JP2008037568A - エレベーターの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】かごの荷重、速度などに応じて適切にモータから発生する制動トルクを制御できるエレベーターの制御システムを得ること。
【解決手段】 巻上機のシーブ５０に掛けられたロープ７によりかご３と釣合錘５とを駆動すると共に、駆動を機械的に止めるブレーキ６０とを備えたエレベーターの制御システムにおいて、巻上機を駆動すると共に、界磁に永久磁石を用いた同期式の第１，第２モータ１９，２９と、第１，第２モータ１９，２９をそれぞれ駆動する第１，第２インバータ１７，２７と、第１，第２インバータ１７，２７が停止してかご３が停止した後、ブレーキ６０を開放するブレーキ制御部６２と、第１，第２永久磁石同期モータ１９，２９の各相端子をインピーダンスを介して短絡する第１，第２スイッチＳ１，Ｓ２と、を備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベーターの制御システムに関するものである。

従来のエレベーターの制御システムは下記特許文献１に記載のように、巻上機として界磁に永久磁石を用いた永久磁石同期モータを備え、永久磁石同期モータの各相端子をインピーダンスを介して短絡したダイナミックブレーキ回路を使用するエレベーターの制御システムであって、 ダイナミックブレーキ回路を形成する際に永久磁石同期モータの各相端子を短絡するためのコンデンサと、 永久磁石同期モータの各相端子を駆動回路からコンデンサに切り換えて接続する切換器と、を備えたものである。

かかるエレベーターの制御システムによれば、永久磁石モータを使用した巻上機で駆動されるエレベーターの故障時救出運転において、モータのダイナミックブレーキ回路にコンデンサを各相巻線に直列に挿入することで、インダクタンスとコンデンサの合成インピーダンスをモータの特定の回転速度において小さくし、上述のダイナミックブレーキ回路に流れる電流と誘起電圧との位相差を小さくすることができるので、該特定の回転速度において制動トルクを大きくすることができる。
ＷＯ２００４−００７３３３号公報

しかしながら、上記エレベーターの制御システムは、該特定の回転速度において制動トルクを大きくすることができるものの、制動トルクがモータと、インダクタンスとコンデンサの合成インピーダンスにより決定される。このため、モータから発生する制動トルクを多段階に調整できないので、かごの救出運転などでは、かごの荷重、速度に応じて適切に制動トルクを制御できないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、かごの荷重、速度などに応じて適切にモータから発生する制動トルクを制御できるエレベーターの制御システムを提供することを目的とする。

第１の発明に係るエレベーターの制御システムは、巻上機のシーブに掛けられたロープによりかごと釣合錘とを駆動すると共に、駆動を機械的に止めるブレーキとを備えたエレベーターの制御システムにおいて、前記巻上機を駆動すると共に、界磁に永久磁石を用いた同期式の第１，第２モータと、前記第１，第２モータをそれぞれ駆動する第１駆動手段、第２駆動手段と、該第１駆動手段、第２駆動手段が停止して前記かごが停止した後、前記ブレーキを開放するブレーキ制御手段と、前記第１，第２永久磁石同期モータの各相端子をインピーダンスを介して短絡する第１，第２スイッチ手段と、を備えたことを特徴とするものである。

第２の発明に係るエレベーターの制御システムは、ブレーキの開放と共に、第１，第２スイッチ手段の少なくとも一つを開放から閉成する制御手段を、備えたことを特徴とするものである。

第３の発明に係るエレベーターの制御システムは、かご内の負荷を検出する負荷検出手段と、制御手段は、該負荷検出検出手段の検出負荷が予め定められた基準負荷以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準負荷を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成する、ことを特徴とするものである。

第４の発明に係るエレベーターの制御システムは、かごの速度を検出する速度検出手段と、制御手段は、該速度検出手段の検出速度が予め定められた基準速度以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準速度を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成する、ことを特徴とするものである。

