JP2004345747A

JP2004345747A - エレベータの制御装置及びその制御装置を用いたエレベータ

Info

Publication number: JP2004345747A
Application number: JP2003141369A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fukuda; 正博福田; Tomohito Yamazaki; 智史山崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】エレベータに生ずる振動を抑制し、滑らかな制御を行うエレベータの制御装置を提供する。
【解決手段】かご１０と、釣り合いおもり１２と、かご１０及び釣り合いおもり１２を吊る巻上機１６とを備えるエレベータの駆動制御を行うエレベータの制御装置であって、エレベータの回生方向運転時において、かご１０の重量と、釣り合いおもり１２の重量と、巻上機１６によって一定の値として決定される係数とに基づいて算出される理想的なトルク補償信号Ｔ_ｃ１の値と異なる実際のトルク補償信号Ｔ_ｃ２の値を用いてエレベータの駆動トルクを制御するエレベータの制御装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータに生ずる振動を抑制し、滑らかな制御を行うエレベータの制御装置及びその制御装置を用いたエレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータは、図５に示すように、人や荷物等が載せられるかご１０と釣り合いおもり１２とをメインロープ１４で繋ぎ、メインロープ１４が巻き掛けられた巻上機１６をモータ１８で回転駆動させることによって駆動させられる。モータ１８は、モータ１８へ電量を供給する電力変換器２０によって作動させられる。
【０００３】
また、エレベータには、起動時において昇降部に生ずる振動を防ぐために制御装置が備えられている。エレベータの制御装置は、モータ１８と電力変換器２０との間に設けられモータ１８へ供給されるモータ電流を検出して電流信号Ｓ１として出力する電流検出器２２、モータ１８の軸に設けられエレベータの実際の速度を検出して帰還速度信号Ｓ２として出力する速度検出器２４及びエレベータの速度を指定する速度指定信号Ｓ３を出力する速度指令発生部２６を有する。
【０００４】
一方、かご１０には、かご１０内の負荷、例えば乗客の重さ等を検出して負荷信号Ｌとして出力する負荷検出器２８が設けられる。負荷検出器２８から出力された負荷信号Ｌ１は負荷補償器３０へ入力される。負荷補償器３０は、負荷信号Ｌ１を受けて、かご１０の負荷と釣り合いおもり１２とのアンバランス荷重を算出してトルク補償信号Ｔ_ｃ１として出力する。
【０００５】
速度制御部３２は、帰還速度信号Ｓ２及び速度指定信号Ｓ３を受け、これらの信号に基づいてトルク指令信号Ｔ１を出力する。トルク制御部３４は、トルク指令信号Ｔ１、電流信号Ｓ１、帰還速度信号Ｓ２及びトルク補償信号Ｔ_ｃ１を受けて、これらの信号に基づいて補償されたトルク指令信号Ｔ２を出力する。トルク指令信号Ｔ２は電力変換器２０へ入力される。電力変換器２０は、トルク指令信号Ｔ２を受けて、モータ１８を作動させるモータ電流を変化させる。これによって、エレベータの制御が行われる（例えば、特開平５−３３０７４７号公報等）。
【０００６】
かご１０に乗客が搭乗すると、負荷検出器２８によってかご１０の負荷の変化が検出され、負荷補償器３０によってトルク補償信号Ｔ_ｃ１が演算される。このトルク補償信号Ｔ_ｃ１は、かご１０と釣り合いおもり１２との間のアンバランスな荷重を釣り合わせるためのモータトルクに対応するものであり、かごの重量及び釣り合いおもりの重量との差であるアンバランス負荷に基づいて数式（１）及び（２）によって演算されている。
【０００７】
【数１】

