JPS6215467B2 - - Google Patents

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JPS6215467B2
JPS6215467B2 JP56049443A JP4944381A JPS6215467B2 JP S6215467 B2 JPS6215467 B2 JP S6215467B2 JP 56049443 A JP56049443 A JP 56049443A JP 4944381 A JP4944381 A JP 4944381A JP S6215467 B2 JPS6215467 B2 JP S6215467B2
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load compensation
elevator
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torque
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Sadao Hokari
Kyoya Shima
Yasunori Katayama
Keishin Hatakeyama
Hiromi Inaba
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エレベーターの負荷補償装置に関す
る。
エレベーターは第1図に示すように、ケージC
はカウンタウエイトCWと電動機Mで駆動される
シーブSにロープRにより、つるべ状に吊り下げ
られており、停止しているときは電磁ブレーキ
Mg・Bで固定されている。
エレベーターを駆動するときには電磁ブレーキ
Mg・Bを開くと同時に電動機Mにトルクを発生
させて起動するのであるが、ケージCは乗客など
の負荷Lが変化する。したがつて、ケージCとカ
ウンタウエイトCWとの重量は一致するとは限ら
ず、通常不平衡トルクを発生している。このこと
から、電磁ブレーキMg・Bを開放した瞬間に電
動機トルクが零であれば、この不平衡トルクが急
にケージCに与えられシヨツクが発生する。
このため一般には、電磁ブレーキMg・Bを開
放する以前に負荷量Lを検出する負荷検出装置
WDの出力により不平衡トルクを検出し、この不
平衡トルクを打消すように電動機Mのトルクを発
生させておいてから電磁ブレーキMg・Bを開放
する方式が採用されている。この方式を負荷補償
方式と称することにする。
ところで、前記負荷補償方式に用いられる負荷
検出装置WDは、一般にケージ床下に取付けられ
た防振ゴムと差動トランスにより構成され、防振
ゴムが負荷Lに対応してたわむ変化量を差動トラ
ンスの鉄心に応動させて、負荷量を検出してい
る。前記構成による装置の出力特性はある程度の
非線形を有しているため、不平衡トルクを十分に
補償することが出来ない。
また、防振ゴムは経年的に変化する性質を有す
る。この場合、エレベーター調整時には、最適な
負荷補償が行なえるようにそのつど調整しなけれ
ばならないという欠点がある。
本発明の目的は、乗かご負荷検出装置の特性変
化等に影響されることなく、滑らかな起動を行な
うことのできるエレベーターの負荷補償装置を提
供するにある。
本発明の特徴は、乗かごの負荷検出装置出力に
応じた負荷補償トルクを、ブレーキ開放前に予め
エレベーター駆動用電動機に発生させるようにし
たものにおいて、前記ブレーキ解放時における乗
かごのシヨツクを検出し、このシヨツクに応じて
前記負荷検出装置出力に対する負荷補償トルクの
値を補正するように構成したところにある。これ
により、常に最適な負荷補償トルクを発生させる
ことができるので、滑らかな起動特性を得ること
ができる。さらには、前記負荷検出装置出力に対
する負荷補償トルクの算出および補償を、コンピ
ユータを用いて高精度に行なうことを可能として
いるが、この点は以下述べる実施例により詳述す
る。
第2図は本発明の一実施例でマイクロコンピユ
