JPH05155544A - エレベータ制御装置 - Google Patents

エレベータ制御装置

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JPH05155544A
JPH05155544A JP3326160A JP32616091A JPH05155544A JP H05155544 A JPH05155544 A JP H05155544A JP 3326160 A JP3326160 A JP 3326160A JP 32616091 A JP32616091 A JP 32616091A JP H05155544 A JPH05155544 A JP H05155544A
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宏行 池島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、推力変動及び推力リップルを低
減補償して乗心地を向上させたエレベータ制御装置を得
る。 【構成】 昇降体2の走行加速度αを検出する加速度セ
ンサ13を設けると共に、制御回路27Aが、速度偏差ΔV
に基づいて昇降体に対する加速度指令αsを生成する速
度制御器32Aと、加速度指令と走行加速度との加速度偏
差Δαに基づいて昇降体に対する補正推力指令Fs′を
生成する加速度制御器35と、補正推力指令に基づいてイ
ンバータに対する電力指令Isを生成する電力指令発生
手段33とを含み、カットオフ周波数の高い制御系により
走行加速度を直接フィードバック制御し、制御応答性の
よいインバータ電力指令を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、乗かごの昇降駆動に
リニア誘導モータを用いたエレベータ制御装置に関し、
特に推力変動及び推力リップルを補償して乗心地を改善
したエレベータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、釣合重り又は乗かごに設けら
れた一次巻線(電機子)と、一次巻線に対向配置させて昇
降路に設けられた二次導体(導体板)とによりリニア誘導
モータを構成し、このリニア誘導モータの走行推力を用
いて乗かごを昇降駆動するエレベータ制御装置は良く知
られている。
【0003】通常、この種の装置においては、リニア誘
導モータへの交流電力は可変電圧可変周波数形インバー
タ(以下、単にインバータという)により供給される。
又、インバータの制御回路は、走行速度をフィードバッ
クして速度指令と比較し、この速度偏差に基づいてイン
バータからリニア誘導モータへの供給電力を制御してい
る。
【0004】図5は例えば特開平1-271381号公報に記載
された従来のエレベータ制御装置を概略的に示す側面
図、図6は図5内の釣合重り及びリニア誘導モータ周辺
を示す平断面図である。図において、1は乗かご、2は
乗かご1の重量を相殺する釣合重り、3は乗かご1及び
釣合重り2を各両端で支持するロープであり、これらは
昇降路内に配置されて乗かご1と一体に走行する昇降体
を構成している。
【0005】4は昇降路の上部に設置されてロープ3が
掛けられた滑車、5は昇降路に沿って設けられたL字形
状のガイドレール、6は一対のガイドレール5により挟
まれたアルミニウムからなる導体板、6aは導体板6同士
の継目、7はガイドレール5及び導体板6を支持するブ
ラケット、8はブラケット7を介してガイドレール5及
び導体板6が設けられた昇降路ピットの壁である。
【0006】導体板6は、リニア誘導モータの二次導体
を構成しており、昇降体の走行方向即ち昇降路に沿っ
て、釣合重り2の両側に設けられている。又、導体板6
の長さは有限であるため、継目6aを介して複数のユニッ
トが継ぎ足され、乗かご1の昇降行程に相当する長さだ
け壁8に設けられている。更に、継目6aは、夏期の高温
時等にアルミニウム製の導体板6が膨張して曲折してし
まうのを防止するため、若干の隙間が設けられている。
【0007】9はリニア誘導モータの一次巻線即ち電機
子であり、導体板6に対向して導体板6を両側から挟む
ように釣合重り2に両側に各一対設けられ、通電時に発
生する磁束が導体板6を鎖交するようになっている。10
は昇降体即ち電機子9の走行速度Vを検出する速度セン
サであり、例えば導体板6に接して回転する円板と、こ
の円板に連動するエンコーダ等から構成されている。
【0008】図5において、11は電機子9及び速度セン
サ10に接続されて昇降路内に懸垂された移動ケーブル、
12は移動ケーブル11を介して走行速度Vが入力されると
共に電機子9に交流電力を供給するインバータ(後述す
る)を含む制御装置である。
【0009】図7は図5内の制御装置12を具体的に示す
構成図であり、20は三相交流を供給する電源、21は電源
20からの交流電圧を直流に変換するダイオードブリッジ
からなるコンバータ、22はコンバータ21から出力される
直流電圧を平滑するコンデンサ、23はコンデンサ22によ
