JP4754833B2 - エレベータ制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、複数の巻上機によってかごの昇降が行われるエレベータのエレベータ制御装置に関するものである。
従来のエレベータの非常停止及び再起動方法では、複数の駆動系の中でいずれかの駆動系の故障が検出された場合には、かごの昇降に非常制動をかけた後に、正常な駆動系に駆動指令を入力し、かごを最寄り乗場階まで低速で移動させる(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−257849号公報
上記のような従来のエレベータ制御装置では、いずれかの駆動系に故障が発生した場合には、たとえ正常な駆動系の駆動能力だけで通常運転を行えるとしても、その駆動能力を有効に利用することなく、非常停止及び低速運転の動作を一様に実施するようにしているので、不必要に低速運転が行われることがあり、サービスを低下させている。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、駆動部の故障によるサービス低下をより小さくすることができるエレベータ制御装置を提供することである。
この発明に係るエレベータ制御装置は、かご及び釣り合いおもりを昇降させる複数の巻上機をそれぞれ含む複数の駆動部をそれぞれ監視し、故障した駆動部があると判定された場合には、正常動作を行っている駆動部による発生可能駆動力と、かごを昇降させるために必要な必要駆動力との差に基づいて、駆動部に対して運転指令を入力する統合司令部を備え、統合指令部は、故障した駆動部があると判定され、かつ必要駆動力に対して発生可能駆動力に余裕があると判定される場合には、正常動作を行っている駆動部に対して、全ての駆動部が正常動作を行っているときに行われる通常運転を行うための通常運転指令を入力する
この発明のエレベータ制御装置によれば、統合司令部は、故障した駆動部があると判定された場合には、正常動作を行っている駆動部による発生可能駆動力と、かごを昇降させるために必要な必要駆動力との差に基づいて、駆動部に対して運転指令を入力するので、正常動作を行っている駆動部の駆動力をより有効に利用することができ、駆動部の故障によるサービス低下をより小さくすることができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、昇降路の上部には、第1の巻上機1、及び返し車2が配置されている。昇降路の下部には、第2の巻上機3が配置されている。第1の巻上機1及び第2の巻上機3は、駆動シーブ、駆動シーブを回転させるモータ、駆動シーブの回転を制動する電磁ブレーキ、及びブレーキを強制的に開放状態にする非常時ブレーキ吸引装置をそれぞれ有している。
返し車2及び各駆動シーブには、複数本の主ロープ5が巻き掛けられている。主ロープ5の一端は、第1の綱止め部7に固定されている。また、主ロープ5の他端は、第2の綱止め部8に固定されている。
かご10及び釣り合いおもり12は、第1及び第2の巻上機1,3の駆動力により昇降路内を昇降される。かご10には、複数のかご吊り車11が取り付けられている。釣り合いおもり12には、釣り合いおもり吊り車13が取り付けられている。かご吊り車11及び釣り合いおもり吊り車13には、主ロープ5が巻き掛けられている。即ち、かご10及び釣り合いおもり12は、主ロープ5によって昇降路内に吊り下げられている。第1の巻上機1及び第2の巻上機3は、それぞれの駆動シーブを回転させることで、かご10及び釣り合いおもり12を昇降させている。
かご10及び釣り合いおもり12の昇降が緊急停止される際には、電磁ブレーキによって駆動シーブの回転が急制動される。さらに、電磁ブレーキに故障が生じ、駆動シーブの回転の制動が解除できなくなってしまった際には、非常時ブレーキ吸引装置によって電磁ブレーキが強制的に開放状態される。
第1の巻上機1には、第1の電力変換部14を介して三相交流電源15からの電力が供給される。第1の電力変換部14は、三相交流電源15から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ14a、直流電力を任意の電圧値及び周波数を持つ交流電力に変換するインバータ14bを有している。第1の巻上機1が発するトルク、及び第1の巻上機1の回転数は、第1の巻上機1に供給される交流電力の電流値及び周波数に基づいて決定される。
また、第1の巻上機1には、第1の巻上機1に流れ込む電流値を検出する電流検出器16、及び第1の巻上機1の回転数を検出する回転検出器17が接続されている。
電流検出器16によって検出された第1の巻上機1に流れ込む電流値、及び回転検出器17によって検出された第1の巻上機1の回転数は、第1の駆動制御部18に入力される。第1の駆動制御部18は、入力された回転数及び電流値に基づいて、現在の第1の巻上機1の動作状態を監視する。なお、この例では、第1の駆動部は、第1の巻上機1及び第1の駆動制御部18を有している。
また、第1の巻上機1と同様に、第2の巻上機3には、第2の電力変換部20を介して三相交流電源21からの電力が供給される。第2の電力変換部20は、三相交流電源21から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ20a、直流電力を任意の電流値及び周波数を持つ交流電力に変換するインバータ20bを有している。第2の巻上機3が発するトルク、及び第2の巻上機3の回転数は、第2の巻上機3に供給される交流電力の電流値及び周波数に基づいて決定される。
