JPH05213544A - ロープレスエレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニア同期モータを応用したロープレスエレ
ベータの高性能制御、無騒音化が可能で、しかもリニア
同期モータの電機子コイルに電流を流す給電線の本数を
低減できるロープレスエレベータの制御装置を得る。 【構成】 交流電力を直流電力に変換する単一のコンバ
ータ３２と、このコンバータ３２からの直流電圧を３相
交流電圧に変換する複数のインバータ３４、３５と、コ
ンバータ３２及びインバータ３４、３５の動作を制御す
る制御部４０と、エレベータ昇降路に配置されてリニア
同期モータを構成する複数の電機子コイル１２Ａ１〜１
２Ａ６、１２Ｂ１〜１２Ｂ６の近傍に設けられ、制御部
４０からの制御情報に基ずいてインバータ３４、３５の
出力を選択的に電機子コイル１２Ａ１〜１２Ａ６、１２
Ｂ１〜１２Ｂ６に供給する電機子コイル切り替え装置４
３〜４８とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロープレスエレベー
タの制御装置に関し、特にリニア同期モータを利用した
ロープレスエレベータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８はロープを使用した一般的なエレベ
ータを示す構成図である。図において、１はエレベータ
昇降路の最上部にある機械室に設けられたエレベータの
かごの巻き上げ機、２は上記機械室内に設けられた反ら
せ車、３は巻き上げ機１及び反らせ車２に掛けられたロ
ープ、４はロープ３の一端に取り付けられたエレベータ
のかご、５はエレベータのかご４をガイドするかご用レ
ール、６はロープ３の他端に取り付けられた釣り合い重
り、７は釣り合い重り６をガイドする釣り合い重り用レ
ールである。

【０００３】このようにロープを使用したエレベータで
は、ブレーキ装置（図示せず）、巻き上げ機１が建屋の
機械室の内部にあるため、エレベータの制御装置等が故
障した場合にも、手巻きハンドル（図示せず）によりエ
レベータのかご４を昇降させることができ、これにより
エレベータのかご４内に閉じ込められた乗客の救出が容
易に可能になっている。

【０００４】ところが、このようなロープを使用したエ
レベータではエレベータのかご４と釣り合い重り６を吊
すロープ３があるため、例えば１０００ｍ以上もある超
高層ビルディングの昇降装置として使用することを考慮
すると、ロープ重量等が問題となり、実用的でない。そ
こで、このような問題点を解決するための手段として、
建屋側に配置された電機子コイルとかご側に配置された
永久磁石或は超伝導コイルにより構成されたリニア同期
モータにより、ロープを介せずにダイレクトに昇降する
ロープレスエレベータが考えられる。

【０００５】図９は例えば特開平３ー２３１７１号公報
に示された慣用のロープレスエレベータを示す斜視図で
ある。図において、１０は建屋側に設けられたエレベー
タ昇降路、１１Ａ、１１Ｂはエレベータ昇降路１０の右
側と左側に対向するように設置されたリニア同期モータ
用ヨーク、１２Ａ、１２Ｂはヨーク１１Ａ、１１Ｂにそ
れぞれ対向するように取り付けられたリニア同期モータ
の電機子コイル、１３はエレベータのガイドレール、１
４はエレベータのかご、１５Ａ、１５Ｂ（図４参照）は
エレベータのかご１４に右側と左側に対向するように取
り付けられたリニア同期モータの界磁用永久磁石、１６
Ａ、１６Ｂはエレベータのかご１４の上部の右側と左側
に取り付けられたバッファである。このように、ここで
は、エレベータは左右２組のリニア同期モータにより駆
動される。

【０００６】図１０はロープレスエレベータを駆動する
ための地上一次方式のリニア同期モータの永久磁石と電
機子コイルの位置関係を表した一例を示す図である。図
において、Ｕ相電機子コイル１２ＡＵ、Ｖ相電機子コイ
ル１２ＡＶ、Ｗ相電機子コイル１２ＡＷが、図示するよ
うに、エレベータの昇降路全長にわたって、所定の長さ
毎、分離されて敷設されている。又、界磁側の永久磁石
１５Ａは、各相の電機子コイル１２ＡＵ、１２ＡＶ、１
２ＡＷと図１０に示すような位置関係で、そのＮ極、Ｓ
極が対応づけされている。

【０００７】図１１は従来のロープレスエレベータの制
御装置と上述したようなリニア同期モータの接続関係の
一例を示す構成図である。図において、１２Ａ１〜１２
Ａ６はリニア同期モータを構成する左側の電機子コイル
であって、ここでは右側の電機子コイル１２Ｂ１〜１２
Ｂ６は省略されている。２１、２２はリニア同期モータ
の各電機子コイルを駆動するためのサイクロコンバー
タ、２３、２５、２７はサイクロコンバータ２１から３
相給電線２９を介してそれぞれ電機子コイル１２Ａ１、
１２Ａ３、１２Ａ５への給電を切り換える真空スイッ
チ、２４、２６、２８はサイクロコンバータ２２から３
相給電線３０を介してそれぞれ電機子コイル１２Ａ２、
１２Ａ４、１２Ａ６への給電を切り換える真空スイッチ
である。このように、リニア同期モータでは通常、建屋
側に固定子である電機子コイルが配列されるため、その
コイル長が昇降路長即ち建屋の高さ分必要となる。この
ため、通常電機子コイルは図１１に示したように分割さ
れている。そのため、リニア同期モータの各電機子コイ
ルを駆動するサイクロコンバータ２１、２２の３相出力
は、エレベータのかごの動きに応じて真空スイッチ２３
〜２８により順次切り換えられて各電機子コイルへ給電
される。即ち、サイクロコンバータ２１の３相給電線２
９、サイクロコンバータ２２の３相給電線３０は、それ
ぞれ電機子コイルの奇数、偶数に対応して給電するよう
になされているため、図１２に示すように、エレベータ
のかご１４に取り付けられている永久磁石１５Ａが電機
子コイル１２Ａ１に対応しているときには、真空スイッ
チ２３を作動させ、サイクロコンバータ２１により電機
子コイル１２Ａ１を励磁してエレベータを制御し、永久
磁石１５Ａが電機子コイル１２Ａ２に対応しているとき
には、真空スイッチ２４を作動させ、サイクロコンバー
タ２２により電機子コイル１２Ａ２を励磁してエレベー
タを制御し、又、永久磁石１５Ａが電機子コイル１２Ａ
３、１２Ａ４の両方にに対応しているときには、真空ス
イッチ２５、２６を作動させ、サイクロコンバータ２１
により電機子コイル１２Ａ３を、サイクロコンバータ２
２により電機子コイル１２Ａ４を励磁してエレベータを
制御する。かくして、ここではエレベータのかごは左右
一対のリニア同期モータで駆動されるようになされてい
る。尚、スイッチ２３〜２８の切り換えは、この発明に
は直接関係しないため、その説明を省略するが、一般に
エレベータのかごの位置検出により行われる。又、リニ
ア同期モータ等の原理、非常停止用のブレーキ装置は直
接この発明には関係しないため、その説明を省略する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のロープレスエレ
ベータの制御装置は以上のように構成されているので、
次のような問題点があった。即ち、サイクロコンバータ
を利用しているため、出力周波数に制限があり、リニア
同期モータのポールピッチの設計に制限があった。又、
２つの別々のサイクロコンバータにより制御をしている
ため、永久磁石が電機子コイル間を乗り移るときの制御
を精密に行うことが難しく、鉄道のように非常にイナー
シャの大きい場合は問題とならなかったが、エレベータ
のように建屋の内部で使用され、低振動でかつ低騒音を
要求されるような用途には問題があった。更に、真空ス
イッチには所定の機械的寿命があり、鉄道のように、移
動距離がないため、電機子コイルが長く設計されてお
り、かつ１日の稼働頻度が少なく、電機子コイルの切り
替え回数が少ないものには問題が少ないが、エレベータ
の用途では移動距離が短いため、電機子コイルが比較的
短く設計されており、１日の稼働頻度が多い用途には余
り適していなかった。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、ロープレスエレベータの高性能制
御、無騒音化が可能で、電機子コイルを切り替えるスイ
ッチの寿命を長くすることができ、しかも簡単な構成
で、安全性、信頼性の優れたロープレスエレベータの制
御装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るロープレ
スエレベータの制御装置は、交流電力を直流電力に変換
する単一のコンバータと、このコンバータからの直流電
力を所定の交流電力に変換する複数個のインバータと、
上記コンバータ及びインバータの動作を制御する制御手
段と、建屋側のエレベータ昇降路に敷設された複数個の
電機子コイルの近傍に設けられ、上記制御手段からの制
御情報に基ずいて上記複数個のインバータの出力を上記
複数個の電機子コイルに選択的に供給する複数個の電機
子コイル切り替え手段とを備えたものである。

