JP2020150730A - 乗客コンベア - Google Patents
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Abstract
Description
無端状に連結された踏段と、
踏段を循環駆動するモータと、
モータの駆動軸の回転を停止させるブレーキと、
外部電力を入力し、モータを動作させる交流電力を生成してモータに供給するインバータと、
ブレーキの動作を制御する制御装置と、
外部電力を入力し、制御装置を動作させる直流電力を生成して制御装置に供給する直流電力供給装置と、を備え、
直流電力供給装置は、
外部電力を全波整流して直流電圧を出力する全波整流器と、
全波整流器から出力される第1直流電圧を制御装置に適した第2直流電圧に降圧するコンバータと、
コンバータの入力側に接続されたコンデンサと、を備え、
制御装置は、外部電力の停電が発生した場合、踏段の循環駆動を停止させるために、停電発生から遅くとも所定時間が経過するときにブレーキにブレーキ締結信号を出力するように構成され、
コンデンサの容量は、外部電力の停電発生から少なくとも所定時間の間、コンバータがコンデンサに蓄電されている電力を利用して第2直流電圧を制御装置に出力可能な容量に設定されている。
1.構成
図1は、実施の形態1におけるエスカレータの概略側面図である。エスカレータ1は、乗客コンベアの一例である。
2.1 ソフトストップ制御
図9は、実施の形態1におけるエスカレータ1のソフトストップ制御を説明した図である。
図10は、電源有時におけるソフトストップ制御を説明した図である。
(1)UP運転時
現在の運転方向がUP方向であるときに、停電が発生した場合には、モータ20で回生電力が発生しないため、移動中の踏段11を乗客の重量を利用してフリーランで自然減速させる。ここで、フリーランでの自然減速の程度は、乗客数が少ないほど、つまり乗込率が小さいほど小さくなる。したがって、停止距離は、乗込率が小さいほど長くなる。エスカレータ1に乗っている乗客の安全などを考慮すると、乗込率に関係なく電源有時の450mmと同程度の停止距離で踏段11が停止することが望ましい。本願発明者は、これを実現するために、種々の検討及び実験などを行い、以下の構成の知見を得た。
図14は、停電発生時、DOWN方向、乗込率が0〜100%のときにおけるソフトストップ制御を説明した図である。
(1)UP運転時
現在の運転方向がUP方向であるときに、インバータ故障が発生した場合、インバータ30がモータ20に交流電力を供給できないため、制御装置40は、停電発生時と同様の制御を行う。
インバータ故障時には、停電時とは異なり、現在の運転方向がDOWN方向であっても、回生電力によるインバータ制御による減速を行うことができない。そのため、制御装置40は、以下の制御を行う。
2.2.1 ブレーキ締結タイミングの安全増し
上述したソフトストップ制御では、踏段11の移動速度が所定の速度に低下したときにブレーキ21の締結を行わせる場合がある。しかし、踏段11の移動速度が所定の速度に低下するまでの時間は、乗込率だけでなく駆動機構の状態によっても変化する。そのため、所定の速度に低下するまでの時間が想定よりも長くなり、踏段11の停止距離が長くなる虞がある。これに対処するため、本実施の形態では以下の構成を採用している。
電源有時に関しては、図9で示したようにブレーキ締結タイミング(第1タイミング)として3m/min検知が設定されているが、さらに、安全増しのためのブレーキ締結タイミング(第2タイミング)として、図21に示すように、運転停止条件の成立から1.8秒後という条件を設けている。これにより、制御装置40は、3m/min検知という条件と、1.8秒経過という条件とのいずれか一方が成立したときに、ブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、駆動速度が、1.8秒以内に3m/minに低下しなかったときは、1.8秒経過時にブレーキ21が締結されることとなる。そのため、駆動速度の低下が想定よりも遅くなった場合でも、適切にブレーキ21の締結を行わせて、踏段11の停止距離が450mmを大きく超えるのを抑制できる。
停電時に関しては、図9で示したようにブレーキ締結タイミング(第1タイミング)として16m/minまたは3m/min検知が設定されているが、さらに、安全増しのためのブレーキ締結タイミング(第2タイミング)として、図21に示すように、停電検知から1.8秒後という条件を設けている。これにより、制御装置40は、16m/minまたは3m/min検知という条件と、1.8秒経過という条件とのいずれか一方が成立したときに、ブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、駆動速度が、1.8秒以内に16m/minまたは3m/minに低下しなかったときは、1.8秒経過時にブレーキ21が締結されることとなる。そのため、駆動速度の低下が想定よりも遅くなった場合でも、適切にブレーキ21の締結を行わせて、踏段11の停止距離が450mmを大きく超えるのを抑制できる。
