JP2005096934A - Brake controller for elevator - Google Patents

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Yoshitaka Kariya
佳孝 仮屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe and inexpensive brake controller for an elevator capable of preventing occurrence of secondary failure of a brake coil or a power supply device without increasing size of the brake coil and the power supply device when a current detector or an A/D converter causes failure and preventing possibility that a passenger is shut into the elevator. <P>SOLUTION: This brake controller is provided with a switching element 13 for a step-down chopper for controlling current of the brake coil 10 by a PWM 14, the current detector 15 for detecting current of the brake coil 10, the A/D converter 16 for converting output of the current detector into a digital signal, a current controller 18 for outputting a voltage corresponding to difference between output of the A/D converter and a command current value 17 to the PWM, and a switching device 21 for switching voltage output to the PWM from the current detector to a command value 22 of predetermined voltage when detecting abnormality of the current detector or the A/D converter. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、エレベータのブレーキ制御装置に関するものである。   The present invention relates to an elevator brake control device.

従来のエレベータのブレーキ制御装置の一般的な構成を図4に示す。
この図に示すように、エレベータのかご1は巻上機のシーブ2に巻き掛けられた主索3によって釣り合い錘4とつるべ式に吊持され、巻上げモータ5によって駆動される。
ブレーキドラム6は一般的には巻上げモータ5とシーブ2を結合する軸上に設置され、ブレーキシュー7の固定部8の一端を軸支し、他端に引っ張りバネ9を設けることにより、ブレーキシュー7を常時ブレーキドラム6に押付け、摩擦力により制動力を得るようにしている。
FIG. 4 shows a general configuration of a conventional elevator brake control device.
As shown in this figure, an elevator car 1 is suspended in a slidable manner with a counterweight 4 by a main rope 3 wound around a sheave 2 of a hoisting machine, and is driven by a hoisting motor 5.
The brake drum 6 is generally installed on a shaft that connects the hoisting motor 5 and the sheave 2, supports one end of the fixing portion 8 of the brake shoe 7, and provides a tension spring 9 at the other end, thereby providing the brake shoe 7 is always pressed against the brake drum 6 to obtain a braking force by a frictional force.

エレベータの起動時には、電磁石を構成するブレーキコイル10に電流を流して固定部8に設けられたアーマチュア11を引っ張りバネ9に打ち勝って吸引し、ブレーキシュー7をブレーキドラム6から引き離して制動力を解く。
この時、固定部8によってブレーキ接点12が入り、制動力が解除されたことを検出する。再度、制動する際にはブレーキコイル10を消勢し、引っ張りバネ9によってブレーキシュー7をブレーキドラム6に押付けて制動力を得る。
When the elevator is started, an electric current is passed through the brake coil 10 constituting the electromagnet, the armature 11 provided in the fixed portion 8 is overcome by the tension spring 9 and sucked, and the brake shoe 7 is pulled away from the brake drum 6 to release the braking force. .
At this time, it is detected that the brake contact 12 is entered by the fixing portion 8 and the braking force is released. When braking again, the brake coil 10 is de-energized and the brake shoe 7 is pressed against the brake drum 6 by the tension spring 9 to obtain a braking force.

また、ブレーキコイル10には降圧チョッパ用スイッチング素子13が直列接続され、PWM14から与えられる信号によってON/OFF制御され、ブレーキコイル10に流れる電流が制御されるようになっている。
また、ブレーキ電流の制御は電流検出器15により検出したブレーキコイル10の電流値をA/D変換器16によってデジタル値に変換し、その検出値が予め設定されたブレーキ電流指令値17に一致するように電流制御器18からPWM14に電圧指令値が出力され、PWM14は上記電圧指令値にもとづいて降圧用スイッチング素子13をON/OFFさせ、ブレーキコイル10に流れる電流を制御するようになっている。
Further, a step-down chopper switching element 13 is connected in series to the brake coil 10, and ON / OFF control is performed by a signal given from the PWM 14, so that a current flowing through the brake coil 10 is controlled.
The brake current is controlled by converting the current value of the brake coil 10 detected by the current detector 15 into a digital value by the A / D converter 16, and the detected value matches the preset brake current command value 17. Thus, a voltage command value is output from the current controller 18 to the PWM 14, and the PWM 14 turns on / off the step-down switching element 13 based on the voltage command value to control the current flowing through the brake coil 10. .