【００１１】又、電機子コイル切り替え手段が、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段とを備えたものである。

【００１２】

【作用】この発明においては、リニア同期モータに供給
する電流を得るのに単一のコンバータと、複数個のイン
バータを用い、そして、複数個の電機子コイル切り替え
手段を建屋側のエレベータ昇降路に敷設された複数個の
電機子コイルの近傍に設け、コンバータ及びインバータ
の動作を制御する制御手段からの制御情報に基ずいて複
数個のインバータからの電流を複数個の電機子コイルに
選択的に供給する。これにより、リニア同期モータのポ
ールピッチの設計に制限がなくなり、又、高性能制御が
可能で、特に電機子コイルをリニア同期モータの界磁側
の永久磁石が乗り移るときの制御を精密に行うことが出
来、しかも電機子コイルの無騒音化が可能となり、更
に、コンバータ及びインバータ等の収納された機械室と
リニア同期モータ間の給電線を少なくして構成を簡略化
出来る。

【００１３】又、電機子コイル切り替え手段に、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段を設ける。電機子コイルの切り替えに半導体
スイッチング素子を用いることによりその寿命を長くす
ることが出来、異常検出手段を設けることによりロープ
レスエレベータの信頼性を向上出来、又、使用しない電
機子コイルを短絡する短絡手段を用いることにより万一
エレベータのかごが落下したときにこれにブレーキをか
けてロープレスエレベータの安全性を向上出来る。

【００１４】

【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及び図２はこの発明の一実施例を示す構成図
であり、図１１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の重複説明を省略する。図において、３１はエレベータ
の機械室に設けられ、リニア同期モータを駆動するため
の駆動制御回路、３２は駆動制御回路３１内に設けら
れ、リアクトル３６を介して外部の交流電源（図示せ
ず）に接続された電源回生機能、力率＝１制御機能を有
するコンバータであって、このコンバータ３２は、例え
ばトランジスタブリッジにより構成され、入力される３
相交流電力を直流電力に変換する。尚、このコンバータ
３２はＧＴＯ、ＩＧＢＴ等の遮断機能を持った素子で構
成してもよい。３３はコンバータ３２の出力側に接続さ
れ、直流電圧を平滑するための平滑用コンデンサ、３４
は駆動制御回路３１内に設けられ、平滑用コンデンサ３
２の両端に接続されて直流電圧を３相交流ＰＷＭ電圧に
変換し、奇数番の電機子コイル１２Ａ１、１２Ａ３、１
２Ａ５を励磁するためのインバータ、３５は駆動制御回
路３１内に設けられ、インバータ３４に並列接続され、
このインバータ３４と同様に作用し、偶数番の電機子コ
イル１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６を励磁するためのイ
ンバータであって、これらのインバータ３４、３５も、
コンバータ３２同様トランジスタブリッジの代わりにＧ
ＴＯ、ＩＧＢＴ等の遮断機能を持った素子で構成しても
よい。３７はコンバータ３２の入力側に設けられ、コン
バータ３２を制御するためのコンバータ電流検出用ＤＣ
ＣＴ、３８、３９はそれぞれインバータ３４、３５の出
力側に設けられ、その出力電流を検出するためのＤＣＣ
Ｔ、４０は駆動制御回路３１内に設けられ、コンバータ
３２、インバータ３４、３５の動作を制御するための制
御信号を発生する制御部である。尚、駆動制御回路３１
において、リニア同期モータを制御する電流ループ、速
度ループ、位相ループ等のアルゴリズム、コンバータ３
２を制御する為のアルゴリズム等の詳細は本発明とは直
接関係無いので省略する。

【００１５】又、４１、４２はそれぞれインバータ３
４、３５の出力側に接続された給電線、４３〜４８はそ
れぞれエレベータの昇降路に敷設されている電機子コイ
ル１２Ａ１〜１２Ａ６に対応してその近傍に設けられた
電機子コイル切り替え装置であって、電機子コイル切り
替え装置４３、４５、４７は給電線４１に接続され、電
機子コイル切り替え装置４４、４６、４８は給電線４２
に接続されている。従って、インバータ３４からの電流
は給電線４１よりそれぞれ電機子コイル切り替え装置４
３、４５、４７を介して奇数番の電機子コイル１２Ａ
１、１２Ａ３、１２Ａ５に供給され、インバータ３５か
らの電流は給電線４２よりそれぞれ電機子コイル切り替
え装置４４、４６、４８を介して偶数番の電機子コイル
１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６に供給されるようになさ
れている。

【００１６】４９Ａ〜４９Ｇは駆動制御回路３１の制御
部４０と電機子コイル切り替え装置４３〜４８の間の信
号伝送用の光ファイバケーブルであって、制御部４０と
電機子コイル切り替え装置４８の間は光ファイバケーブ
ル４９Ａにより接続され、電機子コイル切り替え装置４
８と電機子コイル切り替え装置４７の間は光ファイバケ
ーブル４９Ｂにより接続され、電機子コイル切り替え装
置４７と電機子コイル切り替え装置４６の間は光ファイ
バケーブル４９Ｃにより接続され、電機子コイル切り替
え装置４６と電機子コイル切り替え装置４５の間は光フ
ァイバケーブル４９Ｄにより接続され、電機子コイル切
り替え装置４５と電機子コイル切り替え装置４４の間は
光ファイバケーブル４９Ｅにより接続され、電機子コイ
ル切り替え装置４４と電機子コイル切り替え装置４３の
間は光ファイバケーブル４９Ｆにより接続され、電機子
コイル切り替え装置４３と制御部４０の間は光ファイバ
ケーブル４９Ｇにより接続される。尚、ここでは左右一
対のリニア同期モータを設けた場合であるが、それ以上
の複数のリニア同期モータを設けても良い。

【００１７】図３は図１及び図２に示した電機子コイル
切り替え装置４３〜４８の内、代表的に電機子コイル切
り替え装置４３の具体的な回路構成の一例を示す構成図
であり、他の電機子コイル切り替え装置４４〜４８も同
様の回路構成を取るものとする。図３において、５１は
給電線４１上に各相毎に設けられた半導体スイッチング
素子、例えばトライアック、５２はインバータ３４より
電機子コイル１２Ａ１に供給される電流を検出するＤＣ
ＣＴ、５４は絶縁トランス５３を介してトライアック５
１の点弧を制御するトライアック点弧回路、５５は判断
機能を有し、制御部４０との間で信号の授受を行い、ト
ライアック点弧回路５４に点弧指令信号を発生する光イ
ンタフェース回路、５６はＤＣＣＴ５２の検出電流を増
幅する電流アンプ、５７は光インタフェース回路５５又
は電流アンプ５６の出力に基ずいて装置の異常を検出す
る異常検出回路、５８は光インタフェース回路５５の出
力に基ずいてダイナミック用コンタクタ５９を励磁し、
電流アンプ５６及び異常検出回路５７の出力に基ずいて
ダイナミックブレーキ用コンタクタ５９を消磁するダイ
ナミックブレーキ回路、６０はコンタクタ５９の励磁で
開、消磁で閉となるコンタクタの接点、６１は接点６０
と共に給電線４１の各相間に接続された抵抗器である。

