JP2009107766A - Elevator control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エレベータの運転を制御するエレベータ制御装置に関し、特に終端階往復運転を主用途とするシャトルエレベータの運転を制御するエレベータ制御装置に関するものである。 The present invention relates to an elevator control device that controls the operation of an elevator, and more particularly to an elevator control device that controls the operation of a shuttle elevator whose main application is a terminal floor reciprocating operation.
エレベータ昇降路の上部に設置されている滑車と、この滑車につるべ式に掛け渡したロープと、このロープの両端にそれぞれ取付けられた乗りかご及び釣り合いおもりと、この釣り合いおもりに設置したリニアモータとを備え、このリニアモータの駆動力によりエ
レベーターを走行駆動する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
近年、ビルの高層化が進み、最下階から最上階までを往復運転して、一度に多くの乗客を目的階まで運ぶことを特長としたシャトルエレベータの需要が増加している。このシャトルエレベータではできるだけ走行速度を上げて短時間に最下階と最上階との間を往復できるようにしている。
A pulley installed in the upper part of the elevator hoistway, a rope suspended over the pulley, a car and a counterweight attached to both ends of the rope, and a linear motor installed on the counterweight And a method of driving the elevator by the driving force of the linear motor has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In recent years, as the number of buildings has risen, the demand for shuttle elevators, which feature a reciprocating operation from the lowest floor to the highest floor and carry many passengers to the destination floor at once, has increased. In this shuttle elevator, the traveling speed is increased as much as possible so that the shuttle can reciprocate between the lowest floor and the highest floor in a short time.
しかし、このようなシャトルエレベータに特許文献1に係るリニアモータ方式を採用すると、昇降路の全揚程分の電機子または二次導体が必要となり材料費が嵩んだり、精度の高い据付技術が必要となり工事費が嵩んだりするという問題がある。
また、高揚程のシャトルエレベータの場合は、かごを吊り下げるロープの長さが長くなるとともに、かご枠や非常止めなどの機器も大型化し、機械慣性量が極めて大きくなる。リニアモータを使用しない、巻上機とインバータの組合せによる一般的なエレベータの場合には、その慣性量が極めて大きいために、エレベータの加減速時に電動機が発生しなければならないトルクが増大し、巻上機やインバータの容量が大きくなり、機器の大型化を招くという問題がある。
However, when the linear motor method according to Patent Document 1 is adopted for such a shuttle elevator, an armature or a secondary conductor for the entire lift of the hoistway is required, which increases the material cost and requires a highly accurate installation technique. There is a problem that the construction cost increases.
Further, in the case of a high lift shuttle elevator, the length of the rope for hanging the car becomes longer, and the equipment such as the car frame and the emergency stop becomes larger, and the amount of mechanical inertia becomes extremely large. In the case of a general elevator that uses a combination of a hoisting machine and an inverter that does not use a linear motor, the amount of inertia is extremely large, which increases the torque that must be generated by the motor during acceleration / deceleration of the elevator. There is a problem that the capacity of the upper machine and the inverter is increased, leading to an increase in the size of the equipment.
この発明の目的は、エレベータの機器の大きさを大きくすることなく最下階と最上階との間を短時間で往復するようエレベータを駆動するエレベータ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an elevator control device that drives an elevator so as to reciprocate between the lowermost floor and the uppermost floor in a short time without increasing the size of the elevator equipment.
この発明に係るエレベータ制御装置は、両端にかごと釣合錘とがぶら下がるワイヤロープがかけられる綱車を駆動する電動機を含むエレベータ制御装置において、昇降路の上下終端部に配置され、且つ上記釣合錘の移動を加減速する加減速装置を備える。 An elevator control device according to the present invention is an elevator control device including an electric motor that drives a sheave on which a wire rope hanging from both ends of a cage and a counterweight is hung. An acceleration / deceleration device for accelerating / decelerating the movement of the weight is provided.
