JP2016160046A

JP2016160046A - 乗客コンベア

Info

Publication number: JP2016160046A
Application number: JP2015040901A
Authority: JP
Inventors: 前田　敦司; Atsushi Maeda; 敦司前田
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2016-09-05
Also published as: CN105936468A

Abstract

【課題】乗客コンベアの乗客の数に応じて、インバータ制御できる乗客コンベアを提供する。【解決手段】正弦波である変調波と三角波である搬送波との振幅比較から求めたＰＷＭ信号をインバータ回路５０５へ出力すると共に、検出回路５０６で検出した駆動電流値が大きいほど搬送波のキャリア周波数を低くする制御回路５０１を有する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、乗客コンベアに関するものである。

従来、エスカレータや動く歩道などの乗客コンベアにおいては、その駆動源としてモータが用いられ、このモータの回転方向、回転数、トルクを制御するためにインバータ制御が用いられている。

特開２０１１−１５７１４４号公報

ところで、乗客コンベアは、乗客が少ない暗騒音の低い場所に設置されることがあるのでモータから発生する金属音（機械音）を抑制する必要が一方、逆に乗客が多い場合にはインバータ回路の許容容量を大きくする必要があるという問題点があった。

そこで、本発明の実施形態は上記問題点に鑑み、乗客コンベアの乗客の数に応じて、インバータ制御できる乗客コンベアを提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、複数の踏段を走行させるモータと、前記モータをインバータ制御するインバータ回路と、前記モータの負荷を検出する負荷センサと、正弦波である変調波と三角波である搬送波との振幅比較から生成されたＰＷＭ信号を前記インバータ回路へ出力すると共に、検出した負荷が大きいほど前記搬送波のキャリア周波数を低くする制御部と、を有することを特徴とする乗客コンベアである。

本発明の一実施形態を示すエスカレータの側面図。エスカレータのブロック図。搬送波、変調波、ＰＷＭ信号の関係を示す波形図。論理回路、インバータ回路における波形図である。駆動電流値と搬送波のキャリア周波数の関係を示す表。

以下、本発明の一実施形態のエスカレータ１０を図１〜図５に基づいて説明する。

（１）エスカレータ１０
エスカレータ１０の構造について、図１に基づいて説明する。図１はエスカレータ１０を側面から見た説明図である。

エスカレータ１０の枠組みであるトラス１２が、建屋１の上階と下階に跨がって支持アングル２，３を用いて支持されている。

トラス１２の上端部にある上階側の機械室１４内部には、踏段３０を走行させる駆動装置１８が設けられている。この駆動装置１８は、誘導電動機（インダクションモータ）よりなるモータ２０と、減速機と、この減速機の出力軸に取り付けられた出力スプロケットと、この出力スプロケットにより駆動する駆動チェーン２２と、モータ２０の回転を停止させ、かつ、停止状態を保持するブレーキ６４とを有している。この駆動チェーン２２により駆動スプロケット２４が回転する。また、上階側の機械室１４内部には、モータ２０やブレーキ６４などを制御する制御部５０１が収納された制御ボックス５０が設けられている。

トラス１２の下端部にある下階側の機械室１６内部には、従動スプロケット２６が設けられている。上階側の駆動スプロケット２４と下階側の従動スプロケット２６との間には、左右一対の無端の踏段チェーン２８，２８が掛け渡されている。左右一対の踏段チェーン２８，２８には、複数の踏段３０が等間隔で取り付けられている。モータ２０が回転すると踏段３０の車輪３０１は、トラス１２に固定された不図示の案内レールを走行し、車輪３０２はトラス１２に固定された案内レール２５を走行する。

トラス１２の左右両側には、左右一対の欄干３６，３６が立設されている。この欄干３６の上部に手摺りレールが設けられ、この手摺りレールに沿って手摺りベルト３８が踏段３０と同期して移動する。欄干３６の上階側の正面下部には上階側の正面スカートガード４０が設けられ、下階側の正面下部には下階側の正面スカートガード４２が設けられ、正面スカートガード４０，４２から手摺りベルト３８の出入口であるインレット部４６，４８がそれぞれ突出している。欄干３６の側面下部には、スカートガード４４が設けられ、左右一対のスカートガード４４，４４の間を踏段３０が走行する。上下階のスカートガード４４の内側面には、操作盤５２，５６、スピーカ５４，５８がそれぞれ設けられている。

上階側の左右一対のスカートガード４４，４４の乗降口であって、機械室１４の天井面には、上階側の乗降板３２が水平に設けられている。下階側の左右一対のスカートガード４４，４４の乗降口であって、機械室１６の天井面には、下階側の乗降板３４が水平に設けられている。上階側の乗降板３２の先端には櫛歯状のコム６０が設けられ、このコム６０に踏段３０が侵入する。また、下階側の乗降板３４の先端にも櫛歯状のコム６２が設けられている。

