JPS5912056A - 直流エレベ−タ−制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレベータ−制御に関し、特にｌ・ルク指令に
応じて直流電動機を制御する直流エレベータ−の制御装
置の改良に係る。

一般にサイリスクブリッジを逆並列に接続し出力電流を
正負に制御する回路においてｔま正逆サイリスタ回路を
同時点弧するとサイリスタを通して電源が短絡されサイ
リスタに大電流が流れサイリスタ等金破損させる事故に
発展するため、どのような場合においても正逆のサイリ
スタを同時に点弧することは絶対に避けなければならな
い。

そのためこの種の回路においては一方のサイリスタ回路
が制御されているときには他のサイリスタ回路には点弧
パルスが与えられないよう回路上のインターロックを行
うのが一般的である。

従来の直流エレベータ−の制御回路の構成を第１図に示
し、以下この図を用いてエレベータ−制御上の問題を説
明する。図において１は電源、２は順方向サイリスタブ
リッジ回路、３は逆方向サイリスクブリッジ回路、４は
エレベータ−駆動用電動機、５は電流検出器、６はシー
ブ、７は速度発電機、８はつり合いおもり、９は乗りか
ご、１０は界磁、１１は電流指令、１２は加算器、１３
は関数発生器、１５．１６は移相器、１７は切換え論理
回路、１７．１８は開閉回路、２７は速度指令、２８は
速度帰還信号、２９は加算器である。

いま、正の指令信号（図示しない）によって順方向サイ
リスクが制御されるように構成されているものとすると
移相器１５の出力が順方向サイリスクブリッジ回路２に
与えられる状態に開閉回路２２が設定（この状態を閉状
態とする）され、開閉回路２３は移相器回路１６の出力
をサイリスク回路３に与えられるのを阻１トする状態（
この状態を開状態とする）となるように構成されている
。

さらに上記状態を得るため切換論理回路１７の出力接続
線２０には出力電圧が発生しており、同じく出力接続線
２１には出力電圧が零である場合に上記状態を満足する
ものであるとする。

このような条件で順方向サイリスタ２が動作してサイリ
スタ変換回路出力電流が制御され、この電流は直流電流
検出器５によって検出され加算器１２に負帰還される一
方切換論理回路１７０入力となって、この方向電流が所
定値以上であれば切換論理回路１７の出力が反転するこ
とはない。

次に指令信号が正側から負側に反転すると負荷回路４が
誘導性の場合、出力電流は瞬時に零になれず順方向サイ
リスタブリッジ回路２の順方向サイリスタは導通状態に
あるから逆方向サイリスクブリッジ回路３の逆方向サイ
リスクに点弧ノくルスを与えることはできない。切換論
理回路１７はこのためにあり関数発生器１３の出力が反
転しても出力電流値が所定値以上であれば切換論理回路
１７は反転しない、その後出力電流が減少し所定値以下
となると切換論理回路１７の出力は反転し出力接続線２
０の電圧は零となり出力接続線２１には電圧が発生する
。すると開閉回路２２は開状態、開閉回路２３は閉状態
となって移相器１５の出力は阻止され移相器１６の出力
は逆方向サイリスタブリッジ回路３の逆方向サイリスタ
に点弧パルスを与えることになりサイリスクブリッジ回
路２．３で構成される変換器の出力電流は逆方向に流れ
制御される。

さらに開閉回路２２．２３はそれぞれの出力によって互
いにインターロックされるように構成されており、制御
回路がなんらかの故障によっても両方の開閉回路が同時
に閉状態にならないようになっている。

このような従来方式におけるトルク指令と電機子電流と
の関係を示したのが第２図である。トルク指令の極性が
切換わる付近には上述した短絡防止動作を行わせるため
に四角いヒステリシス特性を持った切換えゾーンができ
ていることがわかる。

この′喧域で＋側から一側にトルク指令が変化した場合
電機子電流はａ→ｂ→Ｃ→ｄの経路をたどり極性が変化
する。ここでトルク指令が−ＴＨの時に電機子電流がＩ
ａｉから一工、Ｈに急変する跳躍現象が円滑なトルク制
御を要求される用途には致命的な問題となりうる。たと
えばこの制御方式でエレベータ−を動かした場合、この
トルク切換えショックは乗りかご内の乗客に不快な衝撃
を与え極めて好ましくない。この現象は乗客数が定格の
半分ぐらいの時に特に発生する。

