KR20120123124A - 엘리베이터의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

엘리베이터의 부하에 근거하여, 속도 패턴을 변경해서 운전하는 엘리베이터에 있어서, 엘리베이터마다 다른 주행 저항이나 기계 로스의 크기에 관계없이, 구동 기기의 능력이 적절히 발휘되도록 제어 파라미터가 단시간에 자동 조정되고, 그 결과, 고효율인 운전을 행하는 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것을 목적으로서, 엘리베이터의 속도 지령값을 연산하기 위한 주행 모델을 갖고, 엘리베이터의 설치 조정시에 상기 주행 모델의 파라미터를 엘리베이터의 주행시의 주행 데이터에 의해 자동 조정하는 수단을 마련하였다.

Description

엘리베이터의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 부하(負荷)에 따라 주행 속도를 가변으로 하는 엘리베이터의 제어 장치에 관한 것이다.

카(car)의 적재량 등, 엘리베이터의 부하에 따라 전동기에 인가하는 속도 지령값을 변경하여 가감 속도나 최고 속도를 조정하는 제어 장치가 개발되고 있다. 이런 종류의 제어 장치에서는, 저울 장치(weighing device)나 모터 전류 등에 의해 검출된 카 부하에 대응하여 미리 정해진 속도, 또는 카 적재량에 근거하여 연산된 속도에 의해 카의 주행을 행한다.

예를 들면, 카의 적재량을 검출하는 수단을 마련하고, 카의 적재량과 이동 거리에 따라 속도 지령값을 변경하여 가감 속도나 최고 속도를 조정하는 제어 장치가 제시되며, 이 장치에 있어서, 저울 장치의 검출 오차나 주행시의 기계적, 전기적인 로스에 의한 영향을 고려하여, 전동기나 인버터 등의 구동 기기의 부담이 커지지 않도록, 미리, 저울 장치의 오차나 시스템의 로스를 예상한 속도 지령값의 연산을 행하는 것이 나타내어져 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).

그러나, 오차나 시스템의 로스에는, 편차가 있기 때문에, 오차나 시스템의 로스가 적은 경우에는 보수적(保守的)으로 되어, 본래 발휘할 수 있는 속도보다 늦은 속도로 주행이 행해지고, 그 결과, 구동 기기의 능력을 충분히 발휘할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또, 물건마다, 카 자체 하중이나 승강 행정 등이 다르기 때문에, 그러한 편차에 의한 영향을 예측하여 속도 지령값을 연산할 필요도 있어, 마찬가지로 보수적으로 되는 문제가 있어, 이 문제에 대해 주행시의 주행 상태량과 미리 설정된 임계값을 비교함으로써, 학습에 의해 속도나 가속도를 조정하는 제어 장치가 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 2 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-238037호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2009-149425호 공보

엘리베이터마다 부하에 따른 속도를 최적으로 조정하는 기술에 있어서, 종래의 제어 장치에서는, 엘리베이터의 운용 중에 파라미터를 서서히 최적화해 나가기 때문에, 최적화가 완료되기까지 여러 부하 상태로 주행할 필요가 있어, 그 때문에 조정이 완료하는데 시간이 걸린다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 엘리베이터의 설치 조정시에 적은 기동 회수로, 물건마다의 주행 저항이나 기계 로스의 편차를 보상하여 구동 기기의 능력 범위 내에서 제어 파라미터가 자동 조정되는 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

엘리베이터의 부하에 근거하여, 속도 패턴을 변경해서 운전하는 엘리베이터의 제어 장치에 있어서, 부하에 대한 주행 패턴을 연산하기 위한 주행 모델을 갖고, 상기 주행 모델의 파라미터를 엘리베이터의 주행시의 주행 데이터로부터 동정(identify)하도록 하였다.