ータを用いた直流エレベーターの速度制御回路で
ある。図に示す回路方式は一般に電流−電圧連続
制御方式と称し、電動機Mの電機子電流Iaを一
方向に制御する電機子用サイリスタ回路Th a、界
磁電流Fを正負両方向に制御する界磁用サイリス
タ回路Th f、前記サイリスタの移相制御用移相器
PSa及びPSfからなる。乗かごCの走行距離に比
例したエンコーダECからのパルスは、プログラ
マブルカウンタPTMでカウントされる。マイク
ロコンピユータMPUは、それらのデータを基に
演算し、入出力装置PIA−1またはPIA−2及び
デジタルアナログ変換器D/A−1又はD/A−
2、および移相器PSa,PSfを介して速度制御を
行う。また、負荷検出装置W・Dは負荷検出回路
を介して負荷量を検出し、この出力をアナログデ
ジタル変換器A/D−1及び入出力装置PIA−3
を介してマイクロコンピユータ部に入力する。ま
た、エレベーターケージの加速度を検出するため
の加速度検出装置ACを、前記同様アナログ・デ
ジタル変換器A/D−2及び入出力装置PIA−4
を介してマイクロコンピユータMCに入力する構
成から成る。
なお周知のように、マイクロコンピユータMC
は、マイクロプロセツサーMPU,ROM(リード
オンーメモリ)、RAM(ランダムアクセスラム)
及びC−RAM(バツテリー・バツクアツプラ
ム)より成る。
第3図は前記負荷検出装置WD及び負荷検出回
路WD−1を示す。回路の出力特性は、第4図に
示すように負荷量に応じて電圧VLが出力され
る。電圧VLは抵抗Rpにより特性に示す零点調
整を行うことが出来、電源Ebと抵抗Rbにより構
成された回路で基準負荷値に対して特性に示す
バイイアスを行い、ゲイン調整は抵抗Rgにより
行うことが出来るように構成されている。
通常、エレベーターを制御するための電動機の
トルク制御範囲は、−300%〜+300%である。こ
のトルク制御範囲をデジタル的に制御するための
トルク指令データのビツト数をnSとすると、ト
ルク指令データとトルクの関係を第5図に示す。
図示するように−300%及び+300%を越えるトル
ク範囲を検出するために、指令データΔXをそれ
ぞれ割当て、この領域にトルク指令データが入る
と異常に判定する構成としておく。
したがつて、単位トルク指令当たりのトルク変
化量ΔτSは ΔτS=600〔%〕/2nS−2ΔX………(1) となり、この単位当りの変化量においてもトルク
変位がエレベーター制御において連続的と見なせ
るビツト数nSを設定する。エレベーター制御に
おいてはΔτSは1%以下とする必要があるが1
例としてnS=12ビツト、異常判定範囲ΔXを
$80($;16進数表示)とした場合、単位トルク
指令当たりのトルク変化は1/6.4%とすることが出 来る。
以下、ビツト数nS=12bit(デジタル・アナロ
グ変換器D/A−1,D/A−2のビツト数)と
して説明する。このことから、トルク指令データ
τSoとトルク指令値τSの対応は、τSo=$80
(ΔX)→τS=−300%、τSo=$800(=X/
2;X=2nS)→τS=0%、τSo=$F80(=X
−ΔX)→τS=300%となり、この関係を表わす
と τS=(τSo−$800)×ΔτS ………(2) となる。
次に、負荷検出力をマイクロコンピユータに入
力するデータのビツト数nfは、負荷変化幅、つ
まり無負荷状態から全負荷(定格負荷)の範囲で
良好に制御出来るビツト数に設定する。
負荷補償における単位負荷補償データ当たりの
トルク変化量ΔTSfは、前記エレベーター制御に
必要な単位トルク指令データのトルク変化量に比
べて許容範囲は大きく設定することが出来る。こ
の係数をKとすると、ΔτSf=K・ΔτSとな
る。エレベーターの負荷補償においてはΔτSf
0.5〜1%であれば十分良好な制御が可能である
ことから、K=4(ΔτSf=1/1.6)とする。
また、負荷補償に必要な所用トルク変化幅は通
常−40〜+60%であることから、トルク指令デー
タτSoは$700〜$980で変化量τSfは$280とな
る。