また、第2の巻上機3には、第2の巻上機3に流れ込む電流値を検出する電流検出器23、及び第2の巻上機3の回転数を検出する回転検出器24が接続されている。
電流検出器23によって検出された第2の巻上機3に流れ込む電流値、及び回転検出器24によって検出された第2の巻上機3の回転数は、第2の駆動制御部25に入力される。第2の駆動制御部25は、入力された回転数及び電流値に基づいて、現在の第2の巻上機3の動作状態を監視する。なお、この例では、第2の駆動部は、第2の巻上機3及び第2の駆動制御部25を有している。
第1及び第2の駆動制御部18,22は、それぞれが監視する巻上機1,3の動作状態を統合司令部30に入力する。
統合司令部30は、第1及び第2の駆動部の動作状態を監視する。また、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部の動作状態に応じて、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力を算出する。さらに、統合司令部30は、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に基づいて、各駆動制御部18,25に対して、速度指令及びトルク指令をそれぞれ入力する。
各駆動制御部18,25は、入力された速度指令及びトルク指令、並びに現在の各巻上機1,3の動作状態に基づいて、インバータ14b,20bを制御し、インバータ14b,20bが発生する交流電力の電流値及び周波数制御することで、各巻上機1,3の動作を制御する。即ち、各駆動制御部18,25では、フィードバック制御が行われている。
統合司令部30には、第1及び第2の駆動部の駆動能力、即ち各巻上機1,3の最大駆動力(最大出力)、及び各巻上機1,3の定格駆動力(定格出力)が登録されている。
統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して、正常な駆動部側の発生可能駆動力が必要駆動力に対して余裕があると判定される場合には、正常な駆動部に対して、全ての駆動部が正常動作を行っているときに行われる通常運転を行うための通常運転指令を入力する。
具体的には、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して駆動部側の最大駆動力が200%以上ある場合に、正常な駆動部に対して通常運転指令を入力する。
また、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して、正常な駆動部側の発生可能駆動力が必要駆動力と同程度と判定される場合には、正常な駆動部に対して、通常運転時に比べ低速でかご10を昇降させるための低速運転指令を入力する。
具体的には、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して、正常な駆動部側の最大駆動力は200%未満ではあるが、定格駆動力が100%以上である場合には、正常な駆動部に対して低速運転指令を入力する。即ち、正常な駆動部側の発生可能駆動力だけでは、かご10を一定速度で昇降させることはできるが、通常時の加速度及び減速度を発生することができない場合には、かご10の昇降時の加速及び減速を、正常な駆動部側の発生可能駆動力だけで発生させることができる加速及び減速まで抑え、かご10を低速で昇降させる。
さらに、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して、正常な駆動部側の発生可能駆動力が必要駆動力に対して不足していると判定される場合には、正常な駆動部側に対して、かご10側の重量と釣り合いおもり12の重量とのバランスに応じて、かご10が自然に昇降する方向の最寄り階にかご10を着床させるための緊急着床運転指令を入力する。
具体的には、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、かつかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して、正常な駆動部側の定格駆動力が100%未満であり、かつ最大駆動力が100%程度(80%以上)の場合には、正常な駆動部側に対して緊急着床運転指令を入力する。即ち、かご10側の重量が釣り合いおもり12の重量に対して重いときには、下方の最寄り階にかご10を着床させる。これに対して、かご10側の重量が釣り合いおもり12の重量に対して軽いときには、上方の最寄り階にかご10を着床させる。なお、この着床動作時には、かご10は、正常な駆動部が昇降方向と逆向きの駆動力を発することで、低速で昇降される。つまり、正常な駆動部側の発生可能駆動力だけでは、かご10を目的階方向に昇降させることができない場合には、正常な駆動部側によって制動しながら、目的階とは逆方向の最寄り階にかご10を着床させる。
さらにまた、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、その故障が各巻上機1,3の電磁ブレーキの開放不可異常によるものであると判定された場合には、非常時ブレーキ吸引装置によって故障している電磁ブレーキが開放されることを確認した後に、正常な駆動部側に対して、上述した通常運転指令、低速運転指令、又は緊急着床運転指令を入力する。
