JP4024864B2 - 乗客運搬装置の制御システム - Google Patents
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Description
本発明は乗客運搬装置に係り、特に運搬装置の制御システムに関する。
発明の背景
エスカレータ又は動く歩道のような乗客運搬装置は、トラスと、閉ループ通路を通して移動する順次接続された複数の踏み板、および踏み板を駆動する機械を含んでいる。制御システムは、速度と方向のようなパラメータに対して、運搬装置の運転を制御するために使用される。そのような運搬装置は、フロアまたは場所の間で多数の乗客を移動させるのに非常に有効な手段である。
近年の運搬装置において、制御装置は、効率を改良しかつ摩耗と運転コストを減らすためには非常に複雑になっている。そのような制御システムは、運搬装置に入ってくる乗客を検出するセンサーを組み入れている。乗客を検出すると、運搬装置はスイッチオンになり、踏み板が動き始める。乗客が運搬装置を出ると、運搬装置はスイッチオフされる。この種の制御システムは、無負荷状態の間は続けて走行しないので、エネルギーの節約になる。しかしながら、このシステムの欠点は、運搬装置の頻繁なスイッチオン,オフによりピーク負荷を生じることである。
この問題の解決策は、運搬装置の運転を制御するために、可変周波数変換器を使用することである。この種の制御装置の例として、“エスカレータの制御装置”と題する、渡辺氏による、米国特許第4,748,394号がある。この特許では、2段階の速度で運転するエスカレータについて述べている。モータは、低速度では周波数変換手段によって制御され、乗客が検出されるまで低速度で制御される。乗客を検出すると、周波数変換手段から発生する電流と電源が同期するまで、周波数が徐々に増加する。その時点で、モータは電源に切り替えられる。同様な概念のものが、ドイツ特許出願公報第4,313,424号で提案されている。この解決策には、幾つかの利点はあるけれども、減少した速度で運転される時でも、エスカレータ構成要素の摩耗が有り、無負荷状態の間でもエネルギーが浪費される。
上記技術にかかわらず、出願人の支配下にある科学者および技術者たちは、効率を改良しかつ摩耗を少なくする乗客運搬装置用の駆動および制御システムを開発するために努めている。
発明の開示
本発明によれば、可変速乗客運搬装置の運転方法は、運搬装置が動いていない運転準備モードで運搬装置を操作するステップと、運搬装置に入る乗客を検出すると運搬装置の速度を定格速度まで増加させるステップ、および所定時間量の運転準備速度で運搬装置の運転を維持するステップ、を含んでいる。運転準備速度は定格速度以下である。所定期間の終わりまでに、乗客がもはや入って来ないことが検出されると、運搬装置は運転準備運転モードに戻される。運転準備モードと待機速度での所定期間の運転の結果として、運搬装置の摩耗が減らされる。乗客がいない期間が延ばされている間は、運搬装置は動かず、したがって、摩耗が生じることはなく、かつエネルギーが節約される。乗客の通行が多い期間中は、運搬装置は、定格速度または待機速度のいずれかで運転される。これらの期間中には、運搬装置が運転中であることは、接近している乗客にとって明白であり、運搬装置の頻繁な始動と停止が避けられる。
さらに、この実施例では2段階速度モータを使用してもよく、又は使用しなくてもよく、このとは制御システムのソフトウェアに組み込まれており、したがって追加の設備を必要としない。
本発明の特別な実施例においては、運搬装置の速度を定格速度まで増やすことは、周波数変換器を使用することによって達成される。運搬装置が定格速度であれば、駆動装置はライン電力に切り換えられる。この状態は、もはや乗客が検出されなくなるまで維持される。それから、駆動装置は周波数変換器に切り換えられ、周波数、は運搬装置が所定の待機速度に達するまで、減少する。さらに乗客が検出されると、運搬装置は定格速度まで増加し、電力はライン電力に切り換えられる。さらなる乗客が検出されることなく、所定量の時間が過ぎると、周波数変換器は運転準備モードまで運搬装置の速度を減少させる。むしろ定格速度で運転を維持するよりも、定格速度と待機速度の遷移のために周波数変換器のみを使用するので、変換器のサイズが小さくなる。加えて、運搬装置が下り方向に運転している間には、例えばエネルギー回生システムのような設備を追加する必要はなく、エネルギーは電源ラインに直接回生される。さらに、周波数変換器による運転とライン電力による運転の両方を使用できるので、駆動にあたって信頼性が改良される。周波数変換器が故障している場合には、周波数変換器が修理されるか取り替えられるまで、運搬装置はライン電力によって定格速度の連続モードで運転される。
本発明の前述および他の目的、特徴および利点は、添付図面に示す次の模範的な実施例の説明からより明白になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、部分的に切り欠いて示されたエスカレータの透視図である。
