JP4830257B2 - Elevator brake control device - Google Patents

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Description

技術分野
この発明は、エレベータの起動信号が発せられると付勢回路の閉成によりブレーキコイルが付勢されてばね力に抗してアーマチュアが吸引され、この吸引によってブレーキ車へのブレーキシューの押圧が解かれ、制動力が解除されてエレベータの起動を可能とし、エレベータの停止信号が発せられると付勢回路が遮断されてアーマチュアが開放され、ばねによってブレーキシューが押圧されて制動力を発生させるエレベータのブレーキの制御に関する。
背景技術
図１０は、ロープ式エレベータに使用される一般的なブレーキの概略構成を示す。エレベータのかご１は、巻上機のシーブ２に巻き掛けられた主索３によってつり合重り４とつるべ式に吊持され、巻上電動機５によって駆動される。巻上電動機５とシーブ２を結合する軸５ａにはブレーキ車６が取り付けられている。かご１が停止している時は、ばね７によってブレーキレバー８を介してブレーキシュー９がブレーキ車６の外周面に押圧され、摩擦力によって制動力が発生している。
かご１が起動する場合は、電動機制御回路１０は巻上電動機５を付勢すると共に、ブレーキ制御装置１１へ起動信号が発せられる。ブレーキ制御回路１２を作動させ、ブレーキ駆動回路１３のＰＷＭ信号発生回路１４によってチョッパ回路１５を駆動して直流可変電圧でブレーキコイル１６を付勢する。ブレーキコイル１６が付勢されるとばね７に抗してアーマチュア１７が吸引され、ブレーキレバー８を介してブレーキシュー９によるブレーキ車６への押圧が解かれて制動が解除される。アーマチュア１７が吸引されるとブレーキスイッチ１８が閉成して制動力の解除が完了したことを検出する。
停止信号が発せられると電動機制御回路１０は巻上電動機５を消勢すると共に、ブレーキ制御回路１２及びブレーキ制御回路１３を介してブレーキコイル１６を消勢させてアーマチュア１７の吸引を解き、ばね７によってブレーキシュー９をブレーキ車６に押圧して制動力を発生させる。
即ち、図１０のブレーキ制御回路で、チョッパ回路１５によってブレーキコイル１６の付勢が遮断されると、ダイオード２０を介して循環電流がブレーキコイル１６に流れる。この循環電流は、ブレーキコイル１６の抵抗値Ｒとリアクタンス値Ｌによって決まる時定数Ｔｃに応じて減少し、ブレーキコイル電流の減少によって吸引力も減少する。吸引力がばね７の力よりも小さくなると、アーマチュア１７はブレーキコイル１６から離れ、ブレーキシュー９はばね７によってブレーキ車６に押圧されて制動力を発生させる。
次に、図１１に従って動作の概要を述べると、ブレーキ制御装置１１から破線で示した電圧Ｅが出力される。即ち、時刻ｔ４０でアーマチュア１７を吸引するための吸引電圧Ｅｆが印加されると、ブレーキコイル電流Ｉｂは漸増する。
アーマチュア１７が吸引される過程でブレーキコイル電流Ｉｂは一旦減少に転ずる。インダクタンスＬがエアギャップｇによって変化することに加え、インダクタンスＬの変化率、即ち、アーマチュア１７の移動速度によって起電力（以下、速度起電力という。）が発生するためである。時刻ｔ４１でアーマチュア１７が吸引され終ると、その状態におけるインダクタンスＬの下でブレーキコイル電流Ｉｂは漸増する。
アーマチュア１７が吸引されてブレーキスイッチ１８が閉成してから所定時間後の時刻ｔ４２でブレーキ制御装置１１はアーマチュア１７の印加電圧Ｅを、吸引状態を保持するのに必要な保持電圧Ｅｈにまで低下させる。この低下に伴ってブレーキ電流Ｉｂは保持電流Ｉｈまで減少する。
時刻ｔ４３でエレベータの停止信号が発せられると印加電圧Ｅは零値となる。この付勢回路の遮断により、ブレーキコイル電流Ｉｂはブレーキコイル１６と並列に接続されたダイオード２０を介して循環しながら減少する。この減少に伴ってアーマチュア１７の吸引が解かれ、ばね７によってブレーキシュー９が押圧されて制動力を発生する。
ブレーキコイル１６が消勢される過程で、ブレーキコイル電流Ｉｂは一旦増加に転ずる。これは、上記のとおりアーマチュア１７の吸引が解かれるのに伴ってエアギャップが増大してブレーキコイル１６のインダクタンスＬが減少したことと、速度起電力によるものである。時刻ｔ４４でアーマチュア１７が開放され終ると、その状態におけるインダクタンスＬの下でブレーキコイル電流Ｉｂは漸減して時刻ｔ４５で零値となる。
従って、電流検出器１９でブレーキコイル電流Ｉｂを検出し、制動力を解除するときは、ブレーキ電流Ｉｂの減少点を検出すれば制動力の解除された瞬間を検出できる。また、制動力を発生させるときは、ブレーキ電流Ｉｂの増加点を検出すれば制動力の発生した瞬間を検出することができる。
従来のエレベータのブレーキは、上記のとおり構成されており、かご１を停止させる際にブレーキコイル１６に印加される電圧は０Ｖとなり、ブレーキコイル電流Ｉｂは、ブレーキコイル１６の抵抗値とインダクタンス値から決まる時定数で漸減する。アーマチュア１７を吸引するブレーキコイル１６の吸引力は、ブレーキコイル電流Ｉｂの２乗に比例し、アーマチュア１７とブレーキコイル１６間の空隙に略反比例する。従って、ブレーキコイル電流Ｉｂが減少して吸引力が低下すると、ばね７の力によってブレーキシュー９が押圧されてブレーキ車６に衝突する。この衝突によって騒音が発生する。
ところで、昨今のエレベータの巻上機は小型化され、ブレーキ自体の小形化を余儀なくされ、ブレーキシュー９等も小さくしなければならない。このような外形上の要件を満たした上で必要な制動力を得るためには、ブレーキシュー９を押圧するばね７の力を大きくしなければならない。このため、上記衝突による騒音を増大させる、という問題が生じた。
特に、巻上機自体が昇降路内に設置されるエレベータでは、ブレーキの動作音がかご１内へ伝播されて乗り心地を害する、という問題があった。
かかる問題に対して、日本特公平７−６４４９３号（日本特願昭６３−１５８６８１号）公報、及びこの出願を基礎とするアメリカ特許公報ＵＳＰ４９７４７０３号には、エレベータのブレーキの上記特性を利用して、エレベータの起動指令信号が発せられた場合は、ブレーキコイルが付勢されてブレーキコイル電流が増加する過程において減少を検出した後に巻上電動機に起動指令を出して付勢し、また、エレベータの停止指令信号が発せられた場合は、ブレーキコイルの付勢が断たれてブレーキコイル電流が減少する過程において増加を検出した後に巻上電動機に停止指令を出して消勢すようにして、ブレーキと巻上電動機５との間の受継ぎを円滑に行い、乗り心地の向上を図るようにしたものが開示されている。
しかし、上記特許公報において、ブレーキコイルの付勢及び消勢時におけるブレーキコイル電流の変化を検出するのは、乗り心地の向上が目的であって、ブレーキの動作音を低減させる点については全く言及されておらず、従って、上記問題点の解決に供し得ないものである。
また、日本特公平７−６８０１６号公報には、エレベータの起動時に、まず、不平衡トルクを保持できる範囲でブレーキコイル電流を早急に立ち上げた後、徐々に増加させてブレーキの制動トルクを小さくしておいて、巻上電動機で駆動させ、以後ブレーキの開放状態を保持できる程度の小電流をブレーキコイルに流すようにして、乗り心地の向上と、ブレーキコイルの発熱を抑えるようにしたものが開示されている。
このものについても同様に、ブレーキの動作音を低減させる点については全く言及されておらず、従って、上記問題点の解決に供し得ないものである。
更に、日本特開平７−２４４１号公報には、レールを把持して制動力を発生させるブレーキ装置において、動作音を減少させるため、可動片が電磁石に衝突する寸前の位置を検出し、また、ブレーキシューがレールを把持する寸前の位置を検出して、それぞれ動作音が減少するようにブレーキコイル電流を制御するようにしたものが開示されている。
このものは、ブレーキの動作音の低減に係るものではあるが、可動片の位置及びブレーキシューの位置を検出することは容易ではなく、仮に位置検出が可能であったとしても、上記位置はブレーキライニングの消耗及びブレーキ調整等により変動し易い、という問題がある。
更にまた、日本特公平７−８０６５０号公報には、ブレーキ電流を制御する電流パターンとブレーキ電流の検出値とを比較し、その比較結果に基いてブレーキ電流をオン−オフ制御することにより、ブレーキ開閉に伴う動作音を抑えるようにしたものが開示されている。
しかしながら、ブレーキはブレーキコイルの抵抗値が温度によって変動したり、ブレーキライニングの消耗が各ブレーキ毎に異なる。更に、同機種であっても制動トルクの設定は区々である。このため、電流パターンにって一律に制御することで、動作音を抑えることは容易ではない。
