DE112019007875T5

DE112019007875T5 - Schwingungsdämpfungsvorrichtung für seilartigen Körper eines Aufzugs

Info

Publication number: DE112019007875T5
Application number: DE112019007875.5T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Asamura; Eiichi Saito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2022-09-01
Also published as: CN114667262B; JPWO2021090400A1; WO2021090400A1; CN114667262A; US20220381317A1; JP7205645B2

Abstract

Es wird eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines seilartigen Körpers bereitgestellt, die eine negative Rückstellkraft verwenden kann, die eine Verschiebung eines seilartigen Körpers eines Aufzugs verstärkt, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird. Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (21) umfasst eine erste Verschiebungsmesseinheit, einen ersten Verschiebungsverstärker und eine Steuereinheit (24). Die erste Verschiebungsmesseinheit misst eine Verschiebung in einer seitlichen Richtung des seilartigen Körpers aufgrund einer Schwingung um eine Gleichgewichtsposition (20) an einer ersten Position (P1) in einer Längsrichtung des seilartigen Körpers eines Aufzugs (1). Der erste Verschiebungsverstärker übt auf den seilartigen Körper eine negative Rückstellkraft aus, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt.Die Steuereinheit (24) veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, eine negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner ist als eine positive Rückstellkraft, basierend auf der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung. Die positive Rückstellkraft ist eine Kraft, die den seilartigen Körper in die Gleichgewichtslage (20) zurückbringt.

Description

[Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen seilartigen Körper eines Aufzugs.
[Hintergrund]
PTL 1 offenbart ein Beispiel für eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist in der Nähe eines Endes eines Hauptseils an einer Kabine vorgesehen. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung übt eine negative Rückstellkraft auf das Hauptseil eines Aufzugs aus, um dadurch eine Auslenkung (Verschiebung) des Hauptseils zu verstärken. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung unterdrückt die Schwingung des Hauptseils durch den mit der Schwingung einhergehenden Reibungswiderstand.
[Literaturliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] JP H3-26682 A

[Zusammenfassung]
[Technisches Problem]
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung von PTL 1 erzeugt die negative Rückstellkraft jedoch durch einen instabilen Mechanismus, in dem ein umgekehrter Hebel und eine Feder kombiniert sind. Die negative Rückstellkraft, die durch den instabilen Mechanismus erzeugt wird, steigt nichtlinear mit einer Zunahme der Verschiebung des Hauptseils. Wenn also die Verschiebung des Hauptseils zunimmt, steigt die negative Rückstellkraft übermäßig an, was zu einer instabilen Verschiebung des Hauptseils führen kann. In diesem Fall kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung die Schwingung des Hauptseils nicht mit Hilfe der negativen Rückstellkraft unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen seilartigen Körper eines Aufzugs bereitzustellen, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der Lage ist, eine negative Rückstellkraft zu verwenden, die eine Verschiebung des seilartigen Körpers, wie beispielsweise ein Hauptseil, verstärkt, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird.
[Lösung des Problems]
Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für einen seilartigen Körper eines Aufzugs umfasst: eine erste Verschiebungsmesseinheit, um eine Verschiebung (Auslenkung) in einer seitlichen Richtung des seilartigen Körpers aufgrund einer Schwingung um eine Gleichgewichtsposition an einer ersten Position in einer Längsrichtung des seilartigen Körpers des Aufzugs zu messen; einen ersten Verschiebungsverstärker, um auf den seilartigen Körper eine negative Rückstellkraft anzuwenden, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt; und eine Steuereinheit, um den ersten Verschiebungsverstärker zu veranlassen, die negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner ist als eine positive Rückstellkraft, um den seilartigen Körper in die Gleichgewichtsposition zurückzubringen, basierend auf der Verschiebung, die durch die erste Verschiebungsmesseinheit gemessen wird.
[Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine negative Rückstellkraft verwenden, die eine Verschiebung eines seilartigen Körpers eines Aufzugs verstärkt, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird.
Figurenliste

[1: Konfigurationsdiagramm eines Aufzugs gemäß Ausführungsform 1.
[2] Ein Konfigurationsdiagramm des Aufzugs gemäß Ausführungsform 1.
[3] Ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
[4] Ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
[5] Ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Schwingungsdämpfungsleistung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
[6] Eine Abbildung, die ein Beispiel für die negative Rückstellkraft der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt.
[7] Eine Abbildung, die ein Beispiel für die negative Rückstellkraft der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt.
[8] Ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 1.
[9] Ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 1.
[10] Ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 1.
[11] Ein Hardware-Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils der Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1.
[12] Eine Abbildung, die ein Beispiel für eine negative Rückstellkraft durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung zeigt, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt.
[13] Ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[14] Ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Steuereingangs-Betriebsteils gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
[15] Eine Abbildung, die ein Beispiel für die negative Rückstellkraft der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Ausführungsform 2 zeigt.
[16] Ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Modifikation der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2.
[17] Ein Blockdiagramm, das die Modifikation der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 veranschaulicht.
[18] Ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3.
[19] Ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 3.
[20] Schematische Darstellung eines Zustands eines Hauptseils, wenn die Spannung von der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 erfasst wird.
[21] Ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
[22] Ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Spannungserfassungseinheit gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
[23] Ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In jeder Abbildung sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen oder entsprechenden Teilen zugeordnet, und redundante Beschreibungen werden entsprechend vereinfacht oder weggelassen.
Ausführungsform 1.
1 und 2 sind ein Konfigurationsdiagramm eines Aufzugs gemäß Ausführungsform 1.
In einem in 1 dargestellten Beispiel wird der Aufzug 1 in einem Gebäude 2 mit mehreren Stockwerken eingesetzt. In dem Aufzug 1 ist ein Schacht 3 durch die Vielzahl der Stockwerke des Gebäudes 2 hindurch ausgebildet. Im Aufzug 1 ist oberhalb des Schachtes 3 ein Maschinenraum 4 vorgesehen. In dem Maschinenraum 4 ist in einer Bodenfläche ein Seilkanal 5 ausgebildet. Der Seilkanal 5 ist eine Öffnung, die vom Maschinenraum 4 zum Schacht 3 führt. Im Aufzug 1 ist beispielsweise in einem unteren Ende des Schachts 3 eine Grube 6 vorgesehen.
Der Aufzug 1 umfasst eine Zugmaschine 7, ein Hauptseil 8, einen Fahrkorb (Kabine) 9, ein Gegengewicht 10, ein Ausgleichsseil 11 und Spannscheiben 12. Die Zugmaschine 7 ist beispielsweise im Maschinenraum 4 untergebracht. Die Zugmaschine 7 hat eine Seilscheibe und einen Motor. Die Seilscheibe der Zugmaschine 7 ist mit einer Drehwelle des Motors der Zugmaschine 7 verbunden. Der Motor der Zugmaschine 7 ist eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Antriebskraft zum Drehen der Seilscheibe der Zugmaschine 7 erzeugt. Das Hauptseil 8 ist um die Seilscheibe der Zugmaschine 7 gewickelt. Das Hauptseil 8 verläuft vom Maschinenraum 4 durch den Seilkanal 5 zum Schacht 3. Der Fahrkorb 9 und das Gegengewicht 10 sind an dem Hauptseil 8 im Schacht 3 aufgehängt. Die Kabine 9 ist eine Vorrichtung, die für den Transport von Fahrgästen oder ähnlichem zwischen den mehreren Stockwerken konfiguriert ist, indem sie vertikal im Schacht 3 fährt. Das Gegengewicht 10 ist eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Last ausgleicht, die über das Hauptseil 8 auf die Seilscheibe der Zugmaschine 7 mit der Kabine 9 wirkt. Die Kabine 9 und das Gegengewicht 10 laufen im Schacht 3 in entgegengesetzter Richtung zueinander, wenn sich das Hauptseil 8 durch die Drehung der Seilscheibe der Zugmaschine 7 bewegt. Das Ausgleichsseil 11 ist eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Unwucht zwischen einer Totlast auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 und einer Totlast auf der Gegengewichtsseite 10 des Hauptseils 8 kompensiert, wobei die Unwucht durch die Bewegung des Hauptseils 8 verursacht wird. Das eine Ende des Ausgleichsseils 11 ist am Fahrkorb 9 befestigt. Das andere Ende des Ausgleichsseils 11 ist am Gegengewicht 10 befestigt. Das Ausgleichsseil 11 ist um die Spannrollen 12 gewickelt. Die Spannrollen 12 sind Rollen zum Aufbringen der Spannung auf das Ausgleichsseil 11. Die Spannrollen 12 sind beispielsweise in der Grube 6 vorgesehen. Das Hauptseil 8 ist ein Beispiel für den seilartigen Körper des Aufzugs 1. Das Ausgleichsseil 11 ist ein Beispiel für den seilartigen Körper des Aufzugs 1. Beispiele für den seilartigen Körper des Aufzugs 1 können ein Stahldrahtseil, ein Gurtseil und eine Kette sein.
Der Aufzug 1 umfasst einen Begrenzer 13, ein Begrenzerseil 14 und eine Begrenzerseilspannrolle 15. Der Begrenzer 13 ist beispielsweise im Maschinenraum 4 angeordnet. Der Begrenzer 13 ist eine Einrichtung zur Reduzierung einer zu hohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrkorbs 9. Der Begrenzer 13 hat eine Seilscheibe. Das Begrenzerseil 14 ist um die Seilscheibe des Begrenzers 13 gewickelt. Beide Enden des Begrenzerseils 14 sind am Fahrkorb 9 befestigt. Das Begrenzerseil 14 ist um die Begrenzerseilspannrolle 15 gewickelt. Die Begrenzerseilspannrolle 15 ist eine Rolle zum Spannen des Begrenzerseils 14. Die Begrenzerseilspannrolle 15 ist beispielsweise in der Grube 6 vorgesehen. Das Begrenzerseil 14 ist ein Beispiel für den seilartigen Körper des Aufzugs 1.
Der Aufzug 1 umfasst ein bewegliches Kabel 16 und ein Bedienfeld 17. Das Fahrkabel 16 ist ein Kabel zur Übertragung eines Steuersignals oder dergleichen. Ein Ende des Fahrkabels 16 ist mit dem Fahrkorb 9 verbunden. Das andere Ende des Fahrkabels 16 ist beispielsweise an einer Wandfläche des Schachtes 3 befestigt. Die Steuertafel 17 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs des Aufzugs 1. Die Steuertafel 17 ist beispielsweise im Maschinenraum 4 untergebracht. Die Steuertafel 17 überträgt ein Steuersignal an den Fahrkorb 9, beispielsweise über das Fahrkabel 16. Das Fahrkabel 16 ist ein Beispiel für den seilartigen Körper des Aufzugs 1.
Der Aufzug 1 umfasst einen Gebäudeschwingungsdetektor 18. Der Gebäudeschwankungsdetektor 18 ist eine Vorrichtung zur Erkennung von Gebäudeschwankungen. Der Gebäudeschwankungsdetektor 18 ist beispielsweise im Maschinenraum 4 vorgesehen. Der Gebäudeschwankungsdetektor 18 kann beispielsweise in der Grube 6 angebracht sein. Bei den Gebäudeschwankungen handelt es sich um Schwankungen des Gebäudes 2, die durch Turbulenzen wie beispielsweise Erdbeben oder Wind auftreten. Der Gebäudeschwankungsdetektor 18 gibt ein Erkennungssignal aus, wenn er eine Gebäudeschwankung erkennt, die beispielsweise größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist. Das Ausmaß der Gebäudeschwankung wird beispielsweise anhand der Amplitude oder Beschleunigung der Schwankung beurteilt.
Die folgende Beschreibung erfolgt unter Verwendung eines orthogonalen xyz-Koordinatensystems, das wie folgt festgelegt ist. Eine positive Richtung der x-Achse entspricht einer vertikalen Abwärtsrichtung. Die yz-Ebene ist eine horizontale Ebene. Eine Richtung der z-Achse entspricht beispielsweise der Richtung einer Drehwelle der Seilscheibe der Zugmaschine 7.
