JP5528997B2 - Elevator cab vibration reduction device - Google Patents

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Description

本発明は、かご室とかご枠の間にパンタグラフジャッキを取り付けたエレベータに係わり、特に、パンタグラフジャッキを駆動制御してかご室の振動を低減するエレベータのかご室振動低減装置に関する。   The present invention relates to an elevator in which a pantograph jack is attached between a car room and a car frame, and more particularly to an elevator car room vibration reducing device that drives and controls a pantograph jack to reduce vibrations in the car room.

一般に、エレベータは、巻上機におけるモータで発生させるトルクが、巻上機におけるシーブを介して主ロープに伝達され、主ロープに吊り下げられている乗りかごを昇降させる構造になっている。したがって、シーブにおいて偏心やアンバランスが存在したり、モータでトルクリップルが発生していたりすると、その回転運動に同期した周波数の振動が外乱となって発生する。一方、エレベータの主ロープは弾性体であるため、主ロープに乗りかごなどの重量物が吊り下がっていると、特定の固有振動数を有する振動系が形成される。   In general, an elevator has a structure in which torque generated by a motor in a hoisting machine is transmitted to a main rope via a sheave in the hoisting machine, and a car that is suspended from the main rope is moved up and down. Therefore, if there is eccentricity or imbalance in the sheave or torque ripple is generated in the motor, vibration with a frequency synchronized with the rotational motion is generated as a disturbance. On the other hand, since the main rope of the elevator is an elastic body, when a heavy object such as a car is suspended from the main rope, a vibration system having a specific natural frequency is formed.

上述した2つの周波数が近接した場合、共振して乗りかごに縦振動が発生し、エレベータの乗り心地を著しく悪化させる要因となる。また、近年の建築構造物の高層化に伴って、そこに設置されるエレベータの昇降行程が長くなるほど、ロープのばね定数が低下して、負荷の変動や外乱に対して敏感になり、乗りかごに低周波の不快な縦振動が発生して乗り心地を悪化させることが懸念される。   When the above-mentioned two frequencies are close to each other, they resonate and longitudinal vibrations are generated in the car, which is a factor that significantly deteriorates the riding comfort of the elevator. In addition, with the recent rise in the height of building structures, the longer the elevators installed there, the lower the spring constant of the rope and the more sensitive to load fluctuations and disturbances. In addition, there is a concern that uncomfortable longitudinal vibration of low frequency is generated and ride comfort is deteriorated.

エレベータのかごの振動を低減することを目的とした従来技術として、例えば、特許文献1においては、モータで錘を上下に駆動することでかごの縦振動を抑制しようとすることが提案されている。また、パンタグラフ機構を用いてかご室を駆動する従来技術として、例えば、特許文献2においてかご室をかご枠に対して昇降させてかごの着床ずれを補正するものが提案されている。さらに、パンタグラフ機構を用いた従来技術として、例えば、特許文献3において、かご枠に設けた上下一対のかご室同士をパンタグラフ機構でつなぎ、ダブルデッキエレベータのかご室間の間隔をパンタグラフ機構で調整する際に、かご室に衝撃を与えたり大きな振動を生じさせたりすることのない技術が提案されている。   As a prior art aiming at reducing the vibration of the elevator car, for example, in Patent Document 1, it is proposed to suppress the vertical vibration of the car by driving the weight up and down with a motor. . Further, as a conventional technique for driving a car room using a pantograph mechanism, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 proposes correcting a car landing deviation by moving the car room up and down with respect to the car frame. Furthermore, as a conventional technique using a pantograph mechanism, for example, in Patent Document 3, a pair of upper and lower cabs provided in a car frame are connected by a pantograph mechanism, and the distance between the cab rooms of a double deck elevator is adjusted by the pantograph mechanism. At the same time, there has been proposed a technique that does not give a shock to the cab or cause a large vibration.

特開2004−168485号公報JP 2004-168485 A 国際公開番号WO2004/046007International Publication Number WO2004 / 046007 特開2001−322771号公報JP 2001-322771 A

しかし、上記の特許文献1に示す振動抑制の方法では、ロープの弾性によって固有振動数付近に加振源の加振周波数が存在していて、共振してかごが大きく上下に振動するような場合に、大きい上下振動を抑制するためには重量の大きい錘が必要になったり、高出力のモータが必要になるという課題がある。   However, in the vibration suppression method shown in Patent Document 1 above, the excitation frequency of the excitation source exists near the natural frequency due to the elasticity of the rope, and the car resonates and vibrates greatly up and down. In addition, in order to suppress large vertical vibrations, there is a problem that a heavy weight is required or a high output motor is required.

また、上記の特許文献2においては、かご室をかご枠に対して昇降させてかごの着床ずれを補正するものであって、かご室の振動を抑えることを目的としたものではない。   Moreover, in said patent document 2, it is raising / lowering a cage | basket | car with respect to a cage | basket | car frame, and correct | amends the landing | rocking deviation of a cage | basket | car.