【００１８】次に動作について説明する。まず、電機子
コイルの切り替え動作について、この発明のロープレス
エレベータの制御装置の主回路の接続例を示す図４をも
参照しながら説明する。エレベータのかご１４に取り付
けられた永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイ
ル１２Ａ１、１２Ｂ１の領域にあるときにはインバータ
３４を動作させ、電機子コイル切り替え装置４３内のト
ライアック５１を点弧させて、インバータ３４からの電
流を電機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１に供給する。エレ
ベータのかご１４が下降し、永久磁石１５Ａ、１５Ｂが
それぞれ電機子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２にかかるよう
になったならば、位置検出器（図示せず）によりその位
置を検出し、インバータ３５を動作させ、電機子コイル
切り替え装置４４内のトライアック５１を点弧させて、
インバータ３５からの電流を電機子コイル１２Ａ２、１
２Ｂ２に供給する。つまり、永久磁石１５Ａ、１５Ｂが
それぞれ電機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１から１２Ａ
２、１２Ｂ２に乗り移る時は、電機子コイル１２Ａ１、
１２Ｂ１と１２Ａ２、１２Ｂ２を永久磁石１５Ａ、１５
Ｂと各電機子コイルの相対位置に従って、インバータ３
４、３５から各の電機子コイルへ流れる電流を所定の比
率を持って、制御部４０により制御する。

【００１９】更に、エレベータのかご１４が下降し、電
機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１の領域をそれぞれ永久磁
石１５Ａ、１５Ｂが通り過ぎたならば、その位置を位置
検出器により検出し、インバータ３４の動作を停止さ
せ、その出力電流を遮断して電機子コイル切り替え装置
４３内のトライアック５１を消弧させる。そして、電機
子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２はインバータ４４から電機
子コイル切り替え装置４４を介して供給される電流によ
りその励磁を続行する。

【００２０】そして、更に、エレベータのかご１４が下
降し、永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイル
１２Ａ３、１２Ｂ３にかかるようになったらならば、位
置検出器（図示せず）によりその位置を検出し、インバ
ータ３４を動作させ、電機子コイル切り替え装置４５内
のトライアック５１を点弧させて、インバータ３４から
の電流を電機子コイル１２Ａ３、１２Ｂ３に供給する。
つまり、永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイ
ル１２Ａ２、１２Ｂ２から１２Ａ３、１２Ｂ３に乗り移
る時は、上述同様、電機子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２と
１２Ａ３、１２Ｂ３を永久磁石１５Ａ、１５Ｂと各電機
子コイルの相対位置に従って、インバータ３４、３５か
ら各の電機子コイルへ流れる電流を所定の比率を持っ
て、制御部４０により制御する。以下、エレベータのか
ご１４の下降に従って、電機子コイルを順次切り替えな
がら進行する。上昇時も電機子コイルに流れる電流の相
回転は逆になるが、同様に制御される。

【００２１】ここで、所定の電機子コイル以外、一つの
インバータから電流を供給される電機子コイルは一つの
為、インバータ３４、３５に接続されている複数台の電
機子コイル切り替え装置内のトライアックが同時に点弧
した場合には制御装置の異常動作である。このため、電
機子コイル切り替え装置では、光インタフエース回路５
５よりトライアック点弧回路５４に対して点弧指令信号
が出ていないにも拘わらず、ＤＣＣＴ５２により検出さ
れた電流が０でなかった場合、或は、点弧指令信号は出
ているが、ＤＣＣＴ５２により検出された電流が所定値
以上となった場合は、異常検出回路５７を作動させて、
その出力により光インタフエース回路５５及びトライア
ック点弧回路５４を介してトライアック５１を消弧させ
る。そして又、異常検出回路５７は光インタフエース回
路５５を介して制御装置が異常であることを駆動制御回
路３１の制御部４０に伝送する。この異常情報を受けた
制御部４０は当該インバータ３４又は３５の動作を停止
させ、そこからの電流を遮断する。更に、電機子コイル
切り替え装置では、ダイナミックブレーキ回路５８にお
いて、インバータ３４又は３５からの電流の遮断によ
り、トライアック５１の出力電流が０になったことを、
電流アンプ５６及び異常検出回路５７の出力に基ずいて
確認後、コンタクタ５９を無励磁として接点６０を閉
じ、電機子コイルを抵抗器６１で短絡する。

【００２２】次に、電機子コイル近傍に敷設した電機子
コイル切り替え装置と駆動制御回路の間の信号伝送によ
る制御方法について、駆動制御回路と複数台の電機子コ
イル切り替え装置とを光ファイバケーブルにより接続し
た例を示す図５、駆動制御回路から複数台の電機子コイ
ル切り替え装置へ伝送するデータフォーマットの一例を
示す図６及び電機子コイル切り替え装置の動作に関する
フローチャートを示す図７をも参照しながら説明する。

【００２３】駆動制御回路３１内の制御部４０は、図６
のデータフォーマットによる制御情報を光ファイバケー
ブルを介して各電機子コイル切り替え装置４３〜４８に
伝送する。即ち、制御部４０は各電機子コイル切り替え
装置４３〜４８にそのトライアック５１を点弧させたい
電機子コイル切り替え装置番号を伝送する。各電機子コ
イル切り替え装置４３〜４８ではその制御情報を光ファ
イバケーブルを介して光インタフエース回路５５で受信
する。そして、光インタフエース回路５５では、図７の
ステップＳ１において、制御情報中のトライアック点弧
番号が自分の電機子コイル切り替え装置番号と一致して
いるかどうかを判断し、一致していれば、ステップＳ２
において、ダイナミックブレーキ回路５８にダイナミッ
クブレーキ解除指令を発生し、その出力によりダイナミ
ックブレーキ用コンタクタ５９を励磁させ、その接点６
０を開として、抵抗器６１による電機子コイルの短絡を
解除する。その後、光インタフエース回路５５は、ステ
ップＳ３において、トライアック点弧回路５４に対して
点弧指令信号を発生し、その出力によりトライアック５
１を点弧させ、インバータ３４又は３５により制御され
た電流を電機子コイルに流す。

【００２４】又、光インタフエース回路５５はステップ
Ｓ１でトライアック点弧番号が自分の電機子コイル切り
替え装置番号と一致してなければ、ステップＳ４に進
み、ここで、制御情報中のトライアック消弧番号が自分
の電機子コイル切り替え装置番号と一致しているかどう
かを判断し、一致していれば、ステップＳ５において、
トライアック点弧回路５４に対する点弧指令信号の発生
を停止してトライアック５１を消弧させ、インバータ３
４又は３５から電機子コイルへの電流を遮断する。そし
て、ダイナミックブレーキ回路５８は、ステップＳ６に
おいて、ＤＣＣＴ５２で検出しているトライアック５１
の出力電流が０であることを確認後、光インタフエース
回路５５からのダイナミックブレーキ作動指令に応答し
てダイナミックブレーキ用コンタクタ５９を無励磁と
し、その接点６０を閉じて電機子コイルを抵抗器６１で
短絡する。

