(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベータ装置の乗りかごのドアの開閉制御のためにドアモータの主回路にブートストラップコンデンサを適用した場合に、複雑な制御を行うことなく、前記ブートストラップコンデンサが放電してしまった場合でも、ドア開閉を行うことができるようにする。【解決手段】ドア制御部は、三相変調方式及び下１２０度導通二相変調方式の変調電圧指令を出力する電圧指令演算部５と、ドアモータ２の制御をするインバータ部８と、変調方式切替部７と、を有し、インバータ部８は、電圧指令演算部５の出力に対応してドアモータ２の制御をするものであり、変調方式切替部７は、乗りかご１が停止した後、ブートストラップコンデンサ２６の放電の終了を検出したとき、三相変調方式から下１２０度導通二相変調方式へと切り替える機能と、下１２０度導通二相変調方式に切り替えた後の一回目のドア１０の開閉を検出したとき、三相変調方式に戻す機能と、を有する。【選択図】図１
2016052233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアを有する乗りかごと、
前記ドアを駆動するドアモータと、
ドア制御部と、を備え、
前記ドア制御部は、
三相変調方式及び下１２０度導通二相変調方式の変調電圧指令を出力する電圧指令演算部と、
主回路にブートストラップコンデンサを含み前記ドアモータの制御をするインバータ部と、
変調方式切替部と、を有し、
前記インバータ部は、前記電圧指令演算部の出力に対応して前記ドアモータの制御をするものであり、
前記変調方式切替部は、前記乗りかごが停止した後、前記ブートストラップコンデンサの放電の終了を検出したとき、前記三相変調方式から前記下１２０度導通二相変調方式へと切り替える機能と、前記下１２０度導通二相変調方式に切り替えた後の一回目の前記ドアの開閉を検出したとき、前記三相変調方式に戻す機能と、を有することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
前記ドア制御部は、パルス幅変調制御部を更に有する、請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記変調方式切替部は、前記ブートストラップコンデンサの放電時間の経過又は残電圧の減少に基いて、前記ブートストラップコンデンサの放電の終了の検出を行う、請求項１又は２に記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアモータの主回路にブートストラップコンデンサを用いたエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エレベータを駆動するインバータのスイッチング損失を低減するとともに、乗り心地の悪化を抑制することを目的として、インバータの三相変調制御により起動し、起動直後の加加速領域の第一の所定速度で、三相変調制御から二相変調制御に切り替え、減速時には、第一の所定速度よりも低い第二の所定速度で、二相変調制御から三相変調制御に切り替える技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３６７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、エレベータの乗りかごの速度制御に関するものであり、ドアの開閉制御に関するものではない。
【０００５】
本発明の目的は、エレベータ装置の乗りかごのドアの開閉制御のためにドアモータの主回路にブートストラップコンデンサを適用した場合に、予定時間毎に相変調モードを切り替える複雑な制御を行うことなく、ドアモータの主回路に設けられたブートストラップコンデンサが放電してしまった場合でも、ドア開閉を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ドアを有する乗りかごと、ドアを駆動するドアモータと、ドア制御部と、を備えたエレベータ装置において、ドア制御部は、三相変調方式及び下１２０度導通二相変調方式の変調電圧指令を出力する電圧指令演算部と、主回路にブートストラップコンデンサを含みドアモータの制御をするインバータ部と、変調方式切替部と、を有し、インバータ部は、電圧指令演算部の出力に対応してドアモータの制御をするものであり、変調方式切替部は、乗りかごが停止した後、ブートストラップコンデンサの放電の終了を検出したとき、三相変調方式から下１２０度導通二相変調方式へと切り替える機能と、下１２０度導通二相変調方式に切り替えた後の一回目のドアの開閉を検出したとき、三相変調方式に戻す機能と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エレベータ装置の乗りかごのドアの開閉制御のためにドアモータの主回路にブートストラップコンデンサを適用した場合に、予定時間毎に相変調モードを切り替える複雑な制御を行うことなく、ドアモータの主回路に設けられたブートストラップコンデンサが放電してしまった場合でも、ドア開閉を行うことができる。なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のエレベータ装置の乗りかごのドア制御部を示すブロック構成図である。
