專利名稱：升降機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對電梯或電動扶梯等升降機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的控制裝置。
背景技術(shù)：
以往，在電梯中，如圖3所示，連接電梯轎廂10和平衡塊11的繩索卷繞在鋼絲繩 滑車9上，由交流電動機(jī)5驅(qū)動該鋼絲繩滑車9，進(jìn)行電梯轎廂10的升降。由圖示的控制裝 置進(jìn)行交流電動機(jī)5的驅(qū)動。在該控制裝置中，來自商用電源1的三相交流電由整流電路 2進(jìn)行全波整流，并且，由平滑電容器3吸收紋波(ripple)成分，變換為直流電。該變換后 的直流電由逆變器(inverterM變換為預(yù)定頻率的交流電，輸入到交流電動機(jī)5中。逆變 器4由多個半導(dǎo)體元件構(gòu)成，在該逆變器4中，將來自控制部6的扭矩指令輸入到驅(qū)動電路 7中，由該驅(qū)動電路7控制所述半導(dǎo)體元件的傳導(dǎo)寬度(半導(dǎo)體元件反復(fù)導(dǎo)通(傳導(dǎo))/截 止(關(guān)斷)的過程中為導(dǎo)通的期間)。另一方面，電梯再生動作時的再生能量被由再生用半導(dǎo)體元件12和發(fā)電制動用 電阻13構(gòu)成的放熱電路消耗。即，在再生動作時，根據(jù)來自驅(qū)動電路7的指令，再生用半導(dǎo) 體元件12反復(fù)導(dǎo)通/截止，在該過程中根據(jù)再生能量的大小來控制傳導(dǎo)寬度，利用發(fā)電制 動用電阻13的發(fā)熱來消耗再生能量。但是，在產(chǎn)生再生用半導(dǎo)體元件12為導(dǎo)通而不能返回到截止的故障、即導(dǎo)通故 障的情況下，由于存在發(fā)電制動用電阻13過熱而導(dǎo)致火災(zāi)的隱患，所以，應(yīng)該檢測導(dǎo)通故 障的產(chǎn)生，提出以溫度檢測器等檢查發(fā)電用制動用電阻的通電狀態(tài)的方法(日本特許第 3369890號公報)、檢查用作再生用半導(dǎo)體元件的晶體管的集電極電壓的方法(日本公開特 許公報第2002-191178號)、檢查所述晶體管的基極信號和集電極信號的同步的方法(日本 公開特許公報平11-199148號)等各種安全措施。但是，由于任何方法都使用硬件檢測導(dǎo)通故障的發(fā)生，所以，存在因追加硬件裝備 導(dǎo)致裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且成本增加等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在升降機(jī)的控制裝置中不增加新的硬件即可檢測再生用半導(dǎo) 體元件的導(dǎo)通故障，實施適當(dāng)?shù)陌踩胧?。本發(fā)明的升降機(jī)的控制裝置，根據(jù)由預(yù)先決定的速度指令信號和對應(yīng)于實際的行 走速度的速度信號的差信號所得到的扭矩指令，對逆變器進(jìn)行控制，利用可變電壓以及可 變頻率的交流功率對連接到該逆變器上的交流電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，并且，在所述交流電動機(jī)
3的再生動作時，對再生用半導(dǎo)體元件進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制，由此，在發(fā)電制動用電阻中流過 電流，進(jìn)行制動，其中，在升降機(jī)的停止期間，當(dāng)檢測到所述逆變器的直流段電壓的紋波量 為設(shè)定值以上時，判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了故障，禁止升降機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并 且，切斷針對發(fā)電制動用電阻的功率供給。此外，本發(fā)明在升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)檢測到再生動作時的所述逆變器的直流段 電壓為基準(zhǔn)值以下時，判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了故障，指令升降機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 并且，切斷向發(fā)電制動用電阻的功率供給。并且，本發(fā)明在升降機(jī)的停止期間，當(dāng)檢測到所述逆變器的直流段電壓的紋波量 為設(shè)定值以上時，判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了故障，禁止升降機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并 且，切斷向發(fā)電制動用電阻的功率供給，另一方面，在升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)檢測到再生動 作時的所述逆變器的直流段電壓為基準(zhǔn)值以下時，判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了 故障，指令升降機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，切斷向發(fā)電制動用電阻的功率供給。