JPS5921172Y2 - 交流エレベ−タの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は交流エレベータの制御装置の改良に関するもの
である。

従来、交流エレベータの制御方式として直流制動力を用
い、帰還制御方式を応用した方式がある。

すなわち、高速用電動機により高速運転を行ない、一定
距離走行後減速位置に達すると高速用電動機を電源から
切離す。

これと同時に、サイリスタを含む制御整流回路から、低
速用電動機に直流電流を流す。

これにより、低速側電動機は制動力を発生しエレベータ
を減速せしめる。

この場合、安定した着床精度と良好な乗心地を得るため
、一般には帰還制御方式を導入し制御整流回路のサイリ
スタを制御し、適切な制動力を発生せしめ、エレベータ
を減速させる。

この方式は現在、良好なエレベータ特性を得ているが、
反面、制動時間中の運動エネルギーは熱として消費され
るため、電力量がそれだけむだとなると同時に、エレベ
ータ機械室内の温度が上昇する欠点を有している。

また、交流エレベータの他の制御方式として、低速側電
動機に切替えたあと、その回生制動トルクを利用して減
速させることも公知である。

この場合には、低速側電動機に交流電源を接続して、そ
の同期速度以上の速度範囲で回生制動トルクが得られる
。

エレベータが低速側電動機の同期速度まで減速すると、
この電動機はモータリングに切換り、予定の位置に達す
るまで、低速走行を続ける。

そして予定の位置で交流電源を切離すとともに、電磁ブ
レーキにより停止させるのである。

この状態を第９図破線で示している。

この方式では、減速時において、エレベータのもつ運動
エネルギーを電源へ回生させるため、省電力の効果が期
待できる。

しかし、低速側電動機の同期速度まで減速したあとは、
トルクの制御ができないため、どうしても、一旦低速走
行領域を作り、その後に予定位置へ達したことによって
電磁ブレーキなどによって停止させなければならない。

この低速走行期間は、エレベータにとって、明らかに無
駄時間（無制御区間）であって、運転に要する時間が長
くなり、エレベータの輸送能力が大幅に低下することに
なる。

本考案の目的は、低速走行期間を無くして輸送能力を向
上するとともに、省電力化並びに滑らかな減速特性を得
ることのできる交流エレベータの制御装置を提供するに
ある。

本考案の特徴とするところは、誘導電動機を用いた交流
エレベータにおいて、減速時、減速指令と電動機速度と
の偏差に応じて上記電動機の回生制御トルクを制御する
ことにより、電力回生を行ないつつ速度指令に追従して
滑らかに減速すると共に、電動機速度が少なくとも上記
回生制動トルクと負荷トルクとの平衡点以前の低速度に
なったことを検出して、上記電動機に速度指令に応じた
直流制動電流を給電することにより、速度指令に追従し
て滑らかに制動停止させるように構成したところにある
。

このように構成することによって、エレベータの運動エ
ネルギーを電源に回生じて省電力化を図る一方、回生制
動に引き続いて他の制動力を滑らかに作用させて停止さ
せることができるので、長時間に亙る低速走行を無くし
て運転能率および乗心地を向上させることができる。

以下、第１図〜第５図に図示する実施例によって本考案
を説明する。

第１図は、本考案による交流エレベータ制御装置の一実
施例主要回路図である。

図において１及び２は夫々高速側及び低速側の誘導電動
機（以下ＩＭと略称する）である。

これらのＩＭは通常、６極と２４極に選ばれるものが多
く、従って同期速度は４：１の比である。

図においては、１と２のＩＭは別体に構成されるように
図示しているが、一体に構成されて２巻線を有するもの
でもよく、また上記極数比もこれに限るものではない。

さて、これらのＩＭＩ及び２は直結され、速度発電機３
電磁ブレーキ４などを介しシー１５に連結される。

シーブ５は、ロープを介してエレベータケージ６とカウ
ンターウェードアをつるべ状に吊って昇降駆動する。

上記高速側ＩＭ１は、３相交流電源８へ、主接触器９、
逆並列サイリスタ１０並びに高速側接触器１１を介して
接続されている。

そして、エレベータの起動加速時は、速度指令と実速度
の偏差にもとづき逆並列サイリスタ１０を点弧制御して
、エレベータの速度制御を行う。

また、低速側ＩＭ２は、低速側接触器１２により、上記
３相交流電源８へ接続される。

図においては、上記逆並列サイリスタ１０の出力端から
交流電源を得ているが、サイリスタ１０の入力端からと
ってもよい。

この低速側ＩＭ２は、主として保守運転時の低速走行の
必要性から設置されるものであって、運転速度は３０〜
４０ｍ／ｍｍ程度に選ばれるのが普通である。

しかしながら、この低速側ＩＭ２は、エレベータの減速
時に有効に利用することができる。

即ち、主接触器９と高速側接触器１１を投入し、サイリ
スタ１０の点弧制御により、高速側ＩＭＩを制御してエ
レベータを起動加速し、所望の速度で運転したあと、減
速点に達すれば、高速側接触器１１を遮断し、低速側接
触器１２に切換えるのである。

