(57)【要約】交流電源２０からの電力を直流に変換するコンバータ２４と、直流を平滑にするコンデンサ２６と、スイッチング素子３１をオン・オフ制御するゲート駆動回路６０により直流から任意の交流に変換し、エレベータのかご９を動作するモータ１１を駆動するインバータ３０と、交流電源２０に基づいて生成され、ゲート駆動回路６０に直流電源を供給するゲート電源回路５０と、交流電源２０が喪失した時に、ゲート駆動回路６０に電源を供給する蓄電池５２と、ゲート駆動回路６０の出力を検出する電圧検出部８０と、検出電圧値が閾値以下か否かを判断する判断部８３と、検出電圧値が閾値以下になるとゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する供給スイッチＳeと、を備えたものである。
2012164597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの電力を半導体素子により直流に変換するコンバータと、
該直流を平滑にするコンデンサと、
前記直流をスイッチング素子により任意の交流に変換すると共に、エレベータのかごを動作するモータを駆動するインバータと、
前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制御手段と、
前記交流電源に基づいて生成されると共に、前記制御手段に直流電源を供給する制御電源手段と、
前記交流電源が喪失した時に、該制御電源手段に電源を供給する蓄電池と、
該制御電源手段の出力となる第１の電圧値を検出する第１の電圧検出手段と、
前記第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断する第１の判断手段と、
前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記制御手段に前記蓄電池からの電力を供給する供給手段と、
を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項２】
前記交流電源の喪失に基づいて前記コンデンサの電荷を放電する放電手段と、
前記コンデンサの第２の電圧値を検出する第２の電圧検出手段と、
前記第２の電圧値が第２の閾値より高いか否かを判断する第２の判断手段と、を備え、
前記供給手段は、さらに前記第２の電圧値が第２の閾値より高いと、前記制御手段に前記蓄電池からの電力を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項３】
前記制御電源手段は、少なくとも第１及び第２の制御電源手段を有すると共に、それぞれの出力が並列接続されており、前記第１の制御電源手段は、前記制御手段に直流電圧を供給しており、
前記供給手段は、前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記第２の制御電源手段を介して前記制御手段に前記直流電源を供給する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータの制御装置。
【請求項４】
前記第２の制御電源手段の出力電圧は、前記第１の制御電源手段の出力電圧よりも低くする、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータの制御装置。
【請求項５】
前記第１の制御電源手段は、前記スイッチング素子をオンするための第１の正バイアス電圧と、前記スイッチング素子をオフするための第１の負バイアス電圧とを発生しており、
前記第２の制御電源手段は、前記スイッチング素子をオフするための第２の負バイアス電圧をのみを発生する、
ことを特徴とする請求項４に記載のエレベータの制御装置。
【請求項６】
前記スイッチング素子は、上側アームと下側アームとを備えており、
前記第２の負バイアス電圧により前記下側アームの前記スイッチング素子をオフする、
ことを特徴とする請求項５に記載のエレベータの制御装置。
【請求項７】
前記第２の制御電源手段は、前記第２の負バイアス電圧を一つのみを発生すると共に、複数の前記下側アームの前記スイッチング素子に供給する前記第１の制御電源手段の出力に常時接続されており、
前記第１の判断手段が第１の閾値以下と判断すると、前記第２の負バイアス電圧を他の下側アームの前記スイッチング素子に印加する印加手段を、
備えたことを特徴とする請求項５に記載のエレベータの制御装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のエレベータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの主回路は、交流電源を直流にするコンバータを有しており、このコンバータ出力の脈動電圧を平滑な直流電圧にするコンデンサを有し、該直流電圧を任意の交流電圧にパワー半導体素子を用いて変換するインバータを備えている。ここで、パワー半導体素子から成り、一般的にＩＧＢＴなどの電圧駆動型半導体で、これを駆動するためにはゲートの電圧を正・負に変化させるゲート電源が必要となる。
