KR20060017621A - 엘리베이터의 제어장치 - Google Patents

Abstract

속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전력 변환 장치로 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키는 엘리베이터에 있어서, 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하여, 그 토크 지령에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 엘리베이터의 제어장치이다. 또, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 상기 저울 신호에 의해 상기 카 측과 균형추 측의 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 상기 토크 지령치를 보정하는 엘리베이터에 있어서, 토크 지령에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경한다.

Description

엘리베이터의 제어장치{CONTROL DEVICE OF ELEVATOR}

본 발명은, 부하에 따라 승강기 등의 모터에 주는 속도 패턴 등을 변경하고, 가속도나 최고속도를 조정하는 엘리베이터의 제어장치에 관한 것이다.

종래의 엘리베이터의 제어장치에 관한 기술에 대해서, 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10은 종래의 엘리베이터의 제어장치의 출력 주파수(속도 : 이하 주파수는 속도와 같은 의미)와 토크의 관계를 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서, f0는 기저 주파수 (정격 속도), Tmax는 최대 출력 토크값, Tx는 제 1 부하에서 필요한 토크값, Ty는 제 2 부하에서 필요한 토크값 (단, 제 2 부하 < 제 1 부하), fx는 제 1 부하에서 출력할 수 있는 최대 출력 주파수, fy는 제 2 부하에서 출력할 수 있는 최대 출력 주파수를 각각 가리킨다.

기저 주파수 f0 이상의 주파수대역에서는, 예를 들면 제 1 부하 (필요 토크값 Tx)에 대한 최대 출력 주파수는, 주파수 fx 보다 높은 주파수대로 얻을 수 있는 토크가 제 1 부하에 필요한 토크값 Tx 보다 작아지기 때문에, 주파수 fx 이하가 된다. 또, 제 2 부하 (필요 토크값 Ty)에 대한 최대 출력 주파수는, 주파수 fy 보다 높은 주파수대로 얻을 수 있는 토크가 제 2 부하에 필요한 토크값 Ty 보다 작아지기 때문에, 주파수 fy 이하가 된다.

이상에 의해, 대소 각종의 부하에 대해서 충분한 토크를 얻기 위해서는, 상정되는 최대 부하에 대한 토크를 얻을 수 있는 출력 주파수 이하의 주파수에 운전 주파수를 설정하여 모터를 회전시키고 있었다.

상술한 것과 같은 엘리베이터의 제어장치에서는, 부하가 작은 경우는 최대 출력 주파수를 높게 설정할 수 있지만, 부하가 큰 경우에는 최대 출력 주파수를 낮게 설정하지 않으면 충분한 토크를 얻지 못하고 승강기 등에서는 상승할 수 없는 문제가 있기 때문에, 최대 출력 주파수를 부하가 최대의 경우에서 충분한 토크를 얻을 수 있는 주파수로 설정해 운전할 필요가 있었다.

즉, 도 10에 나타내는 예에서는, 최대 출력 주파수를 fx로 설정하면, 부하가 작은 경우에서도 최대 출력 주파수가 fx였다. 이 때문에, 부하가 작은 경우에는 최대 출력 주파수가 낮기 때문에 가속에 시간이 걸려, 운전 시간을 단축하지 못하고 효율이 나쁜 문제점이 있다.

이 문제점을 해결하기 위해서, 예를 들면, 일본 특허공개 평3-56308호 공보에 있어서는, 정격 주파수 이상의 주파수에서 전압, 전류로부터 전력값을 구하고, 정격 주파수에서의 전력값을 비교하여 속도 설정치를 가변속장치에 출력하고 있다. 또, 일본 특허공개 평8-107699호 공보에 있어서의 제어장치에서는, 직류 전력을 가변 주파수, 가변 전압의 교류 전력으로 변환하는 인버터부를 가지는 가변속장치에 있어서, 인버터부의 입력측의 직류 모선 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 인버터부의 출력측의 각 상의 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 검출한 직류 모선 전압 및 검출한 각 상의 전류를 이용하여 인버터부에 접속된 부하의 대소를 자동 판 별하여, 최대 출력 주파수를 결정하여 출력하는 제어 회로를 갖추고 있다.