なお、ブレーキ電流指令値17はブレーキコイル10の熱的な保護または電源容量を小さくするために、ブレーキのアーマチュア11が吸引される前は大きな電流値に設定し、吸引後はアーマチュア11を保持できる程度の小さな電流値に設定されている。(例えば特許文献1参照)。   The brake current command value 17 can be set to a large current value before the brake armature 11 is attracted, and the armature 11 can be retained after suction, in order to reduce the thermal protection or power capacity of the brake coil 10. The current value is set to a small value. (For example, refer to Patent Document 1).

実開平5−69041号公報(段落0002−0008、図1−図5)Japanese Utility Model Publication No. 5-69041 (paragraphs 0002-0008, FIGS. 1 to 5)

従来のエレベータのブレーキ制御装置は以上のように構成されていたため、図5(a)に示すように、走行中、時点tで何らかの原因により電流検出器15またはA/D変換器16に故障が生じ、破線で示す電流検出値が時点tで0になってしまっても電流指令値は実線で示すように所定の値を保持しているため、電流制御器18はその差に対応した電流を流そうとしてPWM14に同図(c)に示すような過大な電圧指令を出力するため、実際のブレーキコイル10に流れる電流値は同図(b)に示すように、時点tで大きくなってしまい、走行距離が長い時にはブレーキコイル10の温度上昇による焼損や、電源装置の過負荷による故障を引き起こし、故障が拡大してしまうことがあった。   Since the conventional elevator brake control apparatus is configured as described above, as shown in FIG. 5 (a), during traveling, the current detector 15 or the A / D converter 16 fails due to some cause at time t. Even if the current detection value indicated by the broken line becomes 0 at the time t, the current command value retains a predetermined value as indicated by the solid line, so the current controller 18 generates a current corresponding to the difference. Since an excessive voltage command as shown in FIG. 5C is output to the PWM 14 in an attempt to flow, the actual value of the current flowing through the brake coil 10 increases at the time t as shown in FIG. When the mileage is long, the brake coil 10 may be burned out due to a temperature rise or a failure due to an overload of the power supply device, and the failure may be expanded.

この問題を回避するために、ブレーキコイル10または電源装置の容量を大きくする方法が従来ではとられているが、ブレーキまたは電源装置が大きくなってしまい、省スペースやコストの面で好ましくない。また、電流検出器15またはA/D変換器16の故障を検出した際に、エレベータを停止させる方法もあるが、この場合には乗客を閉じ込めることになるという問題点があった。   In order to avoid this problem, a method of increasing the capacity of the brake coil 10 or the power supply device has been conventionally used. However, the brake or the power supply device becomes large, which is not preferable in terms of space saving and cost. In addition, there is a method of stopping the elevator when a failure of the current detector 15 or the A / D converter 16 is detected. However, in this case, there is a problem that passengers are trapped.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、電流検出器またはA/D変換器が故障した際に、ブレーキコイルや電源装置を大きくしなくとも2次的にブレーキコイルまたは電源装置の故障を引き起こさず、また乗客を閉じ込める恐れもない、安全で安価なエレベータのブレーキ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When the current detector or the A / D converter breaks down, the brake is applied secondarily without enlarging the brake coil or the power supply device. An object of the present invention is to provide a safe and inexpensive elevator brake device that does not cause a failure of a coil or a power supply device and does not cause a passenger to be trapped.

この発明に係るエレベータのブレーキ装置は、エレベータのブレーキドラムにブレーキシューを常時押圧し、制動力を発生させるようにされたばね装置と、付勢時に上記ばね装置に抗して上記ブレーキシューを上記ブレーキドラムから引き離し、制動力を解除するブレーキコイルとを有するエレベータのブレーキ制御装置において、上記ブレーキコイルの電流をPWMにより制御する降圧チョッパ用スイッチング素子と、上記ブレーキコイルの電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の出力をデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器の出力と指令電流値との差に応じた電圧を上記PWMに出力する電流制御器と、上記電流検出器またはA/D変換器の異常検出時に、上記PWMへの電圧出力を上記電流検出器から所定電圧の指令値に切り換える切換装置とを備えたものである。   The elevator brake device according to the present invention includes a spring device that constantly presses the brake shoe against the brake drum of the elevator to generate a braking force, and the brake shoe against the spring device when biased. In an elevator brake control device having a brake coil that is separated from the drum and releases braking force, a step-down chopper switching element that controls the current of the brake coil by PWM, and a current detector that detects the current of the brake coil; An A / D converter that converts the output of the current detector into a digital signal; a current controller that outputs a voltage corresponding to the difference between the output of the A / D converter and a command current value to the PWM; When an abnormality is detected in the current detector or A / D converter, a voltage output to the PWM is output from the current detector. It is obtained by a switching device for switching the command value of the voltage.

