(57)【要約】【課題】エレベータが停止しているときの消費電力を低減させることができるエレベータの制御装置を提供する。【解決手段】第１電圧が印加されると、接点が開状態及び閉状態の一方から他方への移行を開始し、第１電圧よりも小さい第２電圧が印加されると、接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する電磁開閉器と、電磁開閉器への印加電圧を供給する電源と、接点の開閉状態を検出する検出装置と、検出装置が検出した接点の開閉状態に基づいて、電源から電磁開閉器に供給される電圧を制御する電圧制御装置と備え、電圧制御装置は、エレベータの停止時に接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持するように設けられた電磁開閉器に対し、検出装置が検出した接点の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態の場合に、電源から電磁開閉器に供給される平均印加電圧が第２電圧に対応した電圧になるように制御する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータの機器に設けられ、第１電圧が印加されると、接点が開状態及び閉状態の一方から他方への移行を開始し、前記第１電圧よりも小さい第２電圧が印加されると、前記接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する電磁開閉器と、
前記電磁開閉器への印加電圧を供給する電源と、
前記接点の開閉状態を検出する検出装置と、
前記電磁開閉器と前記電源との間に接続され、前記検出装置が検出した前記接点の開閉状態に基づいて、前記電源から前記電磁開閉器に供給される電圧を制御する電圧制御装置と、
を備え、
前記電圧制御装置は、前記エレベータの停止時に前記接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持するように設けられた電磁開閉器に対し、前記検出装置が検出した前記接点の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態の場合に、前記電源から前記電磁開閉器に供給される平均印加電圧が前記第２電圧に対応した電圧になるように制御することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項２】
前記電圧制御装置は、前記電源から前記電磁開閉器に供給される平均印加電圧を可変させるチョッパ回路からなることを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
【請求項３】
前記電源に対し、前記電磁開閉器と並列に接続され、前記電磁制御装置が前記電磁開閉器と前記電源との接続を切り離したときに、前記電磁開閉器に逆電圧を印加するスバナ回路、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ用電磁開閉器制御装置。
【請求項４】
前記電圧制御装置は、
前記エレベータの停止時に、前記電源から前記電磁開閉器に供給される平均印加電圧を変化させ、前記検出装置が検出した前記接点の開閉状態に基づいて、前記第２電圧を判別して記憶し、
前記エレベータの動作中に、前記接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する場合に、前記電源から前記電磁開閉器に供給される平均印加電圧が記憶した第２電圧に対応した電圧になるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか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】
この発明は、エレベータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のエレベータにおいては、電磁開閉器や電磁ブレーキ等、電磁コイルの励磁、消磁により動作を繰り返すものが数多く利用されている。また、現在の電磁ブレーキは、ブレーキの解除の際に大きな電流が供給され、吸引完了後に電流値が下がるように制御される。これにより、吸引後の消費電力の低減が図られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２００９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁ブレーキは、エレベータの停止時に、吸引が解除される構成となっており、エレベータの停止時に、電磁ブレーキへ電流を供給する必要はない。