2 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Gebäude 19 im Aufzug 1 schwankt. Wenn das Gebäude schwankt, schwingen die Zugmaschine 7 und der Begrenzer 13, die an dem Gebäude 2 befestigt sind, zusammen mit dem Gebäude 2. Die Schwingung wird also auf das Hauptseil 8, das Ausgleichsseil 11, das Begrenzerseil 14 und das Fahrkabel 16 übertragen, die Beispiele für den seilartigen Körper des Aufzugs 1 sind. Wenn die Frequenz der Gebäudeschwingung 19 mit der Eigenfrequenz eines der seilartigen Körper übereinstimmt, nimmt die Schwingung des seilartigen Körpers aufgrund des Resonanzphänomens zu. Wenn das Resonanzphänomen im Aufzug auftritt, schwingt der seilartige Körper oft mit der Grundschwingung mit. Die Grundschwingung ist die Schwingung mit der niedrigsten Eigenfrequenz. In dem in 2 dargestellten Beispiel tritt das Resonanzphänomen mit der Grundschwingung eines Abschnitts auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 auf.
In diesem Beispiel wird der Abschnitt des Hauptseils 8 auf der Seite des Fahrkorbs 9 von der Seilscheibe der Zugmaschine 7 in Richtung des Schachtes 3 gezogen und ist am Fahrkorb 9 befestigt. Daher sind die Knotenpunkte der Grundschwingung des Abschnitts auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 ein Punkt N1, der von der Treibscheibe der Zugmaschine 7 ausgeht, und ein Punkt N2, der an der Kabine 9 befestigt ist. Ein Gegenknoten der Grundschwingung des Abschnitts auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 ist ein Mittelpunkt M zwischen den beiden Knoten. Der Abschnitt auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 schwingt aufgrund einer positiven Rückstellkraft in einer seitlichen Richtung um eine Gleichgewichtslage 20. Die Gleichgewichtslage 20 ist eine Lage des seilartigen Körpers, in der er nicht schwingt. Die positive Rückstellkraft ist eine Kraft, die auf den seilartigen Körper wirkt, der von der Gleichgewichtslage 20 in eine Richtung verschoben wird, die den seilartigen Körper in die Gleichgewichtslage 20 zurückführt. Die positive Rückstellkraft ist beispielsweise eine Kraft, die durch die Spannung des seilartigen Körpers entsteht. Die seitliche Richtung ist eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung des seilähnlichen Körpers, zum Beispiel. Nachfolgend wird der Abschnitt auf der Kabinenseite 9 des Hauptseils 8 als Beispiel für einen schwingenden Abschnitt des seilartigen Körpers beschrieben.
Wenn der seilartige Körper stark vibriert, kann dies zu Störungen im Betrieb des Aufzugs 1 führen. Daher ist im Aufzug 1 eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 vorgesehen. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 ist eine Vorrichtung zur Unterdrückung der Schwingung des schwingenden Teils des seilartigen Körpers. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 ist beispielsweise in einem Bereich vorgesehen, der näher am Knoten als am Antiknoten des Schwingungsabschnitts des seilartigen Körpers liegt. In diesem Beispiel ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung 21 in der Seilführung 5 im Maschinenraum 4 vorgesehen.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 ist ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
3 ist eine schematische Darstellung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 in der Draufsicht.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 umfasst einen Verschiebungsverstärker 22, eine Verschiebungsmesseinheit 23 und eine Steuereinheit 24.
Der Verschiebungsverstärker 22 umfasst einen Kontaktabschnitt 25 und ein Stellglied 26. Der Kontaktabschnitt 25 ist ein Abschnitt, der das Hauptseil 8 aus der seitlichen Richtung berührt, um in der seitlichen Richtung einstückig mit dem Hauptseil 8, das als seilartiger Körper dient, verschiebbar zu sein. Der Kontaktabschnitt 25 umfasst beispielsweise ein Paar von Rollen 27, die parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden Rollen 27 sind so angeordnet, dass sie das Hauptseil 8 zwischen sich einklemmen. Der Kontaktabschnitt 25 wird in seitlicher Richtung zusammen mit dem Hauptseil 8 durch das Rollenpaar 27 verschoben. In diesem Beispiel wird der Kontaktabschnitt 25 in y-Richtung zusammen mit dem Hauptseil 8 verschoben. Der Kontaktteil 25 behindert nicht die Bewegung des Hauptseils 8 in Längsrichtung. Der Aktuator 26 ist zum Beispiel ein Linearmotor. Der Aktuator 26 umfasst einen Stator 28 und einen Läufer 29. Der Stator 28 ist in dem Maschinenraum 4 befestigt, in dem die Schwingungsdämpfungseinrichtung 21 vorgesehen ist. Der Läufer 29 bewegt sich linear in Bezug auf den Stator 28. Der Läufer 29 ist mit dem Kontaktteil 25 verbunden. Der Aktuator 26 bewegt den Läufer 29, um dadurch eine schwingungsdämpfende Kraft über den Kontaktabschnitt 25 auf das Hauptseil 8 anzuwenden. Bei der Schwingungsdämpfungskraft handelt es sich um eine Kraft in seitlicher Richtung, die durch den Verschiebungsverstärker 22 der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 auf den seilartigen Körper ausgeübt wird. Der Verschiebungsverstärker 22 ist ein Beispiel für einen ersten Verschiebungsverstärker.
In diesem Beispiel umfasst der Aufzug 1 eine Vielzahl von Hauptseilen 8. Der Kontaktabschnitt 25 ist so angeordnet, dass er die mehreren Hauptseile 8 zusammen einklemmt. Beachten Sie, dass im Aufzug 1 die Anzahl der Hauptseile 8 eins sein kann. Der Kontaktabschnitt 25 kann so angeordnet sein, dass er eine Vielzahl von Abschnitten eines Hauptseils 8, die durch Zurückfalten um die Seilscheibe oder ähnliches gebildet werden, zusammen einklemmt.
Die Verschiebungsmesseinheit 23 ist eine Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Verschiebung in der seitlichen Richtung des seilartigen Körpers aufgrund der Schwingung misst. Die Verschiebungsmesseinheit 23 misst die Verschiebung des Hauptseils 8, indem sie beispielsweise die Bewegung des Läufers 29 erfasst, der zusammen mit dem Hauptseil 8 verschoben wird. Beispiele für die Verschiebungsmesseinheit 23 sind ein linearer Encoder, ein Beschleunigungssensor und eine Kamera. Die Verschiebungsmesseinheit 23 ist ein Beispiel für eine erste Verschiebungsmesseinheit.
Die Steuereinheit 24 ist eine Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Schwingungsdämpfungskraft steuert, die durch den Verschiebungsverstärker 22 auf der Grundlage der von der Verschiebungsmesseinheit 23 gemessenen Verschiebung auf den seilartigen Körper ausgeübt wird. Die Steuereinheit 24 veranlasst die Verschiebungsmesseinheit 23, eine negative Rückstellkraft, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt, als eine Komponente der auf den seilartigen Körper anzuwendenden Schwingungsdämpfungskraft anzuwenden. Die negative Rückstellkraft ist eine Kraft in einer Richtung, die von der Gleichgewichtslage 20 des seilartigen Körpers wegführt. In diesem Beispiel nimmt die Größe der negativen Rückstellkraft mit zunehmender Verschiebung zu. Die negative Rückstellkraft ist beispielsweise eine negative Steifigkeitskraft. In diesem Fall ist die negative Steifigkeitskraft eine Kraft in der gleichen Richtung wie die Verschiebung, die proportional zur Größe der Verschiebung ist. Die positive lineare Steifigkeitskraft oder elastische Kraft ist eine Kraft in entgegengesetzter Richtung zur Verschiebung, die proportional zur Größe der Verschiebung ist. Daher kann die negative Steifigkeitskraft als eine Kraft angesehen werden, wenn ein Proportionalitätskoeffizient der Verschiebung in der Steifigkeitskraft auf einen negativen Wert gesetzt wird.
Nachfolgend wird das Prinzip der Schwingungsdämpfung durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben.
4 ist ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Schwingungsdämpfungsleistung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aus der Richtung parallel zur z-Achse betrachtet zeigt. Die Länge des schwingenden Teils des Hauptseils 8 ist die Länge zwischen dem Punkt N1 und dem Punkt N2, die sich an beiden Enden des schwingenden Teils befinden. Die Länge des Schwingungsabschnitts des Hauptseils 8 wird als L dargestellt. Eine Position in der x-Richtung, bei der der Punkt N1, der ein Knoten am Ende des Schwingungsabschnitts ist, als Ursprung genommen wird, wird als x dargestellt. Der Verschiebungsverstärker 22 ist an einer Position x₀ angeordnet. Die Position x₀ ist ein Beispiel für eine erste Position P1 in der Längsrichtung des Hauptseils 8. Die Verschiebungsmesseinheit 23 misst die Verschiebung des Hauptseils 8 an der Position x₀.
Der Zeitpunkt, an dem der Stillstand des Hauptseils 8 als Ursprung genommen wird, wird als t dargestellt. Das heißt, die Anfangsbedingungen sind, dass das Hauptseil 8 zum Zeitpunkt 0 stillsteht. Die Verschiebung in seitlicher Richtung des Hauptseils 8 aufgrund von Schwingungen zum Zeitpunkt t und der Position x wird durch eine Funktion v(x, t) dargestellt. Die auf das Hauptseil 8 ausgeübte Spannung wird als T dargestellt. Die lineare Dichte des Hauptseils 8 wird als ρ dargestellt. Wenn mehrere Hauptseile 8 vorhanden sind, kann jeder Wert der Spannung T und der linearen Dichte ρ beispielsweise ein Summen- oder Durchschnittswert für die mehreren Hauptseile 8 sein. Die Schwingungsdämpfungskraft durch den Verschiebungsverstärker 22 wird als F_cmp dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Bewegungsgleichung der Schwingung des Hauptseils 8 durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt. Darin steht δ(·) für die Dirac-Delta-Funktion.
[Math. 1] $ρ \frac{\partial^{2} ν (x, t)}{\partial t^{2}} = T \frac{\partial^{2} ν (x, t)}{\partial x^{2}} - F_{cmp} δ (x - x_{0})$
Ausdruck (1) ist eine Gleichung, die eine Wellenausbreitung im Hauptseil 8 darstellt. Die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit c wird durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt.
[Math. 2] $c = \sqrt{\frac{T}{ρ}}$
Die Verlagerung der Gebäudeschwankung wird als v_ext dargestellt. Ein Endpunkt N1 des schwingenden Teils ist ein Punkt, an dem das Hauptseil 8 von der Seilscheibe der Zugmaschine 7 gezogen wird. Die Seilscheibe der Zugmaschine 7 ist fest mit dem Gebäude 2 verbunden. Daher wird der Endpunkt N1 zusammen mit dem Gebäude 2 durch das Schwanken des Gebäudes 19 verschoben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Randbedingungen am Endpunkt N1 durch den folgenden Ausdruck (3) dargestellt.
[Math. 3] $ν (0, t) = ν_{ext}$
Ein Endpunkt N2 des schwingenden Teils ist ein am Fahrkorb 9 befestigter Punkt. Die Kabine 9 ist nicht mit dem Gebäude 2 verbunden. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die Verschiebung des Endpunkts N2 durch das Schwanken des Gebäudes nicht verursacht wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Randbedingungen am Endpunkt N2 durch den folgenden Ausdruck (4) dargestellt.
[Math. 4] $ν (L, t) = 0$
Wenn die Laplace-Transformation auf Ausdruck (1) basierend auf diesen Randbedingungen und Anfangsbedingungen durchgeführt wird, erhält man den folgenden Ausdruck (5). Dabei ist s eine Variable im Frequenzbereich der Laplace-Transformation. Darin steht sinh(-) für die hyperbolische Sinusfunktion.
