JP4924191B2 - Elevator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベーターの乗りかごが異常速度に達したときブレーキを効かせて停止するエレベーターに関する。 The present invention relates to an elevator that applies a brake and stops when an elevator car reaches an abnormal speed.
従来のエレベーターは、異常が発生して停止できなくなった場合に対応するため、その速度が定格速度より大きくなったときにブレーキ(電動機用ブレーキ)及び機械式非常止め装置を効かせて停止させる。また、ブレーキ及び非常止め装置で停止できない場合に備えて昇降路底部に緩衝器を取り付けている。緩衝器の大きさは、エレベーターの定格速度に対応して設定しなければならないため、エレベーターの定格速度が大きくなるとそれに対応して緩衝器を大きくせざるを得なく、その分、昇降路が長くなる。
そこで、ブレーキ,非常止め装置が作動する速度を乗りかご位置に応じて変化させて昇降路底部の緩衝器に衝突する速度を小さくすることによって、緩衝器を小さくして昇降路を短くすることが知られ、特許文献1に記載されている。
また、不要に制動装置を作動させないため、かご位置に応じてオーバースピードの判定基準を可変して定めることが知られ、特許文献2に記載されている。
In order to cope with the case where the conventional elevator cannot be stopped due to an abnormality, the conventional elevator is stopped by using a brake (brake for an electric motor) and a mechanical emergency stop device when the speed exceeds the rated speed. In addition, a shock absorber is attached to the bottom of the hoistway in case the brake and the emergency stop device cannot stop. The size of the shock absorber must be set according to the rated speed of the elevator, so if the rated speed of the elevator increases, the shock absorber must be enlarged correspondingly, and the hoistway becomes longer accordingly. Become.
Therefore, the shock absorber can be shortened and the hoistway can be shortened by changing the speed at which the brake and emergency stop device are operated according to the position of the car to reduce the speed of collision with the shock absorber at the bottom of the hoistway. Known and described in US Pat.
Further, it is known that an overspeed determination criterion is variably determined in accordance with the position of the car so as not to unnecessarily operate the braking device.
上記従来技術は、かご位置が最下階に近づいていくと電動機用ブレーキ(第一制動装置,電動ブレーキ)及び非常止め装置(第二制動装置,機械的ブレーキ)の作動速度が小さくなっていき、ブレーキの作動する速度と非常止め装置の作動する速度の差も小さくなっていく。このためブレーキが指令を受けてから実際に作動するまでの時間差で非常止め装置の作動速度に達してしまって、本来ブレーキ作動だけで乗りかごを停止させられるのに、非常止め装置が作動する恐れがある。 In the above prior art, as the car position approaches the lowest floor, the operating speed of the motor brake (first brake device, electric brake) and emergency stop device (second brake device, mechanical brake) decreases. The difference between the speed at which the brake operates and the speed at which the safety device operates is also reduced. For this reason, the operating speed of the emergency stop device is reached at the time difference between when the brake is commanded and when it is actually operated, and the emergency stop device may be activated even though the car can be stopped by simply operating the brake. There is.
また、ブレーキ及び非常止め装置の作動速度が小さくなっているため、乗りかごに振動が発生したりすると、容易に非常止め装置の作動速度に達してしまい非常止め装置が作動することがある。このため、本来なら非常止め装置が作動する必要がないときに、作動してしまうということが起こってガイドレールを傷める可能性がある。 In addition, since the operating speed of the brake and the emergency stop device is reduced, if the car is vibrated, the operating speed of the emergency stop device is easily reached and the emergency stop device may operate. For this reason, when the emergency stop device does not need to operate normally, it may occur and damage the guide rail.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、非常止め装置の無駄な作動を少なくし、昇降路長さを短縮したエレベーターを実現できるエレベーター制動システムとすることにある。 An object of the present invention is to provide an elevator braking system that can solve the above-described problems of the prior art, reduce an unnecessary operation of the emergency stop device, and realize an elevator with a shortened hoistway length.
