電梯的電力變換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電梯的電力變換裝置，其將直流電變換為交流電并驅動使轎廂升降的電動機。
【背景技術】
[0002]一般地，已知在作為開關元件使用了 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor:金屬氧化物半導體場效應晶體管)元件的逆變器中，通過應用同步整流從而提高逆變器的變換效率的情況。所謂同步整流是當與MOSFET元件并聯(lián)連接的回流二極管中流過回流電流時使MOSFET元件導通，使回流電流流向導通損耗比回流二極管小的MOSFET元件側從而使導通損耗降低的控制方法。
[0003]對此，在專利文獻I所示那樣的進行同步整流的電力變換裝置中，在MOSFET元件的導通電阻比回流二極管的導通電阻大的量的電流流過時，禁止同步整流，由此在MOSFET元件以及回流二極管之內(nèi)，根據(jù)電流量使回流電流流向導通損耗更少的一方。由此，減少在由MOSFET元件和回流二極管構成的開關部中產(chǎn)生的導通損耗，使電力變換裝置的變換效率良好。
[0004]現(xiàn)有專利文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:國際公開W02009/081561號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]在專利文獻I所示那樣的以往裝置中，若應用同步整流則能夠實現(xiàn)高效率的電力變換。然而，通過應用同步整流，回流電流流向MOSFET元件側，MOSFET元件中的導通損耗所導致的溫度上升變大。特別是，發(fā)現(xiàn)了如下的課題:在如轎廂以低速運轉時那樣由運轉控制部生成的速度指令值為維護運轉模式的速度以下的情況下，若回流電流流向導通損耗少的MOSFET元件側，則針對I個臂的回流電流的通電時間變長因而MOSFET元件的溫度上升及/或急劇的溫度變動變得顯著，MOSFET元件的壽命縮短。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于提供一種電梯的電力變換裝置，在通過運轉控制部生成的速度指令值為維護運轉模式的速度以下的情況下，抑制MOSFET元件的溫度上升及/或急劇的溫度變動從而能夠實現(xiàn)MOSFET元件的長壽命化。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的電梯的電力變換裝置具備:逆變器，其將彼此反并聯(lián)連接的MOSFET元件與二極管元件作為I個臂，該逆變器至少具有2個將2個臂串聯(lián)連接而成的腿，并將所輸入的直流電變換為交流電，對使轎廂升降的電動機進行驅動；電流檢測單元，其對在逆變器與電動機之間流過的電流方向進行檢測；以及驅動控制部，其根據(jù)由運轉控制部生成的速度指令值控制逆變器的驅動，其中，該運轉控制部具有使轎廂以額定速度運轉的自動運轉模式以及以比額定速度低的速度運轉的維護運轉模式，在速度指令值為所述維護運轉模式的速度以下的情況下，驅動控制部使由電流檢測單元檢測出的電流方向為流向二極管元件的正向的MOSFET元件的柵極截止。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在轎廂以低速運轉時那樣、由運轉控制部生成的速度指令值為維護運轉模式的速度以下的情況下，使電流檢測單元檢測出的電流方向為流向二極管元件的正向的臂的MOSFET元件的柵極截止，使回流電流流向臂的二極管元件側，而不流向MOSFET元件側。由此能夠抑制MOSFET元件的溫度上升以及急劇的溫度變動從而實現(xiàn)MOSFET元件的長壽命化。
【附圖說明】
[0014]圖1是示出應用了本發(fā)明的實施方式I的電力變換裝置的電梯的結構圖。
[0015]圖2是示出圖1的逆變器的電路圖。
[0016]圖3是示出圖1的驅動控制部的框圖。
[0017]圖4是示出圖2的逆變器的I個腿的結構圖。
[0018]圖5是應用了同步整流的、電動機的高速旋轉時的驅動控制時間圖。
[0019]圖6是FET和二極管的電流-電壓特性圖。
[0020]圖7是圖5的回流電流的詳細圖。
[0021]圖8是應用了同步整流的、電動機的低速旋轉時的驅動控制時間圖。
[0022]圖9是圖8的回流電流的詳細圖。
[0023]圖10是限制了同步整流的、電動機的低速旋轉時的驅動控制時間圖。
[0024]圖11是圖10的回流電流的詳細圖。
【具體實施方式】
[0025]實施方式1.
