JP2505644B2 - 油圧エレベ―タ駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、インバータにより油圧ポンプを可変速駆
動してかごを昇降させる油圧エレベータ駆動制御装置に
関し、特に下降運転時の油圧ポンプの負圧発生を防止し
た油圧エレベータ駆動制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、油圧ジャッキを用いてかごを昇降させる油
圧エレベータにおいては、上昇運転時には電動機を一定
の回転速度で駆動し、油タンクから吸入されて油圧ポン
プから吐出される一定量の油のうち、油圧ジャッキに供
給される油量を流量制御弁で調整することにより、かご
の速度を制御している。又、下降運転時には、かごの自
重によって油圧ジャッキから油タンクに還流する油量を
流量制御弁で調整することにより、かごの速度を制御し
ている。

しかし、このような制御方式では、上昇運転時には、
油圧ジャッキに供給されない余分な油量を油圧ポンプか
ら油タンクに還流させるため、エネルギ損失が大きい。
又、下降運転時には、位置エネルギが熱に交換されるた
め、効率的でないうえ油温上昇が大きくなってしまう。

これに対し、最近では、例えば特公昭64−311号公報
に記載されているように、インバータ等を用いて誘導電
動機を可変電圧可変周波数（VVVF）制御し、誘導電動機
により油圧ポンプを駆動することにより、油圧ポンプか
ら吐出される油量を可変制御する方式が提案されてい
る。

このようなインバータを用いた制御方式によれば、上
昇運転時には速度指令値に応じた必要油量のみが油圧ジ
ャッキに供給され、下降運転時には油タンクに還流され
る油量によって誘導電動機が回生駆動されるので、エネ
ルギ消費量が軽減されると共に油温上昇が抑制され、効
率的な油圧エレベータ駆動制御装置を提供することがで
きる。

第２図はVVVF制御により油圧ポンプ吐出量を可変制御
するようにした従来の油圧エレベータ駆動制御装置を示
す構成図である。

図において、（１）は昇降路のピットに設置されたシ
リンダ、（２）はシリンダ（１）内に充満された圧油、
（３）は圧油（２）により支持されて昇降駆動されるプ
ランジャであり、これらは油圧ジャッキを構成してい
る。

（４）はプランジャ（３）の頂部に回転自在に取り付
けられたそらせ車、（５）は一端がピットに固定され且
つそらせ車（４）に架けられたロープ、（６）はロープ
（５）の他端に取り付けられて昇降駆動されるかごであ
る。

（７）はシリンダ（１）への給油配管に設けられた電
磁弁であり、かご（６）の停止時には図示したように閉
成され、エレベータ起動時には電磁コイルの付勢により
開放されて油圧ジャッキへの流路を開くようになってい
る。

（９）は可逆運転されて電磁弁（７）との間で圧油を
送受する油圧ポンプ、（12）は油圧ポンプ（９）との間
で圧油を送受する油タンク、（14）は油圧ポンプ（９）
を駆動する三相の誘導電動機、（15）は誘導電動機（1
4）をVVVF制御により駆動するインバータ、（16）はイ
ンバータ（15）の電源となる三相交流電源、（17）は三
相交流電源（16）からの交流電圧を直流電圧に変換する
コンバータ、（18）はコンバータ（17）から出力される
直流電圧を平滑してインバータ（15）に印加する平滑コ
ンデンサ、（19）はインバータ（15）から回生される電
力を消費する回生抵抗器、（20）はインバータ（15）が
回生状態のときに導通する回生トランジスタである。

（21）は誘導電動機（14）の回転速度Ｓを検出する速
度検出器、（22）は昇降駆動パターンに対応した速度指
令値Ｑを出力するパターン発生器、（23）は速度指令値
Ｑと回転速度Ｓとの偏差に基づいて誘導電動機（14）に
対するトルク指令値Ｔを演算する速度制御器、（24）は
誘導電動機（14）に流れる一次電流Ｉを検出する電流検
出器、（25）はトルク指令値Ｔ、回転速度Ｓ及び一次電
流Ｉに基づいてインバータ（21）を制御するトルク制御
器である。

次に、第２図に示した従来の油圧エレベータ駆動制御
装置の動作について説明する。

かご（６）の上昇運転時においては、正極性の速度指
令値Ｑが速度制御器（23）に入力され、速度制御器（2
3）は、速度指令値Ｑと誘導電動機（14）の実際の回転
速度Ｓとの偏差に基づいて、トルク指令値Ｔを生成す
る。

トルク制御器（25）は、誘導電動機（14）の回転速度
Ｓ及び一次電流Ｉ並びにトルク指令値Ｔに基づいてイン
バータ（15）を制御し、トルク指令値Ｔに応じたVVVF制
御により誘導電動機（14）を駆動する。これにより、油
圧ポンプ（９）は、吐出油圧力（ポンプ圧）を上昇させ
てシリンダ（１）内に圧油（２）を供給し、かご（６）
を速度指令値Ｑに応じた速度で上昇させる。