また、特許文献3においては、ダブルデッキエレベータのかご室間の間隔を調整する際の振動を減らすものであるが、例えば、シーブの偏芯やアンバランス、モータのトルクリップルなど定常的な外乱による振動に対して配慮していないので、定常的外乱による振動を抑制できないおそれがある。   Further, in Patent Document 3, the vibration at the time of adjusting the space between the cabs of the double deck elevator is reduced. For example, due to steady disturbance such as sheave eccentricity and unbalance, and motor torque ripple. Since no consideration is given to vibration, vibration due to steady disturbance may not be suppressed.

本発明の目的は、モータ駆動されるパンタグラフジャッキと、位置フィードバック及び速度フィードバックのフィードバック制御系とを用いて、パンタグラフジャッキに等価的なばね特性と減衰特性をもたせることで、かご枠からかご室への振動伝達率を低く抑え、外乱によるかご枠の加振に対してかご室まで振動が伝達しないようにするかご室振動低減装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a pantograph jack with equivalent spring characteristics and damping characteristics using a pantograph jack driven by a motor and a feedback control system for position feedback and speed feedback, thereby moving the car frame to the cab. It is an object of the present invention to provide a car room vibration reducing device that keeps the vibration transmission rate of the car from low and prevents vibrations from being transmitted to the car room against the vibration of the car frame due to disturbance.

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
エレベータのかご枠とかご室との間に介在されたパンタグラフジャッキと、前記パンタグラフジャッキを駆動するモータと、前記かご枠に対する前記かご室の相対位置と相対速度に基づいて前記モータをフィードバック制御する制御系とを備えたエレベータであって、
前記パンタグラフジャッキに等価的なばね特性をもたせるように前記相対位置に基づいたフィードバック制御系に位置フィードバックゲイン部を設け、前記パンタグラフジャッキに等価的な減衰特性をもたせるように前記相対速度に基づいたフィードバック制御系に速度フィードバックゲイン部を設け、前記位置フィードバックゲイン部におけるゲインKと、前記速度フィードバックゲイン部におけるゲインCとを変更することによって、前記かご枠から前記かご室へのばね特性と減衰特性からなる振動伝達率を減らす構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
A pantograph jack interposed between an elevator car frame and a car room, a motor for driving the pantograph jack, and a control for feedback control of the motor based on a relative position and a relative speed of the car room with respect to the car frame An elevator equipped with a system,
A feedback control system based on the relative position is provided with a position feedback gain unit so that the pantograph jack has an equivalent spring characteristic, and feedback based on the relative speed so that the pantograph jack has an equivalent damping characteristic. By providing a speed feedback gain unit in the control system and changing the gain K in the position feedback gain unit and the gain C in the speed feedback gain unit, the spring characteristic and the damping characteristic from the car frame to the car room are changed. The vibration transmissibility is reduced.

また、前記かご室振動低減装置において、エレベータの運行状態が停止状態、加減速状態、定常走行状態のそれぞれの状態に対応して前記ゲインK及び/又は前記ゲインCを自動的に変更する構成とする。さらに、エレベータの運行状況が定常走行状態の場合に、かご室に設けた変位センサから得たかご室振動レベルがしきい値を超えないように、前記ゲインK及び/又は前記ゲインCを小さくして前記振動伝達率を減らす構成とする。   Further, in the car room vibration reducing device, the gain K and / or the gain C is automatically changed in accordance with each state of the elevator operating state in the stopped state, the acceleration / deceleration state, and the steady traveling state. To do. Further, when the elevator operation state is a steady running state, the gain K and / or the gain C are reduced so that the car vibration level obtained from the displacement sensor provided in the car room does not exceed the threshold value. The vibration transmissibility is reduced.

また、前記かご室振動レベルがしきい値を超えないように、まず、前記ゲインKを小さくして前記パンタグラフジャッキの等価的なばね特性を下げ、このばね特性を下げたときに前記かご室振動レベルがさらにしきい値を超えていれば、前記前記ゲインCを小さくして前記パンタグラフジャッキの等価的な減衰特性を下げる構成とする。   Further, in order to prevent the car room vibration level from exceeding a threshold value, first, the gain K is reduced to lower the equivalent spring characteristic of the pantograph jack, and when the spring characteristic is lowered, the car room vibration is reduced. If the level further exceeds the threshold value, the gain C is reduced to reduce the equivalent attenuation characteristic of the pantograph jack.

本発明によれば、モータの位置フィードバックと速度フィードバックのモータ制御系を設けることで、モータで駆動されるパンタグラフジャッキに等価的なばね特性と減衰特性を与えて、外乱が加わった場合のかご枠からかご室への振動伝達を低く抑えることができる。   According to the present invention, by providing a motor control system for position feedback and speed feedback of a motor, an equivalent spring characteristic and damping characteristic are given to a pantograph jack driven by the motor, and a car frame when a disturbance is applied. Vibration transmission to the car room can be kept low.

