電梯控制裝置制造方法
【專利摘要】提供一種電梯控制裝置，能夠使檢測雙電平逆變器的母線直流電壓值的異常的電路小型化，而無需大型的降壓電路和絕緣電路等。為此，該電梯控制裝置構(gòu)成為具有：中性點接地方式的三相交流電源；變流器，其將來自該三相交流電源的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為高電位和低電位這兩個電平的直流電壓；以及逆變器，其將來自變流器的兩個電平的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，來驅(qū)動電梯的電機，該電梯控制裝置具有：第1電容器和第2電容器，它們設(shè)置在變流器與逆變器之間，并串聯(lián)連接在兩個電平的直流電壓的高電位側(cè)與低電位側(cè)之間；以及檢測單元，其檢測第1電容器和第2電容器的連接部的對地電壓，來作為中間電壓，檢測單元根據(jù)檢測出的中間電壓，檢測輸入到逆變器的兩個電平的直流電壓的異常。
【專利說明】電梯控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電梯控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電梯中，已知有如下電梯:其具有將從電源提供的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的變流器、將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓來驅(qū)動電梯的電機的逆變器以及連接在這些變流器與逆變器之間的平滑用電容器，通過由電壓檢測單元檢測電容器的電壓，來進行在電梯的主電路中使用的電容器的良否判斷(例如，參照專利文獻I)。
[0003]此外，還已知有:在將兩個平滑電容器串聯(lián)連接在變流器與逆變器之間的電力轉(zhuǎn)換控制裝置中，通過分壓電路取得一個平滑電容器的兩端之間的端子電壓，通過監(jiān)視該端子電壓來檢測平滑電容器和平衡電阻的開路和短路(例如，參照專利文獻2)。
[0004]此外，還已知有:在具有三電平逆變器的電力轉(zhuǎn)換裝置中，為了抑制直流中性點電壓的變動，設(shè)有直流中性點電壓控制系統(tǒng)，該直流中性點電壓控制系統(tǒng)檢測直流中性點電壓，并對該直流中性點電壓進行控制，其中，三電平逆變器將通過變流器而從交流轉(zhuǎn)換得到的低電位、中間電位和高電位這3個電位的電壓轉(zhuǎn)換為交流(例如，參照專利文獻3)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2010-265093號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平08-079963號公報
[0009]專利文獻3:日本特許第4466618號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]而電梯通常具有自我診斷功能，通過該自我診斷功能，監(jiān)視從變流器向逆變器輸入的直流電壓值(逆變器母線電壓值)是否存在異常和/或從電源提供的三相交流是否存在缺相等異常。
[0012]然而，如果如專利文獻I所示的現(xiàn)有的電梯這樣直接檢測(雙電平)逆變器的母線電壓來進行監(jiān)視，則存在如下問題:由于作為檢測(監(jiān)視)對象的信號是非常高的電壓，因而需要大型的降壓電路，裝置變得大型化且價格昂貴。
[0013]此外，電梯控制裝置具有的數(shù)字系統(tǒng)控制電路通常以與接地電位大致相同的電位進行動作，因此，在進行逆變器的母線電壓的檢測/監(jiān)視的電路和數(shù)字系統(tǒng)控制電路中，會產(chǎn)生較大的電位差。因此，還存在如下問題:在這些電路之間，需要較大的爬電距離(creepage distance)和絕緣電路,檢測電路的規(guī)模變得非常大，妨礙了基板小型化。
[0014]專利文獻2所示的電力轉(zhuǎn)換控制裝置只是為了檢測平滑電容器和平衡電阻的開路和/或短路而檢測串聯(lián)連接的兩個平滑電容器中的一個端子電壓，對于逆變器母線電壓值的異常和/或從電源提供的三相交流的異常的監(jiān)視/檢測則完全沒有考慮，因而存在不能檢測這些異常的問題。
[0015]此外，專利文獻3所示的電力轉(zhuǎn)換裝置檢測三電平逆變器的直流中性點電壓并對直流中性點電壓進行控制，對于雙電平逆變器的母線電壓值的異常和/或從電源提供的三相交流的異常的監(jiān)視/檢測則完全沒有考慮，因而存在不能檢測這些異常的問題。