엘리베이터의 속도 지령값을 연산하기 위한 주행 모델을 갖고, 설치 조정시에, 그 파라미터를 자동 조정하는 수단을 마련한 것에 의해, 엘리베이터마다 다른 주행 저항이나 기계 로스를 보상하는 제어 장치의 최적 조정을 단시간에 행하는 것이 가능해진다. 그 결과, 카의 운전을 고효율로 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터의 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 엘리베이터의 제어 장치의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 주행시의 토크 전류의 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시 형태 2에 따른 엘리베이터의 제어 장치의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 형태 2에 따른 주행시의 토크 전류의 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 형태 3에 따른 엘리베이터의 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7은 실시 형태 3에 따른 엘리베이터의 제어 장치의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 8은 실시 형태 3에 따른 주행시의 토크 전류의 성분을 나타낸 도면이다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1을 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태에 있어서의 엘리베이터 및 그 제어 장치는 파라미터 동정 수단(1), 파라미터 기억부(2), 속도 지령 연산 장치(3), 전동기 제어 장치(4), 전력 변환기(5), 전류 검출기(6), 전동기(7), 위치?속도 검출기(8), 시브(sheave)(9), 로프(10), 카(car)(11), 균형추(12), 하중 검출기(13)에 의해서 구성된다.

상기의 구성에 있어서, 로프(10)의 양단에 카(11)와 균형추(12)가 시브(9)를 거쳐서 연결되어 있고, 상기 시브(9)는 전동기(7)에 의해 회전되고, 상기 카(11)를 승강시킨다. 전동기(7)는 전력 변환기(5)에 의해서 구동된다. 전력 변환기(5)는 인버터나 매트릭스 컨버터 등이 있으며, 전동기 제어 장치(4)에 의해서 전류 제어된다. 이 때 벡터 제어가 이용되는 일이 많으며, 위치?속도 검출기(8)에 의해서 검출되는 전동기(7)의 속도와 자극(磁極) 위치, 그리고 전류 검출기(6)에 의해서 검출되는 전동기 전류를 이용하여 전류 제어가 행해진다. 전동기 제어 장치(4)는 속도 검출기(8)에 의해서 검출된 전동기의 속도가 속도 지령 연산 장치(3)에 의해서 생성된 속도 패턴에 추종하도록 속도 제어를 행한다. 하중 검출기(13)는 카의 승객 부하를 검출하는 장치로서, 저울 장치 등에 의해 실현될 수 있다. 또한, 전동기 전류나 제어 장치의 내부에서 이용하는 제어 신호인 전동기의 토크 지령 등으로 대용할 수도 있다. 하중 검출기(13)에 의해서 검출된 승객 부하는 속도 지령 연산 장치(3)에 보내진다.

파라미터 동정 수단(1), 속도 지령 연산 장치(3), 전동기 제어 장치(4)는 제어 프로그램을 실장한 마이크로 컴퓨터 등에 의해 실현될 수 있다.

파라미터 동정 수단(1)은 속도 지령값 연산 장치(3)가 속도 지령값을 연산하기 위해 필요한 엘리베이터의 시스템 파라미터를 동정하는 수단이다. 상세한 것은 후술한다.

파라미터 기억부(2)에는 파라미터 동정 수단(1)에서 동정된 엘리베이터의 시스템 파라미터가 저장되어 있다. 또, 파라미터 기억부는 메모리 등의 기억 장치로 실현 가능하다.

다음으로, 본 발명의 특징인 파라미터 동정 수단(1)을 이용한 속도 패턴의 자동 조정에 대해 설명한다. 속도 지령값 연산 장치(3)에서는 승객 부하에 근거하여, 전동기나 전력 변환기의 허용 내에서 속도나 가속도, 저크(jerk)(가가속도) 등의 속도 패턴을 연산하기 위한 파라미터를 최적화하고, 운행 시간을 단축하는 속도 패턴을 연산한다. 본 발명에서는, 엘리베이터의 속도 패턴을 연산하기 위한 주행 모델을 갖고, 그 모델에 근거하여 속도 패턴을 설정한다.

예를 들면 전동기의 정격 전력을 초과하지 않는 속도를 결정하는 엘리베이터의 주행 모델의 일례는 이하의 수식으로 나타내어진다.

여기서, V는 일정 속도시의 속도(m/min), Ht는 전동기의 정격 전력(㎾), L은 정격 적재량(㎏), β는 카 부하(0~1의 값을 취함, 0은 무적재시, 1은 정격 적재시를 나타냄), γ는 카운터율(정격 적재의 50%에서 균형추와 균형되는 경우는 0.5로 나타냄), Er은 카 부하의 검출 오차를 나타낸다. 또한, H0는 주행시의 주행 저항을 나타내며, 예컨대 가이드와 레일의 마찰에 의한 로스나 로프의 휨 로스 등을 카 부하와 동일한 단위로 환산한 것을 나타낸다.

