JP2007505020A - エレベータの制御 - Google Patents
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Abstract
トルク方向を変更しない、カウンタウェイトを有さないエレベータなど、永久磁石モータまたは非同期モータのような交流電動機（M1）、およびモータを制御するモータ駆動部（DRIVE1）とエレベータ運転制御に用いられるエレベータ制御部（ECO1）を有し、エレベータ制御部とモータ駆動部との間に制御信号を伝送する制御経路が設けられたエレベータを制御する方法およびシステム。モータを制御するために、位置およびトルク制御信号のみがエレベータ制御部とモータ駆動部との間で送られる。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
本発明は、エレベータの制御に関するものである。本発明は特に、カウンタウェイトを有さないエレベータなど、トルク方向を変更することなく動作するエレベータの制御方法およびその方法を適用するために設計された制御システムに関する。本発明の制御方法は、例えば、比較的高速で回転する交流電動機と、この速度をエレベータ運転に適合させるギア系統とを有するカウンタウェイトのないエレベータに適用可能である。
現在のエレベータ制御システムには、一般にエレベータ制御部および電動機を制御する駆動部が含まれている（図１）。このエレベータ制御部は、様々な階からの呼びが送られてくるトラフィック制御部TRCを含んでいる。駆動部もまた一般に、動作制御部MOC、速度制御部SPC、トルク制御部TOC、および安全回路SACを含んでいる。駆動制御部は、動作制御のためにエレベータ乗りかご位置、速度制御のために速度、トルク制御のためにモータ電流を割り当てるフィードバックデータと、安全接触子からの安全性に関する制御データとを受け取る。安全接触子は、それによってモータ駆動部への電流供給をオフにして乗り場で停止することができる。
現在の制御システムにおいて、制御ブロック間では比較的大量のデータトラフィック、通常は直列のデータトラフィックが信号（通常、直列形で）の伝送に必要である。そのため、現在の制御システムは比較的複雑である。また、特に大容量（高速度、高層）のエレベータの場合、速度制御がかなり重要である。一方、速度伝達比の大きいギア系統を有する低速度のエレベータでは、速度制御はそれほど重要な要素ではない。
本発明は、従来技術の欠点を克服し、とりわけ、トルク方向が変更されない、カウンタウェイトを有さないエレベータまたはそれに相当するエレベータ用に、新たに非常に簡単なエレベータ制御方法および制御システムを実現することを目的とする。
本発明の制御方法では、速度基準値はモータ駆動部ではなくエレベータ制御部で算出され、初期段階で位置基準値（位置プロファイル）に変換されてモータを制御する信号となる。この場合、モータ制御信号は、例えば複雑なメッセージを送受信するための２つのマイクロコントローラを要する直列式である必要はないが、例えばPWMまたは周波数変調で符号化されたパルス波形であるとよく、これはモータに供される電流または電圧信号の制御に使用される。モータは一般的には永久磁石を備えた同期または非同期モータである。
本発明によるモータの制御は、位置およびトルク制御信号のみがエレベータ制御部とモータ駆動部の間で伝送される。
本発明の制御方法およびシステムの特徴は、本願特許請求の範囲で述べる。
本発明を適用することで、モータ駆動部における速度制御を完全に廃止でき、かつ、動作制御を部分的に廃止できる。また、以下の利点が達成される。
−モータ駆動部とエレベータ制御部との間のインターフェースは非常に簡単である。
−構成要素が少ないため、信頼性が高まる。
−基本的な構成要素を使用するため、製品寿命が長い。
−マイクロコントローラが不要である。
−エレベータ安全機能をエレベータ制御部で実現できる。
−パラメータを１つの制御部でのみ処理するため、制御部間の伝送が不要となる。
−モータ駆動部とエレベータ制御部との間のインターフェースは非常に簡単である。
−構成要素が少ないため、信頼性が高まる。
−基本的な構成要素を使用するため、製品寿命が長い。
−マイクロコントローラが不要である。
−エレベータ安全機能をエレベータ制御部で実現できる。
−パラメータを１つの制御部でのみ処理するため、制御部間の伝送が不要となる。
以下に、本発明を実施例および図面を参照してより詳細に述べる。
図２は、本発明による制御システムを示し、本システムはカウンタウェイトを有さない比較的低速度のエレベータを制御する。このエレベータは、エレベータシャフト内に設置された円盤状の永久磁石交流電動機などのエレベータモータM1と、同じくエレベータシャフト内に設置された制御システムとを備えている。本制御システムは、エレベータモータM1に連結して一体化された駆動部DRIVE1、および制御部とは別に設けられた、安全スイッチSASW1の制御も行うエレベータ制御部ECO1を含む。駆動部と制御部との間では、後述のように２種の信号、位置POS1およびトルクTORQUE1のみが２つの経路で伝送される。
