KR100947695B1

KR100947695B1 - 엘리베이터 장치

Info

Publication number: KR100947695B1
Application number: KR1020077014555A
Authority: KR
Inventors: 마사야 사카이; 타카하루 우에다
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2010-03-16
Also published as: US7931128B2; EP1908719A1; WO2007013141A1; EP1908719B1; EP1908719A4; WO2007013448A1; CN101068736B; CN101068736A; KR20070088740A; US20070284196A1

Abstract

엘리베이터 장치에 있어서, 구동 수단은 구동 쉬브와, 구동 쉬브를 회전시키는 모터와, 모터를 구동하는 모터 구동부를 가지고 있다. 모터 구동부는 제어 수단에 의해 제어된다. 제어 수단은 엘리베이터 칸의 주행중에, 구동 수단내 적어도 하나의 기기의 부하를 감시하는 동시에, 부하 상태에 따라 엘리베이터 칸의 주행 속도에 관한 제어 지령을 생성하여 모터 구동부에 출력한다.

Description

엘리베이터 장치{ELEVATOR DEVICE}

본 발명은 엘리베이터 칸의 적재 상태에 따라 엘리베이터 칸의 주행 속도를 가변으로 하는 엘리베이터 장치에 관한 것이다.

종래의 엘리베이터 제어 장치에서는 엘리베이터 칸의 적재량에 따라 모터 및 그것을 구동하는 전기 기기의 구동 범위내에서, 엘리베이터 칸의 일정 속도 주행시의 속도 및 가감 속도 주행시의 가감 속도가 변화된다. 이것에 의해, 모터의 여력이 활용되어, 엘리베이터 칸의 운행 효율이 향상된다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특개 2003-238037호 공보

그러나, 종래의 엘리베이터 제어 장치에서는 저울 장치에 의해 검출된 엘리베이터 칸의 적재량에 기초하여 속도 패턴이 변경되기 때문에, 저울 장치의 검출 오차나 주행시의 로스(loss)가 큰 경우, 모터나 인버터 등의 구동 기기의 부담이 커지는 경우가 있었다. 또, 저울 장치의 오차나 주행시의 로스를 미리 전망하여 속도 패턴의 연산을 행하도록 하면, 실제의 오차나 로스가 적은 경우에, 본래 발휘할 수 있는 속도보다 늦은 속도로 엘리베이터 칸이 주행되고, 구동 기기의 능력을 충분히 발휘시킬 수 없게 된다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸을 운전할 수 있는 엘리베이터 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 엘리베이터 장치는 구동 쉬브(sheave)와, 구동 쉬브를 회전시키는 모터와, 모터를 구동하는 모터 구동부를 가지는 구동 수단; 구동 쉬브에 감겨진 현가(懸架) 수단; 현가 수단에 의해 현가되어, 구동 수단에 의해 승강되는 엘리베이터 칸 및 균형추; 및 모터 구동부를 제어하는 제어 수단을 구비하고, 제어 수단은 엘리베이터 칸의 주행중에, 구동 수단내 적어도 하나의 기기의 부하를 감시하는 동시에, 부하 상태에 따라 엘리베이터 칸의 주행 속도에 관한 제어 지령을 생성하여 모터 구동부에 출력한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 2는 도 1의 속도 지령 생성부에 의한 속도 제한 판정 동작을 나타내는 플로우차트이다.

도 3은 도 1의 속도 지령 생성부에 의한 속도 제한을 받지 않는 경우 엘리베이터 칸의 주행 속도, 가속도, 주행 모드 및 속도 제한 상태의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 4는 도 1의 속도 지령 생성부에 의한 속도 제한을 받은 경우 엘리베이터 칸의 주행 속도, 가속도, 주행 모드 및 속도 제한 상태의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 5는 도 1의 속도 지령 생성부에 의한 모드 전환 동작을 나타내는 플로우차트이다.

도 6은 도 5의 모드 전환 동작에 의해 엘리베이터 칸을 주행시킨 경우 구동 수단의 기기의 부하 상태 및 엘리베이터 칸 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터 장치에 있어서 구동 수단의 기기의 부하 상태 및 엘리베이터 칸 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 9는 도 8의 듀티 검출부에 의해 검출되는 스위칭 듀티 변화의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 10은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 11은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 12는 본 발명의 실시 형태 6에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 13은 본 발명의 실시 형태 7에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도 이다.

도 14는 본 발명의 실시 형태 8에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 15는 도 14의 평활(平滑) 컨덴서의 전압, 회생(回生) 스위치의 온ㆍ오프 상태, 및 회생 스위치의 온 비율의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 16은 도 14의 회생 저항의 소비 전력, 및 엘리베이터 칸 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 17은 본 발명의 실시 형태 9에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 18은 본 발명의 실시 형태 10에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다.

도 19는 도 18의 가변 기준기(基準器)에 있어서 발열량 문턱값의 설정 방법의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 20은 본 발명의 실시 형태 11에 의한 엘리베이터 장치에 있어서 엘리베이터 칸 속도의 제어 방법을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 엘리베이터 칸(1) 및 균형추(2)는 권상기(卷上機)(3)에 의해 승강로내를 승강 한다. 권상기(3)는 모터(4), 모터(4)에 의해 회전되는 구동 쉬브(5), 모터(4)의 회전 속도와 자극(磁極) 위치를 검출하기 위한 속도 검출기(6) 및 구동 쉬브(5)의 회전을 제동하는 브레이크(도시하지 않음)를 가지고 있다. 속도 검출기(6)로서는, 예를 들어 인코더 또는 리졸버(resolver) 등이 이용되고 있다.

구동 쉬브(5)에는 엘리베이터 칸(1) 및 균형추(2)를 매다는 현가 수단으로서의 복수 라인(도면에서는 한 라인만 나타냄)의 메인 로프(7)가 감겨져 있다. 또한, 현가 수단으로서는, 예를 들어 통상의 로프, 또는 벨트(belt) 형상의 로프 등을 이용할 수 있다.

모터(4)에는 컨버터(8) 및 인버터(9)를 통하여 전원(10)으로부터의 전력이 공급된다. 컨버터(8)는 전원(10)으로부터의 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 인버터(9)는 컨버터(8)에서 생성되는 직류 전압으로부터 임의의 전압, 주파수의 교류 전류를 만들어 낸다. 또, 인버터(9)는 직류 전압을 스위칭하는 것에 의해 교류 전류를 만들어 낸다.

컨버터(8)와 인버터(9)의 사이에는 컨버터(8)로부터의 직류 출력을 평활하는 평활 컨덴서(11)가 접속되어 있다. 평활 컨덴서(11)에는 회생 저항(12) 및 회생 스위치(13)가 병렬로 접속되어 있다. 인버터(9)에서부터 모터(4)로 공급되는 전류의 값은 전류 검출기(14)에 의해 검출된다.

회생 저항(12)은 권상기(3)의 회생 운전시에 회생되는 전력을 열로서 소비한다. 이 때문에, 평활 컨덴서(11)의 전압이 기준값을 넘으면, 회생 스위치(13)가 온으로 되어, 회생 저항(12)에 전류가 흐르도록 되어 있다.

또, 회생 스위치(13)가 온 일 때에는 회생 저항(12)에 전류가 흘러서, 평활 컨덴서(11)의 전압이 저하되어 간다. 그리고, 평활 컨덴서(11)의 전압이 소정값보다 작으면, 회생 스위치(13)가 오프로 되어, 회생 저항(12)으로의 통전이 정지되며 평활 컨덴서(11)의 전압의 저하가 정지된다.

이와 같이, 평활 컨덴서(11)의 전압에 따라 회생 스위치(13)를 온/오프 하는 것에 의해, 인버터(9)로의 직류 입력 전압이 규정의 범위내로 제어된다. 또한, 회생 스위치(13)로서는, 예를 들어 반도체 스위치를 이용할 수 있다.