[0016]本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，得到一種電梯控制裝置，能夠檢測出雙電平逆變器的母線直流電壓值的異常和/或從電源提供的三相交流的異常，而不需要大型的降壓電路，且與數(shù)字系統(tǒng)控制電路之間也不需要較大的爬電距離和絕緣電路。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]在本發(fā)明的電梯控制裝置中，該電梯控制裝置構(gòu)成為具有:中性點接地方式的三相交流電源，其向電梯的主電路提供電力；變流器，其將來自所述三相交流電源的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為高電位和低電位這兩個電平的直流電壓；以及逆變器，其將來自所述變流器的所述兩個電平的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，來驅(qū)動電梯的電機，其特征在于，所述電梯控制裝置具有:第I電容器和第2電容器，它們設(shè)置在所述變流器與所述逆變器之間，并串聯(lián)連接在所述兩個電平的直流電壓的高電位側(cè)與低電位側(cè)之間；以及檢測單元，其檢測出所述第I電容器與所述第2電容器的連接部的對地電壓作為中間電壓，所述檢測單元根據(jù)所述檢測出的所述中間電壓，檢測輸入給所述逆變器的所述兩個電平的直流電壓的異常。
[0019]發(fā)明效果
[0020]在本發(fā)明的電梯控制裝置中，具有如下效果:能夠檢測出雙電平逆變器的母線直流電壓值的異常，而不需要大型的降壓電路，且與數(shù)字系統(tǒng)控制電路之間也不需要較大的爬電距離和絕緣電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是說明本發(fā)明的實施方式I的電梯控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖2是示出本發(fā)明的實施方式I的電梯控制裝置具有的檢測電路的電路圖。
[0023]圖3是示出本發(fā)明的實施方式I的三相交流電源的各相的波形的圖。
[0024]圖4是示出本發(fā)明的實施方式I的變流器側(cè)的(平滑前的)母線的對地電壓的圖。
[0025]圖5是示出本發(fā)明的實施方式I的逆變器側(cè)的(平滑后的)母線的對地電壓的圖。
[0026]圖6是說明本發(fā)明的實施方式I的檢測電路中的欠壓檢測動作的圖。
[0027]圖7是說明本發(fā)明的實施方式I的檢測電路中的過壓檢測動作的圖。
[0028]圖8是示出本發(fā)明的實施方式I的三相交流電源中的缺相時的波形的圖。
[0029]圖9是說明本發(fā)明的實施方式I的檢測電路的缺相檢測動作的圖。
[0030]圖10是示出本發(fā)明的實施方式2的電梯控制裝置的三相交流電源?檢測電路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖11是說明在本發(fā)明的實施方式2中的再生運轉(zhuǎn)時，在逆變器側(cè)的(平滑后的)母線的對地電壓中產(chǎn)生的變動的圖。
[0032]圖12是示出本發(fā)明的實施方式3的電梯控制裝置具有的檢測電路的電路圖。
[0033]圖13是例示了本發(fā)明的實施方式3的檢測電路中的檢測對象電壓波形的圖。
[0034]圖14是示出本發(fā)明的實施方式4的電梯控制裝置具有的檢測電路部分的圖?！揪唧w實施方式】
[0035]根據(jù)附圖，對本發(fā)明進行說明。在各圖中，相同標號表示相同部分或相當(dāng)部分，而適當(dāng)簡化或省略其重復(fù)說明。
[0036]實施方式1.[0037]圖1~圖9涉及本發(fā)明的實施方式1，其中，圖1是說明電梯控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖，圖2是示出電梯控制裝置具有的檢測電路的電路圖，圖3是示出三相交流電源的各相的波形的圖，圖4是示出變流器側(cè)的(平滑前的)母線的對地電壓的圖，圖5是示出逆變器側(cè)的(平滑后的)母線的對地電壓的圖，圖6是說明檢測電路中的欠壓檢測動作的圖，圖7是說明檢測電路中的過壓檢測動作的圖，圖8是示出三相交流電源中的缺相時的波形的圖，圖9是說明檢測電路的缺相檢測動作的圖。
[0038]在圖1中，I表示向電梯的主電路提供電力的三相交流電源。該三相交流電源I例如利用設(shè)置有電梯的建筑物側(cè)的商用電源等。并且，通常，在電源是相電壓為400 (V)以上的三相交流電源的情況下，往往設(shè)為中性點接地。在該三相交流電源I中，也采用中性點接地。
[0039]由三相交流電源I提供的電力由設(shè)置有電梯控制裝置的電梯控制盤來受電。所受電的三相交流電源I的交流電壓由變流器2轉(zhuǎn)換為直流電壓。在該變流器2的輸出中，對地電壓具有低電壓(N)和高于該低電壓的高電壓(P)這兩個電平，這兩個電平的直流電壓為(變流器側(cè))母線電壓。此外，在以上記載中，有時“電壓”和“電位”的術(shù)語沒有特別區(qū)別，而以相同的意思來使用。
[0040]來自該變流器2的高電位(P)和低電位(N)這兩個電平的直流電壓(母線電壓)被逆變器3轉(zhuǎn)換為可變電壓和可變頻率的三相交流電壓。進而，利用從該逆變器3輸出的三相交流電壓來驅(qū)動電梯的電機4。
[0041]在變流器2與逆變器3之間，以連接高電位(P)和低電位(N)這兩個電平的母線之間的方式，連接有平滑用電容器。該平滑用電容器用于對作為變流器2的輸出的直流電壓的脈動進行平滑化。即，輸入到逆變器3的逆變器3側(cè)的母線電壓是通過該電容器的作用對從變流器2輸出的變流器2側(cè)的母線電壓進行平滑化而得到的。