このとき、エレベータの速度は、低速側ＩＭ２の同期速
度よりはるかに高いのが通例であり、低速側ＩＭ２は回
生制動トルクを発生し、エレベータを減速させることが
可能である。

しかも、上記逆並列サイリスタ１０を、必要に応じて点
弧制御すれば、制動トルクを調整でき、従ってエレベー
タの減速時の速度制御が可能である。

本考案においては、上記回生制動装置の外に、直流制動
装置を高速側ＩＭＩに付加している。

即ち、主接触器９の出力端に、制御整流回路１３を接続
し、その直流側端子を高速側ＩＭＩの任意の２端子に接
続している。

上記制御整流回路１３は、一例として、トランス１３１
．サイリスタ１３２及び１３３から成り立っている。

このサイリスタ１３２，１３３を点弧制御することによ
り、高速側ＩＭＩに直流制動トルクを発生させ、その大
きさを調整することができる。

１４は速度指令装置で、その出力と速度発電機３の出力
とを比較器１５で突合せ、それらの偏差を移相器１６１
及び１６２へ伝える。

移相器１６１は、逆並列サイリスタ１０を位相制御する
ために設けられ、一方移相器１６２は制御整流回路１３
のサイリスタを位相制御するために設けられたものであ
る。

１７は後述する切換点検出装置で、一例としてエレベー
タの速度信号を人力し、内部判断のもとに、移相器１６
１及び１６２へ切換信号を送出するものである。

第２図は、第１図における速度指令装置１４によって与
えられる速度指令電圧を時間に対して表わしたものであ
る。

加速時については本考案と直接関係ないので図示省略し
ている。

また、具体的回路構成は、積分器やトランジスタとコン
デンサの組合せなどにより得られることは明らかであり
図示を省略している。

第３図は、移相器１６１及び１６２の具体的回路構成例
を示す。

図において、入力端子には比較器１５の出力電圧ｅ ＝
ｅｐ−ｅｓが与えられ、後述するリレー３４の接点３４
ａを介してコンデンサ１９を充電する。

このコンテ゛ンサ１９の電圧はトランジスタ２０のベー
スへ与えられるこのトランジスタ２０のコレクタは抵抗
２１を通して制御電源端子（１）に接続される。

エミッタは、抵抗２２とコンデンサ２３の直列接続点に
接続されている。

また上記コンデンサ２３の電圧はユニジャンクション・
トランジスタ（ＵＪＴ）に与えられる。

このＵＪＴは抵抗２５とパルストランス２６を介して電
源に接続されており、入力電圧ｅの大きさに応じて、パ
ルストランス２６から異なる時点に位相制御されたパル
スを取出すことが出来る。

なお２７は定電圧ダイオードである。

第４図は、上記移相器１６１，１６２の入力電圧に対す
る位相角特性図である。

第５図は、第１図における切換点検出装置１７の一例を
示す回路図で、入力端子２８には、速度発電機３の出力
電圧ｅｐが与えられる。

トランジスタ２９は、抵抗３０，３１．３２及び３３か
らなる抵抗ブリッジにより動作規制され、抵抗３３に与
えられる上記入力電圧ｅｐが、所定値より下廻ると導通
して、リレー３４を短絡消勢する。

このリレー３４の接点は、前述した移相器１６１，１６
２（第３図）の入力部に挿入されている。

ただし、移相器１６１にはメイク接点３４ａが挿入され
るが、移相器１６２にはブレイク接点が挿入され、両者
は切換えられるように構成されるものとする。

以上の構成において、本考案の動作を説明する。

まず、第１図において、エレベータの起動指令により、
主接触器９、高速側接触器１１を投入し、逆並列サイリ
スタ１０により高速側ＩＭＩが速度制御され、エレベー
タは加速し、第２図に示す減速指令点へ到達したものと
する。

