專利名稱：電梯的制動(dòng)器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯的制動(dòng)器控制裝置。
背景技術(shù)：
以往的電梯的制動(dòng)器控制裝置如下述專利文獻(xiàn)1所述，制動(dòng)器控制
裝置通過控制電梯的制動(dòng)器線圈的端子間電壓來進(jìn)行制動(dòng)器的動(dòng)作控
制，該制動(dòng)器控制裝置具有第1接點(diǎn)，其連接在所述制動(dòng)器線圈和對
所述端子間電壓進(jìn)行斬波控制的斬波電路之間；和放電電路，其由包括 電阻與電容性元件的并聯(lián)電路的電路構(gòu)成，該放電電路與所述制動(dòng)器線
圈并聯(lián)連接，以便在該第1接點(diǎn)斷開時(shí)使所述制動(dòng)器線圈的電流回流。
根據(jù)這種制動(dòng)器控制裝置，能夠使制動(dòng)器在電梯緊急停止時(shí)即刻動(dòng) 作，同時(shí)能夠降低在緊急停止時(shí)產(chǎn)生于接點(diǎn)的浪涌電壓。
另外，以往的電梯的制動(dòng)器控制裝置如下述專利文獻(xiàn)2所述，制動(dòng) 器控制裝置對來自交流電源部的交流電壓進(jìn)行整流，并通過接點(diǎn)部件將 整流電壓施加給制動(dòng)器線圈，由此在進(jìn)行制動(dòng)器釋放動(dòng)作時(shí)，使強(qiáng)制勵(lì) 磁期間中的施加電壓為高電壓，并通過接點(diǎn)部件的接通/斷開動(dòng)作，把之 后的保持期間中的施加電壓設(shè)為低電壓，該制動(dòng)器控制裝置具有作為 交流電源部的單相交流電源；由進(jìn)行整流的整流二極管(blockdiode)以 及作為接點(diǎn)部件的第1和第2接點(diǎn)構(gòu)成的串聯(lián)連接體；與第2接點(diǎn)并聯(lián) 連接的分壓電阻；和與制動(dòng)器線圈并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，將制動(dòng)器線 圈的一端側(cè)經(jīng)由串聯(lián)連接體與單相交流電源的一端側(cè)連接，將制動(dòng)器線 圈的另一端側(cè)直接與單相交流電源的另一端側(cè)連接，在強(qiáng)制勵(lì)磁期間中， 把第1和第2接點(diǎn)雙方設(shè)為接通狀態(tài)，在保持期間中只把所述第1接點(diǎn) 設(shè)為接通狀態(tài)。
根據(jù)這種制動(dòng)器控制裝置，作為接點(diǎn)部件，能夠使用容量小于直流負(fù)載切斷接點(diǎn)的交流負(fù)載切斷接點(diǎn)。并且，能夠省略分壓電阻，或者在 必須使用分壓電阻時(shí)也能夠使用容量較小的分壓電阻。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2003 — 81543號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2004—262582號(hào)公報(bào)
但是，在專利文獻(xiàn)1記載的上述制動(dòng)器控制裝置中，在斬波電路出 現(xiàn)接通故障時(shí)，必須利用第1接點(diǎn)切斷流向制動(dòng)器線圈的直流電流，所 以存在第1接點(diǎn)變大型的問題。
另外，在專利文獻(xiàn)2記載的上述制動(dòng)器控制裝置中，由于不對施加 給制動(dòng)器線圈的電壓進(jìn)行斬波，所以存在像國際公開WO2004/028945號(hào) 公報(bào)公開的那樣、難以降低制動(dòng)器的動(dòng)作聲音的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種電 梯的制動(dòng)器控制裝置，其利用半導(dǎo)體開關(guān)元件對施加給制動(dòng)器線圈的電 壓進(jìn)行接通/斷開，在該半導(dǎo)體開關(guān)元件出現(xiàn)接通故障時(shí)，也能夠減小用 于切斷流向制動(dòng)器線圈的電流的接點(diǎn)的切斷容量。
第一發(fā)明的電梯的制動(dòng)器控制裝置，通過控制電梯的制動(dòng)器線圈的 端子間電壓來進(jìn)行制動(dòng)器的動(dòng)作控制，該電梯的制動(dòng)器控制裝置的特征 在于，具有變壓器，其一次繞組的一端與直流電源連接，并且其具有 二次繞組；半導(dǎo)體開關(guān)單元，其與該變壓器的一次繞組的另一端連接， 并且對施加給該變壓器的所述直流電壓進(jìn)行接通/斷開；整流單元，其對 由所述變壓器的二次繞組產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流；和制動(dòng)器線圈，其 從該整流單元的輸出端經(jīng)由接點(diǎn)與所述二次繞組連接。
