JP2009196731A - エレベータの起動補償装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予備励磁トルクの調整精度を安定させることができるエレベータの起動補償装置を提供すること。
【解決手段】乗りかご１の運転開始の際に駆動モータに出力させる予備励磁トルクＴを、乗りかご１の積載荷重Ｌに応じて算出する予備励磁トルク演算回路１１と、乗りかご１の積載荷重Ｌが所定荷重の状態で、乗りかご１の停止直前に予備励磁トルクＴの調整要素（トルクバイアスΔＢ，トルクゲインＧ）を算出する調整要素自動設定装置２０と、この調整要素自動設定装置２０により設定された調整要素ΔＢ，Ｇを記憶するＥＥＰＲＯＭ１３とを備えている。予備励磁トルク演算回路１１は、ＥＥＰＲＯＭ１３に記憶された調整要素ΔＢ，Ｇを用いて予備励磁トルクＴを算出する。調整要素自動設定装置２０は、駆動モータの出力トルクの変動幅が所定幅内のときに調整要素Ｇ，ΔＢを自動的に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗りかごの運転開始時のショックを駆動モータのトルクを調整して低減するエレベータの起動補償装置に関する。

エレベータにおいては、省エネルギー化という時代の趨勢に伴い、ギア損失のないギアレスマシンが広く採用されている。このギアレスマシンでは、乗りかごの実速度を指令速度に一致させるフィードバック制御がエレベータ制御装置により行われる。このフィードバック制御では、駆動モータの出力トルクを、乗りかごの自重および乗客等による負荷に応じて調整することによって、乗りかごの速度を制御する。

前記フィードバック制御では、駆動モータの出力トルクと駆動モータに与えられる負荷との間にアンバランスが生じたときに、このアンバランスが解消されるように駆動モータの出力トルクを調整する。この際、乗りかごに振動が生じることがある。特に、ブレーキから開放されて駆動モータが回転を開始するときには、前記アンバランスの程度が大きく、このアンバランスに起因する乗りかごの振動が乗客に不快感や恐怖感を生じさせることになるため、その振動を低減する必要がある。そこで、駆動モータの回転開始の際、ブレーキ解放前から駆動モータにトルクを出力させておくことによって、乗りかごの運転開始時の振動を低減するエレベータの起動補償装置が開発されている。

従来のエレベータの起動補償装置について図５を用いて説明する。

図５において、１は乗りかごであり、２はカウンタウェイトであり、３は乗りかご１とカウンタウェイト２とを連結するロープであり、４はロープ３が巻き掛けられていて駆動モータ（図示しない）により駆動されるシーブであり、５はシーブ４を制動するブレーキである。乗りかご１の下部には、乗りかご１の積載荷重を検出する荷重検出器６が設けられている。

同図５において、１０１が従来のエレベータの起動補償装置であり、予備励磁トルク演算回路１１を備えている。この予備励磁トルク演算回路１１は、駆動モータの起動の際にブレーキ解放前から駆動モータに出力させておくトルク、すなわち予備励磁トルクＴの値を、式「Ｔ＝Ｇ×Ｌ−ΔＢ」を計算して算出する。この式において、Ｇはトルクゲインであり、Ｌは荷重検出器６による検出荷重であり、ΔＢは無荷重（検出荷重Ｌ＝０）の状態で駆動モータに与えられる負荷に、駆動モータの出力トルクを常時拮抗させるためのトルクバイアスである。

また、起動補償装置１０１は電気的に書換可能な不揮発性メモリ、すなわちＥＥＰＲＯＭ１３と、このＥＥＰＲＯＭ１３を書換可能な状態にする書換許可回路１４とを備えている。ＥＥＰＲＯＭ１３は予備励磁トルク演算回路１１が予備励磁トルクＴを算出する際に使用するトルクゲインＧとトルクバイアスΔＢを記憶している。書換許可回路１４は保守端末装置等による外部からの書換指令に応じて作動し、これによりＥＥＰＲＯＭ１３には保守端末装置等による入力操作により与えられたトルクゲインＧやトルクバイアスΔＢが書き込まれる。これらトルクゲインＧおよびトルクバイアスΔＢは、エレベータの特性に応じて予備励磁トルクＴを調整するための調整要素である。

このように構成された起動補償装置１０１における調整要素を設定する際は、乗りかごの運転開始時におけるシーブ４の挙動を目視により確認した結果に基づいて、すなわち、指令速度の方向と実際のシーブの回転方向とを目視により比較したり、シーブの回転速度の大きさを目視により把握したりした結果に基づいて調整要素を決定し、保守端末装置等の入力操作で起動補償装置１０１のＥＥＰＲＭ１３に書き込む。

