JP2010265093A - エレベーターの診断装置及び診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベーターの専門技術者による作業を必要とせず、簡単且つ安価な構成によって、エレベーターの主回路に用いられているコンデンサの良否判定を行うことができるエレベーターの診断装置を提供する。
【解決手段】エレベーターの主回路に設けられた平滑用のコンデンサ５の電圧を検出する電圧検出手段１１と、コンデンサ５の電圧が、所定の第１基準値から第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測する診断運転制御手段１２とを備える。そして、上記診断運転制御手段１２は、所定の診断運転において、コンデンサ５に直流電圧を印加した状態でモータ４への給電を行い、コンデンサ５を放電させるとともに、その後、コンデンサ５の電圧が第１基準値よりも低くなると、モータ４への給電を停止することによってコンデンサ５の充電を開始し、上記充電時間を計測する。
【選択図】図１

Description

この発明は、エレベーターの主回路に用いられているコンデンサの容量を診断するエレベーターの診断装置とその診断方法に関するものである。

可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）制御が採用されているエレベーターでは、その主回路に、直流電源の平滑用として大容量のコンデンサが搭載されている。

上記平滑用のコンデンサの容量が低下する（抜ける）と、平滑を十分に行うことができなくなってしまい、インバータ等、主回路を構成している素子を破損させてしまう恐れがある。このため、エレベーターでは、定期点検等において上記コンデンサの容量状態を検出し、その良否判定を行っている。

具体的に、エレベーターの定期点検等においては、主回路の電源をＯＦＦにしてコンデンサを放電させた後、電源をＯＮにすることによってコンデンサの充電を行い、その時に計測した充電時間に基づいてコンデンサの良否判定を行っている。

図４は主回路コンデンサの容量抜けを診断する従来の方法を説明するための図である。図４において、Ｖｄｃはコンデンサの電圧を、Ｖｄｃ１及びＶｄｃ２（＞Ｖｄｃ１）は、予め設定された電圧の値を示している。また、Ｔａはコンデンサの電圧がＶｄｃ１からＶｄｃ２になるまでに掛かった時間（充電時間）を示している。即ち、エレベーターの定期点検等においては、電源のＯＦＦ／ＯＮによって上記充電時間Ｔａを計測し、Ｔａが所定の基準時間より短い場合に、コンデンサの容量抜けを判定している。
そして、定期点検時にコンデンサの容量抜けが判明した場合は、例えば、次回の定期点検の時に新規コンデンサを搬入し、コンデンサの交換作業を行っている。

なお、従来技術として、ＣＰＵによる演算処理を不要にすることにより、エレベーターの主回路コンデンサの異常を検出するための装置を安価且つ簡易に構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５５７０９号公報

上述したような従来の診断方法では、上記充電時間Ｔａを計測する前に、主回路の電源をＯＦＦ及びＯＮにする各動作が必要になる。このため、エレベーターの専門技術者の介入（作業）が必要になり、エレベーターの定期点検時等、限られた時にしかコンデンサの良否判定を行うことができなかった。
また、エレベーターの定期点検においてコンデンサの不良が判明しても、コンデンサの交換は、次回の定期点検時にしか行えず、迅速な対応を行うことができないといった問題もあった。

なお、コンデンサの容量診断を自動化するために、主回路の電源を遮断するための機器（例えば、コンタクタ等）をエレベーターの主回路に追加することも考えられる。しかし、かかる場合は、追加機器によって構成が複雑化し、システム自体が高価になるため、例えば、既設のエレベーターに展開することが困難になるといった問題があった。

また、特許文献１は、コンデンサの容量抜けを検出するための回路構成を開示するものであり、かかる内容から、上記課題を解決することはできなかった。

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、エレベーターの専門技術者による作業を必要とせず、簡単且つ安価な構成によって、エレベーターの主回路に用いられているコンデンサの良否判定を行うことができるエレベーターの診断装置及び診断方法を提供することである。

この発明に係るエレベーターの診断装置は、電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換してエレベーターのモータを駆動するインバータと、コンバータ及びインバータ間に接続された平滑用のコンデンサと、を備えたエレベーターの診断装置であって、コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって検出された電圧が、所定の第１基準値から第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測する診断運転制御手段と、を備え、診断運転制御手段は、コンデンサに直流電圧を印加した状態でモータへの給電を行い、コンデンサを放電させるとともに、その後、コンデンサの電圧が第１基準値よりも低くなると、モータへの給電を停止することによってコンデンサの充電を開始し、充電時間を計測するものである。

