專利名稱：電梯控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯控制裝置，尤其是涉及一種具有故障時期推測部分的電梯控 制裝置。
背景技術(shù)：
在電梯等頻繁地反復(fù)進行起動和停止的設(shè)備中使用的功率半導(dǎo)體中，功率半導(dǎo)體 內(nèi)部的芯片的結(jié)點溫度(junction temperature) Tj反復(fù)上升和下降，也就是反復(fù)進行所謂 的電力循環(huán)(power cycle)。在電力循環(huán)達到規(guī)定的次數(shù)后，所述功率半導(dǎo)體會出現(xiàn)因熱疲 勞而損壞(thermal fatigue breaking)(達到電力循環(huán)壽命)的現(xiàn)象。作為推測是否已經(jīng)達到電力循環(huán)壽命的推測方法，例如在專利文獻1中公開了一 種方法，其通過在容納功率半導(dǎo)體元件的外殼的散熱面上安裝熱敏電阻等溫度計來推測是 否已經(jīng)達到電力循環(huán)壽命(參照專利文獻1)。作為在不安裝溫度計的情況下推測結(jié)點溫度上升值的推測方法，已經(jīng)公開有根據(jù) 負載電流來推測結(jié)點溫度的上升值，并且根據(jù)該上升值和運行次數(shù)來推測因達到電力循環(huán) 壽命而發(fā)生故障的時期的方法。專利文獻1日本國專利特開2008-271703號公報

發(fā)明內(nèi)容
在為了推測電力循環(huán)壽命是否已經(jīng)到達而在容納功率半導(dǎo)體元件的外殼的散熱 面上安裝熱敏電阻等溫度計的上述方法中，需要設(shè)置就電梯的控制來說本來是不需要設(shè)置 的傳感器。此外，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有涉及到由于電梯每次均以不同的裝載量(乘客 數(shù)量)以及不同的運行速度進行運行，所以電梯每次運行的結(jié)點溫度上升值均不相同這方 面的情況。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題而作出的，在本發(fā)明中，通過對每次 運行的結(jié)點溫度的上升值進行推測并且計算其累計值，由此對電力循環(huán)壽命進行高精度的 推測。為了解決上述問題，本發(fā)明采用了如下方法。本發(fā)明所采用的電梯控制裝置具有故障時期推測部分，所述故障時期推測部分用 于推測構(gòu)成驅(qū)動卷揚機用電動機的逆變器的功率半導(dǎo)體元件的故障時期，在所述電梯控制 裝置中，所述故障時期推測部分根據(jù)電梯轎廂的裝載重量以及電梯轎廂的運行速度來推測 所述功率半導(dǎo)體元件的結(jié)點溫度的上升值，并且根據(jù)與推測出的上升值相對應(yīng)的電力循環(huán) 次數(shù)的累計值來推測故障時期。發(fā)明效果由于具有以上結(jié)構(gòu)，所以本發(fā)明能夠通過對每次運行的結(jié)點溫度的上升值進行推 測并且計算其累計值來對電力循環(huán)壽命進行高精度的推測。


圖1是實施方式所涉及的電梯控制裝置的說明圖。
圖2是推測結(jié)點溫度上升值時的推測方法的說明圖。
圖3是到故障發(fā)生為止的循環(huán)次數(shù)的計算方法的說明圖。
圖4是將溫度上升值換算為壽命評分值時的換算方法的說明圖。
符號說明
1電梯轎廂
2負載檢測器
3主吊索
4電動機
5電梯控制裝置
6逆變器裝置
7變換器裝置
8編碼器
9電流檢測器
