JP2011001169A

JP2011001169A - エレベータの起動秤自動調整装置

Info

Publication number: JP2011001169A
Application number: JP2009145655A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kawahara; 利昭河原
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2011-01-06

Abstract

【課題】調整用錘を準備することなく、定格負荷付近の起動時の乗り心地を調整することができるエレベータの起動秤自動調整装置を得る。
【解決手段】エレベータ起動時に使用するかご内負荷を秤装置１７により検出して秤補償値を出力する秤補償回路のゲイン微調整を電動機のトルク指令２１ａから算出し補正するエレベータの制御装置において、保守時に無負荷での秤装置調整を実施した後、定格負荷に近い負荷で起動した時、かご呼びの無い最寄階に停止し扉を開けることなく秤装置が検出した値に補正して再起動を行う。
【選択図】図１１

Description

この発明はエレベータの起動秤自動調整装置に関するものである。

近年、省エネルギー化が叫ばれ、機器の高効率化、低損失化は産業界における趨勢となっている。エレベータにおいては、ギアロスが無く高効率なギャレス方式を採用した巻上機が幅広く採用され始めている。高効率化は、電動機が発生するトルクと実際の負荷との間の僅かなトルクバランスによりかご振動を発生する要因となり、特に起動時のアンバランス補償時には、大きな問題となる。

従来の秤補償値を算出する方法として、例えば、図５、図６に示すエレベータの制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
図５において、１１はシーブ、１２はシーブ１１に巻掛けられているロープ、１３は釣合い錘であるカウンタウェイト、１４はロープ１２の先端のシャックルバネ（図示せず）を介してロープ１２と結ばれているかご枠、１５はかご枠１４内に位置するかご室、１６はかご室１５を支持している防振ゴム、１７は防振ゴム１６と並列に配設された秤装置であり、所定の信号１７ａを出力する。１８はエレベータかごへ電力の供給及び信号を送受する電力線・信号線等のケーブル、１９はシーブ１１を駆動する駆動用の電動機、２０は電動機１９駆動用の電力変換装置、２１はエレベータの制御・運行管理の中核をなすマイクロコンピュータであり、電力変換装置２０にトルク指令２１ａを出力する。２２は最上階の階床、２３は全昇降行程の中心位置となる中心階の階床、２４は最下階の階床である。
従来のエレベータの制御装置では、図６において、エレベータのかごとかごに搭乗している乗客及びかごに重荷するケーブル類の総重量を検出するかご重量検出手段２と、前記エレベータかごの現在位置を検出するかごの現在位置検出手段５と、前記エレベータかご内の負荷を２種類以上の異なる所定の値とし、各々の負荷において所定の位置にかごを停止したとき、或いは一定速度で所定の位置を走行したときの、前記かご重量検出手段２の出力値を検出して記憶する秤基準値格納手段３と、昇降行程における異なる２地点以上の所定の位置にかごを停止したとき、或いは一定速度で所定の位置を走行したときの、前記かご重量検出手段２の検出値の差からかご位置の移動に伴って変化するかご重量の変化を求めて記憶する行程差秤値格納手段４と、前記秤基準値格納手段３、行程差秤値格納手段４、かごの現在位置検出手段５の各値を用いて、前記かご重量検出手段２の出力値を補正するかご内秤補正演算手段８とを具備するかご内負荷検出手段１Ａを有しているもので構成されたものである。

従来のエレベータの制御装置では、昇降行程が高い高速エレベータ等の場合は、図５において、制御ケーブル１８以外に、メインロープ１２の重量を補償するコンペンロープ２６が取り付くケースが殆どである。これは、巻上電動機のかご位置によるアンバランスを補償するものであり、電動機１９の小形化に役立つ。しかし、この場合、かご上秤方式だと、コンペン補償ケーブルの重量までかご上秤で計測することになり、特に高揚程の場合は、かご内負荷の検出分解能の低下を招く恐れがあった。よって、かご位置によるロープ重量の影響を受け難いかご下秤方式が主に採用されているのである。

また、上述のような課題を解決するために、かご床下秤装置においてもロープやケーブルのアンバランスを精度よく算出しエレベータの乗り心地を向上させると共に、起動秤調整を簡略化するエレベータの制御装置や、かご下秤装置の出力もかご内負荷に応じてリニアに検出できるものが製作できるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