この発明に係るエレベーターの診断方法は、電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換してエレベーターのモータを駆動するインバータと、コンバータ及びインバータ間に接続された平滑用のコンデンサと、を備えたエレベーターの診断方法であって、コンデンサに直流電圧を印加した状態でモータへの給電を行い、コンデンサを放電させるステップと、放電によってコンデンサの電圧が所定の第１基準値よりも低くなると、モータへの給電を停止させてコンデンサの充電を開始するステップと、充電によって上昇するコンデンサの電圧を検出し、コンデンサの電圧が、第１基準値から所定の第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測するステップとを備えたものである。

この発明によれば、エレベーターの専門技術者による作業を必要とせず、簡単且つ安価な構成によって、エレベーターの主回路に用いられているコンデンサの良否判定を行うことができるようになる。

この発明の実施の形態１におけるエレベーターの診断装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベーターの診断装置の動作を示すフローチャートである。 診断運転時の主回路コンデンサの電圧状態を説明するための図である。 主回路コンデンサの容量抜けを診断する従来の方法を説明するための図である。

この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。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。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベーターの診断装置を示す構成図である。図１において、１は商用三相交流電源等から構成されるエレベーター主回路の電源、２は電源１から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ、３はコンバータ２によって変換された直流電圧を可変電圧及び可変周波数の三相交流電圧に変換するインバータ、４はインバータ３によって駆動されるエレベーターのモータ、５はコンバータ２とインバータ３との間に接続された平滑用のコンデンサである。コンデンサ５は、例えば、電解コンデンサ等からなり、コンバータ２の出力である直流電圧のリップル、即ち脈動を平滑化する機能を有している。

６は電源１とコンバータ２との間に接続されたコンタクタ、７は電源１とコンデンサ５との間に接続された充電回路である。コンバータ２と充電回路７とは、電源１及びコンデンサ５間に並列接続されている。即ち、上記充電回路７は、電源１からの交流電圧を、上記コンバータ２を介さずに直流電圧に変換してコンデンサ５に供給する機能を有しており、例えば、コンバータ８と充電用抵抗９とによりその要部が構成される。なお、上記コンバータ８は、電源１からの交流電圧を直流電圧に変換するために、充電用抵抗９は、突入電流を抑制してコンデンサ５を保護するために設けられたものである。

このような可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）制御が採用されたエレベーターの主回路において、平滑用のコンデンサ５の容量が低下する（抜ける）と、平滑を十分に行うことができなくなってしまい、インバータ３等、主回路を構成している素子を破損させてしまう恐れがある。このため、エレベーターの機械室等に設置された制御盤１０には、コンデンサ５の容量状態を検出し、その良否判定を自動で行うための自動診断機能が備えられている。

制御盤１０に備えられた上記自動診断機能は、エレベーターの専門技術者による手作業や主回路に対する他の追加機器を必要とすることなく、コンデンサ５の容量抜けを検出するためのものである。そして、上記自動診断機能は、制御盤１０内の電圧検出手段１１、診断運転制御手段１２、記憶手段１３、記録手段１４、モータ制御手段１５等の各手段によって実現される。
電圧検出手段１１は、コンデンサ５の電圧を検出するためのものである。即ち、電圧検出手段１１は、コンデンサ５の両端間の電圧値を制御盤１０内に取り込む機能を有している。

また、診断運転制御手段１２は、所定の診断運転を制御し、コンデンサ５の良否判定を行う機能を有している。具体的に、診断運転制御手段１２は、所定の条件下、電圧検出手段１１によって検出された電圧が、所定の第１基準値から第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測し、その計測結果に基づいてコンデンサ５の良否判定を行う。

上記診断運転に必要な各種パラメータ、例えば、電圧の上記第１基準値や第２基準値等は、上記記憶手段１３に予め記憶されている。また、診断運転の実施に伴い記録が必要とされる各種情報、例えば、診断運転の実施日や計測された上記充電時間等は、記録手段１４に記録される。モータ制御手段１５は、インバータ３に動作指令を出力し、モータ４の回転数制御を行う機能を有している。
なお、図１に示す１６はこのエレベーターを遠隔監視する保守監視センター、１７はエレベーターの専門技術者が制御盤１０にアクセスするための入力装置である。

次に、図２及び図３も参照し、上記構成を有するエレベーターの診断装置の具体的な動作について説明する。図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベーターの診断装置の動作を示すフローチャート、図３は診断運転時の主回路コンデンサの電圧状態を説明するための図である。なお、図３において、Ｖｄｃはコンデンサ５の電圧を、Ｖｄｃ１は上記第１基準値に相当する電圧値を、Ｖｄｃ２（＞Ｖｄｃ１）は上記第２基準値に相当する電圧値を示している。また、Ｔａはコンデンサ５の電圧がＶｄｃ１からＶｄｃ２に上昇するまでに要する時間（充電時間）を示している。