종래의 엘리베이터의 제어장치에서는 운전 시간을 단축하기 위해서 부하에 따라 최고속도를 변경하였다. 그렇지만, 최고속도를 올린 것만으로 운전 시간이 단축한다고는 할 수 없고, 이동거리가 짧으면 최고속도보다 가속도를 올렸을 경우가 운전 시간이 짧아진다고 생각된다. 이 때문에, 부하에 따라 최고속도를 변경하는 것 만으로는 이동거리에 따라 운전 시간이 길어진다고 하는 문제점이 있었다.

또, 엘리베이터의 경우는 부하의 검출을 카(car; 엘리베이터 칸)에 설치된 저울 장치로 실시하지만, 저울 장치에는 검출 오차가 포함되기 때문에 저울 장치로 검출한 부하에 근거하여 최고속도를 올리면 토크가 부족한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부하와 이동거리에 따라 최고속도나 가속도를 변경하여 운전 시간을 단축할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또, 본 발명은 부하의 검출을 정확하게 검출할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명과 관련된 엘리베이터의 제어장치는 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 토크 지령치에 의해 전력 변환 장치로 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키는 엘리베이터에 있어서, 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하고 그 토크 지령에 따라 카의 저크(jerk), 가감 속도(accelerated and decelerated speed), 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것이다.

또, 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 토크 지령치에 의해 전력 변환 장치로 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키고, 카 내하중(in-car load)을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 저울 신호에 의해 카 측과 균형추 측의 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 토크 지령치를 보정하는 엘리베이터에 있어서, 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하고, 그 토크 지령에 따라 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것이다.

또, 속도 패턴은 미리 정해진 표준값을 구비하고, 그에 대응하여 가감 속도, 정격 속도를 소정의 상승률로, 전력 변환 장치의 최대 출력, 전동기의 최대 출력으로 제한되는 값까지 상승시킨다.

또, 전회 주행의 주행중의 토크 지령에 근거하고, 엘리베이터의 기동시의 토크 지령에 주행 손실분을 보정하여 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경한다.

또, 부하의 검출 방법으로서 엘리베이터의 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 근거하여 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것이다.

또, 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 토크 지령치에 의해 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키고, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 저울 신호에 의해 카 측과 균형추 측의 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 토크 지령치를 보정하는 엘리베이터에 있어서, 저울 신호 또는 엘리베이터의 기동시의 토크 지령, 또는 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 따라, 혹은 그 조합에 따라 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 가속도, 속도 테이블로부터 선택하는 속도 패턴 결정 장치를 구비하고, 목적층으로의 이동거리에 따라 가속도, 속도의 각각의 상승률을 가변하고, 목적층으로의 이동거리가 길수록 최대 속도의 상승을 우세하게 한다.

또, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 저울 신호에 따라 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 엘리베이터에 있어서, 저울 체크 장치를 구비하고 상기 저울 신호와 기동시의 토크 지령의 차이가 소정치를 넘었을 경우, 속도 패턴의 변경을 정지하여 표준치로 되돌리도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치를 나타내는 시스템 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 모터의 발생 토크와 모터 회전수의 관계를 나타내는 특성도.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 엘리베이터의 기계계(機械系) 모델 도출을 위한 개략도.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 카 속도 패턴과 모터의 토크 패턴의 관계를 나타내는 특성도.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 카 속도 패턴 연산 순서를 나타내는 순서도.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 속도, 가감 속도 테이블을 나타내는 그림.

도 7은 다른 속도, 가감 속도 테이블을 나타내는 그림.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 엘리베이터의 제어장치를 나타내는 시스템 구성도.

도 9는 이 발명의 실시예 4에 있어서의 모터의 출력 가능한 토크와 속도의 영역의 관계를 나타내는 특성도.

도 10은 종래의 엘리베이터의 제어장치의 출력 주파수와 토크의 관계를 나타내는 특성도.