また、統合司令部30は、第1及び第2の駆動部のいずれかが故障したと判定され、その故障が各巻上機1,3の電磁ブレーキの開放不可異常によるものであると判定した場合には、正常な駆動部に対して緊急停止指令を入力する。即ち、各巻上機1,3の電磁ブレーキの開放不可異常が発生した場合には、正常な巻上機1,3の運転停止し、故障した巻上機1,3の駆動シーブ上で主ロープ5が摩耗してしまうことを防ぐ。
次に、動作の説明を行う。図2は、図1のエレベータ装置が行う駆動部故障時の対応動作を示すフローチャートである。図3は、図2の停止後動作選択を詳細に示すフローチャートである。図4は、図2の運転継続時動作選択を詳細に示すフローチャートである。図2において、第1及び第2の駆動部のいずれかの故障が検出された場合には、その故障が電磁ブレーキの開放不可異常によるものかどうかが統合司令部30によって判定される(ステップS1)。
まず、故障例として第2の巻上機3の電磁ブレーキで開放不可異常の故障が生じた場合について説明を行う。第2の巻上機3の電磁ブレーキで開放不可異常が発生すると、第2の巻上機3への電力が自動で遮断されるとともに、第2の駆動制御部25によって第2の巻上機3の電磁ブレーキの故障が検出され、その故障の情報が統合司令部30に入力される。
すると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して緊急停止指令が入力され、第1の巻上機1の電磁ブレーキが作動され、かご10の昇降が緊急停止される(ステップS2)。
次に、非常時ブレーキ吸引装置によって第2の巻上機3の電磁ブレーキが開放されるかどうかが判定される(ステップS3)。
このとき、非常時ブレーキ吸引装置によって第2の巻上機3の電磁ブレーキが開放されない場合には、主ロープ5の摩耗を防ぐために、第2の巻上機3の電磁ブレーキが修理されるまで自動での再起動が禁止される(ステップS4)。
一方、非常時ブレーキ吸引装置によって第2の巻上機3の電磁ブレーキが開放された場合には、統合司令部30によって、第1の駆動部による発生可能駆動力と、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力との差に基づいて、停止後動作選択が行われる(ステップS5)。
次に、停止後動作選択の説明を行う。図3において、統合司令部30では、第1の駆動部の発生可能駆動力がかご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕があるかどうかが判定される(ステップS11)。
このとき、第1の駆動部の発生可能駆動力が、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕があると判定されると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して通常運転指令が入力され、通常運転でかご10が目的階まで配車される(ステップS12)。そして、かご10が目的階に着床し、エレベータ利用者の乗降が行われると、かご10側の重量と釣り合いおもり11の重量のバランスが変わり、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力が変化するので、第1の駆動部の発生可能駆動力が変化後の必要駆動力に対して余裕があるかどうかが改めて判定される。
一方、第1の駆動部の発生可能駆動力が、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕がないと判定されると、次に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を一定速度で昇降させることができるかどうかが判定される(ステップS13)。
このとき、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を一定速度で昇降させることができると判定されると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して低速運転指令が入力され、第1の駆動部の発生可能駆動力のみで発生することができる加速及び減速まで抑えられた昇降速度でかご10が一番近い目的階まで昇降される(ステップS14)。そして、かご10が目的階に着床し、エレベータ利用者の乗降が行われると、再度、第1の駆動部の発生可能駆動力とその時の必要駆動力とが比較される。
一方、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでは、かご10を一定速度で昇降させることができないと判定されると、次に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を最寄り階に着床させることができるかどうかが判定される(ステップS15)。
第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を最寄り階に着床させることができると判定されると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して緊急着床運転指令が入力され、かご10が最寄り階に緊急着床される(ステップS16)。そして、かご10が最寄り階に緊急着床させ、エレベータ利用者を最寄り階に降ろすと、第2の巻上機3の電磁ブレーキが修理されるまで自動での再起動が禁止される(ステップS4)。