第二發(fā)明的電梯的制動(dòng)器控制裝置優(yōu)選具有第1回流單元，其在 接點(diǎn)閉合的狀態(tài)下，使在半導(dǎo)體開關(guān)單元進(jìn)行斷開動(dòng)作時(shí)流向制動(dòng)器線 圈的第1電流回流；和第2回流單元，其在所述接點(diǎn)斷幵時(shí)，使流向所 述制動(dòng)器線圈的第2電流回流，同時(shí)使所述第2電流衰減的時(shí)間比所述 第1電流短。由此，例如在接點(diǎn)由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，流向制動(dòng)器線圈的 電流迅速衰減。因此，能夠使電梯迅速停止。第三發(fā)明的電梯的制動(dòng)器控制裝置中的接點(diǎn)優(yōu)選只在電梯緊急停止 時(shí)由閉合變?yōu)閿嚅_。
根據(jù)本發(fā)明具有以下效果，能夠利用半導(dǎo)體開關(guān)元件對施加給制動(dòng) 器線圈的電壓進(jìn)行接通/斷開，在該半導(dǎo)體開關(guān)元件出現(xiàn)接通故障時(shí)，也 能夠減小用于切斷流向制動(dòng)器線圈的電流的接點(diǎn)的切斷容量。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電梯的制動(dòng)器控制裝置的整體圖。
圖2是圖1所示的制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示圖2所示的制動(dòng)器的控制的波形圖，圖3 (A)是制動(dòng)器 線圈電流波形圖、圖3 (B)是控制信號(hào)的波形圖、圖3 (C)是變壓器的 一次繞組電壓的波形圖、圖3 (D)是變壓器的二次繞組電壓的波形圖、 圖3 (E)是制動(dòng)器線圈的端子電壓波形圖、圖3 (F)是流向場效應(yīng)晶體 管的電流的波形。
圖4是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
標(biāo)號(hào)說明
25變壓器；25a—次繞組；25b二次繞組；27半導(dǎo)體開關(guān)元件；31 整流二極管；33常開接點(diǎn)；47第1回流二極管；52制動(dòng)器線圈；101第 2回流二極管；103第1回流電阻。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式l
利用圖1和圖2說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式的電梯的制動(dòng)器控制裝置的整體圖，圖2是圖1所示的制 動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
在圖1中，電梯的控制裝置具有通過無保險(xiǎn)絲斷路器4與三相交流 電源3連接的電動(dòng)機(jī)控制部5。電動(dòng)機(jī)控制部5形成為向三相電動(dòng)機(jī)9施 加可變電壓可變頻率的三相交流電壓，并驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)9使繩輪13旋轉(zhuǎn)，由此使掛在繩輪13上的繩索15上下移動(dòng)，使固定在繩索15的一端的對重17、固定在繩索15的另一端的轎廂19升降。
三相電動(dòng)機(jī)9被制動(dòng)器10約束/釋放，制動(dòng)器10形成為通過對施加給制動(dòng)器線圈52的電壓進(jìn)行斬波控制，由制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部20控制流向制動(dòng)器線圈52的電流。制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部20經(jīng)由無保險(xiǎn)絲斷路器4與三相交流電源3連接，并根據(jù)來自制動(dòng)器控制部40的指令信號(hào)而動(dòng)作。
在圖2中，制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部20具有三相全波整流電路21，其經(jīng)由無保險(xiǎn)絲斷路器4與三相交流電源3連接，并且對該三相交流電源3進(jìn)行三相全波整流；和電容器23，其使三相全波整流電路21的輸出電壓變平滑，并且降低電路的高頻阻抗。另外，制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部20具有變壓器25，其一次繞組25a的一端與電容器23的正側(cè)連接，同時(shí)變壓器25具有被絕緣的二次繞組25b;和作為半導(dǎo)體開關(guān)單元的增強(qiáng)型N溝道MOSFET (以下稱為半導(dǎo)體開關(guān)元件)27，其漏極與變壓器25的一次繞組25a的另一端連接，源極與三相全波整流電路21的負(fù)側(cè)連接。半導(dǎo)體開關(guān)元件27的柵極與制動(dòng)器控制部40連接，半導(dǎo)體開關(guān)元件27形成為在該柵極的電壓高時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)元件27接通，在柵極的電壓低時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)元件27斷開。