上記制御盤１０には、スケジュール機能が備えられており、診断運転制御手段１２は、予め設定されたスケジュールに基づき、診断運転を開始する。なお、診断運転の開始時刻（図３に示すＴ１に相当）は、例えば、保守監視センター１６や入力装置１７からの入力によって設定される。そして、診断運転制御手段１２は、診断運転の開始時刻になると、診断運転を開始させる他の条件（例えば、一定期間以上呼びが登録されていない、エレベータードアが全閉状態にある等）を判断し、上記条件が成立する場合に診断運転を開始する（Ｓ１０１）。

なお、診断運転が開始されるまで（図３におけるＴ０−Ｔ１間）は、コンバータ２を介してコンデンサ５に直流電圧が印加されており、コンデンサ５の電圧は、高い状態（図３に示すＶｄｃ３（＞Ｖｄｃ２））に保たれている。そこで、診断運転制御手段１２は、診断運転の開始に伴い、先ず、コンデンサ５の電圧を降下させるための放電運転を実施する（Ｓ１０２）。

放電運転では、先ず、コンタクタ６をＯＦＦにすることにより、電源１をＯＦＦにすることなくコンバータ２への給電を停止し、コンデンサ５に対して、充電回路７からの直流電圧を印加する。また、診断運転制御手段１２は、充電回路７からの直流電圧をコンデンサ５に印加した状態でモータ４への給電を行うことにより、コンデンサ５に蓄えられている電荷を放出させる。即ち、モータ４への給電によってコンデンサ５の放電が開始される。なお、診断運転制御手段１２は、エレベーター巻上機のブレーキ装置（図示せず）を動作させることにより、モータ４によって駆動されるエレベーター駆動綱車（図示せず）の回転を阻止した状態で、上記モータ４への給電を実施する。

また、診断運転制御手段１２は、放電運転時、上記放電によって低下するコンデンサ５の電圧の監視を行い、所定の基準値Ｖｄｃｃ（＜Ｖｄｃ１）との大小関係を比較する（Ｓ１０３）。そして、診断運転制御手段１２は、コンデンサ５の電圧が上記Ｖｄｃｃよりも低くなったことを検出すると、上記放電運転を終了させる（Ｓ１０４）。具体的に、診断運転制御手段１２は、コンデンサ５の電圧が上記Ｖｄｃｃよりも低くなることにより、コンデンサ５に対して充電回路７からの直流電圧を印加させた状態のまま、モータ４への給電を停止させる。即ち、上記モータ４への給電が停止されることにより、コンデンサ５に電荷が蓄積され、コンデンサ５の充電が開始される。

放電運転を終了させた後、診断運転制御手段１２は、上記充電によって上昇するコンデンサ５の電圧監視を開始する。具体的に、診断運転制御手段１２は、先ず、コンデンサ５の電圧とＶｄｃ１（第１基準値）との大小関係を比較する（Ｓ１０５）。そして、コンデンサ５の電圧が上記Ｖｄｃ１よりも高くなったことを検出することにより、充電時間Ｔａの計測を開始する（Ｓ１０６）。その後、診断運転制御手段１２は、コンデンサ５の電圧とＶｄｃ２（第２基準値）との大小比較を行う（Ｓ１０７）。そして、コンデンサ５の電圧が上記Ｖｄｃ２に達したことを検出すると、充電時間Ｔａの計測を終了し、その計測結果（充電時間Ｔａ）を記録手段１４に記録する（Ｓ１０８）。

充電時間Ｔａの計測及びその記録の各処理が終了した後、診断運転制御手段１２は、コンデンサ５の良否判定、即ち、容量抜けの有無の判定を行う。具体的に、診断運転制御手段１２は、Ｓ１０６乃至Ｓ１０８の一連の処理によって計測した充電時間Ｔａと所定の基準時間Ｔｄｅｆとの大小比較を行い（Ｓ１０９）、充電時間Ｔａが基準時間Ｔｄｅｆよりも短い場合に、コンデンサ５の容量抜け、即ち、コンデンサ５の容量が「不良」である旨を判定する。なお、充電時間Ｔａが基準時間Ｔｄｅｆ以上であれば、コンデンサ５の容量が「良」である旨を判定する。

そして、Ｓ１０９において「不良」を判定した場合は、保守監視センター１６への通報や外部（例えば、入力装置１７）への注意喚起を行った後（Ｓ１１０）、測定日時及び判定結果を記録手段１４に記録して（Ｓ１１１）、診断運転を終了する。なお、Ｓ１０９において「良」を判定した場合は、測定日時及び判定結果を記録手段１４に記録し（Ｓ１１１）、診断運転を終了する。

