JP2012532078A - 電力が制限されているエレベータ救出作動における重力駆動による始動段階 - Google Patents
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Abstract
エレベータシステム10への主電力が喪失した時に、バックアップ電源46からの電力を用いて自動救出作動が実行される。階床間で停止したエレベータの救出運転は、ブレーキ28を持ち上げ、エレベータかご12を重力によって移動させることで開始される。かご12がかご12とつり合いおもり14の間の重量の不平衡の結果として移動する場合、巻上モータ24の作動は、電気を生成するように、かご12の検出された動きと同期される。重量が平衡してかご12が動かない場合は、救出運転時に選択された方向にかご12を駆動するようモータトルクを掛けるように、巻上モータ24にバックアップ電力が供給される。
Description
本発明は一般にエレベータシステムに関する。
エレベータシステムへの主電力が喪失した場合、エレベータ巻上モータへの電力と、エレベータかごに関連する非常ブレーキへの電力は、遮断される。これによって、巻上モータは、エレベータかごの駆動を停止し、また、非常ブレーキ(通電時には係合していない)は、駆動シャフトに係合する。その結果、かごは、ほぼ即座に停止する。この停止は、エレベータ昇降路の任意の位置で任意に起こり得るので、乗客は、階床間でエレベータかごに閉じ込められることがある。従来のシステムでは、階床間でエレベータかごに閉じ込められた乗客は、保守作業員がブレーキを解放し、かごの上下への移動を制御してエレベータかごを最寄りの階に移動させることが可能となるまで待たなければならないことがある。保守作業員が到着し、救出作動が実行可能となるまでかなり長い時間がかかることがある。
自動救出作動(automatic rescue operation)(ARO)を用いるエレベータシステムが開発されてきた。これらのエレベータシステムは、主電力が喪失した後にエレベータかごを隣の階床に移動させるためにバックアップ電力を供給するように制御されるバックアップ電源を備える。従来の自動救出作動システムは一般に非常用バックアップ電源としてバッテリを用いる。これらのシステムでは、救出運転を、「軽い」方向に、すなわち、乗客を乗せたかごとつり合いおもりの重量差の結果、重力によってかごが移動することになる方向に行うことが試みられている。自動救出システムは、「軽い」方向を決定するのに負荷重量測定装置を利用する。保持電流を巻上モータに印加して、負荷重量測定装置によって検出された負荷の不平衡とは反対の方向にトルクを与えることで、エレベータかごは、ブレーキが持ち上げられていても移動しなくなる。いったんブレーキが持ち上げられると、システムは、負荷重量測定装置からの信号に示される軽い方向にかごを駆動することを試みる。バッテリと供給回路は、かごの最大負荷のためにピーク保持電流を供給するような大きさとする必要がある。
いくつかの場合には、負荷重量測定装置を用いた軽い方向の決定が困難なことがある。負荷重量測定の失敗や負荷重量測定信号の誤った解釈が生じてしまうことで、軽い方向の決定が誤ると、重い方向にかごを駆動する試みがなされることがあり得る。この結果、ピーク電流が大きくなって、エネルギー消費が増加する可能性がある。
自動救出作動システムは、エネルギーの確保に責任を持つ必要があり、また、負荷重量測定が失敗して「重い」方向への運転が試みられる場合の失敗処理論理が必要である。始動段階に必要とされ、さらに、「重い」方向への運転が試みられる失敗シナリオに必要とされるピーク電流およびエネルギー容量は、平衡負荷を移動させるのに、または、始動段階が経過してエレベータが「軽い」方向に移動している際にエレベータを作動させるのに必要な量を大幅に上回る。
電力が制限されているエレベータ救出運転が、巻上モータに保持トルクを与えずにブレーキを持ち上げることによって実行される。かごとつり合いおもりの間で重量の著しい不平衡が存在する場合、重力によって軽い方向にかごが移動することになる。かごの移動の方向および速さが検出される。かごが移動している場合、モータは、通電され、かごの進行中の動きに同期する。同期したモータの作動によって、かごがその目的位置に到達するまで救出運転が制御される。かごとつり合いおもりが平衡することでかごが移動していない場合、目的位置へと選択された方向にかごを駆動するようにバックアップ電力が巻上モータに供給される。