図示しない階床制御器（フロアコントローラ）により、
この減速指令点が検出されると、高速側接触器１１を遮
断し、低速側接触器１２が投入される。

一方、速度指令装置１４の出力電圧ｅｓと速度発電機３
の出力電圧ｅｐとが比較され、その偏差ｅ ＝ｅｐ−ｅ
ｓが、２組の移相器１６１及び１６２へ与えられる。

しかしながら第５図において、エレベータが十分高い速
度にあることから、電圧ｅｐも十分に高いため、トラン
ジスタ２９は非導通状態にあり、リレー３４は付勢され
ている。

従って第３図に示す移相器１６１側回路では、接点３４
ａが閉じており、上記偏差に応じて位相制御されたパ
ルスを発生する。

従って第１図において、移相器１６１から逆並列サイリ
スタ１０群へ点弧信号が与えられ、低速側ＩＭ２の回生
制動トルクを調整して、エレベータ速度を指令に追従し
て減じさせエレベータの運動エネルギーを、電源へ回生
する。

このとき、他方の移相器１６２は、第３図における入力
端子１８の後方に、リレー３４のブレイク接点３４ ｂ
が挿入されているため、不動作状態にあり、制御整流回
路１３は作動しない。

この状態は、第６図に示すＩＭのすベリートルク特性図
において、高速側ＩＭＩのトルクカーブＴＨＭから、低
速側ＩＭ２のトルクカーブＴＬＭへ移動した状態である
。

例えば定格積載量を積み上昇運転しており、電動機軸換
算の負荷トルクをＴ１−とすれば、ａ点→ＴＬＭ２へ移
行した状態となる。

重負荷上昇時は、停止しやすい条件のため、偏差ｅ−ｅ
ｐ−ｅＳは比較的小さくなり、第４図に示すサイリスタ
の通流角θは小さく制御される。

従って第６図における低速側ＩＭ２の回生制御トルクは
、ＴＬＭ２のように比較的小さいものとなる。

もちろん、上記偏差ｅの時々刻々の変化により制動トル
クの大きさが連続的に調整されるものであるが、説明を
簡単にするため、上記トルクカーブＴＬＭ２に沿ってエ
レベータが減速され、すべりＳ。

なる速度となった場合を考える。

切換点検出装置１７は、この実施例においては、上記速
度Ｓ。

を検出して、移相器１６１を１６２へ切換えるものであ
る。

即ち、第５図においてずべりＳ。に対応する電圧をｅＳ
ｏとするとき、トランジスタ２９のベースへ与えられて
いるバイアス電圧Ｅｂは、トランジスタの動作電圧（ベ
ース・エミッタ間電圧）Ｖｂｅニ対しＥｂ ＝ ｓｅｏ
＋ Ｖｂｅなる関係に選ＣｆＦしているため、エレベー
タ速度が低下し、速度発電機３の出力電圧ｅｐが、すべ
りＳ。

に相当する電圧ｅＳｏまで低下するとトランジスタ２９
が導通し、リレー３４は消勢される。

従って第３図において移相器１６１の回路は、接点３４
ａの開路により不動作となる一方、図示しない移相器
１６２の回路ではブレイク接点３４ ｂの閉路により動
作を開始する。

従って第１図において、低速側ＩＭ２の回生制動トルク
を制御していた逆並列サイリスタ１０が不動作となり、
一方、高速側ＩＭＩに直流制動トルクを発生させ、かつ
その大きさを制御する制御整流回路１３が動作を開始す
る。

この場合、直流制動トルクも、回生制動トルク同様、偏
差ｅに応じて、実速度ｅｐを指令ｅｓに一致させるよう
に帰還制御により制御され、エレベータが完全に停止す
るまで有効である。

このため第６図に示すように、すべりＳ。

なる速度以下では、回生トルクＴＬＭに代り、破線で示
す直流制動トルクＴＤＢによって減速停止される。

ところで、上記の回生制動から直流制動への切換えは、
スムーズでなければエレベータの乗心地を損う。

この実施例においては第３図に示す移相器のもつ特性に
よってスムーズな切換えを可能としている。

即ち、接点３４ ａが開放された場合、トランジスタ２
０のベース電圧が急激に低下しないようコンデンサ１９
が設けられている。

従って接点３４ ａの開放以前の電圧ｅ ＝ｅｐ−ｅｓ
に充電されたコンデンサ１９の放電特性によって通流角
θは漸減し、回生制動トルクＴＬＭは、第７図ｂ−＋Ｓ
Ｎのように漸減する。

一方、移相器１６２の回路では、接点３４ ｂが投入さ
れて動作を開始する訳であるが、やはりコンデンサ１９
の電圧は急激に入力電圧ｅになるものではなく、その充
電特性によって通流角θは漸増させられる。