모터(4)를 구동하는 모터 구동부(15)는 컨버터(8), 인버터(9), 평활 컨덴서(11), 회생 저항(12), 회생 스위치(13) 및 인버터(9)에 입력하는 전류를 개폐하는 차단기(도시하지 않음)를 가지고 있다. 또, 엘리베이터 칸(1) 및 균형추(2)를 승강시키는 구동 수단(16)은 권상기(3) 및 모터 구동부(15)를 가지고 있다.

인버터(9)는 제어 수단(17)에 의해 제어된다. 제어 수단(17)은 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19) 및 전류 제어부(20)를 가지고 있다. 속도 지령 생성부(18)는 승강장 또는 엘리베이터 칸(1)내로부터의 호출 등록에 따라, 엘리베이터 칸(1)의 속도 지령, 즉 권상기(3)에 대한 속도 지령을 생성한다.

속도 제어부(19)는 속도 지령 생성부(18)에서 생성된 속도 지령과, 속도 검출기(6)로부터의 정보에 기초하여, 모터(4)의 회전 속도를 속도 지령의 값에 일치시키도록 토크(torque)값을 연산하여 토크 지령을 생성한다.

전류 제어부(20)는 전류 검출기(14)로부터의 전류 검출 신호와, 속도 제어부(19)로부터의 토크 지령에 기초하여 인버터(9)를 제어한다. 구체적으로, 전류 제 어부(20)는 속도 제어부(19)로부터의 토크 지령을 전류 지령값으로 환산하고, 전류 검출기(14)에 의해 검출되는 전류값이 전류 지령값에 일치하도록, 인버터(9)를 구동하는 신호를 출력한다.

전류 제어부(20)에 의한 인버터(9)의 전류 제어에는 벡터 제어가 이용된다. 즉, 전류 제어부(20)는 토크 지령으로부터 환산된 전류 지령값과, 전류 검출기(14)에 의해 검출된 모터(4)의 전류값 및 속도 검출기(6)에 의해 검출된 자극 위치(회전 위치)에 따라, 인버터(9)가 출력해야 할 전압값을 연산하고, 인버터(9)에 내장된 트랜지스터에 대하여 온/오프의 스위칭 패턴을 출력한다.

제어 수단(17)은 연산 처리부(CPU), 기억부(ROM, RAM 및 하드 디스크 등) 및 신호 입출력부를 가진 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 즉, 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19) 및 전류 제어부(20)의 기능은 컴퓨터에 의해 실현된다

여기서, 제어 수단(17)은 구동 수단(16)의 허용 범위내에서, 엘리베이터 칸(1)의 최고 속도나 가속도를 가능한 한 올려서, 엘리베이터 칸(1)의 주행 시간을 단축하도록 속도 지령을 생성한다. 이 때문에, 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 구동 수단(16)내 적어도 하나의 기기의 부하를 감시하는 동시에, 감시하고 있는 부하에 기초하여 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도에 관한 제어 지령을 즉각적으로(실시간으로) 생성한다. 또, 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 주행 개시시에, 감시하고 있는 부하가 미리 설정된 문턱값에 도달할 때까지 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도를 상승시킨다. 또한, 주행 속도에 관한 제어 지령은, 예를 들어 엘리베이터 칸(1)의 속도 지령, 권상기(3)에 대한 속도 지령 등, 엘리베이터 칸(1) 의 속도를 변경시키는 지령을 의미하는 것이다.

엘리베이터 칸(1)의 주행 속도는 완충기, 브레이크, 비상 멈춤 장치 및 조속기(調速機)(모두 도시하지 않음) 등의 안전 기기의 성능에 의해 규정되는 상한값(Vmax)으로 제한된다. 따라서, 제어 수단(17)이 감시하고 있는 부하가 문턱값에 도달하지 않으면, 엘리베이터 칸(1)의 속도는 Vmax에서 일정 속도 주행으로 이행된다.

실시 형태 1에 있어서 속도 지령 생성부(18)는 구동 기기의 부하로서, 예를 들어 모터(4)의 전류값, 즉 전류 검출기(14)에 의해 검출되는 전류값을 감시한다. 그리고, 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)의 가속 주행중에 모터(4)의 전류값이 미리 설정된 문턱값에 도달하면, 엘리베이터 칸(1)을 일정 속도로 주행시키도록 제어 지령을 생성한다.

도 2는 도 1의 속도 지령 생성부(18)에 의한 속도 제한 판정 동작을 나타내는 플로우차트이다. 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)이 주행중인지의 여부를 판정하고(단계 S1), 주행중이면, 감시하고 있는 기기의 부하가 문턱값에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S2). 엘리베이터 칸(1)이 주행중이 아닌 경우, 및 부하가 문턱값에 도달하지 않은 경우에는 속도 제한이 해제된다(단계 S3). 엘리베이터 칸(1)의 주행중에 부하가 문턱값에 도달하면, 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도가 Vmax 보다 낮은 속도로 제한된다. 속도 지령 생성부(18)는 이와 같은 속도 제한 판정 동작을 소정의 주기로 반복 실행한다.

도 3은 도 1의 속도 지령 생성부(18)에 의한 속도 제한을 받지 않는 경우 엘 리베이터 칸(1)의 주행 속도, 가속도, 주행 모드 및 속도 제한 상태의 시간 변화를 나타내는 그래프, 도 4는 도 1의 속도 지령 생성부(18)에 의한 속도 제한을 받았을 경우 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도, 가속도, 주행 모드 및 속도 제한 상태의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3 및 도 4에 있어서, MODE 1은 기동 지령의 입력이 없고, 또한 속도 지령=O 상태(정지 상태)이다. MODE 2는 가속도>0 또한 가가속도(加加速度)>O 상태이다. MODE 3은 가속도>0 또한 가가속도=0 상태이다. MODE 4는 가속도>O 또한 가가속도<O 상태이다. MODE 5는 일정 속도의 상태이다. MODE 6은 가속도<O 또한 가가속도<O 상태이다. MODE 7은 가속도<O 또한 가가속도=O 상태이다. MODE 8은 가속도<O 또한 가가속도>O 상태이다. 또, MODE 7에 있어서 가속도는 미리 설정된 최대 감속도 αd이다.

MODE 3에 있어서 가속중에 기기의 부하가 문턱값에 도달하지 않으면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 미리 설정된 속도 Va 로 MODE 4(가속 천이(acceleration transition))로 이행되고, 그 후 속도 Vmax에서의 일정 속도 주행(MODE 5)으로 이행된다.

한편, MODE 3에 있어서 가속중에 기기의 부하가 문턱값에 도달하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 그 시점에서 MODE 4(가속 천이)로 이행되고, 그 후 속도 Vmax 보다 낮은 속도에서의 일정 속도 주행(MODE 5)으로 이행된다.

다음에, 그 도 5는 도 1의 속도 지령 생성부(18)에 의한 모드 전환 동작을 나타내는 플로우차트이다. 속도 지령 생성부(18)는 도 5에 나타내는 모드 전환 동 작을 소정의 주기(엘리베이터 칸(1)의 주행 시간보다 충분히 짧은 시간 : 예를 들어 50msec)로 반복 실행한다. 모드 전환 동작에서는 먼저 제어 수단(17)에 기동 지령이 입력되었는지의 여부를 판정한다(단계 S11). 기동 지령이 입력되어 있지 않은 경우에는 가속도 α=0, 속도 V=0, MODE=1 로 설정한다(단계 S12). 이 후, 속도 지령 생성부(18)는 가속도 α=0 및 속도 V=0 를 식 (1)에 대입하는 것에 의해 속도 지령 Vc를 산출한다(단계 S13).