図１において、１９はシーブを駆動する駆動用の電動機、２０は電動機１９駆動用の電力変換器、２１はエレベータの制御・運行管理の中核をなすマイクロコンピュータ、４０はエレベータの速度指令４０ａを発生する速度指令発生器、４１は減算器、４２は速度制御器、４３は加算器、４５はシーブ側秤補正演算器、４６は電動機１９の速度や位置を検出する速度検出器である。

エレベータが走行する場合は、図１の速度指令発生器４０から速度指令４０ａが出力される。減算器４１により速度指令４０ａと速度検出器４６で測定される実速度４６ａとの差分４１ａが速度制御器４２に入力され、目的の速度指令に追従するために電動機１９が発生すべきトルク指令４２ａを出力する。エレベータ起動時のシーブから見たトルクアンバランスは、シーブ側秤補正演算器４５により算出され、その出力４５ａが加算器４３によりトルク指令４２ａと加算され電力変換器２０へのトルク指令２１ａとなる。

エレベータのシーブから見たかご位置によるトルクバランスの崩れは、メインロープとコンペンロープの重量差や制御ケーブルの重量変化によるものであり、これらはかご下秤装置を用いたエレベータでは秤装置によって検出する事は不可能である。
エレベータの制御系は図１にも示した通り、フィードバックの制御系となっているので、速度指令に準じて走行することができる。エレベータを最下階から最上階に上昇走行させた場合の波形を示したものが図２である。エレベータ速度が波形４６ａであり、かご位置が波形４６ｂである。
図２においてエレベータが一定走行になった時間をｔ１、一定速から減速を開始し始める時間をｔ２とし、それぞれの時間におけるかご位置をＺ_ＢＯ、Ｚ_ＴＯ、トルク指令値をＴ_ＮＵＢ、Ｔ_ＮＵＴとする。
ここで、かご位置によるトルク指令値の変化分を下記式で算出する。
ΔＴＣ＝Ｔ_ＮＵＴ−Ｔ_ＮＵＢ／Ｚ_ＴＯ−Ｚ_ＢＯ
エレベータのかご側と釣合い錘が平衡している場合、エレベータの昇降路中心位置をＺcとして、かご位置により変化する不平衡トルクを下記式で算出することが出来る。
Ｔｃ＝ΔＴＣＸ（Ｚ−Ｚｃ）
但し（Ｚ_ＢＯ≦Ｚ≦Ｚ_ＴＯ）
上記値をかご位置（Ｚ）によるアンバランストルク補正値として、シーブ側秤補正演算器４５により加算することで、エレベータ起動時の起動ショックを低減することが出来る。

上記ではかご位置により発生するケーブルやコンペンロープのアンバランス量を補償するものであるが、かごの起動ショックを発生する要因は他にも存在する。かごと釣合い錘の重量の関係は、通常かご内の負荷が５０％になり、且つ、かごが昇降路の中間位置にある場合に釣り合いが取れるようになっている。ところが、かごと釣合い錘の関係を調整する、調整用錘の最小単位重量がある為、この錘重量分以下の微妙なアンバランスを有している。

また、特開平１０−２５０６９号公報に記載されている様なエレベータの走行方向によって変化するトルクアンバランスも有る。これらは、秤装置では検出不可能な補正量であり、従来は熟練者による微妙な調整が行なわれていた。

次に、図３を用いて説明する。まず、かご内に釣合い錘と平衡になるべき負荷を積み込む。その後エレベータを終端階往復運転する。その時の波形が図３であり、それぞれ上昇運転時および下降運転時の波形を示す。昇降路中間位置をＺcとし、上昇運転、下降運転それぞれのトルク指令値をＴ_ＢＵＭ、Ｔ_ＢＤＭとする。
かごと釣合い錘の重量差のアンバランスＴ_Ｕを中間位置のトルク値から下記式で算出する。
Ｔ_Ｕ＝（Ｔ_ＢＵＭ−Ｔ_ＢＤＭ）／２
この値（Ｔ_Ｕ）が零の場合はかごと釣合い錘間のアンバランスが無いことになる。この値は、かご位置によらないアンバランス量なので測定した結果を固定値としてシーブ側のトルク補償値として加える事で、エレベータ起動時のショックを低減させることができる。

さらに、上記の測定結果を用いて、エレベータの前回走行方向に起因するトルクアンバランス補償値Ｔ_ＬＯＳＳを下記式で算出する。
Ｔ_ＬＯＳＳ＝（Ｔ_ＢＵＭ＋Ｔ_ＢＤＭ）／２
上記式で得られた昇降路ロス（Ｔ_ＬＯＳＳ）をエレベータの前回走行方向に応じて符号付けし、シーブ側トルク補正値として加える事によりエレベータ起動時のショックを低減させることができる。
これらの補正値の算出はフィードバック制御系を用いたエレベータの終端階を往復運転させることで容易に算出する事が出来る。また、かごの秤装置の出力に依存しないので、厳密な秤調整を実施しなくても精度良く求められるというメリットもある。

