JP2006206196A

JP2006206196A - エレベーターの改修工法

Info

Publication number: JP2006206196A
Application number: JP2005016418A
Authority: JP
Inventors: Toru Tanahashi; 徹棚橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】長時間にわたって連続して一般乗客用運転を休止することなしに実施できるエレベーターの改修工法を得る。
【解決手段】既設のエレベーター制御盤を新設のエレベーター制御盤１０に取り換え、既設の巻上電動機を新設の巻上電動機９に取り換えるものにおいて、既設のエレベータ制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換えた後、エレベーターを任意の期間使用し、その後で既設の巻上電動機を新設の巻上電動機を取り換えるものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、建物に設置された例えば耐用年数に近い旧形の既設エレベーターを新設するエレベーターの改修工法に関する。

従来のエレベーターの改修工法においては電動機を制御する制御盤を、可変周波数で交流電流を出力する新設制御盤と交換し、巻上機を駆動する電動機を可変周波数対応形の新設電動機と交換する。これと共に、新設電動機と巻上機とを連結装置を介して連結する際に、巻上機のケーシングの穴に間座の係合部を嵌入させて巻上機のケーシングと間座と新設電動機とをボルトにより一体に締結する。そして、間座と新設電動機とをボルトによる締結位置とは異なる位置において、別のボルトで一体に締結する構成にしている。

上記のような従来のエレベーターの改修工法では、制御盤を新設制御盤と交換し、また電動機を巻上機から外して新設電動機を取り付ける。すなわち、既設電動機を新設電動機と交換すると共に、新設電動機と巻上機とを連結装置により連結する。なお、巻上機に新設電動機を取り付ける前に新設電動機に速度検出装置が組み込まれる。そして新設電動機が作動するときに、速度検出装置が新設電動機の回転速度を検出し、その回転速度に対応する信号を新設制御盤へ出力する。

また新設制御盤では、制御回路により速度検出装置の回転速度信号に応じて新設電動機の動作を制御する制御信号を出力し、駆動回路により制御信号に対応する電圧、周波数の三相交流電流を出力する。例えば、エレベーターのかごの制動時にかごの速度が過大となるときには、速度検出装置から出力される速度信号に基づいて新設制御盤から出力する三相交流電流の電圧、周波数を少なくする。

これにより、この電圧、周波数の変更に応じて新設電動機の回転速度及び巻上機の回転速度が低下する。その結果、かごの制動距離が短縮されて着床精度が向上する。また同時に、前述の三相交流電流の電圧、周波数が過少となることがなく、所定の電圧、周波数以上に保つことによってかごの停止時ショック増大が防止される。（例えば、特許文献１参照）。

特許第２９１８０７１号公報（第３頁、第２図）

従来のエレベーターの改修工法では、電動機を制御する制御盤を可変周波数で交流電力を出力する新設制御盤と交換し、巻上機を駆動する電動機を可変周波数対応形の新設電動機と交換する作業が行われる。このため、改修工事を行う場合に工事開始から制御盤及び電動機を交換するまでに、比較的に長い作業時間を要するためその間連続してエレベーターの運転が休止されるという問題点があった。なお、エレベーターが設置された建物の利用者にとっては、改修工事のために所定の休止時間を要するとしても、間欠的にエレベーターが運転されることが望ましい。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、長時間にわたって連続して一般乗客用運転を休止することなしに実施できるエレベーターの改修工法を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベーターの改修工法においては、既設のエレベーター制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換え、既設の巻上電動機を新設の巻上電動機に取り換えるものにおいて、既設のエレベーター制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換えた後、エレベーターを任意の期間使用し、その後で既設の巻上電動機を新設の巻上電動機に取り換えるものである。

この発明によるエレベーターの改修工法は、既設のエレベータ制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換えた後、エレベーターを任意の期間使用し、その後で既設の巻上電動機を新設の巻上電動機を取り換えるものである。このため、客先の都合の良い時間、例えば夜間等を利用して改修工事を分割して進めることが可能となり、長時間連続してエレベーターを停止させることなく、改修工事を完了することができる。したがって、改修工事期間中における建物の利用者の不便を軽減する効果がある。

