(57)【要約】【課題】  永久磁石同期電動機のような交流電動機においてアマチュア短絡回路を構成し、制御不能時に速やかに停止、制動することができ交流電動機駆動装置を提供する。【解決手段】  電力変換装置３０の交流出力側に、電力変換装置３０の制御停止時に構成されるアマチュア短絡回路５０を設ける。アマチュア短絡回路５０には、アマチュア短絡時の電流を進相させることによって交流電動機の力率を改善するための進相コンデンサ８０を直列に挿入することにより、進相コンデンサによってアマチュア短絡時の電流位相を進めることによって交流電動機の力率を改善し、必要な制動力を確保する。【選択図】      図１
2005253300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、
この電力変換装置の交流電力によって回転駆動される交流電動機と、
前記電力変換装置の交流出力側に設けられ、前記電力変換装置の制御停止時に前記交流電動機をアマチュア短絡させ、制動力を発生させるアマチュア短絡回路とを備え、
前記アマチュア短絡回路には、前記アマチュア短絡時の電流位相を進めることによって前記交流電動機の力率を改善し、必要な制動力を確保するための進相コンデンサを直列に挿入したことを特徴とする交流電動機駆動装置。
【請求項２】
前記アマチュア短絡回路には、前記アマチュア短絡時の電流を制限して前記交流電動機を最大定格電流以下とするための電流制限抵抗を、前記進相コンデンサと直列に挿入したことを特徴とする請求項１に記載の交流電動機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電動機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータ駆動装置が故障したり、電源喪失が発生してエレベータを緊急停止させた場合、また停電や故障が発生してかご内部に乗客が閉じ込められた場合、救出階に安全に移動するまでは簡単にドアが開かないようにする対策がとられている。
【０００３】
非常時にエレベータドアが開かないようにする方式には、ドア開閉駆動用の電動機のタイプにより複数の方式がある。その一つは、電磁ブレーキを使用する方式である。この方式は、電動機のタイプを問わずに実施可能である。
【０００４】
図５に電磁ブレーキを使用したときの電動機駆動装置の構成を示している。これは、直流電源１により平滑コンデンサ２を介して電力制御装置３に電力を供給し、この電力制御装置３の直流出力によって電動機４を回転駆動し、エレベータドア６を開閉駆動する構成である。そして電力制御装置３を制御するときには、ブレーキ制御リレー２３をオンしてブレーキ回路に電流を流し、電磁ブレーキ２１を開路し、電動機４の回転駆動を可能にする。また電力制御装置３の制御を停止した場合又は停電時にはブレーキ制御リレー２３をオフさせてブレーキ回路に電流を流れなくし、電磁ブレーキ２１を働かせて電動機４を停止させ、エレベータドア６の開閉駆動も停止させる。
【０００５】
電動機駆動装置の別の方式は、永久磁石直流電動機を駆動力とするドア駆動装置に適用されるもので、永久磁石直流電動機の端子をアマチュア短絡し、制動力を得る方式である。
【０００６】
図６及び図７にアマチュア短絡回路を使用したときの直流電動機駆動装置の構成を示している。これは、直流電源１により電力制御装置３に電力を供給し、この電力制御装置３の直流出力を電動機４に供給して回転させ、エレベータドア６を開閉駆動する構成であり、電力制御装置３の直流出力側に永久磁石直流電動機４と並列に、Ｂ接点リレー５と電流制限抵抗７を有するアマチュア短絡回路を設けている。そして、電力制御装置３を制御するときにはＢ接点リレー５をオン（開路動作）させてアマチュア短絡回路をオープンし、電力制御装置３の出力を永久磁石直流電動機４に供給して回転駆動し、エレベータドア６を開閉駆動する。
【０００７】
また、電力制御装置３の制御を停止した場合又は停電時には、Ｂ接点リレー５をオフ（閉路動作）させ、永久磁石直流電動機４の端子を制限抵抗７を介して短絡させることにより発電制動力を発生させて永久磁石直流電動機４を停止させ、エレベータドア６の開閉駆動も停止させる。なお、図７において１１は電動機４の内部リアクトル、１２は内部抵抗、１３は制動発電機である。
【０００８】
しかしながら、従来の電磁ブレーキを設ける方式の電動機駆動装置の場合、コスト面、電動機の大型化等の面で問題点があった。
【０００９】
また、アマチュア短絡回路により永久磁石直流電動機の端子を短絡させて発電制動する直流電動機駆動装置は、直流電動機には適用できても、永久磁石同期電動機のような交流電動機には適用できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、永久磁石同期電動機のような交流電動機においてアマチュア短絡回路を構成し、制御不能時に交流電動機を効果的に制動することができる交流電動機駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、永久磁石同期電動機のような交流電動機においてアマチュア短絡回路を構成した場合、直流電動機と異なり、電動機発電電圧の位相制御ができないために力率が下がり、制動力が低下することがあるが、本発明はその問題点を解決した交流電動機駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の交流電動機駆動装置は、直流電源の直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、この電力変換装置の交流電力によって回転駆動される交流電動機と、前記電力変換装置の交流出力側に設けられ、前記電力変換装置の制御停止時に前記交流電動機をアマチュア短絡させ、制動力を発生させるアマチュア短絡回路とを備え、前記