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是本實施方式所涉及的電梯控 制裝置的說明圖。在圖1中，1表示電梯轎廂，2表示檢測電梯轎廂內(nèi)負載的負載檢測器，3 表示主吊索，該主吊索3連接電梯轎廂以及未圖示的平衡重。4表示電動機，該電動機通過 驅(qū)動卷繞有所述主吊索的未圖示的繩輪來使電梯轎廂移動。電動機4與繩輪一起構(gòu)成電梯的卷揚機，該電動機4通過由逆變器裝置6供給的 可變壓和可變頻的3相交流電而被進行可變速控制。逆變器裝置6與變換器裝置7連接， 變換器裝置7將由商用電源AC供給的3相交流電變換為直流電。5表示電梯控制裝置，其 具有測量電動機轉(zhuǎn)速的編碼器8以及電流檢測器9，用于對逆變器裝置6以及變換器裝置7 進行反饋控制。此外，電梯控制裝置具有故障時期推測部分，該故障時期推測部分用于推測 構(gòu)成所述逆變器或者變換器的功率半導(dǎo)體元件的結(jié)點溫度的上升值，并且計算與推測出的 上升值相對應(yīng)的電力循環(huán)次數(shù)，以此來推測故障時期。圖2是推測功率半導(dǎo)體元件的結(jié)點溫度上升值的推測方法的說明圖。圖2中的橫軸表示電梯的裝載量，圖中的Lt表示額定裝載量，圖中的Li，L2，L3， L4分別表示額定裝載量Lt的3/4點，1/2點，1/4點和0點。縱軸表示電梯的速度，圖中的Vt表示額定速度，圖中的Vl，V2，V3分別表示額定速 度Vt的3/4點，1/2點和1/4點。將電梯設(shè)置在試驗設(shè)備中，首先，在電梯轎廂中設(shè)置額定裝載量Lt的負載，使設(shè) 置有負載的電梯轎廂以額定速度Vt運行，并對此時的結(jié)點溫度的上升值△ Tj進行測量。接著，將電梯轎廂的運行速度固定在額定速度Vt，在這一狀態(tài)下將裝載量L分別 變更為L1，L2，L3，L4，并且分別測定變更后的結(jié)點溫度的上升值。然后，根據(jù)該測定結(jié)果導(dǎo) 出與溫度上升值A(chǔ)Tj相對應(yīng)的系數(shù)nl n4( < 1)。同樣，將電梯轎廂的裝載量L固定在額定裝載量Lt，在這一狀態(tài)下將運行速度分
4別變更為VI，V2，V3，并且分別測定變更后的結(jié)點溫度上升值。此后，根據(jù)該測定結(jié)果導(dǎo)出 與溫度上升值相對應(yīng)的系數(shù)ml m3 ( < 1)。假設(shè)以評分值“a”來表示以所述額定裝載量和額定運行速度運行時的結(jié)點溫度的 上升值Δ Tj對電力循環(huán)壽命所產(chǎn)生的影響時，能夠通過計算“a”與上述系數(shù)nl n4，ml m3的累計值來生成評分值換算表。并且，通過使用該評分值換算表，能夠推測出在各種電梯 運行條件下不同的溫度上升值對電力循環(huán)壽命所產(chǎn)生的影響。圖3是功率半導(dǎo)體元件達到電力循環(huán)壽命為止的電力循環(huán)次數(shù)的計算方法的說 明圖。首先，通過所述電梯試驗設(shè)備測定以額定裝載量和額定速度運行時的結(jié)點溫度的 上升值Δ Tj (包含推測運算)(步驟Si)。接著，根據(jù)針對各個功率半導(dǎo)體預(yù)先設(shè)定的電力循環(huán)曲線來求出達到壽命為止的 循環(huán)次數(shù)C (步驟S2、S3)。其中，達到電力循環(huán)壽命的條件是指，例如在圖3所示的情況下，相對于溫度上升 值Δ Tj進行了循環(huán)次數(shù)為C次的運行(C次起動和停止)這一條件。如上所述，由于電梯每次運行的裝載量以及運行速度均不相同，所以溫度上升值 并不一定每次都為△ Tj。雖然也可以采用將達到電力循環(huán)故障為止的運行次數(shù)單純地設(shè)定 為所述C次的方法，但如果采用這樣的設(shè)定方法時，會出現(xiàn)將還具有相當(dāng)長壽命的功率半 導(dǎo)體元件提前更換掉的情況，而這將導(dǎo)致功率半導(dǎo)體元件的更換頻率上升。因此，在本實施方式中，按照各種裝載量以及運行速度將實際運行中的溫度上升 值換算為評分值(步驟S4)。圖4是按照各種裝載量以及運行速度將溫度上升值換算為表示實際運行次數(shù)的 評分值(壽命評分值)時的換算方法的說明圖。電梯具有負載檢測器2，從而能夠檢測出裝載量Ln。此外，電梯還具有編碼器8，從 而能夠檢測出運行速度Vm。此外，在裝載量Ln處于L2 < Ln < Ll的范圍內(nèi)時，為了保留一 定的余量，將Ln設(shè)定為Ln = Li。同樣，在運行速度Vm處于V2 < Vm < Vl的范圍時，將Vm 設(shè)定為Vm = Vl (步驟Sll)。