この発明に係るエレベータ制御装置の効果は、両端にかごと釣合錘とがぶら下がるワイヤロープを綱車と電動機とからなる巻上機で移動するとともに昇降路の上下終端部に配置された加減速装置で釣合錘の移動を加減速するので、かごや釣合錘などを移動するための所要トルクを巻上機と加減速装置とで分担することにより電動機や電動機を駆動するインバータなどを小型化でき、これらを設置する機械室のスペースが狭くても済むことである。 The effect of the elevator control device according to the present invention is that an acceleration / deceleration is arranged at the upper and lower end portions of the hoistway while the wire rope on which the car and the counterweight are suspended is moved by a hoisting machine composed of a sheave and an electric motor. Since the device accelerates and decelerates the movement of the counterweight, the motor and the inverter that drives the motor are miniaturized by sharing the required torque for moving the cage and counterweight between the hoist and the acceleration / deceleration device. The space of the machine room in which these are installed can be small.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置を配備したエレベータの概略図である。図2は、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置により1行程かごが走行するときのエレベータ速度、所要トルク、電動機発生トルク、電動機への入力電力、リニアモータ発生トルク、リニアモータへの入力電力を示すグラフである。
この発明の実施の形態1に係るエレベータは、最上階乗場12aと最下階乗場12bが設けられた昇降路1内を最下階と最上階との間を往復するシャトルエレベータである。そして、この発明の実施の形態1に係るエレベータは、乗客が乗り昇降路1内を往復するかご2、一端にかご2を吊り下げるメインロープ3、メインロープ3の他端に吊り下げられる釣合錘4、かご2側の緩衝器7、釣合錘4側の緩衝器8、かご2をガイドするガイド装置9、ガイド装置9をガイドするガイドレール11を備える。
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic diagram of an elevator provided with an elevator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows an elevator speed, required torque, electric motor generated torque, electric power input to the electric motor, linear motor generated torque, linear motor generated when the car travels for one stroke by the elevator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. It is a graph which shows input electric power.
The elevator according to Embodiment 1 of the present invention is a shuttle elevator that reciprocates between the lowermost floor and the uppermost floor in the hoistway 1 provided with the
この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置は、メインロープ3を動かす綱車5、綱車5を回転する電動機6、エレベータ用電源10、エレベータ用電源10からの電力を変換して電動機6を駆動する電動機駆動装置13、かご2とともに周回するガバナロープ16、ガバナロープ16の直線運動を回転運動に変換するガバナ15、ガバナ15に取り付けられた位置および速度検出用のエンコーダ17を備える。
The elevator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention converts the electric power from the
また、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置は、昇降路上部に配置されたリニアモータ用上部電機子23、昇降路下部に配置されたリニアモータ用下部電機子24、リニアモータ用電源20、リニアモータ用電源20からの電力を変換してリニアモータ用上部電機子23またはリニアモータ用下部電機子24を駆動するリニアモータ駆動装置21、釣合錘4のリニアモータ用上部電機子23およびリニアモータ用下部電機子24に対面する面に取り付けられたリニアモータ用永久磁石22、およびエンコーダ17からの情報に基づき電動機駆動装置13およびリニアモータ駆動装置21を制御するエレベータコントローラ14を備える。
リニアモータ用上部電機子23、リニアモータ用下部電機子24およびリニアモータ用永久磁石22により加減速装置としてのリニアモータが構成される。
Moreover, the elevator control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes an
The linear motor
エンコーダ17は、ガバナ15の回転を解析してかご2の位置および速度を検出して位置情報および速度情報としてエレベータコントローラ14に送る。
エレベータコントローラ14は、エンコーダ17からのかご2の位置情報および速度情報に基づいて速度指令値およびトルク指令値を算出し、速度指令値を出力し且つ算出したトルク指令値が予め定められた所定のトルク値の範囲内のとき速度指令値とともに算出したトルク指令値を電動機駆動装置13にトルク指令値として指令する。また、エレベータコントローラ14は、速度指令値を出力し且つ算出したトルク指令値が所定のトルク値の範囲外のとき速度指令値とともに所定のトルク値の上下限値をトルク指令値として電動機駆動装置13に指令し、且つ速度指令値とともに算出したトルク指令値と所定のトルク値の範囲との差分をトルク指令値としてリニアモータ駆動装置21に指令する。
The
The elevator controller 14 calculates a speed command value and a torque command value based on the position information and speed information of the
電動機駆動装置13は、入力される速度指令値およびトルク指令値に基づいてエレベータ用電源10からの電力を変換してトルク指令値に比例する電動機電流を電動機6に流す。
リニアモータ駆動装置21は、入力される速度指令値およびトルク指令値に基づいてリニアモータ用電源20からの電力を変換してトルク指令値に比例する電機子電流をリニアモータ用上部電機子23またはリニアモータ用下部電機子24に流す。
The electric
The linear
エレベータが定格積載の状態にあるとき、エレベータを図2(a)に示す速度パターンで最下階から最上階への上昇運転するとき図2(b)に示す所要トルクが必要となる。そこで、速度指令値が零のAの範囲では電動機6だけに図2(c)に示すように所要トルクを発生させる。次に、速度指令値が零でない値のときのBの範囲では、所定のトルク値の範囲を用いて電動機6とリニアモータに発生させるトルクを分ける。すると、電動機6では、図2(c)に示すようなトルクが発生し、そのとき図2(d)に示すような電力が電動機6に入力される。一方、リニアモータでは、図2(e)に示すようなトルクが発生し、そのとき図2(f)に示すような電力がリニアモータに入力される。
このように速度指令値が零でないとき所要トルクを電動機6とリニアモータとで分担している。
When the elevator is in a rated load state, the required torque shown in FIG. 2 (b) is required when the elevator is driven up from the lowermost floor to the uppermost floor with the speed pattern shown in FIG. 2 (a). Therefore, in the range of A where the speed command value is zero, only the electric motor 6 generates the required torque as shown in FIG. Next, in the range of B when the speed command value is a non-zero value, the torque to be generated in the electric motor 6 and the linear motor is divided using a predetermined torque value range. Then, torque as shown in FIG. 2C is generated in the electric motor 6, and electric power as shown in FIG. 2D is input to the electric motor 6 at that time. On the other hand, in the linear motor, torque as shown in FIG. 2 (e) is generated, and at that time, power as shown in FIG. 2 (f) is input to the linear motor.
