CN105517934B - 电梯的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是在电梯的控制装置中，具有第1及第2开关元件(46、47)的DC‑DC转换器(32)，第1及第2开关元件(46、47)分别交替地进行动作而产生用于使电梯的制动器(12)动作的电力，第1及第2光电耦合器(33、34)使第1及第2开关元件(46、47)分别独立地进行动作，第1及第2运算部独立地控制第1及第2光电耦合器(33、34)各自的电源电压。

Description

电梯的控制装置
技术领域
本发明涉及电梯的控制装置，其控制对电梯的制动器的供电。
背景技术
通常，在电梯曳引机的制动器中，通过由电磁开闭器切断对制动器线圈的供电而产生制动力。在电磁开闭器的数量仅为一个时，在发生电磁开闭器的导通故障(ON故障)的情况下，将导致制动器不能进行制动动作，因而需要多个电磁开闭器来可靠地进行制动器的制动动作。
以往提出了如下的电梯的制动器安全控制装置：为了可靠地进行制动器的制动动作，由脉宽调制控制器控制进行对制动器线圈的供电的DC-DC转换器的一次侧电路中的半导体开关的动作，在发生了电梯的异常时，利用多个安全继电器接点切断脉宽调制控制器的电源(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011－524319号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在以往的电梯的制动器安全控制装置中，由于利用安全继电器接点进行脉宽调制控制器的电源的切断，因而有可能发生安全继电器接点的接触不良。在这种情况下，将难以正常控制制动器的动作。并且，由于安全继电器接点的动作而产生动作声音，因而也难以降低噪声。另外，由于安全继电器接点的存在，也难以实现电路的小型化。
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够更可靠地控制制动器的动作并能够防止噪声的产生且能够实现小型化的电梯的控制装置。
用于解决问题的手段
本发明的电梯的控制装置具有：DC-DC转换器，其具有第1及第2开关元件，第1及第2开关元件分别交替地进行动作而产生用于使电梯的制动器动作的电力；第1及第2光电耦合器，它们使第1及第2开关元件分别独立地进行动作；以及第1及第2运算部，它们独立地控制第1及第2光电耦合器各自的电源电压。
发明效果
根据本发明的电梯的控制装置，能够更可靠地控制制动器的动作，能够防止噪声的产生并实现小型化。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的电梯的结构图。
图2是示出图1的制动器控制装置、制动器电源装置及安全控制装置的结构图。
图3是示出图2的第1及第2安全控制用CPU的控制信号、第1及第2光电耦合器的电源电压、DC-DC转换器的输出电压各自在正常时的时间性变化的曲线图。
图4是示出根据图2的电气安全链信号(electric safety chain signal)的停止而检测出异常时的第1及第2安全控制用CPU的控制信号、第1及第2光电耦合器的电源电压、DC-DC转换器的输出电压各自的时间性变化的曲线图。
图5是示出图2的第1电源控制电路发生导通故障时的第1及第2安全控制用CPU的控制信号、第1及第2光电耦合器的电源电压、DC-DC转换器的输出电压各自的时间性变化的曲线图。
图6是示出本发明的实施方式2的电梯的控制装置的主要部分的结构图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的电梯的结构图。在图中，在井道1内通过主绳索4吊挂着轿厢2和对重3。主绳索4使用例如绳索或者传送带等。在井道1的上部设有曳引机5，曳引机5产生使轿厢2和对重3移动的驱动力。
曳引机5具有包含电机在内的曳引机主体6、以可旋转的方式设于曳引机主体6的驱动绳轮7、和对驱动绳轮7赋予制动力的制动器8。
主绳索4被绕挂在驱动绳轮7上。驱动绳轮7借助曳引机主体6的电机的驱动力而旋转。通过驱动绳轮7的旋转，轿厢2和对重3在井道1内向上下方向移动。