[0042]此處，該平滑用電容器使用了電解電容器。不過，在三相交流電源I的電壓為400(V)的情況下，需要對從變流器2輸出的約565 (V) (400 (V)的V 2倍)的電壓的信號進行平滑化。但是，電解電容器通常很少具有超過600 (V)左右的耐壓。因此，以串聯(lián)連接方式使用具有幾百(V)的耐壓的通用性高的兩個電解電容器即第I電容器5和第2電容器6，來作為連接在變流器2與逆變器3之間的平滑用電容器。
[0043]而且，為了串聯(lián)連接電解電容器來使用，需要使施加于第I電容器5與第2電容器6的電壓相等。因此，分別對第I電容器5并聯(lián)連接第I平衡電阻7、對第2電容器6并聯(lián)連接第2平衡電阻8，將施加于第I電容器5與第2電容器6的電壓調(diào)整為相等。 [0044]如上這樣，構(gòu)成了電梯控制裝置的主要用于提供對電梯的電機4進行驅(qū)動的電力的電力轉(zhuǎn)換功能。并且，該電梯控制裝置設(shè)置有檢測電路9，該檢測電路9用于檢測輸入到逆變器3的母線電壓的異常和與從三相交流電源I提供的交流電壓有關(guān)的電源異常。
[0045]該檢測電路9取得兩個第I電容器5和第2電容器6的中間電位，并根據(jù)該中間電位來檢測直流母線電壓的異常，其中，所述第I電容器5和第2電容器6對從變流器2向逆變器3輸入的高電位(P )和低電位(N)這兩個電平的直流母線電壓進行平滑化。此外，使檢測電路9接地，將第I電容器5和第2電容器6的中間電位作為對地電壓來處理。
[0046]圖2示出了該檢測電路9的結(jié)構(gòu)。輸入到檢測電路9中的第I電容器5和第2電容器6的中間電位VH (也可將其稱作第I平衡電阻7與第2平衡電阻8的中間電位)由檢測電路9具有的降壓電路10降壓后，輸入到欠壓檢測用比較器11和過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12。
[0047]欠壓檢測用比較器11對降壓后的中間電壓與由欠壓檢測用基準電壓生成電源13生成的規(guī)定的欠壓檢測用基準電壓進行比較。并且，在比較的結(jié)果是降壓后的中間電壓為欠壓檢測用基準電壓以上的情況下，欠壓檢測用比較器11輸出比較信號。
[0048]如后所述，源于三相交流電源I的電壓波形的周期性，輸入到檢測電路9的中間電壓VH的波形也呈現(xiàn)周期性。因此，在降壓后的中間電壓為欠壓檢測用基準電壓以上的情況下，從欠壓檢測用比較器11輸出的比較信號為周期性的矩形脈沖。
[0049]來自欠壓檢測用比較器11的輸出被輸入到欠壓檢測用脈沖生成裝置14。該欠壓檢測用脈沖生成裝置14以脈沖的輸入為觸發(fā)條件，生成規(guī)定的第I脈沖期間Tl的脈沖，并將其作為檢測信號進行輸出。通過將該第I脈沖期間Tl設(shè)定為從欠壓檢測用比較器11輸出的比較信號的矩形脈沖的周期以上，能夠在降壓后的中間電壓為欠壓檢測用基準電壓以上的情況下，從欠壓檢測用脈沖生成裝置14繼續(xù)輸出檢測信號，在降壓后的中間電壓不為欠壓檢測用基準電壓以上的情況下，不從欠壓檢測用脈沖生成裝置14輸出檢測信號。
[0050]并且，使從欠壓檢測用脈沖生成裝置14輸出的檢測信號通過反相器15，由此，最終在降壓后的中間電壓小于欠壓檢測用基準電壓的情況下，從該反相器15繼續(xù)輸出信號，在降壓后的中間電壓為欠壓檢測用基準電壓以上的情況下，不從該反相器15輸出信號。
[0051]此外，過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12對降壓后的中間電壓與由過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓生成電源16生成的規(guī)定的過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓進行比較。并且，在比較的結(jié)果是降壓后的中間電壓為過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓以上的情況下，過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12輸出比較信號。
[0052]在該降壓后的中間電壓為過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓以上的情況下，從過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12輸出的比較信號也與上述的從欠壓檢測用比較器11輸出的比較信號同樣，成為周期性的矩形脈沖。
[0053]來自過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12的輸出被輸入到過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17。該過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17將脈沖的輸入作為觸發(fā)條件，生成規(guī)定的第2脈沖期間T2的脈沖，并將其作為檢測信號進行輸出。通過將該第2脈沖期間T2設(shè)定為從過壓檢測用兼電源異常檢測用比較器12輸出的比較信號的矩形脈沖的周期以上，能夠在降壓后的中間電壓為過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓以上的情況下，從過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17繼續(xù)輸出檢測信號，在降壓后的中間電壓不為過壓檢測用兼電源異常檢測用基準電壓以上的情況下，不從過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17輸出檢測信號。