このため、小規模マンション等において、停止している時間の長いエレベータに、特許文献１に記載の電磁ブレーキを使用しても、エレベータ全体における消費電力の低減にはつながらなかった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、エレベータが停止しているときの消費電力を低減させることができるエレベータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るエレベータの制御装置は、エレベータの機器に設けられ、第１電圧が印加されると、接点が開状態及び閉状態の一方から他方への移行を開始し、前記第１電圧よりも小さい第２電圧が印加されると、前記接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する電磁開閉器と、前記電磁開閉器への印加電圧を供給する電源と、前記接点の開閉状態を検出する検出装置と、前記電磁開閉器と前記電源との間に接続され、前記検出装置が検出した前記接点の開閉状態に基づいて、前記電源から前記電磁開閉器に供給される電圧を制御する電圧制御装置と、を備え、前記電圧制御装置は、前記エレベータの停止時に前記接点が開状態及び閉状態の他方の状態を維持するように設けられた電磁開閉器に対し、前記検出装置が検出した前記接点の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態の場合に、前記電源から前記電磁開閉器に供給される平均印加電圧が前記第２電圧に対応した電圧になるように制御するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、エレベータが停止しているときの消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の電気回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態１．
一般に、エレベータの電力消費量は、エレベータの使用条件により大幅に変動する。小規模マンション等において、停止期間が長いエレベータの場合は、時間当たりの消費電力の大きい巻上機の消費する電力より、時間当たりの消費電力の小さい他の制御機器が長い停止期間中に消費する電力量の方が大きくなる場合が少なくない。
【００１１】
他の制御機器には、多数の機器が含まれる。これらの機器には、多数の電磁開閉器も含まれる。即ち、電磁開閉器の消費電力量も少なくない割合を占めている。この電磁開閉器の中には、エレベータ停止期間中に常時励磁されるものもある。通常、エレベータの直流操作電磁開閉器の電磁コイルは、常時定格電圧で駆動される。ここで、電磁開閉器の電磁コイルに流れる電流は、印加電圧に比例する。そして、消費電力は、電圧と電流との積となる。このため、消費電力は、電圧の２乗に比例して発生することになる。
【００１２】
ところで、電磁開閉器のピックアップ前は、可動部を操作する電磁コイルのギャップが開いている。このため、可動部を押し付けるスプリングの弾性力に打ち勝つ力を発生させるには、比較的大きな電圧を印加する必要がある。しかし、一旦、スプリングが圧縮した後は、電磁コイルのギャップが小さくなっている。このため、比較的小さな電圧で、その状態を維持することができる。
【００１３】
そこで、実施の形態１においては、電磁開閉器のピックアップ後の印加電圧を小さくして、消費電力を低減する構成とした。以下、実施の形態１をより詳細に説明する。
【００１４】
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の電気回路図である。
図１において、１は直流操作形の電磁開閉器である。この電磁開閉器１は、電気等価回路で示される。この電磁開閉器１は、電磁コイル２、接点３、図示しない電磁コイル２が巻かれた分割型磁気回路の固定部、電磁コイル２に印加された電圧に応じて接点３と共に移動する図示しない分割型磁気回路の可動部、電磁コイル２に電圧が印加されていない場合に分割型磁気回路の可動部と固定部間の磁気回路のギャップ及び接点間隔を押し広げる図示しないスプリング等からなる。尚、本制御装置では電磁コイル２に電圧を印加した場合に接点３が導通するものと遮断されるものに適用できるが、本実施例では、電磁コイル２に電圧を印加した場合に接点３が導通する場合を例に説明する。この電磁開閉器１は、エレベータの機器に数多く使用されている。具体的には、電磁開閉器１は、コンタクタ、リレー等、電磁コイル２で接点３の投入遮断制御を行うものである。
【００１５】
