JPH0211425Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエレベーターの制御に係り、特に、高
精度な制御を実現し得るエレベーターのデジタル
制御装置に関する。

従来のエレベーター制御には第１図に示すよう
なアナログ回路を用いた制御が採用されていた。

図中、１はシーブ、２はそらせ車、３は乗りか
ご、４はつり合いおもり、５はロープ、６は乗り
かごの位置を検出するためのフロアコントロー
ラ、７はフロアコントローラ駆動用テープ、８は
速度検出用発電機、９は駆動用電動機の電機子で
一点鎖線で図示するように電動機軸とシーブ１は
直結されており、所謂ギヤレス構成となつてい
る。１０は電動機界磁、１１は電動機に電力を供
給する電力変換装置、１２は電機子電流検出器、
１３は電流指令と電流検出値とを比較し電力変換
装置の点弧制御を行なう移相器、１４は後述の速
度指令発生装置１５より出される速度指令とエレ
ベーターの実速度とを比較し、電流指令を発生す
る電流指令発生装置、１５はフロアコントローラ
６からの乗りかご位置情報とリレーシーケンス部
１６からのエレベーター起動、停止命令を受け速
度指令を発生する速度指令発生装置、１７は速度
検出用発電機８のスロツトリツプルを抑制するた
めのフイルタである。

尚、速度検出用発電機８がシーブ１の周縁に設
けられているのは、シーブ１と電動機９が電動機
軸で直結された直接駆動形では電動機９の回転数
が低く、特に着床時の速度が極めて低くなるの
で、速度検出用発電機の回転数を等価的に増し
て、速度を正確に検出し着床精度を向上させるた
めである。

このようなアナログ制御方式の場合、制御回路
部分、たとえば、１３，１４，１５の回路に使用
しているコンデンサ、抵抗値の経年変化によつて
生じる着床誤差、乗りごこちの変動、電動機の温
度上昇などによる比較的短時間の回路定数変動に
起因する着床誤差、フロアコントローラなどアナ
ログ信号を発生する機械部分のメンテナンス、制
御回路定数が固定されるため、回路定数をエレベ
ーターの動きにつれて最適となるように切換える
ことができないなど性能向上の点で従来方式には
改善の余地があつた。

第２図に比較的安価なマイクロプロセツサを用
いた従来のデジタル制御方式を示す。

第２図において、１８は電動機に直結され電動
機の回転に応じてパルスを発生する第１のパルス
発生装置（エンコーダ）、１９は乗りかごの移動
に対応してパルスを発生する第２のパルス発生装
置（エンコーダ）、２０は電流信号やノイズ防止
用フイルタ２１を介してパルス発生器１８，１９
からのパルス信号などをとり込み電力変換装置１
１に点弧信号を発生するマイコンボードである。
その内容はパルス信号をカウントし、乗りかごの
位置と速度を計数するカウンタ２００、マイナス
自動電流制御（ACR）系を構成するために電流
を取り込むアナログ−デジタル変換器２０１、エ
レベーターの起動、停止命令を取り込むペリフエ
ラルインターフエースアダプタ２０２、エレベー
ターの位置情報から速度指令を作り、マイコン内
部で求めたエレベーター速度との差より電流指令
を演算し、この指令と取り込んだ電流値との差を
取りサイリスタの点弧信号を演算するマイクロプ
ロセツサ２０３、これらの処理プログラムを記憶
させておくROM（リードオンリーメモリー）２
０４、点弧信号を出力するデジタル−アナログ変
換器２０５、データの一時記憶場所であるRAM
（ランダムアセスメモリー）２０６などから構成
される。

パルス発生器１８が、電動機９の軸に直結され
ている理由は、電動機９の１回転でパルス発生器
１８から数万ものパルスが得られ、電動機９の回
転数が着床時に極端に低下しても、パルス発生器
１８から速度検出に充分なパルスが得られるため
である。

このようなデジタル方式ではパルス発生器１８
より得られたパルスの幅の逆数がエレベーターの
実速度として検出され、速度指令に実速度が一致
するように速度制御系が動作されており、ソフト
ウエアのフレキシビリテイを利用してさまざまな
外乱に対して必要に応じて制御系の定数、たとえ
ばゲインをソフトウエアで切換えられ、経年変化
を起こすような素子がなく、着床誤差やメインテ
ナンスなどの問題が解消できて、アナログ方式と
比較して多くの長所をもつている反面、エレベー
ター制御に適用する上では以下に説明するような
いくつかの問題をかかえていた。