ここまでで説明した従来のエレベータの起動補償装置については、特許文献１を参照されたい。

また、特許文献２には、予備励磁トルクを通常運転における乗りかごの停止直前の駆動モータの出力トルクと同じ値に設定する技術が開示されている。
特開昭６３−１０１２８８号公報 特開平８−２４５０９６号公報

前述したように、従来のエレベータの起動補償装置１０１では、シーブ４の挙動の目視確認の結果に基づいて調整要素を決定する。つまり、保守員の感覚に依存して調整要素の値を調整するため、保守員の熟練度の違いにより調整精度がばらつくという問題がある。

また、エレベータの現在の主流は機械室レスエレベータであり、この機械室レスエレベータでは、駆動モータやシーブが昇降路内に配置されているため、乗りかごの昇降開始時におけるシーブの挙動を目視確認することが困難である。そこで、機械室レスエレベータに対しては、シーブの挙動を目視確認する替わりに、乗りかご内での振動の体感結果に基づいて調整要素を調整するという方法が採用されている。この方法では、保守員の感覚に依存しているために調整精度がばらつくという問題があるだけでなく、シーブの挙動を目視確認する方法よりも難易度が高いため、調整制度のばらつきが大きくなりやすい。

また、特許文献２に開示された技術は、前述したように、予備励磁トルクを、通常運転における乗りかごの停止直前の駆動モータの出力トルクと同じ値に自動的に設定するものである。この技術では、乗りかごの停止直前における出力トルクが不安定になることに起因して予備励磁トルクにばらつきが生じる。

本発明は、前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、予備励磁トルクの調整精度を安定させることができるエレベータの起動補償装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明のエレベータの起動補償装置は次のように構成されている。

本発明のエレベータの起動補償装置は、乗りかごの運転開始の際に駆動モータに出力させる予備励磁トルクの値を、乗りかごの積載荷重に応じて算出する予備励磁トルク演算手段と、乗りかごの積載荷重が所定荷重の状態で、乗りかごの停止直前の駆動モータのトルクに基づいて予備励磁トルクの調整要素を算出する調整要素演算手段と、この調整要素演算手段により算出された調整要素を記憶する記憶手段とを備えていて、前記予備励磁トルク演算手段は、前記記憶手段に記憶された調整要素を用いて予備励磁トルクの値を調整し、前記調整要素演算手段は、駆動モータのトルクの変動幅が所定幅内のときに、調整要素を自動的に算出することを特徴とする。

本発明のエレベータの起動補償装置では、調整要素演算手段は、駆動モータのトルクの変動幅が所定範囲内のときに、調整要素を自動的に算出する。これにより、乗りかごの停止直前のトルクの変動幅が所定幅よりも大きな不安定なときの調整要素ではなく、所定幅内に安定したときの調整要素を、保守員の感覚に依存することなく得られる。この結果、予備励磁トルクの調整精度を安定させることができる。

前記所定荷重が無荷重または定格荷重であることが好ましい。

前記調整要素演算手段は、乗りかごの上昇運転時に対応する上昇時調整要素と、乗りかごの下降運転時に対応する下降時調整要素とを算出するものであることが好ましい。

本発明によれば、前述したように、乗りかごの停止直前のトルクの変動幅が所定幅内に安定したときの調整要素を、保守員の感覚に依存することなく得られるので、予備励磁トルクの調整精度を安定させることができる。これにより、乗りかごの運転開始時の振動の低減に貢献できる。

本発明のエレベータの起動補償装置の一実施形態について図１〜４を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエレベータの起動補償装置の構成を示すブロック図である。図２は図１に示した調整要素自動設定装置の構成を示すブロック図である。図３は図２に示したトルク指令記憶回路により行われる処理の流れを示すフローチャートである。図４は図２に示した調整要素自動設定装置により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

図１において、１は乗りかごであり、２はカウンタウェイトであり、３は乗りかご１とカウンタウェイト２とを連結するロープであり、４はロープ３が巻き掛けられていて駆動モータ（図示しない）により駆動されるシーブであり、５はシーブ４を制動するブレーキである。乗りかご１の下部には、乗りかご１の積載荷重を検出する荷重検出器６が設けられている。７はシーブ４の回転に同期したパルス信号を出力するロータリエンコーダである。なお、乗りかご１とカウンタウェイト２とのバランスポイントは、例えば４５％に設定されている。