図1は、重力駆動による始動段階を伴う自動救出作動機能を備えるエレベータシステム10のブロック図である。エレベータシステム10は、エレベータかご12、つり合いおもり14、ロープ16、プーリ18、20、駆動シーブ22、巻上モータ24、エンコーダ26、ブレーキ28、ブレーキスイッチ30、負荷重量測定装置32、回生駆動装置34、エレベータ制御装置36、電力管理システム38、ドアシステム40、主制御変圧器42、主回路ブレーカ44、バックアップ電源46、リレー48(リレーコイル50およびリレー接点52A、52B、52Cを備える)、およびDC/ACコンバータ54を備える。
図1に示す図では、かご12およびつり合いおもり14は、2:1ローピング構成のロープ16で吊り下げられている。ロープ16は、固定具56から下方へとプーリ18まで、次いで、上方へ行き、シーブ22の周りを越えて、下方へとプーリ20まで、そして上方へと負荷重量測定装置32および固定具58まで延在する。1:1、4:1、8:1、その他などを含む他のローピング構成も使用可能である。
シーブ22が一方向に回転すると、エレベータかご12は、上方へ駆動され、つり合いおもり14は、下方へ駆動される。シーブ22が反対方向に回転すると、かご12は、下方へ駆動され、つり合いおもり14は、上方へ駆動される。つり合いおもり14は、平均的な数の乗客を含むエレベータかご12の重量にほぼ等しくなるように選択される。負荷重量測定装置32は、かご12とその乗客の合計重量の指示を提供するようにロープ16に接続される。負荷重量測定装置32は、デッドエンドヒンジなどや、ロープ16上、かご12の頂部上、かご12のかごプラットホームの下、その他などのさまざまな異なる位置に配置可能である。負荷重量測定装置32は、回生駆動装置34に検出された負荷重量を提供する。
駆動シーブ22は、エレベータかご12の移動の速さおよび方向を制御する巻上モータ24に接続されている。巻上モータ24は、例えば永久磁石同期機であり、モータとして、あるいは発電機として作動可能である。モータとして作動している場合、巻上モータ24は、回生駆動装置34から三相AC出力電力を受け取って、駆動シーブ22の回転を生じさせる。巻上モータ24の回転方向は、AC電力の3つの相の相関係に依存する。巻上モータ24が発電機として作動している場合、駆動シーブ22は、巻上モータ24を回転させ、巻上モータ24から回生駆動装置34へとAC電力が供給されるようにする。
エンコーダ26およびブレーキ28も巻上モータ24のシャフトに取り付けられる。エンコーダ26は、エンコーダ信号を回生駆動装置34に供給して、回生駆動装置34によって、巻上モータ24をモータとして、あるいは発電機として作動させるように巻上モータ24に印加されるパルスを同期させる。
ブレーキ28は、モータ24および駆動シーブ22の回転を防止する。ブレーキ28は、電気作動式ブレーキであり、回生駆動装置34によってブレーキ28に電力が供給されると、モータシャフトとの接触が外れるように持ち上げられまたは維持される。ブレーキ28への電力が断たれると、回転を防止するように巻上モータ24のシャフト(またはシャフトへの固定具)を投下しまたは係合させる。ブレーキスイッチ30または他の検出装置(例えば、光、超音波、ホール効果、ブレーキ電流センサなど)がブレーキ28の状態を監視し、回生駆動装置34に入力を供給する。
巻上モータ24を駆動するのに必要とされる電力は、エレベータかご12の移動の加速および方向に、そしてエレベータかご12の負荷に応じて変化する。例えば、エレベータかご12が、加速されているか、つり合いおもり14の重量より大きな負荷で上昇しているか、あるいはつり合いおもり14の重量より小さな負荷で下降している場合、巻上モータ24を駆動し、次いで駆動シーブ22を回転させるのに回生駆動装置34からの電力が必要とされる。エレベータ12が床合わせしているか、あるいは平衡した負荷で定速で走行している場合、巻上モータ24が回生駆動装置34から必要とし得る電力は、より小さな量ですむ。エレベータかご12が、減速されているか、つり合いおもり14より大きな負荷で下降しているか、あるいはつり合いおもり14より小さな負荷で上昇している場合、エレベータかご14は、シーブ22および巻上モータ24を駆動する。この場合、巻上モータ24は、回生駆動装置34に供給される三相AC電力を生成する発電機として作動する。
通常の作動状態では、回生駆動装置34は、電力ユーティリティグリッドなどの主電源(main power supply)MPから三相AC電力を受け取る。三相AC電力は、主回路ブレーカ44の主接触子44Aを介して、そしてリレー接触子52Bを介して回生駆動装置34に供給される。
