継続時間ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃を次の式のように積算し
て、記憶する手段を備える。 Σｔ＝ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃………＋ｔ_n エレベーター運転時の温度信号Ｔの波形２３１が図示の
ように変化し、長時間に渡り検出レベルＴ₃を超えた継
続時間ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃を順次積算し、記憶する。この積
算時間Σｔがある一定値ｔｏ（以後、この値を推定（予
測）寿命時間と呼ぶ。）に達していない場合は、正常と
判定し、積算時間信号Ｓ6をＨi信号として出力し、推定
（予測）寿命時間ｔｏに達すると、平滑コンデンサ４は
異常又は劣化寿命であると判定し、積算時間信号Ｓ6を
Ｌow信号として出力する。監視装置１９は、この積算時
間信号Ｓ6(Ｌow信号)を入力し、警報、又は文字表示等
により監視センター員に知らせ、平滑コンデンサ４の点
検、交換を促す。また、点検者が平滑コンデンサ４を点
検するとき、監視装置１９により温度積算判定器２３か
ら温度積算時間Σｔを読み出し、平滑コンデンサ４の経
年変化を表示する。なお、温度積算判定器２３の検出レ
ベルＴ₃は、平滑コンデンサ４の温度許容値の例えば５
０パーセント程度から温度許容値までの範囲内に設定す
る。ところで、一般的に温度が低い場合には寿命への影
響が少なく、温度が高い場合には寿命への影響が大きい
ことが知られている。このため、検出レベルＴ₃を低く
設定した場合には、推定寿命時間ｔoを長く設定し、逆
に、検出レベルＴ₃を高く設定した場合には、推定寿命
時間ｔoを短く設定する必要がある。

【００１９】以上のように、温度積算判定器２３の判定
結果により、また、平滑コンデンサ４の経年変化を表示
することにより、平滑コンデンサの異常又は劣化寿命が
予め推定（予測）できるので、平滑コンデンサ４の点検
及び交換の目安が容易となり、メンテナンスが早めにで
き、平滑コンデンサ４の故障等によるエレベーターの休
止を最小にすることができる。

【００２０】以上、本実施形態は、温度判定器１８、リ
プル電流判定器２１、劣化寿命判定器２２、温度積算判
定器２３を全て備えて各処理を行うとして説明したが、
各判定器を次のように単独又は組合わせて備え、各処理
を実行してもよい。即ち、平滑コンデンサ４の劣化寿命
を延ばすだけの場合は、温度判定器１８、リプル電流判
定器２１のどちらか一方、又は両方を備えて各処理を実
行し、負荷軽減運転を行う。また、平滑コンデンサ４の
異常又は劣化寿命のみを判定する場合は、劣化寿命判定
器２２を備えて処理を実行し、エレベーターを安全に最
寄りの階に停止させる。この場合、温度センサ１７、電
流センサ２０のどちらか一方の入力としてもよい。ただ
し、図３のステップ２２１〜２２４、又はステップ２２
５〜２２６のどちらかを削除する必要がある。また、平
滑コンデンサ４の異常又は劣化寿命のみを推定（予測）
する場合は、温度積算判定器２３を備えて処理を実行
し、平滑コンデンサ４の点検及び交換を推定（予測）す
る。また、平滑コンデンサ４の劣化寿命を延ばすと共に
異常又は劣化寿命を判定する場合は、温度判定器１８と
劣化寿命判定器２２の組合わせ、又はリプル電流判定器
２１と劣化寿命判定器２２の組合わせ、また、平滑コン
デンサ４の劣化寿命を延ばすと共に異常又は劣化寿命を
推定（予測）する場合は、温度判定器１８と温度積算判
定器２３の組合わせ、又はリプル電流判定器２１と温度
積算判定器２３の組合わせ、更に、平滑コンデンサ４の
異常又は劣化寿命を判定すると共にそれを推定（予測）
する場合は、劣化寿命判定器２２と温度積算判定器２３
の組合わせて備え、各処理を実行する。このように、本
実施形態によれば、いろいろな組合せ方により、前述し
たそれぞれの効果を発揮し、ひいては平滑コンデンサ４
の信頼性を向上し、電圧形インバータの性能を維持する
ことができる。