制动器8具有与驱动绳轮7一起旋转的旋转体9、和多个(在该示例中是2个)制动器主体10，制动器主体10关于旋转体9的旋转方向相互分开配置，单独地对旋转体9赋予制动力。
各制动器主体10具有：制动靴(制动体)11，其能够接近旋转体9和离开旋转体9；未图示的压簧(施力体)，其向与旋转体9接触的方向对制动靴11施力；以及制动器线圈(电磁线圈)12，其通过供电而产生向使制动靴11离开旋转体9的方向的电磁力。
制动靴11借助对制动器线圈12的供电来克服压簧的施力而从旋转体9离开，并借助对制动器线圈12的供电的切断而依照压簧的施力被按压在旋转体9上。通过制动靴11被按压在旋转体9上，对轿厢2及驱动绳轮7提供制动力。并且，通过制动靴11从旋转体9离开，对轿厢2及驱动绳轮7的制动力被解除。
在井道1内设有控制电梯的运转的控制装置21。控制装置21具有运转控制装置22、电力变换装置23、制动器控制装置24、制动器电源装置25及安全控制装置26。
运转控制装置22向电力变换装置23发送用于控制曳引机主体6的电机的动作的运转控制信号，并向制动器控制装置24发送用于控制制动器8的动作的运转控制信号。
电力变换装置23根据来自运转控制装置22的运转控制信号，控制对曳引机主体6的电机的供电。曳引机主体6的电机的动作是通过来自电力变换装置23的供电的控制而控制的。
制动器控制装置24根据来自运转控制装置22的运转控制信号，单独地控制对各个制动器线圈12的供电。通过制动器控制装置24对各个制动器线圈12的供电的控制，而单独地控制各制动靴11的动作。
制动器电源装置25向制动器控制装置24提供用于对各个制动器线圈12供电的电力(即，用于使制动器8动作的电力)。
安全控制装置26向电力变换装置23和制动器电源装置25分别输出控制信号。通过电力变换装置23接收控制信号，使得电力变换装置23能够进行对曳引机主体6的电机的供电。并且，通过制动器电源装置25接收控制信号，使得制动器电源装置25能够进行对制动器控制装置24的供电。
在电力变换装置23和制动器电源装置25分别接收到来自安全控制装置26的控制信号时，向安全控制装置26输出对应于控制信号的监视信号。安全控制装置26通过监视分别来自电力变换装置23和制动器电源装置25的监视信号，判定电力变换装置23和制动器电源装置25分别有无异常。
此外，在电梯中具有多个检测装置串联连接而构成的安全电路。作为检测装置，例如可以列举出用于检测轿厢2的轿厢出入口及各楼层的层站出入口13各自的开闭状态的多个门开关、用于检测搭载于轿厢2的紧急停止装置的动作的紧急停止开关、以及用于检测轿厢2的超速的限速器开关等。在所有的检测装置正常时，从安全电路向安全控制装置26输入电气安全链信号(electric safety chain signal)S。在至少任意一个检测装置产生异常时(例如，在轿厢2的移动中通过轿厢2的门开关检测出开门状态时)，安全电路被切断，停止向安全控制装置26输入电气安全链信号S。安全控制装置26根据有无电气安全链信号S的输入，来判定电梯的状态有无异常。
安全控制装置26在基于电气安全链信号S的电梯的状态、电力变换装置23及制动器电源装置25中的至少任意一方产生异常时，停止对电力变换装置23及制动器电源装置25各自的控制信号的输出。在对电力变换装置23及制动器电源装置25各自的控制信号的输出被停止时，对曳引机主体6的电机及各制动器线圈12各自的供电被停止。
图2是示出图1的制动器控制装置24、制动器电源装置25及安全控制装置26的结构图。制动器控制装置24具有与制动器线圈12相同数量(在该示例中是2个)的晶体管(开关元件)30。并且，制动器控制装置24根据来自运转控制装置22的运转控制信号单独地进行各晶体管30的导通/截止动作。制动器控制装置24通过单独地进行各晶体管30的导通动作，能够对各制动器线圈12单独地提供制动器电源装置25的输出电力。
制动器电源装置25具有：电力变换部31，其将商用交流电变换为直流电；半桥形的DC-DC转换器32，其将来自电力变换部31的直流电转换为用于对各制动器线圈12供电的直流电；第1及第2光电耦合器33、34，它们分别输出用于使DC-DC转换器32动作的驱动信号；第1及第2电源控制电路35、36，它们控制第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压；以及转换器控制器37，其控制第1及第2光电耦合器33、34各自的动作。
