JP2526732B2

JP2526732B2 - エレベ―タの制御装置

Info

Publication number: JP2526732B2
Application number: JP2311167A
Authority: JP
Inventors: 英紀渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH04182290A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はエレベータの制動装置に関し、特に、リニア
モータによってエレベータかご等の昇降体の昇降を行な
うエレベータの制動装置に関するものである。

［従来の技術］一般に、従来のロープ式エレベータは、ロープの一端
にエレベータかごを設け、このロープの他方の端に釣合
錘を設け、このロープを巻上機の綱車に巻掛けて、摩擦
力によってエレベータかご及び釣合錘の昇降体を昇降さ
せる、所謂、トラクション式が採用されている。しか
し、エレベータかごを超軽量化すると、摩擦力が低減し
過ぎてトラクション式ではエレベータの駆動ができない
ことがある。そこで、ロープを使用しないロープレス方
式のエレベータが提案されている。この種のロープレス
方式のエレベータとしては、特開平２−261789号公報に
示されたものがある。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来のロープレス方式のエレベータで
は、リニアモータによってエレベータの運転が行なわれ
ていた。そして、この種のエレベータでは、非常制動機
構は極めて重要であり、万一のときの安全性を考慮し
て、エレベータかご等を緊急停止できるようになってい
た。

しかし、エレベータの安全性を高めるためには、通
常、機械的及び電気的な制動機構を多数組合せる必要が
あり、エレベータの制動装置が極めて複雑になってい
た。

一方、他の先行技術として、特開平２−233490号公報
に掲載の技術を挙げることができる。この技術は、ホー
ル呼びまたはかご呼びに応じて運転されるリニアモータ
によってエレベータかごが運転され、サービスする階床
に到着すると、リニアモータへの電源供給が遮断され
る。同時に、制動装置がかごを案内するガイドレールと
係合してかごを静止させるものである。しかし、この技
術は、リニアモータ方式のエレベータにおいて、かごに
機械式制動装置を設け、また、カウンタウエイトに機械
式の補助制動装置を設けたもので、リニアモータの駆動
電源を遮断した時点で機械式制動装置を動作させるもの
であり、機械的制動に限られており、それだけ機械式制
動装置の負担が大きくなり、安定した動作が期待できな
い可能性がある。

そこで、この発明は、簡単な構成により、安定した制
動力が発揮でき、安全にエレベータの緊急停止ができる
エレベータの制動装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明にかかるエレベータの制動装置は、昇降路内
に配設された一次側コイルと昇降体に配設された二次側
界磁とからなるリニアモータと、前記リニアモータを駆
動するスイッチング素子とダイオードが並列接続されて
なる電圧型インバータ装置と、前記昇降路内に配設され
たガイドレールを把持して前記昇降体を制動する機械式
制動手段とを備えたエレベータの制動装置において、通
常運転時には前記昇降体を前記リニアモータで駆動し、
停止時には前記機械式制動手段で静止保持し、緊急時に
は前記昇降体に対して前記機械式制動手段で制動すると
共に、前記電圧型インバータ装置のスイッチング素子を
電気的に遮断状態とし、更に、前記電圧型インバータ装
置の直流側に制動抵抗を接続して前記ダイオードを通じ
て、前記リニアモータで発生した電流を前記制動抵抗に
供給して電気的制動力を発生させるものである。

［作用］この発明のエレベータの制動装置においては、通常運
転時には電圧型インバータ装置で昇降路内に配設された
一次側コイルと昇降体に配設された二次側界磁とからな
るリニアモータを駆動制御することにより、エレベータ
かごを昇降する。また、緊急時には前記昇降路内に配設
され、電磁石が消勢されたときガイドレールを握持して
前記昇降体の移動を制動する機械式中制動手段を作動さ
せるとともに、前記電圧型インバータ装置のスイッチン
グ素子を電気的に遮断状態にし、前記リニアモータに制
動抵抗を接続し、機械的及び電気的な制動力の動きでエ
レベータを緊急停止させる。エレベータかごが停止する
とリニアモータからの発生電圧はなくなり、電気的制動
力はゼロとなり、機械的制動力で静止保持される。