【００２１】本発明の他の実施形態として、図１の劣化
寿命判定器２２を劣化寿命判定器２２Ａに置き換えたエ
レベーター駆動装置を説明する。なお、図面は、図１の
劣化寿命判定器２２を劣化寿命判定器２２Ａに置き換え
たのみであり、その他の構成に変わりがないので、図１
を代用する。図５に示す劣化寿命判定器２２Ａのフロー
チャトに従い、本実施形態の動作を説明する。ここで、
図６は、この劣化寿命判定器２２Ａの判定原理を説明す
るための図であり、横軸は平滑コンデンサ４の内部温
度、縦軸は平滑コンデンサ４に入出力されるリプル電流
を表し、正常な平滑コンデンサを用いて所定の負荷で運
転した場合の温度・リプル電流特性２２Ｂ１、劣化寿命
に達した平滑コンデンサを用いて、所定の負荷で運転し
た場合の温度・リプル電流特性２２Ｂ２を示す。図６か
ら明らかなように、正常な平滑コンデンサ４は、温度Ｔ
x₁から温度Ｔx₂に変わっても、リプル電流はほぼ一定ｉ
x₀であるが、寿命に達した平滑コンデンサのリプル電流
はｉx₁からｉx₂に大きく変わる。そこで、リプル電流変
化／温度変化の比をとると、正常な場合は、（ｉx₀−ｉx₀）／（Ｔx₂−Ｔx₁）≒０劣化寿命の場合は、（ｉx₂−ｉx₁）／（Ｔx₂−Ｔx₁）≒ｄｉ／ｄＴとなる。つまり、比がほぼゼロの場合は正常と判断し、
ｄｉ／ｄＴの場合は異常又は劣化寿命と判断すればよ
い。ただし、温度の位置によりｄｉ／ｄＴの値が変わる
ことを考慮して、劣化寿命判定器２２Ａの検出レベルΔ
ｉを設定する。そこで、図５において、ステップ２２Ａ
１では、電流センサ２０の出力であるリプル電流信号ｉ
を入力する。ステップ２２Ａ２では、電流センサー１７
の出力である温度信号Ｔを入力する。続いて、ステップ
２２Ａ３で、ｄｉ／ｄＴが予め設定した検出レベルΔｉ
より大きいか少ないかの判定をする。即ち、大きい場合
（ｄｉ／ｄＴ＞Δｉ）には異常又は劣化寿命と判定さ
れ、ステップ２２Ａ４の処理に移行する。一方、少ない
場合（ｄｉ／ｄＴ＜Δｉ）には正常と判定され、次のス
テップ２２Ａ５に移る。ステップ２２Ａ５では、劣化寿
命判定信号Ｓ５をＨi信号として、運転制御部１３と監
視装置１９に出力する。この場合は、異常なしとして通
常運転を行う。また、ステップ２２Ａ３で異常又は劣化
寿命と判定された場合、ステップ２２Ａ４の処理では、
劣化寿命判定信号Ｓ５をＬow信号として、運転制御部１
３と監視装置１９に出力する。ステップ２２Ａ４と２２
Ａ５の処理以降は、図１の劣化寿命判定器２２と同様
に、エレベーターを最寄りの階で停止させると共に、監
視装置１９により停止警報若しくは文字表示する。本実
施形態においても、図１の実施形態で説明したように、
各判定器の組合わせが可能であり、その発揮する効果も
図１の実施形態と同様である。