エレベータが動作時以外はゲートの電圧を負にすることによりパワー半導体素子の誤動作を防止している。しかし、エレベータの主電源をオフにするとゲート電源の出力も喪失する。このため、ゲートに負バイアスができなくなるので、これより先に主回路コンデンサの電圧を放電しないとゲートの誤動作により、半導体素子によって母線短絡を引き起こし得る。【０００３】
従来のエレベータの制御装置は、下記特許文献１に示すように、コンデンサにより平滑化した直流電圧を任意の交流電圧に変換してエレベータ駆動用のモータを制御するインバータと、モータの回生運転時に生じる回生電力を回生電流通電素子を介して消費する回生電力消費抵抗と、コンデンサを予め充電しておくための充電回路とからなるエレベータの制御装置において、コンデンサの電圧が充電回路の出力電圧より大きいときに出力を送出する電圧比較回路と、電源遮断時に電圧比較回路に蓄積電荷を電源として供給する電荷蓄積用コンデンサとを備え、回生電流通電素子を電圧比較回路の出力によって導通する、ものが知られている。
このようなエレベータの制御装置によれば、電源遮断時のコンデンサの強制放電を回生電力処理回路によって強制放電するようにしたので、コンデンサの強制放電が簡易になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−９１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記エレベータの制御装置では、主電源が喪失してもインバータ等を成す半導体素子を制御する制御電源の出力が喪失する前に、コンバータの出力電圧を平滑にするコンデンサに蓄積された電荷が放電されることが確実に担保されていないという課題を有している。【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、主電源が喪失した際に、半導体素子を制御する制御手段に電源供給することにより半導体素子を適切に制御し得るエレベータの制御装置をえることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエレベータの制御装置は、交流電源からの電力を半導体素子により直流に変換するコンバータと、該直流を平滑にするコンデンサと、前記直流をスイッチング素子により任意の交流に変換すると共に、エレベータのかごを動作するモータを駆動するインバータと、前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制御手段と、前記交流電源に基づいて生成されると共に、前記制御手段に直流電源を供給する制御電源手段と、前記交流電源が喪失した時に、該制御電源手段に電源を供給する蓄電池と、該制御電源手段の出力となる第１の電圧値を検出する第１の電圧検出手段と、前記第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断する第１の判断手段と、前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記制御手段に前記蓄電池からの電力を供給する供給手段と、を備えたものである。
本発明のエレベータの制御装置によれば、第１の判断手段は、制御電源手段の第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断し、供給手段は第１の閾値以下になると制御手段に蓄電池からの電力を供給する。したがって、停電時などで制御電源手段の出力電圧が低下しても、蓄電池から制御手段に電力供給を継続できるので、制御手段によりスイッチング素子を適切に制御し得る。【０００８】
本発明に係るエレベータの制御装置は、交流電源の喪失に基づいてコンデンサの電荷を放電する放電手段と、コンデンサの第２の電圧値を検出する第２の電圧検出手段と、前記第２の電圧値が第２の閾値より高いか否かを判断する第２の判断手段と、を備え、供給手段は、さらに前記第２の電圧値が第２の閾値より高いと、制御手段に蓄電池からの電力を供給する、ことが好ましい。
本エレベータの制御装置によれば、供給手段は、さらにコンデンサの第２の電圧値が第２の閾値より大きい場合に限り、制御手段に蓄電池からの電力を供給する。したがって、インバータを成すスイッチング素子によって電源短絡の際に流れ得る電流などが大きい場合に限り、供給手段は、制御手段に蓄電池からの電力を供給可能とするので、蓄電容量などを減少できる。【０００９】
本発明に係るエレベータの制御装置における制御電源手段は、少なくとも第１及び第２の制御電源手段を有すると共に、それぞれの出力が並列接続されており、前記第１の制御電源手段は、制御手段に直流電圧を供給しており、供給手段は、前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記第２の制御電源手段を介して前記制御手段に前記直流電圧を供給する、ことが好ましい。
