JPS60207475A - エレベ−タ制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電圧形インバータ装置によってエレベータを駆
動するエレベータ制御装置において、回生電力を効率良
く使用するエレベータ制御装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

近年エレベータの制御装置においては、サイリスタ等の
半導体素子を用いたものが、大半をしめつつある。例え
ば直流エレベータでは、従来からあった電動発電機を用
いたワードレオナーｒ制御方式にとって代わシ、省エネ
ルギ効果に勝るサイリスタレオナード制御方式が主流に
なってきている。また、交流エレベータにおいても、従
来から、サイリスタを用いた、−次電圧制御方式が広く
使用され現在では標準タイプの大半のエレベータに採用
されている。

これら半導体素子を用いた応用装置の、進歩にともない
、制御性能が向上して行く中で、一方では省エネルギ、
高効率が強く要望されている。

さらに最近では、エレベータの消費電力も問題となシよ
シ高効率、高力率のシステムが望まれるようになってき
た。

そして、このような背景のもとに／４’ワートランジス
タやダートターンオフサイリスク等の自己消弧能力を有
する電力素子が開発されるに至シ、従来大きな装置とな
シがちだったインバータ装置がよシボ形に構成できるよ
うになった。

また、制御方式の面でもベクトル制御やＰＷＭ制御が実
用化され、エレベータに応用されるようになってきた。

第１図にその構成の一例を示す。

第１図において、１は三相交流電源、２はダイオード整
流器、３はフリーホイールダイオードを備えたパワート
ランジスタで構成されたインバータスタック、４は直流
電源のリップルフィルタ用コンデンサであシ、５はイン
バータによシ駆動されるこの場合三相誘導電動機、６は
シープ、７は乗シかご、８は吊シ合いおもシである０ま
た、９は直流電源の電圧を検出する電圧検出器、１０は
電圧検出器９が動作するとオンとなる回生エネルギ吸収
用の・やワートランジスタ、１１は上記ノぐワートラン
ジスタ１０に直列に接続された抵抗である。

ところで、エレベータ駆動用電動機の運転モードにも、
乗客の人数運転方向、加減速等の条件によシ、カ行モー
ドと回生モードとがあるが、回生モードにふ；いては整
流器２がグイオート９であるので、インバータ３のフリ
ーホイールダイオードを介して直流電源に回生されるエ
ネルギが交流母線１に回生されず、そのため直流電圧が
上昇する。直流電圧が一定値を超えると上記電圧検出器
１０が動作し、回生エネルギ吸収用パワートランジスタ
１０をスイッチングして回生エネルギを抵抗１ノで消費
させるようにしている。

この他にも回生用のインバータを備えるようにしたシ他
の負荷にエネルギを供給するようにしたシする方法もあ
るが、上述のように抵抗に消費させる方式が一般的であ
る。

このような制御技術の進歩に伴なって停電等の非常時に
エレベータを最寄階まで運転して乗客を救出するシステ
ムとして第１図で示したインバータと非常電源装置をエ
レベータの通常運転を行なう一次電圧制御等の主制御装
置とは別途に備える方式が提案された。

しかしながら、主制御装置にインバータが用いられるよ
うになってからは制御部を共用し、これに非常電源装置
を加えてシステム全構成する提案がなされている。

この方式は同一装置で救出運転が可能なばかシでなく、
上述の回生エネルギを蓄電池で吸収する事ができるとい
う利点がある。

第２図にその構成の一例を示す。

蓄電池１２がインバータに接続され、停電時の電源とな
るとともに回生エネルギの吸収も行う。〔停電時の救出
運転や、制御回路は本発明に直接関係がないって説明は
省略する。〕ところで、この場合エレベータの回生エネ
ルギが蓄電池１２のエネルギ吸収容量より大きいと、蓄
電池１２ではこのエネルギを吸収できずに直流電圧が上
昇し、制御性能を低下させることとなシ、最悪の場合に
は素子を破壊するおそれもある。一方、電源に接続され
た蓄電池１２にも大きな充電電流が流れ電極を損傷する
ことになる。