回生駆動装置34は、三相電力入力部60、スイッチモード電源(switched−mode power supply)(SMPS)62、DC/DCコンバータ64、インターフェース66、およびブレーキ源68を備える。主電源MPからの三相電力は、三相電力入力部60によって受け取られ、SMPS62に供給される。三相入力電力は、DCバス上にDC電力を供給するように整流される。DC電力は、巻上モータ24を駆動するためのAC電力を生成するように変換される。DCコンバータ64は、三相電力の喪失時に、バックアップDC電力をSMPS62のDCバスに供給するように作動する。DC/DCコンバータ64は、救出作動が実行される場合にバックアップ電源46からリレー接触子52を介して電力を受け取り、バックアップ電源46からの電圧をSMPS62のDCバス上で必要とされる電圧レベルに変換する。
回生駆動装置34のブレーキ源68は、主制御変圧器42から(または代替としてSMPS62などの別の源から)ブレーキ28の作動を制御するための電力を受け取る。回生駆動装置34は、インターフェース66を介して電力管理システム38およびエレベータ制御装置36と通信する。エレベータ制御装置36は、昇降路内のエレベータかご12の移動を制御する制御入力を回生駆動装置34に供給する。制御入力は、いつ、どの方向へエレベータ12を駆動するかについて回生駆動装置34に指示する命令や、かご12を移動させるためにいつブレーキ28を持ち上げるべきか、また、エレベータかご12の移動を停止させるためにいつブレーキ28を投下すべきか指示する命令を含むことができる。回生駆動装置34は、バックアップ電源46からの電力を用いて自動救出作動を調整する制御入力を電力管理システム38から受け取る。
エレベータ制御装置36は、昇降路内のエレベータかご12の移動を制御する。図1に示されるように、エレベータ制御装置36は、インターフェース70および安全チェーン72を備える。エレベータ制御装置36は、インターフェース70を介して回生駆動装置34および電力管理システム38と通信する。安全チェーン72は、安全でない可能性のある状態において昇降路内のかご12の移動を防止するのに使用される。安全チェーン72は、昇降路ドアの作動に関連するスイッチ接触子や、エレベータかご12が移動すべきでない状態を示す他のセンサを備えることができる。検出接触子のいずれかが開になっている場合、安全チェーン72は、破壊されており、エレベータ制御装置36は、安全チェーン72が再び閉になるまで作動を停止する。エレベータ制御装置36は、安全チェーン72内のブレーキの一部として、ブレーキ28を投下する制御入力を回生駆動装置34に供給する。
エレベータ駆動装置36はまた、ホール呼び釦から、または、エレベータかご12内の制御パネル上の入力装置から受け取ったユーザ命令に基づいて入力を受け取る。エレベータ制御装置36(または、回生駆動装置34)は、エレベータかご12が移動すべき方向および、エレベータかご12が停止すべき階床を決定する。
電力管理システム38は、インターフェース80、充電制御装置82、リレー制御装置84、コンバータ電力制御装置86、救出管理部88、および充電・電力管理入力部90を備える。電力管理システム38は、インターフェース80によってエレベータ制御装置36および回生駆動装置34の両方と通信することができる。電力管理システム38の機能は、主電源からの三相電力が喪失した場合に、回生駆動装置34およびエレベータ制御装置36と共に、バックアップ電源46からの電力を用いてエレベータシステム10の自動救出作動を行うことである。
電力管理システム38の充電制御装置入力部82は、バックアップ電源46上の電圧を監視する。救出管理入力部88は、補助接触子44Bの状態を監視することで、主回路ブレーカ44の状態を監視する。電力管理システム38は、充電・電力管理入力部90によって、主制御変圧器42からの電力を監視することができ、それによって、電力がリレー接触子52Aを介してドアシステム40および主制御変圧器42に供給されつつあるかの指示を提供する。
電力管理システム38のインターフェース80は、自動救出作動を実行すべきと電力管理システム38が決定すると、回生駆動装置34のインターフェース66に制御入力を供給する。制御入力は、回生駆動装置34に、DC/DCコンバータ64を用いてバックアップ電源46からの電力を変換させる。