Vc=V+αㆍts ··· (1)

이 후, 속도 지령 생성부(18)는 산출한 속도 지령 Vc를 속도 제어부(19)에 출력하고(단계 S14), 그 주기의 연산을 종료한다.

기동 지령의 입력이 있었던 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=1 인지의 여부를 판정한다(단계 S15). MODE=1 인 경우에는 기동 지령 입력 후의 최초 연산으로 되므로, MODE=2 로 설정한다. 또, 이 때, 가속도 α를 식 (2)에 의해 설정하는 동시에, MODE=3 에서부터 MODE=4 로 이행할 때의 천이 속도 Va를 식 (3)에 의해 설정한다(단계 S16).

α=α +jㆍts ··· (2)

Va=Vmax-α ²/(2ㆍj)··· (3)

여기서, j는 가가속도, Vmax는 속도 지령에 있어서 최고 속도, ts는 연산 주기이다. 또, 식 (2)의 우변의 α에는 전(前)회 연산의 가속도 α를 대입한다.

이 후, 속도 지령 생성부(18)는 식 (1)을 실행한다(단계 S13). 이 때, 식 (1)의 우변의 속도 V 에는 전회 연산의 속도 지령 Vc를 대입하고, 가속도 α에는 식 (2)에서 구한 가속도 α를 대입한다. 이것에 의해, 새로운 속도 지령 Vc가산출된다. 이 후, 속도 지령 생성부(18)는 산출한 속도 지령 Vc를 속도 제어부(19)에 출력하고(단계 S14), 그 주기의 연산을 종료한다.

다음에, MODE=1 이 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=2 인지의 여부를 판정한다(단계 S17). MODE=2 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 가속도 α가 최대 가속도 αa에 도달하였는지의 여부를 판정한다(단계 S18). 최대 가속도 αa에 도달하고 있지 않으면, 가속도 α를 식 (2)에 의해 설정하는 동시에, 천이 속도 Va를 식 (3)에 의해 설정한다. 그리고, MODE=2 를 유지한다(단계 S16).

이것에 대해, 가속도 α가 최대 가속도 αa에 도달한 경우, 가속도 α 및 천이 속도 Va를 유지한 채, MODE=3 으로 이행한다(단계 S19).

이 후, 속도 지령 생성부(18)는 그 연산 주기에 있어서 속도 지령 Vc를 산출하고(단계 S13), 그 속도 지령 Vc를 속도 제어부(19)에 출력하고(단계 S14), 그 주기의 연산을 종료한다.

다음에, MODE=2 가 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=3 인지의 여부를 판정한다(단계 S20). MODE=3 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 속도 지령 Vc가 천이 속도 Va 인지의 여부, 및 구동 수단(16)내 기기의 부하가 문턱값에 도달한 것에 의한 속도 제한이 필요한지의 여부를 판정한다(단계 S21). 천이 속도 Va에 도달하고 있지 않고, 또한 속도 제한이 불필요한 경우에는 가속도 α 및 천이 속도 Va 를 유지하고, MODE=3 을 유지한다(단계 S19). 또, 천이 속도 Va에 도달한 경우 및 속도 제한이 필요한 경우에는 가속도 α를 식 (4)에 의해 설정하고, MODE=4 로 이행한다(단계 S22). 또한, 식 (4)의 우변의 가속도 α에는 전회 연산의 가속도 α를 대입한다.

α=α- jㆍts ··· (4)

다음에, MODE=3 이 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=4 인지의 여부를 판정한다(단계 S23). MODE=4 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 가속도 α가 0에 도달한지의 여부를 판정한다(단계 S24). 가속도 α가 0에 도달하고 있지 않은 경우에는 가속도 α를 식 (4)에 의해 설정하고, MODE=4 를 유지한다(단계 S22). 또, 가속도 α가 0에 도달한 경우에는 가속도 α를 0으로 설정하고, MODE=5 로 이행한다(단계 S25).

다음에, MODE=4 가 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=5 인지의 여부를 판정한다(단계 S26). MODE=5 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(2)이 감속 개시 위치에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S27). 감속 개시 위 치에 도달하고 있지 않은 경우에는 가속도 α를 0인 채로 하고, MODE=5 를 유지한다(단계 S25). 또, 감속 개시 위치에 도달하고 있는 경우에는 가속도 α를 식 (4)에 의해 설정하고, MODE=6 으로 이행한다(단계 S28).

다음에, MODE=5 가 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=6 인지의 여부를 판정한다(단계 S29). MODE=6 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 가속도 α가 미리 설정된 최대 감속도 αd에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S30). 최대 감속도 αd에 도달하고 있지 않은 경우에는 가속도 α를 식 (4)에 의해 설정하고, MODE=6 을 유지한다(단계 S28). 또, 최대 감속도 αd에 도달한 경우에는 가속도 α를 최대 감속도 αd 로 설정하고, MODE=7 로 설정한다(단계 S31).

다음에, MODE=6 이 아닌 경우, 속도 지령 생성부(18)는 MODE=7 인지의 여부를 판정한다(단계 S32). MODE=7 인 경우에 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(2)이 착상 개시 위치(landing start posiion)에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S33). 착상 개시 위치에 도달하고 있지 않은 경우에는 가속도 α를 최대 감속도 αd인 채로 하고, MODE=7 을 유지한다(단계 S31).

또, 착상 개시 위치에 도달한 경우에 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(2)의 착상 위치까지의 거리에 기초하여 속도 지령 Vc를 산출하고, MODE=8 로 이행한다(단계 S34). 이 후, 속도 지령 생성부(18)는 산출한 속도 지령 Vc를 속도 제어부(19)에 출력하고(단계 S14), 그 주기의 연산을 종료한다.

도 6은 도 5의 모드 전환 동작에 의해 엘리베이터 칸(1)을 주행시킨 경우 구동 수단(16)의 기기의 부하 상태 및 엘리베이터 칸 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 문턱값 A는 기기의 부하 허용값 B보다 낮은 값으로 설정된다. 즉, 문턱값 A와 허용값 B의 사이에는 소정의 마진(margin)이 설정되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 시각 t1 에서 부하가 문턱값 A에 도달하면, 가속도가 감소된 후, 일정 속도 주행으로 이행된다. 기기의 부하는 시각 t1 후에도 상승하나, 허용값 B에 도달하기 전에 감소하고, 허용값 B보다 낮은 값으로 안정된다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸내 부하에 따라 주행 개시시에 속도 패턴을 생성하는 것이 아니라, 엘리베이터 칸(1)의 주행중에 구동 수단(16)내 적어도 하나의 기기의 부하를 감시하는 동시에, 부하 상태에 따라 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도에 관한 제어 지령을 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

또, 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 주행 개시 후, 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도를 연속하여 상승시켜서, 감시하고 있는 부하가 문턱값에 도달하면 엘리베이터 칸(1)의 가속도를 감소시키므로, 엘리베이터 칸(1)의 운전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 주행 개시 후, 엘리베이터 칸(1)의 가속도가 소정의 가속도에 도달할 때까지, 소정의 가가속도로 가속도를 상승시키므로, 엘리베이터 칸(1)의 운전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고 또, 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 가속 주행중에 부하가 문턱값에 도달하면, 엘리베이터 칸(1)을 일정 속도로 주행시키도록 제어 지령을 생성하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

실시 형태 2.

다음에, 도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터 장치에 있어서 구동 수단의 기기의 부하 상태 및 엘리베이터 칸 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이며, 장치의 전체 구성은 실시 형태 1(도 1)과 동일하다. 문턱값 A'는 기기의 부하 허용값 B보다 낮은 값으로 설정된다. 즉, 문턱값 A'와 허용값 B의 사이에는 소정의 마진이 설정되어 있다.