この発明に係るエレベータのブレーキ装置は、電流検出器またはA/D変換器が故障した際に、電流フィードバック制御からフィードフォワードの電圧制御に切り換えるようにしているため、コイルに過大な電流が流れることを阻止し、2次的に電源装置の故障またはブレーキコイルの焼損が起きることを防ぐことができる。
また、この発明ではフィードフォワード電圧指令値を、ブレーキコイルのコイル温度から推定したブレーキコイルの抵抗値を用いて設定しているため、ブレーキコイルの抵抗値の変化に影響されることなく、より適切な電圧指令値を設定することができる。
In the elevator brake device according to the present invention, when the current detector or the A / D converter fails, the current feedback control is switched to the feedforward voltage control, so that an excessive current flows through the coil. It is possible to prevent secondary failure of the power supply device or burning of the brake coil.
In the present invention, since the feedforward voltage command value is set using the resistance value of the brake coil estimated from the coil temperature of the brake coil, it is more appropriate without being affected by the change in the resistance value of the brake coil. A correct voltage command value can be set.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施の形態1の構成を示す概略図である。この図において、図4と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図4と異なる点は、電流検出器15及びA/D変換器16の異常を検出すると共に、検出時にPWMに対する指令電圧値を所定電圧の指令値に切り換える切換装置20を設けた点である。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment. In this figure, the same or corresponding parts as in FIG. A difference from FIG. 4 is that a switching device 20 is provided that detects an abnormality in the current detector 15 and the A / D converter 16 and switches a command voltage value for PWM to a command value of a predetermined voltage at the time of detection.

即ち、PWM14と電流制御器18との間に切換スイッチ21を設け、可動接点21aが常時は電流制御器18側に接続されているが、電流検出器15またはA/D変換器16の故障によって電流フィードバック値が0となってしまった場合には、切換装置20の動作によって可動接点21aを電流制御器18から切り離し、予め所定電圧Vsに設定された電圧指令値22側に切り換え、電圧指令値22の所定電圧をPWM14に与えるようにしたものである。   That is, a changeover switch 21 is provided between the PWM 14 and the current controller 18 and the movable contact 21a is always connected to the current controller 18 side. However, due to a failure of the current detector 15 or the A / D converter 16. When the current feedback value becomes 0, the movable contact 21a is disconnected from the current controller 18 by the operation of the switching device 20, and switched to the voltage command value 22 side set in advance to the predetermined voltage Vs. The predetermined voltage of 22 is applied to the PWM 14.

この時の動作の流れを図2に示す。即ち、図2(a)は図5(a)と同様であり、時点tにおいて何らかの原因により電流検出器15またはA/D変換器16に故障が生じ、破線で示す電流検出値が時点tで0になった状態を示す。この時、切換装置20によって切換スイッチ21の可動接点21aが電圧指令値22に切り換えられて図5(c)に示すように、フィードフォワード電圧制御に切り換えられるため、ブレーキコイル10に流れる電流は図5(b)に示すように、僅かの変化に保持されるため、上述した従来の問題点を防止することができる。   The flow of operation at this time is shown in FIG. That is, FIG. 2A is the same as FIG. 5A, and a failure occurs in the current detector 15 or the A / D converter 16 for some reason at time t, and the current detection value indicated by the broken line is at time t. This shows a state of 0. At this time, the switching device 20 switches the movable contact 21a of the changeover switch 21 to the voltage command value 22 to switch to feedforward voltage control as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, since the slight change is maintained, the above-described conventional problems can be prevented.

また、電圧指令値22のVsは予め測定しておいたブレーキコイル10の抵抗値Rと、電流指令値17のIsを用いて
Vs=R×Is+α (α=裕度) (1式)
として設定する。また、Vsはブレーキが十分保持できるよう設定する必要がある。
Further, Vs of the voltage command value 22 is obtained by using the resistance value R of the brake coil 10 and Is of the current command value 17 which are measured in advance.
Vs = R x Is + α (α = tolerance) (1 set)
Set as. Vs must be set so that the brake can be held sufficiently.

実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2を図にもとづいて説明する。図3は、実施の形態2の要部を示すブロック図である。この図において、図1と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図1と異なる点は、ブレーキコイル10の温度を温度検出器23によって測定し、この温度から符号24で示す所定の算式にもとづいてブレーキコイルの抵抗値を推定し、推定抵抗値に応じて電圧指令値22の指令値を設定するようにした点である。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the main part of the second embodiment. In this figure, the same or corresponding parts as in FIG. The difference from FIG. 1 is that the temperature of the brake coil 10 is measured by the temperature detector 23, the resistance value of the brake coil is estimated based on this temperature based on a predetermined formula indicated by reference numeral 24, and the voltage is determined according to the estimated resistance value. The command value 22 is set as a command value.