또한, ηp, ηr은 전동기나 전력 변환기의 효율을 나타내고, 역행시가 ηp, 회생시가 r이다. 이들 파라미터 중, 외부 검출 장치 등에서 검출하여 이용하는 값(수식 1, 2에서는 β) 이외는 시스템 파라미터로서 파라미터 기억부에 저장되어 있고, 속도 지령 연산 장치(3)는 속도의 연산시에 해당하는 파라미터를 파라미터 기억부로부터 읽어낸다.

엘리베이터의 기동시에, 검출된 부하 β와 주행 방향에 근거하여 역행 주행인지 회생 주행인지를 판정하고, 수식 1 혹은 수식 2에 근거해서 속도가 결정된다. 여기서, 정격 전력 Ht나 카운터율 γ은 기지(旣知)이지만, 카 부하의 검출 오차 Er이나 주행 저항 H0, 효율 ηp, ηr은 엘리베이터마다 다르다. Er, H0, ηp, ηr에 대해서는, 상정되는 최악값으로서 미리 정해 두는 것에 의해, 속도를 구하는 것이 가능하지만, 보수적(保守的)인 설계로 된다. 본 발명에서는 상기 파라미터 중 H0, ηp, ηr에 대해서는 주행시의 주행 데이터를 이용하여 동정하는 것에 의해, 상기한 보수성을 개선하여, 최적인 속도의 자동 조정이 가능해진다. 또한, 주행 모델의 파라미터의 동정은 적은 주행 회수로 가능하기 때문에, 단시간에 최적인 속도의 자동 조정이 가능해진다. 이하에 그 방법에 대해 설명한다.

수식 1, 2의 우변의 분모 (L(｜β-γ｜＋Er＋H0)/(6120ηp), L(｜β-γ｜＋Er-H0)/(6120ηr))는 전동기가 발생하는 토크에 상당한다. 따라서, 역행, 회생시의 전동기 전류의 토크 성분(토크 전류)과의 관계는 기지(旣知)의 변환 계수 Ki를 이용하여 다음 식으로 나타낼 수 있다. 또, Ki는 정격 적재량시의 토크 계산값이 전동기의 정격 토크 전류값으로 되는 변환 계수이다.

이것은 예컨대, 수식 3에서 좌변을 정격 토크 전류값(설계값), 우변에서 β=1, Er은 상정되는 저울 오차, H0, ηp는 적당한 초기값(예를 들면 상정되는 최악값)을 대입하여 구한 값으로서 구할 수 있다.

여기서, iqp, iqr은 각각 역행, 회생시의 전동기 전류의 토크 성분을 나타낸다. 본 발명에서는 엘리베이터의 설치시에 도 2에 나타내는 순서에 따라 H0, ηp, ηr을 동정한다.

우선 스텝 S1에서 로프 언밸런스량의 동정을 행한다. 로프 언밸런스량과는 시브(9)에 걸린 로프(10)의 카측 중량과 균형추측 중량의 중량차이며, 카 위치에 의해서 변화된다. 예컨대 카가 최하층에 있을 때에는 카측에 거의 모든 로프 하중이 로프 언밸런스량으로서 더해지고, 카가 최상층에 있을 때에는 균형추측에 거의 모든 로프 하중이 로프 언밸런스량으로서 더해진다. 카가 중간 위치에 있을 때에는 로프 언밸런스량은 제로로 된다. 본 실시 형태에서는 수식 3, 4를 이용하여 시스템 파라미터의 동정을 행하지만, 수식 3, 4는 로프 언밸런스량의 영향을 포함하지 않는(제거한) 모델로 하고 있다. 따라서, 본 스텝에서는, 로프 언밸런스량을 제거하기 위해서, 카 위치에 의한 로프 언밸런스량을 동정하고, 파라미터 기억부(2)에 저장한다. 로프 언밸런스량은, 미리 설정한 적당한 속도로 카를 최상층으로부터 최하층까지 주행시키고, 그 때의 토크 전류의 증분으로부터 구할 수 있다. 이것에 대해, 도 3을 이용하여 이하에 설명한다.