（２）エスカレータ１０の電気的構成
エスカレータ１０の電気的構成について図２に基づいて説明する。制御ボックス５０内部に収納されている制御部５００は、制御回路５０１と論理回路５０２とより構成され、モータ２０をインバータ制御する。

三相電源４が、コンバータ回路５０３、平滑回路５０４、インバータ回路５０５に接続されている。三相電源４からのＲ相、Ｓ相、Ｔ相の交流電圧は、コンバータ回路５０３によって直流に変換され、平滑回路５０４によってなだらかな直流電圧に平滑される。この平滑された直流電圧は、インバータ回路５０５に入力する。インバータ回路５０５からモータ２０に三相の駆動電流を出力する。

検出回路５０６は、負荷センサであって、インバータ回路５０５からモータ２０に出力される駆動電流値を検出する。

制御回路５０１には、論理回路５０２、操作盤５０，５６、スピーカ５４，５８、安全装置６６、検出回路５０６、ブレーキ６４が接続されている。制御回路５０１は、管理者が行う操作盤５２，５６の操作によるエスカレータ１０の起動又は停止、上昇又は下降、回転速度に対応した制御信号を論理回路５０２に出力する。また、安全装置６６から緊急停止信号が入力すると制御回路５０１は、ブレーキ６４を作動させると共に、論理回路５０２を介してモータ２０を停止させる。さらに、制御回路５０１は、検出回路５０６が検出した駆動電流値に基づいてエスカレータ１０の現在の積載した負荷（乗客の数）を検出する。

論理回路５０２は、制御回路５０１から入力した制御信号（起動、停止、上昇、下降、回転速度）に基づいて、インバータ回路５０５の６個のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をそれぞれ出力する。

インバータ回路５０５は、６個のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を有し、論理回路５０２からのＰＷＭ信号によってそれぞれをＯＮ／ＯＦＦされ。そして、インバータ回路５０５は、ＰＷＭ信号によってそれぞれをＯＮ／ＯＦＦしたスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６によって、三相の駆動電流をモータ２０に出力する。

安全装置６６は、スカートガード４４に設けられたスカートガード挟まれ検出装置、インレット部４６，４８に設けられたインレット挟まれ検出装置、案内レール２５に設けられた踏段浮き上がり検出装置、非常停止ボタンなどである。スカートガード挟まれ検出装置とは、スカートガード４４と踏段３０の間に異物（例えば、服や荷物）が挟まれたことを検出する装置であり、インレット挟まれ検出装置とは、手摺りベルト３８が引き込まれるインレット部４６又はインレット部４８に異物（例えば、乗客の手や荷物）が同時に引き込まれたときに検出する装置である。

（３）モータ２０のインバータ制御方法
次に、モータ２０のインバータ制御方法について図２〜図５に基づいて説明する。インバータ制御方法におけるＰＷＭ制御とは、スイッチングトランジスタのスイッチングパルス幅を可変する方式であって、モータ２０への出力波形の１サイクル中に多数のパルス列を作り、そのパルス幅の平均電圧が正弦波上に出力されるようにする制御方法である。図３（ａ）に示すように所定のキャリア周波数を有する三角波の搬送波と変調波とを振幅比較し、図３（ｂ）に示すように変調波が搬送波より大きいときを正論理として、スイッチングトランジスタをスイッチングする。このスイッチングによって相間電圧はパルス幅の平均電圧が正弦波上に変調された出力電圧となる。図４の上段はＲ相、Ｓ相、Ｔ相における搬送波と変調波の関係を示し、図４の中段はスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のＯＮのスイッチングタイミングを示し、図４の下段はインバータ回路５０５からモータ２０に出力されるＵ−Ｖ間、Ｖ−Ｗ間、Ｗ−Ｕ間の線間電圧を示している。

また、図５に示すように、制御回路５０１は、検出回路５０６が検出した駆動電流値に対応して、三角波である搬送波のキャリア周波数を変化させる。具体的には、図５に示した表を制御回路５０１が予め記憶しておき、検出回路５０６から入力した駆動電流値に基づいてキャリア周波数を示す周波数信号を論理回路５０２に出力する。論理回路５０２は、入力した周波数信号に対応したキャリア周波数の搬送波を生成して、上記のようにＰＷＭ信号を生成する。このとき制御回路５０１は、負荷が小さく駆動電流値が小さいほど（乗客の数が少ないほど）キャリア周波数を高くし、逆に負荷が大きく駆動電流値が大きいほど（乗客の数が多いほど）キャリア周波数を低くする。なお、図５に記載されている駆動電流値やキャリア周波数の値は例示であり、この値に限らない。例えばキャリア周波数に関しては、１５ｋＨｚ〜８ｋＨｚの間で変化させればよい。