【０００８】
一方、エレベータが起動した後、速度指定信号Ｓ３と帰還速度信号Ｓ２とに基づいて速度制御部３２からトルク指令信号Ｔ１が出力される。通常、速度制御の演算は速度指定信号Ｓ３と帰還速度信号Ｓ２との偏差によるＰＩ演算が用いられる。トルク指令信号Ｔ１とトルク補償信号Ｔ_ｃ１とが加算器により加え合わされて、トルク制御部３４へ入力される。トルク制御部３４は、電流信号Ｓ１、帰還速度信号Ｓ２及びトルク指定信号Ｔ１とトルク補償信号Ｔ_ｃ１との加算結果を受けてトルク指令信号Ｔ２を出力する。電力変換器２０は、トルク指令信号Ｔ２を受けて、このトルク指令信号Ｔ２に基づいてモータ１８の駆動電流を制御する。これによって、モータ１８のトルクが制御される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−３３０７４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、静止した物体が動き始めるためには最大静止摩擦力に打ち勝つための外力が必要となる。この最大静止摩擦力は物体が動いているときの動摩擦力に比べて非常に大きな力となる。
【００１１】
図６に、エレベータの力行時及び回生時における必要トルクの変化を示す。力行時においては、エレベータが起動する際に静止摩擦力に打ち勝つための必要トルクと起動後の動摩擦力に打ち勝つための必要トルクとの変化率が小さい。そのため、かご１０の揺れ等の起動ショックは発生し難い。一方、回生時においては、エレベータが起動する際に静止摩擦力に打ち勝つための必要トルクと起動後の動摩擦力に打ち勝つための必要トルクとの変化率が大きい。従って、かご１０の揺れが大きくなる等の起動ショックが発生し易かった。
【００１２】
しかしながら、従来のトルク補償信号Ｔ_ｃ１は力行時及び回生時においてそれぞれ力行時係数Ｆ_ｕ及び回生時係数Ｆ_ｄ１という機械効率によって定められる固定値を用いて理想的な値として演算されていたため、回生時におけるかご１０の起動ショックを低減することができていなかった。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、エレベータに生ずる振動を抑制し、滑らかな制御を行うエレベータの制御装置及びその制御装置を用いたエレベータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決できる本発明は、かごと、釣り合いおもりと、前記かご及び前記釣り合いおもりを吊る巻上機と、を備えるエレベータの駆動制御を行うエレベータの制御装置であって、エレベータの回生方向運転時において、前記かごの重量と、前記釣り合いおもりの重量と、前記巻上機によって一定の値として決定される係数と、に基づいて算出される理想的なトルク補償信号の値と異なる実際のトルク補償信号の値を用いてエレベータの駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００１５】
ここで、上記本発明のエレベータの制御装置において、前記実際のトルク補償信号の値は、エレベータが前回停止した時刻からエレベータが次に起動される時刻までの時間に基づいて算出されることが好適である。
【００１６】
また、上記本発明のエレベータ制御装置において、前記実際のトルク補償信号の値は、前記巻上機の油温に基づいて算出されることが好適である。
【００１７】
また、上記課題を解決できる本発明は、かごと、釣り合いおもりと、前記かご及び前記釣り合いおもりを吊る巻上機と、を備えるエレベータであって、エレベータの回生方向運転時において、前記かごの重量と、前記釣り合いおもりの重量と、前記巻上機によって一定の値として決定される係数と、に基づいて算出される理想的なトルク補償信号の値と異なる実際のトルク補償信号の値を用いてエレベータの駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１に、本実施の形態におけるエレベータの構成を示す。本実施の形態のエレベータは、図５に示した従来のエレベータと同様の構成を有する。そこで、従来のエレベータと同一の構成部については図５と同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態におけるエレベータは、負荷補償器４０内にタイマ４２を有する点で相違する。タイマ４２は、速度検出器２４から出力される帰還速度信号Ｓ２を受けてエレベータが停止させられた時刻ｔ_ｓｔｏｐから次にエレベータが起動させられる時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}までの時間ｔを計測する。
【００２０】
帰還速度信号Ｓ２に基づいて時間ｔを計測するには、速度検出器２４によってモータ１８の回転速度が０となった時刻をエレベータが停止させられた時刻ｔ_ｓｔｏｐとし、速度制御部３２から次のエレベータの起動信号がトルク制御部３４へ入力された時刻を次にエレベータが起動させられる時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}とし、時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}から時刻ｔ_ｓｔｏｐを差し引いた時間を時間ｔとすることができる。
【００２１】
本実施の形態では、実際のトルク補償信号Ｔ_ｃ２を演算する際に用いられる回生時係数Ｆ_ｄ２を時刻ｔに基づいて変化させる。すなわち、時刻ｔが増加するに伴って回生時係数Ｆ_ｄ２を減少させる。
【００２２】
例えば、図２に示すように、時間ｔが所定値ｔ_０に達するまでは回生時係数Ｆ_ｄ２を巻上機１６によって定まる一定値Ｆ_ｄ２＿Ｈとする。時間ｔが所定値ｔ_０を超えると、所定値ｔ_１に達するまで回生時係数Ｆ_ｄ２を線形的に減少させる。所定値ｔ_１以降においては、回生時係数Ｆ_ｄ２を巻上機１６によって定まる一定値Ｆ_ｄ２＿Ｌとする。所定値ｔ_０からｔ_１までの回生時係数Ｆ_ｄ２の減少は時間と比例関係でなくても良いが、単純減少するものであることが好適である。また、回生時係数Ｆ_ｄ２は０又は負の値となることもある。なお、所定値ｔ_０及びｔ_１は、巻上機１６の熱容量等の特性によって予め定めることができる。
【００２３】
トルク補償信号Ｔ_ｃ２は、数式（３）及び（４）によって演算されている。
【００２４】
【数２】