更にまた、日本特開平７−２４５２号公報には、ブレーキシューをガイドレールに緩やかに押圧させて動作音を小さくし、しかも、動作時間を短縮するために、ブレーキコイル電流を保持電流程度に減少するようにしたことが開示されたいる。
しかしながら、ブレーキコイル電流を減少させると電圧変動によってブレーキが誤作動する、という問題がある。
この発明は、上記従来のエレベータのブレーキの問題点を解決して動作音の軽減されたエレベータのブレーキを提供することを目的とする。
発明の開示
この発明は、ブレーキコイルが付勢されてアーマチュアが吸引され、この吸引によりブレーキ車へのブレーキシューの押圧が解かれて制動力が解除されたエレベータのブレーキに制動力を発生させる場合に、まず第１のブレーキコイル制御手段によってアーマチュアの吸引が解かれるようにブレーキコイルの付勢を減少させ、この第１のブレーキコイル制御手段によるアーマチュアの吸引解除過程でブレーキコイル電流の減少率が所定値以下に鈍化し又はブレーキコイル電流が増加に転じたときは、アーマチュアが再吸引されない範囲内で上記第１のブレーキコイル制御手段による付勢よりも大きい電流でブレーキコイルを付勢する第２のブレーキコイル制御手段に切替えてブレーキコイルを付勢するようにしたものである。
これにより、アーマチュアの吸引解除過程でブレーキコイルによるアーマチュアの吸引力を再度増加させることで、ばねによる押圧力が弱まるのでブレーキシューとブレーキ車との衝突音を軽減させることができる。また、第２のブレーキコイル制御手段への切替えは、ブレーキコイル電流の減少率が所定値以下に鈍化し又はブレーキコイル電流が増加に転じたときに行われるので、アーマチュアの吸引が解除され、アーマチュアが動き始めた直後にブレーキコイルの付勢が増大されることになる。しかも、増大される付勢値も制限されるので、第２のブレーキコイル制御手段によってブレーキコイルが付勢されたとしても、アーマチュアの吸引解除の遅滞は限定されたものとなる。また、現実にアーマチュアが移動したことを検出して付勢値を増大させるようにしたので、温度変化によって抵抗値が変動しても、適時に第２のブレーキコイル制御手段に切り替えることができる。
また、この発明は、第１のブレーキコイル制御手段を、付勢回路の遮断によりブレーキコイルと並列に接続された分岐回路を介して循環するブレーキコイル電流の漸減によってアーマチュアの吸引が解かれるようにしたものである。
上記分岐回路を循環するブレーキコイル電流は短時間で減衰するため、アーマチュアの吸引解除の遅滞は限定されたものとなり、エレベータの稼動率を向上させることができる。
更に、この発明は、第１のブレーキコイル制御手段を、時間経過と共に漸減する電圧によってブレーキコイルを付勢し、上記電圧の減少に伴ってアーマチュアの吸引が解かれるように上記ブレーキコイルを制御するようにしたものである。このため、第１のブレーキコイル制御手段から第２のブレーキコイル制御手段への切替えを円滑に行うことができる。
更にまた、この発明は、第１のブレーキコイル制御手段から第２のブレーキコイル制御手段への切替えは、ブレーキコイル電流の減少率が零値又は上記ブレーキコイル電流が増加に転じたときに行うようにしたので、ブレーキシューをブレーキ車に押圧するばね力が変動しても、また、ブレーキコイルの抵抗値が温度で変化しても、適時に切り替えることができる。
更にまた、この発明は、第２のブレーキコイル制御手段を、ブレーキコイル電流の減少率が零値のときの上記ブレーキコイル電流値とブレーキコイル抵抗値とを乗じて得られた電圧値で上記ブレーキコイルを付勢するようにしたものである。
このため、アーマチュアを再吸引しない範囲の最大値に近い電流値でブレーキコイルを付勢することができ、アーマチュアの動作音を低減できる。
更にまた、この発明は、ブレーキコイル抵抗値を、エレベータの起動信号により制動力が解除された状態で、ブレーキコイル電流が一定値となったときのブレーキコイルの電圧値と上記ブレーキコイル電流値の比から求めるようにしたものである。
このため、温度変化によって抵抗値が変動したとしても、その変動後の抵抗値の下で許容範囲の最大値に近い電流値でブレーキコイルを付勢することができ、上記発明の実効を図ることができる。
更にまた、この発明は，ブレーキコイル電流の変化率を演算し、この変化率をアーマチュアが再吸引されないように制限し、得られた値に比例した電圧で上記ブレーキコイルを付勢するようにしたものである。
このため、ブレーキコイル電流の変化率に基いてブレーキコイルを付勢するようにしたので、アーマチュアの作動に対して敏感に対応させることができる。
更にまた、この発明は、第２のブレーキコイル制御手段を、ブレーキコイルの回路モデルを具備し、この回路モデルに上記ブレーキコイルを付勢する電圧を印加して得られたモデル電流をブレーキコイル電流から減算して、この減算結果の変化率に比例した電圧で上記ブレーキコイルを付勢するようにしたものである。
このため、回路モデルのインダクタンスは一定値であるからアーマチュアの移動速度、即ち、速度起電力によるブレーキ電流の増分値に基いてブレーキコイルが付勢されるので、アーマチュアの移動を円滑に制御することができる。
更にまた、この発明は、ブレーキコイルの回路モデルのインダクタンスＬを、上記ブレーキコイルに電圧Ｅｉをステップ状に加重したときのブレーキコイル電流の増分ΔＩからブレーキコイルの時定数を求め、この時定数にブレーキコイルの抵抗値Ｒを乗じて得るようにしたものである。
このため、各ブレーキごとの状態に合わせてブレーキコイルの回路モデルを構成することができる。
発明を実施するための最良の形態
この発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。 図１及び図２は、この発明に係るエレベータのブレーキ制御装置の実施の形態１を示す。図１はブレーキの制御回路を示すブロック図である。図において、１はかご、２は巻上機のシーブ、３はこのシーブ２に巻き掛けられた主索、４はこの主索３によってかご１とつるべ式に吊持されたつり合重り、５は軸５ａを介してシーブ２を回動駆動する巻上電動機、６は軸５ａに直結されたブレーキ車である。
７は常時ブレーキレバー８を介してブレーキシュー９を押圧してブレーキ車６の外周面に圧接させ、摩擦力によって制動力を発生させているばね、１０は巻上電動機５を制御する電動機制御回路である。１６はブレーキコイル、１７はブレーキコイル１６とエアギャップｇを隔てて対向し、ブレーキコイル１６の付勢によってばね７に抗して吸引されるアーマチュアで、この吸引によりブレーキ車６へのブレーキシュー９の押圧が解かれて制動力が解除され、ブレーキコイル１６の付勢が断たれるとばね７によって吸引が解かれるようになっている。１８はアーマチュア１７が吸引されると閉成して制動力の解除が完了したことを検出するブレーキスイッチ、１９はブレーキコイル電流Ｉｂを検出する電流検出器である。
３０はブレーキコイルの付勢及び消勢を制御するブレーキ制御回路で、下記のとおり構成されている。３１はブレーキコイル１６の付勢モードを制御するモード制御器、Ｉｆ＊、Ｉｈ＊及びＩ０＊はブレーキコイル電流Ｉｂの目標値で、Ｉｆ＊は吸引電流、Ｉｈ＊は保持電流、Ｉ０＊は零値をそれぞれ目標値とする。３２はブレーキコイル電流Ｉｂの目標値Ｉｆ＊、Ｉｈ＊及びＩ０＊を択一する切替えスイッチ、３３は目標値Ｉｆ＊、Ｉｈ＊及びＩ０＊とブレーキ電流Ｉｂとの差値を算出する減算器、３４は上記差値に基いてブレーキ電流Ｉｂが目標値Ｉｆ＊、Ｉｈ＊及びＩ０＊になるように制御する電流制御器である。
３５はブレーキ電流Ｉｂの微分値を算出する微分回路、３６は閾値を出力する基準電圧回路で、通常は零値に設定される。３７は上記微分値が閾値よりも大きいときに正の飽和電圧を出力する比較器である。
３８及び３９は電動機制御回路１０から停止信号が発っせられた後にブレーキコイル１６を付勢する電圧値Ｖ１及びＶ２を出力する制御電圧回路で、Ｖ１は零値に設定され、Ｖ２は停止信号によって立ち上がってブレーキスイッチ１８が開放されてから所定時間経過後に立ち下がるパルス状の電圧であって、アーマチュア１７が再吸引されない範囲内で高い一定電圧に設定される。ここで、制御電圧回路３８は第１のブレーキコイル制御手段に相当し、制御電圧回路３９は第２のブレーキコイル制御手段に相当する。
４０は常時制御電圧回路３８に接続され、比較器３７からの正の飽和電圧出力によって切り替えられて制御電圧回路３９に接続される切替えスイッチ、４１はモード制御器３４によって切り替えられて電流制御器３４又は切替えスイッチ４０の出力端子ｃ０のいずれかに択一して接続されてコイル制御信号Ｅ＊を出力する切替えスイッチである。
