電梯控制裝置及電梯的製作方法

2023-06-01 17:49:36 4

本發明涉及需要電連接的電梯控制裝置和電梯。

背景技術：

專利文獻1中記載了一種設有半導體模塊和電抗器的電梯控制裝置。專利文獻1中記載的電梯控制裝置將半導體模塊設為強制空氣冷卻並將電抗器設為自然空氣冷卻，包括強制空氣冷卻部的強制空氣冷卻設備部分與包括自然空氣冷卻的電抗器的自然冷卻設備部分的深度尺寸不同。

另外，專利文獻2中記載的電梯控制裝置包括：多繞組電動機，其具有可將同一輸出軸相互獨立地驅動的至少兩個繞組，通過輸出軸來運行電梯；兩組電力變換電路，其向互不相同的繞組供給驅動電力；以及基於電梯的起動指令來控制功率轉換電路的運行控制部。該專利文獻2中的電梯控制裝置包括基於功率轉換電路的動作狀態來檢測故障的故障檢測單元、和以預定次數對運行控制部輸出重啟指令的重啟指令單元。另外，運行控制部在故障檢測單元檢測到故障時使電梯暫時停止，在反覆輸出重啟直到將要輸出最後的重啟指令之前仍未回到正常狀態的情況下，按照最後的重啟指令通過無故障一方的功率轉換電路使轎廂移動到最靠近的樓層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2006-103905號公報

專利文獻2：特開2002-284464號公報

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

然而，專利文獻1中雖然就電梯控制裝置中的冷卻作了描述，但是沒有述及位於上方的半導體模塊側和位於下方的電抗器側之間的電連接關係。另外，專利文獻2雖然就電梯控制裝置中的並聯連接的逆變器控制裝置的一方有故障時用另一方完好的逆變器控制裝置進行轎廂的救援運行作了描述，但是沒有述及其電連接關係和控制箱如何構成。

本發明的目的在於，為了容易搬運而提供一種控制箱的結構簡單，且包括電連接在內的組裝作業也簡便的電梯控制裝置和電梯。

解決技術問題所採用的技術手段

為了解決上述技術問題，本發明代表性的電梯控制裝置之一通過整流器、逆變器以及電抗器連接到電動機，其中，所述整流器經由電氣濾波部將三相交流電源的三相交流電轉換成直流電且由半導體模塊構成，所述逆變器將直流電壓轉換成預定電壓、預定頻率的交流電且由半導體模塊構成，所述電抗器連接於所述逆變器的輸出側，該電梯控制裝置包括：收納所述整流器和所述逆變器的上部控制箱；設於上部控制箱的下方且收納與電氣濾波部連接的連接端子部和電抗器的下部控制箱；以及將上部控制箱的整流器和逆變器、與下部控制箱的連接端子部和電抗器電連接的連接部，連接部包括：設於上部控制箱的上部開口部；設於下部控制箱的下部開口部；以及貫通上部開口部和下部開口部來進行配置的導電性構件。

另外，本發明代表性的電梯之一包括：連接有電氣濾波部的三相交流電源、驅動轎廂的曳引機的電動機、以及控制電動機的驅動的電梯控制裝置，該電梯控制裝置包括：上部控制箱，所述上部控制箱收納由半導體模塊構成的整流器和逆變器；下部控制箱，該下部控制箱設於上部控制箱的 下方，收納與電氣濾波部連接的連接端子部和電抗器；以及連接部，該連接部將上部控制箱的整流器和逆變器、與下部控制箱的連接端子部和電抗器電連接，連接部具有：設於上部控制箱的上部開口部；設於下部控制箱的下部開口部；以及貫通上部開口部和下部開口部來進行配置的導電性構件。

發明的效果

根據本發明的電梯控制裝置及電梯，由於將控制箱分體構成，搬運作業變得容易，而且可以簡便地進行包括電連接在內的組裝作業。

再有，通過以下對實施方式的說明，來闡明上述以外的技術問題、結構及效果。

附圖說明

圖1是根據本發明實施方式的電梯的結構示意圖。

圖2是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的電路圖。

圖3是表示根據本發明實施方式的電梯控制裝置的控制箱的結構的立體圖。

圖4是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的主視圖。

圖5是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的側視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明根據本發明實施方式的電梯控制裝置及電梯之一例。再有，本發明並不限定於以下的例子。