이하, 본 발명의 실시예 1을 도면에 근거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치를 나타내는 시스템 구성도이다. 도 1에 있어서, 권상용 전동기(1)에 의해 구동되는 권상기(traction machine)의 구동강차(driving sheave)(2)는 주로프(3)를 감을 수 있고, 주로프(3)의 양단에 각각 카(4) 및 균형추(5)가 결합되어 있다. 속도 검출기(6)는 권상용 전동기(1)에 결합되고, 전동기(1)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호(6a)를 출력한다. 저울 장치(7)는 카(4)에 설치되고, 카 내하중을 검출하여 저울 신호(7a)를 출력한다. 전력 변환기(8)는 전동기(1)를 구동하는 전원을 공급한다. 전류 검출기(9)는 전동기(1)의 전류를 검출하여 전류 신호(9a)를 출력한다. 속도 지령 발생 장치(10)는 엘리베이터의 속도 지령치(10a)를 발생한다. 속도 제어장치(11)는 속도 지령 발생 장치(10) 및 속도 검출기(6)에 접속되고, 속도 지령치(10a) 및 속도 신호(6a)를 입력으로서 제 1 토크 지령치(11a)를 출력한다. 저울 보상 장치(12)는 저울 장치(7)에 접속되고, 저울 신호(7a)를 입력으로 하여 토크 보상 신호(12a)를 출력한다. 가산기(13)는 속도 제어장치(11) 및 저울 보상 장치(12)에 접속되고, 제 2 토크 지령치(13a)를 출력한다. 토크 제어장치(14)는 가산기(13), 속도 검출기(6) 및 전류 검출기(9)에 접속되고 있고, 토크 제어장치(14)는 그 출력(14a)을 출력한다. 브레이크(15)는 권상기의 구동강차(2)를 정지 유지하는 것으로, 속도 지령 발생 장치(10)로부터의 기동 지령(15a)에 근거하고 개방된다. 기동 토크 지령 검출 장치(16)는 속도 지령 발생 장치(10)로부터의 기동 지령(15a)에 근거하고, 엘리베이터가 브레이크(15)를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지한다. 주행 손실 연산 장치(17)는 속도 지령치(10a)에 근거하고, 정격 속도 혹은 일정 속도로 주행중의 제 2 토크 지령치(13a)로부터 저울 보상 장치(12)로부터의 토크 보상 신호(l2a)를 감산하여 엘리베이터 주행시의 주행 손실(17a)을 연산한다. 저울 체크 장치(19)는 기동 토크 지령 검출 장치(16)가 검출한 기동시의 토크 지령(16a)으로 저울 보상 장치(12)로부터의 토크 보상 신호(12a)를 비교하고, 이값이 소정치를 넘고 있으면 저울 장치(7)의 검출 오차가 크다고 판단하여 이상 신호(19a)를 속도 지 령 발생 장치(1O)로 출력한다.

다음에, 상기와 같이 구성된 엘리베이터의 제어장치의 동작을 설명한다.

카(4)에 승객이 타면, 저울 장치(7)에 의해서 카 내하중이 검출되어 저울 신호(7a)가 출력된다. 저울 보상 장치(12)는 저울 신호(7a)로부터 카(4)측의 중량과 균형추(5)측의 중량과의 차이, 즉 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 토크 보상 신호(12a)를 연산한다. 이 토크 보상 신호(12a)는 불평형 하중에 균형을 맞추기 위한 전동기 토크에 상당한다.

카(4)의 기동 후, 속도 제어장치(11)는 속도 지령치(10a)와 속도 신호(6a)에 근거하여 제 1 토크 지령치(11a)를 출력한다. 통상, 속도 제어 연산은 속도 지령치(10a)와 속도 신호(6a)의 편차에 의한 PI 연산이 이용된다. 제 1 토크 지령치(11a)는 토크 보상 신호(12a)와 가산기(13)에서 가산되고, 제 2 토크 지령치(13a)가 된다. 토크 제어장치(14)는 제 2 토크 지령치(13a), 속도 신호(6a) 및 전류 신호(9a)로부터 출력(l4a)을 연산하고, 전력 변환기(8)를 개입시켜 권상용 전동기(1)의 토크를 제어한다. 이것에 의해, 카(4) 및 균형추(5)는 승강한다.