また、ばね特性と減衰特性、つまり、振動伝達率の特性を自動調整するため、外乱の周波数にかかわらず、かご枠からかご室への振動伝達率を下げ、かご室の振動を低減することができる。   In addition, since the spring characteristics and damping characteristics, that is, the characteristics of the vibration transmissibility are automatically adjusted, the vibration transmissibility from the car frame to the car room can be lowered and the vibration of the car room can be reduced regardless of the frequency of the disturbance. it can.

また、パンタグラフジャッキを用いてかご室を直接制御して等価的な防振効果を持たせるようにするため、かご質量が大幅に増えることなく比較的大きな振幅のかご振動をも低減することができる。   In addition, since the car room is directly controlled using a pantograph jack so as to have an equivalent vibration isolation effect, it is possible to reduce car vibration with a relatively large amplitude without significantly increasing the car mass. .

本発明の実施形態に係るエレベータの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole elevator composition concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るエレベータのかご室振動低減装置の構成と制御系を示す図である。It is a figure showing the composition and control system of the elevator car room vibration reducing device concerning the embodiment of the present invention. 本実施形態に係るかご室振動低減装置におけるパンタグラフジャッキとラック・ピニオン機構を用いた駆動構成を示す図である。It is a figure which shows the drive structure using the pantograph jack and the rack and pinion mechanism in the cab vibration reducing apparatus according to the present embodiment. 本実施形態に係るかご室振動低減装置におけるパンタグラフジャッキの等価的なばね特性と減衰特性をリアルタイムに変化させる手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which changes the equivalent spring characteristic and damping | damping characteristic of the pantograph jack in real time in the cage vibration reduction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るかご室振動低減装置におけるパンタグラフジャッキを用いた場合のかご枠からかご室への振動伝達率の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the vibration transmissibility from the cage | basket | frame to the cage | basket room at the time of using the pantograph jack in the cage | basket chamber vibration reduction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るかご室振動低減装置の振動周波数推定方法を説明する図である。It is a figure explaining the vibration frequency estimation method of the cage vibration reduction apparatus which concerns on this embodiment.

本発明の実施形態に係るエレベータのかご振動低減装置について、図1〜図6を参照しながら以下詳細に説明する。まず、図1を用いて、本実施形態に係るエレベータの全体構成を説明する。図1において、1は乗りかご、2は乗りかごガイド装置、3は乗りかご側ガイドレール、4は釣合い錘、5は釣合い錘ガイド装置、6は釣合い錘側ガイドレール、7は主ロープ、8はシーブ、9は巻上機、10は乗りかご取付プーリ、11は乗りかご側頂部プーリ、12は釣合い錘側頂部プーリ、13は釣合い錘取付プーリ、をそれぞれ表す。   An elevator car vibration reducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. First, the overall configuration of the elevator according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a car, 2 is a car guide device, 3 is a car side guide rail, 4 is a counterweight, 5 is a counterweight guide device, 6 is a counterweight side guide rail, 7 is a main rope, 8 Represents a sheave, 9 represents a hoisting machine, 10 represents a car mounting pulley, 11 represents a car side top pulley, 12 represents a counterweight side top pulley, and 13 represents a counterweight mounting pulley.

エレベータは、巻上機モータ9の動力により巻上機シーブ8を介して主ロープ7を摩擦駆動して、主ロープに吊り下がっている乗りかご1を昇降するようになっている。巻上機シーブ8を基準として乗りかご1とは逆側においては、主ロープ7と釣合い錘取付プーリ13に釣合い錘4が吊り下がっている。エレベータの頂部には頂部プーリ11,12があり、主ロープ7が巻き掛けられていて、主ロープ7の向きを変える働きをしている。   In the elevator, the main rope 7 is frictionally driven by the power of the hoisting machine motor 9 via the hoisting machine sheave 8 so as to move up and down the car 1 suspended from the main rope. On the opposite side of the car 1 with respect to the hoisting machine sheave 8, the counterweight 4 is suspended from the main rope 7 and the counterweight mounting pulley 13. There are top pulleys 11 and 12 at the top of the elevator, and the main rope 7 is wound around to act to change the direction of the main rope 7.

図2は本発明の実施形態に係るエレベータのかご室振動低減装置の構成と制御系を示す図である。図2において、14はかご枠、15はかご室、15’はかご室ガイド装置、16はパンタグラフジャッキ、17はねじ軸、18はボールねじ、19はモータ、20はカップリング、21は変位センサ、をそれぞれ表す。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration and control system of an elevator cab vibration reducing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 14 is a car frame, 15 is a car room, 15 'is a car room guide device, 16 is a pantograph jack, 17 is a screw shaft, 18 is a ball screw, 19 is a motor, 20 is a coupling, and 21 is a displacement sensor. , Respectively.

かごを構成しているかご枠14にはパンタグラフジャッキ16を設置し、モータ19でトルクを加えてパンタグラフジャッキ16を上下方向に駆動させることでパンタグラフジャッキ16に取り付けられたかご室15を上下動できるようになっている。かご室15はかご室ガイド装置15’に沿って上下動するようになっている。   A car frame 15 mounted on the pantograph jack 16 can be moved up and down by installing a pantograph jack 16 on the car frame 14 constituting the car and applying a torque by a motor 19 to drive the pantograph jack 16 in the vertical direction. It is like that. The cab 15 moves up and down along the cab guide device 15 '.