一方、下降運転時においては、負極性の速度指令値Ｑ
が速度制御器（23）に入力され、速度制御器（23）は、
速度指令値Ｑと回転速度Ｓとの偏差に基づいて、上昇運
動時とは逆極性のトルク指令値Ｔを生成する。

これにより、誘導電動機（14）は逆極性のトルク指令
値Ｔに応じたVVVF制御によって回転駆動され、油圧ポン
プ（９）は、吐出油圧力を低下させて、シリンダ（１）
内の圧油（２）を油タンク（12）に還流させ、かご
（６）を速度指令値Ｑに応じた速度で下降させる。

このように、油圧ポンプ（９）の吐出量を可変制御す
ることにより、かご（６）の速度を制御することができ
る。

このとき、油圧ポンプ（９）と油圧ジャッキのシリン
ダ（１）との間に設けられた電磁弁（７）は、流量制御
弁とは異なり、単に、エレベータの起動時及び停止時に
圧油流路を開閉する機能のみを有している。従って、電
磁弁（７）の開放時の内部圧力損失は、十分小さくなる
ように予め開度が設定されている。

しかし、何らかの故障等によって電磁弁（７）の開放
状態が不完全となり、電磁弁（７）での圧力損失が大き
い状態でエレベータが運転されると、速度制御器（23）
は、実際の回転速度Ｓを速度指令値Ｑに追従させようと
して、電磁弁（７）での圧力損失分だけ通常よりも大き
いトルク指令値Ｔを生成する。従って、油圧ポンプ
（９）の吐出油圧力は、上昇運転時には異常に高くな
り、逆に、下降運転時には異常に低くなってしまう。特
に、下降運転時のポンプ圧低下においては、時として負
圧になり、油圧ポンプ（９）の故障を招いたり、給油配
管内に空気が混入して非常に危険な状態になるおそれが
ある。

従来より、上昇運転時における油圧ポンプ（９）の吐
出油の異常高圧に対しては対策がとられており、例え
ば、リリーフ弁の作動等により、機器の損傷を防ぐこと
ができる。しかし、下降運転時に発生し得る油圧ポンプ
（９）側の異常負圧に対しては、何ら対策がとられてい
ない。

又、速度制御器（23）の出力側にトルクリミッタを設
けることも考えられるが、トルク指令値Ｔの制限値は、
重負荷においても所定加速度で上昇運転できる値以上に
設定しなければならず、このような制限値では、電磁弁
（７）の開度故障状態によって発生し得る油圧ポンプ
（９）側の負圧を確実に防止することはできない。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の油圧エレベータ駆動制御装置は以上のように、
電磁弁（７）の開度故障により下降運転時に油圧ポンプ
（９）側で発生し得る異常負圧に対する対策がとられて
いないので、油圧ポンプ（９）が故障したり配管に空気
が混入するなどの危険性があるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、下降運転時に発生し得る油圧ポンプ側の異
常負圧を確実に防止することのできる油圧エレベータ駆
動制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る油圧エレベータ駆動制御装置は、油圧
ポンプ側のポンプ圧を検出するポンプ圧検出器と、ポン
プ圧が下限値以下に低下したときに異常信号を出力する
ポンプ圧比較器と、異常信号に基づいてトルク指令値を
制限するトルクリミッタとを設けたものである。

［作用］ この発明においては、油圧ポンプの吐出油圧力である
ポンプ圧を常に検出し、このポンプ圧と所定の下限値と
を比較してポンプ圧が下限値以下となったときに異常信
号を出力する。そして、異常信号に基づいてトルク指令
値を制限し、ポンプ圧が低下して異常負圧になることを
防止する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（１）
〜（25）、Ｉ、Ｑ、Ｓ及びＴは前述と同様のものであ
る。

（26）は油圧ポンプ（９）側のポンプ圧Ｐを検出する
ポンプ圧検出器であり、例えば油圧ポンプ（９）と電磁
弁（７）との間に設けられた圧力センサから構成されて
いる。

（28）はポンプ圧Ｐと所定の下限値PLとを比較するポン
プ圧比較器であり、ポンプ圧Ｐが下限値PL以下に低下し
たときに異常信号Ｅを出力するようになっている。下限
値PLは、油圧ポンプの動作特性を考慮して予め設定され
ている。

（29）は異常信号Ｅに基づいてトルク指令値ＴをＴ′
に制限するトルクリミッタであり、速度制御器（23）と
トルク制御器（25）との間に設けられている。

次に、第１図に示したこの発明の一実施例の動作につ
いて説明する。

いま、エレベータが下降運転側に起動されたときに、
何らかの故障により電磁弁（７）の開度が不十分になっ
たと仮定すると、エレベータは、電磁弁（７）の圧力損
失が大きい状態のまま、運転が開始される。

まず、起動指令（図示せず）に基づいて電磁弁（７）
の電磁コイルが付勢された後、負極性の速度指令値Ｑが
速度制御器（23）に印加される。速度制御器（23）は、
負極性の速度指令値Ｑと回転速度Ｓとの偏差に基づいて
トルク指令値Ｔを生成し、トルクリミッタ（29）を介し
てトルク制御器（25）に入力する。このとき、まだ異常
信号Ｅが出力されていないのでトルク指令値Ｔは制限さ
れない。