【００２５】その後、光インタフェース回路５５は、ス
テップＳ７において、当該電機子コイル切り替え装置の
ステータス、例えば消弧中、点弧中、異常、抵抗器短絡
中等をデータフォーマットにセットし、ステップＳ８に
おいて、その情報を光ファイバケーブルを介して次の電
機子コイル切り替え装置に伝送し、以下同様にして各電
機子コイル切り替え装置の光インタフェース回路５５は
当該電機子コイル切り替え装置のステータスをデータフ
ォーマットにセットした後光ファイバケーブルを介して
制御部４０に伝送する。

【００２６】尚、使用しない電機子コイルを抵抗器６１
で短絡しておく理由は、エレベータのかご１４が、ブレ
ーキが作動しなかったり、何らかの理由で落下し始めた
場合、エレベータのかご１４に取り付けられた永久磁石
と電機子コイルの間に制動力を発生させ、エレベータに
対してダイナミックブレーキをかけるためである。又、
抵抗器６１により電機子コイルを短絡する接点６０は、
制御装置等が停電した場合は、閉となるようにバック接
点を通常利用するものとする。

【００２７】このように、本実施例では、リニア同期モ
ータを応用したロープレスエレベータの高性能制御、特
に電機子コイルを乗り移るときの制御が精密にでき、ロ
ープレスエレベータにふさわしい低トルクリップルでの
制御が可能となり、しかも、インバータのＰＷＭ制御の
周波数を高くすることにより、電機子コイルの無騒音化
も可能となる。又、主回路の切り替えに半導体スイッチ
ング素子としてのトライアックを使用しているので、そ
の寿命を長くすることが出来る。又、利用しない電機子
コイルを短絡しておくことにより、万一エレベータのか
ごが落下した場合にダイナミックブレーキが働くように
なるため、その安全性を向上出来る。又、リニア同期モ
ータを利用したロープレスエレベータでは、昇降路全長
に渡って、電機子コイルが敷設されるため、電機子コイ
ル切り替え装置を駆動制御回路が設置されている機械室
に入れた場合、電機子コイルに電流を流す給電線の本
数、長さが（電機子コイルの数）×３と非常に多くなる
が、本実施例では、電機子コイルの敷設されている昇降
路内に電機子コイルと隣接して電機子コイル切り替え装
置を配置しているので、機械室から出る電機子コイルに
電流を流すための給電線の本数が６本となり、非常に少
なくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、交流電
力を直流電力に変換する単一のコンバータと、このコン
バータからの直流電力を所定の交流電力に変換する複数
個のインバータと、上記コンバータ及びインバータの動
作を制御する制御手段と、建屋側のエレベータ昇降路に
敷設された複数個の電機子コイルの近傍に設けられ、上
記制御手段からの制御情報に基ずいて上記複数個のイン
バータの出力を上記複数個の電機子コイルに選択的に供
給する複数個の電機子コイル切り替え手段とを備えたの
で、リニア同期モータのポールピッチの設計に制限がな
くなり、又、高性能制御が可能で、特に電機子コイルを
リニア同期モータの界磁側の永久磁石が乗り移るときの
制御を精密に行うことが出来、しかも電機子コイルの無
騒音化が可能となり、更に、コンバータ及びインバータ
等の収納された機械室とリニア同期モータ間の給電線を
少なくして構成を簡略化出来るという効果を奏する。

【００２９】又、電機子コイル切り替え手段が、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段とを備えたので、電機子コイルの切り替えに
半導体スイッチング素子を用いることによりその寿命を
長くすることが出来、異常検出手段によりロープレスエ
レベータの信頼性を向上出来、又、使用しない電機子コ
イルを短絡する短絡手段により万一エレベータのかごが
落下したときにこれにブレーキをかけてロープレスエレ
ベータの安全性を向上出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図３】この発明の一実施例の要部の具体例を示す構成
図である。

【図４】この発明の一実施例の駆動制御回路と複数台の
電機子コイル切り替え装置の接続例をを示す構成図であ
る。

【図５】この発明の一実施例の駆動制御回路と複数台の
電機子コイル切り替え装置の光ファイバケーブルによる
接続例をを示す構成図である。

【図６】この発明の一実施例で用いられるデータフォー
マットの一例を示す図である。

【図７】この発明の一実施例の動作説明に供するための
フローチャートである。

【図８】ロープを使用した一般的なエレベータを示す構
成図である。

【図９】慣用のロープレスエレベータを示す斜視図であ
る。

【図１０】慣用のロープレスエレベータで使用されてい
るリニア同期モータの永久磁石と電機子コイルの関係を
示す図である。

【図１１】従来のロープレスエレベータの制御装置を示
す構成図である。

【図１２】慣用のロープレスエレベータに取り付けられ
た永久磁石と電機子コイルの位置関係が３モードである
ことを示す図である。

【符号の説明】

１２Ａ１〜１２Ａ６ 電機子コイル １２Ｂ１〜１２Ｂ６ 電機子コイル １４ エレベータのかご １５Ａ、１５Ｂ 永久磁石 ３１ 駆動制御回路 ３２ コンバータ ３４、３５ インバータ ４１、４２ 給電線 ４３〜４８ 電機子コイル切り替え装置 ５１ トライアック ５４ トライアック点弧回路 ５５ 光インタフェース回路 ５７ 異常検出回路 ５８ ダイナミックブレーキ回路 ５９ ダイナミックブレーキ用コレクタ ６０ コレクタの接点 ６１ 抵抗器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 ロープレスエレベータの制御装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロープレスエレベー
タの制御装置に関し、特にリニア同期モータを利用した
ロープレスエレベータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８はロープを使用した一般的なエレベ
ータを示す構成図である。図において、１はエレベータ
昇降路の最上部にある機械室に設けられたエレベータの
かごの巻き上げ機、２は上記機械室内に設けられた反ら
せ車、３は巻き上げ機１及び反らせ車２に掛けられたロ
ープ、４はロープ３の一端に取り付けられたエレベータ
のかご、５はエレベータのかご４をガイドするかご用レ
ール、６はロープ３の他端に取り付けられた釣り合い重
り、７は釣り合い重り６をガイドする釣り合い重り用レ
ールである。

【０００３】このようにロープを使用したエレベータで
は、ブレーキ装置（図示せず）、巻き上げ機１が建屋の
機械室の内部にあるため、エレベータの制御装置等が故
障した場合にも、手巻きハンドル（図示せず）によりエ
レベータのかご４を昇降させることができ、これにより
エレベータのかご４内に閉じ込められた乗客の救出が容
易に可能になっている。

【０００４】ところが、このようなロープを使用したエ
レベータではエレベータのかご４と釣り合い重り６を吊
すロープ３があるため、例えば１０００ｍ以上もある超
高層ビルディングの昇降装置として使用することを考慮
すると、ロープ重量等が問題となり、実用的でない。そ
こで、このような問題点を解決するための手段として、
建屋側に配置された電機子コイルとかご側に配置された
永久磁石或は超伝導コイルにより構成されたリニア同期
モータにより、ロープを介せずにダイレクトに昇降する
ロープレスエレベータが考えられる。

【０００５】図９は例えば特開平３ー２３１７１号公報
に示された慣用のロープレスエレベータを示す斜視図で
ある。図において、１０は建屋側に設けられたエレベー
タ昇降路、１１Ａ、１１Ｂはエレベータ昇降路１０の右
側と左側に対向するように設置されたリニア同期モータ
用ヨーク、１２Ａ、１２Ｂはヨーク１１Ａ、１１Ｂにそ
れぞれ対向するように取り付けられたリニア同期モータ
の電機子コイル、１３はエレベータのガイドレール、１
４はエレベータのかご、１５Ａ、１５Ｂ（図４参照）は
エレベータのかご１４に右側と左側に対向するように取
り付けられたリニア同期モータの界磁用永久磁石、１６
Ａ、１６Ｂはエレベータのかご１４の上部の右側と左側
に取り付けられたバッファである。このように、ここで
は、エレベータは左右２組のリニア同期モータにより駆
動される。