その問題点とは、ソフトウエア上の問題点では
なく、以下にのべるような機械的な要因に関係し
ている。すなわち、前述のように、エレベーター
直接駆動形の電動機は低速回転で、かつ、大形で
あるから、径の太い電動機ローターと比較になら
ないほど、小さなパルス発生器のローターとの間
の芯出し作業は困難を極める。さらに、狭いエレ
ベーター機械室への電動機の搬入、輸送を考える
と、工場出荷時にパルス発生器を電動機軸に取り
付けておくことも不可能で、取り付け芯出し作業
は環境の悪い機械室で短時間に行なわねばならぬ
ため、ある程度の偏芯が必ず生じる。パルス発生
器との軸の結合のため、電動機側の太軸であるた
めに、電動機軸の軸芯に細軸を固定具で設け、こ
の細軸とパルス発生器軸を両軸間の偏芯を吸収す
るべく両軸間に管状の弾性体を介在させる。即
ち、弾性体の端部に両軸の端部を挿入して結合さ
せている。

仮に、２軸の芯出しが不十分であるとパルス波
形自体の電動機の回転に伴つて伸縮するために演
算したエレベーター速度がリツプルを含んだもの
になつてしまう。この電動機の回転に伴うパルス
波形の伸縮は、管状弾性体に取付時に局部的な曲
りを生じており、電動機の回転に伴つて周期的な
ねじれやねじれもどしを生じて回転むらを起すこ
とによるものと考えられる。このリツプルはソフ
トウエアによつてある程度処理が可能であるが、
この処理を行なうのに少なくとも数個の連続した
速度データが必要であり、一連の処理を行なうの
に100ms程度の時間がかかり、この時間遅れが今
度は本質的な制御上の問題になつてしまつてい
た。

電動機軸に第１のパルス発生器を付加するから
偏心などの問題を生じるのである。それでは、逆
に速度検出をフロアコントローラ駆動用テープで
駆動される第２のパルス発生器の出力で行なつて
はどうかというアイデイアもあるが、この方法も
エレベーター独特の現象から不可能であることが
わかる。すなわち、第２図でフロアコントローラ
駆動用テープ７は乗りかご３と結合しているた
め、ロープ５などの機械系によつて乗りかごに生
じる振動成分がすべてパルス発生器出力パルスの
伸縮につながり、単なる位置検出のためにパルス
数をかぞえる場合にはこのパルスの伸縮は問題と
ならないが、速度を検出する場合にはやはり、演
算したエレベーター速度はリツプルを含んだもの
となつてしまう。このリツプルの振動周期がロー
プ５などの機械系の振動周期や乗りかごの床板、
側板などの固有振動数と一致するとと共振を起し
て、乗りごこちが悪くなり、また騒音を生ずるこ
ともある。

このようにエレベーターの制御方式をアナログ
からデジタルに変更することによつて、制御性能
を向上させるにはエレベーターのデジタル速度を
いかに円滑に再現するかにかかつており、これま
での他産業分野で採用されていた直接デジタル制
御（DDC）の速度検出の手段ではエレベーター
の制御を十分満足に行なうことができなかつた。

本考案の目的は制御回路定数の経年変化、電動
機の温度上昇の影響を受けず、常に、安定した制
御性能を実現し得るエレベーターの制御装置を提
供するにある。

本考案の特徴は、電動機の軸に直結されたブレ
ーキドラム又はそらせ車の周上に圧接される摩擦
駆動輪と、この摩擦駆動輪を用いてフリクシヨン
駆動による増速回転を得、少なくとも電動機のデ
ジタル速度を検出するためのパルスを発生させる
パルス発生装置を備え、この出力パルスを計数す
ることにより電動機の速度をデジタル制御装置に
て検出するように構成したものである。

以下、本考案のハードウエア構成を第３図によ
り説明する。ここではエレベーターの乗りかご位
置を検出するためにパルス発生器（エンコーダ）
１９の出力をノイズ防止用フイルタ２１を介して
マイコンボード２０内のカウンタ２００に取り込
んでいる。乗りかごの位置検出は電動機側から検
出することはできない。これは電動機９と接続さ
れたシーブ１とロープ５との間に存在するロープ
スリツプのため、乗りかごの絶対的な位置がズレ
て来るためである。そこで乗りかごの位置検出
は、乗りかごと結合しているフロアコントローラ
駆動用テープによつてなされる。パルス発生装置
１９の出力は、位置をカウントするためであるか
ら、ある程度回転脈動などが存在しても実害はな
い。従つて、このパルス発生装置１９はフロアコ
ントローラ駆動系と直結あるいは歯車により結合
されている。又、誤カウントを防ぐために、ノイ
ズ防止程度のフイルタ２１が挿入してある。