リレー制御装置84は、リレーコイル50に電力を選択的に供給することでリレー48の状態を制御する。リレー制御装置84によってリレーコイル50が励磁されると、リレー接触子52A、52B、52Cは、エレベータシステム10の通常作動時に用いられる第1の状態から、自動救出作動に用いられる第2の状態に変わる。図1では、リレー接触子52A〜52Cは、エレベータシステム10の通常作動に関連する第1の状態で示されている。
自動救出作動時に、電力管理システム38のコンバータ電力および制御出力部86は、DC/ACコンバータ54を作動させる。電力がバックアップ電源46から充電制御入力部82、コンバータ電力および制御出力部86を通してDC/ACコンバータ54のDC入力部に供給される。
ドアシステム40は、フロントドアシステム92およびリアドアシステム94を備えることができ、エレベータかご12が着床している時に、エレベータドアおよび昇降路ドアを開閉する。ドアシステム40は、通常作動時には主電源MPから、または自動救出作動時にはDC/ACコンバータ54から受け取る単相AC電力を使用する。
主制御変圧器42は、安全チェーン72を介してエレベータ制御装置36に電力を供給する。主制御変圧器42はまた、充電・電力管理入力部90を介して電力管理システム38に電力を供給する。主制御変圧器42は、充電・電力管理入力部90および充電制御装置82を介してバックアップ電源46を充電する電力を供給する。回生駆動装置36は、通常主作動時には接触子52Bおよび入力部60を介して、また、バックアップ電源46によっては接触子52Cを介して電力入力部60およびDC/DCコンバータ64へと供給される。主制御変圧器42は、通常作動時に主電源MPから供給される電力の三相のうちの二相を使用する。自動救出作動時には、主制御変圧器42は、AC/DCコンバータ54から二相のAC電力を受け取る。
通常作動時に、エレベータシステム10を作動させる電力は、主電源MPによって供給される。主接触子44Aが閉になっているので、三相AC電力は主回路ブレーカ44を通って流れる。電力は、リレー接触子52Aを介して、ドアシステム40へと、また、主制御変圧器42へと供給される。三相電力はまた、リレー接触子52Bを介して回生駆動装置34の三相電力入力部60に供給される。エレベータ制御装置36、電力管理部38、および回生駆動装置34のブレーキシステムを作動させる電力は、リレー接触子52Aを介して受け取った電力に基づいて主制御変圧器42によって生成される。エレベータ制御装置36によって受け取られた入力に基づいて、回生駆動装置34は、乗客の救出のために昇降路内のエレベータかご12を移動させるように作動する。
通常作動時に、電力管理システム38は、補助接触子44Bを介して主回路ブレーカ44の状態を監視する。電力管理システム38は、補助接触子44Bによって、主回路ブレーカ44Aが閉になっていることを確認できる。主制御変圧器42からの電力が存在している場合も、電力管理システム38は、通常作動が行われており、バックアップ電源46は必要でないと決定する。
主回路ブレーカ44が開になっている場合、主回路ブレーカ44は、補助接触子44Bの状態を変更し、生じる。これは、主回路ブレーカ44が開になっているという信号を電力管理システム38に伝える。通常これは、保守技術員がエレベータシステム10を使用不可にしたことを示す。そういった状況では、回生駆動装置34はもはやAC電力を使用できないが、自動救出作動は必要ではない。
主回路ブレーカ44が閉になっているが、電力がもはや主制御変圧器42から利用できない場合、電力管理システム38は、自動救出作動を開始する。リレー制御装置84がリレーコイル50を励磁し、それによって、接触子52A、52B、52Cの状態が変わる。自動救出作動時には、接触子52Aは、ドアシステム40および主制御変圧器42から主電源MPの接続を解除する。その代わり、DC/ACコンバータ54が、リレー接触子52Aを介してドアシステム40および主制御変圧器42に接続される。
リレー接触子52Bは、状態が変わり、それによって、主電源MPは、回生駆動装置34の三相電力入力部60から接続が解除される。自動救出作動時には、接触子52Cは閉になっており、それによって、バックアップ電源46が、DC/DCコンバータ64の入力部、および、三相電力入力部60に接続される。