インバータ故障時に関しては、図9で示したようにブレーキ締結タイミング(第1タイミング)として16m/min検知または3m/min検知が設定されているが、さらに、安全増しのためのブレーキ締結タイミング(第2タイミング)として、図21に示すように、インバータ故障の検知から1.2秒後または0.7秒後という条件を設けている。これにより、第1タイミングとして16m/min検知が条件となっている場合には、制御装置40は、16m/min検知という条件と、1.2秒経過という条件とのいずれか一方が成立したときに、ブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、駆動速度が、1.2秒以内に16m/minに低下しなかったときは、1.2秒経過時にブレーキ21が締結されることとなる。そのため、駆動速度の低下が想定よりも遅くなった場合でも、適切にブレーキ21の締結を行わせて、踏段11の停止距離が450mmを大きく超えるのを抑制できる。また、第1タイミングとして0.7m/min検知が条件となっている場合には、制御装置40は、3m/min検知という条件と、0.7秒経過という条件とのいずれか一方が成立したときに、ブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、駆動速度が、0.7秒以内に3m/minに低下しなかったときは、0.7秒経過時にブレーキ21が締結されることとなる。そのため、駆動速度の低下が想定よりも遅くなった場合でも、適切にブレーキ21の締結を行わせて、踏段11の停止距離が450mmを大きく超えるのを抑制できる。
上述したソフトストップ制御では、踏段11の移動速度が所定の速度に低下したときにブレーキ21の締結を行わせる場合がある。しかし、DOWN運転中において乗客が非常に多い場合には、踏段11の速度が所定の速度に低下する前に増速に転じる虞がある。また、UP運転中において乗客が非常に多い場合には、ブレーキ21の微小な締結遅れが生じただけでも、UP方向からDOWN方向に運転方向が逆転する虞がある。これに対処するため、本実施の形態では以下の構成を採用している。
制御装置40は、踏段11の停止に向けて踏段11が減速中に、速度/方向検出装置110からの信号P1、P2に基づいて踏段11の駆動速度が増速し始めたことを検知した場合、増速検知と同時にブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、例えばDOWN運転中において、減速開始後に増速が発生した場合でも、速やかに踏段11の駆動を停止させて、乗客の安全を適切に確保することができる。
制御装置40は、踏段11の停止に向けて踏段11が駆動されているときに、速度/方向検出装置110からの信号P1、P2に基づいて踏段11の移動方向が逆転したことを検知した場合、逆転検知と同時にブレーキ締結信号をブレーキ21に出力して、ブレーキ21の締結を行わせる。これにより、例えばUP運転中において、減速開始後に踏段11の移動方向がDOWN方向に逆転した場合でも、速やかに踏段11の駆動を停止させて、乗客の安全を適切に確保することができる。
上述したソフトストップ制御を停電時に適切に行うためには、停電時においても制御装置40に制御用の直流電力が供給される必要がある。従来のエスカレータでは、停電時に、減速中のモータで発生する回生電力をインバータの電力変換部に含まれるインバータ部で直流に逆変換して得られる直流電圧を取得するように構成されている。この構成では、乗込状況(乗込率)の変化により回生電力量が変化するため、制御装置へ供給される直流電力の電圧や電力量が安定せず、制御装置によるエスカレータの停止制御が不安定となる場合があった。また、運転方向がUP方向である場合には、上述したように回生電力が得られないことがあり、この場合にも、制御装置によるエスカレータの停止制御が不安定となる虞があった。さらに、例えばエスカレータ1の自動運転停止中には、回生電力が発生しないが、自動起動のために制御装置40を動作させておく必要があるため、商用電力(交流電力)から直流電力を生成するための電源装置が必要である。そのため、停電時に電源装置からの直流出力とインバータからの直流出力とを切り換えるための切替装置や切替制御が必要であり、制御装置へ直流電力を供給するための電力システムの構成が複雑化していた。これを解消するため、本実施の形態のエスカレータ1は、以下の構成を有する直流電力供給装置を備えている。
電源有時、3相200Vの交流電力(商用電力)を利用して踏段11が駆動される。具体的には、3相200Vの交流電力がインバータ30に入力され、定格速度での運転が行われるようにインバータ30で周波数変換された交流電力がモータ20に供給される。また、3相200Vの交流電力(商用電力)が直流電力供給装置200に入力され、直流電力供給装置200で生成されたDC24Vの直流電力が制御装置40に供給される。具体的には、直流電力供給装置200に入力された3相200Vの交流電力が全波整流器210で整流され、全波整流器210から出力されるDC280Vの直流電力が制御電源装置220に入力され、制御電源装置220で生成されたDC24Vの直流電力が制御装置40に入力される。また、全波整流器210から出力されるDC280Vの直流電力によりコンデンサ230が充電される。制御装置40は、制御電源装置220で生成されたDC24Vの直流電力により動作することができる。