［実施例］以下、本発明のエレベータの制御装置として、ロープ
レス方式のエレベータの制御装置の実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例であるロープレス方式の
エレベータの制動装置によるエレベータを示す斜視図で
ある。

図において、１はエレベータの昇降路、２は昇降路１
内を昇降するエレベータかご、３は昇降路１の左右両壁
面に敷設された一対のガイドレール、４は両ガイドレー
ル３を挾持するようにエレベータかご２の左右両側面の
上部及び下部にそれぞれ配設されたガイドローラ、６は
ビル等の建造物の階床である。７は昇降路１の左右両壁
面に配設されたリニアモータの一次側コイルであって、
隣接する階床６と階床６との中間位置で上下に分離され
るとともに、ガイドレール３により前後に分離された四
個の常伝導コイル7A〜7Dで構成されている。８はエレベ
ータかご２の左右両側面に配設されたリニアモータの二
次側界磁であり、一次側コイル７の各常伝導コイル7A〜
7Dに対向する四個の永久磁石8A〜8Dで構成されている。
この永久磁石8A〜8Dは、厚さ5mm程度の稀土類磁石が用
いられ、それらの裏面には磁路を形成する厚さ5mm程度
の鉄板が裏打ちされている。10はエレベータかご２に取
付けられた制動装置であり、この制動装置10について、
後述の第３図の説明で述べる。

なお、リニアモータ駆動方式としては、上記の他にエ
レベータかご２側にリニアモータの一次側コイル７を設
け、昇降路１側に二次側界磁８を設ける方法もあるが、
この場合には、エレベータかご２への給電が難しく、ま
た、リニアモータの一次側コイル７は常伝導コイルでは
重量が重くなり過ぎ、所望の推力を得ることができない
ので、本実施例では一次側コイル７は昇降路１に配設し
ている。

リニアモータの二次側界磁８としては、単に、アルミ
ニウム板を鉄板で裏打ちしたものであってもよいが、リ
ニアモータで駆動されるエレベータにおいては、もし電
源が遮断された場合に、エレベータかご２が重力により
自由落下するために、本方式の如くリニアシンクロナイ
スモータ方式を採用することにより、リニアモータの一
次側コイル７を短絡さえすれば、所謂、ダイナミックブ
レーキが作動し、エレベータかごの落下速度を抑制でき
る。即ち、もし一次側コイル７の％インピーダンスを５
％とした場合に、エレベータかご２の落下速度は定格速
度の５％となって、極めて安全であり、且つ、短絡抵抗
によって自由に減速度を調整できる。

ところで、リニアモータの二次側界磁８である永久磁
石の大きさは大略次のとおりである。いま、定格積載量
1500kg、かご総重量5000kg、定格速度300m/分、加速度
0.1g（0.98m/秒／秒）のとき、推力は5500kgである。な
お、リニアモータの推力は概略0.2kg/cm²であるので、
所要磁石の大きさは5500/0.2＝27500cm²となる。したが
って、エレベータかご２に取付けられた永久磁石8A〜8D
は各々略0.7m×1.0mと極めて小さくて済む。また、リニ
アモータの一次側の電源は、速度300m/分の場合、定格
出力電力＝5000kg×5m/秒＝250kwであり、定格入力電力
＝250kw/0.85＝300kwである。

次に、この発明の一実施例であるロープレス方式のエ
レベータの制御装置について述べる。第２図はこの発明
の一実施例であるロープレス方式のエレベータの制御装
置を示す概略構成図である。