[Math. 5] $V (x, s) = \frac{sinh \frac{s}{c} (L - x_{0})}{sinh \frac{s}{c} L} [V_{ext} - \frac{c}{s} \cdot sinh \frac{s}{c} x_{0} \cdot \frac{1}{T} F_{cmp}]$
Dabei ist der Verschiebungsverstärker 22 in der Nähe des Endpunktes N1 des schwingenden Teils des Hauptseils 8 vorgesehen. Zu diesem Zeitpunkt kann man sich vorstellen, dass ein Wert der Position x₀ , an der der Verschiebungsverstärker 22 vorgesehen ist, ausreichend kleiner ist als ein Wert der Länge L des Schwingungsabschnitts des Hauptseils 8. In diesem Fall wird die Verschiebung V(x₀, s) in der seitlichen Richtung des Hauptseils 8 an einer Position, an der der Verschiebungsverstärker 22 vorgesehen ist, durch den folgenden Ausdruck (6) ausgedrückt. Es ist zu beachten, dassα zur Vereinfachung durchα = (L - x₀ )³ / L³ eingeführt wird.
[Math. 6] $V (x_{0}, s) = {(\frac{L - x_{0}}{L})}^{3} \frac{s^{2} + ω_{x 0}^{2}}{s^{2} + ω_{L}^{2}} [V_{ext} - \frac{x_{0}}{T} F_{cmp}] = α \frac{s^{2} + ω_{x 0}^{2}}{s^{2} + ω_{L}^{2}} [V_{ext} - \frac{x_{0}}{T} F_{cmp}]$
Dabei istω_L die Eigenfrequenz der Grundschwingung des Hauptseils 8, wenn die Länge des Hauptseils 8 L ist.ω_L wird durch den folgenden Ausdruck (7) dargestellt. ω_x0 ist die Eigenfrequenz der Grundschwingung des Hauptseils 8, wenn die Länge des Hauptseils 8 L- x₀ ist.ω_x0 wird durch den folgenden Ausdruck (8) dargestellt.
[Math. 7] $ω_{L} = \frac{π}{L} \sqrt{\frac{T}{ρ}}$

[Math. 8] $ω_{x 0} = \frac{π}{L - x_{0}} \sqrt{\frac{T}{ρ}}$
Dabei wird davon ausgegangen, dass die Schwingungsdämpfungskraft F_cmp des Verschiebungsverstärkers 22 die resultierende Kraft aus einer Komponente der Steifigkeitskraft und einer Komponente der viskosen Kraft ist. Bei der Steifigkeitskraft kann es sich um eine Pseudosteifigkeitskraft handeln, die nicht nur von der Steifigkeit des Materials abgeleitet ist. Bei der viskosen Kraft kann es sich um eine pseudoviskose Kraft handeln, die nicht nur von der Viskosität des Materials abgeleitet ist.
Der Steifigkeitswert der Komponente der Steifigkeitskraft wird als K_p dargestellt. Der Viskositätswert der Komponente der Viskositätskraft wird als D_p dargestellt. Dabei wendet der Verschiebungsverstärker 22 die negative Steifigkeitskraft auf das Hauptseil 8 unter der Kontrolle der Steuereinheit 24 an. Wenn der Verschiebungsverstärker 22 die negative Steifigkeitskraft auf das Hauptseil 8 anwendet, hat der Steifigkeitswert K_p einen negativen Wert. Das heißt, der Verschiebungsverstärker 22 wendet auf das Hauptseil 8 die negative Steifigkeitskraft an, die proportional zum Weg ist, wobei der Steifigkeitswert K_p als negative Wegsteuerungsverstärkung verwendet wird. Der Verschiebungsverstärker 22 wendet außerdem auf das Hauptseil 8 die viskose Kraft an, die proportional zur Verschiebungsgeschwindigkeit ist, wobei der Viskositätswert D_p als Geschwindigkeitsregelverstärkung verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schwingungsdämpfungskraft F_cmp durch den folgenden Ausdruck (9) dargestellt. Darin ist K_p ⁰ bar (Notation einer horizontalen Linie über dem Symbol K_p ⁰) der mit dem Koeffizienten G normierte Steifigkeitswert. D_p ⁰ bar ist der mit dem Koeffizienten G normierte Viskositätswert. Der Koeffizient G ist definiert durch G = T / x₀.
[Math. 9] $F_{cmp} = (K_{p} + D_{p} s) V (x_{0}, s) = G (\bar{K_{p}^{0}} + \bar{D_{p}^{0}} s) V (x_{0}, s)$
Unter Verwendung der Ausdrücke (6) und (9) erhält man ein charakteristisches Polynom D(s), das durch den folgenden Ausdruck (10) dargestellt ist.
[Math. 10] $D (s) = \bar{D_{p}^{0}} a (s^{3} + \frac{(\bar{K_{p}^{0}} a + 1)}{\bar{D_{p}^{0}} a} s^{2} + ω_{x 0}^{2} s + \frac{ω_{L}^{2} + ω_{x 0}^{2} \bar{K_{p}^{0}} a}{\bar{D_{p}^{0}} a})$
Das maximale Dämpfungsverhältnisζ der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21, die die Schwingung durch Anwendung der negativen Steifigkeitskraft unterdrückt, ändert sich durch Anpassung des Viskositätswertes. Das maximale Dämpfungsverhältnisζ wird durch den folgenden Ausdruck (11) als Funktion des K_p ⁰ bar dargestellt, der der normierte negative Steifigkeitswert ist.
[Math. 11] $ζ (\bar{K_{p}^{0}}) = \frac{1}{2} (\sqrt{1 + \frac{ω_{x 0}^{2} - ω_{L}^{2}}{ω_{L}^{2} + a \bar{K_{p}^{0}} ω_{x 0}^{2}}} - 1)$
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung von Ausdruck (11) zeigt.
Das Diagramm in 5 zeigt das maximale Dämpfungsverhältnisζ , wenn das Verhältnis x₀ 0/L zwischen dem Wert der Position x₀ , an der der Verschiebungsverstärker 22 bereitgestellt wird, und dem Wert der Länge L des schwingenden Teils des Hauptseils 8 0,01 beträgt. In 5 zeigt die horizontale Achse die Werte der normierten Wegsteuerungsverstärkung. Der normierte Verlagerungsgewinn ist der mit dem Koeffizienten G normierte Steifigkeitswert K_p ⁰ bar. In 5 zeigt die vertikale Achse die Werte des maximalen Dämpfungsverhältnisses ζ. In 5 ist eine Grenze G1 eine Grenze zwischen zwei linken und rechten Bereichen, geteilt durch den Wert der normierten Verschiebungsregelverstärkung K_p ⁰ bar. Ein Bereich G2 ist ein Bereich auf der linken Seite in Bezug auf die Grenze G1.
In dem Maße, in dem sich die normierte Verschiebungsverstärkung K_p ⁰ bar der Grenze G1 von Null aus nähert, steigt der absolute Wert von K_p ⁰ bar, der ein negativer Wert ist. Zu diesem Zeitpunkt steigt der Wert des maximalen Dämpfungsverhältnissesζ hyperbolisch an. Wenn sich also der Wert der normierten Verlagerungssteuerung K_p ⁰ bar dem Wert der Grenze G1 von der Nullseite her nähert, steigt der Wert des maximalen Dämpfungsverhältnissesζ an. Befindet sich die normierte Verlagerungsverstärkung K_p ⁰ bar dagegen auf der linken Seite der Grenze G1, ist der Wert des maximalen Dämpfungsverhältnissesζ negativ. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verschiebung des Hauptseils 8 durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 instabil. Die Verschiebung des Hauptseils 8 wird instabil, wenn die negative Rückstellkraft durch den Verschiebungsverstärker 22 größer ist als die positive Rückstellkraft, zum Beispiel.
Der Wert der Grenze G1 ist der Wert von K_p ⁰ bar, bei dem das maximale Dämpfungsverhältnisζ in Ausdruck (11) unendlich ist. Der Wert von K_p ⁰ bar zu diesem Zeitpunkt wird als K_p ^asy bar dargestellt. K_p ^asy bar wird durch den folgenden Ausdruck (12) dargestellt.
[Math. 12] $\bar{K_{p}^{asy}} = - \frac{1}{a} \frac{ω_{L}^{2}}{ω_{x 0}^{2}} = - \frac{L}{L - x_{0}}$
Daher wird der Wert der normierten Wegsteuerungsverstärkung K_p ⁰ bar in dem durch die folgende Gleichung (13) dargestellten Bereich eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist die negative Rückstellkraft, die der Verschiebungsverstärker 22 auf das Hauptseil 8 anwendet, kleiner als die positive Rückstellkraft des Hauptseils 8.
[Math. 13] $- \frac{L}{L - x_{0}} < \bar{K_{p}^{0}} < 0$
Der durch den folgenden Ausdruck (14) dargestellte Bereich für die Verschiebungsregelverstärkung K_p ergibt sich durch Multiplikation von Ausdruck (13) mit dem Koeffizienten G.
[Math. 14] $- \frac{T}{x_{0}} \frac{L}{L - x_{0}} < K_{p} < 0$
Wie in Ausdruck (14) angegeben, kann sich der Wert der Grenze der Verschiebungsverstärkung K_p ⁰, bei der die Verschiebung des Hauptseils 8 instabil wird, in Abhängigkeit von der Spannung T und der Position x₀ des Verschiebungsverstärkers 22 ändern. Dabei ändert sich die Spannung T des Hauptseils 8 in Abhängigkeit von der Fahrt der Kabine 9 und dem Ein- und Aussteigen der Benutzer in die bzw. aus der Kabine 9.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 anhand von 6 und 7 beschrieben.
6 und 7 zeigen ein Beispiel für die negative Rückstellkraft der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Ausführungsform 1.
Jedes Diagramm in 6 und 7 zeigt die Größe der negativen Rückstellkraft, die als Schwingungsdämpfungskraft durch den Verschiebungsverstärker 22 unter der Kontrolle der Steuereinheit 24 aufgebracht wird. In jedem Diagramm zeigt die horizontale Achse die Größe der Verschiebung in der seitlichen Richtung des Hauptseils 8 an einer Position, an der der Verschiebungsverstärker 22 vorgesehen ist. Die vertikale Achse gibt in jedem Diagramm die Größe der negativen Rückstellkraft an, die durch den Verschiebungsverstärker 22 auf das Hauptseil 8 ausgeübt wird.
6 zeigt die negative Rückstellkraft für den Fall, dass die Spannung T auf das Hauptseil 8 wirkt. Eine Grenze a in 6 stellt eine Grenze dar, an der die Verschiebung des Hauptseils 8 instabil wird. In der Grafik von 6 stellt der Bereich oberhalb der Grenze a den instabilen Bereich dar. Der instabile Bereich ist ein Bereich, in dem beispielsweise die negative Rückstellkraft größer ist als die positive Rückstellkraft. Die Grenze a bildet eine monoton ansteigende Gerade in Bezug auf die Verschiebung, die durch den folgenden Ausdruck (15) dargestellt ist. Darin wird die Größe der negativen Rückstellkraft als F dargestellt. Die Größe der Verschiebung in der seitlichen Richtung des Hauptseils 8 an der Position x₀ , an der der Verschiebungsverstärker 22 vorgesehen ist, wird als Y dargestellt.