自動救出作動時には、バックアップ電源46は、乗客がエレベータかご12から出ることができる着床部へとエレベータかご12を移動させるために回生駆動装置34によって使用される電力を供給する。また、バックアップ電源46からの電力は、DC/ACコンバータ54によってAC電力に変換され、ドアシステム40および主電力制御変圧器42に電力を供給するのに使用される。自動救出作動時に、主制御変圧器42からの電力は、エレベータ制御装置36に電力を供給するために使用され、また、ブレーキ28の作動制御に使用される電力をブレーキ源68に供給するために使用される。
エレベータシステム10への主電力が喪失した場合、回生駆動装置34への電力は遮断される。これによって、巻上モータ24は、エレベータかご12の駆動を停止する。また、電力の喪失によって、ブレーキ28が投下され、それによって、ほとんどすぐにエレベータかご12の移動が停止する。電力の喪失は任意に生じるので、かご12が階床間で停止し、乗客がかご12内に閉じ込められることがある。
エレベータシステム10が提供する自動救出作動によって、かご12は近くの階床に移動し、それによって、乗客は出ることができる。自動救出作動は、保守作業員がブレーキを解放し、かご12を近くの階床へと移動させるよう制御するのを待つ必要なしに達成可能である。自動救出作動のための電力は、通常はバッテリであるバックアップ電源46によって供給される。例えば、バックアップ電源46は、48ボルトのバッテリとすることができる。自動救出作動を実行するのに消費される電力量は、バックアップ電源46のために使用されるバッテリの大きさおよび費用に影響を及ぼす。要因には、自動救出作動時のバッテリへの最大電流要求量や、バッテリに必要とされ、蓄積される充電量が含まれる。バッテリの最大電流要求量を低減することや、必要とされる全充電量を低減することで、バッテリの大きさおよび費用の両方がかなり低減される。
主電力が喪失し、かご12が階床間で動きがとれなくなるたいていの場合、かごの全重量(かご12とその乗客の重量)とつり合いおもり14の間に負荷の不平衡が存在することになる。つり合いおもり14の方が重い場合、かご12の上方への移動が、必要とされる電力が少なくなる「軽い」方向となり、下方は、必要とされる電力量が多くなる、重い方向となるであろう。逆に、かごの全重量がつり合いおもり14より重い場合、かご12の下方への移動が、軽い方向であり、上方への移動は、重い方向である。
電力が制限されている(すなわち、バッテリ供給による)自動救出作動は、巻上モータ24に保持トルクを与えずにブレーキ28を持ち上げることによって開始される。かご12とつり合いおもり14の間に負荷の著しい不平衡が存在する場合、重力によって軽い方向にかご12が移動することになる。エンコーダ26からの信号を用いて移動の方向および速さが特定可能である。巻上モータ24が発電機モードで作動できる、所望のそれでも低いレベルに速さのレベルが到達すると、SMPS62のモータ駆動回路が作動する。巻上モータ24の駆動装置は、モータの速さおよびロータ位置情報を提供するエンコーダ信号に基づいて進行中の動きに同期する。巻上モータ24の作動は、かご12の進行中の動きに同期し、かご12がその目的位置に到達するまで、救出運転を制御する。減速電流を軽減するために、目的位置へとかご12の動きを減速させ、停止させるのにブレーキ28が使用可能である。
図2は、自動救出作動の作動を示す流れ図である。電力管理システム38が、(例えば、主制御変圧器42からの電力の喪失を検出することによって)AC電力が喪失してしまったが、依然として主回路ブレーカ44が閉となっていると決定すると、ARO作動100が開始する。電力管理システム38は、ARO要求を受け取り、ARO要求は、回生駆動装置34に提供される。電力管理システム38はまた、主電源MPからでなくバックアップ電源46から電力が供給されるようにリレー48を制御する。
ARO要求に応答して、回生駆動装置34は、ブレーキ28を持ち上げる(ステップ104)。ブレーキ28を持ち上げるための電力は、今やDC/ACコンバータ54からAC電力を受け取っている主制御変圧器42によって回生駆動装置34に供給される。
回生駆動装置34は、かご12が移動しつつあるかを決定するためにエンコーダ34からのエンコーダ信号を監視する(ステップ106)。エンコーダ信号が、かごが移動しつつあること示している場合、回生駆動装置38は、エンコーダ信号からかごの移動の速さを決定し、その速さを閾速さと比較する(ステップ108)。検出された速さが、発電機としてモータ24を作動させる閾値より小さい場合、回生駆動装置34は、モータトルクを発生させるための電流を巻上モータ24に印加しない。その代わり、巻上モータ24に供給されまたは巻上モータ24によって生成される電力が十分に小さい作動モードに、巻上モータ24が入ることになる、閾値を速さが超えるまで、回生駆動装置34は、速さの監視およびそれとの閾値との比較を継続する。