本実施形態に係るエレベータの起動補償装置１０はマイクロコンピュータを含む装置であり、乗かご１の運転開始の際にブレーキ解放前から駆動モータに出力させておくトルク、すなわち予備励磁トルクＴの値を算出する予備励磁トルク演算手段としての予備励磁トルク演算回路１１と、ロータリエンコーダ７からのパルス信号に基づき、シーブ４の回転速度、すなわち乗りかご１の運転方向および速さを検出する速度検出回路１２とを備えている。

予備励磁トルク演算回路１１は、予備励磁トルクＴを、式「Ｔ＝Ｇ×Ｌ−ΔＢ」を計算して算出する。この式において、Ｇはトルクゲインであり、Ｌは荷重検出器６による検出荷重であり、ΔＢは無荷重（検出荷重Ｌ＝０）の状態で駆動モータに与えられる負荷に駆動モータの出力トルクを常時拮抗させるためのトルクバイアスである。トルクゲインＧおよびトルクバイアスΔＢは、エレベータの特性に応じて予備励磁トルクＴを調整するための調整要素である。

起動補償装置１０は、電気的に書換可能な不揮発性メモリ、すなわちＥＥＰＲＯＭ１３と、保守端末装置等による外部からの更新指令Ｒに応じて作動しＥＥＰＲＯＭ１３を書換可能な状態にする書換許可回路１４とを備えている。ＥＥＰＲＯＭ１３は、予備励磁トルク演算回路１１が予備励磁トルクＴを算出する際に使用するトルクゲインＧとトルクバイアスΔＢを記憶する記憶手段を構成している。

起動補償装置１０は調整要素自動設定装置２０を備えている。この調整要素自動設定装置２０は、図２に示すように、入力回路２１と、一定微速度検出回路２２と、トルク指令記憶回路２３と、調整要素演算回路２４と、出力回路２５とを備えている。

入力回路２１は、図示しないエレベータ制御装置から得られるトルク指令Ｔｃと、速度検出回路１２により検出された検出速度Ｖと、調整要素（トルクゲインＧ，トルクバイアスΔＢ）の更新を指令する更新指令Ｒとを入力する回路である。

一定微速度検出回路２２は、検出速度Ｖが所定の微速度以下の状態、すなわち乗りかご１の速度が停止直前で一定になった状態を検出する回路である。

トルク指令記憶回路２３は、検出速度Ｖが所定の微速度以下であるときにトルク指令Ｔｃの変動幅、すなわち「今回トルク指令Ｔｃｔ−前回トルク指令Ｔｃｌ」を検出し、この変動幅が所定幅内「（今回トルク指令Ｔｃｔ−前回トルク指令Ｔｃｌ）≦所定値」であるときに今回トルク指令Ｔｃｔを前回トルク指令Ｔｃｌとして記憶する、つまり、記憶するトルク指令Ｔｃを最新のものに書き換えて記憶する回路である。

調整要素演算回路２４は、乗りかご１とカウンタウェイト２とのバランスポイントに設定されているため、乗りかご１の上昇運転時に対応する上昇時調整要素（トルクゲインＧｕｐ、トルクバイアスΔＢｕｐ）と、乗りかご１の下降運転時に対応する下降時調整要素（トルクゲインＧｄｎ、トルクバイアスΔＢｄｎ）とを、別々に設定するための演算を行うように設定されている。

具体的には、調整要素演算回路２４は、無荷重（検出荷重Ｌ＝０）での上昇運転後に、トルク指令記憶回路２３に記憶されている上昇時トルク指令Ｔｃｕｐを、トルクバイアスΔＢに設定し（ΔＢｕｐ＝Ｔｃｕｐ）、無荷重での下降運転後に、トルク指令記憶回路２３に記憶されている下降時トルク指令Ｔｃｄｎを、トルクバイアスΔＢｄｎに設定する（ΔＢｄｎ＝Ｔｃｄｎ）。さらに、定格荷重（最大積載荷重Ｌｍａｘ）での上昇運転後に「Ｇｕｐ＝（Ｔｃｕｐ＋ΔＢｕｐ）／Ｌ，ΔＢｕｐ＝Ｔｃｕｐ，Ｌ＝Ｌｍａｘ」を計算してトルクゲインＧｕｐを設定し、定格荷重での下降運転後にトルクバイアスΔＢｄｎと、定格荷重Ｌｍａｘとを用いて「Ｇｄｎ＝（Ｔｃｄｎ＋ΔＢｄｎ）／Ｌ，ΔＢｄｎ＝Ｔｃｄｎ，Ｌ＝Ｌｍａｘ」を計算してトルクゲインＧｄｎを設定する。