第３図はこのような乗客数に依存して発生する現象を示
している。乗客数が定員のほぼ１／２である平衡負荷の
場合には電機子電流はエレベータ−が定常走行中はぼ０
となりながら走行する。この時に前述したような電流切
換え制御を行うことにより正負のトルクを発生する制御
方式では電流が正側にたおれたり、負側にだおれたり、
電流切換えをくり返しながらエレベータ−は走行するの
で、切換えショックが連続する。、（領域１のゾーンが
これに相当する。） 又平衡負荷以外の条件でも、たとえば乗客数が非常に少
ない場合（無負荷）あるいはほぼ定員の場合（全負荷）
にも加減速時（領域２のゾーン）に切換えショックが発
生することがある。

特にこの影響は定常走行中が深刻である。すなわち、定
常走行中は加減速時とは違い加速度成分がほとんど乗客
に与えられていないために、上述したような切換えショ
ックが存在していれば、乗客はそのショックを感じとる
ことができるため、乗りごこちを重視するエレベータ−
制御では性能上の問題点となる。

コノようにエレベータ−制御においては、電源短絡の危
険を確実に避けたい要求と裏腹に切換えショックをでき
るだけ小さくしたいという要求もあり制御方式の改善が
強く望まれていた。

本発明の目的は、両極性のトルクを発生し、かつこのト
ルク制御を２組の電源装置を切換えることによって実現
しているエレベータ−において、極性切換えに伴う切換
えショックを抑制し乗心地の向上を図ることのできるエ
レベータ−制御装置を提供するにある。

本発明の特徴は、′電源の極性切換えゾーン付近で他方
の電源装置の出力を一定値から減少させることによって
電動機の極性切換えに伴う振動を抑制し、エレベータ−
の乗心地を向上するところにある。

以下本発明の一実施例を図面とフローチャートを用いて
説明する。第４図に本発明のハードウェアの全体構成図
を示す。第１図の部品と同一の部品は記号を統一しであ
る。３０は電動機の回転速度に応じてパルスを発生する
パルスエンコーダ、３２は界磁回路用の電源装置、３１
は演算装置などを搭載したマイコンボード、３１０は速
度検出。

トルク指令発生などの演算を行う中央処理装置、３１１
はパルスエンコーダの出力をカウントするカウンタ、３
１２はプログラムを記憶しておく読み出し専用の記憶素
子、３１３はサイリスタへの点弧信号を出力するデジタ
ル−アナログ変換素子、３１４は読み出し書き込みので
きる記憶素子、３１５はアナログ量を取り込みデジタル
量に変換するアナログ−デジタル変換素子である。

第５図に本発明のソフトウェアの全体構成図を示す。電
動機制御プログラム１００は図示しＣいないオペレーテ
ィングシステムの働きによってたとえば２ｍｓごとに起
動されるタスクである。この電動機制御プログラム１ｏ
ｏが起動されるとまず電流検出サブルーチン２００が呼
ばれ検出器５で検出された電機子電流と界磁電流をアナ
ログ−デジタル変換器３１５を介してＣＰＵ３１０に取
り込む処理を行う。次に電流指令発生サブルーチン３０
０が呼ばれ後述する電流指令と前述した各電流値との偏
差が０となるように電源装置であるサイリスクの点弧角
を決定し、デジタル−アナログ変換器３１３から点弧信
号を出力する。勿論このサブルーチンの中には第１図で
説明したように逆並列接続されたサイリスクブリッジ２
，３が電源短絡を起さないようＫするための切換えロジ
ック回路的な働きをするソフトウェアが存在する。

次に前述した高速タスクよシもタスクレベルの低い処理
を行う時かどうかを４００で判断し、もしＹｅ　ｓ　　
であれば速り租検出すフルーチン５００が１１　ハれパ
ルスエンコーダのパルスでチクリメントされたカウンタ
３１１の内容と前回処理時のカウンタの内容から電動機
の速度を検出する。