또, 카(4)의 기동시, 속도 지령 발생 장치(10)로부터의 기동 지령(15a)에 근거하고, 권상기의 구동강차(2)의 브레이크(15)가 개방된다. 기동 토크 지령 검출 장치(16)는 엘리베이터가 브레이크(15)를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지한다. 또, 주행 손실 연산 장치(17)에서 연산된 엘리베이터 주행시의 주행 손실분(17a)을 보정하고, 일정속도로 주행중의 균형 토크를 연산한다. 여기서, 균형 토크의 카(4) 및 균형추(5)의 질량차이로 발생하는 언밸런스 토크는 저울 보 상 장치(12)로부터 출력되는 토크 보상 신호(12a)로 대용해도 상관없지만, 저울 장치(7)에는 검출 오차가 포함되어 있기 때문에, 기동 후, 속도 제어장치(11)가 정지 유지의 컨트롤을 한 후의 토크 지령을 사용하여 균형 토크를 산출하는 방법이 정확한 결과를 얻을 수 있다.

다음에, 속도 패턴을 생성할 때까지의 순서에 대해서, 도 2 ~ 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 2는 모터의 발생 토크와 모터 회전수의 관계를 나타내는 특성도이다. 도 3은 권상용 전동기(1), 권상기의 구동강차(2), 카(4), 균형추(5)의 관계를 나타내는 엘리베이터의 기계계 모델 도출을 위한 개략도이다. 도 4의 하단은 모터 토크 패턴을 나타내고, 그 상단은 그때의 카 속도 패턴을 나타낸다. 도 5는 카 속도 패턴을 생성하기 위한 연산 처리 순서를 나타낸 순서도이다.

도 2에 있어서, 권상용 전동기(1)는 모터 토크축과 모터 회전수로 변화하는 최대 출력치의 선상에서 둘러싸이는 사선부의 영역과 그 경계 상을 포함한 영역 내에서의 동작이 가능하다. 이 영역은 철(凸)집합(convex set)이면 좋지만, 그렇지 않은 경우도 동작 영역을 철(凸)집합이 되도록 근사하면 좋다. 토크가 정의(positive) 영역은 역행 상태, 부의(negative) 영역은 회생 상태를 나타낸다. 이 영역을 Ω로 나타낸다. 여기서, A의 영역은 카(4) 내에 승객이 타지 않은 경우로부터 최대 부하까지, 정격 속도, 표준 가감 속도로 주행 가능한 정격 주행 영역이다. 또, B의 영역은 카(4) 내에 승객이 탄 상태로, 균형추(5)에 작은 균형 언밸런스의 상태, 즉, 모터 토크가 경부하시에, 정격 속도, 표준 가속도로부터, 가변 가감 속도, 가변 속도가 가능한 영역이다.

도 3에 있어서, Tm은 모터 토크, Tl은 주행 손실 토크, J는 권상기의 관성 모멘트, r은 권상기 반경, m1은 균형추질량, m2는 카 질량, α는 카 가속도, ω는 권상기 회전 속도를 각각 나타낸다. 또, g를 중력가속도로 한다. 도 3의 구성에 대해서 운동 방정식을 이끄는 것으로, 모터 토크와, 카 가속도, 언밸런스 토크, 주행 손실 토크의 관계식을 다음 식과 같이 얻을 수 있다.

또, 도 3의 구성에서는 카 가속도와 모터 토크의 관계식은 식(1)과 같이 나타내어지지만, 양자의 관계가 일차 함수로 기술될 수 있는 구성이라면 이 구성에 한정되지 않아도 좋다. 다음에, 모터의 회전 속도와 권상기 회전 속도를 동일하다고 하고, v를 카 속도로 하면, 모터의 회전 속도로부터 카 속도가 다음 식과 같이 연산할 수 있다.

따라서, 도 2는 모터 토크와 카 속도의 관계를 나타내는 것으로 변환할 수 있다. 또, 모터의 회전수와 권상기 회전 속도를 동일하다고 했지만, 양자의 관계식이 일차 함수로 기술될 수 있는 변환이라면 상기 식(2)에 한정되지 않아도 좋다. 예를 들면 감속기 등을 이용했을 경우도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 4에 있어서, 상단의 속도 패턴은 하단의 토크 패턴에 대해, 상기 식 (1)과 그 적분치에 의해 연산되는 것이다. 또, 도 4에 있어서, tO ~ t7 은 시각, Δt1 ~ Δt7 은 시간 구간, vO ~ V7은 각 시각에 대한 카 속도, TmO ~ Tm7 은 각 시각에 대한 모터 토크를 나타내고 있다. 여기서, TmO=Tm3=Tm4=Tm7=TMO, Tm1=Tm2=TM1, Tm 5=Tm6=TM2이다. 또, VO=0, t0=O 으로 한다.

