JPS6364381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速巻線、低速巻線の二巻線を有する
誘導電動機によつて駆動される交流エレベータの
制御装置に関するものである。

従来、二巻線を有する誘導電動機によつて駆動
される交流エレベータにおいては、加速時及び等
速時は高速巻線が用いられ、制動時、減速時には
低速巻線が用いられていた。

ところで、一般に誘導電動機は起動電流が大き
くて起動トルクが小さいという欠点があり、これ
を改善するためには二次抵抗を大きくした高抵抗
型とすることが考えられるが、この場合には定格
運転時の効率が悪く又定格すべりが大となつて、
負荷が変動した場合の等速速度変動が大となる。
このため加速、等速を繰り返すエレベータにおい
ては、起動特性と定格特性の両方を満足させるた
めに、複雑高価な二重かご型の誘導電動機を使用
せざるを得なかつた。しかしながら二重カゴ型を
用いた場合においても、エレベータ用として十分
満足のできる特性を得ることは困難であつた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、二
重かごのような特殊かご型の誘導電動機を必要と
しないだけでなく、起動時の電流を抑えることが
でき、しかも等速時の効率が良く速度変動を小さ
くすることのできる制御装置を提供することを目
的としたものである。

本発明の最も特徴とするところは、低速巻線に
よるトルクと高速巻線によるトルクの合成トルク
を利用するようにした点にある。すなわちエレベ
ータ速度が低い間は、低起動電流高トルクの低速
巻線を主に使用して、低速巻線で不足するトルク
を高速巻線によるトルクで補なうようにし、エレ
ベータ速度が高くなると、効率が良くて等速速度
変動の小さい高速巻線を使用する。以下本発明を
図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による制御装置のブロツク図
で、図中、１及び２はサイリスタ等で構成される
電力増幅器、３はエレベータ駆動用誘導電動機の
高速巻線、４は同じく誘導電動機の低速巻線、５
は誘導電動機の回転数に比例した速度信号、すな
わちエレベータ速度に比例した電圧V₅（負電圧）
を発生する例えばタコジエネレータのような速度
検出装置、６及び７は速度指令と速度検出装置５
の出力との差を増幅する増幅器、８は速度検出装
置５の出力が低速巻線４の同期速度以上になると
励磁されるリレーコイル、８ａ及び８ｂはそれぞ
れこのリレーの常開接点と常閉接点、９及び１０
はダイオード、１１は増幅器６の出力を速度検出
装置５の出力に応じて制限するリミツタ、Ｒ，Ｓ
及びＴは三相交流電源である。ここで電力増幅器
１は、エレベータの加速及び等速中は増幅器６の
エレベータかご駆動側の出力（以下正出力と称す
る）に応じて三相交流電圧を高速巻線３に印加
し、減速中は増幅器６のエレベータかご制動側出
力（以下負出力と称する）に応じて制動用の直流
電流を高速巻線に流す様に構成されており、また
電力増幅器２は増幅器７の絶対値出力に応じた三
相交流電圧を低速巻線４に印加する構成としてい
る。

第２図は誘導電動機のトルク特性図で、それぞ
れａは高速巻線３は全電圧を印加した場合のトル
ク特性を、ｂは低速巻線４に全電圧を印加した場
合のトルク特性を、ｃはリミツタ１１を動作させ
た場合の高速巻線３のトルク特性を示している。

第３図は増幅器６の一部とリミツタ１１の構成
を示す図で、図中、Ｒ１〜Ｒ６は抵抗、Ｄ１はツ
エナーダイオード、Ｄ２は逆電流阻止用ダイオー
ド、TRはトランジスタ、Ａ１及びＡ２は演算増
幅器である。上記の構成において、速度検出装置
５の出力電圧V₅に応じた抵抗Ｒ１とＲ２による
分圧電圧V_RがツエナーダイオードＤ１の降服電
圧V_Dよりも負の小さな電圧、即ちエレベータの
速度が所定値より低い場合には、第３図の回路に
おいてツエナーダイオードＤ１が接続されていな
い状態と等価になり、演算増幅器Ａ１の出力電圧
V_A1は抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値をr₁〜r₃とすると、 V_A1＝r₃／r₁＋r₂V₅ ……… と表わされる。