本制御システムでは、従来のモータ駆動制御部を省略でき、速度プロファイルの算出部がエレベータ制御部に設けられたトラフィック制御ブロックに移っている。本システムは以下のように作動する。
動作制御部から得られる位置基準値（図3aおよび3b）を使用して、モータM1に供給される電流または電圧信号を直接制御する。位置基準値はパルス波形SPEED1であり、周波数符号化（図3a）あるいはPWM符号化（図3b）され、直接（図3a）あるいは発振器信号と共に乗算器X1（図3b）を経て所謂ルックアップテーブルブロックに送られる。テーブルブロックからは、モータM1に供給される電圧または電流基準ベクトルのベクトル位相が直接得られる。
本発明の極めて重要な特徴は、位置基準値を動作の遮断経路として用いることである。位置基準値なしでは電圧ベクトルは回転できず、エレベータは作動できない（故に危険な事態は起こらない）。
動作制御はより簡単になり、また、速度プロファイルが不要となる。代わりに本システムでは位置プロファイルを使用するが、このプロファイルは非常に簡単なトラフィック制御の要素となり得る。位置プロファイルにおける各パルスごとにエレベータは一定の距離を動く。
トルク制御に関しては、カウンタウェイトを有さないエレベータに永久磁石同期モータを使用した場合、荷重計量に基づくトルク制御が不要であると言える。動作プロファイルでモータの磁界を回転させ、トルクはモータの電気角の負荷誘起変化量に基づいて自動的に発生する。
エレベータの大きさによってトルクが異なるため、エレベータ制御部はなんらかのトルク基準値を発しなくてはならない。基準値はエレベータの大きさまたはワイヤロープとモータの特性に基づくものでよい。また、基準値はエレベータ乗りかごの位置フィードバックに基づいて調整可能である。
トルクの制御方法の１つとして、位置プロファイルに基づいて簡単なV/f変換を発生する方法がある。本発明では、トラフィック制御部とモータ駆動部との間に別の経路を使用する（例えば、PWM信号）。
動作制御に関して先に述べたとおり、本モータ駆動の安全性は、トラフィック制御部とモータ駆動部との間の２つの経路、すなわち位置プロファイルおよびトルク基準値に基づいている。このどちらかが欠けていると、エレベータは動かない。
本発明の制御システムでは、モータ駆動部側に運転パラメータを必要としない。モータは位置およびトルクの２種の信号でのみ制御される。
何らかの診断ルーチンがモータ駆動部側にも必要となる。本発明では、エレベータの静止時に診断を行うことができる。前述の２経路が双方向性であれば、これらの経路が使用できる。
本発明の異なる実施形態は上述例に限定されるものでなく、本願特許請求の範囲を逸脱しない範囲において変更可能であることは当業者にとって自明のことである。
Claims (7)
- 永久磁石モータや非同期モータなどの交流モータ（M1）、および該モータを制御するモータ駆動部（DRIVE1）とエレベータの運転制御に使用されるエレベータ制御部（ECO1）とを有し、該エレベータ制御部と該モータ駆動部との間に制御信号を伝送する制御経路が設けられた、トルク方向を変更しない、カウンタウェイトを有さないエレベータなどのエレベータの制御方法において、
前記モータを制御するために、位置およびトルク制御信号のみが前記エレベータ制御部と前記モータ駆動部との間で送られることを特徴とするエレベータの制御方法。 - 請求項１に記載の方法において、前記モータは、位置信号などの制御信号として速度が符号化されたパルス波形によって制御され、該位置信号を使用して該モータに供給される電流または電圧信号を制御することを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、該方法は位置プロファイルを使用し、その算出をエレベータ制御部で実行することを特徴とする方法。
- 請求項３に記載の方法において、モータ駆動の安全性はトラフィック制御部とモータ駆動部との間の２つの経路、すなわち位置プロファイルおよびトルク基準値に基づいており、そのどちらかが欠けていると前記エレベータが動かないことを特徴とする方法。
- 永久磁石モータや非同期モータなどの交流モータ（M1）、および該モータを制御するモータ駆動部（DRIVE1）とエレベータの運転制御に使用されるエレベータ制御部（ECO1）とを有し、該エレベータ制御部と該モータ駆動部との間に制御信号を伝送する制御経路が設けられた、トルク方向を変更しない、カウンタウェイトを有さないエレベータなどのエレベータの制御システムにおいて、
該システムは前記制御部とモータ駆動部との間に２つの経路のみを備え、位置およびトルク制御信号のみが前記エレベータ制御部とモータ駆動部との間で送られて前記モータが制御されることを特徴とするエレベータの制御システム。 - 請求項５に記載のシステムにおいて、前記エレベータは、エレベータシャフト内に設置された円盤状の交流電動機およびその制御システムを有することを特徴とするシステム。
- 請求項５に記載のシステムにおいて、該制御システムは、前記エレベータモータ（M1）に連結して一体化された駆動部（DRIVE1）、および該駆動部とは別に設けられたエレベータ制御部（ECO1）を備えることを特徴とするシステム。
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