したがつて、負荷補償に必要なビツト数nf
τof/Kから解るように、0〜$A0を満たす8bitであ れば十分である。(この場合のトルク可変幅は160
%となる。)以下、負荷補償に必要なデータのビ
ツト数nfは8bit(アナログ・デジタル変換器
A/D−1のビツト数)として説明する。
次に、負荷補償のセツト方法について第6図に
示す。エレベーターケージCを無負荷NLとし、
第3図に示す負荷検出出力VLを前記の如く抵抗
pにより零点調整を行う。この状態で負荷検出
入力値τLにある程度の可変幅を設定する必要が
あり、この値をτLNとする。本文においてはτLN
=$40として説明する。したがつて、無負荷状態
でτLN=$40と対応させるようにバイアス抵抗R
Bを調整する。
次にτSo=τb+K・τLN+τLN+τCなる関係
のトルク指令データτSoを出力し、無負荷時の起
動シヨツクがなくなるように調整する。ここで、
τbはトルク指令に対するバイアス値、τCは経年
変化および非直線で出力されても補正可能な許容
範囲を示す。前記許容範囲はトルク範囲で±20%
とした場合、τC=$80でこの値を初期値として
C−RAMに記憶しておく。前記負荷状態に必要
なトルクをτSN=−40%としたとき、このトルク
を発生しうるバイアス指令データτbを求める。
すなわち、τSo=τb+4・$40+$80の関係で
バイアス指令データτbを可変して起動がなめら
かになるようにトルク指令データτSoを出力す
る。この場合は、−40%トルクとするトルク指令
データτSoは$700であることからバイアス指令
データτbは$580が求まるとともにC−RAMに
記憶する。
次に定格負荷(全負荷)状態とし、前記同様に
良好な起動特性とするトルク指令データτSoを出
力するために負荷補償データτL(負荷検出器出
力のデジタル値)を調整する。すなわち、この負
荷状態に必要なトルクをτSF=60%としたとき、
トルク指令データτSoは$980となり、これを出
力しうる負荷補償データτLを第3図に示すゲイ
ン調整抵抗Rgを可変して求める。この場合は、
τSo=$580+4・τLF+$80からτLF=$EOと
する抵抗Rgのセツトを行う。
以上の調整を行うことにより、任意の負荷状態
においては同図中に示すトルク指令データは τSo=τb+(4・τLi)+τC の関係で示されるAの特性の負荷補償が可能とな
る。
上記負荷補償特性において、経年変化等におい
て、負荷検出特性が第4図に示すから′の特
性に変化した場合、特性において負荷量100%
で出力される検出電圧VLFで設定していたため、
′特性においては検出電圧VLFではWLiなる負
荷で負荷量100%の負荷補償を行うので、これを
補正する必要がある。
補正法について以下説明する。
第7図は前記調整によつて求められた負荷補償
特性Aに対して、Bに示す負荷補償特性が必要な
場合の補正法について示す。
なお、B特性は直線的に示したが非直線的であ
つても以下の処理は同様である。
始めに、負荷補償特性を補正するための補正デ
ータを格納するエリアをC−RAMに設定してお
く。前記補正データは負荷量に対して許容出来る
負荷検出間隔ΔτLを設定する。ΔτLは負荷検出
を行える最大値τL=2nf(=256;nfが8bit)か
ら、これをn等分したΔτL=2nf/nとすることが
出 来る。
そこで、負荷検出値τL=0からΔτL間隔で示
される負荷検出値をτL0(=0)、τL1、……τLi
……τLo-1、τLoとするとτL0〜τL1、τL1〜τL
、……、τLi〜τLi+1、……τLo-1〜τLoの間の
補正データを格納出来る。これら格納データのア
ドレスτCiはi=〓Li として求められる。すなわ
ち、n=16としたとき、τLの最大値は$FFであ
ることからτLが0〜$OF(τL0〜τL1に対応)
ではτCp=0番地、τLが$0F〜$1F(τL1〜τ
L2に対応ではτC2=2番地、以下、τLが$F0〜
$FF(τLo-1〜τLoに対応)では15番地とな
る。
前記エリアに格納する補正データは、前記調整