【０００６】図１０はロープレスエレベータを駆動する
ための地上一次方式のリニア同期モータの永久磁石と電
機子コイルの位置関係を表した一例を示す図である。図
において、Ｕ相電機子コイル１２ＡＵ、Ｖ相電機子コイ
ル１２ＡＶ、Ｗ相電機子コイル１２ＡＷが、図示するよ
うに、エレベータの昇降路全長にわたって、所定の長さ
毎、分離されて敷設されている。又、界磁側の永久磁石
１５Ａは、各相の電機子コイル１２ＡＵ、１２ＡＶ、１
２ＡＷと図１０に示すような位置関係で、そのＮ極、Ｓ
極が対応づけされている。

【０００７】図１１は従来のロープレスエレベータの制
御装置と上述したようなリニア同期モータの接続関係の
一例を示す構成図である。図において、１２Ａ１〜１２
Ａ６はリニア同期モータを構成する左側の電機子コイル
であって、ここでは右側の電機子コイル１２Ｂ１〜１２
Ｂ６は省略されている。２１、２２はリニア同期モータ
の各電機子コイルを駆動するためのサイクロコンバー
タ、２３、２５、２７はサイクロコンバータ２１から３
相給電線２９を介してそれぞれ電機子コイル１２Ａ１、
１２Ａ３、１２Ａ５への給電を切り換える真空スイッ
チ、２４、２６、２８はサイクロコンバータ２２から３
相給電線３０を介してそれぞれ電機子コイル１２Ａ２、
１２Ａ４、１２Ａ６への給電を切り換える真空スイッチ
である。このように、リニア同期モータでは通常、建屋
側に固定子である電機子コイルが配列されるため、その
コイル長が昇降路長即ち建屋の高さ分必要となる。この
ため、通常電機子コイルは図１１に示したように分割さ
れている。そのため、リニア同期モータの各電機子コイ
ルを駆動するサイクロコンバータ２１、２２の３相出力
は、エレベータのかごの動きに応じて真空スイッチ２３
〜２８により順次切り換えられて各電機子コイルへ給電
される。即ち、サイクロコンバータ２１の３相給電線２
９、サイクロコンバータ２２の３相給電線３０は、それ
ぞれ電機子コイルの奇数、偶数に対応して給電するよう
になされているため、図１２に示すように、エレベータ
のかご１４に取り付けられている永久磁石１５Ａが電機
子コイル１２Ａ１に対応しているときには、真空スイッ
チ２３を作動させ、サイクロコンバータ２１により電機
子コイル１２Ａ１を励磁してエレベータを制御し、永久
磁石１５Ａが電機子コイル１２Ａ２に対応しているとき
には、真空スイッチ２４を作動させ、サイクロコンバー
タ２２により電機子コイル１２Ａ２を励磁してエレベー
タを制御し、又、永久磁石１５Ａが電機子コイル１２Ａ
３、１２Ａ４の両方にに対応しているときには、真空ス
イッチ２５、２６を作動させ、サイクロコンバータ２１
により電機子コイル１２Ａ３を、サイクロコンバータ２
２により電機子コイル１２Ａ４を励磁してエレベータを
制御する。かくして、ここではエレベータのかごは左右
一対のリニア同期モータで駆動されるようになされてい
る。尚、スイッチ２３〜２８の切り換えは、この発明に
は直接関係しないため、その説明を省略するが、一般に
エレベータのかごの位置検出により行われる。又、リニ
ア同期モータ等の原理、非常停止用のブレーキ装置は直
接この発明には関係しないため、その説明を省略する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のロープレスエレ
ベータの制御装置は以上のように構成されているので、
次のような問題点があった。即ち、サイクロコンバータ
を利用しているため、出力周波数に制限があり、リニア
同期モータのポールピッチの設計に制限があった。又、
２つの別々のサイクロコンバータにより制御をしている
ため、永久磁石が電機子コイル間を乗り移るときの制御
を精密に行うことが難しく、鉄道のように非常にイナー
シャの大きい場合は問題とならなかったが、エレベータ
のように建屋の内部で使用され、低振動でかつ低騒音を
要求されるような用途には問題があった。更に、真空ス
イッチには所定の機械的寿命があり、鉄道のように、移
動距離がないため、電機子コイルが長く設計されてお
り、かつ１日の稼働頻度が少なく、電機子コイルの切り
替え回数が少ないものには問題が少ないが、エレベータ
の用途では移動距離が短いため、電機子コイルが比較的
短く設計されており、１日の稼働頻度が多い用途には余
り適していなかった。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、ロープレスエレベータの高性能制
御、無騒音化が可能で、電機子コイルを切り替えるスイ
ッチの寿命を長くすることができ、しかも簡単な構成
で、安全性、信頼性の優れたロープレスエレベータの制
御装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るロープレ
スエレベータの制御装置は、交流電力を直流電力に変換
する単一のコンバータと、このコンバータからの直流電
圧を所定の交流電圧に変換する複数個のインバータと、
上記コンバータ及びインバータの動作を制御する制御手
段と、建屋側のエレベータ昇降路に敷設された複数個の
電機子コイルの近傍に設けられ、上記制御手段からの制
御情報に基ずいて上記複数個のインバータの出力を上記
複数個の電機子コイルに選択的に供給する複数個の電機
子コイル切り替え手段とを備えたものである。

【００１１】又、建屋側のエレベータ昇降路に敷設され
た複数個の電機子コイルとエレベータのかご側に設置さ
れた界磁用永久磁石、或は超伝導コイルにより構成され
たリニア同期モータにより駆動されるロープレスエレベ
ータにおいて、 交流電力を直流電力に変換する単一の
コンバータと、該コンバータからの直流電圧を所定の交
流電圧に変換する複数個のインバータと、上記コンバー
タ及びインバータの動作を制御する第１の制御手段と、
上記複数個の電機子コイルの近傍に設けられ、上記第１
の制御手段からの制御情報に基ずいて上記複数個のイン
バータの出力を上記複数個の電機子コイルに選択的に供
給する複数個の電機子コイル切り替え手段と、上記建屋
側に設けられ、上記リニア同期モータを駆動制御する第
２の制御手段と、上記電機子コイル切り替え手段と上記
第２の制御手段との間を鎖状に接続する光伝送手段とを
備え、上記第２の制御手段は上記電機子コイル切り替え
手段に作動すべき電機子コイル切り替え手段番号を転送
し、上記電機子コイル切り替え手段は上記第２の制御手
段に各電機子コイル切り替え手段の状態を転送するよう
にしたものである。

【００１２】又、電機子コイル切り替え手段が、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段とを備えたものである。

【００１３】又、使用していない電機子コイルは抵抗器
を介して短絡するようにしたものである。

【００１４】

【作用】この発明においては、リニア同期モータに供給
する電流を得るのに単一のコンバータと、複数個のイン
バータを用い、そして、複数個の電機子コイル切り替え
手段を建屋側のエレベータ昇降路に敷設された複数個の
電機子コイルの近傍に設け、コンバータ及びインバータ
の動作を制御する制御手段からの制御情報に基ずいて複
数個のインバータからの電流を複数個の電機子コイルに
選択的に供給する。これにより、リニア同期モータのポ
ールピッチの設計に制限がなくなり、又、高性能制御が
可能で、特に電機子コイルをリニア同期モータの界磁側
の永久磁石が乗り移るときの制御を精密に行うことが出
来、しかも電機子コイルの無騒音化が可能となり、更
に、コンバータ及びインバータ等の収納された機械室と
リニア同期モータ間の給電線を少なくして構成を簡略化
出来る。