第５の発明に係るエレベーターの制御システムにおける第１モータ、第２モータは、同軸上に配置される、ことを特徴とするものである。

第６の発明に係るエレベーターの制御システムにおける巻上機は、第１モータにより駆動される第１巻上機と、第２モータにより駆動される第２巻上機とから成り、前記第１巻上機の第１シーブ、第２巻上機の第２シーブは、かごと釣合錘を結合するロープを掛けている、ことを特徴とするものである。

第７の発明に係るエレベーターの制御システムにおける第１巻上機、第２巻上機は、かごと釣合錘とを第１ロープ、第２ロープで結合されており、第１巻上機の第１シーブには、第１ロープが掛けられ、第２巻上機の第２シーブには、第２ロープが掛けられている、ことを特徴とするものである。

第１の発明によれば、巻上機を駆動すると共に、界磁に永久磁石を用いた同期式の第１，第２モータと、第１，第２モータをそれぞれ駆動する第１駆動手段、第２駆動手段と、該第１駆動手段、第２駆動手段が停止して前記かごが停止した後、前記ブレーキを開放するブレーキ制御手段と、前記第１，第２永久磁石同期モータの各相端子をインピーダンスを介して短絡する第１，第２スイッチ手段とを備えたので、第１，第２スイッチ手段の開閉を制御することにより第１モータ、第２モータから発生する制動トルクを段階的に制御できるという効果がある。

第２の発明によれば、ブレーキの開放と共に、第１，第２スイッチ手段の少なくとも一つを開放から閉成する制御手段を備えたので、かごが下降する際に第１モータ等から制動トルクを発生する。したがって、救出運転の際において、かごの速度上昇を抑制できるという効果がある。

第３の発明によれば、かご内の負荷を検出する負荷検出手段と、制御手段は、該負荷検出検出手段の検出負荷が予め定められた基準負荷以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準負荷を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成したので、かご内の負荷に応じて第１モータ又は第２モータから発生する制動トルクを利用したり、第１及び第２モータから発生する制動トルクを利用したりしてかごを制動できる。したがって、かご内の荷重に応じて適切にモータから発生す制動トルクを制御できるという効果がある。

第４の発明によれば、かごの速度を検出する速度検出手段と、制御手段は、該速度検出手段の検出速度が予め定められた基準速度以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準速度を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成したので、かごの速度に応じて第１モータ又は第２モータから発生する制動トルクを利用したり、第１及び第２モータから発生する制動トルクを利用したりしてかごを制動できる。したがって、かごの速度に応じて適切にモータから発生す制動トルクを制御できるという効果がある。

第５、第６、第７の発明によれば、第１モータ、第２モータにより駆動される種々のエレベータシステムに適用できるという効果がある。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御システムの全体図、図２は図１に示す制御装置の内部構成図である。
図１おいて、エレベーターは、かご３にロープ７の一端が固定され、他端が釣合錘５に固定されており、ロープ７が巻上機のシーブ５０に掛けられており、巻上機の同軸上に設けられた第１モータ１９，第２モータ２９と、シーブ５０を拘束・開放する機械式ブレーキ６０とを備え、第１及び第２モータ１９，２９により巻上機のシーブ５０を駆動すると共に、機械式ブレーキ６０を制御するブレーキ制御部６２を有している。

図１において、エレベーターは、第１モータ１９と、第２モータ２９とを駆動する制御装置１０と、第１モータ１９の回転速度度を検出して検出速度値Ｖｓを発生するエンコーダ２０と、かご３内の荷重を検出する荷重検出器４とを備え、速度検出値及び荷重検出値とが主制御部５０に入力され、主制御部５０の出力が制御装置１０に入力されるように形成されている。

図２において、制御装置１０は、三相交流電源１１がスイッチ１２を介して交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ１４と、コンバータ１４の出力に接続された平滑コンデンサ１５と、平滑コンデンサ１５に並列接続されると共に、直流電圧を可変周波数の交流に変換する第１インバータ１７、第２インバータ２７とを備え、第１インバータ１７の出力には、三相スター接続された第1抵抗Ｒ１が三相の第１スイッチＳ１を介して接続されており、第２インバータ２７の出力には、三相スター接続されると共に、第１抵抗Ｒ１よりも低い抵抗値の第２抵抗Ｒ２(Ｒ1＞Ｒ2)が三相の第２スイッチＳ２を介して接続されている。