[0054]來自反相器15的輸出和來自過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17的輸出被輸入到OR (或)電路18。于是，如果存在來自反相器15和來自過壓檢測用兼電源異常檢測用脈沖生成裝置17中的至少任意一方的信號的輸出，則從該OR電路18輸出信號。[0055]接下來，對如上構(gòu)成的電梯控制裝置的尤其是檢測電路9的動作進行說明。
[0056]首先，從三相交流電源I提供的三相交流電的各相的對地電壓(相電壓)彼此具有120°相位差。因此，在設(shè)相電壓的峰值電壓為A (V)，頻率為f (Hz)時，三相交流電的R、
S、T的各相的電壓VR、VS、VT能夠由下式(I)~(4)來表示。圖3示出了它們的波形曲線圖。
[0057]VR = A*sin ( ωT)…(I)
[0058]VS = A*sin (ωΤ-120。)…(2)
[0059]VT = A*sin (ωΤ_240° )...(3)
[0060]ω = 360。*f...(4)
[0061]此時，將變流器2與逆變器3之間的母線電壓中的高電位側(cè)VP設(shè)為與具有VR、VS和VT中的最大的對地電壓的相相等。此外，相反，將母線電壓中的低電位側(cè)VN設(shè)為與具有VR、VS和VT中的最小的對地電壓的相相等(圖4的(a))。因此，VP可由下式(5)~(7)表示，VN可由下式(8)~(10)表示。
【權(quán)利要求】
1.一種電梯控制裝置，該電梯控制裝置具有:中性點接地方式的三相交流電源，其向電梯的主電路提供電力；變流器，其將來自所述三相交流電源的三相交流電壓轉(zhuǎn)換為高電位和低電位這兩個電平的直流電壓；以及逆變器，其將來自所述變流器的所述兩個電平的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，來驅(qū)動電梯的電機，其特征在于，所述電梯控制裝置具有: 第1電容器和第2電容器，它們設(shè)置在所述變流器與所述逆變器之間，并串聯(lián)連接在所述兩個電平的直流電壓的高電位側(cè)與低電位側(cè)之間；以及 檢測單元，其檢測出所述第1電容器與所述第2電容器的連接部的對地電壓作為中間電壓， 所述檢測單元根據(jù)所述檢測出的所述中間電壓，檢測輸入給所述逆變器的所述兩個電平的直流電壓的異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于， 所述檢測單元根據(jù)所述檢測出的所述中間電壓，檢測從所述三相交流電源提供的所述三相交流電壓的異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯控制裝置，其特征在于， 所述檢測單元通過將所述檢測出的所述中間電壓與規(guī)定的基準電壓進行比較，來檢測所述兩個電平的直流電壓的異常和所述三相交流電壓的異常的雙方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任意一項所述的電梯控制裝置，其特征在于， 所述檢測單元具有濾波器，該濾波器從所述檢測出的所述中間電壓中去除規(guī)定的頻率以上的高頻成分， 所述檢測單元根據(jù)由所述濾波器去除了所述高頻成分后的所述中間電壓，來檢測所述兩個電平的直流電壓的異常和/或所述三相交流電壓的異常。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任意一項所述的電梯控制裝置，其特征在于， 所述檢測單元具有對所述檢測出的所述中間電壓進行整流的全波整流電路， 所述檢測單元根據(jù)由所述全波整流電路整流后的所述中間電壓，來檢測所述兩個電平的直流電壓的異常和/或所述三相交流電壓的異常。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項所述的電梯控制裝置，其特征在于， 所述檢測單元具有將所述檢測出的所述中間電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換單元， 所述檢測單元根據(jù)由所述轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后的所述中間電壓，通過數(shù)字信號處理來檢測所述兩個電平的直流電壓的異常和/或所述三相交流電壓的異常。
【文檔編號】B66B5/02GK103842278SQ201180073929
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】妻木宣明 申請人:三菱電機株式會社