실시 형태 2에서 제어 수단(17)은 엘리베이터 칸(1)의 가속 주행중에 부하가 문턱값 A'에 도달하면, 부하가 문턱값 A'로 유지되도록 제어 지령, 즉 속도 지령을 생성한다. 도 7에서는 시각 t2 에서 부하가 문턱값 A'에 도달하고 있으나, 그 후에 도 엘리베이터 칸 속도는 완만하게 상승하고 있다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1과 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하가 문턱값 A'에 도달하면, 부하가 문턱값 A'에 따르도록 속도 지령이 생성되므로, 문턱값 A'를 허용값 B에 가까운 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 운전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기의 예에서는 제어 수단(17)에 의해 감시하는 기기의 부하로서 모터 전류를 들었으나, 이것에 한정되지 않음은 물론이다.

예를 들어, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 모터 전압이나 모터 온도이어도 무방하다. 모터 전압은 모터에 설치한 전압 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또, 모터 전압의 검출값 대신에, 제어 수단내에서 생성되는 인버터에 대한 전압 지령값을 이용해도 된다. 또한, 모터 온도는 모터에 설치한 온도 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또, 모터 온도는 모터 전류를 적산한 값으로부터 추정할 수도 있다.

또, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 인버터의 전류, 온도, 스위칭 듀티 및 출력 전압이어도 된다. 인버터 전류는 인버터에 설치한 전류 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또, 인버터 온도는 인버터에 설치한 온도 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또한, 인버터 온도는 인버터 전류를 적산한 값으로부터 추정할 수도 있다. 그리고 또, 인버터의 스위칭 듀티는 제어 수단내에서 생성되는 인버터에 대한 전압 지령값으로부터 구할 수 있다. 또, 인버터의 출력 전압은 인버터에 설치한 전압 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또한, 검출값의 대신에, 제어 수단내에서 생성되는 인버터에 대한 전압 지령값을 이용해도 된다.

또한, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 모터로 공급되는 전류를 직교 좌표계로 변환하여 얻은 d축 전류 및 q축 전류의 적어도 어느 한쪽이어도 된다.

그리고 또, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 인버터를 제어하기 위해 생성된 직교 좌표계의 d축 전류 지령 및 q축 전류 지령의 적어도 어느 한쪽이어도 된다.

또, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 인버터에서부터 모터로 공급되는 전력이어도 된다. 이와 같은 전력은 q축 전류(또는 q축 전류 지령) × 엘리베이터 칸 속도(또는 속도 지령값)에 의해 구할 수 있다. 또, 전력은 전류 측정값(또는 전류 지령값) × 속도 측정값(또는 속도 지령값) 에 의해 구할 수 있다. 또, 전력은 전류 측정값(또는 전류 지령값) × 전압 측정값(또는 전압 지령값) 에 의해서도 구할 수 있다

또한, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 회생 저항의 온도이어도 된다. 회생 저항의 온도는 회생 저항에 설치한 온도 검출기에 의해 검출할 수 있다. 또, 회생 저항의 온도는 회생 스위치의 상태(스위칭 듀티)로부터 추정할 수도 있다.

그리고 또, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 회생 저항에 의한 회생 전력이어도 된다. 회생 전력은 회생 스위치의 상태(스위칭 듀티)로부터 추정할 수 있다.

또, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 인버터와 전원의 사이에 접속된 차단기(브레이커(breaker))에 흐르는 전류이어도 된다. 차단기 전류는 차단기에 설치한 전류 검출기에 의해 검출할 수 있다.

또한, 제어 수단에 의해 감시하는 부하는 컨버터에서부터 인버터로 입력되는 직류 전압(직류 모선 전압)이어도 된다. 인버터의 입력 전압은 전압 검출기에 의해 검출할 수 있다.

그리고 또, 상기의 예에서는 기기의 부하를 개별적으로 감시하였으나, 복수종류의 부하를 조성하여 감시하고, 어느 하나의 부하가 문턱값에 도달하면 가속도를 감소시키도록 해도 된다. 또, 복수 종류의 부하를 조성하여 감시하고, 이들이 조합된 부하가 있는 문턱값에 도달하면 가속도를 감소시키도록 해도 된다.

또, 상기의 예에서는 기기의 부하를 직접적으로 감시하였으나, 제어 수단내에서 생성되는 지령값과 실제 기기의 구동 상태를 비교하고, 기기의 부하를 간접적으로 추정하여 감시하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 1의 전류 제어부(20)에서 생성된 전류 지령값과, 전류 검출기(14)로부터의 신호에 기초하여 측정된 전류 측정값을 비교하는 것에 의해, 부하를 추정할 수 있다. 이 경우, 전류 지령값과 전류 측정값의 차 및 전류 지령값과 전류 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하고, 감시하고 있는 값이 문턱값에 도달하면 가속도를 감소시키면 된다.

동일하게, 도 1의 속도 지령 생성부(18)에서 생성된 속도 지령값과, 속도 검출기(6)로부터의 신호에 기초하여 측정된 속도 측정값을 비교하는 것에 의해, 부하를 추정할 수 있다. 이 경우, 속도 지령값과 속도 측정값의 차, 및 속도 지령값과 속도 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하고, 감시하고 있는 값이 문턱값에 도달하면 가속도를 감소시키면 된다.

또, 엘리베이터 칸의 저울 장치의 값에 의해, 기기의 부하를 간접적으로 추정하여 감시하는 것도 가능하다. 이 경우에도, 저울 장치의 오차는 있으나, 주행 로스에 의한 구동 기기의 부담의 증대는 없다. 또, 미리 주행 로스를 전망한 경우에 비하면, 구동 기기의 능력을 충분히 발휘할 수 있다고 하는 장점도 있다.

실시 형태 3.

다음에, 본 발명의 실시 형태 3에 대해 설명한다. 실시 형태 3에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서, 인버터(9)의 스위칭 듀티가 감시된다.

도 8은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 제어 수단(17)은 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19) 및 전류 제어부(20)에 더하여 듀티 검출부(21)를 가지고 있다. 듀티 검출부(21)는 전류 제어부(20)에서 생성되는 인버터(9)로의 전압 지령값에 기초하여, 인버터(9)의 부하로서의 스위칭 듀티를 검출한다. 스위칭 듀티는 소정의 샘플링 주기내에 있어서 인버터(9)의 온 시간의 비율이다.

속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 듀티 검출부(21)에서 검출된 인버터(9)의 스위칭 듀티가 미리 설정된 문턱값에 도달하는지의 여부를 감시한다. 그리고, 스위칭 듀티가 문턱값에 도달하면, 속도 제한을 실행한다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1 또는 2와 동일하다.

도 9는 도 8의 듀티 검출부(21)에 의해 검출되는 스위칭 듀티 변화의 일례를 나타내는 설명도이다. 도 9에 있어서, 샘플링 주기 T에 있어서 듀티값 Ti는 △Ti/T 로 산출된다.

예를 들어 정원 승차로 상승하는 경우 등, 엘리베이터 칸(1)이 역행(力行) 운전하는 경우, 주행 개시에서부터 속도가 증가함에 따라 스위칭 듀티값은 서서히 증가한다(△T1/T<△T2/T<△T3/T<△T4/T△T5/T).

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 인버터(9)의 스위칭 듀티를 감시하는 동시에, 스위칭 듀티의 상태에 따라 속도 지령을 즉각적으로 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

여기서, 스위칭 듀티와 모선 전압(인버터 입력 전압)의 곱은 모터 전압으로 된다. 따라서, 모선 전압의 변동이 작으면 스위칭 듀티를 감시하는 것으로 모터(4)의 전압 포화를 사전에 회피할 수 있다.

