JPS59153776A - 交流エレベ−タ−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】 〔発明の利用分野〕 本発明はインバータで制御される交流エレベータ−の制
御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、三相誘導電動機で駆動される交流エレベータ−に
おいて、加速時は誘導電動機の一次電圧制御によシカ行
トルクを、減速時は誘導電動機の一次巻線に供給する直
流電流の制御により直流制動トルクを、それぞれ速度帰
還制御を行なう方法を採用していた。

この方法は加速、減速時ともに誘導電動機はすべυの大
きい範囲で制御されるので、回転子損失が大きく、消費
鑞力が大きくなるという問題があった。

この問題を解決する手段として、誘導電動機に加える電
圧の周波数を変えてエレベータ−の速度を制御すれば、
誘導電動機をすべυの小さい範囲で制御することができ
、効率の良い運転を行なうことができる。

このインバータ方式は上記した特徴があるが、その反面
、従来の一次電圧制御方式では考慮する必要がなかった
次のような新しい問題に遭遇することが解った。

（１）回生運転時に、インバータ周波数が急減すると過
電圧が発生する。

（２）電源回生可能なインバータで回生中に交流電源が
停電すると過電流が流れる。

したがって、このままではインバータ装置の素子の破損
、電動機の焼損等にいたる惧れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した異常時にインバータ装置、電
動機等の破損、焼損等の事故を未然に防止して、エレベ
ータ−の再運転を可能にすることができる交流エレベー
タ−の制御装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、インバータの電流、電圧あるいは交流
電源電流、エレベータ−の速度々どを監視し、これらの
異常時はインバータを強制的に停止した後で電源を遮断
するところにある。さらには、インバータ停止後機械式
ブレーキをかけてエレベータ−を停止、保持したもので
ある。

〔発明の実施例〕

周知の如べ、インバータは、誘導電動機に印加する電圧
■と周波数ｆが第１図の関係になるように、■／ｆ一定
制御全制御う必要がある。

したがって、インバータの出力電圧をその周波数に比例
して第１図の関係になるようにするためには、周波数の
低い領域においてはその周期が長いので、第２図に示す
ように半サイクル間のパルス数Ｎを多くシ、このパルス
のＡ　流率Ｔ　ｐ　／　Ｔ（Ｔは半サイクル間の時間、
ＴＰはパルス幅）を小さくなるように制御する。反対に
周波数の高い領域においては周期が短かいので、第３図
に示すようにパルス数Ｎを少なくシ、パルスの通流率Ｔ
ｐ／Ｔを大きくなるように制御する。これはパルス幅変
調形制御（ＰＷＭ制御）と呼ばれ、この方法によ）誘導
電動機に印加する電圧を制御すれば、そのトルク特性は
第４図のようになる。

本発明は、この特性を用いてエレベータ−の速度を制御
するもので、 以下、本発明の一実施例について第５図を用いて詳細に
説明する。

第５図において、正常時は主回路接触器２３は閉路して
おり、コンバータ２で三相交流電圧を直流電圧に変換し
、これをインノく一夕３の直流電源として与える。

このコンバータ２及びインノ（−夕３は第６図に示すよ
うな周知の回路で、三相交流電源１をコンバータ２のダ
イオードＤ７〜Ｄ　１２から成る三相全波ブリッジ回路
で直流に変換し、これをコンデンサ２４で平滑し、イン
ノ（−夕３の直流電圧とする。

この電圧をトランジスタＴｒｌ”ＴＰ６からなるインバ
ータ３で三相交流に変換し、第１図に示すように４圧と
周波数の比を一定にしつつ周波数を制御して誘導電動機
のトルクを制御する。

なお、インバータ３のダイオードＤＩ−Ｄ６は回生時に
誘導心動機の誘導電圧をコンデンサＣに充電する環流ダ
イオードで、コンノ（−夕２のトランジスタＴｒ７〜Ｔ
ｒ１２は前記コンデンサ２４の電圧が交流電源１よりも
高くなったとき、上記トランジスタＴｒ７〜Ｔｒｔｚを
交流電源１の位相に合わせて導通制御し、電功機５の回
生電力を交流電源１に返還するためのものである。

とのコンバータ２及びインバータ３の過′亀流、過電圧
に対する保護装置として、交流電源の過電流検出装置２
５、コンバータ２の過電流検出装置２６、直流過電圧検
出装置２７、インノ（−夕３の過電流検出装置２８およ
びこれらの装置の出力を一括処理してコンバータ、イン
バータが過電流、過電圧である旨の信号を発生する過電
流、過電圧検出信号発生装置２９を備えている。

先ず、このようなコンバータ、インノ（−夕を用いてエ
レベータ−の加減速運転を行なう場合について説明する
。

シーケンスコントローラ２２よりエレベータ−の運転開
始信号が発生すると、電磁ブレーキ５が釈放し、速度指
令装置１３から時間の増大に伴なって上昇する速度指令
を発生する。