이 도 4에 있어서, 구간 Δt1, Δt3, Δt5, Δt7 은 저크(가가속도, 즉 카 가속도의 변화율)값 일정 주행, 구간 Δt2, Δt6 은 가속도 일정 주행, 구간 Δt4 는 속도 일정 주행 구간이다. 또, 균형 토크 TMO는 상기식 (1)에 α=O 을 대입하여 아래와 같은 식 (3)과 같이 계산할 수 있다.

실시예 1에 있어서의 속도 지령 발생 장치(10)에 있어서의 속도 패턴의 선택법으로 대해서, 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5에 있어서, 단계 S21의 행선층(destination floor) 설정 처리에서는, 카, 타는 곳 등에서 승객에 의해 설정된 행선층에 대해서, 다음번 정지층을 기초로 카의 주행거리 L 혹은 주행층수가 설정된다. 다음에, 단계 S22의 균형 토크 검출 처리에서는, 기동 토크 지령 검출 장치(16)에서 검출된 기동시의 토크 지령(16a)과 주행 손실 연산 장치(17)에서 연산된 엘리베이터 주행시의 주행 손실(17a)을 가산하고, 균형 토크를 연산한다. 다음에, 단계 S23의 속도, 가감 속도 설정 처리에서는, 단계 S21에서 설정된 카의 주행거리 L 혹은 주행층수, 및 단계 S22에서 연산된 균형 토크에 따라, 속도, 가감 속도 테이블을 선택한다. 다음에, 단계 S24의 속도 패턴 생성 처리에서는, 단계 23에서 선택된 속도, 가감 속도 테이블에 근거하고, 도 4에 나타나는 속도 패턴을 생성한다.

토크 제약 조건은, 도 4의 속도 패턴 및 토크 패턴을 모터의 동작 범위 내에 제한할 필요가 있다. 따라서, (1)식에 근거하여 기동시의 모터 토크에 따라, 설정된 속도 패턴 및 가감 속도 패턴으로 주행했을 때, 모터 토크가 모터의 동작 범위 내에 들어가도록, 미리, 도 6에 나타나는 속도, 가감 속도 테이블을 작성한다.

이 실시예 1에서는 주행 패턴으로서 도 6에 나타나는, 균형 토크 또는 카 안의 적재 중량(정격에 대한 비율로 가리킨다)과 운전 방향 등에 대응한 복수의 속도, 가감 속도 테이블을 가진다. 엘리베이터의 제어장치는 선택되고 있는 테이블에 대해서 기동시의 모터 토크와 운전 방향에 따라, 그것들에 대응한 속도와 가감 속도를 테이블에서 선택하고, 선택한 속도와 가감 속도에 따라서 엘리베이터의 운전을 실시한다. 상기 복수의 속도, 가감 속도 테이블은 예를 들면 이하와 같이하여 설정할 수 있다.

도 6의 속도, 가감 속도 테이블 E는 카 속도와 카 가감 속도의 절충에 대해서, 카의 이동거리 L를 고려하여 설정된 것이다. 여기서는, 목적층까지의 층간 거리가 몇 미터인지로, 사용해야 할 테이블을 선택하고 있다. 또, 층간 거리가 아니고, 도중 통과하는 층수로 테이블을 나누어도 괜찮다. 테이블은 이동거리 L에 따라 복수를 가진다. 이동거리 L이 짧은 경우에는, 속도보다 가감 속도를 크게 하는 것이 운전 시간이 단축되고, 운행 효율이 오르므로 가감 속도를 크게 설정하고 있다. 반대로 이동거리 L이 큰 경우에는, 가감 속도 보다 속도를 크게 하는 것이 운행 효율이 오르므로 속도가 크게 설정되어 있다. 이 경우, 우선 기동시에 카가 정지하고 있는 층과 다음번에 정지하는 층의 정보를 기초로 이동거리 L을 계산하고, 그 이동거리 L에 따라서 테이블이 선택된다. 예를 들면, 이동거리 L이 12 미터였을 경우에는, 최하단의 테이블이 선택된다. 다음에 그 중에 횡축의 균형 토크에 대응한 속도와 가감 속도가 선택되고, 엘리베이터의 운전이 개시된다.

