JP5068643B2

JP5068643B2 - エレベータ装置

Info

Publication number: JP5068643B2
Application number: JP2007508203A
Authority: JP
Inventors: 隆美上田; 益誠柴田; 雅也酒井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: CN101124139A; JPWO2007122676A1; CN101124139B; US20090283367A1; EP2006232A4; US7748502B2; EP2006232B1; WO2007122676A1; EP2006232A9; EP2006232A2

Description

この発明は、複数の巻上機により１台のかごを昇降させるエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータ制御装置では、かごの積載量と移動距離とに応じて巻上機に与える速度パターンが変更され、加速度や最高速度が調整される。即ち、モータやインバータ等の駆動機器の許容範囲内で加速度や最高速度が上げられ、かごの走行時間が短縮される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２３８０３７号公報

しかし、上記のような従来のエレベータ制御装置では、かごの積載量の検出誤差や走行時のロスが大きいと、駆動機器の負担が大きくなってしまう。これに対して、積載量の検出誤差や走行時のロスを見込んで速度パターンを決定すると、駆動機器の能力を最大限に発揮させることができない。また、従来のエレベータ制御装置は、１台の巻上機を制御するものであり、複数台の巻上機により１台のかごを昇降させるタイプのエレベータ装置には適用できない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動機器をより高効率に運転することができ、かつ複数の巻上機により安定してかごを走行させることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ装置は、かご、かごを昇降させる複数台の巻上機、及び巻上機を制御するエレベータ制御装置を備え、エレベータ制御装置は、巻上機毎に速度指令を生成するとともに、かごの加速時に、巻上機のうちのいずれか１台の電流値が予め設定された電流設定値に達すると、電流設定値に達した巻上機に対する速度指令を他の巻上機に対しても適用する。
また、この発明によるエレベータ装置は、かご、かごを昇降させる複数台の巻上機、及び巻上機を制御するエレベータ制御装置を備え、エレベータ制御装置は、巻上機毎に速度指令を生成するとともに、かごの加速時に、巻上機のうちのいずれか１台に印加する電圧値が予め設定された電圧設定値に達すると、電圧設定値に達した巻上機に対する速度指令を他の巻上機に対しても適用する。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図１の速度指令生成部による速度指令の生成方法を示す説明図である。図１の速度指令変更部の電流値監視に基づく速度指令変更動作を示す説明図である。図１の速度指令変更部の電圧値監視に基づく速度指令変更動作を示す説明図である。図１のインバータに対する指令信号の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。かご１と第１及び第２釣合おもり２，３とは、第１及び第２巻上機４，５により昇降路内を昇降される。第１巻上機４は、第１モータ６、第１モータ６により回転される第１駆動シーブ７、第１モータ６の回転速度を検出するための第１速度検出器８、及び第１駆動シーブ７の回転を制動する第１ブレーキ（図示せず）を有している。

第２巻上機５は、第２モータ９、第２モータ９により回転される第２駆動シーブ１０、第２モータ９の回転速度を検出するための第２速度検出器１１、及び第２駆動シーブ１０の回転を制動する第２ブレーキ（図示せず）を有している。第１及び第２速度検出器８，１１としては、例えばエンコーダ又はレゾルバ等が用いられている。

第１駆動シーブ７には、かご１及び第１釣合おもり２を吊り下げる複数本（図では１本のみ示す）の第１主索１２が巻き掛けられている。第２駆動シーブ１０には、かご１及び第２釣合おもり３を吊り下げる複数本（図では１本のみ示す）の第２主索１３が巻き掛けられている。

第１モータ６には、第１コンバータ１４及び第１インバータ１５を介して電源１６からの電力が供給される。第１コンバータ１４と第１インバータ１５との間には、第１平滑コンデンサ１７が接続されている。第１平滑コンデンサ１７には、第１回生抵抗１８及び第１回生スイッチ１９が並列に接続されている。第１インバータ１５から第１モータ６に供給される電流の値は、第１電流検出器２０により検出される。

第２モータ９には、第２コンバータ２１及び第２インバータ２２を介して電源２３からの電力が供給される。第２コンバータ２１と第２インバータ２２との間には、第２平滑コンデンサ２４が接続されている。第２平滑コンデンサ２４には、第２回生抵抗２５及び第２回生スイッチ２６が並列に接続されている。第２インバータ２２から第２モータ９に供給される電流の値は、第２電流検出器２７により検出される。