電壓調(diào)節(jié)部29與變壓器25的一次繞組25a的兩端連接。電壓調(diào)節(jié)部29形成為施加使在半導(dǎo)體開關(guān)元件27接通/斷開時(shí)的變壓器25的一次繞組25a的平均電壓為零的交變電壓，以便抑制在半導(dǎo)體開關(guān)元件27切斷時(shí)由于流向一次繞組25a的勵(lì)磁電流而產(chǎn)生的浪涌電壓，并且防止變壓器25的磁場偏移。其中，所說平均電壓為零，如圖2所示，是指在半導(dǎo)體開關(guān)元件27接通/斷開時(shí)，在時(shí)間tl的期間，在變壓器25的一次繞組25a中產(chǎn)生正側(cè)的電壓E+，在時(shí)間t2的期間產(chǎn)生負(fù)側(cè)的電壓E—。此時(shí)，使正側(cè)的電壓值E+與產(chǎn)生電壓的時(shí)間tl之積、與負(fù)側(cè)的電壓值E —與產(chǎn)生電壓的時(shí)間t2之積相等，即E+xtl=E—xt2。
制動(dòng)器線圈52經(jīng)由對所得到的交流電壓進(jìn)行半波整流的整流二極管31、和一方與整流二極管31的陰極連接的電磁接觸器的常開接點(diǎn)33，與變壓器25的二次繞組25b連接，回流二極管47與制動(dòng)器線圈52并聯(lián)連接，該回流二極管47用于抑制在常開接點(diǎn)33由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)器線圈52的反電動(dòng)勢。
在此，設(shè)置常開接點(diǎn)33是為了在電梯異常時(shí)可靠切斷流向制動(dòng)器線圈52的電流并約束制動(dòng)器10，使轎廂19停止，以確保安全。
下面，說明如上所述構(gòu)成的制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部20的各個(gè)部分的關(guān)系式。首先，在把二次繞組25b的端子電壓(二次電壓)設(shè)為V2時(shí)，變壓器25的一次繞組25a和二次繞組25b之間存在下式所示的關(guān)系。
V2= (N2/N!) 'V! …(1)
其中，N2: 二次繞組的匝數(shù)，N1: —次繞組的匝數(shù)，V1: —次繞組的端子電壓(一次電壓)
并且，在把勵(lì)磁電流設(shè)為V時(shí)，流過一次繞組的一次電流I與流過二次繞組的二次電流12的關(guān)系如下式所示。
1,= (N2/N!) 'I2+I!' ... (2)
并且，在把三相全波整流電路的輸出端子電壓設(shè)為Ed時(shí)，流過變壓器25的勵(lì)磁電流I,'如下式所示。V- (Ed/L,) .Ton ... (3)
其中，T。n: PWM周期內(nèi)的開關(guān)元件的接通時(shí)間。
另外，制動(dòng)器線圈52的平均端子電壓VBav如下式所示。
VBav= (WNi) 'Ed.D。廣VD' (1—D加) ...(4)VD:回流二極管的端子電壓
D。n:歸一化地表示PWM載波周期內(nèi)的開關(guān)元件接通的時(shí)間的比例的值，稱為接通比例。
在把制動(dòng)器線圈52的電阻設(shè)為RB時(shí)，流過制動(dòng)器線圈52的電流IBK如下式所示。
IBK=VBav/RB…(5)
<半導(dǎo)體開關(guān)元件27的故障>
在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器線圈52的開關(guān)元件27出現(xiàn)接通或斷開故障時(shí)，也能夠按照下面所述，容易地利用常開接點(diǎn)33切斷流向制動(dòng)器線圈52的電流。 斷開故障
由于不能向變壓器25的一次繞組25a施加交變電壓，所以二次繞組25a不產(chǎn)生電壓。因此，能夠容易地利用常開接點(diǎn)33切斷流向制動(dòng)器線圈52的電流，由此能夠約束制動(dòng)器IO。
接通故障
在半導(dǎo)體開關(guān)27出現(xiàn)接通故障的初期，電流流過變壓器25的一次繞組25a，制動(dòng)器線圈52間的平均電壓上升。但是，由于與變壓器25的一次繞組25a的接通時(shí)間成比例地增加的電流分量持續(xù)增加，所以變壓器25的磁性體產(chǎn)生磁飽和。由此，二次繞組25b的電壓下降。因此，能夠通過利用常開接點(diǎn)33容易地切斷流向制動(dòng)器線圈52的電流，由此來約束制動(dòng)器10。
利用圖1 圖3說明如上所述構(gòu)成的電梯的制動(dòng)器控制裝置的動(dòng)作。圖3是表示圖1所示的電梯的制動(dòng)器控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