上記目的を達成するため、本発明は、昇降路内をガイドレールに沿って昇降するエレベーターの乗りかご位置に応じて設定される第一の設定速度と、前記第一の設定速度よりも大きな速度となるように設定される第二の設定速度と、を有し、前記乗りかごの速度が前記第一の設定速度よりも大きくなったときに第一制動装置が作動し、前記第二の設定速度より大きくなったときに第二制動装置が作動するエレベーターにおいて、前記第二の設定速度以上となるように設定される第三の設定速度と、前記乗りかごの速度が第一の設定速度を超えて第一制動装置が作動した場合、前記乗りかご速度の変化を検出する振動検出器と、を有し、前記乗りかご速度の変化と、前記第二の設定速度あるいは前記第三の設定速度と、に関連して前記第二制動装置を作動させるものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first set speed that is set in accordance with the elevator car position that moves up and down along the guide rail in the hoistway, and a speed that is greater than the first set speed. A second set speed set so that the first brake device operates when the speed of the car is greater than the first set speed, and the second set speed In the elevator in which the second braking device operates when the speed becomes higher than the speed, the third set speed set to be equal to or higher than the second set speed, and the speed of the car has the first set speed. A vibration detector that detects a change in the car speed when the first braking device is activated beyond the first brake device, and the change in the car speed and the second set speed or the third set speed. And in connection with said second braking It is intended to operate the location.
本発明によれば、第一制動装置として電動ブレーキが作動したあと、乗りかご位置と設定速度により、電動ブレーキのみで制動可能かどうか判断して第二制動装置である非常止め装置を作動させることができるので、不必要に非常止め装置を作動させてガイドレールを傷めることなく、昇降路長さを短縮することができる。 According to the present invention, after the electric brake is operated as the first braking device, the emergency stop device as the second braking device is operated by determining whether braking is possible only by the electric brake based on the car position and the set speed. Therefore, the length of the hoistway can be shortened without unnecessarily operating the emergency stop device and damaging the guide rail.
図1にエレベーター制動システムの構成図を示す。
上図はエレベーターの概略を示し、乗りかご70は昇降路内をガイドレール75に沿って昇降する。電動機73にはシーブ76と第一制動装置11が接続されている。シーブ76にはロープ77が巻き掛けられており、ロープ77には、乗りかご70とつり合いおもり78が取り付けられている。乗りかご70には第二制動装置13が取り付けられている。乗りかご70の位置や速度を検出するためのセンサ71,72が乗りかご70及び電動機部73に設置されている。制御装置74には図示していないが、第一制動装置制御器10と第二制動装置制御器12が組み込まれて、センサ71,72の情報から、第一制動装置11及び第二制動装置13を作動させる。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an elevator braking system.
The upper diagram shows an outline of the elevator, and the
かご位置検出器1は、乗りかごの位置を計測するものであり、その検出器は例えば、モータやガバナプーリに取り付けられたエンコーダ、昇降路に取り付けられたマーカーを読み取る装置である。かご速度検出器2は乗りかご走行中の速度を検出するもので、モータやガバナプーリに取り付けられたエンコーダ信号から算出したり、昇降路に一定間隔で取り付けられたマーカーの読み取り装置の信号から算出したりするものである。
第一設定速度生成器3は、生成されたかご運行速度パターンを基にして、あるかご位置に対する運行速度よりも大きい速度の値に設定するものであり、第二設定速度生成器4は、第一設定速度生成器3で生成された速度より大きく設定された速度を生成し、さらに第三設定速度生成器5は、第二設定速度生成器4で生成された速度より大きく設定された速度を生成する。
比較器6は、かご位置検出器1による乗りかご位置と、かご速度検出器2よる乗りかご位置における乗りかご速度と、第一設定速度生成器3よる乗りかご設定速度を比較し、乗りかご速度が第一設定速度より大きくなったとき、第一制動装置制御器10に信号を出力し、第一制動装置11を作動させる。
比較器7は、乗りかご位置と、乗りかご速度と、第二設定速度生成器4による乗りかご設定速度を比較する。比較器9は、乗りかご位置と、乗りかご速度と、第三設定速度生成器5による乗りかご設定速度を比較する。
振動検出器8は、乗りかご速度の変化、より具体的には乗りかごが振動しているかどうかを調べるために、かご速度検出器2の信号から振動成分を抽出する。第二制動装置制御器12は、比較器7,比較器9、及び振動検出器8からの出力に基づいて第二制動装置13を駆動する。
The
The first
The comparator 6 compares the car position by the