另外，檢測計算得到的再生功率是否為預(yù)定值以上，由此，可進(jìn)行是否為再生動作 的判斷。根據(jù)本發(fā)明的升降機(jī)的控制裝置，不追加特別的裝置，而僅通過軟件即可非常簡 單地檢測再生用半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通故障，所以，將該軟件組裝入逆變器控制用的控制電路 中，由此，能夠以非常低的成本防止發(fā)電制動用電阻的過熱。


圖1是表示本發(fā)明的電梯的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示該控制裝置的動作的流程圖。圖3是表示現(xiàn)有電梯的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是說明本發(fā)明的電梯的控制裝置的動作的波形圖。圖5是說明在逆變器的直流段電壓中產(chǎn)生的紋波的波形圖。
具體實施例方式下面，參考附圖具體說明在電梯的控制裝置中實施本發(fā)明的例子。此外，在圖1 中，與圖3相同的結(jié)構(gòu)要素付以與圖3相同的符號。如圖1所示，來自商用電源1的三相交流電經(jīng)功率供給切斷用電磁接觸器SW輸入 到整流電路2中，由該整流電路2進(jìn)行全波整流，并且，由平滑電容器3吸收紋波成分，變 換為直流電。該變換后的直流電由逆變器4變換為預(yù)定頻率的交流電，輸入到交流電動機(jī) 5中。在逆變器4中，將來自由微型計算機(jī)構(gòu)成的控制部30的扭矩指令輸入到驅(qū)動電路7 中，由該驅(qū)動電路7控制構(gòu)成逆變器4的半導(dǎo)體元件的傳導(dǎo)寬度。另外，在逆變器4的直流段，連接由再生用半導(dǎo)體元件12和發(fā)電制動用電阻13構(gòu) 成的放熱電路，由該放熱電路消耗電梯再生動作時的再生能量。對控制部30輸入從速度指令發(fā)生電路20發(fā)出的速度指令信號20a、從速度檢測器 22輸出的速度信號22a、從檢測逆變器4的輸出電流的電流檢測器23輸出的電流檢測信號 23a、從安裝在電梯轎廂10上的負(fù)載檢測器24輸出的負(fù)載信號24a、和從檢測逆變器4的直 流段電壓的電壓檢測器25輸出的電壓信號25a?？刂撇?0具有根據(jù)由速度指令信號20a
4和速度信號22a的差信號得到的扭矩指令對逆變器4的驅(qū)動電路7進(jìn)行控制的功能，但是， 該控制功能與現(xiàn)有技術(shù)相同，所以，省略其說明。此外，控制部30具有用于在再生用半導(dǎo)體元件12中發(fā)生導(dǎo)通故障時的安全措施 的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由如后述的軟件實現(xiàn)，若按每個功能實現(xiàn)單元將該結(jié)構(gòu)分塊，則可分為再生 功率發(fā)生判定單元301、電壓紋波檢測單元302、故障檢測單元303、禁止單元304。再生功 率發(fā)生判定單元301基于速度指令信號20a、速度信號22a、電流檢測信號23a以及負(fù)載信 號24a，判定是否產(chǎn)生再生功率。電壓紋波檢測單元302基于電壓信號25a檢測在逆變器直 流段電壓中是否產(chǎn)生紋波。故障檢測單元303在產(chǎn)生紋波時采用后述的預(yù)定值、設(shè)定值以 及基準(zhǔn)值檢測再生用半導(dǎo)體元件12的導(dǎo)通故障。此外，禁止單元304在再生用半導(dǎo)體元件 12的導(dǎo)通故障時，禁止電梯開始運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2表示再生用半導(dǎo)體元件12的導(dǎo)通故障的檢測和基于其結(jié)果的安全措施的控 制部30的具體過程，該過程中包括電梯轎廂的停止期間的導(dǎo)通故障檢測部分、電梯運(yùn)轉(zhuǎn)期 間的導(dǎo)通故障檢測部分、導(dǎo)通故障檢測時的安全措施部分。如圖2所示，首先，在步驟S1中，判斷是否發(fā)出速度指令20a (或扭矩指令)，由此， 檢測電梯轎廂是運(yùn)轉(zhuǎn)期間還是停止期間。在此，沒有發(fā)出速度指令20a，電梯轎廂為停止期 間時，進(jìn)入步驟S4，利用所述電壓紋波檢測單元302，判斷逆變器的直流段電壓的紋波量是 否為設(shè)定值以上，由此，檢測是否在再生用半導(dǎo)體元件12中產(chǎn)生導(dǎo)通故障。一般地，無負(fù)荷時的逆變器的直流段電壓成為交流電源線間電壓的最大值、即圖5 所示維持三相交流波形的峰值(波高值)的平滑直流電壓Vd，在有負(fù)荷時，成為圖5中以虛 線所示那樣重疊具有交流電源頻率6倍的頻率的紋波電壓Ra。