JPS5834483Y2 - 速度制御装置の故障検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエレベータ制御装置等のような閉ループを構成
する速度制御装置の故障検出装置に関する。

閉ループを構成する速度制御装置にあ・いて、その故障
を検出し、安全に停止する方式として、その速度制御装
置の速度指令信号と速度帰還信号を比較し、その差の大
きさに従って故障検出器を動作させ、この信号によって
安全装置を動作させるものがある。

つ１す、速度制御装置が正常であれば速度制御装置の速
度帰還信号は速度指令信号とほぼ等しく、差信号は小さ
いのに対して、故障を生じると差信号が大きくなり、故
障検出器が動作するものである。

従来のこの種故障検出回路の一例（例えば特開昭４８−
５８２７９）を第１図に示す。

速度制御装置１には速度指令信号６が加えられ、実速度
信号としての出カフを発生する。

また、加算器２に出力１が速度帰還信号として加えられ
た場合、速度制御装置１の伝達関数がＷ（Ｓ）である場
合、速度指令信号６から出力信号７への伝達関数は次の
ようになる。

ここでＷ（Ｓ）が十格大きけれ＝牙常は無視することが
でき、速度指令信号６と 号７はほぼ一致するが、
Ｗ（Ｓ）の絶対値がそれほど大きくなく時定数が大きい
ような場合は、出力は指令に対して遅れるようになる。

−例としてＷ（Ｓ）がゲインに１時定数Ｔの一次遅れ要
素であったとすれば、ここで が無視できない値であれば、出力 は指令に対して遅れることになる。

そのため、故障検出器５の比較器４には出力を進めるよ
うな伝達関数をもつ模擬回路３が必要となる。

が比較的大きい場合は、 このよう、な帰還 制御回路は安定であるが、速度制御装置の伝達関数が数
次の時間遅れをもち、かつループゲインＫが大きい場合
、すなわち本来ならば応答が早くなるはずの場合、出力
に振動を生じる場合が多いので、第２図に示すように、
速度制御装置１の中の出カフを生じる制御本体８の加算
器１０に出カフが制動回路９を通して負帰還きれる場合
が多い。

このとき制御本体８の伝達関数を 制動回路９の伝達関数をＨ（Ｓ）とすれば、となり、一
般にはＨ（Ｓ）ｒｉＫ／／ Ｓのような微分要素である
ので、Ｗ（Ｓ）の応答が遅れ出力が指令に対して遅れる
ようになる。

この第２図の回路に釦いて、模擬回路３の伝達関数は指
令６と出カフ０間の伝達関数の逆関数でなければならな
いが、このような関数を正確に作ることはきわめて困難
であり、正確に調整ができないだけでなく、調整に多大
の時間を要するという欠点を有する。

本考案の目的は、短時間に、しかも正確に調整すること
のできる速度制御装置の故障検出装置を提供するにある
。

この目的を達成するため、本考案は、速度指令信号に対
して速度帰還信号（実速度信号）と制動信号（実速度信
号の微分値）の和を比較して、その差信号により速度制
御装置の異常を検出するようにしたことを特徴とする。

一般に速度制御装置の時間遅れの大部分は制動回路信号
によって発生しており、制動信号と速度帰還信号の和は
速度指令信号と過渡的にもかなり良く一致を示す。

例えば、第２図の制御本体８の伝達関数をＧ （Ｓ）、
制動回路９の伝達関数をＨ（Ｓ）とすれば、制御回路の
伝達関数は第３図のようになる。

このとき、指令ｉから出力０への伝達関数は、 とな９、 一般の制御回路でＨＧ（Ｓ） Ｖｉ十分大きいととから
石面を無視すれば、 となり、制動 回路の伝達間数分だけ指令と出力に差を生じる。

これに対して、指令ｉからｏ （Ｈ（Ｓ）＋ １ ）、
つ１り制動信号と速度帰還信号の和への伝達関数は（４
）式にＨ（Ｓ）＋ １を掛ければよいから、となり、速
度指令信号は速度帰還信号と制動信号の和に対して定常
的にも過渡的にも一致する。

したがって、速度指令信号に対して速度帰還信号と制動
信号の和を比較すれば、模擬回路３を介することなく直
接比較しても過渡的な誤差が小さい。

以下、本考案の一実施例を第４図について説明する。

比較器４には速度指令信号６と速度帰還信号７が直接加
算されると同時に、制動信号１１が加算され、速度指令
信号６に対して、速度帰還信号７と制動信号１１の加算
値が比較されている。

この差の値は速度制御装置１の指令に対応してトリ、＝
般に速度制御装置１のゲインが高く指令は小さいレベル
にあることからも知られるように、正常時には定常的に
も過渡的にもその値は小さい。

これに対して、速度制御装置１が故障すると指令信号６
に対して出カフを従わせる能力がなくなり、大きな差を
生じ、継電器からなる故障検出器５が動作す°る。

実際には、制動信号やその他の補正信号が多数出カフや
速度制御装置１の内部から帰還されるが、その中で最も
影響の大きいもの、例えば出カフの微分値のような１個
の制動信号を加算すれば十分である場合が多い。