(1)実施の形態1のエスカレータ1(乗客コンベアの一例)は、
無端状に連結された踏段11と、
踏段11を循環駆動するモータ20と、
モータ20の駆動軸の回転を停止させるブレーキ21と、
外部電力(例えば商用電力)を入力し、モータ20を動作させる交流電力を生成してモータ20に供給するインバータ30と、
ブレーキ21の動作を制御する制御装置40と、
外部電力を入力し、制御装置40を動作させる直流電力を生成して制御装置40に供給する直流電力供給装置200と、を備え、
直流電力供給装置200は、
外部電力を全波整流して直流電圧を出力する全波整流器210と、
全波整流器210から出力される第1直流電圧(例えば280V)を制御装置40に適した第2直流電圧(例えば24V)に降圧する制御電源装置220(コンバータの一例)と、
制御電源装置220の入力側に接続されたコンデンサ230と、
を備え、
制御装置40は、外部電力の停電が発生した場合、踏段11の循環駆動を停止させるために、停電発生から遅くとも所定時間(例えば1.8秒)が経過するときに、ブレーキ21にブレーキ締結信号を出力するように構成され、
コンデンサ230の容量は、外部電力の停電発生から少なくとも所定時間の間、制御電源装置220がコンデンサ230に蓄電されている電力を利用して第2直流電圧を制御装置40に出力可能な容量に設定されている。
第1直流電圧(例えば280V)は、第2直流電圧(例えば24V)に対して10倍以上の大きさを有する。
(A)
上記の実施の形態では、エスカレータの運転速度(踏段11の駆動速度)が、30m/min(一般的な定格速度)である場合について説明した。しかし、本発明ではこれに限られない。本発明は、エスカレータの運転速度(踏段11の駆動速度)が20m/min(遅めの定格速度)の場合にも適用可能である。この場合、ブレーキ21の締結タイミングについては、図24に示すように、20m/minに適したタイミングとすればよい。なお、図24において、30m/minの場合と相違する部分に網がけを施している。なお、図21を用いて説明した安全増しのためのブレーキ締結タイミング(第2タイミング)についてはそのまま適用できる。
上記の実施の形態では、制御装置40は、記憶部42に格納されている制御内容テーブルを参照して、エスカレータ1の運転方向や乗込率に応じたソフトストップ制御を行う。しかし、本発明においては、ソフトストップ制御は、例えば、上記制御内容テーブルに記載された内容を、フローチャートに沿って運転方向や乗込率に応じて場合分けしながら実行するようにしてもよい。
5 乗り口
6 降り口
10 エスカレータ本体
11 踏段
12 ハンドレール
19 フロアプレート
20 モータ
21 ブレーキ
22 減速機
23 駆動スプロケット
24 メインドライブチェーン
25 従動スプロケット
26 メインドライブスプロケット
26a 歯
27 踏段ドライブチェーン
28 被ドライブスプロケット
30 インバータ
31 コントローラ
32 電力変換部
33 出力電流検出器
34 操作部
40 制御装置
41 制御部
42 記憶部
50 回生抵抗
110 速度検出装置
111 第1検出部
112 第2検出部
120 安全装置監視装置
130 電源電圧監視装置
200 直流電力供給装置
210 全波整流器
220 制御電源装置
230 コンデンサ
F1 階床
F2 階床
Claims (2)
- 無端状に連結された踏段と、
前記踏段を循環駆動するモータと、
前記モータの駆動軸の回転を停止させるブレーキと、
外部電力を入力し、前記モータを動作させる交流電力を生成して前記モータに供給するインバータと、
前記ブレーキの動作を制御する制御装置と、
外部電力を入力し、前記制御装置を動作させる直流電力を生成して前記制御装置に供給する直流電力供給装置と、を備え、
前記直流電力供給装置は、
外部電力を全波整流して直流電圧を出力する全波整流器と、
前記全波整流器から出力される第1直流電圧を前記制御装置に適した第2直流電圧に降圧するコンバータと、
前記コンバータの入力側に接続されたコンデンサと、を備え、
前記制御装置は、外部電力の停電が発生した場合、前記踏段の循環駆動を停止させるために、停電発生から遅くとも所定時間が経過するときに、前記ブレーキにブレーキ締結信号を出力するように構成され、
前記コンデンサの容量は、外部電力の停電発生から少なくとも前記所定時間の間、前記コンバータが前記コンデンサに蓄電されている電力を利用して前記第2直流電圧を前記制御装置に出力可能な容量に設定されている、
乗客コンベア。 - 前記第1直流電圧は、前記第2直流電圧に対して10倍以上の大きさを有する、
請求項1に記載の乗客コンベア。
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