従って直流制動トルクＴＤ８も第７図Ｓ。→Ｃに示すよ
うに漸増する。

これらのトルクの和か゛エレベータに作用するので、ｌ
） −＋ Ｃ間において滑らかな制動トルクの移行が行
われる。

このように、エレベータの比較的高速時に回生制動を利
用し、低速時に直流制動を利用する場合には次のような
効果が期待できる。

即ち、（１）高速時にエレベータ系のもつ運動エネルギ
ーを電源に回生でき省電力化が図れる。

（２）第６図から明らかなように、回生制動トルクは低
減領域では消滅するが、これを直流制動によって補うこ
とにより、高速から停止まで有効に制動トルクを作用さ
せ得る。

（３）第８図に示すように、回生制動トルクは高速領域
で大きく、またＩＭの直流制動トルクは比較的低速領域
で大きいのが普通であり、これら両者の特質を巧みに利
用することにより、全範囲に亙って、大きな制動トルク
を得ることができる。

（４）全範囲に亙って帰還制御を行なうことが可能なた
め、第９図に示すように、従来の破線で示す回生制動方
式に比べ、実線で示すように直線的な減速停止が可能と
なり、減速時間ｔ１を短縮し、エレベータの輸送能力を
向上させることができる。

（５）上記にともない、テラスのない連続した速度特性
が得られ、エレベータの乗心地が向上する。

（６）回生及び直流制動トルクを第７図に示すように夫
々漸減及び漸増させれば、回生から直流制動への移行を
スムーズに行うことができ、エレベータの乗心地を損わ
ない。

第１０図は、本考案による更に他の実施例を示すもので
、ＩＭとして一巻線二速度電動機を用いたものである。

起動加速時には、主接触器９、高速側接触器１１並びに
短絡用接触器３５を投入することによって、巻線端子Ｕ
２．Ｖ２及びＷ２間に３相交流を印加すると、ダブルス
ター２Ｙ結線の例えば４極ＩＭとなる。

一方、減速時には高速側接触器１１及び短絡用接触器３
５を開放し、低速側接触器１２を投入し、巻線端子Ｕ１
．■１及びＷ１間に３相交流を印加するとテ′ルタ（Ｊ
）結線の例えば８極ＩＭとなる。

従って、デルタ結線時の同期速度は、ダブルスタ一時の
半分の速度となり、回生制動が可能である。

この場合、必要に応じて前実施例同様にサイリスタ１０
によって回生制動トルクの制御を行なう。

エレベータが減速し、切換点を検出するとサイリスタ１
０をしぼるかあるいは接触器１２を開放するとともに、
制御整流回路１３を駆動する。

この直流出力電圧は、端子Ｕ１とＷ２との間に印加され
強力な直流制動トルクを得ることができる。

この場合にも、必要に応じてサイリスタ１３２，１３３
により、制動トルクの制御を行う。

第１１図は、更に他の実施例を示すもので、第１０図に
おける直流制動回路を改良したものである。

即ち、逆並列サイリスタ１０中のサイリスタ１０１及び
１０３のみを点弧することによって電源端子Ｓ→接接触
器１ス２１ 端子Ｓ→接接触器１与２９ の２つの径路で直流電流を流し、直流制動をかけるよう
にしたものである。

また、このままでは半波整流された直流電流であるため
脈動が大きく、制動トルクが弱くかつ、騒音を発生する
。

これを防止するため端子Ｗ１とＵｌ並びに■１とＵ１間
に夫々フライホイル用のサイリスタ３６及び３７を接続
する。

従って直流制動時には、黒塗りしたサイリスタ１０１．
１０３．３６及び３７が使用される。

またこれらのサイリスタはゲート信号を与えっばなしと
するだけでなく、必要に応じて位相制御することにより
、制動トルクの制御が可能である。

従ってサイリスタ１０全体を制御して回生制動の制御を
行ない、エレベータの速度の低下にともない、サイリス
タ１０２．１０４の点弧角をしぼり、サイリスタ１０１
，１０３のウエートを大きくして行けば自動的に直流制
動に移行させることも出来る。

更に、過減速された場合にもサイリスタ１０２，１０４
の点弧を再開すればモータリングも可能である。

その他の点については第１０図と同様に制御できる。

上記第１０図、第１１図においては、高速側ＩＭ１と低
速側ＩＭ２とを、−巻線二速度ＩＭによって構成する場
合につき説明したが、第１図の構成を採り、かつ低速側
ＩＭ２自身を一巻線二速度ＩＭとすることもできる。