第2図は、エスカレータの制御装置の回路図である。
第3図はエスカレータの制御装置の運転方法を示すフローチャートである。
第4図は、発明によるエスカレータの運転速度プロフィルを示す。
発明を実施するための最良な形態
第1図に示すように、ここでは、発明を示す代表的な乗客運搬装置として、エスカレータが使用される。発明は、もちろん、動く歩道のような他のタイプの乗客運搬装置にも適用可能である。エスカレータ10は、第1の乗り場12と、第2の乗り場14と、トラス16と、順次接続された複数の踏み板18と、踏み板18を駆動するためのステップチェーン22と踏み板18の両側に沿って伸びる欄干24と、ステップチェーン22に接続された駆動機械26と、駆動機械に接続された制御装置28および乗客センサー32を含んでいる。踏み板は第1と第2の乗り場との間の乗客を運ぶためのプラットフォームを形成する。各欄干24は踏み板18と同じ速度で駆動される動く手摺り34を含んでいる。
制御装置28は、駆動機械に入力される電力を決め、駆動機械26の速度を制御し、かつ踏み板18の速度を制御する。
第2図は制御装置28の簡略化された回路図を示す。制御装置28は、第1のライン38によって、電源36に接続されている。第2のライン42は第1のスイッチ44と、上り用スイッチ46および下り用スイッチ46を含んでいる。第2のライン42はスターコネクション52を介して駆動機械52に接続されている。第3のライン58は周波数変換器56と一対のスイッチ58を含んでいる。一対のスイッチ58は、そのスイッチの一つが開かなければ第2の開いている2番目のものが、運搬装置が停止されることを確実にするために使用される。エスカレータ10の方向変換は、待機運転中または運転モード間の遷移中に、周波数変換器によって達成される。第3のライン54はデルタコネクション62を介して駆動機械26に接続されている。技術分野において良く知られているように、デルタコネクション62はスターコネクション52の2倍の極を有する機械26による。第4のスイッチ64は、スター・デルタコネクションと機械26との間に配置され、スター・デルタコネクション52,62の作用を決める。このスイッチ64が閉じられると、機械26はスターコネクションを介して運転される。
機械26は、スター・デルタコネクション52,62と協同して、少なくとも2つの異なる速度を生じさせるための能力を有する周知の非同期電動機である。周波数変換器56を使用することによって、機械26によって出力される速度に対する可能性が広げられる。
第1のスイッチ44と第4のスイッチ64が閉じ、かつ上り/下りスイッチ46,48の一つが閉じると、電力は電源36からスターコネクション52を通して駆動機械26に伝達される。それから、機械26はライン電力に基づいてそのライン電力に対するその定格速度で運転する。
第1のスイッチ44と第4のスイッチ64が開き、対のスイッチ58が閉じると、電力は周波数変換器56とデルタコネクション62を介して駆動機械26に伝達される。周波数変換器36が電源36と同じ周波数で動作すれば、駆動機械26は、デルタコネクション62によって生じる極のために定格速度の半分で動作する。周波数変換器56がライン電力の周波数の2倍の周波数で操作されると、駆動機械は定格速度と同じ速度で動作する。
第3図は制御装置のフローチャートを示す。第1のステップでエスカレータ10をパワーアップする。第2のステップで乗客センサーが、到着する乗客を検出しているかどうかを、決める。乗客が検出されていなければ、制御装置28はエスカレータ10と駆動機械26をパワーアップ状態または準備状態に維持する。このモードにおいては、踏み板18は動かない。
乗客センサーが、乗客が到着していることを示す信号を発生すれば、制御装置28は変換器の周波数におけるランプアップ用の時間を設定する。次に、制御装置28は、対のスイッチ58(第2図を参照)を閉じ、周波数変換器56の周波数を前述のステップにおける時間設定内のライン周波数の2倍まで増加させる。制御装置28は、目標周波数が達成されるまで、周波数を連続的にテストする。それが達成されると、第1のスイッチ44と第4のスイッチ64は閉じられ、対のスイッチ58は同時に開かれる。結果として、駆動機械26はスターコネクション52を通してライン電力に切り換えられる。ライン電力によって発生された速度と、目標周波数で運転される周波数変換器56によって発生された速度が同じであるので、乗客によって感じられるジャークが小さくなる。
駆動機械26は、エスカレータ10に入ってくる乗客がなく、第1のタイマーが満了し所定の期間が経過したことを示すまで、ライン電力によって運転される。エスカレータが定格速度で動作している間に、エスカレータに入ってくる乗客は、第1のタイマーを再始動させえる。完全なループを移動している所定期間に対して示された時間量は完全なループを定格速度で移動するために踏み板に対して取られる時間量である。