出力回路２５は、調整要素演算回路２４により設定されたトルクバイアスΔＢｕｐ，ΔＢｄｎ、トルクゲインＧｕｐ，Ｇｄｎを、ＥＥＰＲＯＭ１３に出力する回路である。

なお、調整要素自動設定装置２０において、一定微速度検出回路２２、トルク指令記憶回路２３、調整要素演算回路２４は、乗りかご１の積載荷重が所定荷重（無荷重（Ｌ＝０）、定格荷重（Ｌ＝Ｌｍａｘ））の状態で、乗りかご１の停止直前の駆動モータの出力トルク（トルク指令Ｔｃ）の変動幅が所定幅内のときに、予備励磁トルクＴの調整要素（トルクバイアスΔＢ、トルクゲインＧ）を自動的に算出する調整要素演算手段を構成している。

このように構成された起動補償装置１０の動作について説明する。

速度検出回路１２がシーブ４の回転速度を検出すると、速度検出回路１２から調整要素自動設定装置２０に検出速度Ｖが伝送される。調整要素自動設定装置２０は、その検出速度Ｖを入力回路２１により入力し、その検出速度Ｖが一定微速度である場合、一定微速度検出回路２２がそのことを検出する。これに伴い、一定微速度検出回路２２からトルク指令記憶回路２３に、一定微速度を検出した旨の信号が伝送される。

このように一定微速度検出回路２２からの信号を受けたトルク指令記憶回路２３は、図３に示す処理を行う。つまり、はじめにエレベータ制御装置からのトルク指令Ｔｃの変動幅が所定幅内かどうか、すなわち「（今回トルク指令Ｔｃｔ−前回トルク指令Ｔｃｌ）≦所定値」かどうかの判定を行う（手順Ｓ１）。このトルク指令Ｔｃの変動幅が所定幅内ではない場合（手順Ｓ１でＮＯ）、今回トルク指令Ｔｃｔを前回トルクＴｃｌとして記憶する、つまり、前回トルク指令Ｔｃｌを最新のものに書き換えて記憶する。トルク指令Ｔｃの変動幅が所定幅内の場合、すなわち駆動モータの出力トルクが安定している場合（手順Ｓ１でＹＥＳ）、検出速度Ｖに基づいて乗りかご１の運転方向を判定する（手順Ｓ２）。上昇運転である場合にはトルク指令Ｔｃｔを上昇時トルク指令Ｔｕｐとして記憶し（手順Ｓ４）、下降運転である場合にはトルク指令Ｔｃｔを下降時トルク指令Ｔｄｎとして記憶する（手順Ｓ５）。

図４に示すように、保守端末装置等によって起動補償装置１０の外部から調整要素の更新指令Ｒが与えられると（手順Ｓ１０でＹＥＳ）、更新指令Ｒが無荷重データ（トルクデバイスΔＢｕｐ，ΔＢｄｎ）の更新指令なのか定格荷重データ（トルクゲインＧｕｐ，Ｇｄｎ）の更新指令なのかを判定する（手順Ｓ１１）。手順Ｓ１１で更新指令Ｒが無荷重データの更新指令であった場合、トルクバイアスΔＢｕｐを上昇運転後に、トルク指令記憶回路２３に記憶されている最新の上昇時トルク指令Ｔｃｕｐに設定し（ΔＢｕｐ＝Ｔｃｕｐ）、同様に、トルクバイアスΔＢｄｎを下降運転後に、トルク指令記憶回路２３に記憶されている最新の下降時トルク指令Ｔｃｄｎに設定する（ΔＢ＝Ｔｃｄｎ）（手順Ｓ１２）。手順Ｓ１１で更新指令Ｒが定格荷重データの更新指令であった場合、定格荷重（最大積載荷重Ｌｍａｘ）での上昇運転後に「Ｇｕｐ＝（Ｔｃｕｐ＋ΔＢｕｐ）／Ｌ，ΔＢｕｐ＝Ｔｃｕｐ，Ｌ＝Ｌｍａｘ」を計算してトルクゲインＧｕｐを設定し、定格荷重での下降運転後にトルクバイアスΔＢｄｎと定格荷重Ｌｍａｘとを用いて「Ｇｄｎ＝（Ｔｃｄｎ＋ΔＢｄｎ）／Ｌ，ΔＢｄｎ＝Ｔｃｄｎ，Ｌ＝Ｌｍａｘ」を計算してトルクゲインＧｄｎを設定する（手順Ｓ１３）。そして、手順Ｓ１２，１３で設定された調整要素（トルクバイアスΔＢｕｐ，ΔＢｄｎ、トルクゲインＧｕｐ，Ｇｄｎ）をＥＥＰＲＯＭ１３に出力する（手順Ｓ１４）。これにより、ＥＥＰＲＯＭ１３に記憶される調整要素が書き換えられ、調整要素の更新が完了する。