在此，在負(fù)荷未產(chǎn)生的電梯停止時(逆變器不動作時)，再生用半導(dǎo)體元件12發(fā)生 導(dǎo)通故障時，放電電流從平滑電容器3流入發(fā)電制動用電阻13以及再生用半導(dǎo)體元件12 中，隨著由平滑電容器3的電容值C和發(fā)電制動用電阻13的電阻值R決定的時間常數(shù)，逆 變器的直流段電壓下降，其結(jié)果是，如圖5中的點劃線所示那樣，產(chǎn)生較大的紋波Rb。艮口， 電梯停止時若再生用半導(dǎo)體元件12發(fā)生導(dǎo)通故障，則在本來應(yīng)該是平滑直流電壓的逆變 器的直流段電壓上產(chǎn)生周期性的下降，重疊較大的紋波電壓。此外，在200V的三相交流電 內(nèi)的一相的電壓例如下降到180V的情況下，與紋波的產(chǎn)生相伴的電壓的下降變得更大。因 此，在圖2的步驟S4中，檢測直流段電壓的紋波量為設(shè)定值以上，檢測到導(dǎo)通故障。在沒有檢測到導(dǎo)通故障時，返回到步驟S1，反復(fù)判斷電梯是否為運(yùn)轉(zhuǎn)期間。并且， 檢測到導(dǎo)通故障時，進(jìn)入步驟S5，利用禁止單元304禁止電梯開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，在步驟S6中， 開放電磁接觸器SW來切斷針對發(fā)電制動用電阻13的功率供給，防止發(fā)電制動用電阻13過 熱。另一方面，在電梯轎廂為運(yùn)轉(zhuǎn)期間的情況下，在步驟S1中判斷為“是”，進(jìn)入步驟 S2，利用再生功率發(fā)生判定單元301，檢查所計算的再生功率是否為預(yù)定值以上，由此，判斷 是否為再生動作期間。在此，可根據(jù)逆變器的內(nèi)部信息即扭矩指令、速度、電動機(jī)電壓、電動 機(jī)電流、電動機(jī)常數(shù)、發(fā)生扭矩、電動機(jī)轉(zhuǎn)速等各種信息計算再生功率。例如，如圖4(a)所 示，在提升負(fù)荷時扭矩指令T變化，如圖4(b)所示，電動機(jī)轉(zhuǎn)速《變化的情況下，電動機(jī)的 消耗功率以及再生功率可由扭矩指令T和電動機(jī)轉(zhuǎn)速(0的積(TXco)求出，如圖4(c)所 示那樣變化。此外，在放下負(fù)荷時，消耗功率和再生功率如圖4(e)所示那樣變化。因此，檢測該再生功率為預(yù)定值以上，由此，能夠判斷是再生動作時。另外，再生功率P也可由放下 負(fù)荷時的均速行走的電動機(jī)電壓Vm以及電動機(jī)電流Im的測定值和電動機(jī)的功率因數(shù)0 通過下式求出。P=^3 Vm . Im cos 0在圖2的步驟S2中，判斷為再生功率不是預(yù)定值以上時，返回步驟Sl，反復(fù)判斷電 梯是否為運(yùn)轉(zhuǎn)期間。并且，在再生功率為預(yù)定值以上，判斷為是再生動作期間時，進(jìn)入步驟 S3，利用故障檢測單元303判斷逆變器直流段電壓Vd是否為基準(zhǔn)值以下，由此，判定再生用 半導(dǎo)體元件12是否發(fā)生導(dǎo)通故障。若再生用半導(dǎo)體元件12發(fā)生導(dǎo)通故障，則由于逆變器直流段電壓始終低于基準(zhǔn) 值，所以，可以進(jìn)行故障的判定。例如，在商用電壓為200伏特的情況下，全波整流后的電壓 通常為280伏特左右，但是，當(dāng)產(chǎn)生再生功率時，如圖4(d)以及(f)中的實線所示，逆變器 直流段電壓Vd因電動機(jī)產(chǎn)生的功率和逆變器4的動作，上升到比全波整流電壓的280伏特 高的350伏特 380伏特左右。但是，在再生用半導(dǎo)體元件12發(fā)生導(dǎo)通故障的情況下，由 于平滑電容器3的兩端通過發(fā)電制動用電阻13以及再生用半導(dǎo)體元件12彼此短路，所以， 例如，如圖4(d)以及(f)中的雙點劃線所示，逆變器直流段電壓Vd沒有從全波整流電壓的 280伏特上升，沒有到達(dá)350伏特。因此，將基準(zhǔn)值設(shè)定在280伏特和350伏特之間，由此， 逆變器直流段電壓Vd為該基準(zhǔn)值以下，可以判斷為發(fā)生導(dǎo)通故障。再生用半導(dǎo)體元件12沒有發(fā)生導(dǎo)通故障時，返回圖2的步驟S2，重復(fù)判斷是否為 再生動作時。另一方面，再生用半導(dǎo)體元件12發(fā)生導(dǎo)通故障，在圖2的步驟S3中判斷為 “是”時，進(jìn)入步驟S5，通過禁止單元304，輸出電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)停止指令，并且，利用電磁接觸器 SW切斷針對發(fā)電制動用電阻13的功率供給，防止發(fā)電制動用電阻13的過熱。在所有的情 況下，由于在運(yùn)轉(zhuǎn)期間發(fā)生再生用半導(dǎo)體元件12的導(dǎo)通故障，所以，可迅速地進(jìn)行故障檢 測。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電梯的控制裝置，利用僅編入執(zhí)行圖2所示過程的軟件 的簡單結(jié)構(gòu)，能夠檢測再生用半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通故障，所以，能夠以非常低的成本防止發(fā)電 制動用電阻的過熱。