図において、20はエレベータ駆動用インバータ装置、
21はパワートランジスタ等で構成されたVVVF装置（可変
電圧可変周波数制御装置）、22は一次側コイル７とVVVF
装置21とを接続するためのコンタクタ接点、23は一次側
コイル７を短絡するための接点で、制動を掛けるとき、
VVVF装置21のトランジスタ32a〜32fのベースが遮断され
てカットオフ状態になり、また、制動装置10の電磁石15
が消勢され、同時に、この接点23が閉じる。24は制動抵
抗である。一次側コイル７は各階床６の中間で各セクシ
ョンに分割された一次側コイル71〜78となっており、各
組の一次側コイル71〜78に別個に給電して、リニアモー
タを制御する。例えば、各セクションの一次側コイル71
〜78にVVVF装置21が独立して給電したり、或いは、VVVF
装置21を適宜切換えて給電したりして、エレベータかご
２の存在しない区間のリニアモータの一次側コイル７に
通電することによる無効電力の増大を低減している。

ここで、この発明の一実施例であるロープレス方式の
エレベータの制御装置の機械式制動手段について説明を
する。

第３図はこの発明の一実施例であるロープレス方式の
エレベータの制御装置の機械式制動手段を示す平面図で
ある。

図において、10はエレベータかご２に取付けられた制
動装置、11はガイドレール３の側面3bに各々対向して配
設された制動シュー、12は制動シュー11が取付けられた
レバー、13はレバー12を介して制動シュー11をガイドレ
ール３に押圧するように付勢するばね、14はレバー12の
接合軸、15は電磁石、16は電磁石15により移動するプラ
ンジャである。

この構成の制動装置10では、電磁石15が励磁されるこ
とにより、ばね13の付勢力に抗して制動シュー11が開放
状態になる。通常、この制動装置10はエレベータかご２
が目的の階床６の停止する度に電磁石15が消勢されてエ
レベータかご２をガイドレール３に保持する。

また、エレベータかご２内に設けられた非常停止釦
（図示せず）が操作されるか、或いはエレベータかご２
等の昇降体に設けられた調速機（図示せず）内の異常速
度検出接点が動作することによっても制動装置10は作動
する。通常、この異常速度検出接点は昇降体の速度が異
常に増大し、定格速度の1.3倍に達しないうちに動作す
る。このときには、リニアモータの一次側コイル７は前
述の如くエレベータ駆動用のVVVF装置21から切放され短
絡状態となり、エレベータかご２を制動するとともに、
制動装置10の電磁石15が消勢される。そして、制動装置
10の制動力によってエレベータかご２が制動される。こ
のため、非常停止釦が操作されたとき、或いは、異常が
発生し異常速度検出接点の動作等したときには、エレベ
ータかご２は短い制動距離で非常停止できる。

続いて、このロープレス方式のエレベータの制御装置
のインバータについて説明をする。

まず、電流型のエレベータ駆動用のエレベータ装置20
について述べる。

第４図はエレベータの制御装置の電流型のエレベータ
駆動用のインバータ装置を示す回路図である。

図において、R,S,Tは三相交流電源、31a〜31fはコン
バータ側のトランジスタ、32a〜32fはインバータ側のト
ランジスタ、33a〜33fはコンバータ側のダイオード、34
a〜34fはインバータ側のダイオード、35はリアクトル、
U,V,WはVVVF装置21の出力でリニアモータの一次側コイ
ル７に接続されている。第４図のようなVVVF装置21は、
コンバータとインバータの間の直流回路の電流方向が一
定であるので、電流型と呼ばれている。

しかし、第４図のような電流型の場合には、リニアモ
ータの一次側コイル７に制動抵抗24を接続するために
は、三極のコンタクタ接点22でVVVF装置21とリニアモー
タの一次側コイル７とを切離して、続いて三極のコンタ
クタ接点23で制動抵抗24をリニアモータの一次側コイル
７に接続する必要がある。しかも、この制動抵抗24も三
相とする必要があり、構成が複雑である。