【図２】図１のインバータ部８のブートストラップ回路を示す回路図である。
【図３】図１のドア制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【図４】下１２０度導通二相変調方式の電圧指令値の波形を示すグラフである。
【図５】図２のブートストラップ回路の変形例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面に基いて説明する。
【００１０】
図１は、エレベータ装置の乗りかごのドア制御部を示すブロック構成図である。
【００１１】
本図において、エレベータ装置は、ドア１０を有する乗りかご１と、ドア１０を駆動するドアモータ２と、ドアモータ２の回転速度を検出したエンコーダからの速度指令信号を受け取る速度制御部３と、速度制御部３から出力された信号に基いて電流を調整する電流制御部４と、電圧指令演算部５と、ＰＷＭ制御部６（パルス幅変調制御部）と、ＰＷＭ制御部６に対応してドアモータ２を制御するインバータ部８と、を備えている。ここで、ＰＷＭは、パルス幅変調であり、Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略称である。
【００１２】
電圧指令演算部５は、電流制御部４及び変調方式切替部７からの信号に基いて、１２０度下アームを固定する変調方式、つまり下１２０度導通二相変調方式の二相変調電圧指令を算出する。そして、算出した二相変調電圧指令をＰＷＭ制御部６に出力する。ＰＷＭ制御部６は、電圧指令演算部５からの三相変調方式または下１２０度導通二相変調方式に応じて制御信号を出力する。変調方式切替部７は、後述の図２のブートストラップコンデンサ２６の状態を示すコンデンサ放電フラグ信号を受け、これに応じて最初の一回のみ三相変調方式から下１２０度導通二相変調方式に切り替える。インバータ部８の主回路は、ブートストラップ回路である。インバータ部８の電源は、直流電源９である。変調方式切替部７が受けるコンデンサ放電フラグ信号は、ブートストラップコンデンサ２６の放電時間の経過又は残電圧の減少を示すものである。変調方式切替部７は、この信号に基いてブートストラップコンデンサ２６の放電の終了の検出を行う。
【００１３】
図２は、図１のインバータ部８のブートストラップ回路を示す回路図である。
【００１４】
本図のブートストラップ回路２０は、三相交流の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの１つの相を表したものである。ここで、ブートストラップ回路２０は、Ｐ側及びＮ側にそれぞれ、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）を有する。本図においては、Ｐ側のＩＰＭの詳細を表している。Ｎ側についても同様のＩＰＭを有しているが、一部省略している。
【００１５】
ＩＰＭは、ドライバ２１と、トランジスタ２２（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：ＩＧＢＴ）と、ダイオード２３（ＦＷＤ：Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と、を有している。
【００１６】
また、ブートストラップ回路２０は、電流制限抵抗２４と、ブートストラップダイオード２５と、ブートストラップコンデンサ２６（ＢＳＣ）と、を有している。そして、ブートストラップ回路２０においては、直流電源２７に対してＰ側及びＮ側のＩＰＭが直列に接続されている。また、ブートストラップ回路２０は、アース２８に接続されている。
【００１７】
図１の変調方式切替部７は、図示していないが、乗りかご１の停止からブートストラップコンデンサ２６の放電時間を経過したかを監視する放電時間監視部と、この放電時間監視部により乗りかご１の停止からブートストラップコンデンサ２６の放電時間を経過したことを検出したとき、三相変調方式から下１２０度導通二相変調方式へと切り替え、かつ、下１２０度導通二相変調方式に切り替えた後の一回目のドア開閉を検出するドア開閉検出部と、このドア開閉検出部による検出後に三相変調方式に戻す変調方式戻し部と、を有している。
【００１８】
図３は、上述したエレベータの乗りかごのドアを制御するための工程を示すフローチャートである。
【００１９】
乗りかごが停止した後、図１の変調方式切替部７の放電時間監視部は、ステップＳ１でタイマのカウントを開始し、ブートストラップコンデンサ２６の放電時間を監視する。放電時間監視部のタイマは、ブートストラップコンデンサ２６の容量によって決まる放電時間として予めセットされている。