本エレベータの制御装置によれば、第１の制御電源手段が故障しても、第２の制御電源手段から制御手段に電源供給できるので、制御電源手段の故障に対する信頼性が向上する。【００１０】
本発明に係るエレベータの制御装置における第２の制御電源手段の出力電圧は、第１の制御電源手段の出力電圧よりも低くする、ことが好ましい。
本エレベータの制御装置によれば、第１の制御電源手段が正常な動作状態では、第１の制御電源手段から制御手段へ電源供給するのみで、第２の制御電源手段からは制御手段に電源供給しない。そして、第１の制御電源手段の出力電圧よりも第２の制御電源の出力電圧が高くなると、第２の制御電源手段から制御手段に電源供給するので、第２の制御電源手段の電源容量を小さくできる。【００１１】
本発明に係るエレベータの制御装置における第１の制御電源手段は、スイッチング素子をオンするための第１の正バイアス電圧と、前記スイッチング素子をオフするための第１の負バイアス電圧とを発生しており、第２の制御電源手段は、スイッチング素子をオフするための第２の負バイアス電圧をのみを発生する、ことが好ましい。
本エレベータの制御装置によれば、第１及び第２の制御電源手段により負バイアス電圧を発生するので、第１の制御電源手段が故障しても第２の制御電源手段から発生した負バイアス電圧によりスイッチング素子のオフを確実にできると共に、第２の制御電源手段を簡易にできる。【００１２】
本発明に係るエレベータの制御装置におけるスイッチング素子は、上側アームと下側アームとを備えており、第２の負バイアス電圧により前記下側アームの前記スイッチング素子をオフする、ことが好ましい。
本エレベータの制御装置によれば、インバータの下側アームを成すスイッチング素子の負バイアス電圧の発生を二重系にするので、第１の制御電源手段が故障してもインバータ全体としてのオフを確実にできると共に、第２の制御電源手段をさらに簡易にできる。【００１３】
本発明に係るエレベータの制御装置における第２の制御電源手段は、第２の負バイアス電圧を一つのみを発生すると共に、複数の下側アームのスイッチング素子に供給する第１の制御電源手段の出力に常時接続されており、第１の判断手段が第１の閾値以下と判断すると、前記第２の負バイアス電圧を他の下側アームの前記スイッチング素子に印加する印加手段を、備えることが好ましい。
これにより、上記二重系を得るので、第１の制御電源手段が故障しても下側アームのスイッチング素子をオフすることによりインバータ全体としてのオフを確実にできると共に、第２の制御電源手段は負バイアス電圧を一つのみ発生すればよいので、より一層簡易にできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエレベータの制御装置によれば、主電源が喪失した際に、インバータ等のスイッチング素子を制御する制御手段に電源供給することができるので、制御手段によりスイッチング素子を適切に制御し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態によるエレベータの全体図である。
【図２】図１に示すゲート電源の内部構成図である。
【図３】本発明の他の実施の形態によるエレベータの全体図である。
【図４】本発明の他の実施の形態によるエレベータの全体図である。
【図５】図４に示す第１及び第２のゲート電源回路の内部結線図である。
【図６】他の第１及び第２のゲート電源回路の内部結線図である。
【図７】他の第１及び第２のゲート電源回路の内部結線図である。
【図８】他の第１及び第２のゲート電源回路の内部結線図である。
【符号の説明】
【００１６】
９  かご、１１  モータ、２０  三相交流電源、２４  コンバータ、２６  コンデンサ、２８  インバータ、２８ａ  半導体素子、５０  ゲート電源、５２  蓄電池、６０  ゲート駆動回路、６１  第１の電圧検出部、８１  第１の判断部、１６２  第２の電圧検出部、１８２  第２の判断部、Ｓｅ  救出スイッチ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１は本発明の実施の一実施の形態によるエレベータの全体図、図２は図１に示すゲート電源回路の内部構成図である。
図１において、エレベータは、釣合い錘３の端がロープ５の一端に接続され、ロープ５の他端がかご９に接続され、ロープ５が巻上機の綱車７の溝と接触しており、巻上機の綱車７を回転するモータ１１によりかご９が昇降するように形成されている。【００１８】