또, 가속도나 가속 천이 패턴에 따라 스위칭 듀티가 허용값을 넘지 않도록 문턱값을 설정해도 되며, 문턱값에 따라 스위칭 듀티가 허용값을 넘지 않도록 가속도나 가속 천이 패턴을 설정해도 된다.

또, 감속도 및 감속 천이 패턴을 설정한 후에, 스위칭 듀티가 허용값을 넘지 않도록 문턱값을 설정해도 되며, 문턱값을 설정한 후에 스위칭 듀티가 허용값을 넘지 않도록 감속도 및 감속 천이 패턴을 설정해도 된다.

또, 주행마다 문턱값을 다시 설정해도 된다.

그리고 또, 문턱값은 모터(4)의 역행 운전시와 회생 운전시에서 전환해도 된다. 예를 들어, 회생 저항(12)에 열적(熱的)인 여유가 있으면, 회생 운전시의 쪽이 역행 운전시보다 최고 속도나 구동 토크를 크게 할 수 있고, 보다 고효율인 운전을 행할 수 있다.

또, 문턱값과 감속도 및 감속 천이 패턴의 사이에는 트레이드 오프(trade-off)의 관계가 존재하므로, 주행 시간이 작아지도록 문턱값과 감속도 및 감속 천이 패턴을 설정하는 것이 매우 적합하다.

실시 형태 4.

다음에, 본 발명의 실시 형태 4에 대해 설명한다. 실시 형태 4에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서 모터 전압이 감시된다.

도 10은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 컨버터(8)와 인버터(9)의 사이에는 평활 컨덴서(11)에 의해 평활화된 모선 전압(직류 전압)을 검출하기 위한 모선 전압 검출기(22)가 설치되어 있다.

제어 수단(17)은 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19), 전류 제어부(20) 및 듀티 검출부(21)에 더하여, 전압 연산부(23)를 가지고 있다. 전압 연산부(23)는 모선 전압 검출기(22)로부터의 신호에 기초하여 검출된 모선 전압과, 듀티 검출부(21)에 의해 검출된 스위칭 듀티에서부터 모터(4)로 인가되는 전압을 연산한다.

속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 전압 연산부(23)에서 구해진 모터 전압이 미리 설정된 문턱값에 도달하는지의 여부를 감시한다. 그리고, 모터 전압이 문턱값에 도달하면, 속도 제한을 실행한다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 3과 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 전원(10)의 전압 변동에 의해 모선 전압이 변동한 경우에 있어서도, 모터 인가 전압을 양호한 정밀도로 구할 수 있고, 모터(4)가 과부하 상태로 되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

실시 형태 5.

다음에, 본 발명의 실시 형태 5에 대해 설명한다. 실시 형태 5에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서 모터 전압이 감시된다.

도 11은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 제어 수단(17)은 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19) 및 전류 제어부(20)에 더하여, 전압 연산부(24)를 가지고 있다. 전압 연산부(24)는 속도 검출기(6) 및 전류 검출기(14)로부터의 신호에 기초하여, 모터(4)에 인가되는 전압을 연산한다. 일반적으로, 모터 전압은 전류값과 회전 속도와 자극 위치로부터 연산에 의해 구할 수 있다.

속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 전압 연산부(24)에서 구해진 모터 전압이 미리 설정된 문턱값에 도달하는지의 여부를 감시한다. 그리고, 모터 전압이 문턱값에 도달하면, 속도 제한을 실행한다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1 또는 2와 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에 모터 전압을 감시하는 동시에, 모터 전압 상태에 따라 속도 지령을 즉각적으로 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

　여기서, 모터(4)로서 영구 자석 동기 모터를 이용한 경우, 모터 전압은 주로 회전 속도에 의존하여 증가한다. 또, 모터 전압이 인버터(9)의 출력 가능한 전압값을 넘는 속도로 모터(4)를 운전할 수 없기 때문에, 모터 전압이 인버터(9)의 출력 가능한 전압의 상한값까지 도달한 경우에는 속도 제어가 열화하거나 전류 왜곡에 의한 전자 소음이 발생하거나 한다.

실시 형태 5에서는 인버터(9)의 출력 가능한 전압의 최대값에 기초하여 모터 전압의 문턱값이 설정되어 있다. 그리고, 속도 지령 생성부(18)는 모터 전압이 문턱값을 넘었을 때에, 가속 천이 지령값을 출력하여 일정 속도 주행으로 이행시킨다. 그리고, 감속 개시 지점에서 감속 지령값을 연산하여 엘리베이터 칸(1)을 정지시킨다. 또한, 가속 천이 개시 시각으로부터 일정 속도로 될 때까지의 사이에 모터 전압이 일시적으로 증가하나, 이 경우에 있어서도 모터 전압이 허용값을 넘지 않도록 문턱값을 설정한다. 이상에 의해, 인버터(9)의 출력 전압의 부족에 의한 모터(4)의 속도 제어의 열화에 의한 승차감의 악화나, 전자 소음 등을 방지하면서 운전 속도를 고속화할 수 있다.

실시 형태 6.

다음에, 본 발명의 실시 형태 6에 대해 설명한다. 실시 형태 6에서는 전류 지령값과 전류 측정값의 차로부터, 구동 수단(16)의 기기의 부하가 간접적으로 감시된다.

도 12는 본 발명의 실시 형태 6에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 속도 지령 생성부(18)는 전류 제어부(20)에서 생성된 전류 지령값과, 전류 검출기(14)로부터의 신호에 기초하여 측정된 전류 측정값을 비교하는 것에 의해 구동 기기의 부하를 추정한다. 구체적으로, 속도 지령 생성부(18)는 전류 지령값과 전류 측정값의 차, 및 전류 지령값과 전류 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하고, 감시하고 있는 값이 문턱값에 도달하면 속도 제한을 실행한다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1 또는 2와 동일하다.

여기서, 모터(4)의 전류, 전압 및 전력이 전원 용량이나 모터 능력에 의해 포화해 오면, 전류 지령값과 전류 측정값의 차가 증대한다. 따라서, 전류 지령값과 전류 측정값의 차, 및 전류 지령값과 전류 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하는 것에 의해, 모터(4)가 과부하 상태로 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 이와 같은 감시를 행하면서 속도 지령을 즉각적으로 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하는 것에 의해, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

실시 형태 7.

다음에, 본 발명의 실시 형태 7에 대해 설명한다. 실시 형태 7에서는 속도 지령값과 속도 측정값의 차로부터, 구동 수단(16)의 기기의 부하가 간접적으로 감시된다.

도 13은 본 발명의 실시 형태 7에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 속도 지령 생성부(18)는 속도 지령 생성부(18)에서 생성된 속도 지령값과, 속도 검출기(6)로부터의 신호에 기초하여 측정된 속도 측정값을 비교하는 것에 의해 구동 기기의 부하를 추정한다. 구체적으로, 속도 지령 생성 부(18)는 속도 지령값과 속도 측정값의 차, 및 속도 지령값과 속도 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하고, 감시하고 있는 값이 문턱값에 도달하면 속도 제한을 실행한다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1 또는 2와 동일하다.

여기서, 모터(4)의 전류, 전압 및 전력이 전원 용량이나 모터 능력에 의해 포화해 오면, 속도 지령값과 속도 측정값의 차가 증대한다. 따라서, 속도 지령값과 속도 측정값의 차, 및 속도 지령값과 속도 측정값의 차의 미분값의 적어도 어느 한쪽을 감시하는 것에 의해, 모터(4)가 과부하 상태로 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 이와 같은 감시를 행하면서 속도 지령을 즉각적으로 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하는 것에 의해, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

실시 형태 8.

다음에, 본 발명의 실시 형태 8에 대해 설명한다. 실시 형태 8에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서 회생 저항(12)의 회생 전력이 감시된다.

