JPWO2006006229A1

JPWO2006006229A1 - エレベータの制御システム

Info

Publication number: JPWO2006006229A1
Application number: JP2006527662A
Authority: JP
Inventors: 正徳安江
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: WO2006006229A1; EP1767483A1; DE602004031468D1; CN100522781C; JP4850708B2; CN1953922A; EP1767483A4; EP1767483B1

Abstract

２台の巻上機にかかるロープテンションをバランスさせながら速度制御することができるエレベータの制御システムを提供する。２台の巻上機と、２台の巻上機に懸架した２つのロープと、２つのロープの一端にそれぞれ係合されたかごと、２つのロープの他端に係合された釣合い錘と、２台の巻上機を駆動する駆動制御装置とを備えたエレベータの制御システムにおいて、２つのロープのそれぞれのロープ張力を検出する張力検出器と、前記張力検出器により検出される２つのロープの張力差に応じて前記駆動制御装置にフィードバック制御信号を出力してロープ張力をバランスさせるべく巻上機の回転速度を制御する補償器とを備える。

Description

この発明は、２台（またはそれ以上）の巻上機で１つのかごを駆動するタイプのエレベータの制御システムに関するものである。

機械室レスエレベータなどではかごの移動空間と昇降路壁との間に巻上機を設置するため、巻上機の小型化が要求されている。例えば、巻上機を昇降路下部のピットに配置したものや、昇降路側面の壁とかごとの隙間に配置したものがある。

ところが、大容量のエレベータでは電動機の出力が大きいため小型化には限界があり、巻上機の設置のために昇降路寸法が大きくなるという問題があった。そこで、かごを駆動する巻上機を２台使用し、１台当りの所要トルクを低減することで、巻上機をかごの移動空間と昇降路壁との間の空間に設置できるエレベータが提案されている。

このようなエレベータでロープを巻き上げてかごを駆動する際には、２台の巻上機にかかるロープのテンションを等しくする必要があり、単に２台の巻上機を速度制御しただけではこの目的は達成されない。

すなわち、このようなエレベータの制御システムは、巻上機と駆動装置からなる駆動制御システムを２つ並べ、それぞれの巻上機を運行管理部からの速度指令に基づいて回転速度が指令に追従するように制御するものである（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述した従来のエレベータの制御システムでは、通常は２つのロープの張力がつりあった状態を保ちながらかごが駆動制御されるが、綱車の溝の摩耗や綱車有効径の差によって、ロープ速度に差が生じると上昇時にはロープ速度が速い方のロープ張力が大きくなる。逆に、下降時にはロープ速度が遅い方のロープ張力が大きくなる。このように、ロープ張力に差が生じると乗り心地が悪化するばかりではなく、かごの歪みやレールヘの過大な負荷などにより、機器への悪影響が生じる。また、片方のモータに負荷が偏ることから、駆動能力が低下するという問題もある。
特公平７−４２０６３号公報（図５）

この発明は、前述した従来例に係る問題点を解消するためになされたもので、２台（またはそれ以上）の巻上機で１つのかごを駆動するタイプのエレベータの制御システムにおいて、２台の巻上機にかかるロープテンションをバランスさせながら速度制御することができるエレベータの制御システムを得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータの制御装置は、２台の巻上機と、２台の巻上機に懸架した２つのロープと、２つのロープの一端にそれぞれ係合されたかごと、２つのロープの他端に係合された釣合い錘と、２台の巻上機を駆動する駆動制御装置とを備えたエレベータの制御システムにおいて、２つのロープのそれぞれのロープ張力を検出する張力検出器と、前記張力検出器により検出される２つのロープの張力差に応じて前記駆動制御装置にフィードバック制御信号を出力してロープ張力をバランスさせるべく巻上機の回転速度を制御する補償器とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、２台の巻上機で１つのかごを駆動するタイプのエレベータの制御システムにおいて、２台の巻上機にかかるロープテンションをバランスさせながら速度制御することができる。

この発明に係るエレベータの制御システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す補償器の内部構成を示すブロック図である。