次に速度指令発生サプルーチ／６００が呼ばれ速度指令
値をマイコンボード内で発生する。

そして上述した電動機速度と速度指令との偏差が零とな
るようにトルク指令を決定し、このトルク指令の大きさ
に応じて電機子電流指令と界磁直流指令を発生して全処
理を終るが、このトルク指令発生ザブルーチンに本発明
の特徴があるので第６図で詳細に説明する。なおその他
のサブルーチンは本発明の効果に大きな影響をおよぼさ
ないので詳細な説明は省略する。たとえば速度検出の方
法はここでは一定時間内に発生するパルス数から求める
方法を示したが、パルスの幅を測定してその逆数から求
めるような方法でもよいし、直流速度発電機の出力を７
ナログーデジタル変換することによって直接求めてもよ
い。

第６図に電流指令発生サブルーチン７０００フローチャ
ー　トを示す。まず７１０でトルク指令の絶対値が所定
値よりも大きいかどうかを判定し、大きければトルク指
令値とは無関係に７２０で界磁電流を一定に保つ指令を
発生し、トルク指令の絶対値が所定値よりも小さければ
、これまで一定制御されていた界磁電流をトルク指令の
絶対値に応じて減少するように可変指令を７３０で発生
する。

７４０ではトルク指令値に応じて電機子電流の可変指令
を発生する。

第７図に本発明を適用したときのトルク指令と電機子電
流と界磁電流との関係を示す。トルク指令が領域Ａ以外
にある時はごく一般的な静止レオナード（一定界磁眠流
Ｉｔｙとトルク指令に応じて変化する電機子電流）であ
。るが、トルク指令が領域Ａの中にある場合には界磁電
流はトルク指令の絶対値に応じて減少制御され、電機子
電流は領域Ａ以外と同様に界磁電流の動きとは無関係に
トルク指令の値に応じて可変制御される。領域Ｂでは■
、は、第２図に示したのと同様にヒステリシス動作を行
うのでこのゾーンでは制御系は無制御状態となっている
。さらに電機子電流がトルク指令に応じて制御されかつ
界磁電流がトルク指令の絶対値に応じて可変制御される
領域Ｃでは厳密に言えばトルクは非線形動作となり制御
上は好ましくはないが、この領域Ｃの幅は全トルク領域
に対して非常に狭いので、判にこのゾーンでトルクが線
形となるように複雑な演算を行って界磁′１１Ｌ流、電
機子亀流を決めなくとも実用上の問題はない。

このように領域Ａで界磁電流を減少させると電機子電流
の極性が切換わる時の界磁電流値をこれまでのＩｒｙか
らｈｚ　’！で小さくすることができる。

したがって電流切換わり時のトルク変動ΔＴを２ＸＩ−
−ＸＩｔｔ×にφ　から２Ｘ１．、刈ＢＸＫφへと減少
させることができる。なおにφは界磁定数である。第７
図の例ではトルクの切換えショックは従来方式の約１／
２に低減できる効果がある。

第８図に本発明の他の実施例を示すノ・−ドウエア、第
９図はこの方式を実施した時のトルク指令と界磁電流、
電機子電流との関係を示している。

この場合には電機子電流が一方向に：４ｔｌＪ　＄’Ｊ
さｔし、界磁電流が正負両方向に制御されており、領域
Ａで電機子′電流はトルク指令の絶対値に応じて図のよ
うに減少制御されるのでトルクの切換えショックを低減
できる効果がある。この方式の場合′電機子電流の応答
が早゛いという点を利用して領域Ａの幅をできるだけ領
域Ｂの幅に近づけること力（ｏＪ　Ｑ已になるので、非
線形開開１ゾーンである領域Ｃの１唱を小さくすること
ができ、制御性能の低下が少ないという別の効果がある
。

第１０図に他の１実施例を実現するためのフローチャー
トを示す。ここでは電流指令発生ツ＝）゛ル−チン７０
０の中に１つの判定条件７５０が人っている。この条件
はエレベータ−の速度４′旨令又は実速度又は加速度を
測定し、エレベーターカＥＩ：Ｆｊ’！定常走行の状態
におる場合のみ一定電流減少制御の実行判定を行うよう
にさせるものである。