５０はブレーキコイル１６を付勢するブレーキ駆動回路で、下記のとおり構成されている。５１はブレーキコイル１６を付勢する直流電源、５２は直流の可変電圧を出力するチョッパ回路で、ブレーキコイル１６の付勢回路を構成する。５３はブレーキコイル１６と並列に接続された分岐回路で、ここではダイオードで構成され、チョッパ回路５２によってブレーキコイル１６の付勢が遮断されるとブレーキコイル電流Ｉｂを循環させる。５４は切替えスイッチ４１に接続されてコイル制御信号Ｅ＊に対応したＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生器、５５は上記ＰＷＭ信号によってチョッパ回路５２をオン、オフ制御するベースドライバである。
次に、図２に従って動作を説明する。
１．モード０（ａ３，ｂ１，ｃ１）
かご１が停止している間は、切替えスイッチ３２は端子ａ３が、また、切替えスイッチ４１は端子ｂ１がそれぞれ選択される。このため、コイル制御信号Ｅ＊＝０となり、ブレーキコイル１６は消勢される。
２．モード１（ａ１，ｂ１，ｃ１）
電動機制御回路１０から起動信号が発せられると、切替えスイッチ４１はモード制御器３１によって切り替えられて端子ａ１に接続されて目標値Ｉｆ＊が選択される。この目標値Ｉｆ＊に相当したコイル制御信号Ｅ＊が出力されてブレーキコイル電流Ｉｂは時刻ｔ１１から立ち上がる。吸引力ｆｃも応じて漸増し、時刻ｔ１２でばね７の力ｆｓに等しくなる。更に付勢されてアーマチュア１７が吸引されるとブレーキコイル電流Ｉｂは一旦減少に転ずる。アーマチュア１７が吸引されるのに伴ってエアギャップｇが減少してブレーキコイル１６のインダクタンスＬが増大したことと、速度起電力によるものである。アーマチュア１７が吸引され終ると、その状態におけるインダクタンスＬの下でブレーキコイル電流Ｉｂは漸増する。
時刻ｔ１３で、ブレーキコイル電流Ｉｂが吸引電流Ｉｆに達するとコイル制御信号Ｅ＊は減少してブレーキコイル電流Ｉｂは吸引電流Ｉｆに保たれる。
３．モード２（ａ２，ｂ１，ｃ１）
アーマチュア１７が吸引されてブレーキスイッチ１８が閉成してから所定時間経過した時刻ｔ１４で、切替えスイッチ３２は目標値Ｉｈ＊を選択する。この選択によりブレーキコイル電流Ｉｂはアーマチュア１７を吸引状態で保持するに必要な保持電流Ｉｈにまで低下する。
４．モード３（ａ３，ｂ２，ｃ１）
時刻ｔ１５で電動機制御回路１０から停止信号が発せられると、切替えスイッチ３２は目標値Ｉ０＊を選択し、切替えスイッチ４１は端子ｂ２に接続される。このとき切替えスイッチ４０は端子ｃ１に接続されているので、コイル制御信号Ｅ＊＝０となる。ブレーキコイル電流Ｉｂはダイオード５３を介して循環して所定の時定数Ｔｃで漸減し、吸引力ｆｃも減少する。時刻ｔ１６でばね７の力ｆｓに等しくなり、更にブレーキコイル電流Ｉｂが減少してばねの力ｆｓを下回るとアーマチュア１７がブレーキコイル１６から離れ始める。アーマチュア１７の移動に伴って速度起電力が発生し、ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率は鈍化し、やかで漸増に転じる。
５．モード４（ａ３，ｂ２，ｃ２）
ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率が零値又は増加に転じると、時刻ｔ１７で比較器３７は切替えスイッチ４０を端子ｃ２に接続し、電圧回路３９から電圧値Ｖ２がコイル制御信号Ｅ＊として出力される。ブレーキコイル１６は再び付勢されてコイル電流Ｉｂは漸増する。このコイル電流Ｉｂの漸増により吸引力ｆｃは略一定して推移する。この吸引力ｆｃの下でアーマチュア１７は移動を続け、時刻ｔ１８で解放される。切替えスイッチ４０は、ブレーキスイッチ１８が開放されてから所定時間経過後の時刻ｔ１９でリセットされて端子ｃ１に接続されて零値を出力する。
６．モード５（ａ３，ｂ１，ｃ１）
時刻ｔ１９でモード０の設定となり、コイル電流Ｉｂは漸減して零値となる。 上記実施の形態１によれば、アーマチュア１７が移動し始めると、再吸引されない範囲内で高い電圧Ｖ２でブレーキコイル１６を付勢し、ばね７の力よりも若干小さい吸引力ｆｃを発生させたので、アーマチュアの吸引を解除させるときのばね７の力による騒音を軽減させることができる。
図３から図５は、この発明に係るエレベータのブレーキ制御装置の実施の形態２を示す。
図３において、図１と同符合は同一部分を示し、説明を省略する。
６０はブレーキコイルの付勢及び消勢を制御するブレーキ制御回路で、下記のとおり構成されている。６１はパターン信号発生器で、ここでは直線状に減少するランプ信号を出力する。６２は比較器３７から正の飽和電圧が出力された時点のパターン信号発生器６１の出力を保持するラッチ回路、６３はブレーキコイル電流Ｉｂの微分値を算出する微分回路、６４はゲインＫｄの比例要素、６５はアーマチュア１７が再吸引されない範囲内に抑えるためのリミッタ、６６は比較器３７の出力によって切り替えられてリミッタ６５へ接続される切替えスイッチで、ブレーキスイッチ１８が開放されてから所定時間経過後に端子ｃ１側へ復帰する。６７はラッチ回路６２の出力Ｖｐと、リミッタ６５の出力Ｖｄを加算してコイル制御信号Ｅ＊を出力する加算器である。
ここで、パターン信号発生器６１は第１のブレーキコイル制御手段に相当し、パターン信号発生器６１、ラッチ回路６２、微分回路６３、比例要素６４及びリミッタ６５は第２のブレーキコイル制御手段に相当する。
次に、図４従って動作を説明する。
１．モード０、モード１、モード２及びモード５は、図２と同様であり、説明を省略する。
２．モード３（ａ３，ｂ２，ｃ１）
時刻ｔ１５で電動機制御回路１０から停止信号が発せられると、切替えスイッチ３２は目標値Ｉ０＊を選択し、切替えスイッチ４１は端子ｂ２に接続されてパターン信号発生器６１のランプ信号Ｖｐをコイル制御信号Ｅ＊として出力する。ブレーキコイル１６はランプ信号Ｖｐによって制御されてブレーキコイル電流Ｉｂは漸減し、吸引力ｆｃも減少する。時刻ｔ１６でばね７の力ｆｓに等しくなり、更にブレーキコイル電流Ｉｂが減少してばねの力ｆｓを下回るとアーマチュア１７がブレーキコイル１６から離れ始める。アーマチュア１７の移動に伴ってエアギャップｇが増大して速度起電力が発生し、ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率は鈍化し、やがて漸増に転じる。
３．モード４（ａ３，ｂ２，ｃ２）
ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率が零値又は増加に転じると、時刻ｔ１７で比較器３７は切替えスイッチ６６を端子ｃ２に接続すると共に、ラッチ回路６２は、比較器３７から飽和信号が発せられた時のパターン信号発生器６１の出力Ｖｐを保持する。また、微分回路６３からのブレーキコイル電流Ｉｂの微分値がリミッタ６５で制限されて値Ｖｄが出力される。出力ＶｐとＶｄは加算されてコイル制御信号Ｅ＊となる。コイル制御信号Ｅ＊は増加に転じたブレーキコイル電流Ｉｂを更に増大させる。しかし、アーマチュア１７を再吸引するものではないから、ブレーキコイル電流Ｉｂの増加は鈍化し減少に転ずる。ブレーキコイル電流Ｉｂのこのような変動によって微分回路６３の出力も変動し、図４に示したとおり脈動する。
図５に従って、モード４における動作を詳述する。
（１）τ１−τ２：ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率の鈍化又は漸増により比較器３７が作動して切替えスイッチ６６がリミッタ６５へ接続される。アーマチュア１７が変位し始めてブレーキコイル電流Ｉｂが増加するとリミッタ６５の出力Ｖｄも増大する。出力Ｖｄは出力Ｖｐと合算されてコイル制御信号Ｅ＊となる。（２）τ２−τ３：リミッタ６５によりコイル制御信号Ｅ＊は一定値となる。ブレーキコイル電流Ｉｂは増加するのでアーマチュア１７の離脱速度は遅くなる。（３）τ３−τ４：コイル制御信号Ｅ＊はリミッタ６５によって制限されるため、ブレーキコイル電流Ｉｂの増加は止まり、その微分値は零値となる。ブレーキコイル電流Ｉｂが減少すると微分値は負値となる。このため、Ｅ＊＜Ｖｐとなって吸引力は減少してアーマチュア１７の離脱速度が速くなる。
（４）τ４−τ５：τ１−τ２と同様である。
（５）τ５−τ６：τ２−τ３と同様である。
（６）τ６−τ７：τ３−τ４と同様である。
以下、同様の変動を繰り返してアーマチュア１７はブレーキコイル１６から離脱する。
上記実施の形態２によれば、アーマチュア１７が移動し始めると、アーマチュア１７が再吸引されない範囲内で高い電圧（Ｖｐ＋Ｖｄ）でブレーキコイル１６を付勢し、ばね７の力ｆｓよりも若干小さい吸引力ｆｃを発生させたので、アーマチュア１７の吸引が解除されるときの騒音を軽減させることができる。