[Math. 15] $F = \frac{T}{x_{0}} \frac{L}{L - x_{0}} Y \approx \frac{T}{x_{0}} Y$
Jede der Geraden b und c in 6 stellt die negative Steifigkeitskraft dar, die die negative Rückstellkraft ist, die von der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aufgebracht wird, wenn der Wert der Verschiebungssteuerungsverstärkung K_p konstant ist. In der Geraden b und der Geraden c sind die jeweiligen Werte der Verschiebungskontrollverstärkung K_p so eingestellt, dass sie voneinander verschieden sind. Der absolute Wert der Wegsteuerungsverstärkung K_p im Fall der Geraden b ist größer als der absolute Wert der Wegsteuerungsverstärkung K_p im Fall der Geraden c. Der Wert der Wegsteuerungsverstärkung K_p im Fall der Geraden b liegt näher an einer unteren Grenze des Ausdrucks (13) als der Wert der Wegsteuerungsverstärkung K_p im Fall der Geraden c. Daher ist die Schwingungsdämpfung im Fall der geraden Linie b höher als die Schwingungsdämpfung im Fall der geraden Linie c. Sowohl die gerade Linie b als auch die gerade Linie c liegen außerhalb des instabilen Bereichs. Daher wird die Verschiebung des Hauptseils 8 durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 nicht instabil.
7 zeigt die negative Steifigkeitskraft in einem Fall, in dem die Spannung T', die sich von der Spannung T in 6 unterscheidet, auf das Hauptseil 8 einwirkt. In diesem Beispiel ist die Spannung T' in 7 geringer als die Spannung T in 6. Eine Grenze a2 in 7 stellt eine Grenze dar, an der die Verschiebung des Hauptseils 8 durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 unter der Spannung T' instabil wird. Wenn die Spannung des Hauptseils 8 verringert wird, wird die positive Rückstellkraft klein. Daher befindet sich die Grenze a2 unterhalb der Grenze a. Zu diesem Zeitpunkt fällt die negative Steifigkeitskraft, die durch die gerade Linie b dargestellt ist, in den instabilen Bereich. Das heißt, wenn eine Änderung der Spannung des Hauptseils 8 nicht berücksichtigt wird, kann die Verschiebung des Hauptseils 8 instabil werden.
Daher bestimmt die Steuereinheit 24 einen Bereich der Größe der negativen Rückstellkraft durch den Verschiebungsverstärker 22 auf der Grundlage eines Bereichs von Änderungen der Spannung des Hauptseils 8. Der Wert der Verschiebungskontrollverstärkung K_p wird auf einen Wert im Bereich des Ausdrucks (14) eingestellt, wenn die Spannung T beispielsweise ein unterer Grenzwert ist. Zu diesem Zeitpunkt unterdrückt die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 die Schwingungen des Hauptseils 8 beispielsweise wie folgt.
Wenn das Hauptseil 8 vibriert, misst die Verschiebungsmesseinheit 23 die Verschiebung in seitlicher Richtung des Hauptseils 8. Die Verschiebungsmesseinheit 23 gibt die gemessene Verschiebung an die Steuereinheit 24 weiter. Die Steuereinheit 24 berechnet den Wert der negativen Steifigkeitskraft, die als Schwingungsdämpfungskraft aufgebracht werden soll, auf der Grundlage des eingestellten Wertes der Wegkontrollverstärkung K_p und der von der Verschiebungsmesseinheit 23 eingegebenen Wegstrecke. Der Betrag der negativen Steifigkeitskraft ist zu diesem Zeitpunkt kleiner als die Untergrenze der positiven Rückstellkraft in Bezug auf die Verschiebung. Dabei ist die Untergrenze der positiven Rückstellkraft entsprechend dem Variationsbereich der Spannung des Hauptseils 8 vorgegeben. Die Steuereinheit 24 gibt einen Sollwert der berechneten negativen Steifigkeitskraft an den Verschiebungsverstärker 22 aus. Der Verschiebungsverstärker 22 wendet die Schwingungsdämpfungskraft auf das Hauptseil 8 an, basierend auf dem von der Steuereinheit 24 eingegebenen Befehlswert.
Die Schwingung des Hauptseils 8 wird durch die vom Verschiebungsverstärker 22 aufgebrachte Schwingungsdämpfungskraft unterdrückt.
Wie oben beschrieben, umfasst die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 gemäß Ausführungsform 1 die erste Verschiebungsmesseinheit, den ersten Verschiebungsverstärker und die Steuereinheit 24. Die erste Verschiebungsmesseinheit misst die Verschiebung in seitlicher Richtung des seilartigen Körpers aufgrund der Schwingung um die Gleichgewichtsposition 20 an der ersten Position P1 in Längsrichtung des seilartigen Körpers des Aufzugs 1. Der erste Verschiebungsverstärker übt auf den seilartigen Körper die negative Rückstellkraft aus, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft, die kleiner ist als die positive Rückstellkraft, auf der Grundlage der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung anzuwenden. Die positive Rückstellkraft ist eine Kraft zur Rückführung des seilartigen Körpers in die Gleichgewichtsposition 20.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 unterdrückt die Schwingung des seilartigen Körpers, indem sie die Verschiebung des seilartigen Körpers mit Hilfe der negativen Rückstellkraft verstärkt, die durch den ersten Verschiebungsverstärker aufgebracht wird. Die Steuereinheit 24 steuert die Größe der negativen Rückstellkraft, die durch den ersten Verschiebungsverstärker aufgebracht wird, um in einen Bereich zu fallen, der kleiner ist als die positive Rückstellkraft, basierend auf der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung. Dadurch ist es möglich, die negative Rückstellkraft, die die Verschiebung des seilartigen Körpers des Aufzugs 1 verstärkt, zu nutzen, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird.
Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner als die Untergrenze der positiven Rückstellkraft ist. Die Untergrenze der positiven Rückstellkraft wird entsprechend dem Bereich der Spannungsschwankungen des seilartigen Körpers vorgegeben.
Auf diese Weise kann die negative Rückstellkraft, die die Verschiebung des seilartigen Körpers des Aufzugs 1 verstärkt, genutzt werden, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird, selbst wenn sich die Spannung des seilartigen Körpers ändert. Die Steuereinheit 24 kann den Verschiebungsverstärker 22 veranlassen, eine nichtlineare negative Rückstellkraft in Bezug auf die Verschiebung anzuwenden.
Es ist zu beachten, dass der Verschiebungsverstärker 22 die Schwingungsdämpfungskraft auf das Hauptseil 8 ohne Kontakt mit dem seilartigen Körper ausüben kann. Es ist nur erforderlich, dass die Schwingungsdämpfungskraft eine variable Kraft ist, die auf der Steuerung der Steuereinheit 24 basiert. Wenn das Hauptseil 8 beispielsweise eine ferromagnetische Eigenschaft hat, kann der Verschiebungsverstärker 22 die Schwingungsdämpfungskraft auf das Hauptseil 8 durch die Magnetkraft eines Elektromagneten mit variabler Magnetfeldstärke oder eines Permanentmagneten, der relativ zum Hauptseil 8 beweglich ist, ausüben.
Es ist zu beachten, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 im oberen Teil des Fahrkorbs 9 angebracht sein kann. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 ist beispielsweise in einem Fahrkorbrahmen untergebracht. Wenn der seilartige Körper beispielsweise um die in der Grube 6 vorgesehene Seilscheibe gewickelt ist, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 in der Grube 6 angeordnet sein. Wenn der Aufzug 1 nicht über einen Maschinenraum 4 verfügt, ist die Zugmaschine 7 beispielsweise im oberen oder unteren Teil des Schachtes 3 untergebracht. In diesem Fall kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 näher an der Zugmaschine 7 als an der Antinode angeordnet sein.
Nachfolgend wird eine Modifikation von Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
8 und 9 sind ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 1.
8 ist eine Abbildung, die eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 in der Draufsicht zeigt. Ein Aktuator 26 eines Verschiebungsverstärkers 22 umfasst eine Kugelumlaufspindel 30, eine Mutter 31 und einen Motor 32. Die Kugelumlaufspindel 30 ist so angeordnet, dass ihre lange Achse einem Hauptseil 8 zugewandt ist. Die Mutter 31 ist um die Kugelumlaufspindel 30 herumgeführt, um durch Drehung um die Längsachse der Kugelumlaufspindel 30 in Richtung der Längsachse der Kugelumlaufspindel 30 beweglich zu sein. Die Mutter 31 ist mit einem Kontaktteil 25 verbunden. Der Motor 32 ist eine Vorrichtung zum Drehantrieb der Kugelumlaufspindel 30. Der Stellantrieb 26 veranlasst den Motor 32, die Kugelumlaufspindel 30 zu drehen, um den Kontaktabschnitt 25 zusammen mit der Mutter 31 zu bewegen. Auf diese Weise übt das Stellglied 26 die schwingungsdämpfende Kraft über den Kontaktabschnitt 25 auf das Hauptseil 8 aus. Die Verschiebungsmesseinheit 23 kann beispielsweise ein Drehgeber sein, der im Motor 32 eingebaut ist.
9 ist eine Darstellung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aus der Richtung parallel zur z-Achse gesehen. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 enthält einen Kraftsensor 33. Der Kraftsensor 33 ist in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Mutter 31 und dem Kontaktabschnitt 25 vorgesehen. Der Kraftsensor 33 ist eine Vorrichtung zum Messen einer Reaktionskraft von einem seilartigen Körper wie dem Hauptseil 8. Der Kraftsensor 33 gibt die gemessene Reaktionskraft an eine Steuereinheit 24 weiter. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 24 die Schwingung des Hauptseils 8 genauer erfassen, auch wenn die Reaktionskraft des Hauptseils 8 aufgrund der Reibung zwischen der Kugelumlaufspindel 30 und der Mutter 31 oder ähnlichem nicht auf den Motor 32 übertragen wird.
Nachfolgend wird eine weitere Modifikation von Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 1.
10 ist eine Darstellung einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 in der Draufsicht. Wenn der Aufzug 1 beispielsweise eine Vielzahl von Hauptseilen 8 umfasst, kann eine Vielzahl von Schwingungsdämpfungsvorrichtungen 21 unabhängig für die jeweiligen Hauptseile 8 vorgesehen werden. Zu diesem Zeitpunkt unterdrückt jede der mehreren Schwingungsdämpfungsvorrichtungen 21 die Schwingung, indem sie die Schwingungsdämpfungskraft auf eines der mehreren Hauptseile 8 anwendet. Wenn es eine Streuung in der Spannung der mehreren Hauptseile 8 gibt, kann eine Streuung der normalen Rückstellkraft zwischen den Hauptseilen 8 auftreten. Auch in diesem Fall kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 die Schwingung effektiver unterdrücken, basierend auf der positiven Rückstellkraft jedes der mehreren Hauptseile 8.
Nachfolgend wird anhand von 11 ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration der Steuereinheit 24 beschrieben.
11 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm eines Hauptteils der Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1.
Jede Funktion der Steuereinheit 24 kann durch eine Verarbeitungsschaltung realisiert werden. Die Verarbeitungsschaltung umfasst mindestens einen Prozessor 24b und mindestens einen Speicher 24c. Die Verarbeitungsschaltung kann zusätzlich zu oder anstelle des Prozessors 24b und des Speichers 24c mindestens eine spezielle Hardware 24a umfassen.
Wenn die Verarbeitungsschaltung den Prozessor 24b und den Speicher 24c umfasst, wird jede Funktion der Steuereinheit 24 durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware realisiert. Mindestens eines von Software und Firmware wird als Programm beschrieben. Das Programm ist in dem Speicher 24c gespeichert. Der Prozessor 24b führt jede Funktion des Steuergeräts 24 aus, indem er das im Speicher 24c gespeicherte Programm liest und ausführt.
Der Prozessor 24b wird auch als zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Verarbeitungseinheit, Recheneinheit, Mikroprozessor, Mikrocomputer oder DSP bezeichnet. Der Speicher 24c ist beispielsweise ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie RAM, ROM, Flash-Speicher, EPROM oder EEPROM.
Wenn die Verarbeitungsschaltung die dedizierte Hardware 24a enthält, wird die Verarbeitungsschaltung beispielsweise durch eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, einen programmierten Prozessor, einen parallel programmierten Prozessor, einen ASIC, einen FPGA oder eine Kombination davon implementiert.