【００２０】
放電時間監視部は、ステップＳ２で、ブートストラップコンデンサ２６の放電時間を経過したかどうか判定する。ステップＳ２の判定の結果、タイマが満了していなければ、ステップＳ５で、図１に示す変調方式切替部７は変調方式を通常の三相変調方式のままとし、ステップＳ６で乗りかごの移動を再開する。
【００２１】
しかし、ステップＳ２の判定の結果、タイマが満了していた場合、ブートストラップコンデンサ２６は完全に放電しきった状態であり、上述した変調方式切替部７は、ステップＳ３で、コンデンサ放電フラグ信号を受けて、変調方式を切り替える。つまり、通常の三相変調方式から１２０度下アームを固定する変調方式、つまり下１２０度導通二相変調方式に切り替える。
【００２２】
通常、ブートストラップコンデンサ２６の初期充電時は、下アームの全相をＯＮとする必要があるが、充電が完了するまでの時間はドアモータ２を起動することができない。しかし、下１２０度導通二相変調方式では、ドアモータ２を起動することができる。言い換えると、ステップＳ３は、下１２０度導通二相変調方式に切り替えることによりドアモータ２を起動可能とする工程である。
【００２３】
その後、上述した変調方式切替部７のドア開閉検出部は、ステップＳ４で、下１２０度導通二相変調方式による一回目のドア開閉では間口測定を行う。ドア開閉検出部が一回目のドア開閉が完了したことを検出すると、変調方式切替部７の変調方式戻し部は、ステップＳ５で下１２０度導通二相変調方式から通常の三相変調方式に切り替える。そして、ステップＳ６で乗りかごの移動を再開する。
【００２４】
以下、二相変調方式の詳細についてグラフを用いて説明する。
【００２５】
図４は、下１２０度導通二相変調方式による電圧指令値の波形を示したものである。横軸は時間であり、縦軸は変調度である。
【００２６】
本図においては、三角波であるキャリアと、Ｕ相の相電圧の指令値であるＶｕ＊とを示している。
【００２７】
本図に示すように、各相交互に１２０度ずつの一定電圧区間が発生し、この区間で相アームの上側は常時オフ、下側は常時オンになるパルスパターン（Ｖｕ＊）を生成する。
【００２８】
図２のブートストラップコンデンサ２６は、ドア開閉時に下アームに電流が流れれば、自動で充電される。その充電時間は、コンデンサ容量及びブートストラップ抵抗値によって決まる。この一回目のドア開閉を行うことができれば、ブートストラップコンデンサ２６は十分に充電される。
【００２９】
ただし、下１２０度導通二相変調方式は、スイッチングが下アームに偏るため、上下アーム間のＩＰＭ発熱量がばらつくといった問題や、電圧指令が左右非対称になるため、二次高調波成分が重畳されるなどの問題が発生してしまう。
【００３０】
本発明においては、上述のとおり、下１２０度導通二相変調方式とする工程をエレベータ起動後のドア開閉の際における１回のみとし、ブートストラップコンデンサ２６の充電完了後は、従来の三相変調方式に戻す。これにより、ＩＰＭ発熱量のばらつき、二次高調波成分の重畳等の問題を解決することができる。
【００３１】
このように、エレベータ起動後の１回目のドア開閉にのみ下１２０度導通二相変調方式を用いると共に、２回目以降のドア開閉には３相変調方式を用いることにより、複雑な制御を行うことなく、ブートストラップコンデンサ２６が放電してしまったときでも、ドア開閉を行うことができる。
【００３２】
図５は、図２のブートストラップ回路の変形例を示す回路図である。
【００３３】
図５において図２と異なる点は、ブートストラップコンデンサ２６の放電状態をタイマによる経過時間の測定ではなく、ブートストラップコンデンサ２６の残電圧を測定するための電圧検出部５１を設けた点である。電圧検出部５１で測定した残電圧が最小値（例えば０）となったとき、図３のステップＳ３に進むことにすればよい。これにより、直接的にブートストラップコンデンサ２６の放電状態を検出することができ、正確な判定をすることができる。
【００３４】
尚、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、回路構成、検出方式、信号の送受信の形態その他の様々な変形例が許容される。
【符号の説明】
【００３５】
１：乗りかご、２：ドアモータ、３：速度制御部、４：電流制御部、５：電圧指令演算部、６：ＰＷＭ制御部、７：変調方式切替部、８：インバータ部、１０：ドア、２０：ブートストラップ回路、２１：ドライバ、２２：トランジスタ、２３：ダイオード、２４：電流制限抵抗、２５：ブートストラップダイオード、２６：ブートストラップコンデンサ、２７：直流電源、２８：アース、５１：電圧検出部。
【図１】
2016052233.tif 000003
【図２】
2016052233.tif 000004
【図３】
2016052233.tif 000005
【図４】
2016052233.tif 000006
【図５】
2016052233.tif 000007