時に初期値τCとした出力値、本例では$80をあ
らかじめ記憶させておき、B特性とする際、補正
値τC0′、τC1′、……τCi′……τCo-1′に書き替
える演算を行う。
以下、第8図に示す任意の負荷検出値τLi〜τ
Li+1間の負荷検出値τLにける補正を例に挙げ
て、第9図のフローチヤートに示す手順によりマ
イクロコンピユータで自動的に演算する方法につ
いて述べる。
第9図において、エレベーターの起動前にアナ
ログ・デジタル変換器A/D−1により負荷検出
値τLをマイクロコンピユータに読み込む。次
に、第10図に示す補正値を格納してある番地を
算出するため、i=τL/nの演算を行う。前記
演算結果を基に電磁ブレーキMg・Bを開放する
直前に、τSo=τb+K・τL+τCi(i番の内容
であるτC)とするトルク指令データτSoを算出
する。この指令データτSoを、PIA−1,PIA−
2およびD/A−1,D/A−2を介して電機子
用移相器PSaおよび界磁用移相器PSfへ出力し、
エレベーター起動を開始する。次に、このトルク
指令データτSoの値が適正であるかを加速度検出
器ACで検出し、補正データτC(i)番地に補正を
加える。
この加速度検出器による検出法について第11
図を用いて説明する。電磁ブレーキMg・Bの開
放時点をt0とすると、負荷補償が適正値であれば
図中1に示す加速度特性が得られる。これに対し
て、過補償の場合は2に示すようにとび出し現象
を示す。また、補償不足の場合は運転方向とは逆
の加速度(反転現象)を示す3の特性となる。そ
こで、ブレーキ開放後ti時間内における加速度
の最大値αMiを検出するとともに、運転方向を考
慮し、これらが、加速度の許容値範囲+αC〜−
αC内であるかを比較することにより補正量の演
算を行う。一例として、上昇運転時においては、
検出した加速度が正でかつ、αC<αMiであれば
補償過大、検出加速度が負でかつ−αC<−αMi
であれば補償不足と判定する。前記第8図に示す
負荷検出値τLi′に出力したτSoでは前記検出方
式によつて補償不足として判定される。したがつ
て、同一負荷検出範囲τLi〜τLi+1における次の
運転時に出力する補正データをτC(i)=τC(i)
ΔτCとしてC−RAMの内容を第10図に示すa
からbに書き替える。ここで示すΔτCは初期デ
ータの補正巾である。次回運転では、この演算処
理を再度行う。したがつて、同一負荷範囲で示さ
れる運転ではトルク値を加味した第8図のA−1
特性で示されるトルク指令データτSo=τb
K・τL+τC(i)(i番地の内容τC−ΔτC)を
出力し、前記と同様加速度検出により起動シヨツ
ク値を求め、次に出力すべき補正データの演算を
行う。すなわち、2回目の補正では、第8図にお
いて、τC(i)はτC−2・ΔτCに書き替えられる
とともに、次に出力すべきトルク指令データは、
τSo=τb+K・τLi+τC(i)(i番地の内容であ
るτC−2・ΔτC)で示される第8図のA−2特
性を出力することが出来る。
これらの処理をエレベーター起動毎に行うこと
により、自動的になめらかな起動特性とすること
が出来る。
第8図の例では、最終的にB特性に近いA−3
特性を算出するため、初期データは第10図Cに
示す如くτC−3・ΔτCが記憶される。ここで
は、B特性とA−3特性は説明上、大きな偏差と
したが、補正巾ΔτCを小さくすることにより十
分近似出来る補償特性とすることが出来る。
第9図において、補償が過大である場合は補正
データの内容はτCi=τCi+ΔτC(ステツプ
907)の演算を行う処理となる。
次に補正データ演算後の値τCiが許容値範囲τ
C>τCi>−τC(τC;初期値とした値)(ステツ
プ909)であれば、以後の処理を行う。前記範囲
外であれば、異常補正データとして、以後エレベ
ーターの稼動を不可とする等の処理(ステツプ
910)を行う。
また、上記は負荷検出値τLi〜τLi+1間におけ
る負荷量で説明したが、各負荷においても同様に
最適補償を行う補正データが作成出来る。
補償値が適正であるか否の判定法は、ここで説