この発明の実施の形態１によれば、エレベーターの専門技術者による作業を必要とせず、簡単且つ安価な構成によって、主回路に用いられているコンデンサ５の良否判定を行うことができる。

即ち、コンデンサ５の容量診断を実施する際に、主回路の電源１をＯＦＦ及びＯＮにする各作業を必要としない。このため、エレベーターの専門技術者の介入が不要となり、エレベーターの稼動状況等に合わせて、適時、コンデンサ５の良否判定を行うことが可能となる。また、電源１を遮断するための追加機器が不要となり、構成が複雑化及び高コスト化することも防止できる。このため、既設エレベーターへの展開も容易である。
また、コンデンサ５の容量抜けが判定されると、その旨が随時保守監視センター１６に通報されるため、直近の定期点検時にコンデンサ５の交換作業を実施することができるようになり、迅速な対応が可能となる。

１ 電源
２、８ コンバータ
３ インバータ
４ モータ
５ コンデンサ
６ コンタクタ
７ 充電回路
９ 充電用抵抗
１０ 制御盤
１１ 電圧検出手段
１２ 診断運転制御手段
１３ 記憶手段
１４ 記録手段
１５ モータ制御手段
１６ 保守監視センター
１７ 入力装置

Claims (8)

1. 電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   直流電圧を交流電圧に変換してエレベーターのモータを駆動するインバータと、
   前記コンバータ及び前記インバータ間に接続された平滑用のコンデンサと、
   を備えたエレベーターの診断装置であって、
   前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段によって検出された電圧が、所定の第１基準値から第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測する診断運転制御手段と、
   を備え、
   前記診断運転制御手段は、前記コンデンサに直流電圧を印加した状態で前記モータへの給電を行い、前記コンデンサを放電させるとともに、その後、前記コンデンサの電圧が前記第１基準値よりも低くなると、前記モータへの給電を停止することによって前記コンデンサの充電を開始し、前記充電時間を計測することを特徴とするエレベーターの診断装置。
2. 前記診断運転制御手段は、前記コンデンサの放電時、所定のブレーキ装置を動作させることにより、前記モータによって駆動されるエレベーター駆動綱車の回転を阻止することを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの診断装置。
3. 前記電源及び前記コンデンサ間に接続され、前記コンバータを介さずに、前記電源からの交流電圧を直流電圧に変換する充電回路と、
   を更に備え、
   前記診断運転制御手段は、前記コンデンサに前記充電回路からの直流電圧を印加した状態で前記モータへの給電とその停止とを行い、前記コンデンサを放電及び充電させる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ーの診断装置。
4. 前記診断運転制御手段は、計測した前記充電時間が所定の基準時間より短い場合に前記コンデンサの容量抜けを判定し、その旨を外部に通報することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のエレベーターの診断装置。
5. 電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   直流電圧を交流電圧に変換してエレベーターのモータを駆動するインバータと、
   前記コンバータ及び前記インバータ間に接続された平滑用のコンデンサと、
   を備えたエレベーターの診断方法であって、
   前記コンデンサに直流電圧を印加した状態で前記モータへの給電を行い、前記コンデンサを放電させるステップと、
   前記放電によって前記コンデンサの電圧が所定の第１基準値よりも低くなると、前記モータへの給電を停止させて前記コンデンサの充電を開始するステップと、
   前記充電によって上昇する前記コンデンサの電圧を検出し、前記コンデンサの電圧が、前記第１基準値から所定の第２基準値に上昇するまでに要する充電時間を計測するステップと、
   を備えたことを特徴とするエレベーターの診断方法。
6. 前記コンデンサの放電時、所定のブレーキ装置を動作させることにより、前記モータによって駆動されるエレベーター駆動綱車の回転を阻止することを特徴とする請求項５に記載のエレベーターの診断方法。
7. 前記電源を遮断することなく、前記コンバータへの給電を停止するステップと、
   前記電源及び前記コンデンサ間に接続された所定の充電回路により、前記コンバータを介さずに、前記電源からの交流電圧を直流電圧に変換するステップと
   を備え、
   前記コンデンサに前記充電回路からの直流電圧を印加した状態で前記モータへの給電とその停止とを行い、前記コンデンサを放電及び充電させることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエレベーターの診断方法。
8. 計測した前記充電時間と所定の基準時間とを比較するステップと、
   計測した前記充電時間が前記基準時間より短い場合に前記コンデンサの容量抜けを判定し、その旨を外部に通報するステップと、
   を備えたことを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載のエレベーターの診断方法。

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