電源１６，２３からの交流電圧は、コンバータ１４，２１で直流電圧に変換され、平滑コンデンサ１７，２４により平滑化される。回生抵抗１８，２５は、巻上機４，５の回生運転時に回生される電力を熱として消費する。このため、平滑コンデンサ１７，２４の電圧が基準値を超えると、回生スイッチ１９，２６がＯＮとなり、回生抵抗１８，２５に電流が流れるようになっている。

また、回生スイッチ１９，２６がＯＮのときには、回生抵抗１８，２５に電流が流れ、平滑コンデンサ１７，２４の電圧が低下していく。そして、平滑コンデンサ１７，２４の電圧が所定値を下回ると、回生スイッチ１９，２６がＯＦＦとなり、回生抵抗１８，２５への通電が停止され、平滑コンデンサ１７，２４の電圧の低下が停止される。

このように、平滑コンデンサ１７，２４の電圧に応じて回生スイッチ１９，２６をＯＮ／ＯＦＦすることにより、インバータ１５，２２への直流入力電圧が規定の範囲内に制御される。なお、回生スイッチ１９，２６としては、例えば半導体スイッチを用いることができる。

第１及び第２インバータ１５，２２は、エレベータ制御装置３１によって制御される。即ち、第１及び第２巻上機４，５の運転は、エレベータ制御装置３１によって制御される。エレベータ制御装置３１は、第１巻上機４の運転を制御する第１巻上機制御部３２と、第２巻上機５の運転を制御する第２巻上機制御部３３と、速度指令変更部３４とを有している。

第１巻上機制御部３２は、第１速度指令生成部３５、第１速度制御部３６及び第１電流制御部３７を有している。第１速度指令生成部３５は、乗場又はかご１内からの呼び登録に応じて、かご１の速度指令、即ち第１巻上機４に対する速度指令を生成する。

第１速度制御部３６は、第１速度指令生成部３５で生成された速度指令と、第１速度検出器８からの情報とに基づいて、第１モータ６の回転速度を速度指令の値に一致させるようにトルク値を演算しトルク指令を生成する。

第１電流制御部３７は、第１電流検出器２０からの電流検出信号と、第１速度制御部３６からのトルク指令とに基づいて、第１インバータ１５を制御する。具体的には、第１電流制御部３７は、第１速度制御部３６からのトルク指令を電流指令値に換算し、第１電流検出器２０により検出される電流値が電流指令値に一致するように、第１インバータ１５を駆動する信号を出力する。

第２巻上機制御部３３は、第２速度指令生成部３８、第２速度制御部３９及び第２電流制御部４０を有している。第２速度指令生成部３８は、乗場又はかご１内からの呼び登録に応じて、かご１の速度指令、即ち第２巻上機５に対する速度指令を生成する。

第２速度制御部３９は、第２速度指令生成部３８で生成された速度指令と、第２速度検出器１１からの情報とに基づいて、第２モータ９の回転速度を速度指令の値に一致させるようにトルク値を演算しトルク指令を生成する。

第２電流制御部４０は、第２電流検出器２７からの電流検出信号と、第２速度制御部３９からのトルク指令とに基づいて、第２インバータ２２を制御する。具体的には、第２電流制御部４０は、第２速度制御部３９からのトルク指令を電流指令値に換算し、第２電流検出器２７により検出される電流値が電流指令値に一致するように、第２インバータ２２を駆動する信号を出力する。

電流制御部３７，４０によるインバータ１５，２２の電流制御には、ベクトル制御が用いられる。即ち、電流制御部３７，４０は、トルク指令から換算された電流指令値と、電流検出器２０，２７により検出されたモータ６，９の電流値及び磁極位置（回転位置）とに応じて、インバータ１５，２２が出力すべき電圧値を演算し、インバータ１５，２２に内蔵されたトランジスタに対してＯＮ／ＯＦＦのスイッチングパターンを出力する。

速度指令生成部３５，３８は、駆動機器（モータ６，９及びそれらを駆動する電気機器）の許容範囲内で、かご１の最高速度や加速度をできるだけ上げ、かご１の走行時間を短縮するように、巻上機４，５毎に速度指令を生成する。