【００１５】又、電機子コイル切り替え手段と第２の制
御手段とを光伝送手段により接続し、第２の制御手段よ
り電機子コイル切り替え手段に作動すべき電機子コイル
切り替え手段番号を転送し、電機子コイル切り替え手段
よりその動作状態を第２の制御手段に転送する。これに
より、リニア同期モータのポールピッチの設計に制限が
なくなり、又、高性能制御が可能で、特に電機子コイル
をリニア同期モータの界磁側の永久磁石が乗り移るとき
の制御を精密に行うことが出来、しかも電機子コイルの
無騒音化が可能となり、更に、コンバータ及びインバー
タ等の収納された機械室とリニア同期モータ間の給電線
及び第２の制御手段の配線も少なくして構成を簡略化出
来る。

【００１６】又、電機子コイル切り替え手段に、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段を設ける。電機子コイルの切り替えに半導体
スイッチング素子を用いることによりその寿命を長くす
ることが出来、異常検出手段を設けることによりロープ
レスエレベータの信頼性を向上出来、又、使用しない電
機子コイルを短絡する短絡手段を用いることにより万一
エレベータのかごが落下したときにこれにブレーキをか
けてロープレスエレベータの安全性を向上出来る。

【００１７】又、使用していない電機子コイルは抵抗器
を介して短絡する。これにより、ロープレスエレベータ
のブレーキが作動しなかったり、何等かの理由によりエ
レベータのかごが落下しはじめた場合、エレベータのか
ご側に設置された永久磁石と電機子コイルとの間に制動
力を発生させることができる。

【００１８】

【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及び図２はこの発明の一実施例を示す構成図
であり、図１１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の重複説明を省略する。図において、３１はエレベータ
の機械室に設けられ、リニア同期モータを駆動するため
の駆動制御回路、３２は駆動制御回路３１内に設けら
れ、リアクトル３６を介して外部の交流電源（図示せ
ず）に接続された電源回生機能、力率＝１制御機能を有
するコンバータであって、このコンバータ３２は、例え
ばトランジスタブリッジにより構成され、入力される３
相交流電力を直流電力に変換する。尚、このコンバータ
３２はＧＴＯ、ＩＧＢＴ等の遮断機能を持った素子で構
成してもよい。３３はコンバータ３２の出力側に接続さ
れ、直流電圧を平滑するための平滑用コンデンサ、３４
は駆動制御回路３１内に設けられ、平滑用コンデンサ３
２の両端に接続されて直流電圧を３相交流ＰＷＭ電圧に
変換し、奇数番の電機子コイル１２Ａ１、１２Ａ３、１
２Ａ５を励磁するためのインバータ、３５は駆動制御回
路３１内に設けられ、インバータ３４に並列接続され、
このインバータ３４と同様に作用し、偶数番の電機子コ
イル１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６を励磁するためのイ
ンバータであって、これらのインバータ３４、３５も、
コンバータ３２同様トランジスタブリッジの代わりにＧ
ＴＯ、ＩＧＢＴ等の遮断機能を持った素子で構成しても
よい。３７はコンバータ３２の入力側に設けられ、コン
バータ３２を制御するためのコンバータ電流検出用ＤＣ
ＣＴ、３８、３９はそれぞれインバータ３４、３５の出
力側に設けられ、その出力電流を検出するためのＤＣＣ
Ｔ、４０は駆動制御回路３１内に設けられ、コンバータ
３２、インバータ３４、３５の動作を制御するための制
御信号を発生する制御部である。尚、駆動制御回路３１
において、リニア同期モータを制御する電流ループ、速
度ループ、位相ループ等のアルゴリズム、コンバータ３
２を制御する為のアルゴリズム等の詳細は本発明とは直
接関係無いので省略する。

【００１９】又、４１、４２はそれぞれインバータ３
４、３５の出力側に接続された給電線、４３〜４８はそ
れぞれエレベータの昇降路に敷設されている電機子コイ
ル１２Ａ１〜１２Ａ６に対応してその近傍に設けられた
電機子コイル切り替え装置であって、電機子コイル切り
替え装置４３、４５、４７は給電線４１に接続され、電
機子コイル切り替え装置４４、４６、４８は給電線４２
に接続されている。従って、インバータ３４からの電流
は給電線４１よりそれぞれ電機子コイル切り替え装置４
３、４５、４７を介して奇数番の電機子コイル１２Ａ
１、１２Ａ３、１２Ａ５に供給され、インバータ３５か
らの電流は給電線４２よりそれぞれ電機子コイル切り替
え装置４４、４６、４８を介して偶数番の電機子コイル
１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６に供給されるようになさ
れている。

【００２０】４９Ａ〜４９Ｇは駆動制御回路３１の制御
部４０と電機子コイル切り替え装置４３〜４８の間の信
号伝送用の光ファイバケーブルであって、制御部４０と
電機子コイル切り替え装置４８の間は光ファイバケーブ
ル４９Ａにより接続され、電機子コイル切り替え装置４
８と電機子コイル切り替え装置４７の間は光ファイバケ
ーブル４９Ｂにより接続され、電機子コイル切り替え装
置４７と電機子コイル切り替え装置４６の間は光ファイ
バケーブル４９Ｃにより接続され、電機子コイル切り替
え装置４６と電機子コイル切り替え装置４５の間は光フ
ァイバケーブル４９Ｄにより接続され、電機子コイル切
り替え装置４５と電機子コイル切り替え装置４４の間は
光ファイバケーブル４９Ｅにより接続され、電機子コイ
ル切り替え装置４４と電機子コイル切り替え装置４３の
間は光ファイバケーブル４９Ｆにより接続され、電機子
コイル切り替え装置４３と制御部４０の間は光ファイバ
ケーブル４９Ｇにより接続される。尚、ここでは左右一
対のリニア同期モータを設けた場合であるが、それ以上
の複数のリニア同期モータを設けても良い。

【００２１】図３は図１及び図２に示した電機子コイル
切り替え装置４３〜４８の内、代表的に電機子コイル切
り替え装置４３の具体的な回路構成の一例を示す構成図
であり、他の電機子コイル切り替え装置４４〜４８も同
様の回路構成を取るものとする。図３において、５１は
給電線４１上に各相毎に設けられた半導体スイッチング
素子、例えばトライアック、５２はインバータ３４より
電機子コイル１２Ａ１に供給される電流を検出するＤＣ
ＣＴ、５４は絶縁トランス５３を介してトライアック５
１の点弧を制御するトライアック点弧回路、５５は判断
機能を有し、制御部４０との間で信号の授受を行い、ト
ライアック点弧回路５４に点弧指令信号を発生する光イ
ンタフェース回路、５６はＤＣＣＴ５２の検出電流を増
幅する電流アンプ、５７は光インタフェース回路５５又
は電流アンプ５６の出力に基ずいて装置の異常を検出す
る異常検出回路、５８は光インタフェース回路５５の出
力に基ずいてダイナミック用コンタクタ５９を励磁し、
電流アンプ５６及び異常検出回路５７の出力に基ずいて
ダイナミックブレーキ用コンタクタ５９を消磁するダイ
ナミックブレーキ回路、６０はコンタクタ５９の励磁で
開、消磁で閉となるコンタクタの接点、６１は接点６０
と共に給電線４１の各相間に接続された抵抗器である。