エンコーダ26によって検出されるかごの速さが生成閾値を超えると、回生駆動装置34は、ステータ駆動パルスを巻上モータ24に同期させることでモータトルクを掛ける。同期は、巻上モータ24のロータの速さおよび位置を示す、エンコーダ26からのエンコーダ信号を用いて実現される。回生駆動装置34は、自動救出作動時にかご12の速さを所望の範囲内に維持するように制御ループを閉にする(ステップ110)。
持ち上げブレーキ28が持ち上げられた(ステップ104)後にステップ106においてかごの移動が検出されない場合、回生駆動装置34は、タイムアウト期間が経過したかを決定する(ステップ112)。回生駆動装置34は、タイムアウト期間が経過するまでかごの移動の監視を継続する。速さが閾値に到達せずにタイムアウト期間が経過すると、回生駆動装置34は、平衡した負荷状態が存在すると決定する(ステップ114)。回生駆動装置34は次いで、エレベータ制御装置36によって特定される好ましい方向に自動救出作動運転を行うようにモータトルクを掛ける。好ましい方向は、例えば、最寄りの階の方へとすることができ、または、非常口に接近できる階の方へとすることができる。回生駆動装置34がステップ114においてモータトルクを掛けることを開始すると、回生駆動装置34は、自動救出作動時のかご12の速さが維持されるステップ110へと進む。
エレベータ制御装置36は、ドアゾーンに到達したかを決定するようにドアゾーンセンサを監視する(ステップ116)。ドアゾーンに到達すると、エレベータ制御装置36は、回生駆動装置34に信号を伝え、回生駆動装置34は、巻上モータ24を介して減速トルクを掛ける。減速トルクは、バックアップ電源46について規定されたバッテリの制限内で掛けられる(ステップ118)。
回生駆動装置34は、かご12が停止したかを決定するようにエンコーダ信号を監視し、エレベータ制御装置36は、かご12が中央ドアゾーンに到達したかを決定するようにドアゾーンセンサを監視する(ステップ120)。かご12が停止するか、または、中央ドアゾーンに到達すると、回生駆動装置34は、ブレーキ28を投下する(ステップ122)。
重力駆動による始動段階(または「自由回転始動」)における自動救出作動によって、バックアップ電源46に関連する費用および空間が削減される。自動救出作動によって、バックアップ源46のためのエネルギー貯蔵の要求量や、ピーク供給電流の要求量が低減される。バックアップ電源46およびARO回路(例えば、リレー48およびDC/ACコンバータ54)の両方から節減を得ることができる。自由回転始動の使用によって、負荷重量測定装置32の故障または誤作動の際に重い方向へ運転する誤った試みが避けられる。
図3は、ブレーキ持ち上げ時に保持電流を印加することを含む、ARO運転の「従来の始動」の作動と、ARO運転の「自由回転始動」とを比較するグラフである。従来の始動は、バッテリ電流IB1、モータ電流IM1、および速度V1によって示される。自由回転始動ARO運転は、バッテリ電流IB2、および速度V2によって示される。
ARO運転への従来の始動では、負荷重量測定装置からの信号に基づいてどのくらいの負荷があるであろうかという推定がなされる。この情報に基づいて、ブレーキが依然として投下されている間に負荷モータには予めトルクが与えられる。バッテリ電流IB1が正になり、一方、モータ電流IM1は負になる。速度V1は、ブレーキが依然としてこの期間、投下されているのでゼロである。
時間t1と時間t2の間に、ブレーキは持ち上げられる。速度V1は、ほぼ時間t2においてゼロから増加し始める。同時に、バッテリ電流IB1が低下し始め、電流IM1の大きさもまた低下する(負となるのが少なくなる)。巻上モータが発電機として駆動され始めると、バッテリ電流IB1はゼロに低下する。
本発明の自由回転始動では、バッテリ電流およびモータ電流は、保持トルクを掛けるのに使用されない。その代わり、ブレーキ28が持ち上げられ、かご12は、かご12とつり合いおもり14の間に負荷の不平衡が存在すると仮定すると、軽い方向に移動を開始する。速度V2は、ほぼ時間t2において増加し始めるが、これは、ブレーキ28が持ち上げられ、かご12の移動が自由になる位置である。かご12が移動し、閾速度に到達すると仮定すると、バッテリ電流IB2は、巻上モータ24を発電機として作動させるために供給される。しかしながら、IB2のピーク電流は、IB1のピーク電流よりかなり小さい。また、電流IB2は、巻上モータ24がSMPS62のDCバスに回生エネルギーを供給し戻す発電機として作動すると、低下し始める。