【００２５】
このように、回生時係数Ｆ_ｄ２をエレベータが停止させられた時刻ｔ_ｓｔｏｐから次にエレベータが起動させられる時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}までの時間ｔに基づいて変化させることによって、エレベータの回生時における起動ショックを低減することができる。
【００２６】
＜第２の実施の形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３に、本実施の形態におけるエレベータの構成を示す。本実施の形態のエレベータは、図５に示した従来のエレベータと同様の構成を有する。そこで、従来のエレベータと同一の構成部については図５と同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本実施の形態におけるエレベータは、巻上機１６に油温センサ４６が設けられている点で相違する。油温センサ４６は、巻上機１６の油温Ｔｅｍｐを検出し、その値を負荷補償器４４へ出力する。
【００２８】
本実施の形態では、実際のトルク補償信号Ｔ_ｃ２を演算する際に用いられる回生時係数Ｆ_ｄ３を油温Ｔｅｍｐに基づいて変化させる。すなわち、油温Ｔｅｍｐが増加するに伴って回生時係数Ｆ_ｄ３を増加させる。
【００２９】
例えば、図４に示すように、油温Ｔｅｍｐが所定値Ｔ_０に達するまで回生時係数Ｆ_ｄ３を線形的に増加させる。所定値Ｔ_０以降においては、回生時係数Ｆ_ｄ３を巻上機１６によって定まる一定値Ｆ_ｄ３＿Ｈとする。油温が０℃から所定値Ｔ_０となるまでの回生時係数Ｆ_ｄ３の減少は時間と比例関係でなくても良く、単純増加するものであることが好適である。また、回生時係数Ｆ_ｄ３は０又は負の値とることもある。なお、所定値Ｔ_０は、巻上機１６の油の特性によって予め定めることができる。
【００３０】
トルク補償信号Ｔ_ｃ２は、数式（５）及び（６）によって演算されている。
【００３１】
【数３】

【００３２】
このように、回生時係数Ｆ_ｄ３を巻上機１６の油温Ｔｅｍｐに基づいて変化させることによって、エレベータの回生時における起動ショックを低減することができる。
【００３３】
また、上記第１及び第２の実施の形態におけるトルク補償信号Ｔ_ｃ２の補正方法を組み合わせて用いることも好適である。すなわち、数式（７）のように回生時のトルク補償信号Ｔ_ｃ２を算出しても良い。
【００３４】
【数４】

【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、エレベータに生ずる振動を抑制し、滑らかな制御を行うエレベータの制御装置及びその制御装置を用いたエレベータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるエレベータの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における回生時係数の決定方法を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるエレベータの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における回生時係数の決定方法を説明する図である。
【図５】従来のエレベータの構成を示すブロック図である。
【図６】力行時及び回生時における必要トルクの変化を示す図である。
【符号の説明】
１０かご、１２釣り合いおもり、１４メインロープ、１６巻上機、１８モータ、２０電力変換器、２２電流検出器、２４速度検出器、２６速度指令発生部、２８負荷検出器、３０負荷補償器、３２速度制御部、３４トルク制御部、４０負荷補償器、４２タイマ、４４負荷補償器、４６油温センサ。

Claims

かごと、釣り合いおもりと、前記かご及び前記釣り合いおもりを吊る巻上機と、を備えるエレベータの駆動制御を行うエレベータの制御装置であって、
エレベータの回生方向運転時において、
前記かごの重量と、前記釣り合いおもりの重量と、前記巻上機によって一定の値として決定される係数と、に基づいて算出される理想的なトルク補償信号の値と異なる実際のトルク補償信号の値を用いてエレベータの駆動トルクを制御することを特徴とするエレベータの制御装置。
請求項１に記載のエレベータの制御装置において、
前記実際のトルク補償信号の値は、エレベータが前回停止した時刻からエレベータが次に起動される時刻までの時間に基づいて算出されることを特徴とするエレベータの制御装置。
請求項１又は２に記載のエレベータ制御装置において、
前記実際のトルク補償信号の値は、前記巻上機の油温に基づいて算出されることを特徴とするエレベータの制御装置。
かごと、釣り合いおもりと、前記かご及び前記釣り合いおもりを吊る巻上機と、を備えるエレベータであって、
エレベータの回生方向運転時において、
前記かごの重量と、前記釣り合いおもりの重量と、前記巻上機によって一定の値として決定される係数と、に基づいて算出される理想的なトルク補償信号の値と異なる実際のトルク補償信号の値を用いてエレベータの駆動トルクを制御することを特徴とするエレベータ。