モータ19で与える回転方向のトルクをパンタグラフジャッキ16に直線方向の力に変えるための機構として、ねじ軸17とボールねじ18を用いて摩擦を減らすことで、モータ19の駆動力による回転運動を、高い応答性でパンタグラフジャッキ16の上下動の直線運動に変換している。この変換だけでなく、逆に、かご室15の振動によってパンタグラフジャッキ16上部に加わる上下方向の直線運動を摩擦の影響を受けることなくモータ軸への回転運動に変換できるようにしている。   As a mechanism for changing the rotational torque applied by the motor 19 to the pantograph jack 16 to a linear force, by using the screw shaft 17 and the ball screw 18 to reduce friction, the rotational movement by the driving force of the motor 19 is The pantograph jack 16 is converted into a linear motion of vertical movement with high responsiveness. In addition to this conversion, conversely, the vertical linear motion applied to the upper portion of the pantograph jack 16 due to the vibration of the car room 15 can be converted into the rotational motion to the motor shaft without being affected by friction.

次に、かご室15をかご枠14に対して上下動させるパンタグラフジャッキ16を駆動する制御系について説明する。変位センサ21で検出したかご室15のかご枠14に対する相対変位と零位置(相対の基準位置)との偏差に対して位置フィードバックゲイン22を掛け、さらに、微分演算器27を介して得た相対速度と零速度との偏差に対して速度フィードバックゲイン23を掛けて、それぞれ足し合わせる。   Next, a control system for driving the pantograph jack 16 that moves the car room 15 up and down with respect to the car frame 14 will be described. The position feedback gain 22 is multiplied by the deviation between the relative displacement of the car room 15 detected by the displacement sensor 21 with respect to the car frame 14 and the zero position (relative reference position), and the relative value obtained via the differential calculator 27 is obtained. The deviation between the speed and the zero speed is multiplied by the speed feedback gain 23 and added together.

ここで、後述するが、定常走行状態のときのように、位置フィードバックゲインK22が小さく設定されていてかご室の沈み込み量過大時であっても、位置フィードバック制御がかかっているため沈み込み量を零にしようとする力が働くが、その沈み込み量の零復帰の応答が鈍い場合には、不図示で既存のかご室荷重センサ検出値などを用いて設定できるようにあらかじめ見積もっておいた位置補正用バイアス入力24’を加えて、力指令Fとする。換言すると、沈み込んだかご室が元の位置に戻り難いときには、予め設定したバイアス入力を印加しておくものである。 Here, as will be described later, since the position feedback control is applied even when the position feedback gain K22 is set to a small value and the cab sinks excessively as in the steady running state, the sinking amount is applied. If the response to zero return of the sinking amount is dull, it was estimated in advance so that it can be set using the detection value of the existing cab load sensor (not shown). The position correction bias input 24 'is added to obtain a force command F * . In other words, when the sunk car room is difficult to return to its original position, a preset bias input is applied.

この力指令Fに対して、パンタグラフジャッキ16の上下方向の力とねじ軸トルクとの間の力学的関係より得られた力からトルクへの変換係数24を掛けて、トルク指令Tを得る。次に、このトルク指令からトルク定数を含んだトルクから電流への変換係数25を用いて電流指令iに変換する。モータ19の電流を検出して電流制御系26により電流制御を施すことで、トルク指令に基づいてモータ19がパンタグラフジャッキ16に対して忠実にトルクを与えられるようにする。因みに、従来技術について触れると、かご室がかご枠に対して防振ゴムを介在されて振動低減を図った従来構造においては、防振ゴムの特性に応じた狭い範囲の外乱による振動に対してのみ有効であったのに対して、本発明の実施形態では、パンタグラフジャッキを駆動制御する制御系を備えることで、あらゆる加振周波数をもつ外乱に対しても効果的なものである。 The force command F * is multiplied by a force-to-torque conversion coefficient 24 obtained from the mechanical relationship between the vertical force of the pantograph jack 16 and the screw shaft torque to obtain a torque command T * . . Next, the torque command is converted into a current command i * using a torque-to-current conversion coefficient 25 including a torque constant. By detecting the current of the motor 19 and performing current control by the current control system 26, the motor 19 can faithfully apply torque to the pantograph jack 16 based on the torque command. By the way, when we talk about the prior art, in the conventional structure in which the car room is designed to reduce the vibration by interposing an anti-vibration rubber against the car frame, it is resistant to vibration due to a narrow range of disturbances according to the characteristics of the anti-vibration rubber. However, in the embodiment of the present invention, the control system for driving and controlling the pantograph jack is effective for disturbances having any excitation frequency.