特に、この実施の形態２では、ブレーキコイル電流Ｉｂの微分値でブレーキコイル１６を付勢したので、ブレーキコイル電流Ｉｂの変動に迅速に対応して騒音を軽減させることができる。
図６から図９は、この発明に係るエレベータのブレーキ制御装置の実施の形態３を示す。
図６において、図１又は図３と同符合は同一部分を示し、説明を省略する。
７１はブレーキコイル１６の抵抗Ｒと、アーマチュア１７が吸引されたときのインダクタンスＬでブレーキコイル１６を模擬したモデル回路で、微分回路６３と比例要素６４による出力Ｖｐからモデル電流Ｉｈａｔを出力する。７２は実際のブレーキコイル電流Ｉｂとモデル電流Ｉｈａｔとの差値を求める減算器、７３は基準電圧Ｅｉを出力する基準電圧回路であって、ブレーキコイル１６のインダクタンスＬを測定するためのものである。７４は電流制御器３４、加算器６７及び基準電圧回路７３のいずれかに択一して接続されてコイル制御信号Ｅ＊を出力する切替えスイッチである。
ここで、パターン信号発生器６１は第１のブレーキコイル制御手段に相当し、パターン信号発生器６１、ラッチ回路６２、微分回路６３、比例要素６４及びモデル回路７１は第２のブレーキコイル制御手段に相当する。
８０はＣＰＵ、８１はブレーキコイル１６のインダクタンスＬを算出するためのプログラムが記録されたＲＯＭ、８２は一時的なデータが格納されるＲＡＭ、８３は入出力装置である。
次に、図７従って動作を説明する。
１．モード１からモード３まで、及びモード５は図４と同様であり、説明を省略する。
２．モード４（ａ３，ｂ２，ｃ２）
ブレーキコイル電流Ｉｂの減少率が零値又は増加に転じると、時刻τ２１で比較器３７は切替えスイッチ６６を端子ｃ２に接続し、この接続状態が保持されると共に、ラッチ回路６２は時刻τ２１におけるパターン信号発生器６１の出力Ｖｐを保持する。また、減算器７２でブレーキコイル電流Ｉｂとモデル回路７１によるモデル電流Ｉｈａｔの差値（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）が演算される。この差値（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）は微分回路６３及び比例要素６４を介して値Ｖｄとして出力される。出力Ｖｄは加算器６７によって出力Ｖｐと加算されてコイル制御信号Ｅ＊となる。
図７に従って、モード４における動作を詳述する。
（１）τ２１−τ２２：アーマチュア１７が変位し始めてブレーキコイル電流Ｉｂの減少率の鈍化又は漸増により差値（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）も増加する。その微分値に比例した出力Ｖｄが出力Ｖｐに加算されてコイル制御信号Ｅ＊となるため、吸引力が増大し、アーマチュア１７の離脱速度は低下する。
（２）τ２２−τ２３：アーマチュア１７の離脱速度が低下するとブレーキコイル１６に誘起される速度起電力が低下するためブレーキコイル電流Ｉｂは減少し、モデル電流Ｉｈａｔとの差値（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）も減少する。このため、コイル制御信号Ｅ＊が減少して吸引力も低下しアーマチュア１７の離脱速度は増加する。
（３）τ２３−τ２４：アーマチュア１７の離脱速度は増加すると、再び差値（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）が増加し、コイル制御信号Ｅ＊が増加する。これにより吸引力が増大し、アーマチュア１７の離脱速度は低下する。
（４）τ２４−τ２５：（τ２２−τ２３）と同様であり、説明を省略する。
以下、上記動作が繰り返されてアーマチュア１７の吸引が解除される。
次に、図８及び図９に基いてブレーキコイル１６のインダクタンスＬの計測について述べる。
手順Ｓ１１で、ブレーキコイル電流Ｉｂが保持電流Ｉｈになったことを確認して手順Ｓ１２で切替えスイッチ７４を基準電圧回路７３に接続する。ブレーキコイル１６に基準電圧Ｅｉをステップ状に印加する。手順Ｓ１３で、その時刻ｔ、即ち、図９の時刻Ｔ３１をメモリＴ１に記録する。ブレーキコイル電流Ｉｂは漸増し、その増分ΔＩを手順Ｓ１４で演算する。手順Ｓ１５で増分ΔＩが基準電圧Ｅｉに対するブレーキコイル電流Ｉｂの目標値Ｉｉに対して式０．６３２×（Ｉｉ−Ｉｈ）で演算された値に達したか否か調べる。達した場合は、手順Ｓ１６で、その時刻ｔ、即ち、図９の時刻Ｔ３２をメモリＴ２に記録する。手順Ｓ１７でメモリＴ２とメモリＴ１の内容の差、即ち、ブレーキコイル１６の時定数Ｔｃを求める。手順Ｓ１８で、この時定数Ｔｃとブレーキコイル１６の抵抗Ｒとの積からインダクタンスＬを求めることができる。
なお、抵抗Ｒは、予め計測された値を用いてもよいが、温度変化を考慮して、この実施の形態３ではブレーキコイル電流Ｉｂが保持電流Ｉｈのときのコイル制御信号Ｅ＊とから求めることとする。
以上述べたとおり、上記実施の形態３によっても、アーマチュア１７が移動し始めると、再吸引されない範囲内でブレーキコイル１６を付勢するようにしたので、アーマチュアの吸引を解除させるときのばね７の力による騒音を軽減させることができる。
特に、モデル回路７１はアーマチュア１７が吸引された状態でのブレーキコイル１６を模擬したものであるから、インダクタンスＬも吸引状態のものである。従って、アーマチュア１７の移動速度によるブレーキコイル電流Ｉｂの増分（Ｉｂ−Ｉｈａｔ）からコイル制御信号Ｅ＊を算出することができるので、コイル制御信号Ｅ＊の振動成分を抑えることができ、アーマチュア１７の移動速度を円滑化させることができる。
また、上記実施の形態３では、モデル回路７１の抵抗Ｒ及びインダクタンスＬは実測値を採用したので、温度変化が生じても騒音軽減の実効を図ることができる。
産業上の利用可能性
以上述べたとおり、この発明に係るエレベータのブレーキ制御装置は、ブレーキコイルが付勢されるとばね力に抗してアーマチュアが吸引され、この吸引によりブレーキ車へのブレーキシューの押圧が解かれて制動力が解除され、ブレーキコイルの付勢が断たれるとアーマチュアの吸引が解かれ、ばね力によってブレーキシューが押圧されて制動力を発生させる、いわゆるドラムタイプのエレベータのブレーキに広く用いることができる。特に、ブレーキ自体の小形化に伴って、必要な制動力を得るためにばね力を大きくしてブレーキシューを強圧するブレーキに適している。
また、巻上機自体が昇降路内に設置されるエレベータで、ブレーキの動作音がかご内へ伝播される蓋然性の高いエレベータにも適している。
更に、共同住宅等、特に騒音が問題となる環境に設置されるエレベータにも適している。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのブレーキ制御装置の制御回路を示すブロック図であり、図２は同じく動作説明用図である。
図３はこの発明の実施の形態２におけるエレベータのブレーキ制御装置の制御回路を示すブロック図であり、図４及び図５は同じく動作説明用図である。
図６はこの発明の実施の形態３におけるエレベータのブレーキ制御装置の制御回路を示すブロック図であり、図７同じく動作説明用図である。
図８はブレーキコイルのインダクタンスを計測する手順を示す流れ図であり，図９は説明用図である。
図１０は従来のエレベータのブレーキ制御装置の制御回路を示すブロック図であり、図１１はその動作説明用図である。Technical field
According to the present invention, when an elevator start signal is issued, the brake coil is energized by closing the energizing circuit, and the armature is attracted against the spring force, and the suction of the brake shoe to the brake car is released by this suction. When the braking force is released and the elevator can be started, when the elevator stop signal is issued, the urging circuit is cut off and the armature is opened, and the brake shoe is pressed by the spring to generate the braking force. It relates to brake control.