The comparator 7 compares the car position, the car speed, and the car set speed by the second set speed generator 4. The comparator 9 compares the car position, the car speed, and the car set speed by the third
The
制動装置の基本動作を図2により説明する。
図2は、第一設定速度生成器3,第二設定速度生成器4,第三設定速度生成器5より生成される設定速度パターンの一例を示し、乗りかごが下端階から上端階へ移動、または上端階から下端階へ移動するとき、乗りかごの目標速度は、点線で示すように目標速度20が設定されている。
目標速度20より大きい第一設定速度21で第一制動装置である電動機用ブレーキの作動速度が、第一設定速度21よりさらに大きい値で第二設定速度22が設定されている。
The basic operation of the braking device will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows an example of a set speed pattern generated by the first
The
具体的には、第二設定速度22は、電動機用ブレーキが作動して昇降路底部にある緩衝器に衝突せずに乗りかごを停止できるように以下の式に設定する。
Specifically, the
V2は第二設定速度、abは電動機用ブレーキ作動時の平均減速度、hは昇降路底部に設置された緩衝器上面からの乗りかご位置、αはマージン速度である。 V 2 is the second set speed, a b average deceleration when the brake actuating motor, h is car position from the installed shock absorber top hoistway bottom, alpha is a margin rate.
第三設定速度23は、第二設定速度22よりさらに大きい値として設定し、非常止め装置が作動して昇降路底部にある緩衝器に衝突せずに乗りかごを停止できるように以下の式に設定する。
The
V3は第三設定速度、asは非常止め装置作動時の平均減速度、βはマージン速度である。第二設定速度22,第三設定速度23において一定速度となる値は、乗りかご目標速度20の一定速度ラインの1.4 倍に設定する。
V 3 is the average deceleration of the third set speed, at a s the safety device operation, beta is a margin rate. A value that is constant at the
かご速度検出器2からの信号に大きな振動成分が含まれるか否かにより、第二制動装置である非常止め装置を作動させる設定速度を変えれば良い。例えば、ロープすべりやロープ切れ、第一制動装置の制動力不足によって乗りかご速度が大きくなっているときには大きな振動成分は含まれないが、いたずら等によって乗りかごが大きく揺すられたときには乗りかご速度信号に大きな振動成分が含まれる。
さらに、ロープすべりやロープ切れによって乗りかご速度が大きくなっているときにはすぐに第二制動装置である非常止め装置を作動させる必要があるが、いたずら等によって、単に乗りかごの振動が大きくなっているときは、いずれ振動は収まるので、必ずしも非常止め装置を作動させる必要はない。
What is necessary is just to change the setting speed | rate which operates the emergency stop apparatus which is a 2nd braking device by whether a big vibration component is contained in the signal from the
Furthermore, when the car speed increases due to rope slipping or rope breakage, it is necessary to immediately activate the emergency stop device as the second braking device, but the car vibration is simply increased due to mischief, etc. Sometimes the vibration will eventually cease, so it is not necessary to activate the emergency stop device.
かご速度検出器2の信号を振動検出器8へ入力して大きな振動が含まれているか判断する。大きな振動成分が含まれてなければ乗りかご速度が第二設定速度を超えたとき、第二制動装置を作動させる。かご速度検出器2の信号に大きな振動成分が含まれていると判断されるときは、乗りかご速度が第三設定速度を超えたとき、第二制動装置を作動させる。 乗りかごの異常速度発生原因が、ロープスリップやロープ切れ、電動用ブレーキの制動力不足なのか、いたずら等による大きな乗りかご振動なのかにより、第二制動装置の作動速度を切り分けることにより、本来電動機用ブレーキの作動だけで乗りかごを停止させられるときに非常止め装置が作動することを抑制し、昇降路長さの短縮を図ることが可能となる。
A signal from the
次に乗りかご速度に振動成分がふくまれるかどうかを分析することについて説明する。 乗客のいたずら等によって乗りかごが揺すられたときの速度波形は例えば図3の24のようになる。揺すられるタイミングが、かご系の固有振動数に近くなると24のように大きな振動に成長していく。
ロープすべり,ロープ切れ,電動機用ブレーキの制動力不足等によって乗りかご速度が増加していくときの速度波形は例えば図3の25のようになる。この2つのタイプの波形を切り分けるために図4に示す振動検出器8にかご速度検出器2の信号を入力する。
Next, the analysis of whether or not the vibration component is included in the car speed will be described. The speed waveform when the car is shaken by a passenger's mischief or the like is, for example, 24 in FIG. When the timing of shaking becomes close to the natural frequency of the car system, it grows into a large vibration like 24.