상기 테이블 E는 이동거리 L과 균형 토크와 운전 방향에 대응한 테이블로 했지만, 이동거리 L에만 대응한 테이블, 균형 토크에만 대응한 테이블로 해도 좋고, 또 이동거리 L과 운전 방향에 대응한 테이블 등과 같이, 상기의 몇 개의 편성에 대응한 테이블이라고 해도 좋다.

또, 균형 토크 대신에 카 부하의 정격 부하에 대한 비율을 기초로 한 도 7에 나타내는 속도, 가감 속도 테이블 F를 사용해도 좋다.

다음에, 본 발명의 실시예 2를, 도면에 근거하여 설명한다.

도 8는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 엘리베이터의 제어장치를 나타내는 시스템 구성도이다. 도 8에 있어서, 권상용 전동기(1)에 의해 구동되는 권상기의 구동강차(2)는 주로프(3)를 감을 수 있고, 주로프(3)의 양단에 각각 카(4) 및 균형추(5)가 결합되어 있다. 속도 검출기(6)는 권상용 전동기(1)에 결합되고, 전동기(1)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호(6a)를 출력한다. 저울 장치(7)는 카(4)에 설치되고, 카 내하중을 검출하여 저울 신호(7a)를 출력한다. 전력 변환기(8)는 전동기(1)를 구동하는 전원을 공급한다. 전류 검출기(9)는 전동기(1)의 전류를 검출하여 전류 신호(9a)를 출력한다. 속도 지령 발생 장치(10)는 엘리베이터의 속도 지령치(1Oa)를 발생한다. 속도 제어장치(11)는 속도 지령 발생 장치(10) 및 속도 검 출기(6)에 접속되고, 속도 지령치(10a) 및 속도 신호(6a)를 입력으로 하여 제 1 토크 지령치(11a)를 출력한다. 저울 보상 장치(12)는 저울 장치(7)에 접속되고, 저울 신호(7a)를 입력으로 하여 토크 보상 신호(12a)를 출력한다. 가산기(13)는 속도 제어장치(11) 및 저울 보상 장치(12)에 접속되고, 제 2 토크 지령치 (13a)를 출력한다. 토크 제어장치(14)는 가산기(13), 속도 검출기(6) 및 전류 검출기(9)에 접속되고 있고, 토크 제어장치(14)는 그 출력(14a)를 출력한다. 브레이크(15)는 권상기의 구동강차(2)를 정지 유지하는 것으로서, 속도 지령 발생 장치(10) 로부터의 기동 지령(15a)에 근거하고, 개방된다. 엘리베이터의 카(4) 내에는 카메라(18)가 설치되고, 이 카메라(18)로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호(18a)를 균형 토크로 간주하고 있다. 실시예 1에 있어서의 기동 토크 지령 검출 장치(16)에 대신하는 승객차 내 승객수검출 장치(20)는 속도 지령 발생 장치(10)로부터의 기동 지령(15a)에 근거하고, 엘리베이터가 브레이크(15)를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지한다. 주행 손실 연산 장치(17)는 속도 지령치(10a)에 근거하고, 정격 속도 혹은 일정 속도로 주행중의 제 2 토크 지령치(13a)로부터 저울 보상 장치(12)로부터의 토크 보상 신호(12a)를 감산하고, 엘리베이터 주행시의 주행 손실(17a)을 연산한다.

이 실시예 2에서는, 카메라 신호(18a)를 균형 토크로 간주하여, 도 5에 나타나는 속도 패턴의 선택법에 의해서, 가감 속도, 정격 속도를 결정한다.