このようにする理由は定常走行状態下での電流切換えの
ショックが実質上の問題点であること。

および加減速中に一過的に電流切換えが起こる場合には
り換えショックは乗客にとって犬＠な影響を与えないの
で電流減少制御を行う必要がない。

かえってこのような時に電流減少制御を行うとその制御
が原因でショックを発生する恐れがある。

本発明の他１実施例ではこのように必要な場合にのみ切
換えショック低減制御を行すうる他の効果がある。

第１１図に本発明の他の１実施例を示す。この実施例で
は判定条件７６０が新たに考慮されている。

判定条件７６０は、エレベータ−が運転を開始する直前
に今回の運転モードでは１流切換えにより切換えショッ
クが発生するかどうかをあらかじめ判断する手段として
乗客の量を計測している。

すなわち乗客量が定格積載荷重の約１／２程度の条件で
問題の電流切換えショックが定常走行に発生するから、
あらかじめエレベータ−が走行を開始する前に乗客量を
検出し、定格の約１／２の場合にのみ電流減少制御を動
作可能としている。このようにすれば電流減少制御の実
行判定を少ない判定回数で行うことができ、走行中判定
に伴う誤動作を抑制し得る他の効果がある。

本発明によれば、トルクの極性切換えに伴うショックを
低減し得るので、円滑なエレベータ−制御を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来方式を説明するための図、第４図
〜第７図は本発明の一実施例を示す図、第８図〜第１１
図は本発明の他の実施例を示す図である。 ２．３・・・電源装置、５・・・電流検出器、３ｏ・・
・パルスエンコーダ、３１・・・７１コンボード、３１
ｏ・・・中央演算装置、３１１・・・カウンタ、３１３
−デジタル−アナログ変換器、３１５・・・アナログ−
デジタル変換器、Ａ・・・峨流変化領域、Ｂ　川ヒステ
リン第６０ 第７　ｍ 第’ｒ　　図 第ｔｏ　　Ｉｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ニレペルター乗かごと、該乗かごを駆動する直流電
   動機と、該電動機の界磁巻線に給電する第１の電源装置
   と、上記電動機の電機子巻線に給電する第２の電源装置
   と、上記電動機の帰還信号と指令信号とを比較してトル
   ク指令を算出する手段と、このトルク指令に応じて上記
   第１又は第２の電源装置の極性を切換えるようにしたエ
   レベータ−において、上記トルク指令に応じて上記一方
   の電源装置の極性切換え時、他方の′α電源装置らの給
   電を減少させる手段を備えたことを特徴とする直流エレ
   ベータ−制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記他方の電源装
   置は、上記切換前の所定期間は略一定電力を給電するよ
   うに構成した直流エレベータ−制御装置。 ３、％許晴求の範囲第１項において、上記極性切換え時
   、他方の電源装置からの給電を上記トルク指令値に応じ
   て減少させるように（１４成した直流エレベータ−制御
   装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記極性切換えの
   期間は電源短絡防止用のヒステリシス特性幅とした直流
   エレベータ−制御装置。 ５　、　％許請求の範囲第１項において、上記第１の電
   源装置を上記一方の極性切換え側とし、上記第２の電源
   装置を上記他方の給電減少側とした直流エレベータ−制
   御装置。 ６、特許請求の範囲第１項において、上記第２の電源装
   置を上記一方の極性切換え側とし、上記第１の電源装置
   を上記他方の給電減少側とした直流エレベータ−制御装
   置。 ７、特許請求の範囲第１項において、上記指令値がほぼ
   一定値である条件と、上記極性切換え期間に十分近づい
   た条件が同時に満たされた場合、上記他方の極性電源装
   置の出力を一定制御値よシも減少させるように構成した
   直流エレベータ−制御装置。 ８、特許請求の範囲第１項において、上記エレベ−ター
   速度がほぼ定常状態の場合に上ｉ己他方の電源装置〆の
   一定ｆｉｌ、Ｑｉｉ）減少：ｌｉ制御を可能とした直流
   エレベータ−１１ｊｌＪ御装置。 ９　＊　ｌＦ’ｆ　＋Ｆｆ　ｔｆｌ’ｌ求の範囲第１項
   において、上記エレベータ−の乗客数が定格乗客数の約
   半分の場合に上記油力の電源装置の一定電流減少制御を
   可能とした直（ｌｏｔエレベータ−制御装置。