JPWO2011089643A1 - エレベータの救出運転装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この救出運転装置は、界磁に永久磁石を用いた同期電動機の入力電流を検出し、この検出した電流を永久磁石の磁束と同位相の成分と同位相の成分に直交する成分とに変換して制御するインバータで駆動されるエレベータの制御装置において、電源の異常を検出する電源異常検出手段と、電源の異常により停止したかごの救出階を検出する救出階検出手段と、電源異常検出手段により電源の異常が検出されたときに同期電動機の入力端子を短絡する短絡手段と、短絡手段により同期電動機の入力端子が短絡され、起動指令が出されたときに巻上機のブレーキを解放してかごを走行させ、かごが救出階に到着し、救出階検出手段の出力によりブレーキを動作させるブレーキ制御手段と、を備えている。
停電などの緊急状態にエレベータ運転用の同期モータを回転してかごを動かす緊急操作装置であって、直流電源と、直流電圧を該直流電源から同期モータの巻線及びブレーキを解放するアクチュエータへ供給するロータリースイッチとを含む装置において、ロータリースイッチは、6又は6の倍数に等しい数の接点を有し、該ロータリースイッチの接点の作動間隔は、全回転角、すなわち 360°の角度を6又は6の倍数で分割した角度である。これによって、直流電源の直流電圧は順次、それぞれの巻線へ供給される。
救出運転装置によれば、かごとおもりがバランス状態で、ブレーキ用スイッチによりブレーキを解放してもかごが移動しない場合、救出スイッチにより励磁手段を直流電源に接続すると、励磁手段は、電動機の相巻線のうち、一相に直流電源の一方の極が接続されると共に、電動機の三相巻線のうち、他の二相に対して直流電源の他の極性を接続する。これにより、電動機にパルス的に短時間電流を流してトルクを発生し、かごを上方向または下方向に移動する。そして、第2の励磁パターンはかごを移動したい方向に電動機の三相巻線で形成される位相を電気角で90度進める指令を発生する。これにより、電動機の回転子の初期位置にかかわらず、電動機のトルクが最大となるように励磁でき、効率的にかごを駆動できる。さらに、オフパターンに基づいて二相の巻線を直流電源から切り離すので、電動機から逆回転のトルクの発生を防止しつつ、かごを例えば最寄り階に移動して、かご内の乗客を救出できる。
これにより、電動機の回転速度が高くなり電動機の発生電圧が直流電源の電圧を越えると、整流手段を介して電動機に制動電流が流れる。したがって、電動機の回転速度を抑制してかごの増速を抑制できるので、救出の際における安全性が向上する。
これにより、救出スイッチを開放して整流手段を介して電動機の端子が短絡される。したがって、電動機を急速に減速してかごを急速に減速できる。
これにより、電動機の回転子が若干、例えば電気角30度程度回転したところで、更に電動機のトルクが最大となるような励磁ができるので、更に効率的なかごの駆動が可能となる。
本発明の一実施の形態を図1及び図2によって説明する。図1は本発明の一実施の形態を示すエレベータの救出運転装置の全体図、図2は、電動機の三相巻線に印加する電圧の極性(a)、巻線の励磁位相(b)を示す図である。
図1において、エレベータは、三相交流電源3をメインスイッチ5、インバータ7、電源スイッチ9を介して永久磁石同期型の電動機11に接続されており、三相の電動機11の回転軸に連結固定された綱車13、綱車13を解放・拘束するブレーキ24を備え、綱車13に掛けられたロープ15の一端に固定されたかご17と、ロープ15の他端に固定された錘19とを有している。
そして、一方の極(陽極)、他方の極(陰極)を有する蓄電池20からブレーキスイッチ22を介してブレーキコイル24Lの電流をオン・オフしてブレーキ24を解放・拘束することにより綱車13を解放・拘束している。
ダイオード部34は、全波整流用の6素子入りのダイオードモジュールで、U相、V相、W相のそれぞれの入力と、カソード側、アノード側のそれぞれの出力とを有すると共に、電源スイッチ9をb端子に投入することによりU相入力,V相入力,W相入力のそれぞれに電動機11のU相端子,V相端子,W相端子がそれぞれ接続するよう形成されている。
さらに、ダイオード部34はカソード側が救出スイッチ32のc端子に接続され、アノード側が救出スイッチ32のa端子と、蓄電池20の陰極と、ダイオード部34のW相入力とに接続されている。
なお、ダイオードD6は、実質機能していない。したがって、ダイオード部34は、独立した5つのダイオードで構成しても良い。
第1の励磁スイッチ52aは、a端子がダイオード部34のカソード側と、第2の励磁スイッチ52bのb端子と、救出スイッチ32のc端子に接続され、b端子が開放されており、c端子が電源スイッチ9のU相のb端子と、ダイオード部34のU相入力とに接続されている。
第2の励磁スイッチ52bは、a端子がダイオード部34のW相の入力と、蓄電池20の陰極と、ダイオード部34のアノード側と、救出スイッチ32のa端子とに接続され、b端子が第1の励磁スイッチ52aのa端子に接続されており、c端子がダイオード部32のV相の入力と、電源スイッチ9のb端子とに接続されている。
さらに、ダイオード部34は、救出スイッチ32をa側に投入して電動機11の各U,V,W端子を短絡するように形成されている。
<通常運転時>
電源スイッチ9をa側に投入し、励磁回路50を電動機11から切り離し、インバータ7を介して電動機11に電力を供給して電動機11を運転してかご17を移動する。
故障や停電などでかご17が非常停止になっている状態で、救出運転をする際には、電源スイッチ9をb側に投入して励磁回路50と電動機11とを接続する。救出スイッチ32をa側に投入して、励磁スイッチ群52を中立(開放)にして電動機11の巻線がダイオード34を介して短絡される。