エレベーターは、第１インバータ１７、第２インバータ２７がそれぞれ第１モータ１９、第２モータ２９を駆動して巻上機のシーブ５０を介してロープ７により釣合錘５、かご３を上下動するように形成されている。

図１において、主制御部５０には、第１速度基準値Ｖ１ｎ＜第２速度基準値Ｖ２ｎ＜第３速度基準値Ｖ３ｎの関係を有する第１から第３速度基準値Ｖ１ｎ，Ｖ２ｎ，Ｖ３ｎを記憶しており、エンコーダ２０からの検出速度値Ｖｓが第１から第３速度基準値Ｖ１ｎ，Ｖ２ｎ，Ｖ３ｎを越えるか否かを判定する速度判定部５２を備え、検出速度値Ｖｓが第１速度基準値Ｖ１ｎを越えると、第１スイッチＳ１をオンして第１モータ１９から発生する回生電流が第１抵抗Ｒ１を介して流れ、図３に示すように第１ブレーキトルクτ１が発生し、検出速度値Ｖｓが第２速度基準値Ｖ２ｎを越えると、第２スイッチＳ２をオンして第２モータ２９から発生する回生電流が第２抵抗Ｒ２を介して流れ、図３に示すように第２ブレーキトルクτ2が発生し、検出速度値Ｖｓが第３速度基準値Ｖ３ｎを越えると、第１及び第２スイッチＳ１，Ｓ２をオンして第１，第２モータ１９，２９から発生するそれぞれの回生電流が第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２を介して流れ、第１ブレーキトルクτ１と第２ブレーキトルクτ２とを加算した第３ブレーキトルクτ３が発生するように形成されている。

主制御部５０には、第１荷重基準値Ｗ１ｎ＜第２荷重基準値Ｗ２ｎ＜第３荷重基準値Ｗ３ｎの関係を有する第１から第３荷重基準値Ｗ１ｎ，Ｗ２ｎ，Ｗ３ｎを記憶しており、荷重検出器２０からの検出加重値Ｗｓが第１から第３荷重基準値Ｗ１ｎ，Ｗ２ｎ，Ｗ３ｎを越えるか否かを判定する荷重判定部５２を備え、検出加重値Ｗｓが第１荷重基準値Ｗ１ｎを越えると、第１スイッチＳ１をオンして第１モータ１９から発生する回生電流が第１抵抗Ｒ1を介して流れ第１ブレーキトルクτ１が発生し、検出荷重値Ｗｓが第２荷重基準値Ｗ２ｎを越えると、第２スイッチＳ２をオンして第２モータ２９から発生する回生電流が第２抵抗Ｒ２を介して流れ第２ブレーキトルクτ２が発生し、検出荷重値Ｗｓが第３荷重基準値Ｗ３ｎを越えると、第１及び第２スイッチＳ１，Ｓ２をオンして第１，第２モータ１９，２９から発生するそれぞれの回生電流が第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２を介して流れ、第１ブレーキトルクτ１と第２ブレーキトルクτ２とを加算した第３ブレーキトルクτ３が発生するように形成されている。

上記のように構成されたエレベーターの制御システムにおけるかご荷重検出による動作を図１乃至図４によって説明する。図４は、かご荷重検出による制御システムの動作を示すフローチャートである。
＜かご荷重検出＞
いま、制御装置１０は、第１及び第２インバータ１７，２７が停止し、エンコーダ２０の検出位置からかご３が停止したと判断すると共に、かご３がドアゾーン外の中間階に停止しているとすると(ステップＳ１０１)、かご３がかご３内の荷重により上昇又は下降を開始する。荷重検出器４からの検出荷重値Ｗｓを検出し(ステップＳ１０５)、荷重判定部５４は、検出荷重値Ｗｓが第１から第３基準荷重値Ｗ１ｎ，Ｗ２ｎ，Ｗ３ｎを越えたか否かを判定する(ステップＳ１０７)。