DC-DC转换器32具有：变压器(高频变压器)43，其包括一次侧线圈41和二次侧线圈42；一次侧电路44，其将来自电力变换部31的直流电变换为交流电并提供给一次侧线圈41；以及二次侧电路45，其将在二次侧线圈42感应产生的交流电变换为对各制动器线圈12供电用的直流电。
一次侧电路44具有作为第1开关元件的第1晶体管(上臂(正极)侧晶体管)46和作为第2开关元件的第2晶体管(下臂(负极)侧晶体管)47。第1及第2晶体管46、47是场效应晶体管(FET)。
第1晶体管46根据来自第1光电耦合器33的驱动信号(门驱动信号(gatedrivesignal))的控制而进行导通/截止动作，第2晶体管47根据来自第2光电耦合器34的驱动信号(门驱动信号)的控制而进行导通/截止动作。一次侧电路44通过交替地进行第1及第2晶体管46、47的导通/截止动作，将来自电力变换部31的直流电变换为提供给一次侧线圈41的交流电。在第1及第2光电耦合器33、34中的至少任意一方的驱动信号被停止(切断)时，DC-DC转换器32的动作停止，在二次侧电路45不再产生直流电。
第1及第2光电耦合器33、34分别具有发光元件和受光元件。并且，第1及第2光电耦合器33、34通过发光元件的发光使受光元件导通而产生驱动信号。
转换器控制器37交替地进行第1及第2光电耦合器33、34的发光元件的发光及熄灭而反复受光元件的导通及非导通，由此控制第1及第2光电耦合器33、34各自的动作，使得交替地输出来自第1及第2光电耦合器33、34的驱动信号。
第1及第2电源控制电路35、36独立地控制第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压。即，控制第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压的电路结构成为双重***的电路结构。因此，通过切断第1及第2光电耦合器33、34中的至少任意一方的电源，而停止DC-DC转换器32的动作。
安全控制装置26具有第1安全控制用CPU(第1运算部)51和第2安全控制用CPU(第2运算部)52。电气安全链信号S分别独立地输入第1及第2安全控制用CPU51、52。由此，在电气安全链信号S的输入停止时，第1及第2安全控制用CPU51、52分别独立地检测出电梯状态的异常。
第1及第2安全控制用CPU51、52将周期性变化的信号作为控制信号，独立地向第1及第2电源控制电路35、36输出。第1及第2安全控制用CPU51、52通过根据控制信号控制第1及第2电源控制电路35、36的动作，独立地控制第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压。
第1电源控制电路35根据来自第1安全控制用CPU51的控制信号控制第1光电耦合器33的电源电压。并且，第1电源控制电路35在将第1光电耦合器33的电源电压的值维持在比第1光电耦合器33的动作停止的阈值高的值(即，不妨碍第1光电耦合器33的动作的程度的值)的状态下，根据来自第1安全控制用CPU51的控制信号使第1光电耦合器33的电源电压的值周期性变化。
第2电源控制电路36根据来自第2安全控制用CPU52的控制信号控制第2光电耦合器34的电源电压。并且，第2电源控制电路36在将第2光电耦合器34的电源电压的值维持在比第2光电耦合器34的动作停止的阈值高的值(即，不妨碍第2光电耦合器34的动作的程度的值)的状态下，根据来自第2安全控制用CPU52的控制信号使第2光电耦合器34的电源电压的值周期性变化。
第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压作为监视信号被输入第1及第2安全控制用CPU51、52双方。由此，第1及第2安全控制用CPU51、52分别监视第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压的双方。第1及第2安全控制用CPU51、52通过分别监视第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压是否按照控制信号而周期性地进行变化，来进行第1及第2电源控制电路35、36的监视，并且进行第1及第2安全控制用CPU51、52的相互监视。