次に、図４を用いて説明する。上記ではかごの位置によるアンバランス補正およびかごと釣合い錘のアンバランス補正を求める手法を説明した。図４はこれらの補正量を反映したシーブ側秤補正演算器４５の構成を示したブロック図の一例である。

ここで、１７はかご下秤装置、５０は秤装置１７の出力にゲインを掛けてかご内負荷に依存するアンバランストルク補正量を演算する演算器、５１は先に紹介したかご位置により変化するアンバランストルクを演算する演算器、５２は先に紹介したかごと釣合い錘のアンバランスを補償する固定値データ、５３は前回のかごの走行方向により決まるロス補正値、５４はこれらの補正値５０ａ〜５３ａを加算する加算器で、その出力がシーブ側秤補正演算値４５ａとなる。
実際のかご内負荷の変動はかご下秤装置１７の出力によりかご内負荷により線形に検出する事が可能である。この出力値（ｘ）に、電動機のシーブ側のトルクに換算にする為の係数（Ｋ）５０を乗じてシーブ側トルク補正の一要素として加算している。
ここで、かご内無負荷、平衡負荷（５０％）、定格負荷（１００％）積載時の秤装置の出力をそれぞれ_{ｘ０、ｘ５０、ｘ１００}とする。通常、平衡負荷時にかご内負荷秤補正トルク値（ＴＬ）がゼロになるように下記式で算出する。
ＴＬ＝Ｋ（_{ｘ−ｘ５０}）
秤の出力をトルクに換算する係数Ｋは、電動機の特性が分かっていれば容易に求められる事ができるが、実際には電動機の特性のばらつきや秤装置の検出器のばらつきなどの為、工事毎に若干の調整が必要となる。従来この調整は作業者が、起動ショックを確認しながら実施していた。

この補正値を簡単に調整する方法を示す。かごが無負荷のとき図２で説明したトルク指令の測定結果Ｔ_ＮＵＢおよび実施例２で計算したＴ_ＬＯＳＳを用いて下記式でゲインＫ’を算出できる。
Ｋ’＝（Ｔ_ＮＵＢ―Ｔ_ＬＯＳＳ）／（_{ｘ０−ｘ５０}）
この方法に依れば、容易に秤補正ゲインＫ’を決定する事が出来、エレベータの秤調整を容易にすることができる。

特許第２６０５９９０号公報（特開平４−２９８４７３号公報）特開２００５−１７０５３７号公報

最近の乗用エレベータでは、起動時の乗り心地を良くするためかご内乗客の重量を検出する秤装置が設けられ、この秤装置が検出した重量に応じて巻上電動機にブレーキを開放した時、かごが飛び出したり、引きずられたりしないようにトルクを供給して滑らかに起動するようにしている。また、遠隔点検を含む定期保守時、乗り心地点検でかごが飛び出したり、引きずられを感じるようになると調整を行うが、一般的には無負荷時の乗り心地調整のみ行っているのが普通である（図７参照）。すなわち、定格負荷における乗り心地を確認するためには、調整用錘などを準備する必要があり、一般的には余り行われていないため、乗り心地が悪くなったまま放置されることがあるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、調整用錘を準備することなく、定格負荷付近の起動時の乗り心地を調整することができるようにしたエレベータの起動秤自動調整装置を提供するものである。

この発明に係るエレベータの起動秤自動調整装置は、エレベータ起動時に使用するかご内負荷を秤装置により検出して秤補償値を出力する秤補償回路のゲイン微調整を電動機のトルク指令から算出し補正するエレベータの制御装置において、保守時に無負荷での秤装置調整を実施した後、定格負荷に近い負荷で起動した時、かご呼びの無い最寄階に停止し扉を開けることなく秤装置が検出した値に補正して再起動を行うものである。

また、秤装置が検出した値に補正して再起動を行い、乗り心地が良くなった時は、自動調整成功を調整値を付けて監視センターに通報するものである。

また、秤装置が検出した値に補正して再起動を行い、乗り心地が悪くなった時は、自動調整失敗を調整値を付けて監視センターに通報するものである。

また、エレベータ起動時に使用するかご内負荷を秤装置により検出して秤補償値を出力する秤補償回路のゲイン微調整を電動機のトルク指令から算出し補正するエレベータの制御装置において、保守時に無負荷での秤装置調整を実施した後、定格負荷に近い負荷で起動して乗り心地が悪くなった時は、乗り心地調整必要を監視センターに通報し、乗り心地が良くなった時は、乗り心地良好又は自動調整不要を監視センターに通報するものである。