도 3은 카를 빈 상태로 하여 최상층으로부터 최하층까지 주행시켰을 때의 카 속도(상단)와 토크 전류(하단)를 나타낸다. 카가 일정 속도의 구간 T의 토크 전류의 변화량을 계측함으로써, 카의 이동량에 대한 토크 전류의 변화량, 즉 카 위치에 대한 로프 언밸런스량을 구할 수 있다. 이것은 수식 3, 4에 대응시켜 구하기 위해, 역행 주행시, 회생 주행시의 2가지에 대해 행하지만, 동일 적재량(예컨대 카가 빈 상태)으로 상승 방향과 하강 방향으로 주행시켜 행할 수 있다.

다음으로, 스텝 S2에서는 0% 부하, 즉 카가 빈 상태로 엘리베이터를 주행시키고, 그 때의 토크 전류값의 시계열 데이터를 취득한다. 이것은 카의 상승(회생), 하강(역행)의 2가지로 행한다.

다음으로, 스텝 S3에서는 50% 부하, 즉 카와 균형추가 균형된 상태로 되도록, 카에 테스트 웨이트(test weight)를 쌓아 주행시키고, 그 때의 토크 전류를 취득한다. 50% 부하시는 상승, 하강 모두 역행 주행에서 동일한 부하 상태로 되기 때문에, 어느 한쪽에서 취득하면 된다.

다음으로, 스텝 S4에서는 스텝 S2, S3에서 취득한 토크 전류와 스텝 S1에서 구한 로프 언밸런스량을 이용하여 엘리베이터의 시스템 파라미터를 동정한다. 그 방법을 이하에 설명한다.

우선, 스텝 S2에서 취득한 상승시의 토크 전류값의 시계열 데이터로부터 로프 언밸런스분을 제거한다. 이것은, 일정 속도로 주행시의 전류를 추출하고, 스텝 S1에서 구한 상승시의 로프 언밸런스량에 상당하는 전류분을 제거함으로써 행한다. 이 때, 이상적으로는 일정 속도 주행시의 토크 전류값의 시계열 데이터는 일정값으로 되지만, 실제로는 외란 등에 의해 변동되기 때문에 전류의 평균값을 구한다. 이 값을 iqr0으로 한다.

다음으로, 스텝 S2에서 취득한 하강시의 토크 전류에 대해, 상승시와 동일한 처리를 행하고, 하강시의 로프 언밸런스량에 상당하는 전류분을 제거해서 평균한 값을 iqp0으로 한다. 다음으로 스텝 S3에서 취득한 토크 전류에서, iqp0을 구하는 순서와 동일한 순서로 50% 부하시의 전류를 구한다. 이 값을 iqp50이라고 한다.

다음으로, 수식 3, 4를 이용하여 시스템 파라미터를 동정한다. 설치시에는 테스트 웨이트를 이용하고 있기 때문에, 카 적재량이 기지이고, 저울 오차 Er은 제로이다. 따라서, 수식 3 및 4에 상기에서 구한 각 부하에서의 토크 전류와 대응하는 부하의 값, Er=0을 대입한 다음 식이 성립된다.

수식 5, 6, 7에서 미지의 시스템 파라미터는 H0, ηp, ηr의 3개이며, 연립 방정식은 3개 있기 때문에, 위 식으로부터 상기의 시스템 파라미터 H0, ηp, ηr을 구할 수 있다. 이상의 순서로 스텝 S4에서는 시스템 파라미터 H0, ηp, ηr을 동정한다.

다음으로, 스텝 S5에서는 스텝 S4에서 동정한 시스템 파라미터를 파라미터 기억부에 기입함으로써, 속도 연산식의 갱신을 행한다.