そこで、簡易な構成のエレベータの制御装置とするた
めに、第５図のようなVVVFインバータを採用する。

第５図はこの発明の実施例であるロープレス方式のエ
レベータの制御装置の電圧型のエレベータ駆動用のイン
バータ装置を示す回路図である。

図において、36は直流回路に挿入されたコンデンサ、
37はVVVF装置21の直流回路の電圧を検出して作動する電
圧リレーであり、38はその常閉接点である。このエレベ
ータ駆動用のインバータ装置20では、コンバータ側のト
ランジスタ31a〜31fとダイオード33a〜33fは夫々逆並列
に接続されている。また、インバータ側のトランジスタ
32a〜32fとダイオード34a〜34fも夫々逆並列に接続され
ている。この図のようなVVVF装置21は、電圧型と呼ばれ
ている。

しかも、制動抵抗24は単極のコンタクタ接点23を介し
て直流回路に接続されている。そして、このVVVF装置21
の出力U,V,Wは電流型のVVVF装置21のようにコンタクタ
接点22を介さずにリニアモータの一次側コイル７に接続
されている。なお、この第５図においては、リニアモー
タの一次側コイル７（71〜78）を階と階とのセクション
で分割している場合で、切換回路は省略してある。

この構成の電圧型のインバータ装置20においては、非
常制動を掛けるときには、VVVF装置21のトランジスタ32
a〜32fはそのベースが遮断されてカットオフ状態にな
り、制動装置10の電磁石15が消勢される。同時に、接点
23が閉じるが制動抵抗24はその接点38が短絡状態であ
る。この接点23及び制動抵抗24及び接点38の回路は、直
流回路に挿入されたコンデンサ36に対して並列接続され
る。この結果、エレベータかご２は制動装置10の制動力
によって制動されるとともに、リニアモータの一次側コ
イル７からの回生電力は接点38で短絡状態となった個所
を除いた制動抵抗24で消費される。このときのエレベー
タかご２の減速度は接点38で短絡状態となった個所を除
いた制動抵抗24の値によって調整できる。

即ち、第５図の電圧型のエレベータ駆動用インバータ
装置20を備えたエレベータ制御装置においては、走行中
に緊急停止させるときのエレベータかご２の減速度は制
動装置10の機械的な制動力と、リニアモータの一次コイ
ル７と制動抵抗24とをVVVF装置21のダイオード34a〜34f
で接続されて発生する電気的な制動力とが併せて働き、
エレベータを停止させるものである。例えば、エレベー
タかご２の速度が異常に速いときには、リニアモータの
一次コイル７の発生電圧が高くなり、その結果、VVVF装
置21内の直流側の電圧が上昇し、電圧リレー37が付勢さ
れ、その接点38は開放状態となる。したがって、制動抵
抗24の値は大きくなり、制動力は小さくなる。つまり、
電気的制動力を低下させ、エレベータかご２の減速度を
抑制して、乗客に加わる停止ショックを低減するもので
ある。そして、エレベータかご２の速度が低下するとリ
ニアモータの発生電圧が低くなり、電圧リレー37は消勢
して接点38は閉状態となり、制動抵抗24の一部が短絡さ
れ電気的制動力を大きくし、確実に停止に至らせる。エ
レベータかご２が停止するとリニアモータからの発生電
圧はなくなり、電気的制動力はゼロとなり、機械的制動
力で静止保持される。

このように、この実施例のロープレス方式のエレベー
タの制御装置は、昇降路１内に配設された一次側コイル
７と昇降体としてのエレベータかご２に配設された二次
側界磁８とからなるリニアモータと、前記昇降路１内の
配設されたガイドレール３を握持して前記エレベータか
ご２を制動する制御装置10からなる機械式制動手段と、
通常運転時には前記リニアモータの駆動を許容し、緊急
時にはスイッチング素子たるトランジスタ32a〜32fのベ
ースをカットオフ状態、即ち、電気的に遮断状態にし、
前記リニアモータの一次側コイル７に制動抵抗24を接続
するとともに、機械式制動手段としての前記制動装置10
を作動させる電圧型のエレベータ駆動用のインバータ装
置20とを備えている。