Background art
FIG. 10 shows a schematic configuration of a general brake used in a rope type elevator. The elevator car 1 is suspended like a counterweight 4 by a main rope 3 wound around a sheave 2 of a hoisting machine and driven by a hoisting motor 5. A brake wheel 6 is attached to a shaft 5 a that connects the hoisting motor 5 and the sheave 2. When the car 1 is stopped, the brake shoe 9 is pressed against the outer peripheral surface of the brake wheel 6 by the spring 7 via the brake lever 8, and the braking force is generated by the frictional force.
When the car 1 is activated, the motor control circuit 10 energizes the hoisting motor 5 and issues an activation signal to the brake control device 11. The brake control circuit 12 is activated, the chopper circuit 15 is driven by the PWM signal generation circuit 14 of the brake drive circuit 13, and the brake coil 16 is energized with a DC variable voltage. When the brake coil 16 is energized, the armature 17 is attracted against the spring 7, and the pressure applied to the brake wheel 6 by the brake shoe 9 is released via the brake lever 8 and the braking is released. When the armature 17 is sucked, the brake switch 18 is closed and it is detected that the release of the braking force is completed.
When the stop signal is issued, the motor control circuit 10 deenergizes the hoisting motor 5 and deenergizes the brake coil 16 via the brake control circuit 12 and the brake control circuit 13 to release the suction of the armature 17 and the spring 7. Thus, the brake shoe 9 is pressed against the brake wheel 6 to generate a braking force.
That is, in the brake control circuit of FIG. 10, when the urging of the brake coil 16 is interrupted by the chopper circuit 15, a circulating current flows to the brake coil 16 through the diode 20. This circulating current decreases in accordance with a time constant Tc determined by the resistance value R and reactance value L of the brake coil 16, and the attractive force also decreases as the brake coil current decreases. When the attractive force becomes smaller than the force of the spring 7, the armature 17 is separated from the brake coil 16, and the brake shoe 9 is pressed against the brake wheel 6 by the spring 7 to generate a braking force.
Next, the outline of the operation will be described according to FIG. 11. The voltage E indicated by the broken line is output from the brake control device 11. That is, when the suction voltage Ef for attracting the armature 17 is applied at time t40, the brake coil current Ib gradually increases.
During the process of attracting the armature 17, the brake coil current Ib temporarily starts to decrease. This is because an electromotive force (hereinafter referred to as a speed electromotive force) is generated depending on the rate of change of the inductance L, that is, the moving speed of the armature 17 in addition to the inductance L changing with the air gap g. When the armature 17 is completely attracted at time t41, the brake coil current Ib gradually increases under the inductance L in that state.
The brake control device 11 reduces the applied voltage E of the armature 17 to the holding voltage Eh necessary to hold the suction state at a time t42 after a predetermined time from when the armature 17 is sucked and the brake switch 18 is closed. Let Along with this decrease, the brake current Ib decreases to the holding current Ih.
When an elevator stop signal is issued at time t43, the applied voltage E becomes zero. Due to the interruption of the energizing circuit, the brake coil current Ib decreases while circulating through the diode 20 connected in parallel with the brake coil 16. With this decrease, the armature 17 is unsucked and the brake shoe 9 is pressed by the spring 7 to generate a braking force.
In the process of deactivating the brake coil 16, the brake coil current Ib once starts to increase. This is due to the fact that the air gap increases and the inductance L of the brake coil 16 decreases as the armature 17 is released from the suction as described above, and the speed electromotive force. When the armature 17 is completely opened at time t44, the brake coil current Ib gradually decreases under the inductance L in that state, and becomes zero at time t45.
Therefore, when the current detector 19 detects the brake coil current Ib and releases the braking force, the moment when the braking force is released can be detected by detecting the decrease point of the brake current Ib. Further, when the braking force is generated, the moment when the braking force is generated can be detected by detecting the increasing point of the brake current Ib.
The conventional elevator brake is configured as described above. When the car 1 is stopped, the voltage applied to the brake coil 16 is 0 V, and the brake coil current Ib is determined from the resistance value and inductance value of the brake coil 16. Decrease gradually with a fixed time constant. The attractive force of the brake coil 16 that attracts the armature 17 is proportional to the square of the brake coil current Ib, and is approximately inversely proportional to the gap between the armature 17 and the brake coil 16. Therefore, when the brake coil current Ib decreases and the attractive force decreases, the brake shoe 9 is pressed by the force of the spring 7 and collides with the brake wheel 6. This collision generates noise.
By the way, recent elevator hoisting machines are downsized, the size of the brake itself is inevitably reduced, and the brake shoe 9 and the like must be made smaller. In order to obtain the necessary braking force while satisfying such external requirements, the force of the spring 7 that presses the brake shoe 9 must be increased. For this reason, the problem that the noise by the said collision increases was produced.
In particular, in an elevator in which the hoisting machine itself is installed in a hoistway, there is a problem that the operating sound of the brake is propagated into the car 1 and the riding comfort is impaired.
In response to this problem, Japanese Patent Publication No. 7-64493 (Japanese Patent Application No. 63-158681) and US Patent Publication No. US Pat. No. 4,974,703 based on this application utilize the above characteristics of elevator brakes. When an elevator start command signal is issued, the brake coil is energized and a decrease is detected in the process of increasing the brake coil current, and then a start command is issued to the hoisting motor to be energized. When a stop command signal is issued, the brake coil is turned off and the brake coil current is detected. There has been disclosed a technique in which the connection with the hoisting motor 5 is smoothly performed to improve riding comfort.
However, in the above patent publication, the change in the brake coil current at the time of energization and deactivation of the brake coil is detected for the purpose of improving the ride comfort, and it completely mentions that the operating noise of the brake is reduced. Therefore, it cannot be used to solve the above problems.
In Japanese Patent Publication No. 7-68016, at the time of starting the elevator, first, the brake coil current is quickly raised within a range where the unbalanced torque can be maintained, and then gradually increased to reduce the braking torque of the brake. However, it is driven by a hoisting motor, and after that a small current that can keep the brake released is passed through the brake coil to improve riding comfort and to suppress heat generation of the brake coil. It is disclosed.
Similarly, there is no mention of reducing the operating noise of the brake, so that it cannot be used to solve the above problem.
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2441, in a brake device that grips a rail and generates a braking force, in order to reduce operation noise, a position immediately before the movable piece collides with the electromagnet is detected. There is disclosed a technique in which the position immediately before the brake shoe grips the rail is detected and the brake coil current is controlled so that the operation noise is reduced.
Although this relates to the reduction of the operating noise of the brake, it is not easy to detect the position of the movable piece and the position of the brake shoe, and even if the position can be detected, the position is not There is a problem that it is likely to fluctuate due to lining wear and brake adjustment.
Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 7-80650, a current pattern for controlling a brake current is compared with a detected value of the brake current, and on-off control of the brake current is performed based on the comparison result. A device that suppresses an operation sound accompanying opening and closing is disclosed.
However, in the brake, the resistance value of the brake coil varies depending on the temperature, and the wear of the brake lining is different for each brake. Furthermore, even in the same model, the setting of the braking torque varies. For this reason, it is not easy to suppress the operation sound by uniformly controlling the current pattern.
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 7-2452 discloses that the brake coil current is reduced to the holding current in order to reduce the operation noise by gently pressing the brake shoe against the guide rail and to shorten the operation time. It has been disclosed that they have done so.
However, when the brake coil current is decreased, there is a problem that the brake malfunctions due to voltage fluctuation.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an elevator brake with reduced operation noise by solving the problems of the conventional elevator brake.
Disclosure of the invention
In the present invention, when the brake coil is energized and the armature is sucked and the braking force is generated in the brake of the elevator in which the braking force is released by releasing the pressure of the brake shoe to the brake car, The bias of the brake coil is reduced so that the armature suction is released by the first brake coil control means, and the reduction rate of the brake coil current is less than a predetermined value in the process of releasing the armature suction by the first brake coil control means When the brake coil current decreases or the brake coil current starts to increase, a second brake coil that energizes the brake coil with a current larger than the energization by the first brake coil control means within a range in which the armature is not re-sucked The brake coil is energized by switching to the control means.
Accordingly, by increasing the armature suction force by the brake coil again in the process of releasing the armature suction, the pressing force by the spring is weakened, so that the collision noise between the brake shoe and the brake car can be reduced. The switching to the second brake coil control means is performed when the rate of decrease in the brake coil current slows below a predetermined value or when the brake coil current starts to increase, so that the armature suction is released and the armature Immediately after starting to move, the bias of the brake coil is increased. In addition, since the urging value to be increased is also limited, even if the brake coil is urged by the second brake coil control means, the delay of the armature suction release is limited. Further, since the bias value is increased by detecting that the armature has actually moved, even if the resistance value fluctuates due to a temperature change, it can be switched to the second brake coil control means in a timely manner.