图3是示出图2的第1及第2安全控制用CPU51、52的控制信号、第1及第2光电耦合器33、34的电源电压、DC-DC转换器32的输出电压各自在正常时的时间性变化的曲线图。来自第1安全控制用CPU51的控制信号是以周期T1反复仅停止输出了时间T3这一变化的信号。来自第2安全控制用CPU52的控制信号是在从第1安全控制用CPU51的控制信号恢复起的比周期T1短的时间即规定时间T2后，仅停止输出了时间T3的信号。即，来自第2安全控制用CPU52的控制信号是使变化的周期相对于来自第1安全控制用CPU51的控制信号错开时间T2的信号。
来自第1及第2安全控制用CPU51、52的控制信号停止的时间T3被设为，在达到第1及第2光电耦合器33、34的动作停止的阈值L为止第1及第2光电耦合器33、34的电源电压不会下降的较短时间。
在正常时，第1及第2安全控制用CPU51、52通过第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压与控制信号同步变化的情况，始终监视第1及第2电源控制电路35、36正常动作的情况。由此，在正常时，周期性变化的控制信号的输出通过第1及第2安全控制用CPU51、52而继续，从而正常产生DC-DC转换器32的二次侧电路45的输出电压。
图4是示出根据图2的电气安全链信号S的停止而检测出异常时的第1及第2安全控制用CPU51、52的控制信号、第1及第2光电耦合器33、34的电源电压、DC-DC转换器32的输出电压各自的时间性变化的曲线图。在根据电气安全链信号S的停止而检测出异常时，第1及第2安全控制用CPU51、52独立地停止对第1及第2电源控制电路35、36各自的控制信号。
其结果是，第1及第2电源控制电路35、36对第1及第2光电耦合器33、34的电源电压的控制被停止，在经过规定时间T4后，第1及第2光电耦合器33、34的电源电压的值比阈值L小，第1及第2光电耦合器33、34各自的动作停止。由此，转换器控制器37的信号不再传递给DC-DC转换器32的第1及第2晶体管46、47，一次侧电路44的动作停止，二次侧电路45的输出电压成为0。由此，对各制动器线圈12的供电停止，制动器8进行制动动作。
图5是示出图2的第1电源控制电路35发生导通故障时的第1及第2安全控制用CPU51、52的控制信号、第1及第2光电耦合器33、34的电源电压、DC-DC转换器32的输出电压各自的时间性变化的曲线图。在第1电源控制电路35发生导通故障时，无论第1安全控制用CPU51的控制信号怎样，第1光电耦合器33的电源电压都为固定值。此时，第1光电耦合器33的电源电压不与第1安全控制用CPU51的控制信号同步地变化，因而监视第1光电耦合器33的电源电压的第1及第2安全控制用CPU51、52分别检测出异常。
在第1及第2安全控制用CPU51、52分别检测出异常时，立即停止控制信号的输出。由于第1电源控制电路35发生导通故障，因而即使是控制信号被停止，第1光电耦合器33的电源电压也不下降而依旧维持，而第2光电耦合器34的电源电压在经过规定时间T4时小于阈值，第2光电耦合器34的动作停止。由此，转换器控制器37的信号不再被传递给DC-DC转换器32的第2晶体管47，一次侧电路44的动作停止，二次侧电路45的输出电压成为0。因此，对各制动器线圈12的供电停止，制动器8进行制动动作。
在第2电源控制电路36发生导通故障时同样，第1及第2安全控制用CPU51、52分别检测出异常并停止控制信号的输出，由此第1光电耦合器34的电源电压小于阈值，第1光电耦合器33的动作停止。由此，转换器控制器37的信号不再被传递给DC-DC转换器32的第1晶体管46，一次侧电路44的动作停止，二次侧电路45的输出电压成为0。由此，对各制动器线圈12的供电被停止，制动器8进行制动动作。