従って、トルク制御器（25）は、トルク指令値Ｔに基
づいてインバータ（15）を制御し、誘導電動機（14）の
発生トルクを徐々に低下させる。誘導電動機（14）のト
ルク低下と共に、油圧ポンプ（９）の回転速度Ｓが低下
し始め、油圧ポンプ（９）の出力配管内の油圧は徐々に
低下する。

この結果、シリンダ（１）内の圧油（２）は、電磁弁
（７）及び油圧ポンプ（９）を介して油タンク（12）に
還流し始め、かご（６）は下降を開始する。

エレベータの運転が開始された後、しばらくの間は、
まだ油圧ポンプ（９）の出力配管内の油圧が比較的高
く、ポンプ圧Ｐが下限値PLに達していないため、ポンプ
圧比較器（28）から異常信号Ｅが出力されることはな
く、トルクリミッタ（29）は、トルク指令値Ｔに制限を
加えていない。

その後、速度指令値Ｑが定格速度値に近づき、電磁弁
（７）を通過する圧油の流量が増加するにつれて、電磁
弁（７）の開度異常による大きな圧力損失値の影響が出
始める。

このとき、速度制御器（23）は、速度指令値Ｑに実際
の回転速度Ｓを追従させようとして、通常よりも大きな
トルク指令値Ｔを出力する。従って、油圧ポンプ（９）
の出力配管内の油圧が異常に低くなり、ポンプ圧検出器
（26）からのポンプ圧Ｐが下限値PLに達する。

ポンプ圧Ｐが下限値PLに達すると、ポンプ圧比較器
（28）から異常信号Ｅが発生し、この異常信号Ｅにより
トルクリミッタ（29）が作動する。トルクリミッタ（2
9）の作動と同時に、トルク指令値ＴはＴ′に制限さ
れ、トルク制御器（25）は、制限されたトルク指令値
Ｔ′に基づいてインバータ（15）を駆動し、誘導電動機
（14）の発生トルクを制御する。

この結果、エレベータの下降加速度は徐々に低下し、
誘導電動機（14）の発生トルクと負荷トルクとが平衡す
る一定の速度で走行し始める。その後、ポンプ圧比較器
（28）が異常信号Ｅを出力し続ける限りは、誘導電動機
（14）の発生トルクが制限され続ける。従って、ポンプ
圧Ｐは、下限値PLから、かご（６）の加速に要するエネ
ルギ分だけ低い油圧に留まり、油圧ポンプ（９）側の負
圧の発生は防止される。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、油圧ポンプ側のポン
プ圧を検出するポンプ圧検出器と、ポンプ圧が下限値以
下に低下したときに異常信号を出力するポンプ圧比較器
と、異常信号に基づいてトルク指令値を制限するトルク
リミッタとを設け、ポンプ圧が下限値以下となったとき
にトルク指令値を制限ようにしたので、下降運転時に発
生し得る油圧ポンプ側の異常負圧を確実に防止すること
のできる油圧エレベータ駆動制御装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は従
来の油圧エレベータ駆動制御装置を示す構成図である。 （１）……シリンダ、（２）……圧油 （３）……プランジャ、（６）……かご （７）……電磁弁、（９）……油圧ポンプ （14）……誘導電動機、（15）……インバータ （21）……速度検出器、（23）……速度制御器 （24）……電流検出器、（25）……トルク制御器 （26）……ポンプ圧検出器、（28）……ポンプ圧比較器 （29）……トルクリミッタ、Ｓ……回転速度 Ｉ……一次電流、Ｑ……速度指令値 Ｔ……トルク指令値 Ｔ′……制限されたトルク指令値 Ｐ……ポンプ圧、PL……下限値 Ｅ……異常信号 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】かごを昇降駆動させる油圧ジャッキと、 この油圧ジャッキに圧油を供給する油圧ポンプと、 この油圧ポンプと前記油圧ジャッキとの間に流れる前記
   圧油の流路を開閉する電磁弁と、 前記油圧ポンプを駆動する誘導電動機と、 この誘導電動機をVVVF制御により駆動するインバータ
   と、 前記誘導電動機の回転速度を検出する速度検出器と、 前記誘導電動機の一次電流を検出する電流検出器と、 速度指令値と前記回転速度との偏差に基づいて前記誘導
   電動機に対するトルク指令値を演算する速度制御器と、 前記トルク指令値、前記回転速度及び前記一次電流に基
   づいて前記インバータを制御するトルク制御器とを備
   え、 前記油圧ポンプを可変速駆動することにより前記かごの
   昇降速度を制御する油圧エレベータ駆動制御装置におい
   て、 前記油圧ポンプ側のポンプ圧を検出するポンプ圧検出器
   と、 前記ポンプ圧が下限値以下に低下したときに異常信号を
   出力するポンプ圧比較器と、 前記異常信号に基づいて前記トルク指令値を制限するト
   ルクリミッタと、 を設けたことを特徴とする油圧エレベータ駆動制御装
   置。