Further, according to the present invention, the suction of the armature is released by gradually decreasing the brake coil current that circulates the first brake coil control means through the branch circuit connected in parallel with the brake coil by cutting off the energizing circuit. It is a thing.
Since the brake coil current circulating through the branch circuit is attenuated in a short time, the delay of the armature suction release is limited, and the operating rate of the elevator can be improved.
Further, according to the present invention, the first brake coil control means energizes the brake coil with a voltage that gradually decreases with time, and controls the brake coil so that the suction of the armature is released as the voltage decreases. It is what I did. For this reason, it is possible to smoothly switch from the first brake coil control means to the second brake coil control means.
Furthermore, according to the present invention, the switching from the first brake coil control means to the second brake coil control means is performed when the rate of decrease in the brake coil current is zero or the brake coil current starts to increase. Therefore, even if the spring force that presses the brake shoe against the brake wheel fluctuates or the resistance value of the brake coil changes with temperature, it can be switched in a timely manner.
Furthermore, the present invention provides the second brake coil control means with the voltage value obtained by multiplying the brake coil current value and the brake coil resistance value when the rate of decrease of the brake coil current is zero. The coil is energized.
For this reason, a brake coil can be urged | biased with the electric current value near the maximum value of the range which does not re-suck an armature, and the operating sound of an armature can be reduced.
Furthermore, according to the present invention, the brake coil resistance value is calculated by comparing the brake coil voltage value and the brake coil current value when the brake coil current becomes a constant value with the braking force released by the elevator start signal. It is obtained from the ratio.
For this reason, even if the resistance value fluctuates due to a temperature change, the brake coil can be energized with a current value close to the maximum value of the allowable range under the resistance value after the fluctuation, so that the above-described invention is effective. Can do.
Furthermore, the present invention calculates the rate of change of the brake coil current, limits the rate of change so that the armature is not re-sucked, and energizes the brake coil with a voltage proportional to the obtained value. Is.
For this reason, since the brake coil is energized based on the rate of change of the brake coil current, it can be made sensitive to the operation of the armature.
Furthermore, according to the present invention, the second brake coil control means includes a circuit model of a brake coil, and a model current obtained by applying a voltage for energizing the brake coil to the circuit model is used as a brake coil current. The brake coil is energized with a voltage proportional to the rate of change of the subtraction result.
For this reason, since the inductance of the circuit model is a constant value, the brake coil is energized based on the armature moving speed, that is, the increment value of the brake current by the speed electromotive force, so that the armature movement can be controlled smoothly. Can do.
Furthermore, according to the present invention, the time constant of the brake coil is obtained from the increase ΔI of the brake coil current when the inductance L of the circuit model of the brake coil is stepped and the voltage Ei is weighted to the brake coil. It is obtained by multiplying the resistance value R of the brake coil.
For this reason, the circuit model of a brake coil can be comprised according to the state for every brake.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to describe the present invention in more detail, it will be described with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show Embodiment 1 of an elevator brake control device according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a brake control circuit. In the figure, 1 is a car, 2 is a sheave of a hoisting machine, 3 is a main rope wound around the sheave 2, 4 is a counterweight suspended by the main rope 3 in the manner of a crane, 5 Is a hoisting motor that rotationally drives the sheave 2 via a shaft 5a, and 6 is a brake wheel that is directly connected to the shaft 5a.
7 is a spring that constantly presses the brake shoe 9 via the brake lever 8 and presses against the outer peripheral surface of the brake wheel 6 to generate a braking force by frictional force, and 10 is a motor control circuit that controls the hoisting motor 5. It is. Reference numeral 16 denotes a brake coil, and 17 denotes an armature that faces the brake coil 16 with an air gap g therebetween and is sucked against the spring 7 by the urging of the brake coil 16, and the brake shoe 9 to the brake wheel 6 by this suction. When the braking force is released and the braking force is released, and the urging of the brake coil 16 is cut off, the spring 7 releases the suction. Reference numeral 18 denotes a brake switch that closes when the armature 17 is sucked and detects that the release of the braking force is completed, and 19 is a current detector that detects the brake coil current Ib.
A brake control circuit 30 controls the energization and deactivation of the brake coil, and is configured as follows. 31 is a mode controller for controlling the urging mode of the brake coil 16, If *, Ih * and I0 * are target values of the brake coil current Ib, If * is an attraction current, Ih * is a holding current, and I0 * is zero. Each value is a target value. 32 is a changeover switch for selecting a target value If *, Ih * and I0 * of the brake coil current Ib, 33 is a subtractor for calculating a difference value between the target values If *, Ih * and I0 * and the brake current Ib, Reference numeral 34 denotes a current controller that controls the brake current Ib to be the target values If *, Ih *, and I0 * based on the difference value.
A differentiation circuit 35 calculates a differential value of the brake current Ib. A reference voltage circuit 36 outputs a threshold value, which is normally set to zero. Reference numeral 37 denotes a comparator that outputs a positive saturation voltage when the differential value is larger than a threshold value.
38 and 39 are control voltage circuits for outputting voltage values V1 and V2 for energizing the brake coil 16 after a stop signal is issued from the motor control circuit 10, V1 is set to zero value, and V2 is set by the stop signal. It is a pulse-like voltage that rises and falls after a predetermined time has elapsed since the release of the brake switch 18, and is set to a high constant voltage within a range in which the armature 17 is not re-sucked. Here, the control voltage circuit 38 corresponds to first brake coil control means, and the control voltage circuit 39 corresponds to second brake coil control means.
Reference numeral 40 is always connected to the control voltage circuit 38, is switched by the positive saturation voltage output from the comparator 37 and is connected to the control voltage circuit 39, and 41 is switched by the mode controller 34 to be switched to the current controller 34. Alternatively, the changeover switch is connected to one of the output terminals c0 of the changeover switch 40 and outputs the coil control signal E *.
Reference numeral 50 denotes a brake drive circuit for energizing the brake coil 16 and is configured as follows. 51 is a DC power source for energizing the brake coil 16, and 52 is a chopper circuit for outputting a DC variable voltage, which constitutes an energizing circuit for the brake coil 16. A branch circuit 53 connected in parallel with the brake coil 16 is constituted by a diode, and circulates the brake coil current Ib when the chopper circuit 52 cuts off the bias of the brake coil 16. A PWM signal generator 54 is connected to the changeover switch 41 and generates a PWM signal corresponding to the coil control signal E *. A base driver 55 controls the chopper circuit 52 on and off by the PWM signal.
Next, the operation will be described with reference to FIG.
1. Mode 0 (a3, b1, c1)
While the car 1 is stopped, the changeover switch 32 is selected for the terminal a3, and the changeover switch 41 is selected for the terminal b1. For this reason, the coil control signal E * = 0 and the brake coil 16 is de-energized.
2. Mode 1 (a1, b1, c1)
When a start signal is issued from the motor control circuit 10, the changeover switch 41 is switched by the mode controller 31 and connected to the terminal a1, and the target value If * is selected. A coil control signal E * corresponding to this target value If * is output, and the brake coil current Ib rises from time t11. The suction force fc is also increased correspondingly and becomes equal to the force fs of the spring 7 at time t12. When the armature 17 is further attracted and attracted, the brake coil current Ib once starts to decrease. This is due to the fact that the air gap g decreases as the armature 17 is attracted, the inductance L of the brake coil 16 increases, and the speed electromotive force. When the armature 17 has been attracted, the brake coil current Ib gradually increases under the inductance L in that state.
When the brake coil current Ib reaches the suction current If at time t13, the coil control signal E * decreases and the brake coil current Ib is kept at the suction current If.
3. Mode 2 (a2, b1, c1)
At time t14 when a predetermined time has elapsed after the armature 17 is sucked and the brake switch 18 is closed, the changeover switch 32 selects the target value Ih *. By this selection, the brake coil current Ib is reduced to the holding current Ih necessary for holding the armature 17 in the attracted state.
4). Mode 3 (a3, b2, c1)
When a stop signal is issued from the motor control circuit 10 at time t15, the changeover switch 32 selects the target value I0 *, and the changeover switch 41 is connected to the terminal b2. At this time, since the changeover switch 40 is connected to the terminal c1, the coil control signal E * = 0. The brake coil current Ib circulates through the diode 53, gradually decreases with a predetermined time constant Tc, and the attractive force fc also decreases. At time t16, the armature 17 starts to move away from the brake coil 16 when it becomes equal to the force fs of the spring 7 and the brake coil current Ib further decreases and falls below the spring force fs. As the armature 17 moves, a speed electromotive force is generated, and the rate of decrease in the brake coil current Ib is slowed down and gradually increases.