[0026]下面，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式I。圖1是示出應用了本發(fā)明的實施方式I的電力變換裝置的電梯的結構圖。
[0027]圖1中，電梯具有電動機1、連接于電動機I的旋轉軸的曳引機2、卷繞于曳引機2的繩索3、懸掛于該繩索3的一端的轎廂4以及懸掛于另一端的對重5，通過電動機I的旋轉，轎廂4以及對重5進行升降。
[0028]在轎廂4以及對重5升降的井道內(nèi)，在各層站地面附近設有門區(qū)檢測板14。所謂門區(qū)是轎廂4?？坑趯诱緯r允許開門的范圍，通過作為在轎廂4側所具備的門區(qū)檢測單元的門區(qū)檢測器15檢測門區(qū)檢測板14的有無，由此對轎廂4是否正?？吭谀軌蜻M行開門的門區(qū)進行判斷。
[0029]電梯的控制裝置具有:將交流電源6的交流電變換為直流電的變流器7 ;將直流電變換為交流電而驅動電動機I的逆變器8 ;控制逆變器8的驅動控制部9 ;以及進行轎廂的升降控制的運轉控制部10。
[0030]變流器7由二極管等形成，將交流電源6的交流電變換為直流電，并將其輸出輸出至直流母線11。在該直流母線11上連接有對直流電的紋波進行平滑的電容器12。
[0031]運轉控制部10進行電梯整體的管理/控制，生成轎廂4的起動/停止指令并生成轎廂4的位置/速度指令，并向驅動控制部9輸出基于速度指令值的逆變器驅動指令信號。另外運轉控制部10具備自動運轉模式和維護運轉模式，其中，在所述自動運轉模式下，基于來自層站或者轎廂內(nèi)的操作盤(未圖示)的操作而使轎廂4以額定速度運轉；而所述維護運轉模式是用于當裝配調整時或維護時，維護員使轎廂4以比額定速度低的速度運轉的模式，由運轉模式切換部16進行該自動運轉模式與維護運轉模式的切換。
[0032]如圖2所示，逆變器8具有6個臂20，各臂20由彼此反并聯(lián)連接的MOSFET元件21和二極管元件22構成。另外，2個臂20串聯(lián)連接而構成腿23，逆變器8由3個腿23構成。這里，以3相電動機為例進行了說明，但在控制單相電動機的情況下，由4個臂和2個腿構成。
[0033]各個腿23的臂20之間的連接點與電動機I連接。另外，腿23的一端與電容器12的陽極連接，腿23的另一端與電容器12的陰極連接。并且，各臂20的MOSFET元件21的柵極與驅動控制部9連接。
[0034]在逆變器8與電動機I之間的電路中，作為生成與流過電路的電流方向對應的電流檢測信號的電流檢測單元，設有使用了霍爾傳感器的電流檢測器13。
[0035]逆變器8由運轉控制部10以及驅動控制部9控制。關于運轉控制部10，在轎廂4的動力運轉時，以使從逆變器8產(chǎn)生所希望的電力的方式，將脈沖狀柵極驅動信號(柵極驅動時H電平的輸出)經(jīng)由驅動控制部9發(fā)送至逆變器8的各臂20的柵極，從而控制逆變器8的驅動。
[0036]另外，關于運轉控制部10，在轎廂4的再生運轉時，將脈沖狀柵極驅動信號經(jīng)由驅動控制部9發(fā)送至逆變器8的各臂20的柵極，從而控制逆變器8的驅動，由此將從電動機I產(chǎn)生的交流的再生電力變換為直流電。
[0037]驅動控制部9對逆變器8的各臂20內(nèi)的電流的流動進行控制。這里，對驅動控制部9的結構具體進行說明。圖3是示出圖1的驅動控制部9的框圖。此外在圖3中，僅簡化示出對逆變器8的6個臂20分別獨立地進行控制的結構之中用于針對I個臂20的柵極驅動信號進行輸出的結構。
[0038]圖3中，驅動控制部9具有柵極驅動判斷部9a和AND ( “與”)電路％。在出廠時或者裝配調整時，對柵極驅動判斷部9a設定了與維護運轉模式的速度對應的速度指令值的閾值。柵極驅動判斷部9a接受與由運轉控制部10生成的速度指令值相關的控制信息，對速度指令值是否為閾值以下進行判斷。另外，柵極驅動判斷部9a接受來自電流檢測器13的電流檢測信號，對在逆變器8與電動機I間的電路中流過的電流方向進行識別。這里，通過柵極驅動判斷部9a進行速度指令值是否為閾值以下的判斷，但也可以采用如下結構:對運轉控制部10側設定速度指令值的閾值，從運轉控制部10對柵極驅動判斷部9a輸出速度指令值是否為閾值以下的控制信號。
[0039]在速度指令值為閾值以下且流過臂20的電流為流向二極管元件22的正向的電流方向的情況下，柵極驅動判斷部9a將L電平信號作為驅動掩碼信號發(fā)送至AND電路％。與此相對，在速度指令值超過閾值的情況或流向臂20的電流不向二極管元件22的正向流動的情況下，柵極驅動判斷部9a將H電平信號作為驅動掩碼信號發(fā)送至AND電路％。
[0040]AND電路9b接受來自運轉控制部10的柵極驅動信號和來自柵極驅動判斷部9a的驅動掩碼信號。這里，在來自運轉控制部10的柵極驅動信號與來自柵極驅動判斷部9a的驅動掩碼信號的雙方為H電平的情況下，AND電路9b將H電平信號作為柵極驅動信號發(fā)送至MOSFET元件21的柵極。與此相對，在來自運轉控制部10的柵極驅動信號與來自柵極驅動判斷部9a的驅動掩碼信號中的至少任意一方為L電平的情況下，AND電路9b將L電平信號作為柵極驅動信號發(fā)送至MOSFET元件21的柵極。
[0041]因此，對于驅動控制部9而言，在速度指令值為閾值以下且流向臂20的電流為流向二極管元件22的正向的電流方向的情況下，通過來自柵極驅動判斷部9a的L電平的驅動掩碼信號，與來自運轉控制部10的柵極驅動信號的H電平、L電平無關地，從AND電路9b輸出L電平的柵極驅動信號，強制地使臂20的MOSFET元件21的柵極截止。其結果是，在臂20中不對MOSFET元件21側流過電流，而對二極管元件22側流過電流。
[0042]此外，在上述的實施方式中，運轉控制部10與驅動控制部9由相互不同的硬件(計算機/微型計算機等)構成。然而，并不限定于該示例，也可以通過同一硬件構成運轉控制部10與驅動控制部9。也就是說，也可以使用運轉控制部10的硬件來實現(xiàn)驅動控制部9的功能。
[0043]接下來，對動作進行說明。圖5中示出了使用采用了圖4所示的由FE