도 14는 본 발명의 실시 형태 8에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도, 도 15는 도 14의 평활 컨덴서(11)의 전압, 회생 스위치(13)의 온ㆍ오프 상태, 및 회생 스위치(13)의 온 비율의 시간 변화를 나타내는 그래프, 도 16은 도 14의 회생 저항(12)의 소비 전력, 및 엘리베이터 칸(1)의 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도면에 있어서, 평활 컨덴서(11)의 직류 전압은 전압 검출기(30)에 의해 검출된다. 회생 스위치(13)의 온/오프는 스위치 지령부(32)에 의해 제어된다. 스위치 지령부(32)는 도 15에 나타내는 바와 같이, 전압 검출기(30)에 의해 검출된 직류 전압이 미리 설정된 전압 문턱값 Von 보다 높아지면, 회생 스위치(13)를 온으로 하기 위한 온 지령 신호를 발생하고, 전압 문턱값 Voff 보다 낮아지면, 회생 스위치(13)를 오프로 하기 위한 오프 지령 신호를 발생한다.

소비 전력 연산부(34)는 스위치 지령부(32)로부터의 온ㆍ오프 지령 신호에 기초하여 회생 저항(12)의 소비 전력을 연산한다. 또, 소비 전력 연산부(34)는 스위치 지령부(32)의 온ㆍ오프 지령 신호를, 온 상태를 100%, 오프 상태를 0% 로 하여, 도 15(c)에 나타내는 바와 같이 평활된 회생 스위치(13)의 온 상태의 비율을 나타내고 있는 출력 신호를 얻는다.

또한, 소비 전력 연산부(34)는 적당한 차단 주파수를 가지는 1차 지연의 1차 필터(필터 수단)(34a)와, 승산기(34c)를 가지고 있다. 승산기(34c)에서는 1차 필터(34a)의 출력 신호에 계수 Von²/R 을 승산하는 것에 의해, 회생 저항(12)에서 소비되고 있는 소비 전력(소비 전력 관련값)이 구해진다. 또한, Von²/R 은 회생 저항(12)에서 소비하는 순시(瞬時) 소비 전력, R은 회생 저항(12)의 전기 저항값이다.

비교부(35)는 비교기(35a) 및 기준기(35c)를 가지고 있다. 기준기(35c)에는 전력 문턱값 Wn을 설정 가능하다. 비교기(35a)는 승산기(34c)에서 구한 소비 전력과, 기준기(35c)에 미리 설정된 전력 문턱값 Wn을 비교하고, 소비 전력이 전력 문턱값 Wn에 도달하면, 지령 변경 신호를 속도 지령 생성부(18)에 입력한다.

전력 문턱 Wn은 회생 저항(12)이 과부하로 되지 않는 허용 전력값 Wp에 기초하여 설정되어 있다. 구체적으로, 전력 문턱값 Wn은 도 16에 나타내는 바와 같이, 가속 천이 개시 시각 t1 에서부터 일정 속도 주행까지의 사이에 증가하는 회생 소비 전력과, 감속 개시 시각 t2 에서부터 일시적으로 증가하는 회생 소비 전력을 고려하고, 회생 소비 전력이 허용 전력값 Wp를 넘지 않도록 설정되어 있다.

또한, 회생 저항(12)으로서는 회생 스위치(13)의 온 비율이 100% 의 전력까지 순시적으로는 소비 가능한 용량을 가지는 것이 선정되어 있다. 그러나, 회생 저항(12)의 발열 등을 억제하기 위해, 회생 소비 전력은 회생 저항(12)의 연속 이용시의 정격 전력 이하로 되어 있다.

속도 지령 생성부(18)는 지령 변경 신호가 입력될 때까지, 미리 정해진 가속을 계속하는 속도 지령값을 계속하여 발생한다. 또, 속도 지령 생성부(18)는 지령 변경 신호가 입력되면, 엘리베이터 칸(1)이 가속 상태이면, 가속 상태로부터 일정 속도로 주행하도록 하는 속도 지령 신호를 발생하고, 엘리베이터 칸(1)이 일정 속도로 주행을 행하고, 정지 위치에 가까워지면 감속을 행하여 정지하는 속도 지령 신호를 발생한다.

상기의 실시 형태에서는 생략하였으나, 모터(4)의 회전 속도는 속도 검출기(회전 위치 검출기)(6)로부터의 신호를 미분기(37) 등으로 미분하는 것에 의해 구해진다.

실시 형태(8)의 제어 수단(17)은 속도 지령 생성부(18), 속도 제어부(19), 전류 제어부(20), 소비 전력 연산부(34), 비교부(35) 및 미분기(37)를 가지고 있 다.

여기서, 엘리베이터 칸(1)측의 하중이 균형추(2)의 하중보다 크고, 엘리베이터 칸(1)이 하강 운전하고 있다고 하면, 모터(4)가 회생 상태로 된다. 회생 상태에서는 모터(4)로부터 인버터(9)에 향하여 전류가 흘러서 평활 컨덴서(11)가 충전된다. 평활 컨덴서(11)가 충전되고, 평활 컨덴서(11)의 전압이 전압 문턱값 Von에 도달하면, 스위치 지령부(32)로부터 회생 스위치(13)에 온 지령 신호가 입력된다.

회생 스위치(13)가 온으로 되면, 회생 저항(12)에 전류가 흘러서 회생 저항(12)이 발열하고, 이것에 의해 평활 컨덴서(11)의 전압은 Voff까지 저하한다. 이 전압 강하시의 전류와 전압의 관계는 회생 저항(12)과 평활 컨덴서(11)에 의해 폐쇄회로가 구성되어 있기 때문에, 1차 지연계의 파형으로 전압이 변화하는 관계이다.

평활 컨덴서(11)의 전압이 Voff까지 저하하면, 스위치 지령부(32)에서부터 회생 스위치(13)로 오프 지령 신호가 입력된다. 이와 같은 동작의 반복에 의해, 모터(4)의 회생 전력이 회생 저항(12)에 의해 소비된다. 또, 평활 컨덴서(11)의 전압에 따라 회생 스위치(13)를 온ㆍ오프 하는 것에 의해, 인버터(9)로의 직류 입력 전압이 규정의 범위내로 제어된다.

소비 전력 연산부(34)의 1차 필터(34a)는 스위치 지령부(32)로부터의 펄스 형상의 온ㆍ오프 지령 신호를 도 15(c)에 나타내는 바와 같이 평활시켜서, 평활 신호로서 출력한다. 평활 신호는 회생 스위치(13)의 온ㆍ오프 지령 신호의 온 지령 신호가 발생하고 있는 시간으로 되는 온 시간의 비율을 나타내고 있다. 이것에 의해, 회생 저항(12)의 평균적인 소비 전력을 추정할 수 있다. 따라서, 승산기(34c)에서 평활 신호와 계수 Von²/R 을 승산하는 것에 의해, 평균 소비 전력값을 구할 수 있다.

비교기(35a)는 소비 전력과 전력 문턱값 Wn을 비교하고, 소비 전력이 전력 문턱값 Wn을 넘으면, 지령 변경 신호를 속도 지령 생성부(18)에 입력한다. 도 16(a)에 나타내는 바와 같이, 엘리베이터 칸(1)의 주행이 개시되어 속도가 증가함에 따라, 소비 전력이 서서히 증가한다. 그리고, 가속 상태로 주행중인 시각 t1에서 소비 전력이 전력 문턱값 Wn에 도달한다.