首先，轎廂19停止，在制動(dòng)器10制動(dòng)電動(dòng)機(jī)9的狀態(tài)下，在產(chǎn)生轎廂呼梯時(shí)，使常開接點(diǎn)33由斷開變?yōu)殚]合，然后利用電動(dòng)機(jī)控制部5使電動(dòng)機(jī)9旋轉(zhuǎn)并起動(dòng)轎廂19，并且使半導(dǎo)體開關(guān)元件27接通/斷開，如圖3 (c)所示，產(chǎn)生變壓器25的一次電壓。在變壓器25的二次繞組25b中，由于互感作用，如圖3 (d)所示，產(chǎn)生二次電壓，并通過整流二極管31對制動(dòng)器線圈52施加正極側(cè)的方形波。使較大的電流流向制動(dòng)器線圈52并強(qiáng)制勵(lì)磁，使制動(dòng)器10從約束狀態(tài)釋放。強(qiáng)制勵(lì)磁區(qū)間是圖示的a和b期間。
接著，在從強(qiáng)制勵(lì)磁起經(jīng)過一定時(shí)間后，進(jìn)行使小于強(qiáng)制勵(lì)磁時(shí)的電流的電流流向制動(dòng)器線圈52的保持動(dòng)作。保持動(dòng)作區(qū)間是圖示的c和d期間。在從保持動(dòng)作起經(jīng)過一定時(shí)間后，制動(dòng)器10釋放。在該狀態(tài)下，使小于強(qiáng)制勵(lì)磁時(shí)的電流的電流即保持電流流向制動(dòng)器線圈52，以保持制動(dòng)器IO的釋放狀態(tài)。并且，在轎廂19接近目標(biāo)樓層后，利用電動(dòng)機(jī)控制部5使電動(dòng)機(jī)9從恒速開始減速并停止，并且制動(dòng)器控制部40使指令信號(hào)停止，使半導(dǎo)體開關(guān)元件27斷開。在半導(dǎo)體開關(guān)元件27斷開后，流向制動(dòng)器線圈52的電流流向回流二極管47并衰減，并且制動(dòng)器10從釋放變?yōu)榧s束，并約束電動(dòng)機(jī)9。
實(shí)施方式2
利用圖4說明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。圖4是表示另一實(shí)施方式的制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。在圖4中，用與圖2相同的標(biāo)號(hào)表示相同部分，并省略說明。
在圖4中，制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)部120將作為第1回流單元的第1回流二極管101的陰極側(cè)與整流二極管31的陰極側(cè)連接，將第1回流二極管101的陽極側(cè)與變壓器25的二次繞組25b的另一端連接，同時(shí)也與制動(dòng)器線圈52的另一端連接。第2回流二極管47通過第2回流電阻103與制動(dòng)器線圈52連接。
另外，第2回流單元由第2回流二極管47和第2回流電阻103構(gòu)成。參照圖3和圖4說明如上所述構(gòu)成的制動(dòng)器控制裝置的動(dòng)作。<通常時(shí)>
在通常時(shí)，制動(dòng)器10由釋放向束縛的轉(zhuǎn)變是根據(jù)來自制動(dòng)器控制部40的電壓指令信號(hào)使半導(dǎo)體開關(guān)元件27斷開，并切斷施加給變壓器25的一次繞組25a的電壓。由此，變壓器25的二次繞組25b的輸出電壓成為零。并且，流向制動(dòng)器線圈52的第1電流經(jīng)由第1回流二極管101而流動(dòng)，并通過制動(dòng)器線圈52的電阻而消耗能量，電流衰減，制動(dòng)器10從釋放變?yōu)榧s束。
<異常時(shí)>
在異常時(shí)，制動(dòng)器10由釋放向約束的轉(zhuǎn)變通過使常開接點(diǎn)33從閉合變?yōu)閿嚅_而實(shí)現(xiàn)，在常開接點(diǎn)33斷開時(shí)，流向制動(dòng)器線圈52的第2電流經(jīng)由第2回流二極管47和第2回流電阻103而流動(dòng)，能量被制動(dòng)器線圈52的電阻和第2回流電阻103消耗，所以與通常時(shí)相比，電流快速衰減，制動(dòng)器10從釋放變?yōu)榧s束。
上述實(shí)施方式的電梯的制動(dòng)器控制裝置，通過控制電梯的制動(dòng)器線圈52的端子間電壓來進(jìn)行制動(dòng)器10的動(dòng)作控制，該電梯的制動(dòng)器控制裝置具有變壓器25，其一次繞組25a的一端與直流電源連接，并具有二次繞組25b;半導(dǎo)體開關(guān)元件27，其與該變壓器25的一次繞組25a的
9另一端連接，并且使施加給該變壓器25的直流電壓接通/斷開；整流二極管31，其對由變壓器25的二次繞組25b產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流；和制動(dòng)器線圈52，其從該整流二極管31的輸出端經(jīng)由常開接點(diǎn)33與變壓器25的二次繞組25b連接。
