JPS6154714B2

JPS6154714B2 -

Info

Publication number: JPS6154714B2
Application number: JP55007328A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Tsuji; Katsuyuki Kanbara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1986-11-25
Also published as: JPS56108673A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はエレベータの制御装置の改良に関す
るものである。一般にエレベータの消費電力は、 (ア) 巻上電動機及び巻上機で消費される電力 (イ) 電動発電機で消費される電力 (ウ) 制御装置で消費される電力 (エ) かご室内の照明、扇風機、位置表示灯等かご
内で消費される電力 (オ) 乗場呼び応答灯、位置表示灯、到着予報灯等
乗場で消費される電力に大別できる。上記消費電力(ア)〜(オ)のうち、(ア)及び(イ)はかご
の
動きに伴つて消費される電力である。第１図はか
ごが出発してから呼びのある階に到着するまでの
かごの動きによる消費電力の変化を表わしたもの
である。図中、T₁は加速期間、T₂は一定速度走
行期間、T₃は減速期間を表わし(a)はかごが定格
負荷で上昇する場合（又は無負荷で下降する場
合）の消費電力曲線で、かご起動時に大きなピー
クが発生し、それ以後はかごの定格負荷とつり合
いおもりの差、すなわちかご定格負荷の50％相当
の重量物を上昇させるためにほゞ一定の電力が消
費される。かごが減速開始すると回生電力が発生
するが、これは極めて小さい。(b)はかごが無負荷
で上昇する場合（又は定格負荷で下降する場合）
の消費電力曲線であり、曲線(a)と同様にかご起動
時に大きなピークが発生するが、曲線(a)のピーク
よりは低い。また、ピーク発生以後はかご定格負
荷の50％相当の重量物を下降させるために、位置
エネルギが回生電力となつて電源に回収される。
しかしながら、摩擦、発熱等いろいろな損失が伴
うために、実際に回生される電力量は極めて小さ
い。このように、かごがある一定距離を走行する場
合、第１図からも分かるようにかご負荷やかごの
最高速度（これによつて加減速時間や一定走行時
間が変わる）によつて、消費される電力量は変化
する。しかしながら、従来の速度制御方式は、か
ご負荷や走行距離が変化しても常に一定の最高速
度によりかごを運転していたため、消費電力量が
増える欠点がある。また、交通が閑散になつたとき、所定台数のか
ごの最高速度を例えば240ｍ／分から120ｍ／分に
下げて運転して節電を行なうことが考えられてい
るが、かご負荷や走行距離によつては必ずしも消
費電力量が減少するとは限らず、節電面から見て
適切な運転方式とは言えない。また、かごの最高
速度を下げたため、目的階に到着するまでに時間
がかかり、かご内乗客に焦燥感を与えたり、乗場
の待客を長く待たせたりする不具合が生じる。この発明は上記欠点を解消するもので、消費電
力量の少ない運転（以下省電力運転という）がで
きるエレベータの制御装置を提供することを目的
とする。以下、第２図及び第３図によつてこの発明の一
実施例を説明する。なお説明の便宜上、最高速度
を240ｍ／分〜120ｍ／分の間で変更可能なかごが
15階建の建物に設置されている場合について説明
する。第２図中、１はかごの最高速度を設定する速度
設定装置、２はかごが次に停止する予定の階床ま
でに走行する階床数を表わす走行階床数信号、３
はかご負荷信号、４〜６はかごの最高速度がそれ
ぞれ240ｍ／分、180ｍ／分、120ｍ／分のときの
消費電力量予測装置で走行階床数信号２とかご負
荷信号３により、かごの各最高速度についてかご
が次に停止する予定の階床まで走行するのに要す
る電力量をそれぞれ予測し、消費電力量信号４ａ
〜６ａとして出力する。７は最小値選択回路で、
I₁〜I₃点の入力信号のうち最小の値を持つ信号を
検出し、その検出結果をP₁〜P₃点から選択信号７
ａ〜７ｃとして出力する（例えばI₁点の入力信号
が最小であればP₁点の出力信号７ａは「Ｈ」とな
り他の出力信号７ｂ，７ｃは「Ｌ」となる。）。８
はかごが次の呼びに応答するために戸閉を開始す
ると「Ｈ」となり、停止すると「Ｌ」となる出発
指令信号、９〜１１はANDゲート、９ａ〜１１
ａはそれぞれANDゲート９〜１１の出力信号