図3の斜線部分Sは、本発明の自由回転始動AROシステムを用いて集められるバッテリ容量削減量を示す。斜線部分は、従来の始動でバッテリによって供給される電気量と、自由回転始動でバッテリによって供給される電気量との差を示している。
ピーク電流IB1pとピーク電流IB2pとの差は、本発明によって実現されるバッテリ電流ピークの低減を示す。必要とされるバッテリ容量および必要とされるピーク電流の両方を低減することで、バックアップ電源46の大きさおよび等級の低減が達成可能である。
図4は、システムが誤って軽い方向でなく重い方向へ救出運転を試みる場合の、自動救出作動の従来の始動の影響を示す。図4では、システムは最初に重い方向への運転を試み、その後に軽い方向への始動が続いている。重い方向への始動における速度VH、モータ電流IMH、およびバッテリ電流IBHが、時間t1と時間t2の間の時間区間において示されている。その後の軽い方向への始動が、時間t3において開始する。速度VL、モータ電流IML、およびバッテリ電流IBLが示されている。重い方向への始動におけるバッテリ電流IBHと軽い方向への始動におけるバッテリ電流IBLとの比較は、ARO運転が重い方向に誤って試みられた場合に生じ得るかなりのエネルギー浪費を示している。これは、例えば、負荷重量測定装置の誤動作の結果として、または、負荷重量測定装置からの曖昧な読み取りの結果として、従来の始動のAROシステムで生じ得る。
自由回転始動AROによって、始動が重い方向で試みられる状態が避けられる。ブレーキを解放し、かご12およびつり合いおもり14を重力の結果として移動させ、次いで、移動の方向および速さを検出することで、本発明のAROシステムは、移動の方向を決定するのに負荷重量測定装置32の固有の機能には依存しない。その結果、重い方向へとかご12を駆動する誤った試みが避けられる。
上述した実施例では、かご12の動きを検出するために、また、かご12の動きと巻上モータ24の作動を同期させるのに使用される信号を供給するために、エンコーダ26が使用される。他の実施例では、かご12の動きは、巻上モータ24それ自体からの直接的な方法によって(例えば、ロータ位置を検出するためにバックEMFまたはインダクタンス変量を観察することによって)、または、モータ24とは独立したかご位置センサ(力学的、音響、レーザ、または他の光に基づくセンサなど)を用いることによって検出可能である。検出によって、システムがかご12の動きを観察することが可能になる信号(または、複数の信号)が生成される。
本発明は、好ましい実施例を参照して説明したとはいえ、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに形態や詳細にさまざまな変更が可能であること理解するであろう。
Claims (20)
- 主電力が遮断された時にバックアップ電源からの電力を用いてエレベータ救出運転を実行する方法であって、
ブレーキを用いてエレベータかごを所定の位置に保持し、
かごを重力によって移動させるようにブレーキを持ち上げることで救出運転を開始し、
かごの移動を検出し、
かごが移動していない場合は、救出運転時に選択された方向にかごを駆動するようモータトルクを掛けるようにモータにバックアップ電力を供給し、
かごが移動している場合は、救出運転時に検出された移動の方向に検出されたかごの移動に同期したモータトルクを発生させるようにモータにバックアップ電力を供給する、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 検出されたかごの移動に同期したモータトルクは、モータに供給されまたはモータによって生成される電力が小さい作動状態に、モータが入ることになる、速さにかごが到達すると、供給されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- かごの移動を検出することは、巻上モータのロータの回転の関数として信号を生成することを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- モータの作動を同期させることは、巻上モータにステータ駆動パルスを印加することを含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