圖1表示根據本發明實施方式的電梯的結構示例。

如圖1所示，在電梯30上部的機械室40內，主繩索31被卷掛在曳引機32的繩輪和滑輪33上。主繩索31的一端在井道34內被連接在轎廂35 的上部，主繩索31的另一端在井道34內被連接在對重36的上部。轎廂35下部和對重36下部通過卷掛在井道34下部的對重滑輪37上的對重繩索38相連接。機械室40內的曳引機32通過摩擦驅動主繩索31，從而使轎廂35在井道34內升降。用於驅動曳引機32的電動機(未圖示)與曳引機32相連接。另外，電動機上連接有用於控制電動機的驅動的電梯控制裝置。

[電路結構]

圖2是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的電路圖。

如圖2所示，用作電源的三相交流電源1上並聯連接有與電梯控制裝置50結構相同的另一電梯控制裝置50』。再有，由於兩者結構相同，這裡僅就電梯控制裝置50一方進行說明。

電梯控制裝置50包括：三相交流電源1的電氣濾波部2；檢測從電氣濾波部2輸出的電流的整流器側電流檢測器3；由多個半導體模塊構成的將三相交流電變換為直流電的整流器5；以及以可分離的方式將電氣濾波部2和整流器5相連接的整流器側導體連接部4。並且，還包括：對經過整流器5進行轉換的直流電壓進行濾波的濾波電容器6；將直流電壓轉換為預定電壓和預定頻率的交流電且由多個半導體模塊構成的逆變器7；檢測逆變器7輸出的電流的逆變器側電流檢測器8；電抗器9；以及以可分離的方式將逆變器側電流檢測器8和電抗器9之間相連接的逆變器側導體連接部10。另外，還設有控制整流器5側的未圖示的整流器側控制電路和控制逆變器7側的未圖示的逆變器側控制電路等。

如上所述，電梯30的曳引機32被直接連接於雙繞組方式的電梯電動機11，該電梯電動機11通過電梯控制裝置50和相同結構的另一電梯控制裝置50』的逆變器輸出而轉動。

從三相交流電源1輸入的交流電被分配給並聯設置的電梯控制裝置50和另一電梯控制裝置50』。在電梯控制裝置50中，由整流器5將交流電轉 換成直流電以進行整流，由電容器6對經整流的直流電壓進行濾波，從而轉換成一定電壓的直流電。經濾波後的直流電壓由逆變器7轉換成預定電壓且預定頻率的交流電，基於逆變器7輸出的交流電經由電抗器9使電動機11旋轉驅動。通過該電動機11的驅動，電梯30的曳引機32得以驅動，使得轎廂35在上下方向被驅動。

圖3是表示根據本發明實施方式的電梯控制裝置中使用的控制箱的結構的立體圖。

與圖2所示的電路圖對應的電梯控制裝置50、50』在控制箱12內至少收納整流器5和逆變器7等而構成。考慮到搬運時的便利性，該控制箱12在結構上被分體為收納整流器5、逆變器7等的上部控制箱13、和收納電抗器9等的下部控制箱14。

上部控制箱13和下部控制箱14的高度尺寸不同而底面積大致相同，並形成為將上部控制箱13與下部控制箱14結合時上部控制箱13的底面與下部制御盤14的上表面相一致。在上部控制箱13和下部控制箱14的前表面側分別裝有可各自開閉的可拆卸的門15、16。再有，由於上部控制箱13內收納有整流器5和逆變器7，在門15形成有用於散去內部熱量的通風部15A。

上部控制箱13內預先在裝配廠裝入整流器5和逆變器7等，在下部控制箱14內預先在裝配廠裝入了電抗器9和接線端子26等，後文將詳述。但是，上部控制箱13內的整流器5和下部控制箱14內的接線端子26之間的電連接、上部控制箱13內的逆變器7和下部制御盤14內的電抗器9之間的電連接不在裝配廠進行，而是在設置電梯控制裝置50的場所現場進行。另外，為了後面進行的電連接，在上部控制箱13的前表面側底面形成有作為上部開口部的空間部17A。並且，在下部控制箱14的前表面側上表面形成有作為下部開口部的空間部17B，在上部控制箱13和下部控制箱14結合時，該空間部17B與空間部17A相對。這些空間部17A、17B以及後述的貫 通連接導體27A～27C、28A～28C等構成連接部，以用於上部控制箱13內的整流器5與下部控制箱14內的接線端子26之間的電連接、以及上部控制箱13內的逆變器7與下部控制箱14內的電抗器9之間的電連接。再有，為了易於看清上部控制箱13的底面，對圖3所示的上部控制箱13的空間部17A進行了簡化，然而並不限於圖示的形狀，只要形成供貫通連接導體貫通的空間即可。