소비 전력이 전력 문턱값 Wn을 넘으면, 비교기(35a)는 속도 지령 생성부(18)에 지령 변경 신호를 출력한다. 지령 변경 신호가 입력되면, 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)이 가속중이면, 가속을 정지하는 동시에 일정 속도 주행으로 이행하기 위한 속도 지령을 생성하고, 속도 제어부(19)에 출력한다. 이 때, 승객의 승차감을 고려하여, 매끄러운 곡선으로 가속 상태에서부터 일정 속도 상태로 전환되도록 하는 것이 바람직하다.

엘리베이터 칸(1)이 일정 속도로 주행하고, 시각 t2에 엘리베이터 칸(1)이 감속 개시 지점에 도착하면, 속도 지령 생성부(18)는 엘리베이터 칸(1)을 감속시켜서 정지시키는 속도 지령을 생성하고, 이것에 의해 엘리베이터 칸(1)이 감속되어 정지된다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 1 또는 2와 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에 회생 저 항(12)의 소비 전력을 감시하는 동시에, 소비 전력 상태에 따라 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도에 관한 제어 지령을 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

또한, 실시 형태 8에서는 1차 필터(34a)를 이용하여 회생 스위치(13)의 온 시간의 비율을 연산하였으나, 고차(高次) 필터를 이용하여 연산해도 된다. 또, 미리 설정된 시간내에서, 회생 스위치(13)의 온 시간과 오프 시간을 검출하는 것에 의해 온 시간의 비율을 구해도 된다.

또, 승산기(34c)를 생략하여 1차 필터(34a)의 출력을 비교부(35)에 직접 입력 해도 된다.

또한, 실시 형태 8에서는 회생 스위치(13)가 온 할 때에 흐르는 전류를 Von/R 에서 근사하였다. 이것에 대하여, 예를 들어 Voff/R, 또는 (Von+Voff)/R/2 등과 같이, 온 개시 전압 Von과 오프 개시 전압 Voff의 사이에 있는 소정의 전압이 회생 저항(12)에 인가되어 있는 것으로 하여 근사해도 된다.

그리고 또, 회생 전력은 엘리베이터 칸(1)이 가속 주행으로부터 일정 속도 주행으로 이행할 때와, 일정 속도 주행으로부터 감속 주행으로 이행할 때에 있어서 증가량이 특히 커진다. 이 때문에, 전력 문턱값 Wn은 상기 증가량을 고려하여 설정해도 된다. 즉, 회생 저항(12)의 회생 가능한 허용 전력으로부터 상기 증가량을 뺀 값을 전력 문턱값 Wn으로 하면 된다.

또, 상기 증가량은 엘리베이터 칸(1)의 가감 속도에 의존하고, 가감 속도는 모터(4)가 발생하는 모터 토크에 의존하며, 모터 토크는 모터(4)의 전류로부터 환산할 수 있다. 이 때문에, 가감 속도, 토크, 전류 중 어느 하나에 따라 전력 문턱값 Wn을 연산해도 된다.

또한, 가속 천이 개시에서부터 일정 속도 주행까지 증가하는 회생 전력은 일정 속도 주행으로 이행할 때의 가속 천이 패턴에도 의존한다. 즉, 가속 천이 시간이 길수록 회생 전력의 증가가 커진다. 또, 감속 개시시에 일시적으로 증가하는 회생 전력은 감속 주행으로 이행할 때의 감속 천이 패턴에 의존한다. 즉, 감속 천이 시간이 짧을수록, 회생 전력의 증가량이 커진다. 이 때문에, 가속(감속) 천이 패턴에 따라, 회생 전력이 허용값 Wp를 넘지 않도록 전력 문턱값 Wn을 설정해도 된다. 또, 전력 문턱값 Wn에 따라, 회생 전력이 허용값 Wp를 넘지 않도록, 가속(감속) 천이 패턴을 설정해도 된다. 또한, 주행마다 전력 문턱값 Wn을 다시 설정해도 된다.

그리고 또, 전력 문턱값 Wn이 클수록 엘리베이터 칸(1)의 고속 운전이 가능하나, 전력 문턱값 Wn을 크게 할수록 감속도를 크게 할 수 없게 되며, 감속 천이 시간도 길게 취할 필요가 있다. 이 때문에, 운전 시간의 단축에 관해, 전력 문턱값 Wn과 감속도 및 감속 천이 패턴의 사이에는 트레이드 오프의 관계가 존재한다. 따라서, 전력 문턱값 Wn과 감속도 및 감속 천이 패턴은 주행 시간이 가능한 한 짧아지도록 설정하는 것이 바람직하다.

실시 형태 9.

다음에, 본 발명의 실시 형태 9에 대해 설명한다. 실시 형태 9에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서 회생 저항(12)의 발열량, 즉 온도가 감시된다.

도 17은 본 발명의 실시 형태 9에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 있어서, 발열량 연산부(134)는 1차 필터(34a), 승산기(34c) 및 적분기(34e)를 가지고 있다. 적분기(34e)는 승산기(34c)에서 얻어진 소비 전력을 시간 적분(적산)한 값으로부터, 회생 저항(12)의 발열량의 추정값을 구한다.

기준기(35c)에는 발열량 문턱값(온도 문턱값)을 설정 가능하다. 비교기( 35a)는 적분기(34e)에서 구한 발열량 추정값과, 기준기(35c)에서 미리 설정된 발열량 문턱값을 비교하고, 발열량 추정값이 발열량 문턱값에 도달하면, 지령 변경 신호를 속도 지령 생성부(18)에 입력한다. 발열량 문턱값은 회생 저항(12)이 과부하로 되지 않는 허용 온도에 기초하여 설정되어 있다. 다른 구성은 실시 형태 8과 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸(1)의 주행중에, 회생 저항(12)의 발열량을 감시하는 동시에, 발열량에 따라 엘리베이터 칸(1)의 주행 속도에 관한 제어 지령을 생성하여 모터 구동부(15)에 출력하므로, 구동 기기가 과부하 상태로 되는 것을 방지하면서, 보다 고효율로 엘리베이터 칸(1)을 운전할 수 있다.

실시 형태 10.

다음에, 본 발명의 실시 형태 10에 대해 설명한다. 실시 형태 10에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서, 실시 형태 9와 동일하게, 회생 저항(12)의 발열량이 감시된다. 단, 실시 형태 10에서는 회생 저항(12)의 소비 전력에 따라 발열량 문턱값을 변동시킨다.

도 18은 본 발명의 실시 형태 10에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도 이다. 도면에 있어서, 비교부(135)는 비교기(35a) 및 가변 기준기(135c)를 가지고 있다. 가변 기준기(135c)는 승산기(34c)로부터의 정보에 기초하여 회생 저항(12)의 소정 시간당의 소비 전력을 구하고, 그 결과에 따라 발열량 문턱값을 변화시킨다.

도 19는 도 18의 가변 기준기(135c)에 있어서 발열량 문턱값의 설정 방법의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 발열량 문턱값은 회생 저항(12)의 소정 시간당의 소비 전력이 증가하면 낮게 된다. 다른 구성 및 제어 방법은 실시 형태 9와 동일하다.

이와 같은 엘리베이터 장치에서는 회생 저항(12)의 소정 시간당의 소비 전력에 따라 발열량 문턱값이 변동되므로, 엘리베이터 칸(1)의 운전 빈도에 따라 발열량 문턱값을 적절하게 변경하고, 회생 저항(12)이 과부하로 되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 예를 들어, 엘리베이터 칸(1)의 운전 빈도가 높아지면, 회생 저항(12)의 소정 시간당의 소비 전력이 증가하므로, 발열량이 급격하게 상승한다. 이것에 대해, 발열량 문턱값을 어느 정도 경감해 둠으로써, 제어의 지연에 의해 회생 저항(12)이 과부하로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 회생 저항(12)의 발열량은 평균 소비 전력에 기초하여 추정해도 된다. 평균 소비 전력은 1차 필터(34a)의 시정수(時定數)를 회생 저항(12)의 열 시정수와 거의 동일하게 선정하는 것에 의해, 1차 필터(34a)의 출력에 Von²/R 을 곱한 값으로 하여 구할 수 있다.