The speed waveform when the car speed increases due to rope slip, rope breakage, insufficient braking force of the motor brake, etc., is as shown in FIG. In order to separate these two types of waveforms, the signal of the
振動検出器8はフィルタ8aと判定器8bより構成される。フィルタ8aにかご速度検出器2の信号が変化したときの最小値と最大値の差となる振動成分の値を抽出する。振動成分の値が、判定部8bであらかじめ設定されたしきい値と比較して、大きければ振動成分があり、いたずら等による異常速度と判定し、しきい値より小さければロープすべり,ロープ切れ,電動機用ブレーキ制動力不足等による異常速度と判定する。
The
図5はフィルタ8aの特性の一例であり、26はフィルタのゲイン特性を示している。乗りかごに大きな振動が発生するのは外乱源が、かご系の固有振動数に近い周波数成分を持っていて共振現象を起こすときである。したがって、フィルタ8aはかご系の固有振動数付近でゲイン1.0 をとり、それ以外の周波数帯域では小さいゲインとなることが望ましい。また、かご系の固有振動数は、積載量やロープ長の変動によって変化するため、この変動をカバーできるように、少なくとも最も小さくなる固有振動数f1から最も大きくなる固有振動数f2までの帯域はゲイン1.0 となるように設定する。
FIG. 5 is an example of the characteristics of the
図3の波形24,25を図5の特性26を持つフィルタ8aに通した結果の概念図を図6に示す。図6の波形27は図3の波形24にフィルタ8aをかけた結果で振動成分が抽出される。図6の波形28は図3の波形25をフィルタ8aにかけた結果であり、出力はほとんど出ない。
しきい値を図6のように設定して振動波形の振幅を評価することにより、かご速度検出器2の信号に振動成分が含まれるかどうかが判定できる。判定方法としては、ここでは振幅による方法を説明したが、波形の面積によって判定してもいい。第一制動装置が作動してから波形の絶対値を加算していき、加算値がしきい値より大きくなった場合にいたずら等による異常速度と判定する。また、かご速度検出器2の信号にFFT(高速フーリエ変換)処理をかけて振動成分を抽出してもよい。FFT処理により卓越した振動成分の周波数とパワースペクトルがわかるので、卓越した振動成分の周波数が固有振動数に近く、パワースペクトルがしきい値より大きくなった場合にいたずら等による異常速度と判定する。
FIG. 6 shows a conceptual diagram of the result of passing the
By setting the threshold value as shown in FIG. 6 and evaluating the amplitude of the vibration waveform, it can be determined whether or not the vibration component is included in the signal of the
以上の全体のフローを図7に示す。
乗りかごの目的停止階が設定されてステップ30で乗りかご運行パターンが生成されると、ステップ31,ステップ30で生成された運行パターンを基準にして第一,第二、及び第三設定速度パターンを生成する。乗りかごが移動開始すると乗りかご位置,速度を検出して異常が発生していないか監視を行う。
異常の有無は、ステップ33にて乗りかごの速度が第一設定速度より大きくなるか監視しており、乗りかごの速度が第一設定速度より大きくなるとステップ34にて第一制動装置を作動させる。
The overall flow described above is shown in FIG.