エレベータの制御装置は、三相交流電源２２を常開の主電源スイッチＳ１と，電磁開閉器の常開接点２２を介して脈動分を有する直流に変換するコンバータ２４と、脈動分を平滑化して直流にするコンデンサ２６と、該直流を任意の交流電圧に変換する半導体素子２８ａを有すると共に、モータ１１を駆動するインバータ２８とを備え、インバータ２８の半導体から成るスイッチング素子３１がゲート駆動回路６０によってオン・オフ制御される。主電源スイッチＳ１を介してコンデンサ２６を充電すると共に、放電する充放電回路３５がコンデンサ２６の両端に接続されている。
同様に、主電源スイッチＳ１を介してゲート駆動回路６０の直流電源となるゲート電源５０を有しており、ゲート電源回路５０には、バックアップ用の蓄電池５２が供給スイッチＳｅを介して接続されている。
そして、ゲート駆動回路６０及び充放電回路３５を制御する制御指令信号を発生するエレベータの制御装置７０を有している。【００１９】
また、ゲート電源回路５０の出力電圧となる第１の電圧値を検出する第１の電圧検出器６１と、検出された第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断し、第１の閾値以下になると供給スイッチＳｅを開放から閉成してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する第１の判断部８３を有している。【００２０】
図２において、ゲート電源回路は、供給スイッチＳｅの一端に接続されたダイオード５４がＤＣ／ＤＣ変換器５８の入力の一端に接続されていて、主電源スイッチＳ１がＡＣ／ＤＣ変換器５２の入力に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換器５２の出力には、ダイオード５６を介してＤＣ／ＤＣ変換器５８の入力の一端と、ＤＣ／ＤＣ変換器５８の入力の他端とが接続されている。ゲート電源５０は、供給スイッチＳｅが閉成している状態において、ＡＣ／ＤＣ変換器５２、蓄電池５２のいずれか高い方の電圧を有する電源からＤＣ／ＤＣ変換器５８に電源が供給されるように形成されている。【００２１】
上記のように構成されたエレベータの制御装置の動作を図１及び図２によって説明する。
＜通常時＞
主電源スイッチＳ１を投入すると共に、常開接点２２を開放から閉成すると、ゲート電源５０には、交流電圧が入力して直流電圧をゲート駆動回路６０に供給している。一方、三相交流電源をコンバータ２４により直流を得てインバータ３０に入力する。ゲート駆動回路６０がエレベータの制御装置７０からの指令信号によりインバータ３０を制御してモータ１１を停止又は駆動している。【００２２】
＜停電発生時＞
停電により主電源スイッチＳ１及び常開接点２２を閉成から開放してコンデンサ２６の電荷を充放電回路３５により放電する。一方、ゲート電源回路５０の出力電圧が低下する。第１の電圧検出部８０が該出力電圧としての第１の電圧値を検出して第１の判断部８３に入力する。判断部８３は、第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断し、第１の閾値以下になると供給スイッチＳｅを開放から閉成してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する。したがって、停電が発生した時でも、ゲート駆動回路６０を正常に制御し得るので、インバータ３０のスイッチング素子３１も制御できる。【００２３】
上記実施形態によるエレベータの制御装置は、三相交流電源２０からの電力を半導体素子により直流に変換するコンバータ２４と、該直流を平滑にするコンデンサ２６と、直流を半導体素子２８ａにより任意の交流に変換すると共に、エレベータのかご９を動作するモータ１１を駆動するインバータ３０と、スイッチング素子３１を制御する制御手段としてのゲート駆動回路６０と、交流電源２２に基づいて生成されると共に、ゲート駆動回路６０に直流電源を供給する制御電源手段としてのゲート電源回路５０と、交流電源が喪失した時に、ゲート電源回路５０に電源を供給する蓄電池５２と、ゲート電源回路５０の出力となる第１の電圧値を検出する第１の電圧検出部８０と、第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断する第１の判断部８３と、第１の電圧値が第１の閾値以下になるとゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する供給手段としての供給スイッチＳｅとを備えたものである。【００２４】
エレベータの制御装置によれば、第１の判断部８３は、ゲート電源回路５０の第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断し、第１の閾値以下になると供給スイッチＳｅを開放から閉成してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する。したがって、停電時などでゲート電源回路５０の出力電圧が低下しても、蓄電池５２からゲート駆動回路６０に電力供給を継続できるので、ゲート駆動回路６０によりスイッチング素子３１を適切に制御し得る。【００２５】
実施の形態２.