速度指令変更部３４は、インバータ１５，２２からモータ６，９に入力される電流値と、電流制御部３７，４０で求めた印加電圧値（インバータ指令値）とを監視し、第１及び第２速度指令生成部３５，３８が互いに異なる速度指令を生成するのを阻止する。

具体的には、速度指令変更部３４は、モータ６，９の加速時に、モータ６，９に入力される電流値のいずれか一方が予め設定された電流設定値に達すると、それ以降は、電流設定値に達していない側の速度指令生成部３５，３８の速度指令値を、電流設定値に達した側の速度指令生成部３５，３８で生成される速度指令値と同じ値に変更する。

また、速度指令変更部３４は、モータ６，９の加速時に、第１及び第２電流制御部３７，４０で求めた印加電圧値のいずれか一方が予め設定された電圧設定値に達すると、それ以降は、電圧設定値に達していない側の速度指令生成部３５，３８の速度指令値を、電圧設定値に達した側の速度指令生成部３５，３８で生成される速度指令値と同じ値に変更する。

ここで、エレベータ制御装置３１は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等）及び信号入出力部を持ったコンピュータにより構成されている。即ち、速度指令変更部３４、速度指令生成部３５，３８、速度制御部３６，３９及び電流制御部３７，４０の機能は、コンピュータにより実現される。

図２は図１の速度指令生成部３５による速度指令の生成方法を示す説明図である。図２において、グラフ（ａ）は、速度指令値の時間変化の一例を示している。グラフ（ｂ）は、グラフ（ａ）に対応する加速度の時間変化を示している。グラフ（ｃ）は、電流制御部３７から出力される印加電圧値の時間変化を示している。グラフ（ｄ）は、モータ６に入力される電流値の時間変化を示している。

グラフ（ａ）の速度指令では、例えば時刻ｔ０にジャークｊ１［ｍ／ｓ³］（グラフ（ｂ）の加速度の微分値）でモータ６を起動する。この後、グラフ（ｄ）に示す電流値が電流設定値Ｉ₀に達する時刻ｔ１まで、ジャークｊ１［ｍ／ｓ³］で加速度を上昇させる。時刻ｔ１以降は、ジャークを０とし、グラフ（ｃ）に示す電圧値が電圧設定値Ｖ₀に達する時刻ｔ２までは一定加速度で加速する。

時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、滑らかに一定速走行に移行するようにジャークｊ２［ｍ／ｓ³］で速度指令を生成する。時刻ｔ３以降は、かご１に必要な走行距離、予め設定された減速度β［ｍ／ｓ²］、一定速走行から減速するときのジャークｊ３［ｍ／ｓ³］、及び一定減速度走行から走行停止に移行するときのジャークジャークｊ４［ｍ／ｓ³］により、一定速走行の終了時刻ｔ４と走行完了時刻ｔ５とを決定して速度パターンを生成する。

上記のような速度指令の生成方法は、速度指令生成部３８についても同様である。ここで、電流設定値Ｉ₀及び電圧設定値Ｖ₀は、モータ６，９及びそれらを駆動する電気機器の限界許容値、例えば電源容量やインバータ１５，２２の許容電流を超えないように設定される。

図３は図１の速度指令変更部３４の電流値監視に基づく速度指令変更動作を示す説明図である。図３において、グラフ（ａ）は、速度指令値の時間変化の一例を示している。グラフ（ｂ）は、第２巻上機５（第２モータ９）の電流値の時間変化を示している。グラフ（ｃ）は、第１巻上機４（第１モータ６）の電流値の時間変化を示している。

グラフ（ａ）の速度指令では、時刻ｔ０に巻上機４，５を起動し、加速を開始する。この後、時刻ｔ１で第２巻上機５の電流値が電流設定値Ｉ₀に達する。これに対して、第１巻上機４の電流値が電流設定値Ｉ₀に達するのは、時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２である。即ち、図３の例では、第２巻上機５の電流値が第１巻上機４よりも先に電流設定値Ｉ₀に達する。

これにより、速度指令変更部３４は、第１速度指令生成部３５の速度指令値（グラフ（ａ）の破線）を、第２速度指令生成部３８で生成される速度指令値（グラフ（ａ）の実線）に変更する。