以下、この発明を図示される実施の形態に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータの制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この発明のエレベータの制御システムは、巻上モータ１ａ，１ｂ、ブレーキ２ａ，２ｂ、綱車３ａ，３ｂで構成される２台の巻上機４ａ，４ｂを備え、綱車３ａ，３ｂにロープ５ａ，５ｂがそれぞれに懸架されている。ロープ５ａ，５ｂの一端はバネ８ａ、８ｂを介してかご６に係合され、他端はそれぞれ釣合い錘７ａ、７ｂに接続されている。上記巻上機４ａ，４ｂの回転速度は、速度検出器９ａ，９ｂによりそれぞれ検出され、ロープ５ａ，５ｂの張力は、荷重検出器１０ａ，１０ｂによりそれぞれ検出されるようになされている。

ここで、荷重検出器１０ａ，１０ｂは、かご６内の乗客の乗り降りで荷重が増減することで伸縮するバネ変位を測ることでかご内荷重を検出する秤装置として機能するもので、バネ変位は原理的にロープ張力に比例するため、ロープ張力を測っていることになり、張力検出器としての機能も兼ねる。

上記巻上モータ１ａ，１ｂは、駆動制御装置１１により駆動制御されるようになされている。この駆動制御装置１１は、かご６の走行パターンを決定し速度指令を送出する運行管理部１２と、運行管理部１２からの速度指令と速度検出器９ａ，９ｂによる速度検出値とを比較し、２台の巻上モータ１ａ，１ｂが出力すべきトルクをそれぞれ演算してトルク指令を送出する速度制御部１３ａ，１３ｂと、速度制御部１３ａ，１３ｂからのトルク指令に従って巻上モータ１ａ，１ｂの発生するトルクを制御すべく指令を送出するトルク制御部１４ａ，１４ｂと、トルク制御部１４ａ，１４ｂからの指令に応じて巻上モータ１ａ，１ｂへの供給電力を制御する電力変換器１５ａ，１５ｂとから構成される。

さらに、この発明のエレベータの制御システムには、張力検出器としての荷重検出器１０ａ，１０ｂにより検出される２つのロープの張力差に応じて前記駆動制御装置１１にフィードバック制御信号を出力してロープ張力をバランスさせるべく巻上モータ１ａ，１ｂの回転速度を制御する補償器１６を備えている。この補償器１６は、張力検出器としての荷重検出器１０ａ，１０ｂにより検出される２つのロープの張力差が所定値を超えた場合にだけ、少なくとも１台の巻上機の回転速度を制御すべく駆動制御装置１１にフィードバック制御信号を出力するようになされており、ロープ張力の差によって回転速度の高い方の巻上モータの速度を下げて低い方へあわせるように働く。

図２は、前記補償器１６の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、この補償器１６は、運行管理部１２から速度制御部１３（１３ａ，１３ｂを総称する）に送出される速度指令に対するゲインＫ１７を補償するもので、張力検出器としての荷重検出器１０ａ，１０ｂにより検出される２つのロープの張力差に応じてゲインＫの補償量を送出する補償要素１８と、速度検出器９ａ，９ｂからの速度検出値及び速度制御部１３ａ，１３ｂからのトルク指令に基づいて、速度の低い巻上機を基準として選択し、補償要素１８のゲインＫの補償量を小さくして速度の高い巻上機の方をゲイン補正することにより、両巻上機の速度、つまりロープ張力を一致させると共に、両巻上機の速度差または速度フィードバックの基に速度制御部１３ａ，１３ｂからそれぞれ出力されるトルク指令値の差が所定値より小さいときは補償要素１８のゲインを小さくしてゲインＫの補正を行わないことにより、トルク差、つまり偏荷重に対して鈍感にする動的補償演算部１９と、補償要素１８からの補償量が所定値より大きい場合に異常と判断し非常停止指令を送出する異常検出部２０とを備えている。

次に、図１及び図２に示す構成を備えるエレベータの制御システムに係る動作について説明する。乗場やかご６の図示しない呼びボタンが押されると、運行管理部１２は、かご６の走行パターンを決定し、速度制御部１３に速度指令を出力する。

速度制御部１３は、運行管理部１２からの速度指令と速度検出器９ａ，９ｂにより検出される２台の巻上機４ａ，４ｂ（巻上モータ１ａ，１ｂ）の回転速度とを比較して、２台の巻上モータ１ａ，１ｂが出力すべきトルクをそれぞれ演算し、トルク制御部１４ａ，１４ｂにトルク指令を送出する。トルク制御部１４ａ，１４ｂは、それぞれのトルク指令に従って電力変換器１５ａ、１５ｂを操作してモータ１ａ，１ｂの発生するトルクを制御する。