一方、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでは、かご10を最寄り階に着床させることすらできないと判定されると、第2の巻上機3の電磁ブレーキが修理されるまで自動での再起動が禁止され(ステップS4)、かご10の停止状態が解除されることなく、かご10が静止保持される。
これに対して、図1において、故障した箇所が電磁ブレーキでなくそれ以外の箇所、例えば第2の巻上機3のモータである場合には、第2の巻上機3のモータの故障が、第2の駆動制御部25によって検出されるとともに、統合司令部30に入力される。
すると、故障した第2の巻上機3への電力が遮断される(ステップS6)とともに、正常な第1の駆動部によって運転が継続され(ステップS7)、運転継続時動作選択が行われる(ステップS8)。即ち、故障した箇所が電磁ブレーキ以外の箇所である場合には、第2の駆動部の故障が検出された時点では、かご10は、緊急停止されない。
次に、運転継続時動作選択の説明を行う。図4において、統合司令部30では、第1の駆動部の発生可能駆動力が、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕があるかどうかが判定される(ステップS21)。
このとき、第1の駆動部の発生可能駆動力が、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕があると判定されると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して通常運転指令が入力され、通常運転でかご10が目的階まで配車される(ステップS22)。そして、かご10が目的階に着床し、エレベータ利用者の乗降が行われると、再度、第1の駆動部の発生可能駆動力とその時の必要駆動力とが比較される。
一方、第1の駆動部の発生可能駆動力が、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力に対して余裕がないと判定されると、次に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を一定速度で昇降させることができるかどうかが判定される(ステップS23)。
このとき、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を一定速度で昇降させることができると判定されると、次に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみで減速した場合に、現在昇降しているかご10を、目的階を行き過ぎることなく着床させることができるかどうかが判定される(ステップS24)。
この判定時に、第1の駆動部の発生可能駆動力だけも、かご10を目的階に着床させることができると判定されれば、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して低速運転指令が入力され、第1の駆動部の発生可能駆動力のみで発生することができる昇降速度でかご10が一番近い目的階まで昇降され(ステップS25)、第1の駆動部の発生可能駆動力だけでは、かご10が目的階を行き過ぎて昇降すると判定される場合には、かご10は緊急停止(ステップS26)された後に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみで発生することができる昇降速度でかご10が一番近い目的階まで昇降される。そして、かご10が目的階に着床し、エレベータ利用者の乗降が行われると、再度、第1の駆動部の発生可能駆動力とその時の必要駆動力とが比較される。
これに対して、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を一定速度で昇降させることもできないと判定されると、かご10は緊急停止され(ステップS27)、その後に、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を最寄り階に着床させることができるかどうかが判定される(ステップS28)。
第1の駆動部の発生可能駆動力のみでかご10を最寄り階に着床させることができると判定されると、統合司令部30から第1の駆動制御部18に対して緊急着床運転指令が入力され、かご10が最寄り階に緊急着床される(ステップS29)。そして、かご10が最寄り階に緊急着床させ、エレベータ利用者を最寄り階に降ろすと、動作継続時動作選択は終了され、第2の巻上機3の電磁ブレーキが修理されるまで自動での再起動が禁止される(ステップS4)。
一方、第1の駆動部の発生可能駆動力のみでは、かご10を最寄り階に着床させることすらできないと判定されると、動作継続時動作選択は終了され、第2の巻上機3の電磁ブレーキが修理されるまで自動での再起動が禁止される(ステップS4)。
このようなエレベータ制御装置では、統合司令部30は、故障した駆動部があると判定した場合には、正常動作を行っている駆動部の発生可能駆動力と、かご10を昇降させるために必要な必要駆動力との差に基づいて、正常動作を行っている駆動部に対して運転指令を入力するので、正常動作を行っている駆動部の駆動力をより有効に利用することができ、駆動部の故障によるサービス低下をより小さくすることができる。