図3は、ねじ軸17とボールねじ18の代わりに、ラック28とピニオン29を用いて直線運動と回転運動の間の変換を行った機構の図である。モータトルクを与えることでピニオン29を回転させて、それと噛み合わされたラック28を水平方向に運動させることでパンタグラフジャッキを上下動させる。ボールねじの場合と同様に、この場合でも、摩擦による影響を取り除くことでかご室15の振動によってパンタグラフジャッキ16の上部に加わる上下方向の直線運動を高い応答性でモータ軸への回転運動に変換できるような機構としている。   FIG. 3 is a diagram of a mechanism in which a rack 28 and a pinion 29 are used instead of the screw shaft 17 and the ball screw 18 to convert between linear motion and rotational motion. The pinion 29 is rotated by applying a motor torque, and the pantograph jack is moved up and down by moving the rack 28 meshed with the pinion 29 in the horizontal direction. As in the case of the ball screw, even in this case, the vertical movement applied to the upper part of the pantograph jack 16 due to the vibration of the car chamber 15 is converted into rotational movement to the motor shaft with high responsiveness by removing the influence of friction. It has a mechanism that can do it.

図4は、かご室の振動の周波数と振動レベルとによって、パンタグラフジャッキのばね特性と減衰特性をどのように変化させるかについてのフローチャートを示す図である。始めに、現在のエレベータの状態が停止状態にあるか、加減速状態にあるか、定常走行状態にあるかでフローが分かれる。   FIG. 4 is a flowchart showing how the spring characteristics and damping characteristics of the pantograph jack are changed according to the frequency and vibration level of the car room. First, the flow is divided depending on whether the current elevator is in a stopped state, an acceleration / deceleration state, or a steady running state.

S1で停止状態にある場合の乗客乗り込み時には、位置フィードバックゲインK(図2の制御系を参照)を予め設定された所定値だけ大きくしてばね特性を上げて(ばねの剛性を大きくする(ばねを強くする))、乗客乗り込み時のかご室16の床の沈み込みを防止する(S5)。また、S2で加減速状態にある場合は、位置フィードバックゲインKとともに速度フィードバックゲインCも予め設定された所定値だけ大きくして着床時のオーバーシュートを小さくして、かつ、振動減衰性能が良好になるようにする(S6)。S3で定常走行状態にある場合は、変位センサ21によって検出したかご室変位信号から振動周波数を推定する(S3)(後述する図6の説明を参照)。   When the passenger enters the vehicle in the stopped state at S1, the position feedback gain K (see the control system in FIG. 2) is increased by a predetermined value to increase the spring characteristics (increasing the spring stiffness (spring )), The sinking of the floor of the cab 16 when the passenger gets in is prevented (S5). When the acceleration / deceleration state is set at S2, the position feedback gain K and the speed feedback gain C are increased by a predetermined value to reduce the overshoot when landing and the vibration damping performance is good. (S6). When the vehicle is in the steady running state in S3, the vibration frequency is estimated from the cage displacement signal detected by the displacement sensor 21 (S3) (see the description of FIG. 6 described later).

次に、定常走行状態にある場合に、かご室振動レベルがあらかじめ決めておいたしきい値を超えているかどうかの判定(S4)を行い、超えている場合は、推定したかご室振動周波数で振動伝達率が下がるように位置フィードバックゲインKを変えて(具体的にはゲインKを小さくして)適切なパンタグラフジャッキの等価的なばね定数(ばね特性)にする(S7)。   Next, when the vehicle is in a steady running state, it is determined whether or not the car room vibration level exceeds a predetermined threshold value (S4). If the car room vibration level is exceeded, vibration is generated at the estimated car room vibration frequency. The position feedback gain K is changed (specifically, the gain K is reduced) so that the transmission rate is lowered, and an equivalent spring constant (spring characteristic) of an appropriate pantograph jack is set (S7).

ここで、変位センサ21による変位センサ検出値から判断して(S7’)、パンタグラフジャッキ16の沈み込み量が許容範囲内にない場合は位置補正用バイアス入力24’(図2の制御系を参照)を加える(S7’’)。沈み込み量が許容範囲内にある場合で、さらに振動レベルを低減する必要が生じた場合は(S8)、推定したかご室振動周波数で振動伝達率が下がるように速度フィードバックゲインCを変えて適切なパンタグラフジャッキの等価減衰係数にする(S9)。それでもまだ振動レベルが大きい場合は、フローチャートにおいて、位置フィードバックゲインKによる等価ばね定数の調整(S7)まで戻って再設定する。   Here, when it is judged from the displacement sensor detected value by the displacement sensor 21 (S7 ′), and the sinking amount of the pantograph jack 16 is not within the allowable range, the position correction bias input 24 ′ (see the control system of FIG. 2). ) Is added (S7 ''). If the amount of subsidence is within the allowable range and if it is necessary to further reduce the vibration level (S8), change the speed feedback gain C so that the vibration transmissibility decreases at the estimated cab vibration frequency. An equivalent attenuation coefficient of a pantograph jack is set (S9). If the vibration level is still high, the process returns to the adjustment of the equivalent spring constant by the position feedback gain K (S7) in the flowchart.