以上の駆動制御装置１１の動作により、巻上モータ１ａ，１ｂおよび綱車３ａ，３ｂの回転速度を所定の速度パターンで制御し、ロープ５ａ，５ｂをトラクション駆動して、かご６を目的階まで運ぶ。

さらに、かご６が目的階に到着すると、ブレーキ２ａ，２ｂを動作させて綱車３ａ，３ｂの回転を停止させるとともに、巻上モータ１ａ，１ｂへの給電を断って一連の動作が終了する。

バネ８ａ、８ｂは、ロープ３ａ，３ｂからかご６への振動伝播を防ぎ、乗客の快適な乗り心地を確保するためのものである。また、このバネ８ａ、８ｂは、かご６内の人が乗り降りして荷重が増減すると伸縮するため、バネの変位を測ることでかご内荷重を検出することができる。このバネ変位は、原理的にはロープ張力に比例するため、ロープ張力を測っていることになる。荷重検出器１０ａ，１０ｂは、例えばこの原理を応用したものであり、それぞれロープ３ａ，３ｂの張力を検出する。なお、ロープ張力を検出する方法は他にもあり、ここで説明する発明は検出方法に依らない。

また、この発明のエレベータの制御システムでは、補償器１６により、２つのロープの張力差が所定値を超えた場合にだけ、少なくとも１台の巻上機の回転速度を制御すべく駆動制御装置１１にフィードバック制御信号を出力するようになされており、ロープ張力の差によって回転速度の高い方の巻上モータの速度を下げて低い方へあわせるように働く。

すなわち、補償要素１８により、２つのロープの張力差に応じて運行管理部１２から速度制御部１３（１３ａ，１３ｂを総称する）に送出される速度指令に対するゲインＫの補償量を送出するよう動作し、動的補償演算部１９により、速度検出器９ａ，９ｂからの速度検出値及び速度制御部１３ａ，１３ｂからのトルク指令に基づいて、速度の低い巻上機を基準として選択し、補償要素のゲインＫの補償量を小さくして速度の高い巻上機の方をゲイン補正することにより、両巻上機の速度、つまりロープ張力を一致させるよう動作する。

従って、上述した実施の形態によれば、ロープ張力がバランスするように制御されるため、かごが片方の巻上機に偏って駆動されるような問題が発生しない。すなわち、２台の巻上機にかかるロープテンションをバランスさせながら速度制御することができる。

また、かご内荷重を検出する秤装置としての荷重検出器１０ａ，１０ｂが張力検出器を兼ねているので、安価に構成できる。秤検出時に動作不良のチェックができる。

また、ロープ張力の低い方にフィードバック制御するので、速度が下がる方への補償をすることで安全サイドの設計ができる。

さらに、ロープ張力の差が所定値を超えた場合にだけフィードバックするので、偏荷重に対して鈍感にして不要な補償を行わないようにすることで誤動作を防ぐことができる。

Claims

２台の巻上機と、
２台の巻上機に懸架した２つのロープと、
２つのロープの一端にそれぞれ係合されたかごと、
２つのロープの他端に係合された釣合い錘と、
２台の巻上機を駆動する駆動制御装置と
を備えたエレベータの制御システムにおいて、
２つのロープのそれぞれのロープ張力を検出する張力検出器と、
前記張力検出器により検出される２つのロープの張力差に応じて前記駆動制御装置にフィードバック制御信号を出力してロープ張力をバランスさせるべく巻上機の回転速度を制御する補償器と
を備えたことを特徴とするエレベータの制御システム。
請求項１に記載のエレベータの制御システムにおいて、
前記張力検出器は、かご内荷重を検出する秤装置を兼ねている
ことを特徴とするエレベータの制御システム。
請求項１に記載のエレベータの制御システムにおいて、
前記補償器は、前記張力検出器により検出される２つのロープの張力差に応じて回転速度の低い巻上機に合うように回転速度の高い巻上機の回転速度を下げるべく補償するよう前記駆動制御装置にフィードバック制御信号を出力する
ことを特徴とするエレベータの制御システム。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエレベータの制御システムにおいて、
前記補償器は、前記張力検出器により検出される２つのロープの張力差が所定値を超えた場合にだけ、少なくとも１台の巻上機の回転速度を制御すべく前記駆動制御装置にフィードバック制御信号を出力する
ことを特徴とするエレベータの制御システム。