실시 형태 11.

다음에, 본 발명의 실시 형태 11에 대해 설명한다. 실시 형태 11에서는 구동 수단(16)의 기기의 부하로서 모터 전압 및 모터 전류가 감시된다.

도 20은 본 발명의 실시 형태 11에 의한 엘리베이터 장치에 있어서 엘리베이터 칸 속도의 제어 방법을 나타내는 그래프이며, 모터(4)의 약한 계자(界磁) 제어를 행하고 있는 경우의 예를 나타내고 있다. 전체적인 장치 구성은 실시 형태 5(도 11)와 동일하다.

여기서, 약한 계자 제어는 부(負)의 d축 전류를 흘림으로써, 모터 전압의 상승을 억제하여 고속 회전을 행하는 모터(4)의 제어 방법이다. 약한 계자 제어를 행한 경우, 주행 개시 후에 엘리베이터 칸(1)이 가속되어 모터 전압이 상승하면, 약한 계자 제어가 행해지고, 전압이 문턱값 A3을 넘지 않도록 d축 전류가 흐르기 시작한다. 이 예에서는 시각 t5에서 모터 전압이 문턱값 A3에 고정된다. 즉, 시각 t5 에서, 필요 이상으로 d축 전류를 흘리지 않도록 하는 약한 계자 제어가 개시된다.

약한 계자 제어에 의해, 모터 전압값은 문턱값 A3 이하로 억제되나, 속도가 커짐에 따라 전압의 증가를 억제하기 위한 d축 전류도 증가하기 때문에, 모터 전류가 증가한다. 이 때, 실시 형태 11에서는 모터 전류도 감시되고 있고, 모터 전류값이 문턱값 A4를 넘으면 약한 계자 제어가 가능한 한계 속도이라고 판단되고, 속도 지령이 일정 속도 주행의 속도 지령값으로 이행된다.

또한, 문턱값 A4는 모터(4), 또는 인버터(9)의 허용 전류 B4에 기초하여 설정된다. 또, 가속 천이 개시 시각 t6에서부터 일정 속도가 될 때까지의 동안에, 모터 전류가 일시적으로 증가하지만, 이 경우에 있어서도 모터 전류가 허용값 B4를 넘지 않도록 문턱값 A4가 설정된다.

이상에 의해, 인버터(9)의 출력 전압의 부족에 의한 모터(4)의 속도 제어의 열화에 의한 승차감의 악화나, 전자 소음 등을 방지할 수 있고, 모터(4)나 인버터(9)의 과전류에 의한 과부하를 방지할 수 있다.

또, 구동 기기가과 부하되지 않는 범위에서 속도를 고속화할 수 있고, 운행 효율이 개선된다.

또, 실시 형태 11에서는 약한 계자 제어에 의해 모터 전압값이 일정하게 되고 나서 모터 전류값이 문턱값 A4를 넘는 경우를 나타냈지만, 약한 계자 제어를 행하지 않은 경우 등에 있어서, 모터 전류값이 문턱값 A4를 넘기 전에 모터 전압값이 문턱값 A3을 넘었을 경우에는 그 때에 일정 속도 주행으로 전환하도록 한다.

실시 형태 11에서는 전원 전압이 저하했을 경우 등, 인버터(9)의 출력 가능한 전압이 변동했을 경우에 있어서도, 전원 전압의 변동에 따라 인버터(9)가 출력 가능한 범위내에서 적절하게 속도 지령값의 고속화를 행한다.

본 발명에 의하면, 엘리베이터 칸의 적재 상태에 따라 엘리베이터 칸의 주행 속도를 가변으로 하는 엘리베이터 장치를 제공할 수 있다.

Claims

구동 쉬브(sheave)와, 상기 구동 쉬브를 회전시키는 모터와, 상기 모터를 구동하는 모터 구동부를 가지는 구동 수단;

상기 구동 쉬브에 감겨진 현가(懸架) 수단;

상기 현가 수단에 의해 현가되어, 상기 구동 수단에 의해 승강되는 엘리베이터 칸 및 균형추; 및

상기 모터 구동부를 제어하는 제어 수단을 구비하고,

상기 제어 수단은, 상기 엘리베이터 칸의 주행중에, 상기 구동 수단내 적어도 하나의 기기의 부하를 감시하는 동시에, 상기 부하 상태에 따라 상기 엘리베이터 칸의 주행 속도에 관한 제어 지령을 실시간으로 생성하여 상기 모터 구동부에 출력하되, 상기 부하가 미리 설정된 문턱값에 도달하지 않으면, 상기 엘리베이터 칸은 주행 개시 시에 규정되는 상한값까지 속도가 상승하여 상기 상한값에서 일정 속도 주행으로 이행되는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 엘리베이터 칸의 주행 개시 후, 상기 엘리베이터 칸의 주행 속도를 연속하여 상승시켜서, 상기 부하가 상기 문턱값에 도달하면 상기 엘리베이터 칸의 가속도를 감소시키는 엘리베이터 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 엘리베이터 칸의 주행 개시 후, 상기 엘리베이터 칸 의 가속도가 소정의 가속도에 도달할 때까지 가속도를 상승시키는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 엘리베이터 칸의 가속 주행중에 상기 부하가 상기 문턱값에 도달하면, 상기 엘리베이터 칸을 일정 속도로 주행시키도록 상기 제어 지령을 생성하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 엘리베이터 칸의 가속 주행중에 상기 부하가 상기 문턱값에 도달하면, 상기 부하가 상기 문턱값으로 유지되도록 상기 제어 지령을 생성하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 모터의 전류, 전압 및 온도의 적어도 어느 하나를 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 인버터의 전류, 온도, 스위칭 듀티 및 전압의 적어도 어느 하나를 감시하는 엘리베이터 장치
청구항 1에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 모터로 공급되는 전류를 직교 좌표계의 d축 전류와 q 축 전류로 변환하는 동시에, 상기 부하로서, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류의 적어도 어느 한쪽을 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 인버터를 제어하기 위해서 직교 좌표계의 d축 전류 지령과 q축 전류 지령을 생성하는 동시에, 상기 부하로서, 상기 d축 전류 지령 및 상기 q축 전류 지령의 적어도 어느 한쪽을 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 인버터에서부터 상기 모터로 공급되는 전력을 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 회생(回生) 저항을 가지고,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 회생 저항의 온도를 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 회생 저항을 가지고,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 회생 저항에 의한 회생 전력을 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터와, 상기 인버터와 전원의 사이에 접속된 차단기를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 부하로서, 상기 차단기에 흐르는 전류를 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터와, 상기 인버터와 전원의 사이에 접속된 컨버터를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 컨버터로부터 상기 인버터에 입력되는 직류 전압을 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 구동부는 인버터를 가지고,

상기 제어 수단은 상기 인버터를 제어하기 위한 전류 지령을 생성하는 전류 제어부를 가지고, 상기 인버터로부터 상기 모터로 공급되는 전류와 상기 전류 지령을 비교하는 것에 의해 상기 부하를 간접적으로 감시하는 엘리베이터 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 구동 수단에는 상기 모터의 회전 속도를 검출하기 위한 속도 검출기가 설치되어 있고,

상기 제어 수단은 상기 모터의 회전 속도에 관한 상기 제어 지령인 속도 지령을 생성하는 속도 지령 생성부를 가지고, 상기 속도 검출기에서 검출된 속도와 상기 속도 지령을 비교하는 것에 의해 상기 부하를 간접적으로 감시하는 엘리베이터 장치.