此外，在所述實施例中，分為電梯轎廂為運(yùn)轉(zhuǎn)期間的情況和停止期間的情況，分別 進(jìn)行故障檢測，分別實施安全措施，但是，以在任何一種情況下的故障檢測和安全措施即 可。這是因為，在一系列的電梯運(yùn)轉(zhuǎn)動作期間，由于交替重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，所以，如果在任何 情況下都可迅速地進(jìn)行異常檢測并實施安全措施，則即使是任何一種情況下的故障檢測， 在實用上都能夠謀求充分的安全措施。此外，在所述實施例中，根據(jù)有無速度指令來判別電 梯轎廂的運(yùn)轉(zhuǎn)/停止，但是，不限于此，也可采用扭矩指令的有無進(jìn)行判斷或基于制動開閉 等順序信息進(jìn)行判斷。
權(quán)利要求
一種升降機(jī)的控制裝置，根據(jù)由預(yù)先決定的速度指令信號和與實際行走速度對應(yīng)的速度信號的差信號所得到的扭矩指令，對逆變器進(jìn)行控制，利用可變電壓以及可變頻率的交流功率對連接到該逆變器上的交流電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，并且，在所述交流電動機(jī)的再生動作時，對再生用半導(dǎo)體元件進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制，由此，在發(fā)電制動用電阻中流過電流來進(jìn)行制動，其特征在于，在升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)檢測到再生動作時的所述逆變器的直流段電壓為基準(zhǔn)值以下時，判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了故障，指令升降機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，切斷向發(fā)電制動用電阻的功率供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，在升降機(jī)的停止期間，當(dāng)檢測到所述逆變器的直流段電壓的紋波量為設(shè)定值以上時， 判斷為所述再生用半導(dǎo)體元件中產(chǎn)生了故障，禁止升降機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，切斷向發(fā)電制動 用電阻的功率供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述再生用半導(dǎo)體元件與所述發(fā)電制動用電阻串聯(lián)連接，并且由該發(fā)電制動用電阻以 及再生用半導(dǎo)體元件，構(gòu)成再生動作時應(yīng)消耗再生能量的放熱電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，通過檢測計算得到的再生功率是否為預(yù)定值以上，來進(jìn)行是否為再生動作的判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)值被設(shè)定為大于提供給所述逆變器的商用電源的波高值且小于再生動作時 的逆變器直流段電壓的電壓值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，從扭矩指令值和轎廂速度信號來計算所述再生功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升降機(jī)的控制裝置，其特征在于，從電動機(jī)電壓和電動機(jī)電流來計算所述再生功率。
全文摘要
一種升降機(jī)的控制裝置，控制逆變器(4)，利用交流電對連接到該逆變器(4)上的交流電動機(jī)(5)進(jìn)行驅(qū)動，并且，在交流電動機(jī)(5)的再生動作時，在發(fā)電制動用電阻(13)中流過電流，來進(jìn)行制動，其中，在升降機(jī)的停止期間，當(dāng)所述逆變器(4)的直流段電壓的紋波量為設(shè)定值以上時，則禁止升降機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，切斷向發(fā)電制動用電阻(13)的功率供給?；蛘?，在升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)再生動作時的所述逆變器(4)的直流段電壓為基準(zhǔn)值以下，則指令升降機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，切斷向發(fā)電制動用電阻(13)的功率供給。
文檔編號B66B5/02GK101804933SQ20091022528
公開日2010年8月18日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者岡田隆夫 申請人:富士達(dá)株式會社