り平滑された直流電圧を可変電圧可変周波数の交流に変
換するトランジスタブリッジからなるインバータ、24は
インバータ23からリニア誘導モータの電機子9に供給さ
れる電流Imを検出する変流器、25はコンデンサ22に並
列接続されて電機子9からの回生電力を消費する抵抗
器、26は電力回生時にオンされて抵抗器22に電力消費さ
せるトランジスタスイッチである。
【0010】27は速度センサ10からの走行速度Vと速度
指令発生器(図示せず)からの速度指令Vsとが一致する
ようにインバータ23に対する三相の電流指令Isを生成
する制御回路、28は電機子電流Imと電流指令Isとが
一致するようにインバータ23内のトランジスタをオンオ
フさせるためのPWM信号Pを生成するPWM回路であ
る。
【0011】図8は図7内の制御回路27を具体的に示す
ブロック図であり、31は速度指令Vsから走行速度Vを減
算して速度偏差ΔVを生成する減算器、32は速度偏差Δ
Vをゲイン補償及び位相補償して推力指令Fsを生成す
る速度制御器、33は推力指令Fs及び走行速度Vに基づ
いて電機子9に対する電流指令Isを生成する電流指令
発生器である。電流指令発生器33は、インバータ23の出
力電力を制御するための電力指令発生器として機能して
おり、電流指令Isを電圧指令に代えてもよい。
【0012】次に、図5〜図8を参照しながら、従来の
エレベータ制御装置の動作について説明する。速度指令
発生器から速度指令Vsが生成されると、制御回路27内
の速度制御器32は速度偏差ΔVに基づいて推力指令Fs
を生成し、電流指令発生器33は推力指令Fs及び走行速
度Vに基づいて電流指令Isを生成する。
【0013】このとき、速度制御器32を用いた速度制御
系のカットオフ周波数は、エレベータ制御の応答性から
みれば高い程よいが、実際には、ロープ3を含むエレベ
ータ機械系との共振を避けるために数rad/秒程度に設
定される。なぜなら、一般に、エレベータ機械系の共振
周波数は10rad/秒(数Hz)程度であり、数rad/秒以上
の周波数成分を除去する必要があるからである。
【0014】こうして得られた電流指令Isに基づい
て、PWM回路28はPWM信号Pを生成し、電機子電流
Imが電流指令Isと一致するようにインバータ23を駆
動制御する。この結果、電機子9からの鎖交磁束により
導体板6に渦電流が発生し、電機子9が電磁誘導によっ
て導体板6に沿って走行するため、乗かご1は、ロープ
3を介して電機子9と共に所望の速度指令Vsによって
昇降駆動される。
【0015】しかし、昇降路に配列された導体板6には
継目6aによる隙間があり、導体板6に流れる渦電流は、
上下に隣接する導体板6の継目6aで途切れて不連続とな
るため、電機子9が継目6aを通過するときに推力変動が
生じる。又、電機子9の走行方向の長さが有限であるこ
とに起因して、リニア誘導モータの運転時には特有の推
力リップルが発生するため、乗かご1が揺すられて乗心
地を損なうことになる。
【0016】ここで、導体板6の継目6aによる推力変動
はすべり周波数の2倍であり、リニア誘導モータに特有
の推力リップルは、電源周波数即ちインバータ23の出力
周波数(数Hz)の2倍である。従って、推力変動の周波
数は数10rad/秒程度となるが、前述したように、速度制
御系のカットオフ周波数は数rad/秒であるため、これら
の推力変動を補償することはできない。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来のエレベータ制御
装置は以上のように、速度制御器32のみを用いたカット
オフ周波数の低い速度制御系により推力指令Fsを生成
し、この推力指令Fsに基づいて生成された電流指令I
sによりインバータ23を制御している。従って、速度制
御の応答性が悪く、継目6aによって生じる推力変動及び
リニア誘導モータに特有の推力リップルを補償すること
ができないため、乗心地を向上させることができない問
題点があった。
【0018】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、推力変動及び推力リップルを補
償して乗心地を向上させたエレベータ制御装置を得るこ
とを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明に係るエレベー
タ制御装置は、昇降体の走行加速度を検出する加速度セ
ンサを設けると共に、制御回路が、速度偏差に基づいて
昇降体に対する加速度指令を生成する速度制御器と、加
速度指令と走行加速度との加速度偏差に基づいて昇降体
に対する補正推力指令を生成する加速度制御器と、補正
推力指令に基づいてインバータに対する電力指令を生成
する電力指令発生手段とを含むものである。
【0020】又、この発明に係るエレベータ制御装置
は、昇降体の走行推力を検出する推力センサを設けると
共に、制御回路が、速度偏差に基づいて推力指令を生成
する速度制御器と、推力指令と走行推力との推力偏差に
基づいて昇降体に対する補正推力指令を生成する推力制
御器と、補正推力指令に基づいてインバータに対する電