これを防ぐためには大容量の蓄電池１２を用いて回生エ
ネルギを吸収する必要がある。しかし、これでは蓄電池
１２が大きなものとなシ蓄電池１２を収納する大きな機
械室が必要となるばか）でなくエレベータのシステム価
格も高いものとなる。

一方、上述した抵抗に消費させる方式も全て抵抗で回生
エネルギを吸収させるためには大きな電流容量の抵抗が
必要となシ、シかも抵抗の発熱量が大きく機械室の温度
上昇を防止するために大きな換気能力を有する換気扇等
が必要となる。

〔発明の目的〕 本発明の目的とするところは、小形化が可能で、しかも
エネルギ効率に優れたエレベータ制御装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するためエレベータの小さな回
生エネルギは蓄電池で吸収し、蓄電池が吸収しきれない
大きな回生エネルギは抵抗に消費させるようにしたこと
を特徴としている。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例の構成を笑３図に示す。

第３図において１は三相交流電源、２は三相交流電源を
全波整流するダイオードスタックであシ、３は・ぐワー
トランジスタで構成されたトランジスタインバータスタ
ック、４は電圧形インバータを構成するリップルフィル
タ用コンデンサである。９は三相整流されたインバータ
直流電圧を検出する（第２の電圧検出器としての）電圧
検出器であり、定められた電圧値を越えると動作して、
自己消弧形半導体スイッチ素子としての回生エネルギ吸
収用パワートランジスタ１０をオンさせる。また、１１
は回生エネルギ吸収用ノぐワートランジスタ１０のコレ
クタに直列に接続された抵抗であシ、上記回生エネルギ
吸収用パワートランジスタ１０とともに直流電源に接続
される。１２は停電時等における救出運転用蓄電池であ
シ、１３と１４は互いに並列接続されこの蓄電池１２に
直列に接続されたそれぞれ制限抵抗とパイ・（スダイオ
ードである。

１５は蓄電池の電圧を検出する（第１の電圧検出器とし
ての）電圧検出器である。１６はインバータを制御する
制御回路であシ、トランジスタスタック３ｔ−制御する
一方、電圧検出器１５の出力に応動してインバータの制
御を停止する。

次にこのような構成における作用について説明する。

エレベータが停止していたシ、無負荷下降、全負荷上昇
等のカ行モード状態にある時には、蓄電池１２は三相全
波整流された直流電圧ｖＤ。

（例えばｖＤｃ＝１．３５ｖＡｃ）によって充電され充
電電流は制限抵抗１３によって制限される。

蓄電池１２がフル充電の状態にある時には、蓄電池１２
の電圧は整流された直流電圧とほぼ等しい値となる。一
方、停電等の救出運転モードになると、蓄電池１２に蓄
えられたエネルギはバイパスダイオード１４を経てイン
バータに供給され、救出運転が行われる。

ところで、蓄電池１２は放っておくと自己放電をして、
使用しだい時使えなくなる場合があるので、上述の充電
電流はこの自己放電をもカバーするように抵抗１３が選
択される。

一方、エレベータが無負荷時上昇や全負荷下降のような
回生モードにある時には、エレベータの回生エネルギは
インバータスタック３のトランジスタに逆並列に接続さ
れたフリーホイールダイオードを通して直流電源にもど
され、直流電圧を上昇させようとするが、蓄電池１２が
接続されているため、その充電電流が増加することによ
シこの回生エネルギが吸収される。

上述したように回生エネルギが小さく蓄電池１２の許容
値以下の場合には充分にこの量を吸収できるのであるが
、エレベータ乗シかご７と吊シ合いおもシ８との不平衡
分が大きく、回生エネルギが大きい場合等には、このエ
ネルギを蓄電池１２が完全には吸収できずに直流電圧ｖ
Ｄｏが上昇する。この直流電圧ｖＤｃが上昇すると、イ
ンバータ直流電圧検出用の検出器９が動作し、回生エネ
ルギ吸収用パワートランジスタ１０をオンさせることに
よシ、蓄電池１２で吸収できない回生エネルギを抵抗１
ノによって消費させる。

このようにエレベータの制御状態によシ、回生エネルギ
が小さい場合にはこのエネルギを蓄電池１２への充電エ
ネルギとして使用し、回生エネルギが大きく蓄電池１２
では吸収できないような場合には抵抗１１によシこの余
分なエネルギを消費させることができ、効率の良いシス
テムを構成することができる。