この電磁開閉器１は、第１電圧が印加されると、接点３が開状態及び閉状態の一方から他方への移行を開始する機能を備える。また、電磁開閉器１は、第１電圧よりも小さい第２電圧以上の電圧が印加されると、接点３が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する機能を備える。４は電源である。この電源４は、電磁開閉器１への印加電圧を供給する機能を備える。５は検出装置である。この検出装置５は、電磁開閉器１の接点３の開閉状態を検出する機能を備える。
【００１６】
６は電圧制御装置である。この電圧制御装置６は、電磁開閉器１と電源４との間に接続される。この電圧制御装置６は、チョッパ回路からなる。即ち、電圧制御装置６は、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧を可変させる機能を備える。この電圧制御装置６は、検出装置５が検出した電磁開閉器１の接点３の開閉状態に基づいて、電源４から電磁開閉器１に供給される電圧を制御する機能を備える。
【００１７】
具体的には、電圧制御装置６は、検出装置５が検出した接点３の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態の場合に、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧が第２電圧に対応した電圧になるように制御する機能を備える。
【００１８】
７はスナバ回路である。このスナバ回路７は、フリーホイルダイオード８と抵抗９が直列に接続される。このスナバ回路７は、電源４に対し、電磁開閉器１と並列に接続される。このスナバ回路７は、電圧制御装置６が電磁開閉器１と電源４との接続を切り離したときに、電磁開閉器１に逆電圧を印加する機能を備える。
【００１９】
次に、検出装置５の構成をより詳細に説明する。
図１に示すように、検出装置５は、導通比制御信号発生装置１０、演算装置１１、駆動信号処理回路１２を備える。導通比制御信号発生装置１０は、電圧制御装置６の出力電圧を設定するための導通比制御信号１３を出力する機能を備える。演算装置１１は、電磁開閉器１の接点信号１４が入力される機能を備える。また、演算装置１１は、電磁制御装置の駆動信号１５を出力する機能を備える。さらに、演算装置１１は、導通比制御信号発生装置１０が出力する導通比制御信号１３のアクティブ時間比率を調整する機能を備える。
【００２０】
駆動信号処理回路１２は、ＮＯＴ回路１６、第１乃至第３ＡＮＤ回路１７〜１９、ＯＲ回路２０を備える。ＮＯＴ回路１６は、電磁開閉器１の接点信号１４が入力される機能を備える。第１ＡＮＤ回路１７は、電磁開閉器１の接点信号１４と演算装置１１から出力された駆動信号１５とが入力される機能を備える。第２ＡＮＤ回路１８は、演算装置１１から出力された駆動信号１５とＮＯＴ回路１６の出力信号とが入力される機能を備える。
【００２１】
第３ＡＮＤ回路１９は、第１ＡＮＤ回路１７の出力信号と導通比制御信号１３とが入力される機能を備える。ＯＲ回路２０は、第２及び第３ＡＮＤ回路１８、１９の出力信号が入力される機能を備える。また、ＯＲ回路２０は、電圧制御装置６にチョッパ制御信号２１を出力する機能を備える。さらに、駆動信号処理回路１２は、演算装置１１から出力された駆動信号１５を、電圧制御装置６に還流回路遮断信号２２として出力する。
【００２２】
次に、電圧制御装置６の構成をより詳細に説明する。
図１に示すように、電圧制御装置６は、第１スイッチング素子２３、還流用整流素子２４、第２スイッチング素子２５、分圧回路２６、第３スイッチング素子２７を備える。第１スイッチング素子２３は、電磁コイル２と接地との間に設けられる。第１スイッチング素子２３の制御端子は、ＯＲ回路２０の出力端に接続される。還流用整流素子２４は、電磁コイル２の接地側と電源４側とを接続した配線上に設けられる。
【００２３】
第２スイッチング素子２５は、電源４の正極と電磁コイル２との間に設けられる。分圧回路２６は、第１及び第２抵抗２８、２９を備える。第１抵抗２８の一端は、電源４の正極に接続される。また、第１抵抗２８の他端は、第２スイッチング素子２５の制御端子に接続される。第２抵抗２９の一端は、第１抵抗２８の他端に接続される。また、第２抵抗２９の他端は、第３スイッチング素子２７のドレイン端子に接続される。スイッチング素子の他端は、接地される。第３スイッチング素子２７の制御端子は、演算装置１１の駆動信号線に接続される。
【００２４】
次に、電圧制御装置６の基本動作について説明する。
電磁コイル２には巻線の抵抗成分とインダクタンス成分があるため、巻線に流れる電流は、電磁コイル２の端子間に印加する平均電圧に応じて変化する。ここで、第１及び第２スイッチング素子２３、２５が導通している場合は、電源４から、第２スイッチング素子２５、電磁コイル２、第１スイッチング素子２３を経由した経路３０で電流が流れる。第１及び第２スイッチング素子２３、２５での電圧降下が無視できる場合、電磁コイル２には、電源４の電圧が印加される。これにより、電磁コイル２に流れる電流は増加する。