Thus, when the speed command value is not zero, the required torque is shared between the electric motor 6 and the linear motor.
図3は、比較のためにこの発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置からリニアモータを除いたエレベータ制御装置を配備したエレベータの概略図である。図4は、この比較のためのエレベータ制御装置により1行程かごが走行するときのエレベータ速度、所要トルク、電動機発生トルク、電動機への入力電力を示すグラフである。
次に、昇降路下部および昇降路上部に加減速装置としてのリニアモータを配備したことの効果を説明するためにリニアモータを除いた場合について説明する。
FIG. 3 is a schematic diagram of an elevator provided with an elevator control device in which a linear motor is removed from the elevator control device according to the first embodiment of the present invention for comparison. FIG. 4 is a graph showing an elevator speed, a required torque, an electric motor generated torque, and an electric power input to the electric motor when the one-stroke car travels by the elevator control device for comparison.
Next, the case where the linear motor is removed will be described in order to explain the effect of arranging the linear motor as the acceleration / deceleration device at the lower part of the hoistway and the upper part of the hoistway.
比較のためのエレベータ制御装置を配備したエレベータは、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置を配備したエレベータと同様であり、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
比較のためのエレベータ制御装置は、図3に示すように、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置から加減速装置としてのリニアモータを除いたことが異なり、それに関係してエレベータコントローラ28も異なっているが、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
The elevator provided with the elevator control device for comparison is the same as the elevator provided with the elevator control device according to Embodiment 1 of the present invention, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 3, the elevator control device for comparison is different from the elevator control device according to the first embodiment of the present invention except that the linear motor as the acceleration / deceleration device is excluded. However, since the others are the same, the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted.
エレベータコントローラ28は、エンコーダ17からのかご2の位置情報および速度情報に基づいて速度指令値およびトルク指令値を算出し、算出した速度指令値およびトルク指令値を電動機駆動装置13に指令する。
エレベータが定格積載の状態にあるとき、エレベータを図4(a)に示す速度パターンで最下階から最上階への上昇運転するとき図4(b)に示す所要トルクが必要となる。そこで、速度指令値とトルク指令値とを電動機駆動装置13に指令すると、電動機6に図4(c)に示すようなトルクが発生する。そのとき図4(d)に示すような電力が電動機6に入力される。
このように電動機6はエレベータの加速中に慣性量に応じた大きなトルクを発生する必要があり、電動機6を大型化しなければならないし、電動機6に電力を供給する電動機駆動装置13も大型化しなければならなくなる。そのため、これら大型化した機器を収容するために大きな機械室が必要になる。また、エレベータ用電源10の大容量化を招くことになる。
The
When the elevator is in the rated load state, the required torque shown in FIG. 4 (b) is required when the elevator is driven up from the lowermost floor to the uppermost floor with the speed pattern shown in FIG. 4 (a). Therefore, when the speed command value and the torque command value are instructed to the
Thus, the electric motor 6 needs to generate a large torque corresponding to the amount of inertia during acceleration of the elevator, and the electric motor 6 must be enlarged, and the electric
一方、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置では、エレベータの加速に必要なトルクをリニアモータにより分担させるので、電動機6が発生するトルクは定速走行分を賄えば良いので、慣性量が増大しても電動機6を大型化しなくて済む。そのため電動機駆動装置13とエレベータ用電源10とを大容量化しなくても良く、機械室も大きくする必要がない。
On the other hand, in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention, the torque required for accelerating the elevator is shared by the linear motor, so the torque generated by the electric motor 6 only has to cover the constant speed travel, so the amount of inertia Even if this increases, the size of the electric motor 6 does not have to be increased. Therefore, it is not necessary to increase the capacity of the electric
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2に係るエレベータ制御装置を配備したエレベータの概略図である。
この発明の実施の形態2に係るエレベータ制御装置は、この発明の実施の形態1に係るエレベータ制御装置に蓄電装置30を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
蓄電装置30は、リニアモータが釣合錘4を減速するとき発生する回生電力を充電し、リニアモータが釣合錘4を加速するときリニアモータが必要とする電力を放電する。
リニアモータが釣合錘4を加速するときに発生する慣性分のトルクとリニアモータが釣合錘4を減速するときに発生する慣性分のトルクとはほぼ同等であるので、力行電力と回生電力はほぼ等しく、外部から電力を殆ど供給しなくても加減速を行うことができる。
FIG. 5 is a schematic diagram of an elevator provided with an elevator control apparatus according to
The elevator control apparatus according to
The
Since the inertial torque generated when the linear motor accelerates the counterweight 4 and the inertial torque generated when the linear motor decelerates the counterweight 4, the power running power and the regenerative power are the same. Are substantially the same, and acceleration / deceleration can be performed with almost no electric power supplied from the outside.