この速度指令信号とエレベータ−駆動用三相誘導電動機
４に連結された速度検出用発電機１２からの速度信号と
の差を比較器１４で検出し、これを上記Ｐ　Ｗ　Ｍ　ｆ
ｔｒｌＪ　ｎ用パルスを発生するパルス発生装装置１５
に入力する。

このパルス発生装置１５は、誘導電動機４に印加する電
圧と周波数の比が一定になるように、第６図のトランジ
スタを制御するために、そのパルスの数と通流率を前記
速度指令と速度信号との差に応じたパルスを出力するよ
うに構成されている。

このパルスは、周波数の低い領域では低次の高調波を抑
制して電流リップルを抑えて電動機の駆動特性を向上さ
せるためにパルスの数を多くし、一方周波数の高い領域
では主回路トランジスタのスイッチング時間の限界など
からパルスの数は少なく設定される。

このパルス発生装置１５の出力をパルス増幅装置１６で
所定の値まで増幅し、これをインバータ３のトランジス
タのベースに与え、速度制御偏差に応じて周波数を漸次
増大して、電動機４０力行トルクを制御し、これを減速
機６、シーブ７、ロープ８を介してエレベータ−乗かと
９、カウンタウェイト１０を加速制御する。

このような方法によシ、エレベータ−が加速し、所定距
離走行して着床点手前一定の位置に達すると、この位置
から着床点までの位置を乗かご上に取付けた位置検出器
１１で検出し、これを速度指令装置１３に入力する。

速度指令装置１３からはエレベータ−の減速位置に応じ
て減少す右速度指令を発生し、これと前記速度信号との
差に応じてパルス発生装置１５によシ、電圧／周波数を
一定に保ちながら速度制御備差に応じて周波数を両次減
少させて誘導電動機４の回生制動トルクを制御してエレ
ベータ−の減速制御を行なう。

この減速時の回生電力を電源に返還するためインバータ
３の直流電圧（第６図のコンデンサＣの電圧）を′α圧
検出装装置２１で検出し、これと基準値発生装置１７の
出力との差を比較器１８で検出し、電圧検出装置２１の
出力が基準値発生装置１７の出力より大きいときのみ、
その差に応じてコンバータ２のトランジスタＴｒフ〜Ｔ
ｒｔｘｔ＝ＰＷＭ制御するためのパルスをパルス発生装
置１９で作成する。そして、これを所定の値まで、ノｆ
ルス増幅装置２０で増幅し、前記トランジスタを導通制
御して誘導心動機５の回生電力を交流電源１に返還する
。

上記の方法により、エレベータ−が減速し、着床点に達
すると、これを（エレベータ−乗かと９の位置及びエレ
ベータ−の速度の情報等）シーケンスコントローラ２２
に入力して、前記シーケンスコントローラ２２から出力
される停止信号によシ、電磁ブレーキ５を作動して、エ
レベータ−を停止、保持せしめる。

このような方式において、前記したような、インバータ
周波数の急減、交流電源の停電等の異常で過電流、過電
圧が発生した場合は、これを過電流検出装置２５，２６
．２８、過電圧検出装置２７で検出し、これを過電流、
過電圧検出装置に入力し、その出力信号をシーケンスコ
ントローラ２２に入力して、直ちにシーケンスコントロ
ーラ２２からコンバータ２及びインバータ３の動作を強
制的に停止する信号を発生する。

このコンバータ及びインバータの動作を停止させる方法
について第６図を用いて具体的に説明する。第６図にお
いて、シーケンスコントローラ２２の出力で駆動される
リレー（図示しない）の接点Ｓ１を閉じ、ダイオードＤ
１３〜Ｄ１ｇ　を介してトランジスタＴｒ４　＊　Ｔｒ
ｉ　＋　’ｒｒ６．ｌ　Ｔｒｔｏ　＋　Ｔ’ｔｓ＋Ｔ　
ｒ　１２のベースとエミッタ間を短絡し、インバータ３
を制御するパルス増幅回路１６及びコンバータ２を制御
するパルス増幅回路２０の出力を上記コンバータ２、イ
ンバータ３に与えないようにする。

このような方法によって、コンバータ２及びインバータ
の動作を強制的に停止させ、その後、シーケンスコント
ローラ２２からの信号で接触器２３を遮断し、電磁ブＶ
−キ５をかけてエレベータ−を停止、保持する。

本発明の第５図の実施例によれば、コンバータ、インバ
ータに流れる過電流あるいは過電圧を検出して、上記コ
ンバータ、インバータの動作を強制的に停正し、その電
源遮断を行ない、電磁ブレーキをかけるようにしたので
、インバータ装置の素子の破壊、電動機の焼損等を防止
できる。