【００２２】次に動作について説明する。まず、電機子
コイルの切り替え動作について、この発明のロープレス
エレベータの制御装置の主回路の接続例を示す図４をも
参照しながら説明する。エレベータのかご１４に取り付
けられた永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイ
ル１２Ａ１、１２Ｂ１の領域にあるときにはインバータ
３４を動作させ、電機子コイル切り替え装置４３内のト
ライアック５１を点弧させて、インバータ３４からの電
流を電機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１に供給する。エレ
ベータのかご１４が下降し、永久磁石１５Ａ、１５Ｂが
それぞれ電機子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２にかかるよう
になったならば、位置検出器（図示せず）によりその位
置を検出し、インバータ３５を動作させ、電機子コイル
切り替え装置４４内のトライアック５１を点弧させて、
インバータ３５からの電流を電機子コイル１２Ａ２、１
２Ｂ２に供給する。つまり、永久磁石１５Ａ、１５Ｂが
それぞれ電機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１から１２Ａ
２、１２Ｂ２に乗り移る時は、電機子コイル１２Ａ１、
１２Ｂ１と１２Ａ２、１２Ｂ２を永久磁石１５Ａ、１５
Ｂと各電機子コイルの相対位置に従って、インバータ３
４、３５から各の電機子コイルへ流れる電流を所定の比
率を持って、制御部４０により制御する。

【００２３】更に、エレベータのかご１４が下降し、電
機子コイル１２Ａ１、１２Ｂ１の領域をそれぞれ永久磁
石１５Ａ、１５Ｂが通り過ぎたならば、その位置を位置
検出器により検出し、インバータ３４の動作を停止さ
せ、その出力電流を遮断して電機子コイル切り替え装置
４３内のトライアック５１を消弧させる。そして、電機
子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２はインバータ４４から電機
子コイル切り替え装置４４を介して供給される電流によ
りその励磁を続行する。

【００２４】そして、更に、エレベータのかご１４が下
降し、永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイル
１２Ａ３、１２Ｂ３にかかるようになったらならば、位
置検出器（図示せず）によりその位置を検出し、インバ
ータ３４を動作させ、電機子コイル切り替え装置４５内
のトライアック５１を点弧させて、インバータ３４から
の電流を電機子コイル１２Ａ３、１２Ｂ３に供給する。
つまり、永久磁石１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ電機子コイ
ル１２Ａ２、１２Ｂ２から１２Ａ３、１２Ｂ３に乗り移
る時は、上述同様、電機子コイル１２Ａ２、１２Ｂ２と
１２Ａ３、１２Ｂ３を永久磁石１５Ａ、１５Ｂと各電機
子コイルの相対位置に従って、インバータ３４、３５か
ら各の電機子コイルへ流れる電流を所定の比率を持っ
て、制御部４０により制御する。以下、エレベータのか
ご１４の下降に従って、電機子コイルを順次切り替えな
がら進行する。上昇時も電機子コイルに流れる電流の相
回転は逆になるが、同様に制御される。

【００２５】ここで、所定の電機子コイル以外、一つの
インバータから電流を供給される電機子コイルは一つの
為、インバータ３４、３５に接続されている複数台の電
機子コイル切り替え装置内のトライアックが同時に点弧
した場合には制御装置の異常動作である。このため、電
機子コイル切り替え装置では、光インタフエース回路５
５よりトライアック点弧回路５４に対して点弧指令信号
が出ていないにも拘わらず、ＤＣＣＴ５２により検出さ
れた電流が０でなかった場合、或は、点弧指令信号は出
ているが、ＤＣＣＴ５２により検出された電流が所定値
以上となった場合は、異常検出回路５７を作動させて、
その出力により光インタフエース回路５５及びトライア
ック点弧回路５４を介してトライアック５１を消弧させ
る。そして又、異常検出回路５７は光インタフエース回
路５５を介して制御装置が異常であることを駆動制御回
路３１の制御部４０に伝送する。この異常情報を受けた
制御部４０は当該インバータ３４又は３５の動作を停止
させ、そこからの電流を遮断する。更に、電機子コイル
切り替え装置では、ダイナミックブレーキ回路５８にお
いて、インバータ３４又は３５からの電流の遮断によ
り、トライアック５１の出力電流が０になったことを、
電流アンプ５６及び異常検出回路５７の出力に基ずいて
確認後、コンタクタ５９を無励磁として接点６０を閉
じ、電機子コイルを抵抗器６１で短絡する。

【００２６】次に、電機子コイル近傍に敷設した電機子
コイル切り替え装置と駆動制御回路の間の信号伝送によ
る制御方法について、駆動制御回路と複数台の電機子コ
イル切り替え装置とを光ファイバケーブルにより接続し
た例を示す図５、駆動制御回路から複数台の電機子コイ
ル切り替え装置へ伝送するデータフォーマットの一例を
示す図６及び電機子コイル切り替え装置の動作に関する
フローチャートを示す図７をも参照しながら説明する。

【００２７】駆動制御回路３１内の制御部４０は、図６
のデータフォーマットによる制御情報を光ファイバケー
ブルを介して各電機子コイル切り替え装置４３〜４８に
伝送する。即ち、制御部４０は各電機子コイル切り替え
装置４３〜４８にそのトライアック５１を点弧させたい
電機子コイル切り替え装置番号を伝送する。各電機子コ
イル切り替え装置４３〜４８ではその制御情報を光ファ
イバケーブルを介して光インタフエース回路５５で受信
する。そして、光インタフエース回路５５では、図７の
ステップＳ１において、制御情報中のトライアック点弧
番号が自分の電機子コイル切り替え装置番号と一致して
いるかどうかを判断し、一致していれば、ステップＳ２
において、ダイナミックブレーキ回路５８にダイナミッ
クブレーキ解除指令を発生し、その出力によりダイナミ
ックブレーキ用コンタクタ５９を励磁させ、その接点６
０を開として、抵抗器６１による電機子コイルの短絡を
解除する。その後、光インタフエース回路５５は、ステ
ップＳ３において、トライアック点弧回路５４に対して
点弧指令信号を発生し、その出力によりトライアック５
１を点弧させ、インバータ３４又は３５により制御され
た電流を電機子コイルに流す。

【００２８】又、光インタフエース回路５５はステップ
Ｓ１でトライアック点弧番号が自分の電機子コイル切り
替え装置番号と一致してなければ、ステップＳ４に進
み、ここで、制御情報中のトライアック消弧番号が自分
の電機子コイル切り替え装置番号と一致しているかどう
かを判断し、一致していれば、ステップＳ５において、
トライアック点弧回路５４に対する点弧指令信号の発生
を停止してトライアック５１を消弧させ、インバータ３
４又は３５から電機子コイルへの電流を遮断する。そし
て、ダイナミックブレーキ回路５８は、ステップＳ６に
おいて、ＤＣＣＴ５２で検出しているトライアック５１
の出力電流が０であることを確認後、光インタフエース
回路５５からのダイナミックブレーキ作動指令に応答し
てダイナミックブレーキ用コンタクタ５９を無励磁と
し、その接点６０を閉じて電機子コイルを抵抗器６１で
短絡する。

【００２９】その後、光インタフェース回路５５は、ス
テップＳ７において、当該電機子コイル切り替え装置の
ステータス、例えば消弧中、点弧中、異常、抵抗器短絡
中等をデータフォーマットにセットし、ステップＳ８に
おいて、その情報を光ファイバケーブルを介して次の電
機子コイル切り替え装置に伝送し、以下同様にして各電
機子コイル切り替え装置の光インタフェース回路５５は
当該電機子コイル切り替え装置のステータスをデータフ
ォーマットにセットした後光ファイバケーブルを介して
制御部４０に伝送する。

【００３０】尚、使用しない電機子コイルを抵抗器６１
で短絡しておく理由は、エレベータのかご１４が、ブレ
ーキが作動しなかったり、何らかの理由で落下し始めた
場合、エレベータのかご１４に取り付けられた永久磁石
と電機子コイルの間に制動力を発生させ、エレベータに
対してダイナミックブレーキをかけるためである。又、
抵抗器６１により電機子コイルを短絡する接点６０は、
制御装置等が停電した場合は、閉となるようにバック接
点を通常利用するものとする。