- ステータ駆動パルスを印加することは、ロータの回転に同期することを含むことを特徴とする請求項4記載の方法。
- かごがドアゾーンに到達する時を決定し、
かごの移動を減速させるように、減速するモータトルクを掛ける、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 - かごが中央ドアゾーン位置に停止または到達すると、ブレーキを投下することをさらに含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 救出運転時の速さを所望の範囲内に維持するようにモータトルクを制御することをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- エレベータかごと、
つり合いおもりと、
シーブと、
かごとつり合いおもりを吊り下げるとともに、シーブの周りに延在する、ロープと、
シーブに接続されたシャフトを有する巻上モータと、
エレベータかごの移動を示す信号を供給するセンサと、
シャフトの回転を防止するブレーキと、
主電力が喪失した時を検出し、バックアップ電力を供給する電力管理システムと、
巻上モータの作動を制御する駆動装置と、
を備えるエレベータシステムであって、
駆動装置は、主電力の喪失に応答して、重力によってエレベータかごを移動させるようにブレーキを持ち上げることで自動救出運転を開始し、救出運転時にエレベータかごが重力によって移動する際に、発電機として巻上モータを作動させるようにモータトルクを掛け、救出運転時にエレベータかごが重力によって移動できない場合は、エレベータかごを駆動するモータとして巻上モータを作動させるようにモータトルクを掛ける、
ことを特徴とするエレベータシステム。 - 駆動装置は、救出運転時にかごが重力によって移動する際に、モータトルクを、検出されたかごの移動に同期させることを特徴とする請求項9記載のエレベータシステム。
- 駆動装置は、エレベータかごがドアゾーンに到達すると、エレベータかごの移動を減速させるように、減速するモータトルクを掛けることを特徴とする請求項9記載のエレベータシステム。
- 駆動装置は、かごが中央ドアゾーン位置に停止または到達すると、ブレーキを投下することを特徴とする請求項11記載のエレベータシステム。
- 駆動装置は、救出運転時の速さを所望の範囲内に維持するようにモータトルクを制御することを特徴とする請求項9記載のエレベータシステム。
- エレベータ救出運転を実行する方法であって、
ブレーキを用いてエレベータかごを所定の位置に保持することになった、主電力の遮断を検出し、
かごを重力によって移動させるようにブレーキを持ち上げることで救出運転を開始し、
かごの移動を検出し、
かごが重力によって移動しない場合は、救出運転時に選択された方向にかごを駆動するようモータトルクを掛けるようにモータにバックアップ電源からバックアップ電力を供給し、
かごが重力によって移動する場合は、救出運転時に検出された移動の方向に検出されたかごの移動に同期したモータトルクを発生させるようにモータにバックアップ電力を供給する、
ことを含むことを特徴とする方法。 - かごの移動を検出することは、巻上モータのロータの回転の関数として信号を生成することを含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
- 検出されたかごの移動に同期するモータトルクを発生させることは、発電機として巻上モータを作動させるように巻上モータにステータ駆動パルスを印加することを含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
- ステータ駆動パルスを印加することは、ロータの回転に同期することを特徴とする請求項16記載の方法。
- かごがドアゾーンに到達する時を決定し、
かごの移動を減速させるように、減速するモータトルクを掛ける、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。 - かごが中央ドアゾーン位置に停止または到達すると、ブレーキを投下することをさらに含むことを特徴とする請求項18記載の方法。
- 救出運転時の速さを所望の範囲内に維持するようにモータトルクを制御することをさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130827 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140212 |