JP5036147B2 - エレベータの速度制御装置、速度制御方法、および速度制御プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータの速度制御装置、速度制御方法、および速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムに関する。
エレベータは、他端に釣り合い錘を有するロープに接続されるとともに乗客や荷物が積載された乗りかごをモータの駆動によって移動操作させて、乗客や荷物を目的階まで運搬するものである。このようなエレベータにおいて、乗りかごの移動速度は、予め決められた定格速度で一定となるように制御されているのが一般的である。ここで、定格速度とは、乗りかごに積載荷重を作用させて上昇するときの最高速度をいう。
従来、エレベータの乗りかごを駆動するモータは、予め決められた乗りかごの定格速度と最大積載重量とから必要な容量が計算され、乗りかごに最大積載重量で乗客や荷物が積載された場合でも、乗りかごを定格速度で確実に移動操作させ得る十分な容量を有するものが選定される。このような乗りかごの積載重量に応じてエレベータの速度制御を行う装置としては、例えば、特許文献１に記載の制御装置がある。
特開２００４−１０３３５号公報
しかしながら、エレベータの乗りかごに最大積載重量の乗客や荷物が積載されることは極めて稀であり、通常は、最大積載重量に満たない積載重量で乗りかごを移動操作させることが多い。
また、モータに加わる負荷は乗りかごの積載重量に応じて変化するものの、積載重量以外にも例えば、ロープの荷重やシーブの摩擦等による影響も無視できない。
このため、従来技術のように、乗りかごの積載重量に応じた制御では正確な速度制御を実施できないという課題がある。
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、乗りかごを駆動するモータの能力を最大限利用して、エレベータのサービス向上を実現することができるエレベータの速度制御装置、速度制御方法、およびエレベータの速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムを提供することを目的としている。
本発明に係るエレベータの速度制御装置は、他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置において、前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流を測定するモータ電流測定手段と、前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルと、前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記乗りかごが前記目標速度設定手段により設定された目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、前記モータ電流測定手段によって測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明に係るエレベータの速度制御方法は、他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータにおける前記乗りかごの移動速度を制御する速度制方法において、モータ電流測定手段により前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流を測定し、前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルを備え、前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定し、前記乗りかごが目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御することを特徴としている。
また、本発明に係る速度制御プログラムは、他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムであって、前記エレベータの速度制御装置に、モータ電流測定手段により前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流が測定され、前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルを備え、前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定する目標速度設定機能と、前記乗りかごが前記設定された目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御するモータ制御機能とを実現させることを特徴としている。
本発明によれば、モータの駆動電流値に応じて定格速度（目標速度）が設定されるので、乗りかごを駆動するモータに余力が生じたときは、その分乗りかごの移動速度を高めることができ、モータの能力を効率的に活用することができる。したがって、本発明を適用したエレベータでは、乗りかごを可能な限り速やかに行き先階へと移動させることができ、サービスの向上を実現することができる。
本発明者らは、鋭意検討の結果、エレベータの速度制御において、以下の（ａ）〜（ｄ）に示すような知見を得た。すなわち、
（ａ）エレベータの乗客数によっては、モータ等の駆動機器などにかかる負担が少ないため、余裕のある分だけ速度を上げて走行させることによって、走行時間を短くしてサービス向上を図ることができる。