Jede Funktion der Steuereinheit 24 kann jeweils von einer Verarbeitungsschaltung ausgeführt werden. Alternativ kann jede der Funktionen der Steuereinheit 24 gemeinsam durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert werden. Eine weitere Alternative besteht darin, dass einige der Funktionen der Steuereinheit 24 durch die spezielle Hardware 24a und die anderen Funktionen durch Software oder Firmware implementiert werden können. Auf diese Weise implementiert die Verarbeitungsschaltung jede Funktion des Steuergeräts 24 mit Hilfe der Hardware 24a, der Software, der Firmware oder einer Kombination davon.
Ausführungsform 2.
In Ausführungsform 2 werden Punkte, die sich von denen in den in Ausführungsform 1 offenbarten Beispielen unterscheiden, besonders ausführlich beschrieben. Jedes Merkmal der in Ausführungsform 1 offenbarten Beispiele kann für Merkmale übernommen werden, die in Ausführungsform 2 nicht beschrieben sind.
Die Möglichkeit einer Verschlechterung der Schwingungsdämpfungsleistung einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung aufgrund von Spannungsschwankungen eines seilartigen Körpers wird anhand von 12 beschrieben.
12 zeigt ein Beispiel für eine negative Rückstellkraft durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt.
Das Diagramm in 12 zeigt die Größe der negativen Steifigkeitskraft, die die negative Rückstellkraft ist, die als schwingungsdämpfende Kraft auf das Hauptseil 8 durch den Verschiebungsverstärker unter der Kontrolle der Steuereinheit in der gleichen Weise wie in den Diagrammen von 6 und 7 ausgeübt wird. 12 zeigt die negative Steifigkeitskraft in einem Fall, in dem die Spannung T', die sich von der Spannung T in 6 unterscheidet, auf das Hauptseil 8 aufgebracht wird. In diesem Beispiel ist die Spannung T' in 12 höher als die Spannung T in 6. Eine Grenze a3 in 12 stellt eine Grenze dar, an der die Verschiebung des Hauptseils 8 unter der Spannung T' instabil wird. Wenn die Spannung des Hauptseils 8 zunimmt, steigt die positive Rückstellkraft des Hauptseils 8. Daher befindet sich die Grenze a3 oberhalb der Grenze a. Zu diesem Zeitpunkt ist die negative Steifigkeitskraft, die durch die gerade Linie b dargestellt ist, weiter von der Grenze des instabilen Bereichs entfernt. Das heißt, in der Schwingungsdämpfungsvorrichtung, in der die Steuereinheit unabhängig von der Spannung des Hauptseils 8 anspricht, kann sich die Schwingungsdämpfungsleistung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung aufgrund einer Änderung der Spannung des Hauptseils 8 verschlechtern.
Daher ändert die Steuereinheit 24 der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 gemäß Ausführungsform 2 die Reaktion auf die Verschiebung entsprechend der Änderung der Spannung des Hauptseils 8. Die Steuereinheit 24 ändert die negative Steifigkeitskraft, die die negative Rückstellkraft ist, zum Beispiel durch Aktualisierung der Steuerverstärkung. In diesem Fall umfasst die Regelverstärkung eine Verschiebungsregelverstärkung und eine Geschwindigkeitsregelverstärkung.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 beschrieben.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 umfasst eine Spannungserfassungseinheit 34. Die Spannungserfassungseinheit 34 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Spannung des seilartigen Körpers, beispielsweise des Hauptseils 8. Die Spannungserfassungseinheit 34 gibt die erfasste Spannung an eine Steuereinheit 24 aus.
Die Steuereinheit 24 veranlasst einen Verschiebungsverstärker 22, die negative Rückstellkraft auf das Hauptseil 8 in einem Bereich anzuwenden, der kleiner ist als die entsprechend der Spannung ermittelte positive Rückstellkraft, basierend auf dem Spannungseingang von der Spannungserfassungseinheit 34. In diesem Beispiel veranlasst die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22, die negative Steifigkeitskraft als negative Rückstellkraft anzuwenden. Die Steuereinheit 24 umfasst einen Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35, einen Steuereingabebetriebsteil 36 und einen Antriebsteil 37.
Der Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35 ist ein Teil, der so konfiguriert ist, dass er eine Steuerverstärkung aktualisiert, die die Größe der Schwingungsdämpfungskraft entsprechend der Spannung des seilartigen Körpers bestimmt. Der Teil 35 zur Aktualisierung der Steuerverstärkung akzeptiert die Eingabe der Spannung von der Spannungserfassungseinheit 34.
Der Teil 35 zur Aktualisierung der Regelverstärkung aktualisiert eine Regelverstärkung beispielsweise wie folgt.
Wie in den Ausdrücken (12) und (13) angegeben, wird die Leistung der Schwingungsdämpfung verbessert , wenn die normalisierte Regelverstärkung der Verschiebung näher an K_p ^asy bar in dem Bereich liegt, in dem die Verschiebung des seilartigen Körpers nicht instabil wird. Daher aktualisiert der Steuerverstärkungs-Aktualisierungsteil 35 die Steuerverstärkung so, dass die normierte Verschiebungssteuerverstärkung konstant gehalten wird. Die normalisierte Verschiebungssteuerungsverstärkung wird beispielsweise auf der Grundlage der angestrebten Schwingungsdämpfungsleistung bestimmt. Der Index der ZielSchwingungsdämpfungsleistung ist beispielsweise ein Dämpfungsverhältnis. Daher wird die normierte Verlagerungskontrollverstärkung K_p ⁰ bar, die dem Ziel-Dämpfungsverhältnis entspricht, zum Beispiel auf der Grundlage von Formel (11) oder ähnlichem bestimmt. Der Koeffizient G, der die Regelverstärkung normalisiert, schließt die Spannung T ein. Daher wird die Verschiebungssteuerungsverstärkung K_p , wenn die Spannung T auf das Hauptseil 8 angewendet wird, durch den folgenden Ausdruck (16) dargestellt.
[Math. 16] $K_{p} = G \bar{K_{p}^{0}} = \frac{T}{x_{0}} \bar{K_{p}^{0}}$
Die normierte Geschwindigkeitsregelverstärkung D_p ⁰ bar ist durch den folgenden Ausdruck (17) gegeben, so dass die Schwingungsdämpfungsleistung in Bezug auf die eingestellte normierte Verschiebungsregelverstärkung K_p ⁰ bar verbessert wird.
[Math. 17] $\bar{D_{p}^{0}} = \frac{1}{a} \sqrt{\frac{\sqrt{X}}{ω_{x 0}}} \frac{ω_{L}^{2} + a \bar{K_{p}^{0}} ω_{x 0}^{2} + (1 + a \bar{K_{p}^{0}}) \frac{ω_{x 0}}{\sqrt{X}}}{ω_{x 0}^{2} + \frac{ω_{x 0}}{\sqrt{X}}}$
Es ist zu beachten, dass X, das durch den folgenden Ausdruck (18) dargestellt ist, zur Vereinfachung in Ausdruck (17) verwendet wird.
[Math. 18] $X = \frac{a \bar{K_{p}^{0}} + 1}{ω_{L}^{2} + ω_{x 0}^{2} a \bar{K_{p}^{0}}}$
Die normierte Geschwindigkeitsregelverstärkung D_p ⁰ bar hängt nicht von der Spannung T ab. Daher wird der Wert von D_p ⁰ bar entsprechend dem Wert von K_p ⁰ bar bestimmt. Wenn die normierte Regelverstärkung konstant gehalten wird, werden daher die Verschiebungsregelverstärkung K_p ' und die Geschwindigkeitsregelverstärkung D_p ' bei Änderung der Spannung auf T' durch den folgenden Ausdruck (19) dargestellt.
[Math. 19] $K_{p}^{'} = \frac{T'}{x_{0}} {\bar{K}}_{p}^{0}, D_{p}^{'} = \frac{T'}{x_{0}} {\bar{D}}_{p}^{0}$
Der Steuereingabebetriebsteil 36 ist ein Teil, der so konfiguriert ist, dass er einen Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft berechnet, die durch den Verschiebungsverstärker 22 auf den seilartigen Körper ausgeübt wird. Der Steuereingabebetriebsteil 36 akzeptiert die Eingabe der aktualisierten Steuerverstärkung von dem Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35. Der Steuereingabebetriebsteil 36 nimmt die Eingabe der Verschiebung von der Verschiebungsmesseinheit 23 entgegen. Der Steuereingabebetriebsteil 36 berechnet den Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft auf der Grundlage der akzeptierten Eingaben der Steuerverstärkung und der Verschiebung. Der Steuereingabebetriebsteil 36 gibt den berechneten Befehlswert an den Antriebsteil 37 aus.
Der Antriebsteil 37 ist ein Teil, der so konfiguriert ist, dass er ein Befehlssignal der Schwingungsdämpfungskraft erzeugt, das an den Verschiebungsverstärker 22 ausgegeben werden soll. Der Antriebsteil 37 akzeptiert die Eingabe des Befehlswertes vom Steuereingabebetriebsteil 36. Der Antriebsteil 37 erzeugt das an den Verschiebungsverstärker 22 auszugebende Befehlssignal auf der Grundlage des eingegebenen Befehlswerts. Der Antriebsteil 37 gibt das erzeugte Befehlssignal an den Verschiebungsverstärker 22 aus. Der Verschiebungsverstärker 22 wendet die Schwingungsdämpfungskraft auf das Hauptseil 8 an, basierend auf dem vom Antriebsteil 37 eingegebenen Befehlssignal.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Steuereingabebetriebsteils gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
Der Steuereingangsoperationsteil 36 enthält einen arithmetischen Operator 38 für die Wegrückführung, einen arithmetischen Operator 39 für die Geschwindigkeitsrückführung und einen Differentiator 40. Der arithmetische Operator 38 für die Verschiebungsrückkopplung aktualisiert den Wert der Verschiebungssteuerverstärkung durch die Steuerverstärkungseingabe aus dem Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35. Der geschwindigkeitsrückgekoppelte arithmetische Operator 39 aktualisiert den Wert der Geschwindigkeitsregelverstärkung durch die Regelverstärkungseingabe aus dem Regelverstärkungsaktualisierungsteil 35. Die Abweichung vom stationären Zustand in der von der Verschiebungsmesseinheit 23 eingegebenen Verschiebung wird in den arithmetischen Operator 38 für die Wegrückführung eingegeben. Hier ist die Verschiebung im stationären Zustand beispielsweise Null. Der arithmetische Operator 38 für die Verschiebungsrückkopplung berechnet den Befehlswert der negativen Steifigkeitskraft auf der Grundlage der Eingangsabweichung der Verschiebung und der aktualisierten Verschiebungsregelverstärkung. Die Abweichung des von der Verschiebungsmesseinheit 23 eingegebenen Weges vom stationären Zustand wird in den Differenzierer 40 eingegeben. Das Differenzierglied 40 berechnet die Geschwindigkeit der Verschiebung durch Differenzierung der Verschiebung. Der Differenzierer 40 gibt die berechnete Geschwindigkeit der Verschiebung an den arithmetischen Operator 39 für die Geschwindigkeitsrückführung weiter. Der arithmetische Operator 39 für die Geschwindigkeitsrückführung berechnet den Befehlswert der Viskokraft auf der Grundlage der Eingangsgeschwindigkeit der Verschiebung und der aktualisierten Geschwindigkeitsregelverstärkung. Die berechneten Befehlswerte der negativen Steifigkeitskraft und der viskosen Kraft werden als Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft addiert. Der so berechnete Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft wird an den Antriebsteil 37 ausgegeben.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 anhand von 15 beschrieben.