在这样的电梯的控制装置21中，半桥形的DC-DC转换器32的第1及第2晶体管46、47通过第1及第2光电耦合器33、34的控制而独立地动作，第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压由第1及第2安全控制用CPU51、52独立控制，因而仅仅使第1及第2光电耦合器33、34中的任意一方的动作停止，即可使DC-DC转换器32的动作停止。由此，能够更可靠地控制制动器8的动作。并且，通过使用第1及第2光电耦合器33、34能够消除接点，因而能够防止由于第1及第2光电耦合器33、34的动作而产生噪声。另外，通过使用第1及第2光电耦合器33、34，能够实现制动器电源装置25的小型化，能够实现控制装置21的小型化。
并且，第1安全控制用CPU51进行使第1光电耦合器33的电源电压以不妨碍第1光电耦合器33的动作的程度进行周期性变化的控制，并且监视第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压，第2安全控制用CPU52进行使第2光电耦合器34的电源电压以不妨碍第2光电耦合器34的动作的程度进行周期性变化的控制，并且监视第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压，因而能够更可靠地检测第1及第2光电耦合器33、34各自的电源电压的异常。因此，能够更可靠地确保制动器8的动作的健全性。
实施方式2
图6是示出本发明的实施方式2的电梯的控制装置的主要部分的结构图。在图中，在该例中DC-DC转换器32形成为全桥形的DC-DC转换器。即，DC-DC转换器32的一次侧电路44包含一对第1晶体管(上臂(正极)侧晶体管)46和一对第2晶体管(下臂(负极)侧晶体管)47。第1及第2晶体管46、47与实施方式1的第1及第2晶体管46、47相同。
并且，制动器电源装置25包括：一对第1光电耦合器33，其向一对第1晶体管46同步输出驱动信号(门驱动信号)；以及一对第2光电耦合器34，其向一对第2晶体管47同步输出驱动信号(门驱动信号)。
一对第1晶体管46根据来自第1光电耦合器33的驱动信号(门驱动信号)的控制而进行导通/截止动作，一对第2晶体管47根据来自第2光电耦合器34的驱动信号(门驱动信号)的控制而进行导通/截止动作。一次侧电路44通过交替地进行一对第1晶体管46的导通/截止动作和一对第2晶体管47的导通/截止动作，而将来自电力变换部31的直流电变换为提供给一次侧线圈41的交流电。在第1及第2光电耦合器33、34中的至少任意一方的驱动信号被停止(切断)时，DC-DC转换器32的动作停止，在二次侧电路45不再产生直流电。
转换器控制器37控制各个第1光电耦合器33及各个第2光电耦合器34各自的动作，使得交替地输出来自一对第1光电耦合器33的各个光电耦合器的驱动信号和来自一对第2光电耦合器34的各个光电耦合器的驱动信号。
第1及第2电源控制电路35、36独立地控制一对第1光电耦合器33的电源电压和一对第2光电耦合器34的电源电压。即，用于控制一对第1光电耦合器33的电源电压和一对第2光电耦合器34的电源电压的电路结构成为双重***的电路结构。其它结构及动作与实施方式1相同。
这样，即使将DC-DC转换器32设为全桥形的DC-DC转换器时，通过按照DC-DC转换器32的第1及第2晶体管46、47的数量设置第1及第2光电耦合器33、34，也能够得到与实施方式1相同的效果。即，能够更可靠地控制制动器8的动作，并且能够防止因第1及第2光电耦合器33、34的动作而产生噪声，能够实现控制装置21的小型化。

Claims (1)

1.一种电梯的控制装置，其中，该电梯的控制装置具有：
DC-DC转换器，其具有第1开关元件及第2开关元件，所述第1开关元件及所述第2开关元件分别交替地进行动作而产生用于使电梯的制动器动作的电力；
第1光电耦合器及第2光电耦合器，它们使所述第1开关元件及所述第2开关元件分别独立地进行动作；以及
第1运算部及第2运算部，它们独立地控制所述第1光电耦合器及所述第2光电耦合器各自的电源电压，
所述第1运算部进行使所述第1光电耦合器的电源电压以不妨碍所述第1光电耦合器的动作的程度进行周期性变化的控制，并且监视所述第1光电耦合器及所述第2光电耦合器各自的电源电压，
所述第2运算部进行使所述第2光电耦合器的电源电压以不妨碍所述第2光电耦合器的动作的程度进行周期性变化的控制，并且监视所述第1光电耦合器及所述第2光电耦合器各自的电源电压。
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