実施の形態１．
図１〜図３は、この発明の実施の形態を示す図で、図１はエレベーターの構成を概念的に示すブロック図、図２は図１のエレベーターの改修工事工程を示す図、図３は図１のエレベーターにおけるインバータの出力周波数の出力変化を示すグラフである。図において、昇降路１内をそれぞれ昇降するかご２、つり合おもり３が主索４の両端に連結され、主索４が巻上機５の駆動綱車６に巻掛けられる。

また、巻上機５は可変周波数対応形の三相誘導巻上電動機からなり減速機７、電磁制動機８、巻上機５を駆動する新設巻上電動機９が設けられる。そして、新設巻上電動機９を制御する新設制御盤１０が設けられ、また巻上機５及び新設巻上電動機９の両者の間にこれら両者を連結する連結装置１１が設けられている。また、新設制御盤１０は可変電圧可変周波数で交流電流を出力する駆動回路１２が設けられる。

そして、新設制御盤１０は駆動回路１２、電磁制動機８に接続され新設巻上電動機９の作動及び回転方向を制御する。これと共に、電磁制動機８の作動を制動する制御回路１３と、制御回路１３に接続されてかご２の停止階を検出する管理回路１４と、駆動回路１２及び三相交流電源１５の間に設けられた第一主スイッチ１６、第二主スイッチ１７、第３主スイッチ１８とが設けられている。

また駆動回路１２には、第一主スイッチ１６、第二主スイッチ１７、第３主スイッチ１８に接続されたコンバータ１９と、コンバータ１９及び新設巻上電動機９に接続されたインバータ２０と、コンバータ１９及びインバータ２０の間に設けられたコンデンサ２１とが設けられている。そして調速機２２に、無端状をなし一側がかご２に連結された調速機ロープ２２ａが巻掛けられる。

また調速機２２はかご２の挙動に対応して動作する機器であって、このようなエレベーター機器に、かご２の停止、昇降、加減速等の昇降状況に対応した出力を発するエンコーダ２３からなる昇降状況検出手段が設けられる。なお、調速機２２を、パルス発生器付きの新設調速機に取り替える改修工事を行うことも可能である。

また、エンコーダ２３の出力は巻上機５の減速機７と主索４を介して新設巻上電動機９の回転速度を検出していることになる。しかし、新設巻上電動機９の回転速度の検出精度が低く位相的な遅れも発生していて新設巻上電動機９の回転速度検出用としては不適当である。

このため、新設巻上電動機９の回転速度制御には周知の巻上電動機のセンサーレス制御を用いる。このセンサーレス制御の問題は低速度において速度の検出精度が低下し、最悪の場合にエレベーターのかご２が着床の手前でストールしてしまう恐れがあることである。これを防止するために、図３に示すようにかご２の着床時にはインバータの出力周波数を一定に固定したクリープ時間を設けて確実にかご２を着床させる必要がある。

上記のような構成によるエレベーターの改修工法における改修作業工程を図２によって説明する。上記図１のような構成になっているので、改修工事を３段階に分けて進めることができる。先ず、ステップ１０１において調速機２２をエンコーダ２３が装備された新設調速機に取り替えるか、又は調速機２２にエンコーダ２３が装備される。調速機取り替え後、ステップ１０２へ進み、エンコーダ２３を介して既設巻上電動機（図示しない）が制御されて、エレベーターを客先で使用する。

次いで、ステップ１０３へ進み既設制御盤（図示しない）を撤去し新設制御盤１０を設置する取り替え工事が行われる。制御盤取り替え後、ステップ１０４へ進み、新設制御盤１０によりエレベーターを客先で使用する。そして最後に、ステップ１０５へ進んで既設巻上電動機（図示しない）を撤去して、新設巻上電動機９を装着し新設制御盤１０に接続される。電動機取り替え後、ステップ１０６で改修工事が終了し、ステップ１０７へ進み、エレベーターを客先で使用する。