即ち、通常運転時には電圧型のエレベータ駆動用のイ
ンバータ装置20により昇降路１内に配設された一次側コ
イル７と昇降体に配設された二次側界磁８とからなるリ
ニアモータを駆動し、緊急時には前記エレベータ駆動用
のインバータ装置20のトランジスタ32a〜32fのベースを
カットオフ状態にし、前記リニアモータの一次側コイル
７に制動抵抗24を接続するとともに、前記昇降路１内に
配設されたガイドレール３を握持して昇降体を制動する
制動装置10を作動させるものである。

したがって、万一のときには、機械的及び電気的な制
動力の働きでエレベータを緊急停止させることができ
る。このため、簡単な構成により、安定した制動力が発
揮でき、安全にエレベータの緊急停止ができる。この結
果、安全性及び信頼性の高いリニアモータ駆動によるロ
ープレス式エレベータの制御装置となる。

ところで、上記実施例では説明の便宜上ロープレス式
のエレベータの制御装置について説明したが、必ずし
も、ロープレス式のエレベータの制御装置に限定される
ものではなく、通常のロープ式のエレベータの制御装置
にも応用できるばかりでなく、釣合錘に制動装置10を組
込んだエレベータの制御装置にも利用できる。

［発明の効果］以上のように、本発明のエレベータの制御装置は、通
常運転時には、インバータで昇降路内に配設された一次
側コイルと昇降体に配設された二次側界磁とからなるリ
ニアモータを駆動制御することにより、エレベータかご
を昇降させ、また、緊急時には、電磁石が消勢されたと
きガイドレールを握持して前記昇降体の移動を制動する
機械式制動手段を作動させるとともに、前記インバータ
のスイッチング素子を電気的に遮断状態にし、前記リニ
アモータに制動抵抗を接続し、機械的及び電気的な制動
力の働きでエレベータを緊急停止させるという簡易な構
成により、万一のときには、機械的及び電気的な制動力
の働きでエレベータを緊急停止させることができ、安定
した制動力が発揮でき、安全性及び信頼性の高いリニア
モータによる駆動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるロープレス式のエレ
ベータの制御装置によるエレベータを示す斜視図、第２
図はこの発明の一実施例であるロープレス式のエレベー
タの制御装置を示す概略構成図、第３図はこの発明の一
実施例であるロープレス式のエレベータの制御装置の機
械式制動手段を示す平面図、第４図は電流型のエレベー
タ駆動用のインバータ装置を示す回路図、第５図はこの
発明の実施例であるロープレス式のエレベータの制御装
置における電圧型のエレベータ駆動用のインバータ装置
を示す回路図である。図において、 1:昇降路、2:エレベータかご 3:ガイドレール、7:一次側コイル 7A〜7D:常伝導コイル、8:二次側界磁 8A〜8D:永久磁石、10:制動装置 11:制動シュー、15:電磁石 20:インバータ装置、21:VVVF装置 24:制動抵抗である。なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】昇降路内に配設された一次側コイルと昇降
体に配設された二次側界磁とからなるリニアモータと、
前記リニアモータを駆動するスイッチング素子とダイオ
ードが並列接続されてなる電圧型インバータ装置と、前
記昇降路内に配設されたガイドレールを把持して前記昇
降体を制動する機械式制動手段とを備えたエレベータの
制御装置において、通常運転時には前記昇降体を前記リニアモータで駆動
し、停止時には前記機械式制動手段で静止保持し、緊急
時には前記昇降体に対して前記機械式制動手段で制動す
ると共に、前記電圧型インバータ装置のスイッチング素
子を電気的に遮断状態とし、更に、前記電圧型インバー
タ装置の直流側に制動抵抗を接続して前記ダイオードを
通じて、前記リニアモータで発生した電流を前記制動抵
抗に供給して電気的制動力を発生させることを特徴とす
るエレベータの制御装置。