一方、速度検出装置５の出力電圧V₅に応じた
抵抗Ｒ１とＲ２による分圧電圧V_Rがツエナーダ
イオードＤ１の降服電圧V_Dよりも負の大きな電
圧になろうとすると、つまりエレベータの速度が
所定値よりも高くなると、第３図の回路におい
て、抵抗Ｒ１がツエナーダイオードＤ１により短
絡されて、演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1は V_A1＝V₅−V_D／r₂・r₃＝r₃／r₂V₅−r₃／r₂V_D ……… と表わされ、結局演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1
と速度検出装置５の出力電圧V₅とは第４図の実
線で示す関係をもつことになり、演算増幅器Ａ１
の出力電圧V_A1は速度検出装置５の出力電圧V₅を
入力として、出力電圧V₅が増えるにつれ増加す
る第一の基準信号及び第二の基準信号を表わすこ
とになる。

そして、第３図の回路におけるトランジスタ
TRは演算増幅器Ａ２の出力電圧V_A2、即ちトラ
ンジスタTRのエミツタ電圧が演算増幅器Ａ１の
出力電圧V_A1（第一あるいは第二の基準信号）よ
りも所定値（トランジスタTRがシリコントラン
ジスタの場合は0.5v〜1.0vゲルマニウムトランジ
スタの場合は0.1v〜0.4v程度の降服電圧）以上高
くなると、ベース電流が流れて動作状態になり、
もし演算増幅器Ａ２の出力電圧V_A2さらに高くな
ろうとしても、トランジスタTRのベース電流が
増える結果、活性領域にあるトランジスタTRの
コレクタ電流もそれに比例して増加するため、演
算増幅器Ａ２の負帰還量が増えて増幅器６のゲイ
ンが下がることになり、結局演算増幅器Ａ２の出
力電圧V_A2は演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1より
も若干高い程度の電圧に制限される。このときの
各演算増幅器の出力電圧の関係を第５図に示す。
第５図における破線は演算増幅器Ａ２の出力電圧
V_A2の上限値を示す。

一方、演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1が演算増
幅器Ａ２の出力電圧V_A2よりも高い場合には、ト
ランジスタTRは働かないため、演算増幅器Ａ２
の出力電圧V_A2、即ち増幅器６の出力電圧は演算
増幅器Ａ１の出力電圧V_A1に無関係な値となる。

つまり、演算増幅器Ａ２の帰還回路には抵抗Ｒ
６に並列に可変抵抗（抵抗値が略無限大になるこ
ともあるが完全にゼロになることのない抵抗）が
挿入され、この可変抵抗の抵抗値が、演算増幅器
Ａ１の出力電圧V_A1と演算増幅器Ａ２の出力電圧
V_A2との関係に応じて変化し、実質的には演算増
幅器Ａ２の出力電圧V_A2、即ち増幅器６の出力電
圧が略演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1で制限され
るものである。

以上の構成において次に動作を説明する。

エレベータが起動し加速中においては、速度指
令＞速度信号電圧である為、増幅器６及び７は正
の出力を発生する。増幅器６の正出力は電力増幅
器１に入力され、この正出力に応じた電圧が電力
増幅器１を通して高速巻線３に印加されるが、低
速度領域においては速度検出装置５の出力電圧が
小さいため、前述のように増幅器６の出力はリミ
ツタ１１により制限され、高速巻線３に印加され
る電圧は低い。

一方、低速度領域においては接点８ｂは閉成し
ており、増幅器７の正出力はダイオード９、接点
８ｂを通して電力増幅器２に入力され、この正出
力に応じた電圧が電力増幅器２を通して低速巻線
４に印加される。この場合増幅器７の出力は、増
幅器６と異なり出力の制限を受けないので、速度
検出装置５の電圧が速度指令にほぼ等しくなる
様、低速巻線に印加される電圧が制御される。従
つて低速度領域においては低速巻線による駆動ト
ルクが主となり、その不足分を高速巻線で補うよ
うに制御される。

エレベータが徐々に加速し、低速巻線４の同期
速度に近づいてくると低速巻線４による駆動トル
クは徐々に減少するが、リミツタ１１の制限電圧
が徐々に増加するため、高速巻線３による駆動ト
ルクが次第に増加する。

エレベータが低速巻線の同期速度に達すると、
リレーコイル８が励磁されて接点８ａは閉路、接
点８ｂは開路し、増幅器７の正出力は電力増幅器
２に入力されないため、以後は高速巻線３のトル
クによつて加速される。

等速運転においては、軽負荷下降時或いは重負
荷上昇時には増幅器７の出力は正であり、また接
点８ｂは開放しているため、上記と同様高速巻線
３の駆動トルクにより等速走行が継続される。軽
負荷上昇時或いは重負荷下降時には増幅器７の出
力は負となり、また接点８ａは閉成しているため
ダイオード１０及び接点８ａを介して増幅器７の
負出力が電力増幅器２に与えられ、この結果低速
巻線４にはこの負出力に応じた電圧が印加され、
低速巻線４は回生制動トルクを発生し、この制動
トルクと、更に増幅器６の負出力に応じた直流電
流を高速巻線３に流すことにより発生する直流制
動トルクとにより等速走行が継続される。