図4に示すフローチャートから分かるように、エレベータの運行状況が、停止状態にあるか、加減速状態にあるか、定常走行状態にあるかに応じて、自動的にゲインK及び/又はゲインCを変更するのものである。ただし、定常走行状態ではかご室振動レベルの値を付加条件としている。   As can be seen from the flowchart shown in FIG. 4, the gain K and / or gain C is automatically set according to whether the elevator operation is in a stopped state, an acceleration / deceleration state, or a steady running state. It is something to change. However, the value of the car room vibration level is an additional condition in the steady running state.

図5は、パンタグラフジャッキのばね特性(位置フィードバックゲインK22に対応)と減衰特性(速度フィードバックゲインC23に対応)を変化させた場合のかご枠14からかご室15への振動伝達率の変化を表した図である。   FIG. 5 shows changes in the vibration transmissibility from the car frame 14 to the car room 15 when the spring characteristics (corresponding to the position feedback gain K22) and the damping characteristics (corresponding to the speed feedback gain C23) of the pantograph jack are changed. FIG.

定常走行時にかご室15で振動が生じているときにパンタグラフジャッキ16が特性30の振動伝達率の特性を持っているとする。このときに、振動伝達率が下がるようにパンタグラフジャッキの等価的なばね特性を下げて(パンタグラフジャッキ16を制御する制御器の位置フィードバックゲインK22を小さくすることによって、パンタグラフジャッキの等価的なばね特性を下げる)、特性31のようにする。さらに、振動伝達率を下げて振動レベルを下げるためには、減衰特性(ゲインC23に対応)を下げて特性32のようにする(前述した図4のS8とS9のフローに対応する特性の変更)。   It is assumed that the pantograph jack 16 has a vibration transmissibility characteristic 30 when vibration is generated in the cab 15 during steady running. At this time, the equivalent spring characteristic of the pantograph jack is reduced by lowering the equivalent spring characteristic of the pantograph jack so that the vibration transmissibility is lowered (by reducing the position feedback gain K22 of the controller that controls the pantograph jack 16). ), As in the characteristic 31. Further, in order to lower the vibration transmissibility and lower the vibration level, the damping characteristic (corresponding to the gain C23) is lowered to the characteristic 32 (change of the characteristic corresponding to the flow of S8 and S9 in FIG. 4 described above). ).

さらに繰り返して説明すると、特性30に対してばね定数を小さくすると特性30がその傾斜の特性を変えずに左側にシフトして特性31となるのであり、さらに、この特性31に対して減衰特性を小さくすると特性31がその傾斜の特性を変更して急峻となり特性32を形成するのである。図5で縦の破線は、定常走行時においてかご枠14を加振する外乱(外乱周波数を以て)を表すものであり、この縦の破線と、特性30、特性31、特性32のそれぞれとの交点における振動伝達率は、特性30→特性31→特性32の順に下がっている。すなわち、定常走行時にかご室が振動しているとき振動伝達率が下がるようにゲインKとゲインCを小とするのである。ここで、ゲインKとゲインCの値をどの程度変更するかは、変更した結果、かご室振動レベルがしきい値以下になるかどうかで決まる。さらに、図5に示す縦の破線が示すかご枠に加わった外乱周波数の数値に対応して振動伝達率が変わることになるので、振動伝達率を下げる際の判断材料として、振動レベルの外に振動周波数が考えられる。   To further repeat the description, if the spring constant is reduced with respect to the characteristic 30, the characteristic 30 shifts to the left without changing its inclination characteristic to become the characteristic 31. When the characteristic is reduced, the characteristic 31 changes its inclination characteristic and becomes steep to form the characteristic 32. The vertical broken line in FIG. 5 represents a disturbance (with a disturbance frequency) that vibrates the car frame 14 during steady running, and the intersection of the vertical broken line and each of the characteristic 30, the characteristic 31, and the characteristic 32 The vibration transmissibility at is decreased in the order of characteristic 30 → characteristic 31 → characteristic 32. That is, the gain K and the gain C are made small so that the vibration transmissibility decreases when the cab is vibrating during steady running. Here, how much the values of the gain K and the gain C are changed depends on whether the car vibration level becomes a threshold value or less as a result of the change. Furthermore, since the vibration transmissibility changes corresponding to the numerical value of the disturbance frequency applied to the car frame indicated by the vertical broken line shown in FIG. 5, as a judgment material when lowering the vibration transmissibility, outside the vibration level Vibration frequency is considered.

一方、加減速時には、特性33のようにばね特性(ばね剛性)(ゲインKに対応)とともに減衰特性(ゲインCに対応)を上げて、加速状態から定常走行状態、あるいは、減速状態から停止状態に移るときのかご枠に対するかご室のオーバーシュートを減らし、自由振動に対する減衰性能も良好となるようにする。   On the other hand, at the time of acceleration / deceleration, the spring characteristic (spring stiffness) (corresponding to the gain K) and the damping characteristic (corresponding to the gain C) are increased as in the characteristic 33, and the acceleration state is in the steady running state, or the deceleration state is the stopped state Reduce the overshoot of the car room to the car frame when moving to, and improve the damping performance against free vibration.