このように構成した場合には、低速側ＩＭ２の多極側巻
線を利用して回生制動をかけるようにすれば、その同期
速度を著しく低くすることができるため、エレベータの
かなりの低速領域まで回生制動が可能となり、省電力の
効果は大きくなる。

前記の切換点の検出を行うための一回路側を第１２図、
第１３図に示している。

第１２図において、エレベータの速度と、負荷を差動増
幅器により突合せるのであるが、両検出値には次の如き
設定が必要である。

即ち、第６図におけるすべりＳｌの回転数で速度発電機
３の発生する電圧によって、抵抗４８．４９で分圧され
た接続点の電圧をｅ。

となるよう設定する。他方、負荷検出装置の出力電圧も
抵抗５０．５１の接続点において、全負荷時にＣ８なる
電圧を生ずるように設定する。

全負荷上昇の場合を考え、トランジスタ５２のベース電
圧が、ｅｏの電圧にあり、ニレ及−夕が、十分に回生制
動の効果が現われるような高速運転中であれば、速度検
出電圧はｅ。

より大きい。従ってトランジスタ５３がオン、５２がオ
フしている。

このためリレー５４は付勢されている。

回生制動により減速したエレベータが、第６図における
すべりＳｌに相当する速度となると、上記設定により、
速度検出によりトランジスタ５３のベースに与えられる
電圧はｅ。

となる。提って、これ以上、エレベータの速度が低下す
ればトランジスタ５３がオフし、５２がオンする。

これによりリレー５４は短絡消勢されるので、このリレ
ー５４のオン、オフにより切換点を検出することかで゛
きる。

一方、無負荷上昇あるいは全負荷下降の場合には、第６
図のすべりＳ３の点のエレベータ速度のとき、負荷検出
値と速度検出値が第１２図において一致するように設定
される。

これにより第６図Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３の範囲を、如何なる
条件のもとでも、検出することが可能となるのである。

第１３図は、上記負荷検出電圧を昇降別に切換えて第１
２図へ供給するための回路図である。

即ち、エレベータケージ内の負荷が秤装置などによって
検出されても、電動機軸へ与えられる負荷トルクとして
は、昇降方向で逆方向になるからである。

図において端子ａ、ｌ）間には秤装置などの負荷検出装
置の出力が接続される。

この検出値はトランジスタ５５により増幅されるが、そ
の出力は、上昇運転時には接点５６を通してエミッタ抵
抗５７から取り付し、他方下降運転時には接点５８を通
してコレクタ抵抗５９の下端から取出すようにする。

この出力端子ｃ、ｄは第１２図の負荷検出電圧端子へ接
続される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による交流エレベータ制御装置の一実施
例構成図、第２図は減速時の速度指令を示す図、第３図
は移・相器の一実施例回路図、第４図はその位相角特性
図、第５図は回生制動から他の制動への切換点検出装置
の一実施例回路図、第６図、第７図及び第８図は本考案
を説明するためのすベリートルク特性図、第９図はエレ
ベータの速度特性図、第１０図および第１１図は本考案
による他の実施例主回路構成図、第１２図および第１３
図は切換点検出装置の他の実施例回路図である。 １・・・・・・高速側誘導電動機、２・・・・・・低速
側誘導電動機、３・・・・・・速度発電機、４・・・・
・・電磁ブレーキ、５・・・・・・シーブ、６・・・・
・・エレベータ・ケージ、７・・・・・・カウンターウ
エート、８・・・・・・３相交流電源、９・・・・・・
主接触器、１０・・・・・・逆並列サイリスタ、１１・
・・・・・高速側接触器、１２・・・・・・低速側接触
器、１３・・・・・・制御整流回路、１４・・・・・・
速度指令装置、１５・・・・・・比較器、１６・・・・
・・移相器、１７・・・・・・切換点検出器、３５・・
・・・・短絡用接触器、３６゜３７・・・・・・フライ
ホイル・サイ ノスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エレベータ駆動用誘動電動機と、停止点に向って漸減す
   る減速指令を発生する装置と、上記電動機の速度を検出
   する装置とを備えた交流エレベータにおいて、減速時に
   上記減速指令と上記電動機速度との偏差に応じて上記電
   動機の回生制動トルクを制御する回生制動制御装置と、
   上記速度検出装置出力を入力し、少なくとも上記回生制
   御トルクと負荷トルクとの平衡点以前の低速度になった
   ことを検出する切換点検出手段と、この検出手段に応動
   し、上記減速指令に追従して上記電動源に直流制動電流
   を給電する装置とを備えたことを特徴とする交流エレベ
   ータの制御装置。