상기의 순서에 의해, 수식 1, 2에서 이용하는 시스템 파라미터가 실제 기기에 상당하는 값으로 조정되기 때문에, 종래는 최악값을 예측하여 설정하고 있던 시스템 파라미터를 최적화할 수 있어, 엘리베이터마다 최적인 속도를 설정할 수 있다. 그리고, 상기의 시스템 파라미터의 조정은, 스텝 S2의 2회의 주행 및 스텝 S3의 1회의 주행의 합계 3회의 주행으로 행할 수 있기 때문에, 설치시에 단시간에 최적인 조정을 행할 수 있다.

또, 카가 최상층과 최하층의 정확히 중간 위치에 있을 때에는 로프 언밸런스가 제로로 되므로, 스텝 S4에서, 스텝 S2, 스텝 S3에서 취득한 토크 전류값의, 카가 중간 위치에서의 전류값을 이용함으로써, 스텝 S1 및 스텝 S4에서의 로프 언밸런스량의 제거의 프로세스를 생략할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 0% 부하와 50% 부하에서, 카를 주행시켜 엘리베이터의 시스템 파라미터를 동정, 조정하는 예를 나타냈지만, 카와 균형추의 중량차가 다른 적재량의 조합이면 좋고, 예를 들면 0% 부하와 25% 부하에서 행하더라도 좋다(동등한 효과를 얻는 것은 말할 필요도 없다).

또한, 본 실시 형태에서는 전동기 전류 검출치의 토크 성분을 이용하여 시스템 파라미터의 동정을 행하는 예를 나타냈지만, 전동기 전류 검출값의 토크 성분 대신에, 제어 신호인 토크 지령값이나 토크 전류 지령값을 이용하더라도 좋다.

(실시 형태 2)

본 실시 형태에서는, 승객 부하에 근거하여, 전동기의 허용 최대 토크를 초과하지 않는 범위에서 속도 패턴 중, 가속도를 자동 조정하는 경우에 대해 설명한다. 가속도 α를 결정하는 엘리베이터의 주행 모델의 일례는 이하의 수식으로 나타내어진다.

여기서, Tmax는 전동기의 가속시의 허용 최대 토크이고 기지인 (Ja＋Jb×β)는 엘리베이터의 관성에 상당하는 양이다. 엘리베이터의 관성은, 카 부하 β에 의해서 바뀌기 때문에, 카 부하에 의존하는 부분을 나타내기 위한 파라미터 Jb와, 카 부하에 의존하지 않는 부분을 나타내기 위한 파라미터 Ja를 이용하여 β의 선형 함수에 의해서 나타낼 수 있다.

수식 8, 9는, 전동기의 허용 최대 토크 Tmax로부터, 엘리베이터의 카측 중량과 균형추 중량의 차이에 상당하는 언밸런스 토크분을 뺀 나머지 전체 토크를, 가속으로 할당하는 가속도 α를 구하기 위한 계산식이며, 가속시의 전동기의 토크가 Tmax로 되는 가속도를 구할 수 있다. 즉, 전동기의 허용 한계로 되는 가속도의 최대값을 구하는 의미에서 최적인 것으로 되어 있다. 또, Tmax를 실제의 전동기의 허용 한계치보다 작게 설정하면, 전동기의 토크에 여유를 갖고 가속도를 설정할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이들 파라미터 중, 외부 검출 장치 등으로 검출하여 이용하는 값(수식 8, 9에 대해 β) 이외는 시스템 파라미터로서 파라미터 기억부에 저장되어 있고, 속도 지령 연산 장치(3)는 속도의 연산시에 해당하는 파라미터를 파라미터 기억부로부터 읽어낸다.

엘리베이터의 기동시에, 검출된 부하 β와 주행 방향에 근거하여 역행 주행인지 회생 주행인지를 판정하고, 수식 8 혹은 수식 9에 근거해서 가속도가 결정된다. 여기서, 실시 형태 1과 마찬가지로 상기 파라미터 중 H0, ηp, ηr, Ja, Jb에 대해 주행시의 주행 데이터를 이용하여 동정하는 것에 의해, 최적인 가속도의 자동 조정이 가능해진다. 이하에 그 방법에 대해 설명한다. H0, ηp, ηr에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 방법으로 동정 가능하다. 이하에서는 Ja, Jb의 동정 방법을 주로 설명한다.