本実施形態に係るエレベータの起動補償装置１０によれば次の効果を得られる。

本実施形態に係るエレベータの起動補償装置１０において、調整要素演算手段（一定微速度検出回路２２、トルク指令記憶回路２３、調整要素演算回路２４）は、駆動モータのトルクの変動幅が所定範囲内のときに、調整要素を自動的に算出する。これにより、乗りかご１の停止直前の駆動モータの出力トルク（トルク指令Ｔｃ）の変動幅が所定幅よりも大きな不安定なときの調整要素ではなく、所定幅内に安定したときの調整要素を、保守員の感覚に依存することなく得られる。この結果、予備励磁トルクＴの調整精度を安定させることができ、乗りかご１の運転開始時の振動の低減に貢献できる。

なお、前述した実施形態に係るエレベータの起動補償装置１０では、調整要素演算手段の構成要素である調整要素演算回路２４が、乗りかご１の上昇運転時に対応する上昇時調整要素（トルクゲインＧｕｐ、トルクバイアスΔＢｕｐ）と、乗りかご１の下降運転時に対応する下降時調整要素（トルクゲインＧｄｎ、トルクバイアスΔＢｄｎ）とを、別々に設定するための演算を行うように設定されているが、本発明における調整要素演算手段は、そのような設定に限定されるものではない。乗りかご１とカウンタウェイト２とのバランスポイントが５０％に設定されているエレベータや、調整要素に高い調整精度が要求されないエレベータに対しては、調整要素を上昇運転時と下降運転時とで別々に設定する必要はない。

前述した実施形態に係るエレベータの起動補償装置１０では、調整要素を設定する際の積載荷重の条件が、無荷重と定格荷重とに設定されている例であるが、本発明における荷重の条件はそれらに限定されるものではなく、それら以外の値の荷重であってもよい。

本発明の一実施形態に係るエレベータの起動補償装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した調整要素自動設定装置の構成を示すブロック図である。 図２に示したトルク指令記憶回路により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図２に示した調整要素自動設定装置により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 従来のエレベータの起動補償装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 乗りかご
２ カウンタウェイト
３ ロープ
４ シーブ
５ ブレーキ
６ 荷重検出器
７ ロータリエンコーダ
１０ 起動補償装置
１１ 予備励磁トルク演算回路
１２ 速度検出回路
１３ ＥＥＰＲＯＭ
１４ 書換許可回路
２０ 調整要素自動設定装置
２１ 入力回路
２２ 一定微速検出回路
２３ トルク指令記憶回路
２４ 調整要素演算回路
２５ 出力回路

Claims (3)

1. 乗りかごの運転開始の際に駆動モータに出力させる予備励磁トルクの値を、乗りかごの積載荷重に応じて算出する予備励磁トルク演算手段と、
   乗りかごの積載荷重が所定荷重の状態で、乗りかごの停止直前の駆動モータのトルクに基づいて予備励磁トルクの調整要素を算出する調整要素演算手段と、
   この調整要素演算手段により算出された調整要素を記憶する記憶手段と
   を備えていて、
   前記予備励磁トルク演算手段は、前記記憶手段に記憶された調整要素を用いて予備励磁トルクの値を調整し、
   前記調整要素演算手段は、駆動モータのトルクの変動幅が所定幅内のときに、調整要素を自動的に算出する
   ことを特徴とするエレベータの起動補償装置。
2. 請求項１に記載の発明において、
   前記所定荷重が無荷重または定格荷重であることを特徴とするエレベータの起動補償装置。
3. 請求項１に記載の発明において、
   前記調整要素演算手段が、乗りかごの上昇運転時に対応する上昇時調整要素と、乗りかごの下降運転時に対応する下降時調整要素とを算出することを特徴とするエレベータの起動補償装置。

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