図４は図１の速度指令変更部３４の電圧値監視に基づく速度指令変更動作を示す説明図である。図４において、グラフ（ａ）は、速度指令値の時間変化の一例を示している。グラフ（ｂ）は、第２巻上機５の印加電圧値の時間変化を示している。グラフ（ｃ）は、第１巻上機４の印加電圧値の時間変化を示している。

グラフ（ａ）の速度指令では、時刻ｔ０に巻上機４，５を起動し、加速を開始する。この後、時刻ｔ２で第２巻上機５の印加電圧値が電圧設定値Ｖ₀に達する。これに対して、第１巻上機４の印加電圧値が電圧設定値Ｖ₀に達するのは、時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３である。即ち、図４の例では、第２巻上機５の印加電圧値が第１巻上機４よりも先に電圧設定値Ｖ₀に達する。

このようなエレベータ装置では、かご１の積載量の検出誤差や走行時のロスによる影響を受けずに、駆動機器をより高効率に運転することができる。また、第１及び第２巻上機４，５に対する速度指令に違いが生じるのを防止し、２台の巻上機４，５により安定してかご１を走行させることができる。

なお、上記の例では、１台のエレベータ制御装置３１により第１及び第２巻上機制御部３２，３３と速度指令変更部３４の機能を実行させたが、複数の制御装置に分けて実行させてもよい。
また、電流と電圧とを別々の速度指令変更部により個別に監視してもよい。

さらにまた、上記の例では、電流制御部３７，４０で求めた電圧値を速度指令変更部３４により監視したが、所定時間内におけるインバータ１５，２２のＯＮ時間の割合であるデューティ値を監視してもよい。

ここで、図５は図１のインバータ１５，２２に対する指令信号の一例を示す説明図である。かご１の走行が開始され速度が増加するに従って、サンプリング周期Ｔ内のインバータ１５，２２のＯＮ時間の割合は増加する。デューティ値は、ΔＴｉ／Ｔで算出され、巻上機４，５に印加される電圧に比例する。従って、巻上機電流とデューティ値とを監視することによっても、実施の形態１と同様の制御を行うことができる。

実施の形態２．
次に、図６はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、エレベータ制御装置４１は、第１巻上機制御部３２、第２巻上機制御部３３及び通信部３４を有している。第１速度指令生成部３５と第２速度指令生成部３８とは、通信部４２を介して情報の送受信が可能となっている。

第１速度指令生成部３５は、第１モータ６の加速時に、第１電流制御部３７で求めた印加電圧値が電圧設定値に達するかどうか、及び第１インバータ１５から第１モータ６に入力される電流値が電流設定値に達するかどうかを監視する。

第２速度指令生成部３８は、第２モータ９の加速時に、第２電流制御部４０で求めた印加電圧値が電圧設定値に達するかどうか、及び第２インバータ２２から第２モータ９に入力される電流値が電流設定値に達するかどうかを監視する。

速度指令生成部３５，３８は、電流値が電流設定値に達すると、その情報を電流設定値に達していない側の速度指令生成部３５，３８に送信する。また、速度指令生成部３５，３８は、電流値が電流設定値に達した旨の情報を受信すると、速度指令値を、電流設定値に達した側の速度指令生成部３５，３８で生成される速度指令値と同じ値に変更する。

さらに、速度指令生成部３５，３８は、電圧値が電圧設定値に達すると、その情報を電圧設定値に達していない側の速度指令生成部３５，３８に送信する。また、速度指令生成部３５，３８は、電圧値が電圧設定値に達した旨の情報を受信すると、速度指令値を、電圧設定値に達した側の速度指令生成部３５，３８で生成される速度指令値と同じ値に変更する。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、速度指令生成部３５，３８がお互いに電流及び電圧の監視結果を送受信する構成としてもよく、実施の形態１における速度指令変更部３４を省略して構成を簡素化することができる。

なお、実施の形態２におけるエレベータ制御装置４１の機能は、１つの装置により実行させても、複数の装置に分けて実行させてもよい。
また、上記の例では、第１及び第２巻上機４，５に対応してコンバータ１４，２１及び電源１６，２３を用いたが、共通のコンバータや共通の電源を用いてもよい。
さらに、この発明は、３台以上の巻上機で１台のかごを昇降させるエレベータ装置にも適用できる。
さらにまた、上記の例では、説明を容易にするためジャークを定数として扱ったが、ジャークを時間関数としてもよく、走行時間の短縮と乗り心地の改善とを図ることができる。
また、ローピング方式は、特に限定されるものではない。
さらに、主索は、円形断面を持つロープであっても、偏平断面を持つベルト状ロープであってもよい。
さらにまた、上記の例では、第１及び第２巻上機４，５の速度制御をコンピュータにより実行したが、アナログ電気信号を処理する回路によっても実行可能である。