실시 형태 1에서는, 수식 3, 4에 의해서 일정 속도 주행시의 토크 전류를 나타내고 있지만, 그것을 가속 주행시의 토크 전류로 확장한 것은 다음 식 10, 11로 나타낼 수 있다.

여기서, iqp_a, iqr_a는 각각 역행, 회생시의 전동기 전류의 토크 성분을 나타낸다. 또한, α는 카의 가속도를 나타낸다.

본 실시 형태에서는, 엘리베이터의 설치시에 도 4에 나타내는 순서에 따라 H0, ηp, ηr, Ja, Jb를 동정한다. 또, 도 4에서 도 2와 동등한 부호로 나타낸 순서는 실시 형태 1과 동일하다.

스텝 S1~S3은 실시 형태 1에서 설명한 순서와 동등하기 때문에, 설명을 생략한다.

스텝 S44에서는 스텝 S2, S3에서 취득한 토크 전류와 스텝 S1에서 구한 로프 언밸런스량을 이용하여 엘리베이터의 시스템 파라미터를 동정한다. 우선, H0, ηp, ηr에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 방법과 동일하게 하여 동정한다. 다음으로, Ja, Jb의 동정 방법에 대해 이하에 설명한다.

우선, 스텝 S2, S3에서 취득한 토크 전류 중, 도 5에 나타내는 바와 같이 일정 가속 구간 Ta에서의 토크 전류값으로부터 로프 언밸런스량을 제거하여 평균한 값을 구한다.

이 때, 스텝 S2에서 취득한 하강시의 토크 전류값에 대해 상기 처리를 행했을 때의 토크 전류값을 iqp0_a으로 하고, 스텝 S3에서 취득한 토크 전류값에 대해 동일한 처리를 행한 후의 토크 전류값을 iqp50_a라고 한다.

다음으로, 스텝 S44에서, 수식 10을 이용하여 시스템 파라미터를 동정한다. 설치시에는 테스트 웨이트를 이용하고 있기 때문에, 카 적재량이 기지이고, 저울 오차 Er은 제로이다. 또한, 가속도 α의 값도 기지이다(αt라고 함).

따라서, 수식 10에 상기에서 구한 각 부하에서의 토크 전류와 대응하는 부하의 값, Er=0, 기지의 가속도 αt를 대입한 다음 식이 성립된다.

수식 12, 13에서 H0, ηp, ηr는 상기 스텝으로 구하고 있기 때문에 기지이다. 따라서, 미지 파라미터는 Ja, Jb의 2개이고, 연립 방정식은 2개 있기 때문에, 위 식 12, 13으로부터 시스템 파라미터 Ja, Jb를 구할 수 있다.

다음으로, 스텝 S45에서는 스텝 S44에서 동정한 시스템 파라미터를 파라미터 기억부에 기입 갱신을 행한다.

상기의 순서에 의해, 수식 8, 9에서 이용하는 시스템 파라미터가 실제 기기에 최적인 값으로 조정되기 때문에, 종래는 최악값을 예측하여 설정하고 있던 시스템 파라미터를 최적화할 수 있어, 엘리베이터마다 최적인 가속도를 설정할 수 있다.

본 실시 형태에서는 스텝 S44에서 수식 10만을 이용했지만, 수식 11을 이용하더라도 좋다. 이 때, 수식 12는 스텝 S2에서 상승시에 취득한 토크 전류 iqr0_a를 이용한 다음 식 14로 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 0% 부하와 50% 부하에서 카를 주행시켜 엘리베이터의 시스템 파라미터를 동정, 조정하는 예를 나타냈지만, 카와 균형추의 중량차가 다른 적재량의 조합이면 좋고, 예를 들면 0% 부하와 25% 부하에서 행하더라도 좋다.

또한, 스텝 S44에서, Ja, Jb를 동정할 때에 가속시의 토크 전류를 이용했지만, 일정 감속시의 토크 전류를 이용하더라도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는 가속도 α를 결정하는 엘리베이터의 주행 모델로서 허용 최대 토크를 초과하지 않는 조건으로 한 수식 8, 9를 이용했지만, 가속시에 허용 최대 전력을 초과하지 않는 조건으로 한 이하의 주행 모델을 이용하더라도 좋다.