【００２２】図７は、本発明を複数エレベーターの統括
管理に適用する他の実施形態を示す。図７において、２
４Ａ〜２４Ｄはそれぞれ図１の全体構成で示したエレベ
ーター装置、１３Ａ〜１３Ｄは各エレベーター装置の運
転制御部、１９Ａ〜１９Ｄは各エレベーター装置の監視
装置、２４１〜２４４はそれぞれ図１の出力信号Ｓ2、
Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6をまとめた信号、２５は複数のエレベー
ターを統括管理するエレベータ統括管理装置、２５１は
エレベーターの統括管理装置２５の出力（運転）信号を
示す。エレベータ統括管理装置２５は、各エレベーター
装置の監視装置１９Ａ〜１９Ｄからの各信号２４１〜２
４４に基づいて、エレベーター相互の動きを制御すると
共に、統括管理装置２５の処理結果により、複数のエレ
ベーター装置(２４Ａ〜２４Ｄ)のうち任意の運転制御部
１３(１３Ａ〜１３Ｄ)に運転信号２５１〜２５４を出力
する。一方、ここで、統括管理装置２５の具体的動作の
一例を述べる。統括管理装置２５は、複数のエレベータ
装置２４Ａ〜２４Ｄの各信号線２４１〜２４４に基づい
て、前記負荷軽減運転(図１の信号Ｓ2、Ｓ4)の回数をエ
レベータ装置別に記憶し、任意のエレベーターが予め設
定した回数（統括管理装置２５が設定した負荷軽減運転
回数、及び軽減運転頻度の設定値）に達したとき、又
は、負荷軽減運転が頻繁に生じた場合には、そのエレベ
−タ−の平滑コンデンサ４が異常又は劣化寿命と判定す
る。このように、統括管理装置２５が異常、又は劣化寿
命と判定した場合には、そのエレベーターを運転信号線
２５１〜２５４を介して停止させるとともに、停止させ
たエレベーターを監視員、又はエレベーター管理者に警
報又は表示等により知らせ、メンテナンスを促す。平滑
コンデンサ４の温度、又はリプル電流が検出レベル(図
１の検出レベルＴ₁、Ｔ₂、ｉ₁、ｉ₂、ΔＴ、Δｉ)を超
え、例えば、エレベーター装置２４Ａのエレベーターが
負荷軽減運転状態、又は停止状態になったとき、各階に
設けられている呼びボタンによる呼びがあると、統括管
理装置２５は、複数のエレベーターのうち、呼び階に最
も近い位置に有るエレベーターはどのエレベーターかを
判断する。最も近い位置に有るエレベーターをエレベー
ター装置２４Ｂとすると、統括管理装置２５は、運転信
号２５２をエレベーター装置２４Ｂの運転制御部１３に
送出し、エレベーター装置２４Ｂを乗客階に移行させ
る。なお、図示していないが、総てのエレベーターの運
転状況(乗りかご１０の位置、及び乗客数)等を別のセン
サーで検出し、その出力を統括管理装置２５に入力し、
最も近いエレベーターは２４Ｂであっても満員等の場合
には、運転状況等を考慮して、次に近いエレベーターを
呼び階に移行させるように制御することができる。な
お、統括管理装置２５は、信号Ｓ6の処理に基づいて、
複数のエレベーター装置(２４Ａ〜２４Ｄ)の平滑コンデ
ンサ４の異常又は劣化寿命を経年変化表示し、また、推
定（予測）表示する。