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係るエレベータ制御装置を配備したエレベータの概略図である。
この発明の実施の形態3に係るエレベータ制御装置は、この発明の実施の形態2に係るエレベータ制御装置にリニアセンサ25、26を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
リニアセンサ25は、昇降路上部に取り付けられ、リニアセンサ26は昇降路下部に取り付けられている。そして、リニアセンサ25、26は、釣合錘4が近づいたとき、釣合錘4の位置と単位時間当たりの釣合錘4の位置の変化量から釣合錘4の速度を検出する。なお、釣合錘4の位置と速度とはかご2の位置と速度とを一義的に決める。
そして、リニアセンサ25、26からの位置および速度のデータがリニアモータ駆動装置21に入力される。
リニアモータ駆動装置21は、リニアセンサ25、26からの位置および速度のデータを用いて、速度が位置に対して予め定められた監視レベルを超えたとき、かごを減速する方向に大きな推力をリニアモータに発生させる。
FIG. 6 is a schematic diagram of an elevator provided with an elevator control apparatus according to
The elevator control apparatus according to
The linear sensor 25 is attached to the upper part of the hoistway, and the
Then, the position and speed data from the
The linear
具体的な例を示して昇降路終端部で充分な減速が行われなかった場合にリニアモータにより減速することを説明する。図7(a)において実線で示すエレベータ速度は正常に速度が減速されたときであり、図7(a)において太点線で示すエレベータ速度は異常に速度が減速したときである。
例えば、図7のAの位置でかご2が増速を開始し、図7のBの位置で速度が監視レベルを超えた場合、リニアモータ駆動装置21はリニアモータに対してかご2を減速させる方向にさらに大きな推力を発生させ、かご2の速度が減少するようにする。すると、かご2の速度は減少するので、終端到着前にかご2が停止しなくても、緩衝器7の許容衝突速度以下に減少することができる。このように終端階強制減速装置として使用することができる。
A specific example will be described to explain that deceleration is performed by a linear motor when sufficient deceleration is not performed at the end of the hoistway. The elevator speed indicated by the solid line in FIG. 7A is when the speed is normally reduced, and the elevator speed indicated by the thick dotted line in FIG. 7A is when the speed is abnormally reduced.
For example, when the
1 昇降路、2 かご、3 メインロープ、4 釣合錘、5 綱車、6 電動機、7、8 緩衝器、9 ガイド装置、10 エレベータ用電源、11 ガイドレール、12a 最上階乗場、12b 最下階乗場、13 電動機駆動装置、14、28 エレベータコントローラ、15 ガバナ、16 ガバナロープ、17 エンコーダ、20 リニアモータ用電源、21 リニアモータ駆動装置、22 リニアモータ用永久磁石、23 リニアモータ用上部電機子、24 リニアモータ用下部電機子、25、26 リニアセンサ。 1 hoistway, 2 cages, 3 main ropes, 4 counterweights, 5 sheaves, 6 electric motors, 7 and 8 shock absorbers, 9 guide devices, 10 power supplies for elevators, 11 guide rails, 12a top floor landing, 12b bottom Floor landing, 13 Electric motor drive, 14, 28 Elevator controller, 15 Governor, 16 Governor rope, 17 Encoder, 20 Linear motor power supply, 21 Linear motor drive, 22 Linear motor permanent magnet, 23 Upper armature for linear motor, 24 Lower armature for linear motor, 25, 26 Linear sensor.
Claims (3)
昇降路の上下終端部に配置され、且つ上記釣合錘の移動を加減速する加減速装置を備えることを特徴とするエレベータ制御装置。 In an elevator control device including an electric motor that drives a sheave on which a wire rope is hung from both ends and a counterweight,
An elevator control device comprising an acceleration / deceleration device arranged at the upper and lower end portions of the hoistway and accelerating / decelerating the movement of the counterweight.
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