【００２５】
一方、第２スイッチング素子２５が導通した状態で、第１スイッチング素子２３が非導通状態となった場合、電磁コイル２のインダクタンス成分で電流が流れ続けようとする。しかし、第１スイッチング素子２３が非導通状態となっているため、経路３０で電流が流れることはない。
【００２６】
即ち、インダクタンスの逆起電力で、還流用整流素子２４、第２スイッチング素子２５、電磁コイル２を経由する経路３１で電流が流れる。このとき、第２スイッチング素子２５の電圧降下が無視できるとすると、電磁コイル２の端子間には、還流用整流素子２４の順方向電圧分の逆電圧がかかる。前記還流用整流素子２４の順方向電圧と電磁コイル２の抵抗成分と電磁コイル２に流れる電流による電圧降下分が電磁コイル２のインダクタンス成分に印加されることにより、電磁コイル２に流れる電流が減少する。
【００２７】
次に、電磁コイル２に電流が流れている状態で、第３スイッチング素子２７を遮断すると、第２スイッチング素子２５も遮断する。即ち、第３スイッチング素子２７は、電源４のローサイド側から分圧回路２６を介して、電源４のハイサイド側に接続された第２スイッチング素子２５を駆動する。
【００２８】
そして、第２スイッチング素子２５を遮断すると、電磁コイル２に流れる電流は、第２スイッチング素子２５を経由する経路３１を流れることができなくなる。即ち、第２スイッチング素子２５は、還流回路遮断回路として機能する。このため、電磁コイル２に流れる電流は、スナバ回路７を経由する経路３２に流れる。このとき、スナバ回路７には、大きな逆電圧が発生する。この逆電圧は、電磁コイル２に印加される。これにより、電磁コイル２の電流が急激に減少する。
【００２９】
次に、消費電力を低減するための第２電圧の設定方法を説明する。
電磁開閉器１の消費電力を低減するためには、接点３の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態を維持するための第２電圧を、接点３が開状態及び閉状態の一方から他方への移行を開始するときの第１電圧よりも小さくする必要がある。そこで、本実施の形態においては、エレベータが停止している状態等、電磁開閉器１の投入、遮断状態で機器に影響を与えないときに、演算装置１１が、接点信号１４の状態を監視しながら、導通比制御信号１３のアクティブ時間比率を調整する。そして、演算装置１１は、電圧制御装置６の出力電圧を定格電圧から徐々に低下させ、接点信号１４がノンアクティブとなる電圧を判別して、第２電圧として記憶する。
【００３０】
次に、図２を用いて、エレベータの動作中における制御装置の動作を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータの制御装置の動作波形図である。
図２において、横軸は時間を表し、縦軸は信号強度を表す。３３は電磁コイル２の端子間電圧である。３４は電磁コイル２に流れる電流である。ここで、導通比制御信号１３は、演算装置１１に記憶された第２電圧に対応して設定される。
【００３１】
まず、区間ａにおいて、駆動信号１５がアクティブになると、還流回路遮断信号２２も、アクティブになる。また、接点信号１４がノンアクティブのため、ＮＯＴ回路１６の出力がアクティブになる。このため、第２ＡＮＤ回路１８への入力は、ともにアクティブになる。これにより、第２ＡＮＤ回路１８の出力は、アクティブになる。従って、ＯＲ回路２０の出力もアクティブになる。即ち、チョッパ制御信号２１もアクティブになる。このため、電圧制御装置６に制御された端子間電圧３３も電源４の電圧と概略等しくなる。これにより、電磁コイル２に流れる電流３４が増加し、区間ａの終盤時点で、電磁開閉器１の可動部がピックアップする。
【００３２】
即ち、区間ａに続く区間ｂにおいては、接点３は導通する。これにより、接点信号１４は、アクティブになる。このため、ＮＯＴ回路１６の出力がノンアクティブになる。これにより、第２ＡＮＤ回路１８の出力は、ノンアクティブになる。一方、第１ＡＮＤ回路１７の入力は、駆動信号１５と接点信号１４であり、ともにアクティブである。このため、第１ＡＮＤ回路１７の出力もアクティブになる。これにより、第３ＡＮＤ回路１９の入力の一方は、アクティブになる。
【００３３】