また、停電等の救出運転中には蓄電池１２の電圧が低下
すると制御不能釦なシエレベータが′失速するので蓄電
池電圧を電圧検出器１５で検出し、制御不能になってエ
レベータが失速する前にインバータ制御回路１６を停止
させブレーキをかけてエレベータを止める。また、上記
蓄電池用の電圧検出器１５の設定電圧ＶＬとインバータ
直流電圧検出用の電圧検出器９の設定電圧Ｖ□とによシ
蓄電池１２には、最大、次式で与えられる電流が流れる
。

■　−■ ■　−□　・・・・・・・・・（１） Ｒ （Ｉ３：最大充電電流、Ｒ：、制限抵抗）これは、停電
救出運転後、蓄電池電圧が最低のＶＬの状態にある時に
復電して大きな回生エネルギが加わ９インバータ直流電
圧がｖＨまで上昇した時に生ずる。この最大充電電流Ｉ
Ｂは蓄電池１２の許容流電電流値以下でなくてはならな
いので、（１）式よシ制限抵抗ｘ３（Ｒ）　ｋ　ＩＢが
許容充電電流値を越えないよう選ぶことによりエレベー
タのいかなる運転モードに対しても蓄電池１２を保護す
ることが可能となる。

このようにすることによシ、次のような効果を生み出す
ことができる。

（１）小さな回生エネルギは蓄電池への充電電流として
効率良く吸収することができる・（２）蓄電池１２で吸
収できないような大きな回生エネルギが発生した時には
この吸収できない余分なエネルギだけを抵抗１１で消費
させることによシ、回生エネルギの全てを抵抗１ノで消
費させる場合に比べて抵抗１１の容量を小さくできるば
かシでなく、機械室の温度上昇を低くすることができる
まで、機械室換気扇等を小さくできる。

（３）救出運転時の蓄電池１２の電圧低下を検出しエレ
ベータを停止させることによシエレベータの失速を防ぐ
ことができ、一方では、復電後の過電流光′Ｋをも防ぐ
ことができる。

（４）回生エネルギの吸収に蓄電池１２による吸収と抵
抗１ノでの消費の２系統を用いることによシ、蓄電池容
量を大きくした場合に比べ小形で安価なシステムを構成
することができる。

なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されることなく、例えば自己消弧形半導体スイッチ素子
としてダートターンオフサイリスタを用いるなど、その
要旨を変更しない範囲内で種々変形して実施することが
できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、装置の小形化が可能でしかもエネルギ
効率が優れたエレベータ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図は従来装置の一例である電圧形インバータを用−
たエレベータ制御システムの構成を示す回路図、第２図
は従来装置の他の一例である非常電源および回生エネル
ギ吸収用として蓄電池を備えたエレベータ制御システム
のＩ（’４成を示す回路図、第３図は本発明の一実施例
の構成を示す回路図である。 １・・・三相交流電源、２・・・ダイオードスタック、
３・・・トランジスタインバータスタック、４・・・コ
ンデンサ、５・・・誘導機、９．１５・・・電圧検出器
、１０・・・ｉ？シワ−ランジスタ、１１．１３・・・
抵抗、１２・・・蓄電池、１４・・・ダイオード、１６
・・・インバータ制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電圧形インバータによってエレベータの駆動を行なうエ
   レベータ制御装置において、充電電流制限用の抵抗と、
   こ゛の抵抗に並列に接続されたダイオードと、これら抵
   抗とダイオ−ｒとの並列回路を介してインバータに接続
   された蓄電池と、この蓄電池の電圧を検出する第１の電
   圧検出器と、この第１の電圧検出器の出力によってイン
   バータの制御を停止するインバータ制御回路と、インバ
   ータの直流電圧を検出する第２の電圧検出器と、この第
   ２の電圧検出器の出力によシ動作する自己消弧形半導体
   スイッチ素子と、この半導体スイッチ素子に接続され、
   該スイッチ素子が動作した時インバータの回生電力を消
   費する抵抗とを具備したことを特徴とするエレベータ制
   御装置。