検出荷重値Ｗｓが第１基準荷重値Ｗ１ｎを越えていると(ステップＳ１１９)、主制御部５０は、第１スイッチＳ１のオンを維持してかご３を第１ブレーキトルクτ１で制動しながら走行させ(ステップＳ１２１)、上記ステップＳ１１３，Ｓ１１５を実行して終了する。
また、検出荷重値Ｗｓが第２基準荷重値Ｗ２ｎを越えていると(ステップＳ１２９)、主制御部５０は、第２スイッチＳ２のオンを維持してかご３を第２ブレーキトルクτ２で制動しながら走行させ(ステップＳ１３１)、上記(ステップＳ１１３，Ｓ１１５を実行して終了する。
さらに、検出荷重値Ｗｓが第３基準荷重値Ｗ３ｎを越えていると(ステップＳ１３９)、主制御部５０は、第１及び第２スイッチＳ１，Ｓ２のオンを維持してかご３を第３ブレーキトルクτ３で制動しながら走行させ(ステップＳ１４１)、上記ステップＳ１１３，Ｓ１１５を実行して終了する。

次に、上記のように構成されたエレベーターの制御システムにおけるかご荷重検出による動作を図１乃至図３、図５によって説明する。図５は、かごの速度検出による制御システムの動作を示すフローチャートである。
＜かごの速度検出＞
いま、制御装置１０は、第１及び第２インバータ１７，２７が停止し、かご３が停止したことをエンコーダ２０の検出位置から判断すると共に、かご３がドアゾーン外の中間階に停止しているとすると(ステップＳ２０１)、ブレーキ制御部６２は、ブレーキ６０を開放し、主制御部５０は、第１スイッチＳ１をオンして第１ブレーキトルクτ１を発生して第１モータ１９を制動しながら、かご３内の荷重により上昇又は下降を開始する(ステップＳ２０３)。エンコーダ２０からの検出速度値Ｖｓを検出し(ステップＳ２０５)、速度判定部５２は、検出速度値Ｖｓが第１基準速度値Ｖ１ｎを越えたか否かを判定し(ステップＳ２０７)、検出速度値Ｖｓが第１基準速度値Ｖ１ｎを越えると、主制御部５０は、第１スイッチＳ１のオンを維持し(ステップＳ２０９)、速度判定部５２は、検出速度値Ｖｓが第２基準速度値Ｖ２ｎを越えたか否かを判定し(ステップＳ２１３)、超えていると、主制御部５０は、第２スイッチＳ２をオンして第２モータ２９から第２ブレーキトルクτ２を発生して第２モータ２９を制動しながら、かご３内の荷重により上昇又は下降する(ステップＳ２１７)。

速度判定部５２は、検出速度値Ｖｓが第３基準速度値Ｖ３ｎを越えたか否かを判定し(ステップＳ２１７)、超えていると、主制御部５０は、第１及び第２スイッチＳ１，Ｓ２をオンして第３ブレーキトルクτ３を発生して制動しながら、かご３内の荷重により上昇又は下降する(ステップＳ２１９)。上記ステップＳ２２１，Ｓ２２３を実行して終了する。
このような実施形態によるエレベーターの制御システムによれば、かごの速度に応じて適切にモータから発生する制動トルクを制御できるので、かごの速度を抑制しつつ、かごの救出を速やかにできる。

実施の形態２．
実施形態１では、巻上機を一台とした制御システムであったが、本実施の形態では、巻上機が二台の制御システムにも適用できる例を図６によって説明する。図６は、他の実施の形態を示し、二つの巻上機で、かごを駆動するロープ一本型のエレベータシステムの全体構成図である。
図６において、エレベータシステムは、第１モータ１９により駆動される第１巻上機のシーブ５０ａと、第２モータ２９により駆動される第２巻上機のシーブ５０ｂとから成り、第１巻上機の第１シーブ５０ａ、第２巻上機の第２シーブ５０ｂは、かご３と釣合錘を５結合するロープ７を掛けているものである。なお、第１シーブ５０ａは、第１ブレーキ６０ａにより拘束・開放され、第２シーブ５０ｂは、第２ブレーキ６０ｂにより拘束・開放される。
このようなエレベータシステムでも、上記実施形態１と同様の作用、効果を奏する。