本発明の他の実施の形態を図３によって説明する。図３は本発明の他の実施の形態によるエレベータの全体図である。図３中、図１と同一符号は同一部分を示し、説明を省略する。
図３において、第２の電圧検出器１８０はコンデンサ２６の第２の電圧値を検出し、第２の判断部１８３は、第１の電圧値が第１の閾値以下で、第２の電圧値が第２の閾値より高いと、供給スイッチＳｅを開放から閉成してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給するように形成されている。【００２６】
上記のように構成されたエレベータの制御装置は、通常時は上記実施の形態１と同様に動作する。
＜停電発生時＞
停電により主電源スイッチＳ１及び常開接点２２を閉成から開放すると、コンデンサ２６の電荷が充放電回路３５により放電する。一方、ゲート電源回路５０の出力電圧が低下する。この出力電圧としての第１の電圧値を第１の電圧検出器８０、コンデンサ２６の両端電圧を第２の電圧検出器１８０がそれぞれ検出して第２の判断部１８３に入力する。第２の判断部１８３は、第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断すると共に、第２の電圧値が第２の閾値より高いか否かを判断し、第１の電圧値が第１の閾値以下で、第２の電圧値が第２の閾値より高くなるとスイッチＳ２を開放から閉成してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する。これにより、停電が発生した時でも、ゲート駆動回路６０を正常に制御し得ると共に、コンデンサ２６の両端電圧が第２の閾値よりも高い時、すなわち、短絡電流の大きさを考慮してゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する。【００２７】
上記実施形態によるエレベータの制御装置は、三相交流電源２０の喪失に基づいてコンデンサ２６の電荷を放電する充放電回路３５と、コンデンサ２６の第２の電圧値を検出する第２の電圧検出部１８０と、第２の電圧値が第２の閾値より高いか否かを判断する第２の判断部１８３とを備え、供給スイッチＳｅは、第１の電圧値が第１の閾値以下で、第２の電圧値が第２の閾値より高いと、ゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給する、ことが好ましい。
すなわち、コンデンサ２６の電圧値が第２の閾値よりも高い場合に限り、ゲート駆動回路６０に蓄電池５２からの電力を供給するので、畜電池５２の容量を減少し得る。【００２８】
実施の形態３．
本発明の他の実施の形態を図４及び図５によって説明する。図４は本発明の他の実施の形態によるエレベータの全体図、図５は図４に示す第１及び第２のゲート電源回路の内部結線図である。図４中、図１と同一符号は同一部分を示す。
実施形態１及び２では、ゲート電源回路５０は一つであったが、本実施の形態では、図４に示すように第１のゲート電源回路１５０と第２のゲート電源回路２５０とを有していて、ゲート電源回路１５０,２５０を二重系としている。インバータ３０は、スイッチング素子３１から成る上側アーム３２と下側アーム３４とを有しており、上側アーム３２は、スイッチング素子３１ｕｕ，３２ｕｖ，３１ｕｗを有し、下側アーム３４は、スイッチング素子３１ｄｕ，３１ｄｖ，３１ｄｗを有している。
電圧監視部２００は、第１及び第２のゲート電源回路１５０，２５０のそれぞれの出力電圧値を検知すると共に、二つの出力電圧値が予め定められた閾値よりも低下するとゲート駆動回路６０を遮断する遮断信号を発生するように形成されている。【００２９】
図５において、第１及び第２のゲート電源回路１５０，２５０はフライバック式で、インバータ３０の六つのスイッチング素子３１を駆動するために六つの電源出力部を有している。第１のゲート電源回路１５０は、三相交流電源から三相全波ブリッジ１５２を介してコンデンサ１５４に電圧を印加している。コンデンサ１５４の両端には、トランス１５８の一次巻線とスイッチング用の半導体素子１５６とが接続されている。各第１の電源出力部は、上側アーム３２及び下側アーム３４のスイッチング素子３１をオンするための正バイアス電圧を発生すると共に、該スイッチング素子３１をオフするための負バイアス電圧を発生するために二巻線を一対として１２巻線を有している。【００３０】