根據(jù)這種控制裝置，可以通過半導(dǎo)體開關(guān)元件27對施加給制動(dòng)器線圈52的電壓進(jìn)行接通/斷開，并使制動(dòng)器線圈52的端子電壓可變，同時(shí)在該半導(dǎo)體開關(guān)元件27出現(xiàn)接通故障時(shí)，變壓器25的磁場偏移，變壓器25的二次繞組25b中只在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電壓，但馬上就不再產(chǎn)生電壓。因此，流向制動(dòng)器線圈52的電流減小，所以在使常開接點(diǎn)33斷開而切斷該電流時(shí)，也能夠減小常開接點(diǎn)33的切斷容量。
并且，在該半導(dǎo)體開關(guān)元件27出現(xiàn)斷開故障時(shí)，變壓器25未被激勵(lì)，所以變壓器25的二次繞組25b中不產(chǎn)生電壓。因此，流向制動(dòng)器線圈52的電流也變小，所以在使常開接點(diǎn)33斷開而切斷該電流時(shí)，也能夠減小常開接點(diǎn)33的切斷容量。
并且，優(yōu)選制動(dòng)器控制裝置具有第1回流二極管101，其在常開接點(diǎn)33閉合的狀態(tài)下，使在半導(dǎo)體開關(guān)元件27進(jìn)行斷開動(dòng)作時(shí)流向制動(dòng)器線圈52的第1電流回流;和第2回流二極管47及第2回流電阻103，它們在常開接點(diǎn)33斷開時(shí)，使流向制動(dòng)器線圈52的第2電流回流，同時(shí)使第2電流衰減的時(shí)間比第1電流短。由此，常開接點(diǎn)33只在電梯緊急停止時(shí)從閉合變?yōu)閿嚅_，流向制動(dòng)器線圈52的電流迅速衰減。因此，電梯能夠迅速應(yīng)對緊急停止指令。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠適用于電梯的制動(dòng)器控制裝置。
10
權(quán)利要求
1.一種電梯的制動(dòng)器控制裝置，其通過控制電梯的制動(dòng)器線圈的端子間電壓來進(jìn)行制動(dòng)器的動(dòng)作控制，其特征在于，該電梯的制動(dòng)器控制裝置具有變壓器，其一次繞組的一端與直流電源連接，并且其具有二次繞組；半導(dǎo)體開關(guān)單元，其與該變壓器的一次繞組的另一端連接，并且對施加給該變壓器的所述直流電壓進(jìn)行接通/斷開；整流單元，其對由所述變壓器的二次繞組產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流；以及制動(dòng)器線圈，其從該整流單元的輸出端經(jīng)由接點(diǎn)與所述二次繞組連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯的制動(dòng)器控制裝置，其特征在于，該電梯的制動(dòng)器控制裝置具有第1回流單元，其在所述接點(diǎn)閉合的狀態(tài)下，使在所述半導(dǎo)體開關(guān)單元進(jìn)行斷開動(dòng)作時(shí)流向所述制動(dòng)器線圈的第1電流回流；以及第2回流單元，其在所述接點(diǎn)斷開時(shí)，使流向所述制動(dòng)器線圈的第2電流回流，同時(shí)使所述第2電流衰減的時(shí)間比所述第1電流短。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯的制動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述接點(diǎn)只在所述電梯進(jìn)行緊急停止時(shí)由閉合變?yōu)閿鄮浴?br> 全文摘要
一種電梯的制動(dòng)器控制裝置，其通過控制電梯的制動(dòng)器線圈(52)的端子間電壓來進(jìn)行制動(dòng)器的動(dòng)作控制，該制動(dòng)器控制裝置具有變壓器(25)，其一次繞組(25a)的一端與直流電源連接，并具有二次繞組(25b)；半導(dǎo)體開關(guān)元件(27)，其與該變壓器(25)的一次繞組(25a)的另一端連接，并且對施加給該變壓器(25)的直流電壓進(jìn)行接通/斷開；整流二極管(31)，其對由變壓器(25)的二次繞組(25b)產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流；和制動(dòng)器線圈(52)，其從該整流二極管(31)的輸出端經(jīng)由常開接點(diǎn)(33)與二次繞組(25b)連接。
文檔編號(hào)B66B1/28GK101663219SQ20078005285
公開日2010年3月3日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者石川純一郎 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社