この発明によれば、調整用錘を準備することなく、定格負荷付近の起動時の乗り心地を簡単に調整することができるという効果がある。

参考例となる従来のエレベータの制御装置を説明するマイクロコンピュータ内の制御系の説明図である。参考例を説明するエレベータ走行時の波形図である。参考例を説明するエレベータ走行時の波形図である。参考例３を説明するシーブ側秤補償値演算器のブロック図である。従来のエレベータの制御装置の構成ブロック図である。従来のトルク指令算出用のブロック図である。無負荷時の乗り心地調整を説明する波形図である。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地調整を説明する波形図である。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置を説明するエレベータ走行時の波形図である。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の無負荷、１００％（定格）負荷、１００％（定格）負荷付近の調整量Ｘを調整した場合をそれぞれ説明するエレベータ走行波形図である。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地自動調整を説明するためのフローチャートである。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の下降時の乗り心地を説明するための説明図である。この発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の上昇時の乗り心地を説明するための説明図である。この発明の実施例２におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地自動調整を説明するためのフローチャートである。

図８はこの発明の実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地調整を説明する波形図である。すなわち、この発明は、かご内負荷が一定レベルを超えた時、例えば７５％以上の負荷になった時に、起動時にかごが飛び出し、引きずられ量が一定レベルを超えたことを検出した時、かご呼びの無い最寄階に停止し、扉を開けることなく秤装置が検出した値をゲイン補正値として補正して再起動を行い、飛び出し、引きずられが補正されていることを確認する。これにより、調整用錘を準備することなく、定格負荷付近の調整量Ｘを調整することができる。ここで、本機能が動作する条件として、
・遠隔点検を含む定期保守点検で、無負荷での秤装置自動調整を行ってから、一定期間（例えば３日間）に１回だけ
・上記で自動調整を行った秤検出値より大きな負荷（定格負荷により近い値）で一定レベルを超えたことを検出した時
・積極的に自動調整は行わず一定レベルを超えたことを検出した時、一定レベルを超えたことを記録又は遠隔監視センターに通報することも有効である。

図９においてエレベータが一定走行になった時間をｔ１、一定速から減速を開始し始める時間をｔ２とし、それぞれの時間におけるかご位置をＺ_ＢＯ、Ｚ_ＴＯ、トルク指令値をＴ_ＮＵＢ、Ｔ_ＮＵＴとする。
ここで、かご位置によるトルク指令値の変化分を下記式で算出する。
ΔＴＣ＝Ｔ_ＮＵＴ−Ｔ_ＮＵＢ／Ｚ_ＴＯ−Ｚ_ＢＯ
エレベータのかご側と釣合い錘が平衡している場合、エレベータの昇降路中心位置をＺcとして、かご位置により変化する不平衡トルクを下記式で算出することが出来る。
Ｔｃ＝ΔＴＣＸ（Ｚ−Ｚｃ）
但し（Ｚ_ＢＯ≦Ｚ≦Ｚ_ＴＯ）
上記値をかご位置（Ｚ）によるアンバランストルク補正値として、シーブ側秤補正演算器４５により加算することで、エレベータ起動時の起動ショックを低減することが出来ることは参考例の場合と同様である。

図１０は、無負荷、１００％（定格）負荷、１００％（定格）負荷付近の調整量Ｘを調整した場合をそれぞれ説明するエレベータ走行波形図であり、１００％（定格）負荷と１００％（定格）負荷付近の調整量Ｘを調整した場合の差異が無負荷と比べて非常に少ないことが判る。