【００２３】このようにして、本実施形態は、図１の信
号Ｓ2、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6を複数の監視装置１９Ａ〜１９Ｄ
から統括管理装置２５に送り込むので、統括管理装置２
５により複数のエレベーターの平滑コンデンサの劣化状
態の把握、及び平滑コンデンサの寿命の推定（予測）が
でき、平滑コンデンサの異常又は劣化寿命の判定によ
り、当該エレベーターを負荷軽減運転、又は停止させる
と同時に、他のエレベーターを呼び階に移行させ、乗客
の待ち時間を少なく、かつ、複数のエレベーターの運転
を効率よくできると共に、平滑コンデンサのメンテナン
スが早めにでき、寿命故障等による閉じ込め事故を最小
にすることができる。なお、本実施形態では、監視装置
１９Ａ〜１９Ｄをエレベーター装置２４Ａ〜２４Ｄに設
置する例について説明したが、エレベータの統括管理装
置２５内に設置してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
何らかの原因（長時間の高負荷、負荷変動等）により平
滑コンデンサの温度が上昇し、許容温度レベル以上にな
った場合には、通常運転から負荷軽減運転に移行するこ
とにより、エレベーターを停止させることなく、平滑コ
ンデンサの温度を抑制し、平滑コンデンサの劣化寿命を
延ばすこと、つまり、過酷な条件の回避により、平滑コ
ンデンサの寿命を長くすることができる。また、負荷の
状態（リプル電流の状態）により平滑コンデンサに入出
力するリプル電流が大きくなり、許容リプル電流レベル
以上になった場合には、通常運転から負荷軽減運転に移
行することにより、エレベーターを停止することなし
に、リプル電流を低減でき、平滑コンデンサの寿命を長
くすることができる。また、平滑コンデンサの温度、リ
プル電流、温度変化率、リプル電流変化率が異常又は劣
化寿命と判定されるそれぞれの設定レベル以上になった
場合には、エレベーターを安全に最寄りの階に停止させ
ると共に、エレベーターが停止したことを警報音、又は
文字表示やランプ表示等で点検者、監視センター員等に
知らせ、平滑コンデンサの点検、交換を促すことができ
る。また、平滑コンデンサの温度が設定した検出レベル
に達したときからこの検出レベル以下になるまでの継続
時間を順次積算し、この積算時間から平滑コンデンサの
異常又は劣化寿命が推定（予測）できるので、平滑コン
デンサの点検及び交換の目安が容易となり、メンテナン
スが早めにでき、平滑コンデンサの故障等によるエレベ
ーターの休止を最小にすることができる。また、本発明
によれば、複数のエレベーター装置にそれぞれ設けた温
度判定手段、リプル電流判定手段、劣化寿命判定手段、
温度積算判定手段からの信号をエレベーターの統括管理
装置に入力することにより、エレベーターの統括管理中
であっても、複数のエレベーターの平滑コンデンサの劣
化状態の把握、及び平滑コンデンサ寿命の推定（予測）
ができるので、当該エレベーターを負荷軽減運転、又は
停止させると同時に、他のエレベーターを呼び階に移行
させ、乗客の待ち時間を少なく、かつ、複数のエレベー
ターの運転を効率よくできると共に、平滑コンデンサの
メンテナンスが早めにでき、寿命故障等による閉じ込め
事故を最小にすることができる。これらの結果、本発明
によれば、インバータ性能を維持し、かつ、平滑コンデ
ンサの信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すエレベーター駆動装
置の全体構成図