第１の電源出力部は、トランス１５８の二次巻線の一端には、ダイオードＤ１１（Ｄ１２〜Ｄ１６）の一端が接続されており、他端には、ダイオードＤ２１（Ｄ２２〜Ｄ２６）の一端が接続されており、二次巻線の中央点から二つの平滑用のコンデンサＣ１１（Ｃ１２〜Ｃ１６），Ｃ２１（Ｃ２２〜Ｃ２６）のそれぞれの一端が接続されている。平滑用のコンデンサＣ１１（Ｃ１２〜Ｃ１６）の他端にダイオードＤ１１（Ｄ１２〜Ｄ１６）の他端が接続されており、Ｃ２１（Ｃ２２〜Ｃ２６）の他端にダイオードＤ２１（Ｄ２２〜Ｄ２６）が接続されている。【００３１】
第２のゲート電源回路２５０は電池５２からコンデンサ２５４に電圧を印加している。コンデンサ２５４の両端には、トランス１５８の一次巻線とスイッチング用の半導体素子２５６とが接続されている。各電源出力部は、インバータ３０を成すスイッチング素子３１をオンするための正バイアス電圧を発生すると共に、該スイッチング素子３１をオフするための負バイアス電圧を発生するために二巻線を一対として１２巻線有している。
そして、第２の電源出力部は、トランス２５８の二次巻線の一端には、ダイオードＤ３１（Ｄ３２〜Ｄ３６）の一端が接続されており、他端には、ダイオードＤ４１（Ｄ４２〜Ｄ４６）の一端が接続されており、二次巻線の中央点から二つの平滑用のコンデンサＣ３１（Ｃ３２〜Ｃ３６），Ｃ４１（Ｃ４２〜Ｃ４６）のそれぞれの一端が接続されている。平滑用のコンデンサＣ３１（Ｃ３２〜Ｃ３６）の他端にダイオードＤ３１（Ｄ３２〜Ｄ３６）の他端が接続されており、コンデンサＣ４１（Ｃ４２〜Ｃ４６）の他端にダイオードＤ４１（Ｄ４２〜Ｄ４６）が接続されている。
なお、第２の電源出力部の出力が第１の電源出力部に並列に常時接続されている。【００３２】
第１のゲート電源回路１５０の正バイアス用電圧をＶ１-1、負バイアス用電圧をＶ２-1とし、第２のゲート電源回路２５０の正バイアス用電圧をＶ１-2、負バイアス用電圧をＶ２-2とした場合、それぞれの出力電圧の絶対値が下記の関係になるようにしている。
｜Ｖ１-1｜＞｜Ｖ1-2｜、｜V2-1｜＞｜Ｖ2-2｜
このような関係を有することにより、第１のゲート電源回路１５０が故障していない通常状態においては、第２のゲート電源回路２５０の出力電流が流れないように形成されている。【００３３】
このように構成されたエレベータの制御装置の動作を図４及び図５によって説明する。
＜通常時＞
主電源スイッチＳ１を投入すると共に、常開接点２２を開放から閉成すると、第１のゲート電源回路１５０には、交流電圧が入力して直流電圧をゲート駆動回路６０に供給している。一方、三相交流電源をコンバータ２４により直流を得てインバータ３０に入力する。第１のゲート駆動回路１５０が制御装置７０からの指令信号によりインバータ３０を制御してモータ１１を停止又は駆動している。
＜異常時＞
いま、何らかの原因により第１のゲート電源回路１５０の電圧が第２のゲート電源回路２５０の出力電圧よりも低下すると、第２のゲート電源回路２５０の出力によって、インバータ３０を構成するスイッチング素子３１にゲート信号を入力する。したがって、第１のゲート電源回路１５０が故障しても、第２のゲート電源回路２５０からゲート駆動回路６０を介してインバータ３０を駆動できる。
また、停電発生時には、蓄電池５２を入力源としているので、第２のゲート電源回路２５０からゲート駆動回路６０を介してインバータ３０を駆動できる。【００３４】
実施の形態４．
実施形態３では、図５に示すようにゲート電源回路を二重系とするために第１のゲート電源回路１５０と第２のゲート電源回路２５０とを共に、正バイアス電圧と負バイアス電圧とを発生したが、本実施の形態では、図６に示すように第２のゲート電源回路１２５０は、正バイアス電圧を発生することなく、負バイアス電圧のみを発生するように形成されており、第２の電源出力部の出力となる各負バイアス電圧が対応する第１の電源出力部の各負バイアス電圧に並列に常時接続されている。