以上のように、調速機取り替え後のステップ１０２、制御盤取り替え後のステップ１０４、電動機取り替え後のステップ１０７の３段階においては、順序さえ守れば、ステップとステップの間では、客先がエレベーターを使用することが可能である。そこで、客先の都合の良い時間、例えば夜間等を利用して改修工事を分割して進めることが可能となり、長時間連続してエレベーターを停止させることなく、改修工事を完了することができる。特に、ステップ１０５の電動機の取り替えは、必ずしも同時期に行う必要はなく、ステップ１０３の制御盤取り替えを終了した状態で、長期間エレベーターを使用することもでき、改修費用を分割することも可能である。
以上説明したように、一連のエレベーターの改修工事の工程期間中において、間欠的ではあるものの少なくとも一回はエレベーターが運転されて、建物の利用者が使用できる状態となる。これにより、エレベーターの改修工事期間中における建物の利用者の不便を軽減することができる。

なお、前述のステップ１０１の調速機２２と既設制御盤の取替えを連続して行ったり、また既設制御盤の取替えと既設巻上電動機を連続して行ったりすることも可能であって、このようなエレベーターの改修作業を行う場合であっても、一連のエレベーターの改修工事の工程期間中において、間欠的ではあるものの少なくとも一回はエレベーターが運転されて建物の利用者が使用できる状態となる。

したがって、改修工事期間中における建物の利用者の不便を軽減することができる。さらに、図１〜図３の実施の形態によるエレベーターの改修工法において、一連のエレベーターの改修工事の工程期間の途中におけるエレベーターの運転使用可能期間を長くすることもできる。そしてこのような改修工事を行う場合には、改修工事費用を分割することも可能である。

実施の形態２．
図４及び図５は、この発明の他の実施の形態を示す図で、図４は前述の図１における制御回路における演算を説明するブロック図、図５は図４の位置制御演算における演算を説明するブロック図である。なお、図４及び図５の他は前述の図１〜図３の実施の形態１と同様にエレベーターの改修工法が構成されている。図において、図１におけるエンコーダ２３の出力パルス２４を入力とし残距離演算２５によりかご２の着床レベルまでの距離を算出する。

そして、残距離演算２５の出力は位置制御演算２６の入力となり、位置制御演算２６の出力は切換演算２７を経由し速度指令信号として速度制御演算２８の入力となる。また、切換演算２７はかご２が着床レベルから所定の位置に到達すると、入力を速度パターンから位置制御演算２６の出力に切り換える。そして、位置制御演算２６の演算は例えば次のように行われる。

すなわち残距離演算２５の出力２９が、微分演算３０、スイッチ演算３１及び加算演算３２に入力される。そして、微分演算３０による出力は判定演算３３に入力され、また判定演算３３の出力はスイッチ演算３１に入力され、さらにスイッチ演算３１の出力は積分演算３４に入力されて積分演算３４の出力が加算演算３２に入力される。

なお、図１〜図３の実施の形態１では、新設巻上電動機９がセンサーレス制御によって制御されるので、低速度時に速度の検出精度が低下して最悪の場合にかご２が着床レベルの手前でストールする恐れがある。このため、このストールを防ぐために図３に示すように着床時にはインバータ２０の出力周波数を一定に固定したクリープ時間を設けてある。しかし、この方式ではクリープ時間に対応してかご２の昇降時間が延び、エレベーターの運転効率が低下する。

しかし、図４及び図５に示すように構成されたエレベーターの改修工法においては、かご２の着床レベル手前のストールを防ぐためにかご２の着床時に、エンコーダ２３の出力によってかご２の残距離による位置制御ループを設け着床時間を短縮する。すなわち、速度制御ループの外側に位置制御ループを設け、速度の検出精度が低下したときであってもクリープ時間を設けることなく、かご２を着床させてエレベーターの運転効率を正常状態に保つ。

以下、センサーレス制御を用いた場合の演算誤差によりストールする現象について述べる。すなわち、センサーレス制御では、インバータ２０の出力周波数、電圧、電流からの計算により新設巻上電動機９の速度を算出する方式である。このため、検出入力に含まれる誤差によって検出速度に誤差が発生する。特に、低速時に誤差が大きくなることが知られている。そして、かご２が着床するときに検出速度に誤差があると、速度指令と検出速度の誤差が釣り合う位置でかご２が停止してストールすることになる。

次に、位置制御演算２６の動作を図５によって説明する。すなわち、残距離演算２５の出力２９は微分演算３０の入力となり微分値が算出される。また、かご２が着床レベルに向かって昇降している間は残距離演算２５の出力２９が変化しているので、微分演算３０の出力が所定値以上となり判定演算３３はスイッチ演算３１をオフさせる。そして、積分演算３４の出力はゼロの値が保持される。