一方、エレベーターの速度を検出するために、
一点鎖線で図示するように電動機９の軸に直結さ
れたシーブ１に隣接し、やはり電動機９の軸に直
結されたブレーキドラムの周上にのせられたゴム
ローラによつて、フリクシヨン駆動されるパルス
発生器（エンコーダ）１８が備えられ、単発的な
ノイズを防止する程度のフイルタ２１を介して、
カウンタ２００にパルス信号が取り込まれる。

このような構成にすると、パルス発生器をモー
タ軸直結とした場合に必要であつた慎重な芯出し
作業が不要になるほか、ある程度残つている偏芯
に伴う速度リツプルの影響がほとんどなくなり、
たとえば、乗りごこちが特に気になる定常走行時
などにDDCを採用したことによつて、従来のア
ナログ制御よりも性能が悪くなるという不合理な
現象はなくなる。さらに、特別なソフトウエアフ
イルタリングの必要がなくなるので、フイルタリ
ングに要するむだ時間が不要となり、その波及効
果として、着床誤差を少なくするために、制御系
のゲインを高くして制御系を構成するエレベータ
ー制御で常に問題となつていたロープ系振動と電
気系との干渉による乗りこごちの悪化を低減し得
る２次的効果も発生する。

一方、速度発電機を速度検出に採用する場合
（第１図）に問題となつていたスロツトリツプル、
電源リツプル除去用のフイルタにより、むだ時間
もなくなる。又、速度発電機の場合、ブラシの粉
が整流子間に付着してゴミ短絡を発生し、時とし
て、異常電圧が発生してエレベーターが異常動作
をすることがあつたが、このような現象は発生し
なくなる。

さらに、従来のDDCに用いられるモーター軸
直結のパルス発生器方式（第２図）では、エレベ
ーター制御に適用する場合、ソフトウエア、又
は、パルス発生器の標準化という点で不都合があ
つた。すなわち、エレベーターは30m／minピツ
チ程度で定格速度が異なる色々の種類があり、ソ
フトウエアを標準化するためには、１回転当り
色々な数のパルスを発生するパルス発生器を用意
する必要があつた。逆に、パルス発生器を１種類
とするとソフトウエアをエレベーター機種ごとに
変更する問題があつた。ところが、本考案を実施
すればローラの径を変更するだけで、これらの問
題を解決することが可能である。さらに、電動機
の回転を等価的に増すことができるので、たとえ
ば、モーター軸直結方式だと低速回転時などは１
回転当り数万パルスのパルスを発生させるパルス
発生器が必要になるのに対し、本考案のフリクシ
ヨン駆動だと増速回転を得ることができるため、
一ケタ小さな数千パルスを発生させるパルス発生
器を採用することができる。このことは、着床時
における電動機の低速回転に際してもデジタル速
度を検出することが可能となるばかりか、安価な
パルス発生器を採用できること、パルス発生器の
スリツトの加工精度がよいなどエレベーター独特
の効果につながる。

本考案によれば、エレベーター制御にDDCを
採用することができるので、従来のアナログ制御
で問題となつていた制御回路定数の経年変化、電
動機の温度上昇などの影響を受けず、常に、安定
した制御性能を発揮することができ、エレベータ
ーを駆動する電動機のデジタル速度を良好に制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の系統図、第３図は本考
案の一実施例の系統図である。 １……シーブ、７……フロアコントローラ駆動
用テープ、８……速度発電機、１８，１９……パ
ルス発生装置、２０……マイコンボード、２１…
…ノイズ防止フイルタ、２００……カウンタ、２
０３……マイクロプロセツサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エレベーターと、このエレベーターを軸直結の
   シーブを介して駆動する電動機と、この電動機に
   電力を供給する電力変換器と、この電力変換器を
   制御するデジタル制御装置とを備えたものにおい
   て、前記電動機の軸に直結されたブレーキドラム
   又はそらせ車の周上に圧接される摩擦駆動輪と、
   この摩擦駆動輪を用いてフリクシヨン駆動により
   増速回転を得、少なくとも前記電動機のデジタル
   速度を検出するためのパルスを発生させるパルス
   発生装置を備え、この出力パルスを計数すること
   により前記電動機の速度を前記デジタル制御装置
   にて検出するように構成したことを特徴とするエ
   レベーターの制御装置。