수식 15, 16에서 Hmax는 가속시에서의 전동기의 허용 최대 전력이고, V는 일정 속도 주행시(도 5의 v1), 혹은 일정 가속으로부터 가속의 감속을 개시하는 속도(도 5의 v2)이다. 또, Hmax에 대해서는 기지이며, V에 대해서는 부하율 β가 결정되면, 수식 1, 2로부터 구할 수 있다.

이와 같이, 가속도의 최적 조정에 대해서도 수회(본 실시예에서는 3회, 그 중 가속도의 최적 조정으로는 2회 주행분의 데이터를 이용)의 주행으로 조정할 수 있어, 단시간에 조정할 수 있다.

(실시 형태 3)

도 6은 본 발명의 실시 형태 3을 나타내는 구성도이다. 도 1과 동일한 부호로 기록한 요소는 실시 형태 1, 2와 동일한 동작을 한다. 본 실시 형태에서는, 시스템 파라미터를 정기적으로 재조정하는 것을 특징으로 한다. 이 재조정은 엘리베이터의 카 부하가 확정 가능한 부하 상태일 때에 실시한다. 본 실시 형태에서는, 카 부하가 확정 가능한 상황으로서, 카 내가 무인 상태인 경우에 대하 재조정을 행하는 예에 대해 설명한다.

무인 검출 수단(614)은 카 내가 무인(無人)(무적재)인 것을 검출하는 수단이다. 카 내가 무인인지 여부의 판정에는, 여러 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 카내 카메라 등으로 인물의 유무를 검출하는 방법, 카 내에서의 행선지 등록이 없고 승강장으로부터의 호출로 동작하는 경우를 무인으로 판정하는 방법, 상기와 하중 검출기의 값을 병용하는 방법 등이 있다. 또한, 야간 등에 엘리베이터가 정지 중에서 호출 등록이 일정 시간 발생하지 않는 경우에 무인으로 판정하고, 무인 주행 상태를 만들어 내더라도 좋다.

파라미터 동정 수단(61)은 실시 형태 1, 2에서 설명한 설치시의 시스템 파라미터의 자동 조정에 부가하여, 무인 주행시의 정기적인 시스템 파라미터의 재조정을 실시한다. 파라미터 기억부(62)는 엘리베이터의 시스템 파라미터에 대해, 그 이력값도 기록한다. 즉, 재조정전의 값도 기억한다. 또, 시스템 파라미터를 동정할 때에 이용하는 주행 데이터의 이력값도 기억한다.

본 실시 형태에서는 도 7의 흐름에 따라, 정기적인 파라미터의 재조정이 행해진다. 이하에 그 순서에 대해 설명한다.

우선 스텝 S71에서는, 파라미터의 재조정을 행하기 위해서, 주행마다 무인 검출 수단(614)에 의해, 무인 상태인지 여부를 판정한다. 무인 주행이 아니라고 판정되었을 때에는 다음회 주행시까지 대기하거나(재조정은 행하지 않거나), 무인 상태라고 판정되었을 경우는 스텝 S72로 이행한다. 스텝 S72에서는 무인 상태에서의 주행시의 토크 전류를 취득하고, 파라미터 기억부에서 기억한다. 다음으로, 스텝 S73에서는 스텝 S72에서 취득한 토크 전류값을 이용하여 시스템 파라미터의 동정을 행한다. 이하에 그 방법에 대해 설명한다.

도 8은 무인 주행시의 카의 하강시의 카 속도와 토크 전류 패턴을 나타내고 있다. 토크 전류 중, a의 부분은 로프 언밸런스분, b는 주행 로스분, c는 카 중량과 균형추 중량의 언밸런스분, d는 가속시의 관성 토크분, e는 감속시의 관성 토크분을 나타낸다. 또, 도 8에 있어서, 로프 언밸런스는 카가 중간 위치보다 위쪽에 있는 경우는 정(正)이고, 중간 위치보다 하부에 있는 경우는 부(負)로 되기 때문에, 도중에 부호가 역전되어 있다. 관성 토크 e에 대해서도 마찬가지이며, 감속시는 부(負)의 값으로 된다. b~e의 전류의 크기를 각각 iqb, iqc, iqd, iqe로 했을 때, 이것을 수식 10에 대응시키면 이하와 같이 된다.