또, 이 발명의 실시예 3으로서, 전술의 속도 패턴 선택법의 속도·가감 속도 테이블에 의하지 않고, 아래와 같은 식 (4), 식 (5)에 나타나는 바와 같이, 미리 정해진 표준 속도 VO , 표준 가감 속도 α0에 대해서, 균형 토크 T(정격에 대한 비율로 가리킨다)에 대응한 가감 속도 α, 정격 속도 V를 소정의 상승률 k1, k2로, 전력 변환 장치(8)의 최대 출력, 전동기(1)의 최대 출력으로 제한되는 값까지 상승시키는 방법도 있다.

또, 도 1의 저울 체크 장치(19)가 저울 장치(7)의 검출 오차가 크다고 판단하여 이상 신호를 출력하면, 속도 패턴을 미리 정해진 표준값인 표준 속도 VO, 표준 가감 속도 α0로 되돌린다.

또, 이 발명의 실시예 4로서 권상기를 구동하는 모터의 제어에 약한 계자제어(field-weakening control)를 실시하는 제어 수단을 가진다. 약한 계자제어는 영구자석 모터에 적용되는 모터의 제어법이며, 계자자속 방향 (d축방향)으로 부의(negative) 전류를 흘리는 것에 의한 감자효과(demagnetization effect)에 의해, 모터의 단자전압을 억제해서 고회전으로 구동하는 것을 가능하게 하는 제어법이다. 도 9는 모터의 출력 가능한 토크와 속도의 영역을 나타내고 있다. 도 9의 (a)는 약한 계자제어를 실시하지 않을 때의 출력 가능한 영역을 나타낸 것이고, (b)는 약한 계자제어를 실시했을 때의 출력 가능한 영역을 나타낸 것이다. 약한 계자제어를 실시하는 것으로, 모터의 구동 영역을 고속 측까지 넓히는 것이 가능해진다. 또, 이때 인버터 등의 전기 기기의 용량을 변경할 필요는 없다. 따라서, 약한 계자제어를 이용하는 것으로, 전기 기기를 변경하는 일 없이 일정속도의 상한치를 보다 고속 측에 설정할 수 있다. 이것은 특히, 카 측의 중량과 균형추의 중량의 차이가 작을 경우 효과를 발휘한다. 이 이유는 카 측 중량과 균형추의 중량의 차이가 작을 때에는 필요한 모터 토크가 작아지기 때문에, 엘리베이터의 소비 전력이나 회생 전력도 작아지고, 그 결과 전원 설비 용량의 제약이나 회생 용량의 제약 조건 등의 영향도 받기 어려워지는 것, 및 약한 계자제어의 성질로부터 발생 토크가 작을 정도 모터의 회전 속도를 고회전으로 할 수 있는 것에 의한다.

또, 모터를 고회전으로 구동시키기 위해서, 인버터의 전압 이용률을 올리는 방법으로서 인버터 전압에 삼차 조파를 중첩하는 방법, 2상 변조 방식을 채용하면, 더욱 모터를 고회전으로 구동시킬 수 있다.

또, 모터가 고회전이 되고 인버터의 출력전압이 오르면 DC 링크의 전압치도 높게 할 필요가 있고, 모터의 전자 소음이 커진다. 이것에 대해서, 전압형 인버터의 데드 타임(Td)의 보정을 실시하는 것으로, 전자 소음을 꽤 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하여, 그 토크 지령에 따르고, 카의 저크(가가속도), 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경한다. 또, 전회 주행의 주행중의 토크 지령에 근거하고, 엘리베이터의 기동시의 토크 지령에 주행 손실분을 보정하여, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경한다. 따라서, 속도 패턴의 변경을 속도 제어장치가 정지 유지의 컨트롤을 한 후의 토크 지령에 주행 손실을 더한 토크 지령에 근거하여 실시하기 때문에, 저울 장치 등의 검출 오차를 포함하지 않고, 주행 손실 등의 영향도 가미되어 정확한 결과를 얻을 수 있다.

또, 속도 패턴은 미리 정해진 표준값을 구비하고 그에 따르고, 가감 속도, 정격 속도를 소정의 상승률로, 전력 변환 장치의 최대 출력, 전동기의 최대 출력으로 제한되는 값까지 상승시키도록 구성했기 때문에, 구성을 간단하게 할 수 있고, 한편, 전력 변환 장치의 최대 출력, 전동기의 최대 출력으로 제한되어 정확한, 속도 패턴을 생성할 수 있다.