15 ist eine Abbildung, die ein Beispiel für die negative Rückstellkraft der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
Das Diagramm in 15 zeigt die Größe der negativen Steifigkeitskraft, d. h. der negativen Rückstellkraft, die vom Verschiebungsverstärker 22 unter der Kontrolle der Steuereinheit 24 in der gleichen Weise wie im Diagramm von 12 aufgebracht wird. Wenn in 15 die Spannung des Hauptseils 8 von T auf T' ansteigt, ändert sich die instabile Grenze von a auf a3. Zu diesem Zeitpunkt aktualisiert der Steuerverstärkungs-Aktualisierungsteil 35 die Steuerverstärkung entsprechend der Spannung, so dass die normierte Verschiebungssteuerverstärkung konstant gehalten wird. Wenn die Steuerverstärkung nicht aktualisiert wird, reagiert die negative Steifigkeitskraft wie in der geraden Linie b im Diagramm entsprechend der Verschiebung. In der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 von Ausführungsform 2 wird die Regelverstärkung aktualisiert. Daher reagiert die negative Steifigkeitskraft wie in der geraden Linie b3 entsprechend der Verschiebung. Da die Regelverstärkung dynamisch entsprechend der Spannung des Hauptseils 8 aktualisiert wird, wird auf diese Weise verhindert, dass sich die Schwingungsdämpfungsleistung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aufgrund einer Änderung der Spannung des Hauptseils 8 verschlechtert.
In 15 ändert sich die instabile Grenze von a auf a2, wenn die Spannung des Hauptseils 8 niedriger als T ist. Zu diesem Zeitpunkt aktualisiert der Steuerverstärkungs-Aktualisierungsteil 35 die Steuerverstärkung entsprechend der Spannung, so dass die normalisierte Verschiebungssteuerverstärkung konstant gehalten wird, in der gleichen Weise wie wenn die Spannung des Hauptseils 8 zunimmt. Wenn die im Bereich des stabilen Bereichs eingestellte normalisierte Wegsteuerungsverstärkung konstant ist, übersteigt die negative Rückstellkraft durch den Verschiebungsverstärker 22 nicht die positive Rückstellkraft. Da die Regelverstärkung dynamisch entsprechend der Spannung des Hauptseils 8 aktualisiert wird, wird auf diese Weise verhindert, dass die Schwingungsdämpfung durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aufgrund einer Änderung der Spannung des Hauptseils 8 instabil wird.
Nachfolgend wird eine Modifikation von Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 16 beschrieben.
16 ist ein Blockdiagramm, das die Modifikation der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
In diesem Beispiel umfasst der Aufzug 1 eine Lastwiegevorrichtung 41. Die Lastwiegevorrichtung 41 ist eine Vorrichtung zur Messung des Gewichts eines Fahrkorbs 9. Die Lastwiegevorrichtung 41 ist im Fahrkorb 9 angebracht. Das Gewicht des Fahrkorbs 9 variiert beispielsweise in Abhängigkeit vom Ein- und Aussteigen der Fahrgäste. Die Lastwiegeeinrichtung 41 gibt ein Signal nach außen ab, das das gemessene Gewicht repräsentiert.
Hier hängt die Spannung des Hauptseils 8 vom Gewicht des Fahrkorbs 9 ab. Daher ermittelt in diesem Beispiel die Spannungserfassungseinheit 34 die Spannung des Hauptseils 8 auf der Grundlage des Signals, das von der Lastwiegeeinrichtung 41 eingegeben wird.
Nachfolgend wird eine weitere Modifikation von Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
17 ist ein Blockdiagramm, das die Modifikation der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
In diesem Beispiel akzeptiert die Spannungserfassungseinheit 34 die Eingabe der von der Verschiebungsmesseinheit 23 gemessenen Verschiebung. Die Spannungserkennungseinheit 34 erkennt die Spannung des Hauptseils 8 auf der Grundlage der eingegebenen Verschiebung. Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung beispielsweise auf der Grundlage eines physikalischen Modells der Schwingung des Hauptseils 8. Die Spannungserkennungseinheit 34 kann die Spannung beispielsweise mit Hilfe des Verfahrens erkennen, das auf der Identifikationstheorie basiert, die die Parameter des physikalischen Modells identifiziert.
Wie oben beschrieben, umfasst die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 gemäß Ausführungsform 2 die Spannungserfassungseinheit 34. Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner ist als die positive Rückstellkraft, basierend auf der von der Spannungserfassungseinheit 34 erfassten Spannung. Die positive Rückstellkraft wird in Abhängigkeit von der Spannung bestimmt.
Die Steuereinheit 24 steuert die Größe der negativen Rückstellkraft in Abhängigkeit von der Spannung. Auf diese Weise kann die negative Rückstellkraft, die die Verschiebung des seilartigen Körpers des Aufzugs 1 verstärkt, verwendet werden, um zu verhindern, dass die Verschiebung instabil wird, selbst wenn die Spannung des seilartigen Körpers variiert. Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22 veranlassen kann, eine nichtlineare negative Rückstellkraft in Bezug auf die Verschiebung anzuwenden.
Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage des von der Lastwiegeeinrichtung 41 des Aufzugs 1 gemessenen Gewichts.
Die Spannung des Hauptseils 8, das ein Beispiel für den seilartigen Körper ist, variiert in Abhängigkeit vom Gewicht des Fahrkorbs 9. Daher kann die Spannungserfassungseinheit 34 die Spannung des Hauptseils 8 auf der Grundlage einer direkten Messung erfassen. Wenn die Spannung beispielsweise durch die Seilscheibe oder ähnliches auf den seilartigen Körper aufgebracht wird, kann der Aufzug 1 eine Lastwiegevorrichtung zur Messung des Gewichts der Seilscheibe enthalten. In diesem Fall kann die Spannungserfassungseinheit 34 die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage des von der Lastwiegevorrichtung gemessenen Gewichts erfassen.
Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung.
Daher ist für die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 keine zusätzliche Hardware zur Erfassung der Spannung erforderlich.
Die Steuereinheit 24 aktualisiert die Größe der negativen Verschiebungssteuerungsverstärkung auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit 34 erfassten Spannung. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, als negative Rückstellkraft die negative Steifigkeitskraft auf der Grundlage der negativen Verschiebungsregelverstärkung und der Verschiebung anzuwenden.
So kann die Steuereinheit 24 die Größe der negativen Rückstellkraft in Abhängigkeit von der Spannung steuern, ohne dass komplizierte Berechnungen erforderlich sind.
Zusätzlich veranlasst die Steuereinheit 24 den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Steifigkeitskraft auf der Grundlage der aus der Gleichung (16) erhaltenen Verschiebungskontrollverstärkung K_p durch die normierte Verschiebungskontrollverstärkung K_p ⁰ bar anzuwenden, die die Ungleichung (13) erfüllt. Man beachte, dass in den Ausdrücken (13) und (16) der Abstand vom Schwingungsknoten zu einer Position, an der der erste Verschiebungsverstärker angeordnet ist, als x₀ dargestellt ist. Die Länge des schwingenden Teils des seilartigen Körpers wird als L dargestellt. Die Spannung des seilartigen Körpers wird als T dargestellt.
Auf diese Weise kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 eine instabile Verschiebung des seilartigen Körpers unterdrücken, selbst wenn die Spannung schwankt. Selbst wenn die Spannung schwankt, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 die eingestellte Schwingungsdämpfungsleistung beibehalten.
Die Steuereinheit 24 erfasst die Geschwindigkeit der Verschiebung auf der Grundlage der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung. Die Steuereinheit 24 aktualisiert die Größe der Geschwindigkeitsregelverstärkung auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit 34 erfassten Spannung. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, auf der Grundlage der Geschwindigkeitsregelverstärkung und der Geschwindigkeit die viskose Kraft in seitlicher Richtung auf den seilartigen Körper anzuwenden.
Selbst wenn die Spannung variiert, wird die viskose Kraft entsprechend der variierenden Spannung aktualisiert. Somit wird die Schwingung durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 effektiver unterdrückt.
Beachten Sie, dass die Verstärkung der Geschwindigkeitsregelung ein fester Wert sein kann. Die schwingungsdämpfende Kraft enthält nicht unbedingt die Komponente der viskosen Kraft.
Ausführungsform 3.
In Ausführungsform 3 werden Punkte, die sich von denen in den in Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2 offenbarten Beispielen unterscheiden, besonders ausführlich beschrieben. Jedes Merkmal der in Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2 offenbarten Beispiele kann für Merkmale übernommen werden, die in Ausführungsform 3 nicht beschrieben sind.
18 ist ein Konfigurationsdiagramm der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 ändert die Reaktion auf die Verschiebung des seilartigen Körpers, indem sie die Verschiebungsmesseinheit 23 und den Verschiebungsverstärker 22 in der Längsrichtung des seilartigen Körpers entsprechend der Spannung des seilartigen Körpers bewegt. Zu diesem Zeitpunkt aktualisiert die Steuereinheit 24 nicht unbedingt die Regelverstärkung.
18 ist eine Darstellung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 aus der Richtung parallel zur z-Achse gesehen. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 umfasst einen beweglichen Mechanismus 42. Der bewegliche Mechanismus 42 ist ein Mechanismus zum Bewegen der Positionen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 entlang der Längsrichtung des seilartigen Körpers, wie beispielsweise des Hauptseils 8. Beispiele für den beweglichen Mechanismus 42 sind ein beweglicher Tisch, auf dem die Verschiebungsmesseinheit 23 und der Verschiebungsverstärker 22 angeordnet sind. Der bewegliche Mechanismus 42 bewegt die Verschiebungsmesseinheit 23 und den Verschiebungsverstärker 22, während die relative Positionsbeziehung in der seitlichen Richtung zwischen der Verschiebungsmesseinheit 23, dem Verschiebungsverstärker 22 und dem Hauptseil 8 beibehalten wird, zum Beispiel.
Die Steuereinheit 24 veranlasst den beweglichen Mechanismus 42, die Positionen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Wegmessverstärkers 22 auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit 34 erfassten Spannung zu bewegen. Wenn sich beispielsweise die Spannung des Hauptseils 8 von T auf T' ändert, bewegt die Steuereinheit 24 die Positionen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Wegmessverstärkers 22 von x₀ auf x₀ ' nach dem folgenden Ausdruck (20).
[Math. 20] $x_{0}^{'} = x_{0} \frac{T'}{T}$
Auf diese Weise wird die normierte Verschiebungsregelverstärkung K_p ⁰ bar unabhängig von der Aktualisierung der Verschiebungsregelverstärkung K_p konstant gehalten, selbst wenn sich die Spannung des seilartigen Körpers ändert. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 kann eine instabile Verschiebung des seilartigen Körpers unterdrücken, selbst wenn sich die Spannung ändert. Selbst wenn sich die Spannung ändert, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 die eingestellte Schwingungsdämpfungsleistung beibehalten.
Es ist zu beachten, dass der bewegliche Mechanismus 42 die Positionen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 in Längsrichtung zwischen den Positionen einer Vielzahl von diskreten Stufen verschieben kann. Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuereinheit 24 die Steuerverstärkung so aktualisieren, dass die normierte Verschiebungssteuerverstärkung K_p ⁰ bar konstant gehalten wird, beispielsweise entsprechend den Stufen der Positionen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22.
Nachfolgend wird eine Modifikation von Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Modifikation von Ausführungsform 3.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 umfasst zwei Sätze der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22. Die beiden Sätze der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 sind beispielsweise gleich aufgebaut. Ein Satz der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 ist in einer ersten Position P1 in Längsrichtung des Hauptseils 8 angeordnet. Der andere Satz der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 ist an einer zweiten Position P2 in Längsrichtung des Hauptseils 8 angeordnet. Die zweite Position P2 ist eine von der ersten Position P1 abweichende Position in Längsrichtung des seilartigen Körpers, beispielsweise des Hauptseils 8. In diesem Beispiel ist die zweite Position P2 eine Position, die näher am Knoten liegt als die erste Position P1. Eine Verschiebungsmesseinheit 23a und ein Verschiebungsverstärker 22a, die an der ersten Position P1 angeordnet sind, sind Beispiele für die erste Verschiebungsmesseinheit bzw. den ersten Verschiebungsverstärker. Eine Verschiebungsmesseinheit 23b und ein Verschiebungsverstärker 22b, die an der zweiten Position P2 angeordnet sind, sind Beispiele für die zweite Verschiebungsmesseinheit bzw. den zweiten Verschiebungsverstärker.