アマチュア短絡回路には、前記アマチュア短絡時の電流位相を進めることによって前記交流電動機の力率を改善し、必要な制動力を確保するための進相コンデンサを直列に挿入したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の交流電動機駆動装置において、前記アマチュア短絡回路には、前記アマチュア短絡時の電流を制限して前記交流電動機を最大定格電流以下とするための電流制限抵抗と、電流位相を進めることによって前記交流電動機の力率を改善するための進相コンデンサとを直列に挿入したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力変換装置の交流出力側に、電力変換装置の制御停止時に構成されるアマチュア短絡回路を設けることにより、電力変換装置の制御停止時には交流電動機をアマチュア短絡させ、制動力を発生させて停止させることができる。加えて、進相コンデンサによってアマチュア短絡時の電流位相を進めることによって力率を改善し、必要な制動力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の構成を示している。直流電源１から平滑コンデンサ２を介してインバータのような電力変換器３０に直流電力を供給し、この電力変換器３０で変換したＵ，Ｖ，Ｗ３相交流電力を交流電動機である永久磁石同期電動機４０に供給する。
【００１６】
電力変換器３０の交流出力側にはＢ接点リレー５０が接続してあり、電力変換器３０のオン／オフと同期して、このＢ接点リレー５０がオン／オフ動作し、電力変換器３０がオンすると同時にＢ接点リレー５０はオン（開路動作）し、電力変換器３０の交流出力を交流電動機である永久磁石同期電動機４０の各相に供給し、電力変換器３０がオフすると同時にＢ接点リレー５０がオフ（閉路動作）し、アマチュア短絡回路を構成するようにしてある。電力変換器３０の交流出力側の各相には、Ｂ接点リレー５０と直列に進相コンデンサ８０が接続してある。
【００１７】
次に、上記構成の交流電動機駆動装置の動作について、図２の回路を参照して説明する。電力変換器３０が動作している間はＢ接点リレー５０が開路状態にあり、電力変換器３０の交流出力が永久磁石同期電動機４０に供給され、永久磁石同期電動機が回転駆動してエレベータドア６を開閉駆動する。
【００１８】
電力変換器３０が停止すると同時に、図２に示す回路のように、Ｂ接点リレー５０はオフ（閉路動作）し、永久磁石同期電動機４０のアマチュアを短絡し、内部リアクトル１１０、内部抵抗１２０そして制動発電機１３０が直列に接続されたアマチュア短絡回路を構成する。このとき、永久磁石同期電動機４０が制動発電機１３０となり、エネルギを制動発電機１３０の発電電圧に変換し、この電圧を内部リアクトル１１０、内部抵抗１２０、そして進相コンデンサ８０によって消費し、永久磁石同期電動機４を制動し、ひいてはエレベータドア６を制動することができる。そして本実施の形態の場合、進相コンデンサ８０により制動時にアマチュア短絡回路に発生する電圧と流れる電流との位相関係を制御し、力率を改善して制動力を増すことにより、電動機４０を安全に停止させることができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施の形態の交流電動機駆動装置を図３及び図４に参照して説明する。第２の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実施の形態に対して、電力変換器３０の交流出力の各相にＢ接点リレー５０と直列に制限抵抗７０と進相コンデンサ８０とを接続した点にある。その他の構成は、図１に示した第１の実施の形態と共通する。
【００２０】
第２の実施の形態の交流電動機駆動装置の場合、電力変換器３０の停止時には図４に示すようなアマチュア短絡回路が構成される。このとき、永久磁石同期電動機４０が制動発電機１３０となり、エネルギを制動発電機１３０の発電電圧に変換し、この電圧を内部リアクトル１１０、内部抵抗１２０、制限抵抗７０、そして進相コンデンサ８０によって消費し、永久磁石同期電動機４０を制動し、ひいてはエレベータドア６を制動することができる。そして第２の実施の形態の場合、制限抵抗７０により制動時にアマチュア短絡回路に流れる電流が永久磁石同期電動機４０の最大定格電流を超えることがないようにし、同時に進相コンデンサ８０によりアマチュア短絡回路に発生する電圧と流れる電流との位相関係を制御して力率を改善して制動力を増すことができ、ひいてはエレベータドア６のドアパネルの重量が大きくなった場合でも安全に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路図。
【図２】上記の実施の形態によるアマチュア短絡時の構成を示す回路図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の回路図。
【図４】上記の実施の形態によるアマチュア短絡時の構成を示す回路図。
【図５】従来の電磁ブレーキを用いたエレベータドア駆動装置の回路図。
【図６】従来の永久磁石直流電動機を採用したエレベータドア駆動装置の回路図。
【図７】上記の従来例によるアマチュア短絡時の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００２２】
１  直流電源
６  エレベータドア
３０  電力変換器
４０  永久磁石同期電動機
５０  Ｂ接点リレー
７０  制限抵抗
８０  進相コンデンサ
１１０  内部リアクトル
１２０  内部抵抗
１３０  制動発電機
【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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