で、最高速度をそれぞれ240ｍ／分、180ｍ／分、
120ｍ／分に指定するとき「Ｈ」となる最高速度
指定信号、１２はかごが走行開始すると「Ｈ」と
なり停止すると「Ｌ」になる走行指令信号、１３
は走行指令信号１２が「Ｈ」になると、速度パタ
ーン１３ａ（加速パターン、一定速度パターン、
及び減速パターン）を発する速度パターン発生装
置で、走行指令信号が「Ｌ」から「Ｈ」になつた
時点の最高速度指定信号９ａ〜１１ａにより指定
された最高速度（240ｍ／分、180ｍ／分、120
ｍ／分のいずれか）により速度パターン１３ａを
発生する。ただし、かごが停止するまで上記最高
速度は変更しない。１４は速度パターン信号１３
ａに従つてかごの速度を制御する速度制御装置で
ある。第３図中、a′は第１図の消費電力曲線ａを近似
した消費電力曲線、b′は同じく消費電力曲線ｂを
近似した消費電力曲線である。次に、この実施例の動作を説明する。今、かごは１階にいて５階の上り呼びに応答す
るために出発しようとしている場合を考える。消費電力量予測装置４〜６では、第３図に示す
ように消費電力曲線を近似して消費電力量を予測
する。それを数式で表わすと次のようになる。

【表】 ……
ここに、Ｅ：消費電力量の予測値（ワツト秒）Ｗ：かご負荷（％） B₁：100％負荷で上り方向に加速するとき
の消費電力（ワツト） B₀：０％負荷で上り方向に加速するとき
の消費電力（ワツト） C₁：100％負荷で上り方向に一定速度走行
するときの消費電力（ワツト）Ｌ：走行する距離（ｍ）Ｌ＝走行階床数×階床高Ａ：かごの加速度（ｍ／秒^２）Ｖ：かごの最高速度（ｍ／秒）したがつて、かごの最高速度が240ｍ／分（Ｖ
＝４ｍ／秒）の場合、消費電力量予測装置４にお
いて、消費電力をB₁＝15ワツト、B₀＝10ワツ
ト、C₁＝５ワツト、階床高を3.5ｍ／階及びかご
の加速度をＡ＝１ｍ／秒^２としたとき、かごが
100％負荷で出発する場合には、走行階床数信号
２は５階―１階＝４階床、かご負荷信号３はＷ＝
100％となるので、式からＢ＝（15−10）×100／
100＋10＝15ワツト同じくＣ＝５×100／100＝
５ワツトとなる。また、走行距離Ｌ＝４×3.5＝
14ｍでありＬ＜V²／Ａ（＝16）なので式によ
り消費電力量の予測値はＥ＝15×√14１＝56ワ
ツト秒となり消費電力量信号４ａは56ワツト秒出
力される。同様にして、かごの最高速度が180ｍ／分（Ｖ
＝３ｍ／秒）及び120ｍ／分（Ｖ＝２ｍ／秒）の
場合には消費電力量予測装置５及び６によつて
（今度は式及び式によつて計算される。）消費
電力量信号５ａ，６ａはそれぞれ53.5ワツト秒、
55ワツト秒と出力される。したがつて、最小値選択回路７により、最小値
をもつI₂点の信号５ａが選択され、P₂点の選択信
号７ｂは「Ｈ」、他の信号７ａ，７ｃは「Ｌ」と
出力される。一方、かごは出発するために戸閉を
開始すると、出発指令信号８は「Ｈ」となるの
で、ANDゲート９〜１１により、最高速度指定
信号９ａ〜１１ａはそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」、「Ｌ」
と出力される。速度パターン発生装置１３では、かごが戸閉を
完了して出発できるようになると、走行指令信号
１２が「Ｌ」から「Ｈ」になつた時点の、最高速
度指定信号９ａ〜１１ａにより指定された最高速
度（すなわち180ｍ／分）により、速度パターン
を発生させる。速度制御装置１４は速度パターン
信号１３ａにかご速度が追従するように巻上電動
機を制御して、かごを目的階まで走行させること
になる。また、かごが１階から５階まで50％負荷で走行
する場合には、かごの最高速度が240ｍ／分、180
ｍ／分、120ｍ／分の場合の消費電力量信号４ａ
〜６ａはそれぞれ46.8ワツト秒、41.8ワツト秒
37.5ワツト秒となるので、今度はかごの最高速度
を120ｍ／分にしてかごを走行させた方が消費電
力量は少なくなることになる。更にまた、かご負荷が100％で上り方向に走行
する場合（又は無負荷で下り方向に走行する場
合）かごの走行階床数が、３階床、６階床、10階
床のときの各最高速度の消費電力量の予測値は下
表のようになる（単位ワツト秒）。

【表】したがつて、100％負荷で上り走行する場合、
又は無負荷で下り走行する場合最高速度を３階床
走行のときは120ｍ／分、６階床走行するのとき
は180ｍ／分、10階床走行するのときは240ｍ／分
として走行させることになる。このように、上記実施例ではかご負荷、走行す
べき階床数及び走行方向によつて走行に要する電
力量を予測して、その予測値が最小になるような