以上部控制箱13和下部控制箱14以機械方式結合或分開的狀態往設置電梯控制裝置(電梯)的現場搬運，在現場進行包括上部控制箱13內的整流器5和下部控制箱14內的接線端子26之間、上部控制箱13內的逆變器7和下部控制箱14內的電抗器9之間、接線端子26和電氣濾波器2(三相交流電源1)之間、電抗器9和電動機11之間等的電連接在內的組裝作業。在上部控制箱13和下部控制箱14以機械性相分開的狀態來搬運時，在下部控制箱14上搭載上部控制箱13而成為疊裝狀態後合成一體。再有，通過將進行電氣濾波部2和電動機11等之間連接的下部控制箱14設置在下方，可以使布線電纜的引線等作業容易進行。

圖4是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的主視圖，圖5是根據本發明實施方式的電梯控制裝置的側視圖。

如圖4所示，在上部控制箱13內的下部設有收納整流器5和逆變器7中的半導體器件18、19的半導體單元40，在半導體單元40的上部設有被單元化的冷卻風扇20和散熱片21等。這些是為了將來容易進行更換和檢查而被單元化的，它們被上下配置又以機械方式連接，使它們可以按相分開處理。再有，在半導體單元40和散熱片21之間通過導熱性優良的熱管41來相連。

半導體單元40按照相分為整流器單元40A和逆變器單元40B，沿著上部控制箱13的橫向進行配置。在整流器單元40A的前側裝有用長方形銅板形成的整流器側上部固定導體22A～22C。另外，在逆變器單元40B的前表 面側裝有用長方形銅板形成的逆變器側上部固定導體23A～23C。整流器側上部固定導體22A～22C和逆變器側上部固定導體23A～23C之間以相互電絕緣的狀態保持在上部控制箱13。另外，兩上部固定導體22A～22C、23A～23C各自的下端部被設置成位於空間部17A附近。

另一方面，在下部控制箱14內，沿著下部控制箱14寬度方向，交替配置有整流器側電流檢測器3A～3C和逆變器側電流檢測器8A～8C。整流器側電流檢測器3A～3C和逆變器側電流檢測器8A～8C形成有用於供後述的貫通連接導電體27A～27C、28A～28C貫通的貫通部。另外，作為由長方形銅板構成的整流器側下部導電性構件的整流器側下部導體24A～24C在下部控制箱14內被設置成與整流器側電流檢測器3A～3C的下部相對。另外，作為由長方形銅板構成的逆變器側下部導電性構件的逆變器側下部導體25A～25C在下部控制箱14內被設置成與逆變器側電流檢測器8A～8C的下部相對。再有，整流器側下部導體24A～24C和逆變器側下部導體25A～25C以相互電絕緣的狀態保持在下部控制箱14。

整流器側下部導體24A～24C的下端部分別連接於固定設置在下部控制箱14的底部的接線端子26上。接線端子26設在圖2所示的電路圖的電氣濾波部2和導體連接部4之間，與省略說明的構成電氣濾波部2的控制箱側進行電連接。另外，整流器側下部導體24B、24C通過連接多個長方形銅板而構成。

逆變器側下部導體25A～25C的下端部分別連接在固定於下部控制箱14底部的電抗器9。具體而言，在電抗器9的上部裝有在垂直方向延伸的三條最下部導體42。逆變器側下部導體25A～25C的下端部通過螺栓和螺母連接安裝在最下部導體42上。另外，螺栓與螺母的連接被解除後，可將逆變器側下部導體25A～25C從最下部導體42(電抗器9)拆卸。再有，由於到電抗器9的距離各異，因此逆變器側下部導體25A～25C分別被構成為不同長度。

如上所述，與設置在上部控制箱13內的整流器側上部固定導體22A～22C和逆變器側上部固定導體23A～23C按相分開而構成並交替設置不同，設置在下部控制箱14內的接線端子26和電抗器9由於在下部控制箱14內的佔有面積小而不是按相分開的結構。因此，本實施方式中，在將整流器側下部導體24A～24C和逆變器側下部導體25A～25C連接於接線端子26和電抗器9時，需要使整流器側下部導體24A～24C和逆變器側下部導體25A～25C在下部控制箱14內相互立體交錯地設置。

本實施方式中，接線端子26設置在下部控制箱14的裡側，電抗器9設置在下部制御盤14的前側(門側)。因此，如圖5所示，連接於接線端子26的整流器側下部導體24A～24C設置在下部控制箱14的裡側，連接於電抗器9的逆變器側下部導體25A～25C設置在下部控制箱14的前表面側。其結果是，使得整流器側下部導體24A～24C和逆變器側下部導體25A～25C相互立體交錯。