力指令を生成する電力指令発生手段とを含むものであ
る。
【0021】
【作用】この発明においては、検出された昇降体の走行
加速度又は走行推力を、カットオフ周波数の高い制御系
を用いて直接フィードバック制御することにより、制御
応答性のよいインバータ電力指令を生成し、推力変動及
び推力リップルを補償して低減させ、乗心地を向上させ
る。
【0022】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例を概略的に示す側面図
であり、1〜6及び9〜11は前述と同様のものである。
尚、釣合重り2の周辺構造は図6に示した通りであり、
又、制御装置12Aの具体的構成は、制御回路27内の一部
が異なることを除けば図7と同様である。
【0023】図1において、13は昇降体の走行加速度α
を検出する周知の加速度センサであり、昇降体を構成す
る釣合重り2(又は、電機子9)の任意位置(図1では上
部)に設けられている。加速度センサ13によって検出さ
れた走行加速度αは、移動ケーブル11を介し、走行速度
Vと共に制御装置12Aに入力される。
【0024】図2は制御装置12A内の制御回路27Aを具
体的に示すブロック図であり、32Aは速度偏差ΔVをゲ
イン補償及び位相補償して昇降体に対する加速度指令α
sを生成する速度制御器、34は加速度指令αsから走行
加速度αを減算して加速度偏差Δαを生成する減算器、
35は加速度偏差Δαをゲイン補償及び位相補償して昇降
体に対する補正推力指令Fs′を生成する加速度制御器
である。加速度制御器35のカットオフ周波数は数100rad
/秒程度に設定されており、加速度制御器35で生成され
た補正推力指令Fs′は、インバータ23に対する電力指
令発生手段即ち電流指令発生器33に入力されている。
【0025】次に、図1、図2及び図7を参照しなが
ら、この発明の一実施例の動作について説明する。尚、
基本的制御動作は前述と同様なので、ここでは説明しな
い。昇降駆動時において、加速度センサ13は、昇降体即
ち釣合重り2の走行加速度αを検出し、制御装置12A内
の制御回路27Aに入力する。
【0026】制御回路27A内の速度制御器32Aは、前述
の速度制御器32と同様に、速度偏差ΔVに基づいて加速
度指令αsを生成する。この加速度指令αsは、運動方
程式F=mαに基づいて、実質的に推力指令Fsを昇降
体の質量で除算することにより得られる。
【0027】加速度制御器35は、加速度指令αsと走行
加速度αとの加速度偏差Δαに基づいて、加速度偏差Δ
αを相殺するための補正推力指令Fs′を生成し、電流
指令発生器33は、補正推力指令Fs′及び走行速度Vに
基づいてインバータ23に対する電流指令Isを生成す
る。電流指令Isは、PWM回路28に入力され、PWM
信号Pとなってインバータ23内のトランジスタを制御
し、インバータ23から交流電力を生成して電機子9を駆
動する。
【0028】このとき、加速度制御器35を用いた加速度
制御系のカットオフ周波数は前述のように数100rad/秒
に設定されているため、補正推力指令Fs′は、数10rad
/秒の推力変動に対して充分に応答することができる。
従って、走行加速度αのフィードバック制御により、推
力リップルを含む種々の推力変動が確実に補償されて低
減するため、乗心地は改善する。
【0029】実施例2.尚、上記実施例では、加速度セ
ンサ13で走行加速度αを検出し、制御回路27Aで走行加
速度αをフィードバック制御して電流指令Isを生成し
たが、推力センサにより走行推力を検出し、走行推力を
フィードバック制御して電流指令Isを生成してもよ
い。
【0030】図3はこの発明の他の実施例を概略的に示
す側面図であり、走行推力Fをフィードバック制御に用
いた場合を示している。14は昇降体の走行推力Fを検出
する推力センサであり、例えば電機子9の側面に設けら
れている。推力センサ14は、具体的には歪ゲージから構
成されており、例えば、電機子9の釣合重り2に対する
固定箇所での微少歪を測定できる位置に設けられていれ
ばよい。推力センサ14によって検出された走行推力F
は、移動ケーブル11を介し、走行速度Vと共に制御装置
12Bに入力される。
【0031】図4は制御装置12B内の制御回路27Bを具
体的に示すブロック図であり、36は速度制御器32からの
推力指令Fsと推力センサ14からの走行推力Fとの差を
とって推力偏差ΔFを生成する減算器、37は推力偏差Δ
Fをゲイン補償及び位相補償して最終的な補正推力指令
Fs′を生成する推力制御器、推力制御器37のカットオ
フ周波数は数100rad/秒程度に設定されており、推力指
令Fs′は電流指令発生器33に入力されている。実施例
2の制御回路27Bを用いた場合も、推力制御器37の制御
応答性が向上するため、実施例1と同様に推力変動を確
実に補償して低減することができる。
【0032】尚、上記各実施例では、制御回路27A及び
27Bから生成されるインバータ23の電力指令として電流
指令Isを用いたが、電圧指令を用いても同等の作用効
果を奏することは言うまでもない。この場合、PWM回