その後、ブレーキスイッチ22が閉成すると、蓄電池20からブレーキコイル24Lに電源を供給し、ブレーキ24を解放して、かご17とおもり19との質量差によりかご17を移動する。この際、電動機11の巻線が短絡されているため、急にかご17が増速することが抑えられるので、安全に乗客を救出できる。
ブレーキスイッチ22をオンにして、ブレーキ24を解放しても、かご17が移動しない。このとき、電源スイッチ9をb側に投入した状態において、励磁スイッチ群52をa側に投入し、電動機11の巻線のU相に蓄電池20の陽極、V相とW相に陰極が接続され、図2に示すように、第1の励磁パターン「1」となり、電動機11の回転子のS極をU相側の電気角0度の位相に励起する。すると、電動機11における回転子のN極がU相側の回転子のS極に引き寄せられる(図3「1」)。
ここで、励磁スイッチ群52をb側に投入したままにすると、電動機11は回転子の磁極が電気角90度を超えたところから回転と逆向きのトルクが発生して回転を減速する。これをさけるために僅かに回ったところで励磁スイッチ群52を中立(開放)状態にすると電動機11からトルクが発生しない励磁パターン「0」の状態となり電動機11が惰性で回転し続け(図3「0」)、かご17が移動する。
上記のように、電動機11からの初めのパルス的トルクによってバランス状態から上方向か下方向のどちらかにかご17を移動できれば、ロープ質量のかご17側とおもり19側の差が大きくなっていくので、一旦かご17が動き出すと徐々に動きやすくなる。
これにより、電動機11の回転速度が高くなり電動機11の発生電圧が蓄電池20の電圧を越えると、ダイオード部34を介して電動機11に制動電流が流れる。したがって、電動機11の回転速度を抑制してかご17の増速を抑制できるので、救出の際における安全性が向上する。
なお、この救出装置は、かご17と錘19とがアンバランス状態の時の救出運転にも利用できる。
本発明の他の実施の形態を図4及び図5によって説明する。図4は、本発明の他の実施の形態を示すエレベータの救出運転装置の全体図、図5は図4に示す電動機の三相巻線に印加する電圧の極性(a)、電動機巻線の励磁位相(b)を示す図である。図4中、図1と同一符号は同一部分を示し説明を省略する。
図4において、エレベータの救出運転装置は、図1に示す第1の励磁スイッチ群52の代わりに、第2の励磁スイッチ群150を有しており、第2の励磁スイッチ群150は、第3の励磁スイッチ152と、第3の励磁スイッチ152と独立して動作する第4の励磁スイッチ154とを有している。
第3の励磁スイッチ152は、a端子が第4の励磁スイッチ154のb端子に接続され、b端子が救出スイッチ32のc端子と、ダイオード部32のカソードに接続され、c端子がダイオード部34のV相入力に接続されている。
第4の励磁スイッチ154は、a端子が救出スイッチ32のc端子と、ダイオード部34のカソードと、第3の励磁スイッチ152のb端子とに接続され、b端子が第3の励磁スイッチ152のa端子と、ダイオード部34のアノードと、ダイオード部34のW相入力とに接続され、c端子がダイオード部34のU相入力に接続されている。
ブレーキスィツチ22をオンにして、救出スイッチ32及び電源スイッチ9をb側に投入した状態において、第3及び第4の励磁スイッチ152,154をa側に投入すると、上記実施の形態1と同様に、電動機11の巻線のU相に蓄電池20の陽極、V相とW相に陰極が接続され、励磁パターン「1」に相当する回路となり、U相側の電気角0度の位相にS極を励起する。すると、電動機11の回転子のN極がU相側のS極に引き寄せられる(図6「1」)。
また、上記実施形態1,2では、電動機11のW相を−極に固定して説明をしたが、他の相に入れ替えても同様な効果があることは言うまでもない。
Claims (4)
- 巻上機に永久磁石同期型の電動機を用いると共に、ブレーキを解放してかごを移動させるエレベータの救出運転において、
一方の極と他方の極とを有する直流電源と、
前記ブレーキのコイルに前記直流電源を接続・開放するブレーキ用スイッチと、
前記電動機の三相巻線に前記直流電源を接続して電動機に電流を流すことによりトルクを発生させる励磁手段と、
前記励磁手段を前記直流電源に接続・開放する救出スイッチと、を備え、
前記励磁手段は、前記三相巻線のうち、一相に前記直流電源の一方の極が接続されると共に、前記三相巻線のうち、他の二相に対して前記直流電源の他方の極を接続する第1の励磁パターンと、前記かごを移動したい方向に前記電動機の前記三相巻線で形成される位相を電気角で90度進める指令となる第2の励磁パターンと、前記二相の巻線を前記直流電源から切り離すオフパターンと、
を備えたことを特徴とするエレベータの救出運転装置。 - 前記三相の各巻線から発生した電圧が前記直流電源の電圧を越えた際に、前記救出スイッチを介して前記電動機からの電流を前記直流電源に流す整流手段を、
備えたことを特徴とする請求項1に記載のエレベータの救出運転装置。 - 前記救出スイッチを開放して前記励磁手段から前記直流電源を切り離すと共に、前記電動機の端子を、前記整流手段を介して短絡する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエレベータの救出運転装置。 - 前記励磁手段は、前記かごを移動したい方向に前記電動機の前記三相巻線で形成される位相を電気角で120度を進める指令を発生する第3の励磁パターンを、
備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のエレベータの救出運転装置。
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