When the target stop floor of the car is set and the car operation pattern is generated in
Whether or not there is an abnormality is monitored in
第一制動装置を作動させた後も乗りかごの位置,速度を監視し(ステップ35)、ステップ36で乗りかご速度に振動成分が含まれるか分析を行う。
予め設定した数値より大きな振動成分が含まれていない場合(ステップ37)、ステップ38で乗りかご加速度が第二設定速度に達しているか判定し、達していなければ、ステップ35である乗りかごの位置,速度の監視を続け、第二設定速度に達したときは第二制動装置を作動させる。
Even after the first braking device is operated, the position and speed of the car are monitored (step 35), and in
If a vibration component larger than a preset numerical value is not included (step 37), it is determined in
ステップ37で大きな振動成分が含まれていた場合、乗りかご速度が第三設定速度に達していなければステップ35に戻り、第三設定速度に達したら第二制動装置を作動させる。
If a large vibration component is included in
他の実施例を図8に示し、説明する。
乗りかごの加速度を検出し、その情報を利用して第二制動装置13を制御する。乗りかごの加速度の検出は、例えば乗りかごに加速度ピックアップをご加速度検出器40として取り付けたり、かご速度検出器2の信号から算出したり、すれば良い。
乗りかご速度が第一設定速度に達して第一制動装置11が作動した後、乗りかごの加速度情報を利用することにより、ロープ切れによる乗りかごの異常加速をいち早く検知して、加速度の増加が続くようであれば、第二制動装置を作動させ、乗りかごを停止させる。 図9に全体のフローを示し、ステップ54までは、図7のフローと同じである。
ステップ54で第一制動装置11が作動した後、乗りかごの位置,速度,加速度を監視し(ステップ55)、乗りかご加速度が予め設定した数値以上に達したとき、乗りかご速度の振動分析を行い(ステップ57)、設定値以上の振動成分が検知されれば、第二制動装置を作動させ、設定値以上の振動成分が検知されなければ、ステップ60へ行き、乗りかご速度が第三設定速度に達したときに第二制動装置を作動させる。
Another embodiment is shown in FIG. 8 and will be described.
The acceleration of the car is detected, and the
After the car speed reaches the first set speed and the first braking device 11 is activated, abnormal acceleration of the car due to rope breakage can be detected quickly by using the car acceleration information, and the acceleration can be increased. If it continues, the second braking device is activated and the car is stopped. FIG. 9 shows the overall flow, and up to step 54 is the same as the flow of FIG.
After the first braking device 11 is actuated in
1 かご位置検出器
2 かご速度検出器
3 第一設定速度生成器
4 第二設定速度生成器
5 第三設定速度生成器
6 比較器
8 振動検出器
10 第一制動装置制御器
11 第一制動装置
12 第二制動装置制御器
13 第二制動装置
1
Claims (8)
前記第二の設定速度以上となるように設定される第三の設定速度と、
前記乗りかごの速度が第一の設定速度を超えて第一制動装置が作動した場合、前記乗りかご速度の変化を検出する振動検出器と、
を有し、前記乗りかご速度の変化と、前記第二の設定速度あるいは前記第三の設定速度と、に関連して前記第二制動装置を作動させることを特徴とするエレベーター。 A first setting speed that is set according to the elevator car position that moves up and down along the guide rail in the hoistway, and a second setting that is set to be higher than the first setting speed. A first braking device that operates when the speed of the car is greater than the first set speed, and a second brake device that is greater than the second set speed. In elevators where
A third set speed set to be equal to or higher than the second set speed;
A vibration detector for detecting a change in the car speed when the speed of the car exceeds a first set speed and the first braking device is activated;
And the second brake device is operated in relation to the change in the car speed and the second set speed or the third set speed.
前記振動成分がしきい値以下の場合、前記第二の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させ、
前記振動成分がしきい値を超えた場合、前記第三の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させることを特徴とするエレベーター。 The thing of Claim 1 WHEREIN: The said vibration detector extracts a vibration component as a change of the said car speed,
If the vibration component is less than or equal to a threshold value, the second braking device is activated when the second set speed is exceeded,
An elevator characterized in that, when the vibration component exceeds a threshold value, the second braking device is operated when the third set speed is exceeded.
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