5). Mode 4 (a3, b2, c2)
When the decrease rate of the brake coil current Ib starts to be zero or increased, the comparator 37 connects the changeover switch 40 to the terminal c2 at time t17, and the voltage value V2 is output from the voltage circuit 39 as the coil control signal E *. . The brake coil 16 is energized again and the coil current Ib gradually increases. With the gradual increase of the coil current Ib, the attractive force fc changes substantially constant. Under this suction force fc, the armature 17 continues to move and is released at time t18. The changeover switch 40 is reset at time t19 after a predetermined time has elapsed since the release of the brake switch 18, is connected to the terminal c1, and outputs a zero value.
6). Mode 5 (a3, b1, c1)
At time t19, mode 0 is set, and the coil current Ib gradually decreases to zero. According to the first embodiment, when the armature 17 starts to move, the brake coil 16 is urged with a high voltage V2 within a range where the armature 17 is not re-sucked, and a suction force fc slightly smaller than the force of the spring 7 is generated. Therefore, noise caused by the force of the spring 7 when releasing the armature can be reduced.
3 to 5 show Embodiment 2 of an elevator brake control device according to the present invention.
3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and the description thereof is omitted.
A brake control circuit 60 controls the energization and deactivation of the brake coil, and is configured as follows. Reference numeral 61 denotes a pattern signal generator, which outputs a ramp signal that decreases linearly. 62 is a latch circuit that holds the output of the pattern signal generator 61 when a positive saturation voltage is output from the comparator 37, 63 is a differentiation circuit that calculates the differential value of the brake coil current Ib, and 64 is the proportionality of the gain Kd. An element 65 is a limiter for suppressing the armature 17 within a range in which the armature 17 is not re-sucked. A switch 66 is switched by the output of the comparator 37 and connected to the limiter 65. A predetermined time has elapsed since the brake switch 18 was opened. It returns to the terminal c1 side later. An adder 67 adds the output Vp of the latch circuit 62 and the output Vd of the limiter 65 and outputs a coil control signal E *.
Here, the pattern signal generator 61 corresponds to first brake coil control means, and the pattern signal generator 61, latch circuit 62, differentiation circuit 63, proportional element 64, and limiter 65 correspond to second brake coil control means. To do.
Next, the operation will be described with reference to FIG.
1. Mode 0, mode 1, mode 2 and mode 5 are the same as in FIG.
2. Mode 3 (a3, b2, c1)
When a stop signal is issued from the motor control circuit 10 at time t15, the changeover switch 32 selects the target value I0 *, the changeover switch 41 is connected to the terminal b2, and the ramp signal Vp of the pattern signal generator 61 is used as the coil control signal. Output as E *. The brake coil 16 is controlled by the ramp signal Vp, the brake coil current Ib is gradually reduced, and the attractive force fc is also reduced. At time t16, the armature 17 starts to move away from the brake coil 16 when it becomes equal to the force fs of the spring 7 and the brake coil current Ib further decreases and falls below the spring force fs. As the armature 17 moves, the air gap g increases and a speed electromotive force is generated. The rate of decrease in the brake coil current Ib is slowed down and gradually increases.
3. Mode 4 (a3, b2, c2)
When the decreasing rate of the brake coil current Ib starts to be zero or increased, the comparator 37 connects the changeover switch 66 to the terminal c2 at time t17, and the latch circuit 62 receives the saturation signal from the comparator 37. The output Vp of the pattern signal generator 61 is held. Further, the differential value of the brake coil current Ib from the differentiating circuit 63 is limited by the limiter 65 and the value Vd is output. The outputs Vp and Vd are added to become a coil control signal E *. The coil control signal E * further increases the brake coil current Ib that has started to increase. However, since the armature 17 is not re-attracted, the increase in the brake coil current Ib becomes dull and starts to decrease. Due to such fluctuation of the brake coil current Ib, the output of the differentiation circuit 63 also fluctuates and pulsates as shown in FIG.
The operation in mode 4 will be described in detail with reference to FIG.
(1) τ1-τ2: The comparator 37 is activated by the decrease or gradual increase in the decrease rate of the brake coil current Ib, and the changeover switch 66 is connected to the limiter 65. When the armature 17 starts to be displaced and the brake coil current Ib increases, the output Vd of the limiter 65 also increases. The output Vd is added to the output Vp to become a coil control signal E *. (2) τ2-τ3: The coil control signal E * becomes a constant value by the limiter 65. Since the brake coil current Ib increases, the separation speed of the armature 17 becomes slow. (3) τ3-τ4: Since the coil control signal E * is limited by the limiter 65, the increase in the brake coil current Ib stops and the differential value thereof becomes zero. When the brake coil current Ib decreases, the differential value becomes a negative value. For this reason, E * <Vp, the suction force decreases, and the separation speed of the armature 17 increases.
(4) τ4-τ5: Same as τ1-τ2.
(5) τ5-τ6: Same as τ2-τ3.
(6) τ6-τ7: Same as τ3-τ4.
Thereafter, the armature 17 is detached from the brake coil 16 by repeating the same variation.
According to the second embodiment, when the armature 17 starts to move, the brake coil 16 is urged with a high voltage (Vp + Vd) within a range in which the armature 17 is not re-sucked, and the suction is slightly smaller than the force fs of the spring 7. Since the force fc is generated, noise when the suction of the armature 17 is released can be reduced.
In particular, in the second embodiment, since the brake coil 16 is energized with the differential value of the brake coil current Ib, noise can be reduced by quickly responding to fluctuations in the brake coil current Ib.
6 to 9 show a third embodiment of an elevator brake control device according to the present invention.
In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG.
71 is a model circuit that simulates the brake coil 16 with the resistance R of the brake coil 16 and the inductance L when the armature 17 is attracted, and outputs a model current Ihat from the output Vp from the differentiation circuit 63 and the proportional element 64. 72 is a subtractor for obtaining a difference value between the actual brake coil current Ib and the model current Ihat, and 73 is a reference voltage circuit for outputting a reference voltage Ei for measuring the inductance L of the brake coil 16. . Reference numeral 74 denotes a changeover switch that is connected to any one of the current controller 34, the adder 67, and the reference voltage circuit 73 to output a coil control signal E *.
Here, the pattern signal generator 61 corresponds to the first brake coil control means, and the pattern signal generator 61, the latch circuit 62, the differentiation circuit 63, the proportional element 64, and the model circuit 71 serve as the second brake coil control means. Equivalent to.
80 is a CPU, 81 is a ROM in which a program for calculating the inductance L of the brake coil 16 is recorded, 82 is a RAM in which temporary data is stored, and 83 is an input / output device.
Next, the operation will be described with reference to FIG.
1. Mode 1 to mode 3 and mode 5 are the same as those in FIG.
2. Mode 4 (a3, b2, c2)
When the rate of decrease in the brake coil current Ib starts to be zero or increased, the comparator 37 connects the changeover switch 66 to the terminal c2 at time τ21, and this connection state is maintained, and the latch circuit 62 has a pattern at time τ21. The output Vp of the signal generator 61 is held. Further, a subtractor 72 calculates a difference value (Ib−Ihat) between the brake coil current Ib and the model current Ihat by the model circuit 71. This difference value (Ib−Ihat) is output as a value Vd via the differentiating circuit 63 and the proportional element 64. The output Vd is added to the output Vp by the adder 67 to become a coil control signal E *.
The operation in mode 4 will be described in detail according to FIG.
(1) τ21−τ22: The difference value (Ib−Ihat) increases as the armature 17 starts to be displaced and the decrease rate of the brake coil current Ib decreases or gradually increases. Since the output Vd proportional to the differential value is added to the output Vp and becomes the coil control signal E *, the attractive force increases and the separation speed of the armature 17 decreases.
(2) τ22−τ23: When the separation speed of the armature 17 decreases, the speed electromotive force induced in the brake coil 16 decreases, so the brake coil current Ib decreases, and the difference value (Ib−Ihat) from the model current Ihat also Decrease. For this reason, the coil control signal E * decreases, the attractive force also decreases, and the separation speed of the armature 17 increases.
(3) τ23−τ24: When the separation speed of the armature 17 increases, the difference value (Ib−Ihat) increases again, and the coil control signal E * increases. As a result, the suction force increases, and the separation speed of the armature 17 decreases.
(4) τ24−τ25: Same as (τ22−τ23), and the description is omitted.
Thereafter, the above operation is repeated and the suction of the armature 17 is released.
Next, measurement of the inductance L of the brake coil 16 will be described with reference to FIGS.
In step S11, it is confirmed that the brake coil current Ib has become the holding current Ih, and in step S12, the changeover switch 74 is connected to the reference voltage circuit 73. A reference voltage Ei is applied to the brake coil 16 stepwise. In step S13, the time t, that is, the time T31 in FIG. 9 is recorded in the memory T1. The brake coil current Ib gradually increases, and the increment ΔI is calculated in step S14. In step S15, it is checked whether or not the increment ΔI has reached the value calculated by the equation 0.632 × (Ii−Ih) with respect to the target value Ii of the brake coil current Ib with respect to the reference voltage Ei. If the time is reached, the time t, that is, the time T32 of FIG. 9 is recorded in the memory T2 in step S16. In step S17, the difference between the contents of the memory T2 and the memory T1, that is, the time constant Tc of the brake coil 16 is obtained. In step S18, the inductance L can be obtained from the product of this time constant Tc and the resistance R of the brake coil 16.