接著，將根據(jù)檢測出的裝載量以及運行速度進行運行時的溫度上升值換算為壽命 評分值。以下對換算為壽命評分值時的換算方法進行說明。首先，如上所述，將相應(yīng)于以 額定裝載量和額定運行速度運行時的溫度上升值A(chǔ)Tj的壽命評分值表示為a。并且，在 實際運行時的裝載量以及運行速度例如為L2，V3時，通過參照圖2的換算表，能夠得到 aXn2Xm3的壽命評分值(步驟S12)。在每次運行時計算所導(dǎo)出的評分值的累計值，在累計值達到aXC評分值后判斷 為已經(jīng)達到電力循環(huán)壽命。因此，電梯控制裝置5通過監(jiān)視所述壽命評分值，能夠預(yù)告功率 半導(dǎo)體元件的交換時期。如此，通過算出被換算為壽命評分值的結(jié)點溫度上升值的累計值，能夠推測出到 功率半導(dǎo)體元件因電力循環(huán)壽命而發(fā)生故障為止的經(jīng)過。但是，在實際的電梯中，需要在功 率半導(dǎo)體元件發(fā)生故障之前對功率半導(dǎo)體元件進行更換。因此，例如根據(jù)實際累計值由控 制裝置確認距離故障發(fā)生還有幾個月，或者在監(jiān)視中心使用遠程監(jiān)視裝置等確認距離故障
5發(fā)生還有幾個月，由此能夠在電梯因故障而停止之前交換功率半導(dǎo)體元件。
如上所述，根據(jù)本實施方式，在每次運行時裝載量以及運行速度均不相同這一電 梯所特有的運行條件下，能夠根據(jù)電梯的裝載量和運行速度來推測結(jié)點溫度上升值，并且 通過將該上升值換算為壽命評分值后計算其累計值，能夠高精度地推測功率半導(dǎo)體元件的 故障時期。
權(quán)利要求
一種電梯控制裝置，所述電梯控制裝置具有故障時期推測部分，所述故障時期推測部分用于推測構(gòu)成驅(qū)動卷揚機用電動機的逆變器的功率半導(dǎo)體元件的故障時期，所述電梯控制裝置的特征在于，所述故障時期推測部分根據(jù)電梯轎廂的裝載重量以及電梯轎廂的運行速度來推測所述功率半導(dǎo)體元件的結(jié)點溫度的上升值，并且根據(jù)與推測出的上升值相對應(yīng)的電力循環(huán)次數(shù)的累計值來推測故障時期。
2.一種電梯控制裝置，所述電梯控制裝置具有故障時期推測部分，所述故障時期推測 部分用于推測構(gòu)成驅(qū)動卷揚機用電動機的驅(qū)動電路的功率半導(dǎo)體元件的故障時期，所述電 梯控制裝置的特征在于，所述故障時期推測部分具有裝載量以及運行速度與電力循環(huán)次數(shù)的換算表，所述裝載 量以及運行速度與電力循環(huán)次數(shù)的換算表分別登錄使電梯以額定裝載重量和額定運行速 度以及部分裝載重量和部分運行速度運行的情況下能夠運行的電力循環(huán)次數(shù)，在實際運行時，根據(jù)檢測出的電梯轎廂的裝載重量以及電梯轎廂的運行速度，并且參 照所述換算表來獲取每次運行中的所述功率半導(dǎo)體元件的電力循環(huán)次數(shù)，并對所獲取的各 次運行中的電力循環(huán)次數(shù)的累計值以及預(yù)先設(shè)定的使電梯以額定裝載重量以及額定運行 速度運行的情況下能夠運行的電力循環(huán)次數(shù)進行比較，以此來推測故障時期。
全文摘要
通過對每次運行時的結(jié)點溫度的上升值進行推測并且計算其累計值，對電力循環(huán)壽命進行高精度的推測。提供一種具有故障時期推測部分的電梯控制裝置，該故障時期推測部分用于推測構(gòu)成驅(qū)動卷揚機用電動機的逆變器的功率半導(dǎo)體元件的故障時期，在該電梯控制裝置中，所述故障時期推測部分根據(jù)電梯轎廂的裝載重量以及電梯轎廂的運行速度來推測所述功率半導(dǎo)體元件的結(jié)點溫度的上升值，并且根據(jù)與推測出的上升值相對應(yīng)的電力循環(huán)次數(shù)的累計值來推測故障時期。
文檔編號B66B1/30GK101962140SQ20101023733
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者三田史明, 保立尚史, 大沼直人, 森和久, 綾野秀樹, 蛭田清玄, 迫田友治 申請人:株式會社日立制作所