そして、第３ＡＮＤ回路１９の入力の他方は、導通比制御信号１３である。このため、第３ＡＮＤ回路１９の出力も導通比制御信号１３と同等となる。そして、ＯＲ回路２０には、第２及び第３ＡＮＤ回路１８、１９の出力信号が入力されるため、その出力は、導通比制御信号１３と同等となる。これにより、チョッパ制御信号２１は、導通比制御信号１３と同等となる。このため、電磁コイル２の端子間電圧３３の平均値も低下する。そして、端子間電圧３３の低下に追従して、電磁コイル２に流れる電流３４も低下する。
【００３４】
次に、電磁開閉器１のドロップアウト時を考える。
この場合、演算装置１１は、ノンアクティブの駆動信号１５を出力する。これにより、還流回路遮断信号２２もノンアクティブになる。従って、第３スイッチング素子２７が非導通状態となる。また、これに追従して、第２スイッチング素子２５も非導通状態となる。
【００３５】
これにより、電磁コイル２に蓄積された電磁力エネルギーは、スナバ回路７で急激に消費される。即ち、電磁コイル２に流れる電流３４が急激に減衰し、これ以上電磁開閉器１がピックアップ状態を維持できなくなったところで、電磁開閉器１の可動部がドロップアウトする。
【００３６】
以上で説明した実施の形態１によれば、電圧制御装置６は、エレベータの停止時に接点３が開状態及び閉状態の他方の状態を維持するように設けられた電磁開閉器１に対し、検出装置５が検出した接点３の開閉状態が開状態及び閉状態の他方の状態の場合に、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧が第２電圧に対応した電圧になるように制御する。このため、エレベータが停止しているときの消費電力を低減させることができる。
【００３７】
また、電圧制御装置６は、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧を可変させるチョッパ回路からなる。このため、比較的簡単な回路構成で電磁開閉器１の仕様変更等に容易に対応できる。
【００３８】
さらに、スナバ回路７は、電圧制御装置６が電磁開閉器１と電源４との接続を切り離したときに、電磁開閉器１に逆電圧を印加する。このため、電磁開閉器１のドロップアウトに求められる即応性を実現することができる。
【００３９】
加えて、電圧制御装置６は、エレベータの停止時に、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧を変化させ、検出装置５が検出した接点３の開閉状態に基づいて、第２電圧を判別して記憶する。そして、電圧制御装置６は、接点３が開状態及び閉状態の他方の状態を維持する場合は、電源４から電磁開閉器１に供給される平均印加電圧が記憶した第２電圧に対応した電圧になるように制御する。
【００４０】
即ち、電圧制御装置６を用いることにより、実機で電磁開閉器１がドロップアウトする第２電圧を確認することができる。このため、電磁コイル２のばらつき、使用条件に応じた最適な駆動電圧を得ることができる。これにより、ドロップアウトに対する裕度（システムの信頼性）を確保するとともに、電磁開閉器１の仕様変更にも容易に対応することができる。
【００４１】
ここで、一般の電磁開閉器１において、スプリング圧縮後の状態を維持するために、どの程度の電圧を要するかは、電磁開閉器１の製品設計に依存する。このため、エレベータの長い使用期間内に電磁開閉器１の生産が中止された場合には、製品出荷時と同一の電磁開閉器１を交換部品として供給できない場合もある。従って、二種類の電源４を用意し、電磁開閉器１の電磁コイル２に印加する電圧を切り替える構成とした場合、電磁開閉器１の電圧仕様が変更されると、電源４の再設計とともに、同時交換が必要になる。
【００４２】
これに対し、本実施の形態の制御装置を利用すれば、電源４の再設計及び同時交換が不要となる。このため、電磁開閉器１の交換作業を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  電磁開閉器、  ２  電磁コイル、  ３  接点、  ４  電源、  ５  検出装置、
６  電圧制御装置、  ７  スナバ回路、  ８  フリーホイルダイオード、  ９  抵抗、
１０  導通比制御信号発生装置、  １１  演算装置、  １２  駆動信号処理回路、
１３  導通比制御信号、  １４  接点信号、  １５  駆動信号、  １６  ＮＯＴ回路、
１７〜１９  第１乃至第３ＡＮＤ回路  ２０  ＯＲ回路、  ２１  チョッパ制御信号、  ２２  還流回路遮断信号、  ２３  第１スイッチング素子、２４  還流用整流素子、
２５  第２スイッチング素子、  ２６  分圧回路、  ２７  第３スイッチング素子、
２８、２９  第１及び第２抵抗、  ３０〜３２  経路、３３  端子間電圧、
３４  電磁コイルに流れる電流
【図１】
2011020822.tif 000003
【図２】
2011020822.tif 000004