[組裝作業]

接著，以上部控制箱13內的整流器5和下部控制箱14內的接線端子26之間的電連接作業以及上部控制箱13內的逆變器7和下部控制箱14內的電抗器9之間的電連接作業為中心，說明上部控制箱13和下部控制箱14的組裝作業。

首先，在設置電梯控制裝置50的現場，將上部控制箱13搭載在下部控制箱14上而成為相重疊的狀態，並使空間部17A、17B對準之後，將由長方形銅板構成的作為整流器側貫通導電性構件的整流器側貫通連接導體27A～27C插入空間部17A、17B，並使它們穿過空間部。這時，整流器側貫通連接導體27A～27C也穿過設於下部控制箱14的整流器側電流檢測器3A～3C。在此狀態下，通過螺栓螺母連接將整流器側貫通連接導體27A～27C的上端部連接到整流器側上部固定導體22A～22C的下端部。同樣地，將整 流器側貫通連接導體27A～27C的下端部連接到整流器側下部導體24A～24C的上端部。通過此作業，進行上部控制箱13內的整流器5和下部控制箱14內的接線端子26(電氣濾波部2)之間的電連接，完成整流器側導體連接部4的連接作業。也就是說，將整流器5和接線端子26電連接的整流器側導電性構件由整流器側上部固定導體22A～22C、整流器側貫通連接導體27A～27C和整流器側下部導體24A～24C構成。

同樣地，將由長方形銅板構成的作為逆變器側貫通導電性構件的逆變器側貫通連接導體28A～28C插入空間部17A、17B，並使它們穿過空間部。這時，逆變器側貫通連接導體28A～28C也穿過設於下部控制箱14的逆變器側電流檢測器8A～8C。在此狀態下，通過螺栓螺母連接將逆變器側貫通連接導體28A～28C的上端部連接到逆變器側上部固定導體23A～23C的下端部。同樣地，將逆變器側貫通連接導體28A～28C的下端部連接到逆變器側下部導體25A～25C的上端部。再有，如果要將逆變器側下部導體25A～25C從逆變器側貫通連接導體28A～28C拆卸時，解除螺栓螺母連接即可。通過此作業，進行上部控制箱13內的逆變器7和下部控制箱14內的電抗器9之間的電連接，完成逆變器側導體連接部10的連接作業。也就是說，將逆變器7和電抗器9電連接的逆變器側導電性構件由逆變器側上部固定導體23A～23C、逆變器側貫通連接導體28A～28C和逆變器側下部導體25A～25C構成。

這樣，根據本實施方式的電梯控制裝置50，即使在使用為了易於搬運而做成分體的控制箱的情況下，也可通過將在控制箱形成的開口部貫通的整流器側導電性構件和逆變器側導電性構件等進行電連接，從而可在搬運目的地的現場簡便地設置電梯控制裝置(電梯)。

另外，如圖5所示，逆變器側下部導體25A～25C設置在下部控制箱的14的前側(門側)，並且，如上所述，逆變器側下部導體25A～25C被構成為可相對於最下部導體42(電抗器9)和逆變器側貫通連接導體28A～28C拆卸。 因此，操作者只要將電梯控制裝置50的下部控制箱14的門16打開，拆卸位於眼前的逆變器側下部導體25A～25C，就可解除逆變器側導體連接部10的連接，從而能斷開逆變器7和電抗器9(電動機11)之間的電連接。

如上所述，為了便於搬運，本實施方式的電梯控制裝置50的控制箱12被分成上部控制箱13和下部控制箱14，使貫通連接導體27A～27C、28A～28C穿過空間部17A、17B，從而可在上部控制箱13和下部控制箱14之間實現電連接。在採用這樣的結構的情況下，會出現如下問題，電流流過貫通連接導體時，在上部控制箱13的底面和下部控制箱14的上表面產生渦流，導致該部分發熱。此外，已經探明渦流的量與渦流流過部分的厚度的平方成比例。

本實施方式中，如圖4所示，在上部控制箱13和下部控制箱14之間設有作為絕緣部的絕緣物30。絕緣物30為由沒有電流流過的絕緣材料構成的薄板，薄板的面積形成為與上部控制箱13的底面積大致相同。在上部控制箱13搭載到下部控制箱14上時，將薄板狀絕緣物30夾入上部控制箱13和下部控制箱14之間，從而絕緣物30得以安裝。再有，也可以不使用薄板狀絕緣物，而在上部控制箱13的底面或下部控制箱14的上表面塗布絕緣性物質。