The resistance R may be a value measured in advance, but in consideration of the temperature change, in the third embodiment, the resistance R is obtained from the coil control signal E * when the brake coil current Ib is the holding current Ih. I will do it.
As described above, also in the third embodiment, when the armature 17 starts to move, the brake coil 16 is urged within a range where the armature 17 is not re-sucked. Noise due to force can be reduced.
In particular, since the model circuit 71 simulates the brake coil 16 in a state where the armature 17 is attracted, the inductance L is also in the attracted state. Therefore, since the coil control signal E * can be calculated from the increment (Ib−Ihat) of the brake coil current Ib depending on the moving speed of the armature 17, the vibration component of the coil control signal E * can be suppressed. The moving speed can be smoothed.
In the third embodiment, since the measured values are used for the resistance R and the inductance L of the model circuit 71, it is possible to effectively reduce noise even if a temperature change occurs.
Industrial applicability
As described above, in the elevator brake control device according to the present invention, when the brake coil is energized, the armature is sucked against the spring force, and the suction of the brake shoe to the brake car is released by this suction. When the braking force is released and the brake coil is de-energized, the armature is released, and the brake shoe is pressed by the spring force to generate braking force. it can. In particular, as the brake itself becomes smaller, it is suitable for a brake that increases the spring force and strongly presses the brake shoe in order to obtain a required braking force.
Further, the hoisting machine itself is an elevator installed in a hoistway, and is also suitable for an elevator having a high probability that the operating sound of a brake is propagated into a car.
Furthermore, it is also suitable for an elevator installed in an environment where noise is a problem, such as an apartment house.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a control circuit of an elevator brake control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of an elevator brake control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are operation explanatory diagrams.
FIG. 6 is a block diagram showing a control circuit of an elevator brake control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and is a diagram for explaining the operation as in FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for measuring the inductance of the brake coil, and FIG. 9 is an explanatory diagram.
FIG. 10 is a block diagram showing a control circuit of a conventional elevator brake control device, and FIG. 11 is a diagram for explaining its operation.

Claims (9)

付勢回路の閉成によりブレーキコイルが付勢されるとばね力に抗してアーマチュアが吸引され、この吸引によりブレーキ車へのブレーキシューの押圧が解かれて制動力が解除され、上記付勢回路が断たれると上記アーマチュアの吸引が解かれ、上記ばね力によって上記ブレーキシューが押圧されて制動力を発生させるエレベータのブレーキにおいて、エレベータの起動信号が発せられると上記付勢回路により上記ブレーキコイルを付勢して制動力を解除させる制動解除手段と、エレベータの停止信号が発せられると上記付勢回路を遮断し、ブレーキコイルの付勢を減少させて上記アーマチュアの吸引が解かれるように上記ブレーキコイルを制御する第１のブレーキコイル制御手段と、上記アーマチュアが再吸引されない範囲内で上記第１のブレーキコイル制御手段による付勢よりも増大させて上記ブレーキコイルを付勢する第２のブレーキコイル制御手段と、上記第１のブレーキコイル制御手段による上記アーマチュアの吸引解除過程で上記ブレーキコイル電流の減少率が所定値以下に鈍化し又は上記ブレーキコイル電流が増加に転じている間は上記第２のブレーキコイル制御手段に切り替えて上記ブレーキコイルを付勢する切替え手段とを備えたエレベータのブレーキ制御装置。When the brake coil is energized by closing the energizing circuit, the armature is attracted against the spring force, and by this attraction, the braking force is released and the braking force is released. When the circuit is cut, the armature is released from the suction, and the brake shoe is pressed by the spring force to generate a braking force. When an elevator start signal is issued, the biasing circuit generates the brake. Braking release means for energizing the coil to release the braking force, and when the elevator stop signal is issued, the energizing circuit is shut off, and the energizing of the armature is released by reducing the energizing of the brake coil. First brake coil control means for controlling the brake coil and the first brake coil within a range where the armature is not re-sucked. Second brake coil control means for energizing the brake coil by increasing the energization by the brake coil control means; and a rate of decrease of the brake coil current in the process of releasing the armature by the first brake coil control means A brake control device for an elevator, comprising: switching means for switching to the second brake coil control means and energizing the brake coil while the motor is slowed below a predetermined value or the brake coil current is increasing. 第１のブレーキコイル制御手段を、付勢回路の遮断によりブレーキコイルと並列に接続された分岐回路を介して循環するブレーキコイル電流で付勢し、上記ブレーキコイル電流の減少に伴ってアーマチュアの吸引が解かれるように上記ブレーキコイルを制御するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The first brake coil control means is energized by a brake coil current circulating through a branch circuit connected in parallel with the brake coil by interrupting the energizing circuit, and the armature is attracted as the brake coil current decreases. The brake control apparatus for an elevator according to claim 1, wherein the brake coil is controlled so as to be solved. 第１のブレーキコイル制御手段を、時間経過と共に漸減する電圧によってブレーキコイルを付勢し、上記電圧の減少に伴ってアーマチュアの吸引が解かれるように上記ブレーキコイルを制御するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The first brake coil control means energizes the brake coil with a voltage that gradually decreases with time, and controls the brake coil so that the armature is unattracted as the voltage decreases. The elevator brake control device according to claim 1. 切替え手段を、ブレーキコイル電流の減少率が零値又は上記ブレーキコイル電流が増加に転じている間は第２のブレーキコイル制御手段に切り替えて上記ブレーキコイルを付勢するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The switching means switches to the second brake coil control means to energize the brake coil while the decrease rate of the brake coil current is zero or the brake coil current is increasing. The elevator brake control device according to claim 1. 第２のブレーキコイル制御手段を、ブレーキコイル電流の減少率が零値のときの上記ブレーキコイル電流値とブレーキコイル抵抗値とを乗じて得られた電圧値で上記ブレーキコイルを付勢するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。A second brake coil control means for energizing the brake coil with a voltage value obtained by multiplying the brake coil current value and the brake coil resistance value when the rate of decrease of the brake coil current is zero; The elevator brake control device according to claim 1. ブレーキコイル抵抗値を、エレベータの起動信号により制動力が解除された状態で、ブレーキコイル電流が一定値となったときのブレーキコイルの電圧値と上記ブレーキコイル電流値の比から求めるものとした請求の範囲第５項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The brake coil resistance value is obtained from the ratio of the brake coil voltage value and the brake coil current value when the brake coil current becomes a constant value with the braking force released by the elevator start signal. The elevator brake control device according to claim 5. 第２のブレーキコイル制御手段を、アーマチュアが再吸引されないように上限値が制限されたブレーキコイル電流の変化率に比例した電圧で上記ブレーキコイルを付勢するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The second brake coil control means energizes the brake coil with a voltage proportional to the rate of change of the brake coil current, the upper limit of which is limited so that the armature is not re-sucked. The elevator brake control device described. 第２のブレーキコイル制御手段を、ブレーキコイルの回路モデルを有し、この回路モデルに上記ブレーキコイルを付勢する電圧を印加して得られたモデル電流をブレーキコイル電流から減算し、この減算結果の変化率に比例した電圧で上記ブレーキコイルを付勢するものとした請求の範囲第１項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The second brake coil control means has a circuit model of the brake coil, and subtracts the model current obtained by applying a voltage for energizing the brake coil to the circuit model from the brake coil current. The elevator brake control device according to claim 1, wherein the brake coil is energized with a voltage proportional to a change rate of the elevator. ブレーキコイルの回路モデルのリアクタンスＬを、エレベータの起動信号によりアーマチュアが吸引されて制動力が解消された状態で、ブレーキコイル電流が一定値Ｉｈのときに、上記ブレーキコイルに電圧Ｅｉをステップ状に加重したときのブレーキコイル電流の増分ΔＩが、上記電圧Ｅｉに対する上記ブレーキコイル電流の目標値Ｉｉに対して
ΔＩ＝０．６３２×（Ｉｉ−Ｉｈ）
で表された値になったときの時間Ｔｃに上記ブレーキコイルの抵抗値Ｒを乗じて得られた値とした請求の範囲第８項に記載のエレベータのブレーキ制御装置。The reactance L of the circuit model of the brake coil is set to a stepped voltage Ei when the brake coil current is a constant value Ih when the armature is attracted by the elevator start signal and the braking force is eliminated. The increment ΔI of the brake coil current when weighted is ΔI = 0.632 × (Ii−Ih) with respect to the target value Ii of the brake coil current with respect to the voltage Ei.
The elevator brake control device according to claim 8, wherein the time Tc when the value is expressed by the formula (1) is multiplied by the resistance value R of the brake coil.
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