Claims

かご、
それぞれモータを有し、上記かごを昇降させる複数台の巻上機、及び
上記巻上機を制御するエレベータ制御装置
を備え、
上記エレベータ制御装置は、複数の速度指令生成部と、速度指令変更部とを有し、
上記速度指令生成部は、上記モータ及びそれらを駆動する電気機器の許容範囲内で、上記かごの最高速度や加速度をできるだけ上げ、上記かごの走行時間を短縮するように、上記巻上機毎に速度指令を生成し、
上記速度指令変更部は、上記かごの加速時に、上記巻上機のうちのいずれか１台の電流値が予め設定された電流設定値に達すると、それ以降は、電流設定値に達していない側の速度指令生成部の速度指令値を、設定値に達した側の速度指令生成部で生成される速度指令値と同じ値に変更するエレベータ装置。
かご、
それぞれモータを有し、上記かごを昇降させる複数台の巻上機、及び
上記巻上機を制御するエレベータ制御装置
を備え、
上記エレベータ制御装置は、複数の速度指令生成部を有し、
上記速度指令生成部は、上記モータ及びそれらを駆動する電気機器の許容範囲内で、上記かごの最高速度や加速度をできるだけ上げ、上記かごの走行時間を短縮するように、上記巻上機毎に速度指令を生成し、
また、上記速度指令生成部は、上記かごの加速時に、上記巻上機のうちのいずれか１台の電流値が予め設定された電流設定値に達すると、その情報を電流設定値に達していない側の速度指令生成部に送信し、
さらに、上記速度指令生成部は、電流値が電流設定値に達した旨の情報を受信すると、速度指令値を電流設定値に達した側の速度指令生成部で生成される速度指令値と同じ値に変更するエレベータ装置。
上記エレベータ制御装置は、上記かごの加速時に、上記巻上機の電流値が電流設定値に達すると、速度指令におけるジャークを０に変更する請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置。
かご、
それぞれモータを有し、上記かごを昇降させる複数台の巻上機、及び
上記巻上機を制御するエレベータ制御装置
を備え、
上記エレベータ制御装置は、複数の速度指令生成部と、速度指令変更部とを有し、
上記速度指令生成部は、上記モータ及びそれらを駆動する電気機器の許容範囲内で、上記かごの最高速度や加速度をできるだけ上げ、上記かごの走行時間を短縮するように、上記巻上機毎に速度指令を生成し、
上記速度指令変更部は、上記かごの加速時に、上記巻上機のうちのいずれか１台に印加する電圧値が予め設定された電圧設定値に達すると、それ以降は、電圧設定値に達していない側の速度指令生成部の速度指令値を、電圧設定値に達した側の速度指令生成部で生成される速度指令値と同じ値に変更するエレベータ装置。
かご、
それぞれモータを有し、上記かごを昇降させる複数台の巻上機、及び
上記巻上機を制御するエレベータ制御装置
を備え、
上記エレベータ制御装置は、複数の速度指令生成部を有し、
上記速度指令生成部は、上記モータ及びそれらを駆動する電気機器の許容範囲内で、上記かごの最高速度や加速度をできるだけ上げ、上記かごの走行時間を短縮するように、上記巻上機毎に速度指令を生成し、
また、上記速度指令生成部は、上記かごの加速時に、上記巻上機のうちのいずれか１台に印加する電圧値が予め設定された電圧設定値に達すると、その情報を電圧設定値に達していない側の速度指令生成部に送信し、
さらに、上記速度指令生成部は、電圧値が電圧設定値に達した旨の情報を受信すると、速度指令値を電圧設定値に達した側の速度指令生成部で生成される速度指令値と同じ値に変更するエレベータ装置。
上記エレベータ制御装置は、上記かごの加速時に、上記巻上機に印加する電圧値が電圧設定値に達すると、上記かごの走行状態を一定速走行に移行させる請求項４又は請求項５に記載のエレベータ装置。