このような構成によるエレベータの制御装置によれば、負バイアス電圧の二重系が担保される。これにより、第１のゲート電源回路１５０の負バイアス電圧が発生できなくても、第２のゲート電源回路１２５０から負バイアス電圧をインバータ３０のスイッチング素子３１に印加できるので、スイッチング素子３１を確実にオフできる。
これにより、本実施の形態は実施の形態３に比較して、第２のゲート電源回路１２５０は正バイアス電圧の発生を省略できるので、簡易にできる。【００３５】
実施の形態５．
実施形態４では、図６に示すようにゲート電源回路の負バイアス電圧側のみを二重系としたが、本実施の形態では、図７に示すように第２のゲート電源回路２２５０は、インバータの下側アーム３４にかかるスイッチング素子３１の三つの負バイアス電圧のみを発生するように形成されている。第２の電源出力部の出力となる三つの負バイアス電圧が対応する第１の電源出力部の各負バイアス電圧に並列に常時接続されている。
このような構成によるエレベータの制御装置によれば、インバータ３０の下側アーム３４にかかるスイッチング素子３１に関する負バイアス電圧の二重系が担保されるので、第１のゲート電源回路１５０の対応する負バイアス電圧の発生部が故障しても、第２のゲート電源回路２２５０から対応する負バイアス電圧を下側アーム３４のスイッチング素子３１に印加できるので、スイッチング素子３１の誤動作を防止できる。
これにより、本実施の形態は実施の形態４に比較して、インバータ３０の上側アーム３２にかかるスイッチング素子３１の三つの負バイアス電圧の発生を省略できるので、第２のゲート電源回路２２５０の構成を簡易にできる。【００３６】
実施の形態６．
実施形態５では、図７に示すように第２のゲート電源回路２２５０は、インバータ３０の下側アーム３４にかかるスイッチング素子３１の三つの負バイアス電圧のみを発生し、第２の電源出力部の出力となる三つの負バイアス電圧が対応する第１の電源出力部の各負バイアス電圧に並列に常時接続されているが、本実施の形態では、図８に示すように第２のゲート電源回路３２５０は、インバータ３０の下側アーム３４のスイッチング素子３１に対応する一つの負バイアス電圧のみを発生するように形成されており、該負バイアス電圧が対応する第１のゲート電源回路１５０の負バイアス電圧の出力に常時接続されている。
そして、インバータ３０を成す下側アーム３４の二つのスイッチング素子３１に入力する他の負バイアス電圧の出力にスイッチＳ１〜Ｓ４を介して接続されている。【００３７】
このような構成によるエレベータの制御装置によれば、第１のゲート電源回路１５０の対応する負バイアス電圧の発生部が故障を検知すると、スイッチＳ１〜Ｓ４をオンして第２のゲート電源回路３２５０から対応する負バイアス電圧を下側アーム３４のスイッチング素子３１に印加できるので、スイッチング素子３１の誤動作を防止できる。
これにより、本実施の形態は実施の形態５に比較して、インバータ３０の下側アーム３４にかかるスイッチング素子３１の二つの負バイアス電圧の発生を省略できるので、第２のゲート電源回路の構成を簡易にできる。【００３８】
また、上記実施形態１〜６に示すインバータ３０を成すスイッチング素子３１は珪素でも良いが、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成することが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体としては、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドがある。
このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子３１は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子３１の小型化が可能であり、これら小型化されたスイッチング素子３１を用いることにより、これらの素子を組み込んだインバータが小型化できる。