【００３１】このように、本実施例では、リニア同期モ
ータを応用したロープレスエレベータの高性能制御、特
に電機子コイルを乗り移るときの制御が精密にでき、ロ
ープレスエレベータにふさわしい低トルクリップルでの
制御が可能となり、しかも、インバータのＰＷＭ制御の
周波数を高くすることにより、電機子コイルの無騒音化
も可能となる。又、主回路の切り替えに半導体スイッチ
ング素子としてのトライアックを使用しているので、そ
の寿命を長くすることが出来る。又、利用しない電機子
コイルを短絡しておくことにより、万一エレベータのか
ごが落下した場合にダイナミックブレーキが働くように
なるため、その安全性を向上出来る。又、リニア同期モ
ータを利用したロープレスエレベータでは、昇降路全長
に渡って、電機子コイルが敷設されるため、電機子コイ
ル切り替え装置を駆動制御回路が設置されている機械室
に入れた場合、電機子コイルに電流を流す給電線の本
数、長さが（電機子コイルの数）×３と非常に多くなる
が、本実施例では、電機子コイルの敷設されている昇降
路内に電機子コイルと隣接して電機子コイル切り替え装
置を配置しているので、機械室から出る電機子コイルに
電流を流すための給電線の本数が６本となり、非常に少
なくなる。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、交流電
力を直流電力に変換する単一のコンバータと、このコン
バータからの直流電圧を所定の交流電圧に変換する複数
個のインバータと、上記コンバータ及びインバータの動
作を制御する制御手段と、建屋側のエレベータ昇降路に
敷設された複数個の電機子コイルの近傍に設けられ、上
記制御手段からの制御情報に基ずいて上記複数個のイン
バータの出力を上記複数個の電機子コイルに選択的に供
給する複数個の電機子コイル切り替え手段とを備えたの
で、リニア同期モータのポールピッチの設計に制限がな
くなり、又、高性能制御が可能で、特に電機子コイルを
リニア同期モータの界磁側の永久磁石が乗り移るときの
制御を精密に行うことが出来、しかも電機子コイルの無
騒音化が可能となり、更に、コンバータ及びインバータ
等の収納された機械室とリニア同期モータ間の給電線を
少なくして構成を簡略化出来るという効果を奏する。

【００３３】又、建屋側のエレベータ昇降路に敷設され
た複数個の電機子コイルとエレベータのかご側に設置さ
れた界磁用永久磁石、或は超伝導コイルにより構成され
たリニア同期モータにより駆動されるロープレスエレベ
ータにおいて、 交流電力を直流電力に変換する単一の
コンバータと、該コンバータからの直流電圧を所定の交
流電圧に変換する複数個のインバータと、上記コンバー
タ及びインバータの動作を制御する第１の制御手段と、
上記複数個の電機子コイルの近傍に設けられ、上記第１
の制御手段からの制御情報に基ずいて上記複数個のイン
バータの出力を上記複数個の電機子コイルに選択的に供
給する複数個の電機子コイル切り替え手段と、上記建屋
側に設けられ、上記リニア同期モータを駆動制御する第
２の制御手段と、上記電機子コイル切り替え手段と上記
第２の制御手段との間を鎖状に接続する光伝送手段とを
備え、上記第２の制御手段は上記電機子コイル切り替え
手段に作動すべき電機子コイル切り替え手段番号を転送
し、上記電機子コイル切り替え手段は上記第２の制御手
段に各電機子コイル切り替え手段の状態を転送するよう
にしたので、リニア同期モータのポールピッチの設計に
制限がなくなり、又、高性能制御が可能で、特に電機子
コイルをリニア同期モータの界磁側の永久磁石が乗り移
るときの制御を精密に行うことが出来、しかも電機子コ
イルの無騒音化が可能となり、更に、コンバータ及びイ
ンバータ等の収納された機械室とリニア同期モータ間の
給電線及び第２の制御手段の配線を少なくして構成を簡
略化出来るという効果を奏する。

【００３４】又、電機子コイル切り替え手段が、少なく
とも電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
る短絡手段とを備えたので、電機子コイルの切り替えに
半導体スイッチング素子を用いることによりその寿命を
長くすることが出来、異常検出手段によりロープレスエ
レベータの信頼性を向上出来、又、使用しない電機子コ
イルを短絡する短絡手段により万一エレベータのかごが
落下したときにこれにブレーキをかけてロープレスエレ
ベータの安全性を向上出来るという効果を奏する。

【００３５】又、使用していない電機子コイルは抵抗器
を介して短絡するようにしたので万一エレベータのかご
が落下したときにこれにブレーキをかけてロープレスエ
レベータの安全性をより向上出来るという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図３】この発明の一実施例の要部の具体例を示す構成
図である。

【図４】この発明の一実施例の駆動制御回路と複数台の
電機子コイル切り替え装置の接続例をを示す構成図であ
る。

【図５】この発明の一実施例の駆動制御回路と複数台の
電機子コイル切り替え装置の光ファイバケーブルによる
接続例をを示す構成図である。

【図６】この発明の一実施例で用いられるデータフォー
マットの一例を示す図である。

【図７】この発明の一実施例の動作説明に供するための
フローチャートである。

【図８】ロープを使用した一般的なエレベータを示す構
成図である。

【図９】慣用のロープレスエレベータを示す斜視図であ
る。

【図１０】慣用のロープレスエレベータで使用されてい
るリニア同期モータの永久磁石と電機子コイルの関係を
示す図である。

【図１１】従来のロープレスエレベータの制御装置を示
す構成図である。

【図１２】慣用のロープレスエレベータに取り付けられ
た永久磁石と電機子コイルの位置関係が３モードである
ことを示す図である。

【符号の説明】 １２Ａ１〜１２Ａ６ 電機子コイル １２Ｂ１〜１２Ｂ６ 電機子コイル １４ エレベータのかご １５Ａ、１５Ｂ 永久磁石 ３１ 駆動制御回路 ３２ コンバータ ３４、３５ インバータ ４１、４２ 給電線 ４３〜４８ 電機子コイル切り替え装置 ５１ トライアック ５４ トライアック点弧回路 ５５ 光インタフェース回路 ５７ 異常検出回路 ５８ ダイナミックブレーキ回路 ５９ ダイナミックブレーキ用コレクタ ６０ コレクタの接点 ６１ 抵抗器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建屋側のエレベータ昇降路に敷設された
   複数個の電機子コイルとエレベータのかご側に設置され
   た界磁用永久磁石、或は超伝導コイルにより構成された
   リニア同期モータにより駆動されるロープレスエレベー
   タにおいて、 交流電力を直流電力に変換する単一のコンバータと、 該コンバータからの直流電力を所定の交流電力に変換す
   る複数個のインバータと、 上記コンバータ及びインバータの動作を制御する制御手
   段と、 上記複数個の電機子コイルの近傍に設けられ、上記制御
   手段からの制御情報に基ずいて上記複数個のインバータ
   の出力を上記複数個の電機子コイルに選択的に供給する
   複数個の電機子コイル切り替え手段とを備えたことを特
   徴とするロープレスエレベータの制御装置。
2. 【請求項２】 電機子コイル切り替え手段が、少なくと
   も電機子コイルを切り替える半導体スイッチング素子
   と、この半導体スイッチング素子の出力電流を検出して
   異常時インバータの出力を遮断する異常検出手段と、上
   記インバータの出力の遮断時上記電機子コイルを短絡す
   る短絡手段とを備えた請求項１記載のロープレスエレベ
   ータの制御装置。