【図２】周囲温度に対する平滑コンデンサの許容温度及
び許容リップル電流の関係図

【図３】劣化寿命判定器のフローチャート

【図４】温度積算判定器の検出レベルＴ3及び積算法を
説明する図

【図５】本発明の他の実施形態における劣化寿命判定器
のフローチャート

【図６】本発明の他の実施形態における劣化寿命判定器
の判定原理を説明するための図

【図７】本発明の他の実施形態を示すエレベーター統括
管理装置の全体概略図

【符号の説明】

３整流器４平滑コンデンサ６インバータ部１２速度検出器１３運転制御部１４速度指令発生器１５速度制御部１６ＰＷＭ制御器１７温度センサ１７A 周囲の温度センサ１８温度判定器１９監視装置２０電流センサ２１リプル電流判定器２２劣化寿命判定器２３温度積算判定器２４Ａ〜２４Ｄエレベーター装置２５エレベーター統括管理装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレベーターの乗りかごを駆動する誘導
電動機が平滑コンデンサを有するインバータによって制
御されるエレベーター駆動装置において、前記平滑コン
デンサの内部温度を検出する温度センサ、該温度センサ
から得られる温度が周囲温度によって定まる許容温度レ
ベル内に入っているか否かを判定する温度判定器を備
え、前記平滑コンデンサの内部温度が前記許容レベルを
超えたとき、エレベーターを負荷軽減運転することを特
徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項２】エレベーターの乗りかごを駆動する誘導
電動機が平滑コンデンサを有するインバータによって制
御されるエレベーター駆動装置において、前記平滑コン
デンサに流れるリプル電流を検出する電流センサ、所定
の負荷における該リプル電流の値が周囲温度によって定
まる許容リプル電流レベル内に入っているか否かを判定
するリプル電流判定器を備え、前記リプル電流が前記許
容レベルを超えたとき、エレベーターを負荷軽減運転す
ることを特徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、負荷
軽減運転は、エレベーターの昇降加速度、又はエレベー
ターの昇降速度、又はインバータ素子のスイッチング周
波数を減少させ、実行することを特徴とするエレベータ
ー駆動装置。
【請求項４】エレベーターの乗りかごを駆動する誘導
電動機が平滑コンデンサを有するインバータによって制
御されるエレベーター駆動装置において、前記平滑コン
デンサの内部温度を検出する温度センサと、前記平滑コ
ンデンサに流れるリプル電流を検出する電流センサと、
前記温度センサから得られる温度、該温度の温度変化率
及び所定の負荷における前記リプル電流の値が異常又は
劣化寿命と判定されるそれぞれの設定レベル内に入って
いるか否かを判定する劣化寿命判定器を備え、前記平滑
コンデンサの内部温度、前記温度変化率又は前記リプル
電流が前記それぞれの設定レベルを超えたとき、エレベ
ーターの運転を停止することを特徴とするエレベーター
駆動装置。
【請求項５】請求項４において、劣化寿命判定器は、
リプル電流変化に対する温度変化の比が略零のときは平
滑コンデンサを正常と判定し、該比が設定レベルより大
きいときは平滑コンデンサを異常又は劣化寿命と判定す
ることを特徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項６】エレベーターの乗りかごを駆動する誘導
電動機が平滑コンデンサを有するインバータによって制
御されるエレベーター駆動装置において、前記平滑コン
デンサの内部温度を検出する温度センサ、該温度センサ
から得られる温度が設定レベルを超えたときの時間を積
算し、該積算値が異常又は劣化寿命と推定（予測）され
る時間設定レベル内に入っているか否かを判定する温度
積算判定器を備え、前記積算値が前記時間設定レベルを
超えたとき、エレベーターは異常又は劣化寿命にあると
推定（予測）することを特徴とするエレベーター駆動装
置。
【請求項７】請求項６において、前記積算値は、前記
温度積算判定器から随時取り出し、経年変化を表示する
ことを特徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項８】エレベーターの乗りかごを駆動する誘導
電動機が平滑コンデンサを有するインバータによって制
御されるエレベーター駆動装置において、前記平滑コン
デンサの内部温度を検出する温度センサ、且つ／又は前
記平滑コンデンサに流れるリプル電流を検出する電流セ
ンサを有し、前記温度センサから得られる温度が周囲温
度によって定まる許容温度レベル内に入っているか否か
を判定する温度判定器、又は所定の負荷における前記リ
プル電流の値が周囲温度によって定まる許容リプル電流
レベル内に入っているか否かを判定するリプル電流判定
器、又は前記温度センサから得られる温度、該温度の温
度変化率及び所定の負荷における前記リプル電流の値が
異常又は劣化寿命と判定されるそれぞれの設定レベル内
に入っているか否かを判定する劣化寿命判定器、又は前
記温度センサから得られる温度が所定設定レベルを超え
たときの時間を積算し、該積算値が異常又は劣化寿命と
推定（予測）される時間設定レベル内に入っているか否
かを判定する温度積算判定器を組合わせて、又は全部を
備えることを特徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項９】請求項８において、劣化寿命判定器は、
リプル電流変化に対する温度変化の比が略零のときは平
滑コンデンサを正常と判定し、該比が設定レベルより大
きいときは平滑コンデンサを異常又は劣化寿命と判定す
ることを特徴とするエレベーター駆動装置。
【請求項１０】請求項１から請求項９のいずれかにお
いて、監視装置を設け、前記温度判定器、前記リプル電
流判定器、前記劣化寿命判定器又は前記温度積算判定器
からの情報を表示することを特徴とするエレベーター駆
動装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記監視装置か
ら得られた情報をエレベーターを統括管理するエレベー
ター統括管理装置に送信し、該エレベーター統括管理装
置が前記情報に基づいて現状のエレベーターの運行を実
行することを特徴とするエレベーター駆動装置。