さらに、上記実施形態１〜６にインバータ３０を成すスイッチング素子３１をワイドバンドギャップ半導体により形成しても、交流電源が喪失しても、適切にスイッチング素子３１を制御し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、エレベータの制御装置に適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月12日(2013.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの電力を半導体素子により直流に変換するコンバータと、
該直流を平滑にするコンデンサと、
前記直流をスイッチング素子により任意の交流に変換すると共に、エレベータのかごを動作するモータを駆動するインバータと、
前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制御手段と、
前記交流電源に基づいて生成されると共に、前記制御手段に直流電源を供給する制御電源手段と、
前記交流電源が喪失した時に、該制御電源手段に電源を供給する蓄電池と、
該制御電源手段の出力となる第１の電圧値を検出する第１の電圧検出手段と、
前記第１の電圧値が第１の閾値以下か否かを判断する第１の判断手段と、
前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記制御手段に前記蓄電池からの電力を供給する供給手段と、
前記交流電源の喪失に基づいて前記コンデンサの電荷を放電する放電手段と、
前記コンデンサの第２の電圧値を検出する第２の電圧検出手段と、
前記第２の電圧値が第２の閾値より高いか否かを判断する第２の判断手段と、を備え、
前記供給手段は、さらに前記第２の電圧値が第２の閾値より高いと、前記制御手段に前記蓄電池からの電力を供給する、
ことを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項２】
前記制御電源手段は、少なくとも第１及び第２の制御電源手段を有すると共に、それぞれの出力が並列接続されており、前記第１の制御電源手段は、前記制御手段に直流電圧を供給しており、
前記供給手段は、前記第１の電圧値が第１の閾値以下になると前記第２の制御電源手段を介して前記制御手段に前記直流電源を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項３】
前記第２の制御電源手段の出力電圧は、前記第１の制御電源手段の出力電圧よりも低くする、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
【請求項４】
前記第１の制御電源手段は、前記スイッチング素子をオンするための第１の正バイアス電圧と、前記スイッチング素子をオフするための第１の負バイアス電圧とを発生しており、
前記第２の制御電源手段は、前記スイッチング素子をオフするための第２の負バイアス電圧をのみを発生する、
ことを特徴とする請求項３に記載のエレベータの制御装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、上側アームと下側アームとを備えており、
前記第２の負バイアス電圧により前記下側アームの前記スイッチング素子をオフする、
ことを特徴とする請求項４に記載のエレベータの制御装置。
【請求項６】
前記第２の制御電源手段は、前記第２の負バイアス電圧を一つのみを発生すると共に、複数の前記下側アームの前記スイッチング素子に供給する前記第１の制御電源手段の出力に常時接続されており、
前記第１の判断手段が第１の閾値以下と判断すると、前記第２の負バイアス電圧を他の下側アームの前記スイッチング素子に印加する印加手段を、
備えたことを特徴とする請求項４に記載のエレベータの制御装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のエレベータの制御装置。
【国際調査報告】
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