또, 가속도, 감속도의 크기를 각각 αt, αd로 하였다. αt, αd는 기지이다.

우선, a의 로프 언밸런스분에 대해서는, 실시의 형태 1과 동일한 방법으로 제거할 수 있다. 다음으로, d 또는 e의 크기를 구한다. 이것은 일정 가속시 또는 일정 감속시의 토크 전류와 일정 속도시의 토크 전류값의 차이에 의해 구해진다. 또한, b와 c에 대해서는, 개별적으로 구할 수 없지만, 그 합에 대해서는 일정 속도시의 토크 전류로부터 구할 수 있다.

여기서 수식 19로부터, 설치 조정시에 0% 부하에서 취득한 토크 전류의 d에 상당하는 값(iqd0로 한다)과 재조정시의 d에 상당하는 값(iqd)의 비율이 설치 주행시에 동정한 효율(ηp0으로 한다)과 재조정시의ηp의 역비율로 되는 것을 알 수 있다.

즉, iqd/iqd0=ηp0/ηp로 되므로, ηp는

에 의해 구할 수 있다.

또, ηp의 재조정은 감속시의 토크 전류 iqd를 이용하더라도 좋다. 혹은 양쪽 모두의 평균으로 하더라도 좋다.

또한, 회생 방향의 효율 ηr은 상승 운전시에 상기와 같은 순서로 재동정할 수 있다.

다음으로, H0를 동정하지만, 이것은 수식 17, 18, 21 및 일정 속도시의 토크 전류(iqb+iqc의 실측값: iqbc로 한다)로부터 구할 수 있다.

지금, ηp의 동정을 할 수 있었기 때문에, 수식 18의 우변에 대입해 iqc의 값을 구할 수 있다. 그리고, 일정 속도시의 토크 전류(iqbc)로부터 iqc를 뺀 값이 iqb이며, 이것이 수식 17과 동일해지므로 H0를 구할 수 있다.

즉 다음 식 22에 의해 H0를 재동정할 수 있다.

상기는 역행 주행시의 토크 전류값을 이용하여 H0를 재동정하는 예를 나타냈지만, 회생 주행시의 토크 전류값을 이용하여, 상기와 동일한 방법으로 구할 수도 있다. 또한, 역행 주행, 회생 주행의 양쪽 모두에서 재동정하고, 양자의 평균을 취하는 방법을 이용하더라도 좋다.

또, 파라미터의 재동정을 수회 반복하고, 그 평균값을 이용하도록 하더라도 좋다.

본 발명에 의해, 엘리베이터의 시스템 파라미터가 정기적으로 재조정되기 때문에, 엘리베이터의 경년(經年) 변화의 영향을 고려하여 자동적으로 시스템 파라미터를 재조정할 수 있어, 엘리베이터마다 최적인 속도 패턴으로 주행시킬 수 있다. 또한, 이 재조정은 수회의 주행으로 완료되기 때문에, 단시간에 재조정할 수 있다.

1: 파라미터 동정 수단
2: 파라미터 기억부
3: 속도 지령 연산 장치
4: 전동기 제어 장치
13: 하중 검출기

Claims (5)

1. 엘리베이터의 부하(負荷)에 근거하여, 속도 패턴을 변경해서 운전하는 엘리베이터에 있어서,
   부하에 대한 주행 패턴을 연산하기 위한 주행 모델을 갖고, 상기 주행 모델의 파라미터를 엘리베이터의 주행시의 주행 데이터로부터 동정(同定; identify)하는 것
   을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 주행 모델의 동정을, 엘리베이터의 설치시에, 카의 적재 상태를 2가지 이상 변경하여 주행시킨 주행 데이터에 근거해서 행하는 것
   을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 주행 모델의 파라미터는 엘리베이터의 주행시의 로스(loss) 및 시스템의 효율인 것
   을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 파라미터를 동정하기 위해 이용하는 주행 데이터는 전동기 전류의 토크 성분 또는 토크 지령값인 것
   을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 주행 모델의 파라미터를 엘리베이터가 빈 상태로 주행할 때의 주행 데이터를 이용하여 정기적으로 재조정하는 것
   을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.

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