また、精密な検出を行なうときには、前記速度帰還信号
および制動信号のほかに、さらに他の制動信号や補正信
号を追加して３つ以上の値を加算すればよい。

第５図は本考案の他の実施例を示す。

制御本体８の入力側には加算器２，１０を構成する制御
巻線１３，１４を備えた磁気増幅器１２が設けられてお
シ、その出力は直流発電機１５の界磁巻線１６を制御し
ている。

この直流発電機１５の出力電圧はシーブ１７にロープ１
８を介してつるべ状に吊り下げられたエレベータケージ
１９とカウンターウエート２０を駆動する直流電動機２
１に加えられ、その回転数は速度発電機２２で検出され
て出カフが得られる。

制動回路９は抵抗２３とコンデンサ２４よりなる微分回
路で構成されておシ、速度帰還信号は抵抗２５を通して
与えられている。

渣た、比較器４は制御巻線２７．２８を有する磁気増幅
器２６により構成されている。

磁気増幅器１２と２６は同一仕様であり、制御巻線１３
，１４および２７゜２８の巻数比が同一であ”れば、調
整は一切不要であり、しかも精度はさきに述べたとおり
十分高い。

また、速度帰還信号と速度指令信号の比較を電圧で行な
うと、例えば第４図に釦いて点ｃ、ｄが断線した場合は
断線と同時に比較器４で比較される入力が変化するので
、故障検出器５を早期に動作させることができるが、点
ａ、ｂが断線した場合には、速度帰還信号が変化するこ
とによって出力信号に異常が生じ、速度指令信号と速度
帰還信号に差を生じて始めて故障検出器５が動作するた
め、故障構出が遅くなる。

しかし、第５図の実施例では、速度指令信号と速度帰還
信号の比較を電圧ではなく、電流で行なっているので、
回路の断線などに際しても即時応答できる。

比較器４として使用される磁気増幅器２６の具体的回路
例を第６図に示す。

継電器を採用した故障検出器５を共通の負荷とし、変圧
器２９を共通の電源とした２組の磁気増幅器３０と３６
よりなっている。

これらの磁気増幅器３０．３６Ｕそれぞれ出力巻線３１
，３２および３７ 、３８、整流器３３．３４訃よび３
９，４０をもってむり、第５図の制御巻線２７は制御巻
線２７Ａ、２７Ｂ、制御巻線２８は制御巻線２８Ａ、２
８Ｂよりなっている。

制御巻線３５，４１はダイオード４２゜４３、抵抗４４
よりなるバイアス回路の電流により故障検出レベルを設
定するためのものである。

制御信号４５と４６の差信号と出力電圧の関係は第７図
のようになり、差信号が一定の値以上になると、出力を
生じ故障検出器５が動作する。

第８図は本考案のさらに他の実施例を示す。

指令信号電流が抵抗４７の電圧降下として検出され、帰
還信号電流と制動電流の和が抵抗４８の電圧降下として
検出され、加算器４として採用された演算増幅器４９に
入力抵抗ｓｏ 、ｓｉを通してそれぞれ加算されている
。

以上述べたように、本考案によれば、故障検出装置の調
整をきわめて短時間にしかも正確に行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の故障検出装置の各側を示す
ブロック図、第３図は第２図に示した速度制装置の伝達
関数を示すブロック図、第４図は本考案の一実施例を示
す故障検出装置のブロック図、第５図は本考案の他の実
施例を示す故障検出装置の電気回路図、第６図は第５図
の故障検出装置において比較器として使用される磁気増
幅器の具体的電気回路図、第７図は第６図に示した磁気
増幅器の差信号と出力電圧の関係を示す特性図、第８図
は本考案のさらに他の実施例を示す電気回路図である。 １・・・・・・速度制御装置、２，１０・・・・・・加
算器、４・・・・・・比較器、５・・・・・・故障検出
器、６・・・・・・速度指令信号、７・・・、・・出力
信号（実速度信号）、８・・・・・・制御本体、９・・
・・・・制動回路、１１・・・・・・制動信号、１２
、２６・・・・・・磁気増幅器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．速度制御装置と、この速度制御装置の入力側にその
   出力である実速度信号を帰還する帰還回路と、上記速度
   制御装置の速度指令信号と実速度信号とを比較する比較
   器と、その差信号が所定値を越えたとき上記速度制御装
   置の異常を検出する継電要素とを備えたものにおいて、
   実速度信号を微分して制動信号を作成しこれを速度制御
   装置の入力側に帰還する制動回路と、この制動回路の出
   力である制動信号を上記比較器に加える回路とを設け、
   上記比較器により速度指令信号に対して実速度信号と制
   動信号の和を比較するようにしたことを特徴とする速度
   側８置の故障検出装置。 ２、上記速度制御装置に入力される速度指令信号、実速
   度信号釦よび制動信号と、上記比較器に入力される速度
   指令信号、実速度信号訃よび制動信号とを電流として比
   例するように構成したことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の速度側８置の故障検出装置。 ３、上記比較器は磁気増幅器からなり、その制御巻線を
   上記速度制御□置の入力側に設けられた速度指令信号、
   実速度信号および制動信号をつき合わせるための磁気増
   幅器の制御巻線と直列に接続したことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第２項記載の速度制御装置の故障検
   出装置。