また加算演算３２は、残距離演算２５の出力２９をそのまま出力する。そして、かご２がストールすると残距離が変化しなくなるので残距離演算２５の出力２９が一定値となり、微分演算３４の出力もゼロとなる。このときに、判定演算３３がスイッチ演算３１をオンし、残距離演算２５の出力２９を積分演算３４に入力する。

これによって、積分演算３４の出力が増加し始め、加算演算３２の出力も増加する。そして、加算演算３２の出力は図４の切換演算２７を経て速度指令信号として図４の速度制御演算２８へ入力されるので、やがて速度指令信号が速度検出誤差より大きくなってかご２は着床レベルに向かって再び昇降することができる。

そして図４及び図５の実施の形態２においても、一連のエレベーターの改修工事の工程期間中において、間欠的ではあるものの少なくとも一回はエレベーターが運転されて、建物の利用者が使用できる状態となる。これにより、エレベーターの改修工事期間中における建物の利用者の不便を軽減することができ、詳細な説明を省略するが図４及び図５の実施の形態２においても図１〜図３の実施の形態１と同様な作用が得られる。

実施の形態３．
前述の図１〜図３の実施の形態１、図４及び図５の実施の形態２においては、既設巻上機、既設巻上電動機（図示しない）にエンコーダ２３が取り付けられない場合を示したが、既設巻上機等の構造によっては既設巻上電動機の軸端にエンコーダ２３を容易に取り付けできることもある。

このような場合には、新設制御盤１０の構成は、図１と同じ構成となる。そして、エレベーターの改修工事のときには新設巻上電動機９に代えて既設巻上電動機をそのまま使用してエンコーダ２３を装着したものを用いることになる。この場合、調速機の取り替えが不要で改修工事の時間を短縮できる。そして、実施の形態３のエレベーターの改修工法においても、一連のエレベーターの改修工事の工程期間中において、間欠的ではあるものの少なくとも一回はエレベーターが運転されて、建物の利用者が使用できる状態となる。

これにより、エレベーターの改修工事期間中における建物の利用者の不便を軽減することができる。したがって、詳細な説明を省略するが実施の形態３においても図１〜図３の実施の形態１と同様な作用が得られる。

この発明の実施の形態１を示す図で、エレベーターの構成を概念的に示すブロック図。図１のエレベーターの改修工事工程を示す図。図１のエレベーターにおけるインバータの出力周波数の出力変化を示すグラフ。この発明の実施の形態２を示す図で、図１における制御回路における演算を説明するブロック図。図４の位置制御演算における演算を説明するブロック図。

符号の説明

２かご、５新設巻上機（かごの昇降位置に対応して動作する機器）、６新設巻上電動機（かごの昇降位置に対応して動作する機器）、１０新設制御盤、２２調速機（かごの昇降位置に対応して動作する機器）、２３エンコーダ（昇降状況検出手段）、２５残距離演算、２６位置制御演算、３４積分演算。

Claims

既設のエレベーター制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換え、既設の巻上電動機を新設の巻上電動機に取り換えるエレベーターの改修工法において、既設のエレベーター制御盤を新設のエレベーター制御盤に取り換えた後、エレベーターを任意の期間客先で使用し、その後で既設の巻上電動機を新設の巻上電動機に取り換えることを特徴とするエレベーターの改修工法。
既設の巻上電動機の軸端に速度検出器を追加して取り付けることにより、既設の巻上電動機をそのまま使用可能にしたことを特徴とする請求項１記載のエレベーターの改修工法。
既設の調速機をパルス発生器付きの調速機に交換し、前記パルス発生器の出力を用いてエレベーターかごの位置を検出するとともに、センサーレス制御を用いて巻上電動機を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベーターの改修工法。
調速機に取り付けたパルス発生器の出力を用いて、かごの着床レベルまでの残距離を演算し、この演算残距離を用いてエレベーターの位置制御ループを構成したことを特徴とする請求項３記載のエレベーターの改修工法。
位置制御ループを、この位置制御ループの演算に積分要素を備えたものとしたことを特徴とする請求項４記載のエレベーターの改修工法。