Die Steuereinheit 24 wählt auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit 34 erfassten Spannung entweder den ersten oder den zweiten Verschiebungsverstärker aus. Die Steuereinheit 24 wählt den Verschiebungsverstärker 22 aus, der an einer Position angeordnet ist, die näher an x₀ ' liegt, die beispielsweise durch den Ausdruck (20) berechnet wurde. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ausgewählten Verschiebungsverstärker 22, die negative Rückstellkraft auf den seilartigen Körper wie das Hauptseil 8 anzuwenden. Auf diese Weise bewegt die Steuereinheit 24 effektiv die Positionen in der Längsrichtung der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 zwischen den Positionen einer Vielzahl von diskreten Stufen.
Die zweite Position P2 kann jedoch näher an der Antinode liegen als an der ersten Position P1.
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 kann drei oder mehr Sätze der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 enthalten. Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuereinheit 24 einen Satz oder zwei oder mehr Sätze aus einer Vielzahl von Sätzen der Verschiebungsmesseinheit 23 und des Verschiebungsverstärkers 22 auswählen.
Ausführungsform 4.
In Ausführungsform 4 werden Punkte, die sich von denen der in Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 3 offenbarten Beispiele unterscheiden, besonders ausführlich beschrieben. Jedes Merkmal der Beispiele, die in jeder der Ausführungsformen 1 bis 3 offenbart sind, kann für Merkmale übernommen werden, die in Ausführungsform 4 nicht beschrieben sind.
Das Prinzip eines Verfahrens zur Erfassung der Spannung durch eine Spannungserfassungseinheit 34 einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben.
20 ist ein schematisches Diagramm, das den Zustand eines Hauptseils veranschaulicht, wenn die Spannung durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 erfasst wird.
20 zeigt, dass sich das Hauptseil 8 in einem Zustand befindet, in dem eine konstante Offsetkraft F_add aus der seitlichen Richtung aufgebracht wird, wenn kein Gebäudeschwanken auftritt.
Da kein Gebäudeschwanken auftritt, wird die Kraftbilanz in seitlicher Richtung durch den folgenden Ausdruck (21) dargestellt. Hier wird die Spannung des Hauptseils 8 im stationären Zustand erfasst, in dem kein Gebäudeschwanken auftritt. Daher wird die Verschiebung des Hauptseils 8 durch die Funktion v(·) der Position in Längsrichtung des Hauptseils 8 dargestellt.
[Math. 21] $F_{add} = T \frac{ν (x_{0})}{x_{0}} + T \frac{ν (x_{0})}{L - x_{0}} = T ν (x_{0}) \frac{L}{x_{0} (L - x_{0})}$
Die Spannung T ergibt sich aus dem folgenden Ausdruck (22) durch Umformung von Ausdruck (21). Das heißt, die Spannungserfassungsvorrichtung erfasst die Spannung T des Hauptseils 8 auf der Grundlage der Verschiebung v(x₀) des Hauptseils 8 an der Position x₀, wenn die konstante Offsetkraft F_add aufgebracht wird.
[Math. 22] $T = \frac{x_{0} (L - x_{0})}{L} \frac{F_{add}}{ν (x_{0})}$
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 unter Bezugnahme auf 21 beschrieben.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
Die Steuereinheit 24 enthält einen Offset-Signalausgangsteil 43. Der Offset-Signalausgabeteil 43 addiert den Offset-Wert F_add zu dem Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft. Der Offset-Signalausgabeteil 43 gibt auch den zum Befehlswert der Schwingungsdämpfungskraft addierten Offset-Wert F_add an die Spannungserfassungseinheit 34 aus.
Die Spannungserfassungseinheit 34 akzeptiert eine Eingabe des Offset-Wertes vom Offset-Signal-Ausgangsteil 43. Die Spannungserfassungseinheit 34 akzeptiert die Eingabe der von der Verschiebungsmesseinheit 23 gemessenen Verschiebung.
Nachfolgend wird anhand von 22 ein Beispiel für die Erfassung der Spannung durch die Spannungserfassungseinheit 34 beschrieben.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Spannungserfassungseinheit gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
Die Spannungsdetektionseinheit 34 umfasst einen Tiefpassfilter 44, einen Multiplizierer 45 und den Spannungsarithmetikoperator 46. Der Tiefpassfilter 44 ist ein Filter zum Extrahieren eines Frequenzkomponentensignals mit langsamer zeitlicher Veränderung. Der Bereich der durch das Tiefpassfilter 44 extrahierten Frequenz wird innerhalb eines Bereichs festgelegt, in dem die Gleichstromkomponente des Eingangssignals extrahiert werden kann. Der arithmetische Spannungsoperator 46 speichert die Position x₀ , an der sich die Verschiebungsmesseinheit 23 befindet, und den Koeffizienten x₀ (L - x₀ ) / L entsprechend der Länge L des schwingenden Teils des Hauptseils 8.
Wenn die Spannung des Hauptseils 8 erkannt wird, gibt der Offset-Signalausgangsteil 43 einen Offset-Wert aus. Der Verschiebungsverstärker 22 übt die Verschiebungskraft F_add aus der seitlichen Richtung auf das Hauptseil 8 aus, basierend auf dem eingegebenen Verschiebungswert. Die Verschiebungsmesseinheit 23 misst die Verschiebung des Hauptseils 8 aufgrund der Offsetkraft F_add . Die Verschiebung des Hauptseils 8 aufgrund der Offsetkraft F_add entspricht beispielsweise der Gleichstromkomponente der Verschiebung des Hauptseils 8.
Die Spannungserkennungseinheit 34 akzeptiert die Eingabe der von der Verschiebungsmesseinheit 23 gemessenen Verschiebung. In diesem Beispiel nimmt die Spannungserkennungseinheit 34 den Kehrwert der Verschiebung v(x₀, t) als Vorverarbeitung des Tiefpassfilters 44. Der Tiefpassfilter 44 akzeptiert einen Eingang des Signals der Inversen der Verschiebung. Der Tiefpassfilter 44 extrahiert die Gleichstromkomponente des Eingangssignals. Der Tiefpassfilter 44 gibt die extrahierte Gleichstromkomponente an den Multiplizierer 45 aus. Der Multiplizierer 45 multipliziert den Offset-Wert F_add mit der Gleichstromkomponente des Eingangssignals aus dem Tiefpassfilter 44. Der Multiplizierer 45 gibt den multiplizierten Wert an den Spannungsarithmetikoperator 46 aus. Der Spannungsarithmetik-Operator 46 erhält den Wert der Spannung T auf der Grundlage von Ausdruck (22) durch Multiplikation des gespeicherten Koeffizienten x₀ (L - x₀ ) / L mit dem vom Multiplizierer 45 eingegebenen Wert. Der arithmetische Spannungsoperator 46 gibt den erhaltenen Wert der Spannung T an die Steuereinheit 24 aus.
Nachfolgend wird anhand von 23 ein Beispiel für die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 beschrieben.
23 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
In Schritt S1 beurteilt die Steuereinheit 24 auf der Grundlage des Steuersignals, das sie beispielsweise von der Steuertafel 17 erhält, ob der Fahrkorb 9 angehalten ist. Wenn das Beurteilungsergebnis Ja ist, geht der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 zu Schritt S2 über. Wenn das Beurteilungsergebnis Nein ist, geht der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 zu Schritt S4 über.
In Schritt S2 erfasst die Spannungserfassungseinheit 34 die Spannung des seilartigen Körpers. Dann wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S3 fortgesetzt.
In Schritt S3 aktualisiert der Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35 der Steuereinheit 24 die Steuerverstärkung auf der Grundlage der erfassten Spannung. Dann wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S6 fortgesetzt.
In Schritt S4 beurteilt die Steuereinheit 24 auf der Grundlage des Erfassungssignals, das sie beispielsweise vom Gebäudeschwingungsdetektor 18 erhält, ob die Gebäudeschwingung größer als der voreingestellte Schwellenwert ist. Wenn das Beurteilungsergebnis Nein ist, geht der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 zu Schritt S5 über. Wenn das Beurteilungsergebnis Ja ist, wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S6 fortgesetzt.
In Schritt S5 beurteilt die Steuereinheit 24, ob der seilartige Körper eine Resonanzbedingung mit der Gebäudeschwingung erfüllt. Die Resonanzbedingung ist zum Beispiel eine Bedingung, bei der die Frequenz der Gebäudeschwingung mit der Eigenfrequenz des seilartigen Körpers übereinstimmt. Alternativ kann die Resonanzbedingung beispielsweise so aussehen, dass die Differenz zwischen der Frequenz des Gebäudeschwingens und der Eigenfrequenz des seilartigen Körpers in einen vorgegebenen Frequenzbereich fällt, der beispielsweise auf dem Messfehler oder dem Sicherheitsfaktor basiert. Wenn das Beurteilungsergebnis Ja lautet, wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S6 fortgesetzt. Wenn das Beurteilungsergebnis Nein ist, geht der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 zu Schritt S7 über.
In Schritt S6 aktiviert die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22. Das heißt, die Steuereinheit 24 veranlasst den Verschiebungsverstärker 22, die Schwingungsdämpfungskraft auf den seilartigen Körper anzuwenden. Beachten Sie, dass die Steuereinheit 24, wenn die Steuerverstärkung nicht durch den Steuerverstärkungsaktualisierungsteil 35 aktualisiert wird, den Verschiebungsverstärker 22 veranlassen kann, die Schwingungsdämpfungskraft auf der Grundlage der zuletzt aktualisierten Steuerverstärkung anzuwenden. Alternativ kann die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22 veranlassen, die Schwingungsdämpfungskraft auf der Grundlage der voreingestellten Steuerverstärkung anzuwenden. Dann wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S1 fortgesetzt.
Im Schritt S7 stoppt die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verschiebung in seitlicher Richtung des seilartigen Körpers nicht durch den Verschiebungsverstärker 22 verstärkt. Dann wird der Betrieb der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 mit Schritt S1 fortgesetzt.
Wie oben beschrieben, veranlasst die Steuereinheit 24 der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 gemäß Ausführungsform 4 den ersten Verschiebungsverstärker, die konstante Offsetkraft in seitlicher Richtung auf den seilartigen Körper anzuwenden. Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage der Verschiebung des seilartigen Körpers aufgrund der Versatzkraft.
Daher kann die Steuereinheit 21 die Spannung des Hauptseils 8 auf der Grundlage der Messung ermitteln, ohne dass neue Hardware zur Ermittlung der Spannung hinzugefügt werden muss.
Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers, wenn die Kabine 9 des Aufzugs 1 steht. Die Spannungserfassungseinheit 34 erfasst die Spannung des seilartigen Körpers nicht, während die Kabine 9 des Aufzugs 1 fährt.
Die Spannung des seilartigen Körpers, beispielsweise des Hauptseils 8, variiert je nach den Betriebsbedingungen des Aufzugs 1, beispielsweise dem Gewicht der Kabine 9. Das Gewicht der Kabine 9, das ein Beispiel für die Betriebsbedingungen ist, variiert in Abhängigkeit vom Einsteigen und Aussteigen der Fahrgäste oder ähnlichem. Die Fahrgäste steigen in den Fahrkorb 9 ein und verlassen ihn, wenn der Fahrkorb 9 angehalten ist. Daher erfasst die Spannungserfassungseinheit 34 die Spannung zu dem Zeitpunkt, zu dem sich ein Spannungszustand des seilartigen Körpers leicht ändert. Die Spannungserfassungseinheit 34 arbeitet nicht, wenn die Notwendigkeit gering ist. Dies führt zu einer Einsparung von Ressourcen für arithmetische Operationen in dem Aufzug 1.