エスカレータ１０が運転を開始すると制御回路５０１は検出回路５０６からの駆動電流値を常に監視し、この検出した駆動電流値を記憶している表に基づいてキャリア周波数を選択し、論理回路５０２に周波数信号を出力する。

論理回路５０２は、この周波数信号に対応したキャリア周波数に基づいて搬送波を生成し、変調波と共にＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路５０５に出力する。インバータ回路はこの変化したＰＷＭ信号に基づいてモータ２０を駆動することにより、負荷に応じた回転を行うことができる。なお、キャリア周波数のみを変化させるため、回転方向、回転速度、トルクは変化しない。

（４）効果
以上により本実施形態のエスカレータ１０によれば、検出回路５０６が検出した駆動電流値に基づいて制御回路５０１がキャリア周波数を選択し、その選択されたキャリア周波数に基づいてＰＷＭ信号を論理回路５０２が生成してインバータ回路５０５を制御する。そのため、乗客の数に対応したモータ２０のインバータ制御を行うことができる。これにより、乗客の数が少ないほどインバータ回路５０５の許容容量が小さくなるが、モータ２０から発生する金属音も小さくなる。乗客が少なく、これら乗客から発生する音（暗騒音）が小さくてもモータ２０から発生する金属音が小さいので乗客に不快な思いを与えず、また、インバータ回路５０５の許容容量が小さくても、乗客が少ないのでエスカレータ１０をスムーズに駆動できる。逆に、乗客が多いほどインバータ回路５０５の許容容量を大きくなり、エスカレータ１０をスムーズに駆動でき、また、乗客が多いため、乗客による暗騒音が大きくなり、モータ２０が発生する金属音が多少大きくなっても乗客は許容できる。

（５）変更例
上記実施形態では、負荷センサとして、モータ２０への駆動電流値を検出する検出回路５０６であったが、これに代えて乗客センサを乗降口に設けて乗客の数を直接カウントしてもよい。

また、上記実施形態では、制御回路５０１は、図５に示すようにキャリア周波数の区分を１０段階に区分けしたが、これに限らず２段階以上９段階以下、１１段階以上に区分けしてもよい。

また、上記実施形態では、制御部５００は、図５に示す表を記憶してキャリア周波数を段階的に変化させたが、制御部５００に駆動電流値からキャリア周波数を求める式を記憶しておき、検出した駆動電流値に基づいてキャリア周波数を連続的に変化させてもよい。

また、上記実施形態では、エスカレータ１０の踏段３０に適応して説明したが、これに代えて動く歩道のステップ（踏段）に適応してもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・エスカレータ、２０・・・モータ、３０・・・踏段、５００・・・制御部、５０１・・・制御回路、５０２・・・論理回路、５０５・・・インバータ回路、５０６・・・検出回路

Claims

複数の踏段を走行させるモータと、
前記モータをインバータ制御するインバータ回路と、
前記モータの負荷を検出する負荷センサと、
正弦波である変調波と三角波である搬送波との振幅比較から生成されたＰＷＭ信号を前記インバータ回路へ出力すると共に、検出した負荷が大きいほど前記搬送波のキャリア周波数を低くする制御部と、
を有することを特徴とする乗客コンベア。
前記制御部は、前記検出した負荷が小さいほど前記搬送波の前記キャリア周波数を高くする、
請求項１に記載の乗客コンベア。
前記制御部は、前記キャリア周波数を８ｋＨｚ〜１５ｋＨｚで変化させる、
請求項１又は２に記載の乗客コンベア。
前記制御部は、前記キャリア周波数を８ｋＨｚ〜１２．５ｋＨｚで変化させる、
請求項３に記載の乗客コンベア。
前記制御部は、前記キャリア周波数を段階的に変化させる、
請求項１又は２に記載の乗客コンベア。
前記制御部は、前記検出した負荷と前記キャリア周波数との関係を示す表を記憶している、
請求項５に記載の乗客コンベア。
前記制御部は、前記検出した負荷に対応して前記キャリア周波数を連続的に変化させる、
請求項１又は２に記載の乗客コンベア。
前記負荷センサは、前記インバータ回路から前記モータに出力する駆動電流を検出する検出回路である、
請求項１又は２に記載の乗客コンベア。
前記負荷センサは、乗客の数をカウントするカウンタである、
請求項１又は２に記載の乗客コンベア。
前記乗客コンベアが、エスカレータ、又は、動く歩道である、
請求項１に記載の乗客コンベア。