所定の期間が過ぎると、駆動機械26は周波数変換器56制御に切り換えられ、すなわち2倍のライン周波数に等しい周波数で、第1のスイッチ44と第4のスイッチ64は開かれると共に、対のスイッチ58が閉じられる。それから、周波数はライン周波数まで次第に減少し、駆動機械26は定格速度の半分(以下、待機速度と呼ぶ)で動作する。待機速度になれば、第2のタイマーが始動する。このタイマーは乗客運搬装置のオペレータによって選択された第2の所定時間量をもっている。特定の時間量は、乗客通行の期待されたレベルのようなフィルタによる。長い時間量を選択することによって、駆動機械は停止しなくなる。他方、短い時間が選択されると、駆動機械はより頻繁に停止する。
第2のタイマーがトリガーした後に、制御装置28は、さらに到着している乗客が乗客センサーによって検出されているかどうかを、チェックし続ける。駆動機械が待機モードで運転している間に乗客が到着すれば、制御装置は定格速度に戻る処置を始める。乗客が到着する前に第2のタイマーが満了すれば、第2の対のスイッチは開かれる。結局、駆動機械26と踏み板18は停止する。
第4図は、本発明を使用して運転されるエスカレータの模範的な速度プロフィルを示す。時刻=0で、駆動機械と踏み板が停止している。時刻=1で、乗客が検出され周波数変換器が動作し、制御装置は、周波数変換器の周波数をライン周波数の2倍まで上昇させることによって、駆動機械を定格速度に移行させる。時刻=2で、駆動機械はライン電力に切り換えられ、この状態は第2のタイマーが満了するまで維持される。この時点で、駆動機械は周波数変換器制御に戻され、制御装置は、周波数を減少させることによって、駆動機械を待機速度に移行させる。時刻=4で、第2のタイマーが設定され、それが満了する前に他の乗客が検出されると(時刻=5)、制御装置は駆動機械を、変換器の周波数を増すことによって(時刻=6)、定格速度に戻す。この時点で、第1のタイマーが満了するまで、駆動機械は、再びライン電力に切り換えられ、この状態に維持される。時刻=7で、駆動機械は変換器に切り換えられ、制御装置は駆動機械を待機速度に戻し、第2のタイマーがトリガーされる(時刻=8)。ほかに乗客が検出されることなく(時刻=9)、第2のタイマー満了すると、制御装置は、駆動機械を、運転準備モード即ち駆動機械と踏み板の速度がゼロに等しい(時刻=10)状態に移行させる。時刻=11で、他の乗客が検出され、新たな処理を始める。
発明は模範的な実施例に関して開示されているけれども、発明の精神と範囲を逸脱することなく、種々な変形、省略、および追加ができることは、当業者によって理解されるべきである。
Claims (2)
- 一対の乗り場間で移動可能なプラットフォームと、乗客センサーと、該移動可能なプラットフォームを動作させる駆動装置と、該駆動装置の電源と、該電源と前記駆動装置との間に配置された周波数変換器と、第1の所定の期間を規定する第1のタイマーと、第2の所定の期間を規定する第2のタイマーと、を有する乗客運搬装置を運転する方法であって、
前記乗客運搬装置はスイッチがオンの状態で、
(1)前記プラットフォームが停止した状態の運転準備速度と、
(2)定格速度と、
(3)前記定格速度以下である待機速度と、
からなる3つの運転モードのうちの1つの運転モードで制御され、
前記方法は、
前記乗客運搬装置に乗り込む乗客を検出するステップと、
乗客が検出されると、前記第1の所定の期間を設定するように前記第1のタイマーを始動させるとともに、前記周波数変換器によって発生される周波数を増加させて、前記プラットフォームの速度を前記定格速度へと移行させるステップと、
前記プラットフォームが前記定格速度に達した後、前記電源によって直接的に駆動されるように前記駆動装置を切り換えるステップと、
前記第1の所定の期間が経過して前記乗客運搬装置に乗客が残っていないと判断されると、前記駆動装置を前記周波数変換器制御に切り換えるステップと、
前記周波数変換器によって発生された周波数を減少させて、前記プラットフォームの速度を前記定格速度から前記待機速度へと移行させるステップと、
前記待機速度に達すると前記第2の所定の期間を設定するように前記第2のタイマーを始動させるステップと、
乗客が前記乗客運搬装置に乗り込まずに前記第2の所定の期間が経過すると、前記プラットフォームの速度を前記待機速度から前記運転準備速度へと移行させるステップと、
を含むことを特徴とする乗客運搬装置の運転方法。 - 前記定格速度での運転中に新たな乗客が検出されると、前記第1のタイマーを再始動するステップと、
前記待機速度での運転中、前記第2の所定の期間が経過する前に乗客が検出されると、前記周波数を増加させて、前記プラットフォームの速度を前記定格速度へと移行させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
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