Die Steuereinheit 24 aktualisiert die Größe der Verschiebungssteuerungsverstärkung, wenn der Fahrkorb 9 des Aufzugs 1 stillsteht. Während der Fahrt der Kabine 9 des Aufzugs 1 aktualisiert die Steuereinheit 24 die Größe der Verschiebungsregelverstärkung nicht.
Dadurch kann verhindert werden, dass der Fahrbetrieb der Kabine 9 aufgrund von Schwankungen der Regelverstärkung instabil wird. Außerdem kann dadurch verhindert werden, dass durch das Umschalten des Wertes der Regelverstärkung ein Rattern auftritt.
Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn der Fahrkorb 9 des Aufzugs 1 stillsteht. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker nicht, die negative Rückstellkraft anzuwenden, während die Kabine 9 des Aufzugs 1 fährt.
Der seilartige Körper, beispielsweise das Hauptseil 8, wird durch die Schwingungen des Gebäudes leicht in Mitleidenschaft gezogen, wenn der Fahrkorb 9 angehalten ist. Daher betreibt die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22 zu dem Zeitpunkt, zu dem der seilartige Körper leicht und stark vibriert. Der Verschiebungsverstärker 22 arbeitet nicht, wenn die Notwendigkeit gering ist. Dadurch kann der Energieverbrauch, der durch die Standby-Leistung des Verschiebungsverstärkers 22 verursacht wird, unterdrückt werden.
Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn die Gebäudeschwankung größer als der vorgegebene Schwellenwert ist. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker nicht, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn die Gebäudeschwankung nicht größer als der Schwellenwert ist.
Die Steuereinheit 24 schaltet den Verschiebungsverstärker 22 zu dem Zeitpunkt ein, zu dem er durch die Schwingungen des Gebäudes beeinflusst wird. Der Verschiebungsverstärker 22 arbeitet nicht, wenn die Notwendigkeit gering ist. Dadurch kann der Energieverbrauch, der durch die Standby-Leistung des Verschiebungsverstärkers 22 verursacht wird, unterdrückt werden.
Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn der seilartige Körper die Resonanzbedingung mit dem Gebäudeschwanken erfüllt. Die Steuereinheit 24 veranlasst den ersten Verschiebungsverstärker nicht, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn der seilartige Körper die Resonanzbedingung nicht erfüllt.
Die Steuereinheit 24 schaltet den Verschiebungsverstärker 22 zu dem Zeitpunkt ein, zu dem das Resonanzphänomen aufgrund des Schwankens des Gebäudes auftritt. Der Verschiebungsverstärker 22 arbeitet nicht, wenn die Notwendigkeit gering ist. Dadurch kann der Energieverbrauch, der durch die Standby-Leistung des Verschiebungsverstärkers 22 verursacht wird, unterdrückt werden.
Die Steuereinheit 24 kann jedoch die Beurteilung des Anhaltens des Fahrkorbs 9, die Beurteilung des Auftretens der Gebäudeschwankung und die Beurteilung des Resonanzzustands ganz oder teilweise auslassen. Wenn zum Beispiel alle Beurteilungen weggelassen werden, kann die Steuereinheit 24 den Verschiebungsverstärker 22 ständig betreiben. Wenn der Verschiebungsverstärker 22 ständig in Betrieb ist, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 auf unerwartet aufgetretene große Gebäudeschwingungen reagieren. Da die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 ständig in Betrieb ist, wird verhindert, dass die in der Anfangsphase der Schwingungsdämpfung erforderliche Kraft aufgrund einer Verzögerung der Schwingungsdämpfung zu groß wird. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 benötigt keine Informationen über die Gebäudeschwankung, die Informationen über den Fahrzustand des Fahrkorbs 9 und dergleichen. Dadurch wird ein erhöhter Verdrahtungs- oder Kommunikationsaufwand zwischen der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 21 und dem Bedienfeld 17 vermieden.
Der Vorgang des Umschaltens des Betriebs des Verschiebungsverstärkers 22 für einige oder alle der Beurteilungen des Anhaltens des Fahrkorbs 9, der Beurteilung des Auftretens der Gebäudeschwankung und der Beurteilung des Resonanzzustands kann auf jede der Schwingungsdämpfungsvorrichtungen 21 gemäß den Ausführungsformen 1 bis 3 angewandt werden. Die Vorgänge des Erfassens der Spannung oder des Aktualisierens der Regelverstärkung gemäß der Beurteilung des Anhaltens des Fahrkorbs 9 können auf jede der Schwingungsdämpfungsvorrichtungen 21 gemäß den Ausführungsformen 2 oder 3 angewandt werden.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei einem Aufzug eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Aufzug
2: Gebäude
3: Schacht
4: Maschinenraum
5: Seilkanal
6: Grube
7: Zugmaschine
8: Hauptseil
9: Kabine
10: Gegengewicht
11: Ausgleichsseil
12: Zugscheibe
13: Begrenzer
14: Begrenzerseil
15: Begrenzerseilspannrolle
16: Fahrkabel
17: Bedienfeld
18: Gebäudeschwingungsdetektor
19: Gebäudeschwingung
20: Gleichgewichtslage
21: Schwingungsdämpfungsvorrichtung
22,22a,22b: Verschiebungsverstärker
23,23a,23b: Verschiebungsmesseinheit
24: Steuereinheit
25: Kontaktteil
26: Stellmotor
27: Roller
28: Stator
29: Verschiebungseinheit
30: Kugelumlaufspindel
31: Mutter
32: Motor
33: Kraftsensor
34: Zugkraftmessgerät
35: Regelverstärkung-Aktualisierungsteil
36: Steuereingang-Betriebsteil
37: Antriebsteil
38: Verschiebungsfeedback-Arithmetik-Operator
39: Geschwindigkeitsfeedback-Arithmetik-Operator
40: Differenzierungseinheit
41: Lastwiegeeinrichtung
42: beweglicher Mechanismus
43: Offsetsignalausgangsteil
44: Tiefpassfilter
45: Multiplikator
46: Spannung- Arithmetik-Operator
24a: Hardware
24b: Prozessor
24c: Speicher
P1: erste Position
P2: zweiter Position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H326682 A [0002]

Claims

Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen seilartigen Körper eines Aufzugs, umfassend: eine erste Verschiebungsmesseinheit zum Messen einer Verschiebung in einer seitlichen Richtung des seilartigen Körpers aufgrund einer Schwingung um eine Gleichgewichtsposition an einer ersten Position in einer Längsrichtung des seilartigen Körpers des Aufzugs; einen ersten Verschiebungsverstärker, um auf den seilartigen Körper eine negative Rückstellkraft anzuwenden, die die Verschiebung des seilartigen Körpers verstärkt; und eine Steuereinheit, um den ersten Verschiebungsverstärker zu veranlassen, eine negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner ist als eine positive Rückstellkraft, um den seilartigen Körper in die Gleichgewichtsposition zurückzubringen, basierend auf der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner als eine untere Grenze der positiven Rückstellkraft ist, die entsprechend einem Bereich von Spannungsänderungen des seilartigen Körpers vorgegeben ist.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Spannungserfassungseinheit zur Erfassung der Spannung des seilartigen Körpers, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner als die gemäß der Spannung bestimmte positive Rückstellkraft ist, basierend auf der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 3, wobei die Spannungserfassungseinheit die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage eines von einer Lastwiegevorrichtung des Aufzugs gemessenen Gewichts erfasst.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 3, wobei die Spannungserfassungseinheit die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung erfasst.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, eine konstante Offsetkraft in einer seitlichen Richtung auf den seilartigen Körper anzuwenden, und die Spannungserfassungseinheit die Spannung des seilartigen Körpers auf der Grundlage der Verschiebung des seilartigen Körpers aufgrund der Offsetkraft erfasst.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Spannungserfassungseinheit die Spannung des seilartigen Körpers erfasst, wenn eine Kabine des Aufzugs angehalten ist, und die Spannung des seilartigen Körpers nicht erfasst, während die Kabine des Aufzugs fährt.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Steuereinheit eine Größe einer negativen Verschiebungssteuerungsverstärkung auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung aktualisiert und den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, als die negative Rückstellkraft eine negative Steifigkeitskraft auf der Grundlage der negativen Verschiebungssteuerungsverstärkung und der Verschiebung anzuwenden.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker dazu veranlasst, die negative Steifigkeitskraft auf der Grundlage der aus der folgenden Gleichung erhaltenen Verschiebungssteuerungsverstärkung K_p anzuwenden $K_{p} = \frac{T}{x_{0}} \bar{K_{p}^{0}},$
wobei die Spannung des seilartigen Körpers als T dargestellt ist, durch eine normierte Verschiebungssteuerungsverstärkung K_p ⁰ bar, die folgende Ungleichung erfüllt $- \frac{L}{L - x_{0}} < \bar{K_{p}^{0}} < 0,$
wobei ein Abstand von einem Knotenpunkt der Schwingung zu einer Position, an der der erste Verschiebungsverstärker angeordnet ist, als x₀ dargestellt ist, und eine Länge eines Schwingungsabschnitts des seilartigen Körpers als L dargestellt ist.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuereinheit die Größe der Verschiebungssteuerungsverstärkung aktualisiert, wenn eine Kabine des Aufzugs angehalten ist, und die Größe der Verschiebungssteuerungsverstärkung nicht aktualisiert, während die Kabine des Aufzugs läuft.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuereinheit eine Geschwindigkeit der Verschiebung auf der Grundlage der von der ersten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung erfasst, eine Größe einer Geschwindigkeitsregelverstärkung auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung aktualisiert und den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, auf der Grundlage der Geschwindigkeitsregelverstärkung und der Geschwindigkeit eine viskose Kraft in einer seitlichen Richtung auf den seilartigen Körper anzuwenden.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner umfassend: einen beweglichen Mechanismus zum Verschieben von Positionen der ersten Verschiebungsmesseinheit und des ersten Verschiebungsverstärkers in einer Längsrichtung des seilartigen Körpers, wobei die Steuereinheit den beweglichen Mechanismus dazu veranlasst, die Positionen der ersten Verschiebungsmesseinheit und des ersten Verschiebungsverstärkers basierend auf der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung zu verschieben.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn eine Kabine des Aufzugs angehalten ist, und den ersten Verschiebungsverstärker nicht veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, während die Kabine des Aufzugs fährt.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker dazu veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn eine Gebäudeschwingung auftritt, die größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist, und den ersten Verschiebungsverstärker nicht dazu veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn die Gebäudeschwingung nicht auftritt, die größer als der Schwellenwert ist.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuereinheit den ersten Verschiebungsverstärker dazu veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn der seilartige Körper eine Resonanzbedingung mit der Gebäudeschwingung erfüllt, und den ersten Verschiebungsverstärker nicht dazu veranlasst, die negative Rückstellkraft anzuwenden, wenn der seilartige Körper die Resonanzbedingung nicht erfüllt.
Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den seilartigen Körper des Aufzugs nach einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner umfassend: eine zweite Verschiebungsmesseinheit zum Messen einer Verschiebung in einer seitlichen Richtung des seilartigen Körpers aufgrund einer Schwingung an einer zweiten Position, die sich von der ersten Position in einer Längsrichtung des seilartigen Körpers unterscheidet; und einen zweiten Verschiebungsverstärker, um auf den seilartigen Körper eine negative Rückstellkraft anzuwenden, die kleiner als die positive Rückstellkraft ist und die Verschiebung des seilartigen Körpers unter Steuerung der Steuereinheit auf der Grundlage der von der zweiten Verschiebungsmesseinheit gemessenen Verschiebung verstärkt, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage der von der Spannungserfassungseinheit erfassten Spannung entweder den ersten oder den zweiten Verschiebungsverstärker auswählt, um zu veranlassen, dass der ausgewählte Verschiebungsverstärker die negative Rückstellkraft auf den seilartigen Körper anwendet.