即ち、温度検出器23によって検出したブレーキコイル10の温度をTとし、この温度と、予め測定しておいた20℃の時のブレーキコイル10の抵抗値R20とから次式にもとづいて現在の抵抗値Reを推定する。 That is, the temperature of the brake coil 10 detected by the temperature detector 23 is T, and the temperature, the resistance value R 20 Metropolitan brake coil 10 when the 20 ° C. measured in advance of the current on the basis of the following equation The resistance value Re is estimated.

Figure 2005096934
Figure 2005096934

そしてこの推定抵抗値Reを上述した(1式)のRに代入して電圧指令値22を設定するものである。この結果、ブレーキコイルの温度変化による抵抗値の変化に影響されることなく、より適切な電圧指令値22を設定することができる。   Then, the estimated resistance value Re is substituted for R in the above-described (Expression 1) to set the voltage command value 22. As a result, a more appropriate voltage command value 22 can be set without being affected by a change in resistance value due to a temperature change of the brake coil.

この発明の実施の形態1の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1の動作を説明するための説明図で、(a)は電流検出値と電流指令値とを示す図、(b)はブレーキコイルの実電流を示す図、(c)は電圧指令値を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment, where (a) shows a current detection value and a current command value, (b) shows a real current of a brake coil, and (c) shows a voltage command. It is a figure which shows a value. この発明の実施の形態2の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of Embodiment 2 of this invention. 従来のエレベータのブレーキ制御装置の一般的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the general structure of the brake control apparatus of the conventional elevator. 従来のエレベータのブレーキ制御装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the brake control apparatus of the conventional elevator.

符号の説明Explanation of symbols

1 かご、
2 シーブ、
3 主索、
4 釣り合い錘、
5 巻上げモータ、
6 フレーキドラム、
7 ブレーキシュー、
8 固定部、
9 引っ張りバネ、
10 ブレーキコイル、
11 アーマチュア、
12 ブレーキ接点、
13 スイッチング素子、
14 PWM、
15 電流検出器、
16 A/D変換器、
17 電流指令値、
18 電流制御器。
1 basket,
2 Sieve,
3 main rope,
4 counterweight,
5 winding motor,
6 Flakes drum,
7 Brake shoes,
8 fixed part,
9 Tension spring,
10 Brake coil,
11 Armature,
12 Brake contact,
13 switching elements,
14 PWM,
15 current detector,
16 A / D converter,
17 Current command value,
18 Current controller.

Claims (2)

エレベータのブレーキドラムにブレーキシューを常時押圧し、制動力を発生させるようにされたばね装置と、付勢時に上記ばね装置に抗して上記ブレーキシューを上記ブレーキドラムから引き離し、制動力を解除するブレーキコイルとを有するエレベータのブレーキ制御装置において、上記ブレーキコイルの電流をPWMにより制御する降圧チョッパ用スイッチング素子と、上記ブレーキコイルの電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の出力をデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器の出力と指令電流値との差に応じた電圧を上記PWMに出力する電流制御器と、上記電流検出器またはA/D変換器の異常検出時に、上記PWMへの電圧出力を上記電流検出器から所定電圧の指令値に切り換える切換装置とを備えたことを特徴とするエレベータのブレーキ制御装置。   A spring device that constantly presses the brake shoe against the brake drum of the elevator to generate a braking force, and a brake that releases the braking force by pulling the brake shoe away from the brake drum against the spring device when biased In an elevator brake control device having a coil, a switching element for a step-down chopper for controlling the current of the brake coil by PWM, a current detector for detecting the current of the brake coil, and an output of the current detector as a digital signal An A / D converter that converts the output to the PWM, a current controller that outputs a voltage corresponding to a difference between an output of the A / D converter and a command current value to the PWM, and the current detector or the A / D converter. And a switching device for switching the voltage output to the PWM from the current detector to a command value of a predetermined voltage when an abnormality is detected. Brake control device for an elevator, characterized in that. 上記ブレーキコイルの温度を検出すると共に、その温度から上記ブレーキコイルの抵抗値を推定し、上記抵抗値に応じて上記所定電圧の指令値を設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載のエレベータのブレーキ制御装置。   2. The temperature of the brake coil is detected, a resistance value of the brake coil is estimated from the temperature, and a command value of the predetermined voltage is set according to the resistance value. Elevator brake control device.
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