また、統合司令部30は、故障した駆動部があると判定され、かつ必要駆動力に対して発生可能駆動力に余裕があると判定される場合に、正常動作を行っている駆動部に対して通常運転指令を入力するので、駆動部が故障したとしても、通常運転でかご10が昇降され、サービスを低下させることなくエレベータを運行させることができる。
さらに、統合司令部30は、故障した駆動部があると判定され、かつ必要駆動力が発生可能駆動力と同程度であると判定される場合には、正常動作を行っている駆動部に対して低速運転指令を入力するので、正常動作を行っている駆動部の発生可能駆動力に応じた加速及び減速でエレベータの運行を行えることができ、サービスの低下をより小さくすることができる。
さらにまた、統合司令部30は、故障した駆動部があると判定され、かつ必要駆動力に対して発生可能駆動力が不足していると判定される場合には、正常動作を行っている駆動部に対して、かご10側の重量と釣り合いおもり12の重量とのバランスに応じて、かご10が昇降する方向の最寄り階にかご10を着床させるための緊急着床運転指令を入力するので、正常動作を行っている駆動部の発生可能駆動力だけでは目的階に昇降させることができない場合にでも、最寄り階にかご10を着床させることができる。即ち、可能な限りかご10を乗場階に着床させることで、エレベータ利用者がかご10内に閉じこめられる可能性をより低くすることができる。
また、統合司令部30は、駆動部の故障が電磁ブレーキの開放不可異常によるものであると判定された場合には、非常時ブレーキ吸引装置によって電磁ブレーキが開放されることを確認した後に、正常動作を行っている駆動部に対して各運転指令を入力するので、主ロープ5が故障した巻上機2,3の駆動シーブ上で摩耗されることを防ぐことができる。
なお、実施の形態1では、駆動部の故障例として第2の巻上機3の故障を示したが、駆動部の故障には駆動制御部の故障も含まれる。即ち、例えば第1の駆動制御部18が故障したとしても、統合司令部30は、正常動作を行っている第2の駆動部に各運転指令を入力することでエレベータの運行を続行させる。
また、実施の形態1では、統合司令部30から正常動作を行っている駆動部に対して、通常運転指令又は低速運転指令が入力されたときには、最寄り階に着床させることができないと判定されるまで、判定動作が繰り返し行われるように説明したが、正常な駆動部の保護が重視される場合には、かごを最寄り階に着床させ、閉じこめを回避した後に、再起動を禁止してもよい。
さらに、実施の形態1では、駆動部の数は2つであるように説明したが、駆動部の数は3つ以上であってもよい。
さらにまた、実施の形態1では、第1の巻上機1は昇降路の上に配置され、第2の巻上機3は昇降路の下部に配置されているように説明したが、巻上機の配置場所は上述した配置場所には限定されない。
この発明の実施の形態1によるエレベータ装置を示す構成図である。 図1のエレベータ装置が行う駆動部故障時の対応動作を示すフローチャートである。 図2の停止後動作選択を詳細に示すフローチャートである。 図2の運転継続時動作選択を詳細に示すフローチャートである。
符号の説明
1,3 第1及び第2の巻上機、10 かご、12 釣り合いおもり、18,25 第1及び第2の駆動制御部、30 統合司令部。

Claims (4)

  1. かご及び釣り合いおもりを昇降させる複数の巻上機をそれぞれ含む複数の駆動部を監視し、故障した上記駆動部があると判定された場合には、正常動作を行っている上記駆動部による発生可能駆動力と、上記かごを昇降させるために必要な必要駆動力との差に基づいて、正常動作を行っている上記駆動部に対して運転指令を入力する統合司令部を備え、
    上記統合指令部は、故障した上記駆動部があると判定され、かつ上記必要駆動力に対して上記発生可能駆動力に余裕があると判定される場合には、正常動作を行っている上記駆動部に対して、全ての上記駆動部が正常動作を行っているときに行われる通常運転を行うための通常運転指令を入力することを特徴とするエレベータ制御装置。
  2. 上記統合司令部は、故障した上記駆動部があると判定され、かつ上記必要駆動力が上記発生可能駆動力と同程度であると判定される場合には、正常動作を行っている上記駆動部に対して、通常運転時に比べ低速で上記かごを昇降させるための低速運転指令を入力することを特徴とする請求項1記載のエレベータ制御装置。
  3. 上記統合司令部は、故障した上記駆動部があると判定され、かつ上記必要駆動力に対して上記発生可能駆動力が不足していると判定される場合には、正常動作を行っている上記駆動部に対して、上記かご側の重量と上記釣り合いおもりの重量とのバランスに応じて、上記かごが昇降する方向の最寄り階に上記かごを着床させるための緊急着床運転指令を入力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエレベータ制御装置。
  4. 上記各巻上機は、電磁ブレーキ、及び上記電磁ブレーキを強制的に開放状態にする非常時ブレーキ吸引装置を有しており、
    上記統合司令部は、上記駆動部の故障が上記電磁ブレーキの開放不可異常によるものであると判定された場合には、上記非常時ブレーキ吸引装置によって上記電磁ブレーキが開放されることを確認した後に、正常動作を行っている上記駆動部に対して上記各運転指令を入力することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のエレベータ制御装置。
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