明した加速度度検出法にかぎらず、エレベーター
の実速度及び移動量から判定を行うことも可能で
ある。
次に、エレベーターでは上昇運転と下降運転を
行う場合とではフリクシヨンが違うことから、必
要とする負荷補償特性は異なる。
また、同一方向運転で、前の運転状態から反転
を行う場合と、前の運転状態と同一方向運転では
フリクシヨンが異なる。すなわち、下降後上昇を
行う場合と上昇後上昇運転を行う場合、または反
対の運転モードでは補償特性が異なる。
以下、前記補償特性の異なる場合においても適
正な起動補償を行う方式について説明する。
第12図は、上昇運転時と下降運転時の負荷補
償特性を得るための調整法を示す。第12図は第
6図において説明した無負荷状態で起動シヨクが
なくなるように調整するためのバイアス指令デー
タτbを個々に求める点にある。すなわち上昇運
転の場合は、上昇運転時に最適なバイアス指令デ
ータτbUを、下降運転の場合は下降運転時に最適
なバイアス指令データτbDを求めるとともにC−
RAMに記憶させる。
次に、全負荷状態で、上昇運転時にτSo=τbD
+4・τL+τC(=$80)、下降運転時にはτSo
=τbD+4・τLN(=τL)+τC(=$80)を出
力し、両運転とも良好な起動特性が得られるよう
な負荷検出データτL=τLFを設定するためのゲ
イン抵抗Rgの調整を行う。上記調整後の補正法
について第13図のフローチヤートに示す。負荷
補償補正データは、上昇及び下降運転に連続的に
前記運転方向順にそれぞれnケの格納エリアをC
−RAMに設定しておく。以下、第9図と同様に
負荷検出値τLをマイクロコンピユータに入力、
補正データ格納番地の演算i=τL/nを行つた
後、運転方向を判定する。この判定により、調整
によつて得られたバイアス指令値を選択する。上
昇運転時にはτbU、下降運転時には、τbDをτb
に入力する。また、下降時には補正データ格納番
地を求めるためi=n+iとし、(n;上昇運転
補正エリア数でオフセツト値を示す)負荷補償ト
ルク指令データτSoを算出する。
次に、前記した現在運転する方向が前の運転方
向に対して負荷補償トルク指令データτSoを可変
する必要がある。そこで、運転方向が前の運転方
向に対して反転状態であるかを判定し、反転でな
ければ前記に求めた負荷補償トルク指令データτ
Soを出力する。反転運転でかつ、上昇運転を行う
状態であれば、前記したトルク指令データτSo
下降後上昇運転を行うに最適補償トルクを出力す
るためのオフセツト値τrUを加算したτSo=τSo
+τrUとするトルク指令データτSoを出力する。
また、反転でかつ、下降運転を行う状態であれ
ば、上昇後下降運転を行うに最適補償トルクを出
力するためのオフセツト値τrDを加算したτSo
τSo+τrUとするトルク指令データτSoを出力し
運転を開始する。
運転開始後の起動特性の検出について第10図
に示す加速度検出による判定と同様に行う。
以上のことから、本発明によれば、エレベータ
ー稼動前に負荷補償に必要なトルク量は無負荷状
態等の2点で調整した後は、負荷検出器の経年変
化及び、出力が非直線特性で示される場合等のい
かなる特性変化においても、エレベーター稼動中
に適宜補正を自動的に行うことが可能となる。し
たがつて、常に最適な起動特性で滑らかな起動を
行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエレベーター機械系の基本図、第2図
は本発明の一実施例に係るエレベーター制御回路
構成図、第3図は負荷量を検出する負荷検出装置
及び回路図、第4図は、第3図に示す負荷検出装
置により得られる負荷検出特性の一例を示す特性
図、第5図は本発明の一実施例に係るエレベータ
ー駆動電動機発生トルクに対応するデジタル信号
値の関係を示す図、第6図は負荷補償に必要なト
ルクを得るための基本とする調整法の一例を示す
図、第7図は本発明に係る負荷補償特性を補正す
るための補正値格納エリアを作成する方法を示す
図、第8図は本発明の負荷補償特性を補正する方