（ａ）エレベータの乗客数によっては、モータ等の駆動機器などにかかる負担が少ないため、余裕のある分だけ速度を上げて走行させることによって、走行時間を短くしてサービス向上を図ることができる。
（ｂ）駆動機器などにかかる負荷を、加速中のモータ電流によって算出することが可能である。
乗りかごと釣り合い錘が釣り合っている状態で走行するときのモータ電流値を基準にして、加速中のモータ電流値が一定の範囲内であれば、走行速度を上げるという制御が可能である。
（ｃ）乗りかごの走行速度を上昇させて正常に制御した場合におけるモータ電流の最大値に合わせて、運転中の過電流検出値を決定し、過電流検出時はエレベータを停止させるという速度制御が実行できる。
（ｄ）積載荷重ではなくモータ電流値によって駆動機器などにかかる負荷を算出することによって、積載荷重検知の誤差や経年変化なども制御に反映できる。
本発明は上述した知見に基づくものであり、次に本発明の実施の形態を説明する。
本発明を適用したエレベータの概略構成を図１に模式的に示す。この図１に示すエレベータは、乗客や荷物が積載される乗りかご１を備えている。この乗りかご１には、当該乗りかご１をエレベータ昇降路内でつり下げ支持するためのメインロープ２の一端側が締結されている。また、このメインロープ２の他端側は、乗りかご２と重量バランスを取るための釣り合い錘３に締結されている。
これら乗りかご２や釣り合い錘３の上方には、メインロープ２が巻き掛けられるメインシーブ４が設けられている。このメインシーブ４は、モータ５の回転軸に取り付けられており、モータ５の駆動力を受けて回転して、メインロープ２を送り動作させるようになっている。そして、メインロープ２が送り動作されることで、乗りかご１が上下階に亘ってエレベータ昇降路内を移動するようになっている。
また、乗りかご１の下端部と釣り合い錘３の下端部には、コンペンロープ（コンペンセーティングロープ）６の一端側と他端側とがそれぞれ締結されている。コンペンロープ６は、乗りかご１の移動に伴う乗りかご１と釣り合い錘３との間での重量バランスの変動を低減させるためのものであり、コンペンシーブ（コンペンセーティングシーブ）７によって所定のテンションが付与された状態で乗りかご１と釣り合い錘３との間に架張されている。
モータ５は、例えば永久磁石式同期電動機で構成され、その駆動制御は、エレベータ制御装置１０によって実行される。
エレベータ制御装置１０は、乗客によるホール呼びやかご呼びに応じて乗りかご１の行き先階を決定し、モータ５を駆動制御して乗りかご１を行き先階まで移動操作させる等の各種制御を行う。特に、本実施形態に係るエレベータでは、このエレベータ制御装置１０に、定格速度設定部１１や速度テーブル１２、モータ制御部１３が設けられるとともに、モータ５の駆動電流を検出する電流センサ１５が設けられており、定格速度設定部１１で設定された定格速度で乗りかご１が移動するように、モータ制御部１３がモータ５を駆動制御するようになっている。なお、１４は乗りかご１の積載重量を検出するための荷重センサ１４である。
定格速度設定部１１は、電流センサ１５により検出されたモータ５の駆動電流値に応じて、乗りかご１を移動させる際の定格速度を設定するものである。ここで、定格速度は、加速時および減速時を除いた乗りかご１の移動速度であり、例えば、４５ｍ／分、６０ｍ／分、９０ｍ／分等の中から選択的に設定される。これらの速度のうちで乗りかご１を移動させる際の定格速度として選択可能な速度は、その時点におけるモータ５の駆動電流値によって決定される。例えば、図２に示すように、モータ電流が小さい加速時には、４５ｍ／分、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に６０ｍ／分となるように設定する。図２に示す速度パターンが速度テーブル１２に設定されている。
モータ制御部１３は、インバータ等を備え、定格速度設定部１１によって設定された定格速度で乗りかご１が移動するように、メインシーブ４およびメインロープ２を介して乗りかご１を駆動するモータ５の駆動制御を行うものである。具体的には、このモータ制御部１３は、電流センサ１５で検出された駆動電流値に基づいた電流制御を実施するとともに、モータ５の回転速度値を監視しながら、この回転速度が乗りかご１を定格速度設定部１１で設定された定格速度で移動させる速度となるように、フィードバック制御を行う。
なお、エレベータ制御装置１０における定格速度設定部１１やモータ制御部１３は、エレベータ制御装置１０に設けられた演算処理回路が、エレベータ制御装置１０に組み込まれた速度制御プログラムに応じた処理を実行することで実現されるものである。この速度制御プログラムは、予めプログラムＲＯＭとしてエレベータ制御装置１０内に組み込まれていてもよいし、後日、記録媒体からエレベータ制御装置１０内のメモリに書き込まれるようにしてもよい。
ここで、以上のような本発明を適用したエレベータにおいて、乗りかご１を行き先階に移動させる際の一連の処理の流れを図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、停止中において荷重センサ１４によって乗りかご１の積載重量ｍが検出される（ステップＳ１）。この積載重量ｍが定格積載重量に対して、例えば１１０％以上であるか否かが判定される（ステップＳ２）。判定の結果、１１０％以上であれば、過積載であるため、エレベータの起動はさせずに停止したままとなる（ステップＳ３）。
過積載でなければ、エレベータの走行を開始させ、加速時におけるモータ電流を電流センサ１５によって検出する。そして、図４に示すようにかご速度が上昇していく際、所定のポイントまたは区間におけるモータ駆動電流値に基づいて速度テーブル１２を参照し、定常走行時のかご速度を目標速度として設定する（ステップＳ４）。モータ制御部１３は、設定したかご速度で定常走行を実施する（ステップＳ５）。