最高速度を選択して、かごを走行させるようにし
たので、省電力運転が可能となる。第４図はこの発明の他の実施例を示すものであ
る。図中、１５〜１７はかごの最高速度を決定す
るための評価値を最高速度が240ｍ／分、180ｍ／
分、120ｍ／分の場合についてそれぞれ演算し、
評価値信号１５ａ〜１７ａとして出力する評価値
演算装置で、１６，１７も演算装置１５と同様に
構成されている。１８は評価値演算装置１５に設
けられた走行時間予測装置で、かごが次に停止す
る予定の階床までの走行時間（加速時間と一定走
行時間と減速時間の合計）を予測し、走行時間信
号１８ａとして出力する。１９は入力信号を２乗
する乗算器、２０は乗算器、２１は加算器、２２
は一定値（＝0.5）を表わす一定値信号である。
他は第２図と同様である。次に、この実施例の動作を説明する。第２図の場合と同様に、かごは１階にいて５階
の上り呼びに応答するために出発しようとしてい
る場合を考える。走行時間予測装置１８は、一般に知られている
ように下記又は式で走行時間を予測する。Ｔ＝２√
（Ｌ≦V²／Ａの場合）…… ＝Ｖ／Ａ＋Ｌ／Ｖ
（Ｌ＞V²／Ａの場合）…… ここに、Ｔ：走行時間の予測値Ｌ、Ａは〜式と同様の意味を持つ。したがつて、かごの最高速度が240ｍ／分（Ｖ
＝４ｍ／秒）の場合、走行階床数信号２は５階―
１階＝４階床となるので、階床高が3.5ｍ／階で
あれば走行距離Ｌ＝４×3.5＝14ｍとなり、加速
度がＡ＝１ｍ／秒^２のとき、Ｌ＜V²／Ａ（＝
16）が成立するので、式による走行時間の予測
値はＴ＝２×√14１≒7.5秒となり、走行時間信
号１８ａは7.5秒と出力される。したがつて、乗
算器１９，２０によつて乗算器２０の出力信号は
7.5²×0.5＝28.1となる。一方、かご負荷が100％の場合消費電力量予測
装置４によつて、かごが５階に到着するまでに消
費する電力量の予測値は第２図の場合と同様にし
て演算され、消費電力量信号４ａは56ワツト秒と
出力される。したがつて、加算器２１により、評
価値信号１５ａは28.1＋56.0＝84.7と出力され
る。同様にして、最高速度が180ｍ／分（Ｖ＝３
ｍ／秒）の場合には、走行時間の予測値は7.7秒
消費電力量の予測値は53.5ワツト秒となるので、
評価値演算装置１６により評価値信号１６ａは
7.7²×0.5＋53.5＝83.1と出力される。また最高速
度が120ｍ／分（Ｖ＝２ｍ／秒）の場合には、走
行時間の予測値は9.0秒、消費電力量の予測値は
55ワツト秒となるので、評価値演算装置１７によ
り評価値信号１７ａは9.0²×0.5＋55＝95.5と出力
される。したがつて、最小値選択回路７により、最小値
を持つI₂点の信号１６ａが選択されて、選択信号
７ｂは「Ｈ」、他の選択信号７ａ，７ｃは「Ｌ」
と出力され、結局この場合の最高速度は180ｍ／
分に設定されることになる。また、かごが１階から５階まで50％負荷で走行
する場合には、最高速度が240ｍ／分のときの評
価値信号１５ａは7.5²×0.5＋46.8＝74.9、180
ｍ／分のときの評価値信号１６ａは7.7²×0.5＋
41.8＝71.4、120ｍ／分のときの評価値信号１７
ａは9.0²×0.5＋37.5＝78.0と出力される。結局、
この場合の最高速度は、第２図の場合の120ｍ／
分とは違つて180ｍ／分に設定されることにな
る。これは、走行時間が長くなるときには、消費
電力量が増加しても、かごを早く到着させるよう
にしたことを意味している。このように、上記実施例では、走行時間と消費
電力量をそれぞれ予測し、それらを組合せた評価
値が最小になるように最高速度を選択してかごを
走行させるようにしたので、走行時間が長くなら
ない範囲で省電力運転が可能となる。上記各実施例では、切り換え可能な最高速度を
240ｍ／分、180ｍ／分、120ｍ／分の３段階にし
たがこれに限るものでなく、いつそう細かい段階
に分けるようにすれば省電力運転を行うのに適切
な速度を設定することができる。また、加速度を
一定値として最高速度を設定可能としたが、これ
に限るものではない。加速度も複数段階に分けて
最高速度とそれぞれ組合せて省電力運転を行うこ
ともできる。この場合は、加速度と最高速度のそ
れぞれの組合せごとに、消費電力量や走行時間を
予測して、消費電力量の最小となる組合せ、又は
評価値の最小となる組合せを選択すればよい。また、上記各実施例では、消費電力曲線を第３
図のように近似した。すなわち、減速期間中は消
費電力は零、無負荷で上昇する場合の一定速走行
期間中も消費電力は零としたが、巻上電動機や電