このように、定常走行時にはゲインKを小にしゲインCを小にしてかご室振動レベルをしきい値以下にし、加減速時にはゲインKを大にするとともにゲインCを大にしてオーバーシュートを減らし、停止時にはゲインKを大にしてばね剛性を高くして(ばねを堅くする)沈み込み量を少なくする。   Thus, during steady running, the gain K is reduced and the gain C is reduced to reduce the car cabin vibration level to a threshold value or less, and during acceleration / deceleration, the gain K is increased and the gain C is increased to reduce overshoot, When stopping, the gain K is increased to increase the spring rigidity (stiffening the spring) and reduce the amount of sinking.

図6はパンタグラフジャッキの特性を自動調整する際に必要となるかご室の振動周波数推定方法を示す図である。変位センサ21からのかご室変位の信号を制御器(図2の制御系を参照)に取り込んだ際に、振動成分の周期を自動的に読み取って周波数の概算値を得ることを概略的に示している。図示するように、かご室相対変位の符号が+の時間領域の中点とかご室相対変位の符号が−の時間領域の中点との時間間隔を周期Tの1/2としてかご室振動数を求めている。   FIG. 6 is a diagram showing a method of estimating the vibration frequency of the cab required when automatically adjusting the characteristics of the pantograph jack. When the signal of the car room displacement from the displacement sensor 21 is taken into the controller (refer to the control system in FIG. 2), it schematically shows that the period of the vibration component is automatically read and the approximate value of the frequency is obtained. ing. As shown in the figure, the cab frequency is defined by setting the time interval between the midpoint of the time domain where the sign of the relative displacement of the cab is + and the midpoint of the time domain where the sign of the cab relative displacement is-to 1/2 of the period T Seeking.

以上説明したように、本発明の特徴を概説すると、かご室15の振動を低減するために、かご室15のかご枠14に対する相対変位を検出する変位センサ21からの信号に基づいて、パンタグラフジャッキ16をモータ19でフィードバック制御し、フィードバック制御系のゲイン(位置と速度)とバイアス入力によって、パンタグラフジャッキに等価的にばね特性と減衰特性を持たせ、かご枠14からかご室15への振動伝達率を自動調整する構成である。この構成の採用によって、エレベータのロープの弾性による固有振動数を有する振動系と、シーブやその駆動モータなどの何らかの加振源による振動系が共振してかごが大きく上下に振動するような場合でも、かごの重量を大幅に増やすことなく簡易な構造体を採用することで、かご室の振動を低減することができるものである。   As described above, the characteristics of the present invention will be outlined. Based on the signal from the displacement sensor 21 that detects the relative displacement of the car room 15 with respect to the car frame 14 in order to reduce the vibration of the car room 15, the pantograph jack is used. 16 is feedback-controlled by a motor 19, and the pantograph jack is equivalently provided with spring characteristics and damping characteristics by the gain (position and speed) and bias input of the feedback control system, so that vibration is transmitted from the car frame 14 to the car room 15. It is the structure which adjusts a rate automatically. By adopting this configuration, even when the vibration system having the natural frequency due to the elasticity of the elevator rope and the vibration system by some vibration source such as the sheave or its drive motor resonate, the car will vibrate greatly up and down. By adopting a simple structure without significantly increasing the weight of the car, the vibration of the car room can be reduced.

1 乗りかご
2 乗りかごガイド装置
3 乗りかご側ガイドレール
4 釣合い錘
5 釣合い錘ガイド装置
6 釣合い錘側ガイドレール
7 主ロープ
8 シーブ
9 巻上機
10 乗りかご取付プーリ
11 乗りかご側頂部プーリ
12 釣合い錘側頂部プーリ
13 釣合い錘取付プーリ
14 かご枠
15 かご室
15’ かご室ガイド装置
16 パンタグラフジャッキ
17 ねじ軸
18 ボールねじ
19 モータ
20 カップリング
21 変位センサ
22 位置フィードバックゲイン
23 速度フィードバックゲイン
24 力からトルクへの変換係数
24’ かご室沈み込み量過大時位置補正用バイアス入力
25 トルクから電流への変換係数
26 電流制御系
27 微分演算器
28 ラック
29 ピニオン
30 自動調整前のかご枠からかご室への振動伝達率の特性
31 等価的なばね定数を自動調整した後のかご枠からかご室への振動伝達率の特性
32 等価的な減衰特性を自動調整した後のかご枠からかご室への振動伝達率の特性
33 加減速時において減衰特性を高めるように自動調整した後のかご枠からかご室への振動伝達率の特性
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car 2 Car guide device 3 Car side guide rail 4 Balance weight 5 Balance weight guide device 6 Balance weight side guide rail 7 Main rope 8 Sheave 9 Hoisting machine 10 Car installation pulley 11 Car side top pulley 12 Balance Weight side top pulley 13 Balance weight mounting pulley 14 Car frame 15 Car room 15 'Car room guide device 16 Pantograph jack 17 Screw shaft 18 Ball screw 19 Motor 20 Coupling 21 Displacement sensor 22 Position feedback gain 23 Speed feedback gain 24 Torque from force Conversion coefficient to 24 'Bias input for position correction when the cab sinking amount is excessive 25 Conversion coefficient from torque to current 26 Current control system 27 Differentiation calculator 28 Rack 29 Pinion 30 From the car frame before automatic adjustment to the cab Characteristics of vibration transmissibility 31 Characteristics of vibration transmissibility from car frame to car room after automatic adjustment of equivalent spring constant 32 Characteristics of vibration transmissibility from car frame to car room after automatic adjustment of equivalent damping characteristics 33 Acceleration / deceleration Of vibration transmissibility from car frame to car room after automatic adjustment to enhance damping characteristics