また、電流センサ１５は、定常走行中においてもモータ５の駆動電流を検出しており、モータ制御部１３は、検出された駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合には、かごを停止させる（ステップＳ８）。モータ電流が規定値を超えていなければ目的階までの運転を続行させる（ステップＳ９）。
このようにこの実施形態によれば、乗りかご１を行き先階へと移動させる際に、モータ５の駆動電流が検出され、検出された駆動電流値に応じて、モータ５の定格速度（目標速度）が設定されるようになっているので、乗りかご１を可能な限り速やかに行き先階へと移動させることができ、サービス向上を実現できる。
また、このエレベータでは、エレベータ制御装置１０に、乗りかご１の積載重量と、モータ５の容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載された速度テーブル１２が設けられ、定格速度設定部１１が、この速度テーブル１２を参照して、乗りかご１を行き先階へと移動させる際の定格速度を設定するようにしているので、乗りかご１の積載重量に応じた定格速度の設定を極めて簡便且つ正確に行うことができる。
さらに、定常走行中においてもモータ５の駆動電流を検出し、検出された駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合には、かごを停止させるようにしているので、モータ５の能力を最大限に効率的に活用しつつ、乗りかごの移動速度を高めることができる。
なお、速度テーブル１２に設定される速度パターンとしては、図２に示すものに限定されず、例えば、図５に実線で示すように、モータ電流の値に応じて４５ｍ／分、５０ｍ／分と段階的に上昇していき、６０ｍ／分で一定となり、モータ電流が所定以上になったときに５０ｍ／分、４５ｍ／分と段階的に下降していくようなパターンでも良い。また、段階的に上昇・下降させるのではなく、図５に破線で示すように、滑らかに上昇・下降させるようにしても良い。
１ 乗りかご
２ メインロープ
３ 釣り合い錘
４ メインシーブ
５ モータ
１０ エレベータ制御装置
１１ 定格速度設定部
１２ 速度テーブル
１３ モータ制御部
１４ 荷重センサ
１５ 電流センサ
２ メインロープ
３ 釣り合い錘
４ メインシーブ
５ モータ
１０ エレベータ制御装置
１１ 定格速度設定部
１２ 速度テーブル
１３ モータ制御部
１４ 荷重センサ
１５ 電流センサ
Claims (3)
- 他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置において、
前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流を測定するモータ電流測定手段と、
前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルと、
前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記乗りかごが前記目標速度設定手段により設定された目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、前記モータ電流測定手段によって測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御するモータ制御手段と、
を備えることを特徴とするエレベータの速度制御装置。 - 他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータにおける前記乗りかごの移動速度を制御する速度制方法において、
モータ電流測定手段により前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流を測定し、
前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルを備え、前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定し、
前記乗りかごが目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御すること
を特徴とするエレベータの速度制御方法。 - 他端に釣り合い錘を有するロープに接続された乗りかごをモータの駆動によって移動させるエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムであって、
前記エレベータの速度制御装置に、
モータ電流測定手段により前記乗りかごの加速時及び定常走行中における前記モータの駆動電流が測定され、前記モータの駆動電流値が、力行で高負荷を意味する一定値以上、または回生で高負荷を意味する一定値以下である場合に通常の定格速度となるように、所定のポイントまたは区間における前記モータの駆動電流値と前記モータの目標速度とが対応付けられた速度テーブルを備え、前記乗りかごが一定の加速度で走行中に前記モータ電流測定手段によって測定された駆動電流値に応じて、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の目標速度を設定する目標速度設定機能と、
前記乗りかごが目標速度で移動するように、前記モータを駆動制御する一方、測定された前記乗りかごの定常走行中における駆動電流値がかご速度に対する規定値を超えている場合にはかごを停止させるように、前記モータを駆動制御するモータ制御機能とを実現させること、
を特徴とするエレベータの速度制御プログラム。
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