エレベータの減速時においては、上述の軽負荷
上昇或いは重負荷下降の等速運転と同様の制動ト
ルクにより減速されるが、低速巻線の同期速度以
下の速度では前記回生制動トルクがなくなるた
め、増幅器６の負出力が増大して高速巻線３の直
流電流が増大し、この直流制動トルクにより減速
する。また、減速時に駆動トルクを必要とする場
合は、前述の加速時と同様その時の速度により低
速巻線或いは高速巻線により駆動トルクを発生す
る。

以上のように、本発明によればエレベータの速
度が低い間は低速巻線を主としてそれの不足分を
高速巻線で補うようにし、速度が高くなると高速
巻線を使用するようにしたので、複雑高価な二重
カゴ型を用いなくとも、起動電流を抑えることが
できると共に、運転効率の向上及び負荷変動に対
する等速時の速度変動の減少を図ることができ
る。また高速巻線によるトルクはリミツタにより
徐々に重畳させるようにしているので加速途中で
のトルクの不連続がなく、良好な加速特性が得ら
れ、従つて経済的、信頼性において非常に優れた
エレベータの制御装置を提供することができる。

この場合、低速巻線側の特性は低起動電流、高
起動トルクとなるように高抵抗型とし、高速巻線
側の特性はエレベータの等速走行時にすべり小、
高効率となるように低抵抗として別々に設計する
ようにすればより一層の効果を得ることができ
る。

なお上記の実施例において、制動トルクは低速
巻線では回生制動トルク、高速巻線では直流制動
トルクを得るようにしたが、この逆でもよく、ま
た高低両巻線共に同種の制動トルクを得るように
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の全体の構成を
示すブロツク図、第２図は誘導電動機のトルク特
性図、第３図は増幅器の一部とリミツタの構成を
示す図、第４図は第３図において速度信号V₅と
演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1との関係を示す
図、第５図は第３図において時間に対する速度信
号V₅と演算増幅器Ａ１の出力電圧V_A1との関係を
示す図である。 １，２……電力増幅器、３……誘導電動機の高
速巻線、４……誘導電動機の低速巻線、５……速
度検出装置、V₅……速度信号、６，７……増幅
器、Ｄ１……ツエナーダイオード、８……リレー
コイル、Ａ１，Ａ２……演算増幅器、８ａ……常
開接点、TR……トランジスタ、８ｂ……常閉接
点、９，１０……ダイオード、１１…リミツタ、
V_A1……基準信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高速巻線及び低速巻線を有する誘導電動機
   と、該誘導電動機の回転速度を検出してエレベー
   タかごの速度信号を出力する速度検出装置と、速
   度指令と前記速度検出装置の前記速度信号との偏
   差を増幅する前記高速巻線用の第一の増幅器及び
   前記低速巻線用の第二の増幅器と、該第一の増幅
   器の出力に応じて前記高速巻線に印加される三相
   交流電圧を制御して駆動トルクを発生させる第一
   の電力増幅器及び前記第二の増幅器の出力に応じ
   て前記低速巻線に印加される三相交流電圧を制御
   して駆動トルクを発生させる第二の電力増幅器と
   を設けて、速度帰還制御が行われる交流エレベー
   タの制御装置において、 前記速度検出装置の前記速度信号が所定値より
   も小さいときには前記速度信号を入力として前記
   速度制御が増えるにつれ増加する第一の基準信号
   を発生させ、前記速度検出装置の前記速度信号が
   所定値以上のときには第一の基準信号よりも大き
   い第二の基準信号を発生させ、前記第一の基準信
   号あるいは前記第二の基準信号により前記第一の
   増幅器のエレベータかご駆動側の出力を制限する
   働きをもつリミツタを備え、前記速度検出装置の
   前記速度信号が前記低速巻線の同期速度に対応す
   る信号以上になると前記第二の増幅器の出力がエ
   レベータかごを駆動させる出力の場合のみ前記第
   二の電力増幅器に入力されないように阻止する阻
   止手段を備えたことを特徴とする交流エレベータ
   の制御装置。 ２ 前記リミツタは前記速度信号を入力とし、入
   力抵抗にはツエナーダイオードを並列に接続した
   演算増幅器を有し、該演算増幅器により前記第一
   の基準信号あるいは前記第二の基準信号を発生さ
   せ、前記演算増幅器の出力をトランジスタのベー
   スに接続するとともに、該トランジスタのコレク
   タとエミツタは前記第一の増幅器の帰還回路に接
   続して構成されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の交流エレベータの制御装置。