Claims (6)

エレベータのかご枠とかご室との間に介在されたパンタグラフジャッキと、前記パンタグラフジャッキを駆動するモータと、前記かご枠に対する前記かご室の相対位置と相対速度に基づいて前記モータをフィードバック制御する制御系とを備えたエレベータであって、
前記パンタグラフジャッキに等価的なばね特性をもたせるように前記相対位置に基づいたフィードバック制御系に位置フィードバックゲイン部を設け、
前記パンタグラフジャッキに等価的な減衰特性をもたせるように前記相対速度に基づいたフィードバック制御系に速度フィードバックゲイン部を設け、
前記位置フィードバックゲイン部におけるゲインKと、前記速度フィードバックゲイン部におけるゲインCとを変更することによって、前記かご枠から前記かご室へのばね特性と減衰特性からなる振動伝達率を減らす
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。
A pantograph jack interposed between an elevator car frame and a car room, a motor for driving the pantograph jack, and a control for feedback control of the motor based on a relative position and a relative speed of the car room with respect to the car frame An elevator equipped with a system,
A position feedback gain unit is provided in the feedback control system based on the relative position so that the pantograph jack has an equivalent spring characteristic,
A speed feedback gain unit is provided in the feedback control system based on the relative speed so that the pantograph jack has an equivalent attenuation characteristic,
By changing the gain K in the position feedback gain section and the gain C in the speed feedback gain section, the vibration transmissibility consisting of spring characteristics and damping characteristics from the car frame to the car room is reduced. Elevator cab vibration reduction device.
請求項1において、
前記モータと前記パンタグラフジャッキとの間には、ボールねじ及びねじ軸、又はラック・ピニオン機構を介在させ、回転運動から直線運動に加えて、直線運動から回転運動にも変換できる
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。
In claim 1,
Between the motor and the pantograph jack, a ball screw and a screw shaft, or a rack and pinion mechanism are interposed, and in addition to the linear motion, the rotational motion can be converted into the rotational motion. Elevator cab vibration reduction device.
請求項1または2において、
エレベータの運行状態が停止状態、加減速状態、定常走行状態のそれぞれの状態に対応して前記ゲインK及び/又は前記ゲインCを自動的に変更する
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。
In claim 1 or 2,
Elevator cab vibration reducing apparatus, wherein the gain K and / or the gain C is automatically changed corresponding to each of an elevator operation state of a stop state, an acceleration / deceleration state, and a steady running state .
請求項1、2または3において、
エレベータの運行状況が定常走行状態の場合に、かご室に設けた変位センサから得たかご室振動レベルがしきい値を超えないように、前記ゲインK及び/又は前記ゲインCを小さくして前記振動伝達率を減らす
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。
In claim 1, 2 or 3,
When the elevator operating state is in a steady running state, the gain K and / or the gain C are reduced so that the car vibration level obtained from the displacement sensor provided in the car room does not exceed the threshold value. Elevator cab vibration reduction device characterized by reducing vibration transmissibility.
請求項4において、
前記かご室振動レベルがしきい値を超えないように、まず、前記ゲインKを小さくして前記パンタグラフジャッキの等価的なばね特性を下げ、このばね特性を下げたときに前記かご室振動レベルがさらにしきい値を超えていれば、前記ゲインCを小さくして前記パンタグラフジャッキの等価的な減衰特性を下げる
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。

In claim 4,
In order to prevent the cage vibration level from exceeding a threshold value, first, the gain K is decreased to lower the equivalent spring characteristic of the pantograph jack, and when the spring characteristic is lowered, the cage vibration level is reduced. if further exceeds the threshold value, cab vibration reduction device to reduce the gain C elevator, characterized in that lowering the equivalent damping characteristics of the pantograph jack.

請求項5において、
前記等価的なばね特性を下げたときに、前記変位センサから得たかご室の沈み込み量が許容範囲内でない場合に予め設定した位置補正用のバイアス入力を印加する
ことを特徴とするエレベータのかご室振動低減装置。
In claim 5,
A bias input for position correction set in advance is applied when the sinking amount of the cab obtained from the displacement sensor is not within an allowable range when the equivalent spring characteristic is lowered. Car room vibration reduction device.
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