法の1例を説明する特性図、第9図は第8図に示
す補正法を説明するフローチヤート、第10図は
第9図によつて得られる補正データの変化を示す
図、第11図は本発明に係る負荷補償特性が適正
か否かを判断するための検出法の一例を示す図、
第12図はエレベーターの負荷補償に必要な本発
明の他の一実施例を示す特性図、第13図は第1
2図に示す負荷補償特性の補正法を示すフローチ
ヤートである。 AD……加速度検出装置、AC−1……加速度検
出回路、A/D−1,2……アナログ・デジタル
変換器、C……ケージ、C−RAM……バツテリ
バツクアツプ−RAMCW……カウンタウエイ
ト、D/A−1,2……デジタル・アナログ変換
器、EC……エンコーダ、L……負荷、M……電
動機、Mg・B……電磁ブレーキ、MPS……マイ
クロプロセツサ、PSa,PSf……電機子及び界磁
用移相器、R……ロープ、RAM……ランダム・
アクセスメモリ、ROM……リードオンリーメモ
リ、S……シーブ、Th a,Th f……電機子及び界
磁用サイリスタ回路、WD,WD−1……負荷検
出装置及び検出回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 つり合いおもりとつるべ状に吊られた乗りか
    ごをロープを介して駆動する電動機と、この電動
    機のトルクを制御する制御装置と、前記乗かごの
    負荷量検出手段と、少なくとも前記電動機のブレ
    ーキ開放前に、前記負荷量検出手段出力に応じた
    負荷補償トルクを前記制御装置に指令する手段と
    を備えたものにおいて、前記ブレーキ開放後所定
    時間内における加速度、実速度又は移動距離のう
    ち少なくとも一つを検出する起動シヨツク検出手
    段と、この起動シヨツク検出手段出力が所定範囲
    以内か否かをエレベーター起動毎に判定し、所定
    範囲を越えた場合には、前記負荷量検出手段出力
    に対する前記負荷補償トルク指令の値を補正する
    手段とを備えたことを特徴とするエレベーターの
    負荷補償装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記負荷補
    償トルク指令手段は、演算手段とトルク補正デー
    タを格納する記憶手段とから成り、前記負荷量検
    出手段出力を前記トルク補正データで補正した負
    荷補償トルク指令値を算出するように構成したこ
    とを特徴とするエレベーターの負荷補償装置。 3 特許請求の範囲第2項において、前記起動シ
    ヨツク検出手段に応じて前記トルク補正データを
    補正するように構成したことを特徴とするエレベ
    ーターの負荷補償装置。 4 特許請求の範囲第2項において、前記トルク
    補正データは所定の負荷量毎に前記記憶手段に夫
    夫格納され、前記起動シヨツク検出手段に応じ
    て、その時の負荷量に対応するトルク補正データ
    を補正するように構成したことを特徴とするエレ
    ベーターの負荷補償装置。 5 特許請求の範囲第1項において、前記負荷補
    償トルク指令手段は、エレベーターの運転方向毎
    に、前記負荷量検出手段出力に応じた最適な負荷
    補償トルク指令値を出力するように構成したこと
    を特徴とするエレベーターの負荷補償装置。 6 特許請求の範囲第1項において、前記負荷補
    償トルク指令手段は、エレベーターの運転方向が
    前回の方向と異なるとき、前記負荷量検出手段出
    力に対する負荷補償トルク指令値を変えるように
    構成したことを特徴とするエレベーターの負荷補
    償装置。
JP56049443A 1981-04-03 1981-04-03 Compensator for load of elevator Granted JPS57166273A (en)

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