路28は、電機子9に印加される交流電圧値をフィードバ
ックすることになる。
【0033】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、昇降体
の走行加速度を検出する加速度センサを設けると共に、
制御回路が、速度偏差に基づいて昇降体に対する加速度
指令を生成する速度制御器と、加速度指令と走行加速度
との加速度偏差に基づいて昇降体に対する補正推力指令
を生成する加速度制御器と、補正推力指令に基づいてイ
ンバータに対する電力指令を生成する電力指令発生手段
とを含み、カットオフ周波数の高い制御系を用いて走行
加速度を直接フィードバック制御し、制御応答性をのよ
いインバータ電力指令を生成するようにしたので、推力
変動及び推力リップルを低減補償して乗心地を向上させ
たエレベータ制御装置が得られる効果がある。
【0034】又、この発明によれば、昇降体の走行推力
を検出する推力センサを設けると共に、制御回路が、速
度偏差に基づいて推力指令を生成する速度制御器と、推
力指令と走行推力との推力偏差に基づいて昇降体に対す
る補正推力指令を生成する推力制御器と、補正推力指令
に基づいてインバータに対する電力指令を生成する電力
指令発生手段とを含み、カットオフ周波数の高い制御系
により走行推力を直接フィードバック制御し、制御応答
性のよいインバータ電力指令を生成するようにしたの
で、推力変動及び推力リップルを補償して乗心地を向上
させたエレベータ制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を概略的に示す側面図であ
る。
【図2】この発明の一実施例による制御回路を示すブロ
ック図である。
【図3】この発明の他の実施例を概略的に示す側面図で
ある。
【図4】この発明の他の実施例による制御回路を示すブ
ロック図である。
【図5】従来のエレベータ制御装置を概略的に示す側面
図である。
【図6】一般的なエレベータの釣合重り周辺の構造を示
す平断面図である。
【図7】一般的なエレベータ制御装置を示す構成図であ
る。
【図8】従来のエレベータ制御装置の制御回路構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 乗かご 2 釣合重り 6 導体板 9 電機子 10 速度センサ 13 加速度センサ 14 推力センサ 23 インバータ 27A、27B 制御回路 32、32A 速度制御器 33 電流指令発生器(電力指令発生手段) 35 加速度制御器 37 推力制御器 V 走行速度 Vs 速度指令 ΔV 速度偏差 α 走行加速度 αs 加速度指令 Δα 加速度偏差 F 走行推力 Fs 推力指令 Fs′ 補正推力指令 ΔF 推力偏差 Is 電流指令(電力指令)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乗かごを含む昇降体の走行方向に沿って
    設けられたリニア誘導モータの導体板と、 前記導体板に対向するように前記昇降体に設けられた前
    記リニア誘導モータの電機子と、 前記電機子に交流電力を供給するインバータと、 前記昇降体の走行速度を検出する速度センサと、 前記昇降体に対する速度指令と前記走行速度との速度偏
    差に基づいて前記インバータを制御する制御回路とを備
    え、 前記リニア誘導モータの電機子を介して前記昇降体を駆
    動するエレベータ制御装置において、 前記昇降体の走行加速度を検出する加速度センサを設
    け、 前記制御回路は、 前記速度偏差に基づいて前記昇降体に対する加速度指令
    を生成する速度制御器と、 前記加速度指令と前記走行加速度との加速度偏差に基づ
    いて前記昇降体に対する補正推力指令を生成する加速度
    制御器と、 前記補正推力指令に基づいて前記インバータに対する電
    力指令を生成する電力指令発生手段と、 を含むことを特徴とするエレベータ制御装置。
  2. 【請求項2】 乗かごを含む昇降体の走行方向に沿って
    設けられたリニア誘導モータの導体板と、 前記導体板に対向するように前記昇降体に設けられた前
    記リニア誘導モータの電機子と、 前記電機子に交流電力を供給するインバータと、 前記昇降体の走行速度を検出する速度センサと、 前記昇降体に対する速度指令と前記走行速度との速度偏
    差に基づいて前記インバータを制御する制御回路とを備
    え、 前記リニア誘導モータの電機子を介して前記昇降体を駆
    動するエレベータ制御装置において、 前記昇降体の走行推力を検出する推力センサを設け、 前記制御回路は、 前記速度偏差に基づいて推力指令を生成する速度制御器
    と、 前記推力指令と前記走行推力との推力偏差に基づいて前
    記昇降体に対する補正推力指令を生成する推力制御器
    と、 前記補正推力指令に基づいて前記インバータに対する電
    力指令を生成する電力指令発生手段と、 を含むことを特徴とするエレベータ制御装置。
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