本實施方式中，使絕緣物30夾在上部控制箱13和下部控制箱14之間，在上部控制箱13的底面和下部控制箱14的上表面之間形成電絕緣，從而可以抑制渦流部分的厚度。其結果是，可使得所產生的渦流分散到上部制御盤13的底面和下部控制箱14的上表面，以減少渦流量，抑制發熱。

此外，例如流過圖4中相鄰的貫通連接導體的渦流之間也有相抵消的部分，不過整體來說所產生的渦流均沿著空間部17A、17B的周圍流動。因此，也可以將絕緣物30僅設置在空間部17A、17B附近，而不是如上述那樣將絕緣物覆蓋上部控制箱13的整個底面和下部控制箱14的整個上表面， 以節省成本。

本實施方式的電梯中，如圖2和圖4所示，電梯控制裝置50和結構與其相同的電梯控制裝置50』被並聯配置，通過該並聯的電梯控制裝置來驅動雙繞組方式的電動機11。使用這種雙繞組方式的電動機11的電梯在通常運行時，可能由於例如構成電梯控制裝置50的整流器5或逆變器7的半導體器件18、19的一部分短路而使得電梯控制裝置50發生故障的情況。在這種情況下，可以用無故障的正常的電梯控制裝置50』來驅動電動機11，以進行轎廂35的救援運行。

然而，在不將有故障的電梯控制裝置50和電動機11之間的電連接斷開而使用無故障的電梯控制裝置50』進行救援運行的情況下，有可能在雙繞組方式的電動機11的有故障的電梯控制裝置50的繞組中產生感應電壓。如果發生這樣的感應電壓，則會有如下情況發生：電動機11中流過大電流，給使用無故障的正常電梯控制裝置50』的救援運行帶來障礙。因此，在進行轎廂35的救援運行時，需要將有故障的電梯控制裝置50和電動機11之間的電連接強制斷開。

本實施方式的電梯30中，將逆變器側下部導體25A～25C設置在下部制御盤14的前表面側，而且構成為可以將逆變器側下部導體25A～25C拆卸，因此，打開下部控制箱14的門16後可以隨即將逆變器側下部導體25A～25C從下部控制箱14拆卸。也就是說，在需要強制地斷開某個電梯控制裝置和電動機11之間的電連接時，操作者只要打開下部控制箱14的門16拆卸逆變器側下部導體25A～25C，就可斷開有故障的側的電梯控制裝置和電動機11之間的電連接。這使得在電梯30出現故障時能夠可靠地實施轎廂35的救援運行。

此外，上述實施方式中，就使用並聯設置有相同電梯控制裝置的雙繞組方式的電動機的電梯進行了說明。然而，即使是使用單獨配置的電梯控 制裝置的電梯的情況下，也會有需要對逆變器側下部導體25A～25C進行更換修理的情況。在這種情況下，操作者打開下部控制箱14的門16就可簡便地更換需要修理的逆變器側下部導體。另外，即使是設於下部控制箱14裡側的整流器側下部導體24A～24C需要更換和修理時，也可以打開下部控制箱14的門16並將逆變器側下部導體25A～25C拆卸，以便於進行更換和修理設於裡側的整流器側下部導體24A～24C的作業。此外，如果在裝配廠將整流器側下部導體24A～24C安裝到下部控制箱14的裡側，則可以通過將逆變器側下部導體25A～25C拆卸下來簡便地進行安裝作業。

以上，基於實施方式對本發明作了說明，但是本發明並不限定於上述實施方式中描述的結構，在不偏離其主旨的範圍內可以適當地改變本發明的結構。例如，對上述實施方式作了詳細描述以對本發明作出易於理解的說明，但是本發明未必限定於具備所說明的全部結構。另外，還可以將某個實施方式的結構的一部分置換成其他實施方式的結構，也可以在某個實施方式的結構中添加其他實施方式的結構。另外，可以對於各實施方式的結構的一部分，追加、削除、置換其他結構。

符號說明

1···三相交流電源；2···電氣濾波部；3A～3C···整流器側電流檢測器、4···整流器側導體連接部；5···整流器；7···逆變器；8A～8C···逆變器側電流檢測器；9···電抗器；10···逆變器側導體連接部；11···電動機；13···上部控制箱；14···下部控制箱；22A～22C···整流器側上部固定導體；23A～23C···逆變器側上部固定導體；24A～24C···整流器側下部導體；25A～25C···逆變器側下部導體；26···接線端子；27A～27C、28A～28C···貫通連接導體；30···電梯；32···曳引機；35···轎廂；50、50』···電梯控制裝置。