動発電機の種類によつては回生される電力を無視
できないこともある。そのような場合には、回生
された電力量だけ消費電力量が少なくなることを
考慮して、消費電力量を予測するようにすればよ
い。また、実際には乗り心地を良くするために、
加速度を徐々に上げたり下げたりすることを行つ
ているので、加加速度まで考慮すれば消費電力量
や走行時間を更に正確に予測することができ、そ
れだけ消費電力量を減少させることができる。更にまた、第４図の場合では、走行時間の予測
値を２乗にしてそれに係数を乗じ、消費電力量の
予測値と加算したものを評価値としたが、走行時
間が長くなるときは、消費電力量が増加しても、
かごの最高速度を高くしてかごを早く到着させる
ようにする方式はこれに限るものではない。走行
時間の予測値を２乗したのは、走行時間が長くな
ればなるほど評価値における走行時間の評価の占
める割合が急激に増加するようにするためであ
り、上記目的を達せられる評価方法であれば、例
えば走行時間の予測値を３乗するようにしてもよ
い。もつと単純に、走行時間の予測値にそのまま
係数を乗じて、消費電力量の予測値と加算したも
のを評価値としてもよい。また、走行階床数ごと
にあらかじめ設定された所定時間よりも走行時間
が短くなる範囲のかご速度に対して、予測された
消費電力量を評価値としたり、逆に消費電力量が
所定量よりも少なくなる範囲のかご速度に対して
予測された走行時間を評価値としたりしてもよ
い。走行時間と消費電力量の組合せ方は上記以外
に乗算による組合せ方でもよい。更にまた、走行時間だけでなく、そのかごの応
答すべき乗場呼びの待時間を予測して、待時間が
長くならない範囲で消費電力量を最小にするよう
なかご速度の設定や、かご内乗客の乗車時間を予
測して、乗車時間が長くならない範囲で消費電力
量を最小にするようなかご速度の設定にも、この
発明を適用できることは容易に類推できる。以上説明したとおりこの発明では、かごが次の
階床までの走行により消費される電力量を予測
し、それが最小となる速度を設定し、それに応じ
た速度パターンによつてかごを走行させるように
したので、省電力運転を行うことができる。また、消費電力量の予測と走行時間の予測から
評価値を求め、これが最小となる速度を設定する
ようにしたので、走行時間が長くならない範囲で
省電力運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエレベータの消費電力曲線図、第２図
はこの発明によるエレベータの制御装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図は第１図のエレベー
タの消費電力曲線を近似した消費電力曲線図、第
４図はこの発明の他の実施例を示すブロツク図
で、第２図相当図である。１…速度設定装置、４〜６…消費電力量予測装
置、７…最小値選択回路、９〜１１…ANDゲー
ト、１３…速度パターン発生装置、１４…速度制
御装置、なお、図中同一部分は同一符号により示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の階床をサービスするかごが次に停止す
る階床までの走行により消費される電力量を複数
種類の速度について予測する消費電力量予測装
置、この消費電力量予測装置の予測結果をそれぞ
れ比較し、それらのうち最小となる速度を設定し
て上記かごが次に走行するときの速度とする速度
設定装置、上記選定された速度に対応する速度パ
ターンを発生する速度パターン発生装置、上記速
度パターンに応じて上記かごの速度を制御する速
度制御装置を備えたエレベータの制御装置。２複数の階床をサービスするかごが次に停止す
る階床までの走行により消費される電力量を複数
種類の速度について予測する消費電力量予測装
置、上記かごが次に停止する階床までの走行時間
を上記複数種類の速度について予測する走行時間
予測装置、上記予測消費電力量及び上記予測走行
時間から評価値を上記複数種類の速度について求
め、これら評価値のうち最小となる速度を上記複
数種類の速度から選定して上記かごが次に走行す
るときの速度とする速度設定装置、上記選定され
た速度に対応する速度パターンを発生する速度パ
ターン発生装置、上記速度パターンに応じて上記
かごの速度を制御する速度制御装置を備えたエレ
ベータの制御装置。３速度設定装置は、予測走行時間の２乗値と予
測消費電力量との加算値が最小となる速度を選定
するものとしたことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載のエレベータの制御装置。