図１１は実施例１におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地自動調整を説明するためのフローチャートであり、保守時無負荷側の調整を行った後、負荷側の乗り心地自動調整結果を通報するフローである。
先ず、ステップＳ１で保守点検（遠隔点検を含む）時に無負荷での秤装置調整を実施した否かを判断し、次にステップＳ２で自動調整有効期間（一定期間、例えば３日間）を設定する。その後、自動運転を開始し（ステップＳ３）、定格負荷により近い例えば７５％以上の負荷で起動したか否かを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４で７５％以上の負荷で起動した場合、起動時の乗り心地が規定値より悪いか否か判断し（ステップＳ５）、乗り心地が悪い場合は、かご呼びの無い最寄階に停止し、扉を開かないで秤装置が検出した値をゲイン補正値としてセットし、再起動して目的階に走行する（ステップＳ６）。再起動時の乗り心地が良くなったかを判断し（ステップＳ７）、ステップＳ７で乗り心地が良くなっていれば「自動調整成功」であるので、成功した「調整値」を付けて監視センターへ通報し（ステップＳ８）、終了する（ステップＳ９）。また、ステップＳ４で７５％以上の負荷で起動しない場合は、ステップＳ１０で自動調整有効期間経過したか否かを判断し、経過していれば、ステップＳ１１で「自動調整未実施」を監視センターに通報し、終了する。また、ステップＳ５で起動時の乗り心地が規定値より良い場合は、ステップＳ１２で「自動調整不要」を監視センターに通報し、終了する。また、ステップＳ７で再起動時の乗り心地が悪い場合は、「自動調整失敗」であるので、失敗した「調整値」を付けて監視センターに通報し（ステップＳ１３）、終了する。なお、ステップＳ６では、かご呼びの無い最寄階に停止することとしたが、乗り心地が悪い場合は、速やかに「減速→停止」のシーケンスに入り停止後としても良い。

図１２はエレベータの起動秤自動調整装置の下降時の乗り心地を示す説明図、図１３は上昇時の乗り心地を示す説明図である。

図１４は実施例２におけるエレベータの起動秤自動調整装置の乗り心地自動調整を説明するためのフローチャートであり、保守時無負荷側の調整を行った後、負荷側の乗り心地調整の要否を通報するフローである。
先ず、ステップＳ２１で保守点検（遠隔点検を含む）時に無負荷での秤装置調整を実施した否かを判断し、次にステップＳ２２で確認有効期間（一定期間、例えば３日間）を設定する。その後、自動運転を開始し（ステップＳ２３）、定格負荷により近い例えば７５％以上の負荷で起動したか否かを判断する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４で７５％以上の負荷で起動した場合、起動時の乗り心地が規定値より悪いか否か判断し（ステップＳ２５）、乗り心地が悪い場合は、「乗り心地調整必要」を「調整用参考値」を付けて監視センターに通報し（ステップＳ２６）、終了する（ステップＳ２７）。また、ステップＳ２４で７５％以上の負荷で起動しない場合は、ステップＳ２８で確認有効期間経過したか否かを判断し、経過していれば、ステップＳ２９で「確認有効期間」超過を監視センターに通報し、終了する。また、ステップＳ２５で起動時の乗り心地が規定値内の場合は、ステップＳ３０で「乗り心地良好」、「調整不要」を監視センターに通報し、終了する。

１１シーブ
１２ロープ
１３カウンタウェイト
１４かご枠
１５かご室
１６防振ゴム
１７秤装置
１８ケーブル
１９電動機
２０電力変換器
２１マイクロコンピュータ
２１ａトルク指令
２２〜２４階床
４０速度指令発生器
４１減算器
４２速度制御器
４３加算器
４５シーブ側秤補正演算器
４６速度検出器

Claims

エレベータ起動時に使用するかご内負荷を秤装置により検出して秤補償値を出力する秤補償回路のゲイン微調整を電動機のトルク指令から算出し補正するエレベータの制御装置において、
保守時に無負荷での秤装置調整を実施した後、定格負荷に近い負荷で起動した時、かご呼びの無い最寄階に停止し扉を開けることなく秤装置が検出した値に補正して再起動を行うことを特徴とするエレベータの起動秤自動調整装置。
秤装置が検出した値に補正して再起動を行い、乗り心地が良くなった時は、自動調整成功を調整値を付けて監視センターに通報することを特徴とする請求項１記載のエレベータの起動秤自動調整装置。
秤装置が検出した値に補正して再起動を行い、乗り心地が悪くなった時は、自動調整失敗を調整値を付けて監視センターに通報することを特徴とする請求項２記載のエレベータの起動秤自動調整装置。
エレベータ起動時に使用するかご内負荷を秤装置により検出して秤補償値を出力する秤補償回路のゲイン微調整を電動機のトルク指令から算出し補正するエレベータの制御装置において、
保守時に無負荷での秤装置調整を実施した後、定格負荷に近い負荷で起動して乗り心地が悪くなった時は、乗り心地調整必要を監視センターに通報し、乗り心地が良くなった時は、乗り心地良好又は自動調整不要を監視センターに通報することを特徴とするエレベータの起動秤自動調整装置。