또, 부하의 검출 방법으로서 엘리베이터의 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 근거하고, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경했기 때문에, 저울 장치 등에 큰 검출 오차가 발생했다고 해도, 정확하게 모터 토크 범위 내에서 속도 패턴을 변경하는 것이 가능하게 된다.

또, 저울 신호 또는, 엘리베이터의 기동시의 토크 지령, 또는 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 따라, 혹은 그것을 조합한 것에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 가속도, 속도 테이블로부터 선택하는 속도 패턴 결정 장치를 구비하고, 목적층에의 이동거리가 길수록 최대 속도의 상승을 우세하게 하도록 하여, 가속도, 속도의 각각의 상승률을 가변하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로, 승객의 이동 시간이 단축되어 카의 운행 효율이 오른다고 하는 효과가 있다.

또, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 상 기 저울 신호에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 엘리베이터에 있어서도, 저울 체크 장치를 구비하고, 상기 저울 신호와 기동시의 토크 지령의 차이가 소정치를 넘었을 경우 속도 패턴의 변경을 정지하고 표준값으로 되돌리도록 했기 때문에, 저울 장치 등에 큰 검출 오차가 발생했다고 해도 그것을 검출하여 속도 패턴의 변경을 정지하기 때문에, 신뢰성을 높게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 엘리베이터의 제어장치는 부하와 이동거리에 따라 최고속도나 가속도를 변경하고, 운전 시간을 단축할 수 있다. 또, 부하의 검출을 정확하게 검출할 수 있다.

Claims (8)

1. 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전력 변환 장치로 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키는 엘리베이터에 있어서,

   상기 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하고, 상기 토크 지령에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
2. 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전력 변환 장치로 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키고, 한편, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 상기 저울 신호에 의해 상기 카 측과 균형추 측의 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 상기 토크 지령치를 보정하는 엘리베이터에 있어서,

   상기 엘리베이터가 브레이크를 개방한 소정 시간 후, 기동시의 토크 지령을 유지하고, 상기 토크 지령에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 속도 패턴은 미리 정해진 표준값을 구비하고, 그에 따라, 가감 속도, 정격 속도를 소정의 상승률로, 상기 전력 변환 장치의 최대 출력, 상기 전동기의 최대 출력으로 제한되는 값까지 상승시키는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   전회 주행의 주행중의 토크 지령에 근거하고, 상기 엘리베이터의 기동시의 토크 지령에 주행 손실분을 보정하여, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
5. 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키는 엘리베이터에 있어서,

   상기 엘리베이터의 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 근거하여, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
6. 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키고, 한편, 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고 상기 저울 신호에 의해 상기 카 측과 균형추 측의 불평형 하중을 연산하고, 이 불평형 하중에 근거하여 상기 토크 지령치를 보정하는 엘리베이터에 있어서,

   상기 저울 신호 또는, 상기 엘리베이터의 기동시의 토크 지령, 또는 상기 카 안의 카메라로 촬영한 화상에 의해 카 안의 승객수를 판단하고, 그 결과를 출력하는 카메라 신호에 따라, 혹은 그 조합한 것에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 가속도, 속도 테이블로부터 선택하는 속도 패턴 결정 장치를 구비하고,

   목적층에의 이동거리에 따라 가속도, 속도의 각각의 상승률을 가변하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   목적층에의 이동거리가 길수록, 최대 속도의 상승을 우세하게 하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
8. 속도 지령치와 속도 신호로부터 토크 지령치를 발생하는 속도 제어장치를 구비하고, 상기 토크 지령치에 의해 전동기를 제어하여 카 및 균형추를 승강시키는 엘리베이터에 있어서,

   상기 카 내하중을 검출하여 저울 신호를 출력하는 저울 장치를 설치하고, 상기 저울 신호에 따라, 카의 저크, 가감 속도, 정격 속도를 결정하는 속도 패턴을 변경하는 것과 동시에,

   저울 체크 장치를 구비하고, 상기 저울 신호와 기동시의 토크 지령의 차이가 소정치를 넘었을 경우, 속도 패턴의 변경을 정지하여, 미리 정해진 표준값으로 되돌리는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.

Images