実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態２と同様に、巻上機が二台の制御システムにも適用できる例を図７によって説明する。図７は、他の実施の形態を示し、二つの巻上機で、かごを駆動するロープ二本型のエレベータシステムの全体構成図である。
図７において、エレベータシステムは、かご３に一端が固定されると共に、他端に釣合錘５が固定された第１ロープ７ａと第２ロープ７ｂとを有しており、該第１ロープ７ａが第１巻上機のシーブ５０ａと、第１返し車５２ａとに掛けられ、第２ロープ７ｂが２巻上機のシーブ５０ｂと、第２返し車５２ａとに掛けられている。
このようなエレベータシステムでも、上記実施形態１と同様の作用、効果を奏する。

本発明は、エレベーターの制御システムに適用できる。

本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御システムの全体図である。 図１に示すエレベーターの制御装置の構成図である。 図１に示す第１、第２モータのブレーキトルク対速度の曲線図である。 本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御システムにおけるかご荷重検出による動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態を示すエレベーターの制御システムにおけるかごの速度検出による動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態による二つの巻上機で、かごを駆動するロープ一本型のエレベータシステムの全体構成図である。 本発明の他の実施の形態による二つの巻上機で、かごを駆動するロープ二本型のエレベータシステムの全体構成図である。

符号の説明

３ かご、４ 荷重検出器、５ 釣合錘、７ ロープ、１９ 第１モータ、２０ エンコーダ、２９ 第２モータ、５０ シーブ、５０ａ 第１シーブ、５０ｂ 第２シーブ、６０ ブレーキ、Ｓ１ 第１スイッチ、Ｓ２ 第２スイッチ、Ｒ１ 第１抵抗、Ｒ２ 第２抵抗。

Claims (7)

1. 巻上機のシーブに掛けられたロープによりかごと釣合錘とを駆動すると共に、前記駆動を機械的に止めるブレーキとを備えたエレベーターの制御システムにおいて、
   前記巻上機を駆動すると共に、界磁に永久磁石を用いた同期式の第１，第２モータと、
   前記第１，第２モータをそれぞれ駆動する第１駆動手段、第２駆動手段と、
   該第１駆動手段、第２駆動手段が停止して前記かごが停止した後、前記ブレーキを開放するブレーキ制御手段と、
   前記第１，第２永久磁石同期モータの各相端子をインピーダンスを介して短絡する第１，第２スイッチ手段と、
   を備えることを特徴とするエレベーターの制御システム。
2. 前記ブレーキの開放と共に、前記第１，第２スイッチ手段の少なくとも一つを開放から閉成する制御手段を、
   備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの制御システム。
3. 前記かご内の負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記制御手段は、該負荷検出検出手段の検出負荷が予め定められた基準負荷以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準負荷を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエレベーターの制御システム。
4. 前記かごの速度を検出する速度検出手段と、
   前記制御手段は、該速度検出手段の検出速度が予め定められた基準速度以下であれば、第１スイッチ手段又は第２スイッチ手段を開放から閉成し、基準速度を越えれば第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を開放から閉成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエレベーターの制御システム
5. 前記第１モータ、前記第２モータは、同軸上に配置される、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のエレベーター制御装置。
6. 前記巻上機は、前記第１モータにより駆動される第１巻上機と、前記第２モータにより駆動される第２巻上機とから成り、
   前記第１巻上機の第１シーブ、第２巻上機の第２シーブは、かごと釣合錘を結合するロープを掛けている、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のエレベーター制御装置。
7. 前記第１巻上機、前記第２巻上機は、かごと釣合錘とを第１ロープ、第２ロープで結合されており、
   前記第１巻上機の第１シーブには、前記第１ロープが掛けられ、第２巻上機の第２シーブには、前記第２ロープが掛けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベーター制御装置。

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