また、エレベータ−の制御盤を保護するため、一般には
フユーズフリプレーカー（ＦＦＢと略記）を介して交流
電源１を給電しており、もし、過電流が流れてＦＦＢが
トリップした場合は、自動救出運転ができなくなるが、
過電流検出のレベルを上記ＦＦＢがトリップしない値に
設定すれば、接触器２３を再投入することによって電源
が断たれることはなくなるので、再びエレベータ−を運
転することができるようになシ、自動救出運転が可能と
なる。

さらに、過電流、過電圧が発生した場合、エレベータ−
の速度は異常増速、異常減速になって、非常に危険であ
るので、とのような速度になる前に過電流、過電圧を検
出して電磁ブレーキで非常停止するので安全性も向上す
る。

第６図の実施例では、エレベータ−の主電源が三相交流
電源の場合について述べたが、これはエンジン発電機、
バソテリイによる直流電源であってもよい。ただし、バ
ッテリイの場合はコンバータ２は省略できる。

また、コンバータ及びインバータを強制的に停止する方
法は上記方法に限定するものではなく、同一効果が得ら
れればいかなる方法を講じてもよい。例えば、全トラン
ジスタのベースとエミッタ間を短絡する方法などである
。

上記実施例の回生電力は、回生可能なコンバータで交流
電源に返還する例について述べたが、これはコンデンサ
と並列に抵抗とチョッパ装置を接続し、上記回生電力を
抵抗器に消費させる方法でもよい。この場合は、上記チ
ョッパ装置を強制的に停止すればよい。

なお、インバータは電圧形を例にとって述べたが、これ
は電流形でもよく、さらに半導体制御素子はトランジス
タを用いたが、これはサイリスタ、ゲートターンオフサ
イリスタ及び他の同一機能を有するものであってもよい
。

第７図は本発明の他の実施例で、何等かの原因でエレベ
ータ−速度が異常になシ、その結果として過電流、過電
圧になる場合があるので、エレベータ−の速度検出用発
電機１２の出力を異常速度検出装置３０に入力し、その
出力をシーケンスコントローラ２２に入力して、速度の
異常時にもコンバータ２、インバータ３の動作を強制的
に停止し、その後接触６２３を遮断し、電磁ブレーキ５
を作動してエレベータ−を停止、保持する。

第７図の実施例によれば、速度が異材となって過電流、
過電圧が発生する場合に、前記過電流、過電圧にい足る
前に、コンバータ、インノく一夕を保護することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンバータ、インバータ、交流電源、
電動機等の電圧、電流あるいはエレベータ−の・末席な
どを監視し、これらの異常時は、上記インバータ装置の
動作を強制的に停止した後で１１原を遮断し、電磁ブレ
ーキをかけてエレベータ−を停止、保持するようにした
ので、上記した異常時にインバータ装置、電動機等の破
損、焼損等の未然に防止でき、安全にエレベータ−を停
止し、再運転をも可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインバータの出力周波数と出力電圧の関係図、
第２図及び第３図はパルス変訴形インバータの出力電圧
波形図、第４図は第１図の特性になるようにインバータ
制御した場合の誘導電動機のトルク特性図、第５図は本
発明の一実施例構成図、第６図は第５図の主回路構成図
、第７図は本発明の他の実施例構成図である。 １・・・三相交流電源、２・・・コンバータ装置、３・
・・インバータ装置、４・・・誘導電動機、５・・・電
磁ブレーキ、９・・・乗かご、１２・・・エレベータ−
の速度検出用速度発電機、１３・・・速度指令発生装置
、１５゜１９・・・ＰＷＭパルス発生装置、２２・・・
シーケンスコントローラ、２３・・・主回路接触器、２
４・・・フィルタ装置、２５・・・交流電源の過電流検
出装置、２６・・・コンバータ２の過電流検出装置、２
７・・・過電圧検出装置、２８・・・インバータ３の過
電流検出装置、２９・・・過電流、過電圧検出信号発生
装置、３０・・・エレベータ−の異常速度検出装置、Ｔ
ｒｌ〜Ｔｒ１２・・・トランジスタ、Ｄｔ　−Ｄｌｇ・
・・ダイオード、Ｓｌ・・・インバータ及びコンバータ
の停止用接点。 代理人　弁理士　高橋明夫（ そ　／ｆＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インバータ装置によって給電される誘導電動機を備
   え、この電動機で駆動される交流エレベータ−において
   、上記インバータ装置の電流、電圧の所定値以上を検出
   したとき動作する過電流、過電圧検出装置と、上記エレ
   ベータ−の速度の異常を検出する異常速度検出装置と、
   少なくとも上記過電流又は過電圧検出装置または上記異
   常速度検出装置の動作時に上記インバータ装置を強制的
   に停止指令するインバータ強制停止装置と、当該停止指
   令後上記インバータ装置の電源を遮断する接触器とを備
   えて成る交流エレベータ−の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記インバータ装
   置を停止した後に電源を２断し、機械式ブレーキを作動
   するように構成して成る交流エレベータ−の制御装置。