JPH02265877A - 減速機付きエレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、エレベータかご駆動用の電動機を速度指令発
生手段からの速度基準に従い、かご荷重と釣合い重りと
の差として求められる不平衡荷重による第１の不平衡ト
ルク補償量を加えながら運転制御する減速機付きエレベ
ータの制御装置に関する。

（従来の技術） 第３図は一般的なエレベータの制御装置を示すものであ
る。第３図のエレベータにおいては、電動機１によって
駆動される減速機付きローブ車２にメインローブ３が掛
けられ、そのメインローブ３の一端にエレベータかご４
が取付けられ、他端ニ釣合い重り５が取付けられている
。ローブ車２には停止時に作動するブレーキ６が付設さ
れている。電動機１の回転速度７ａを検出するために電
動機１に速度検出器７が付設され、またエレベータかご
４にはエレベータかご４と釣合い重り５との間の不平衡
荷重８ａを検出する不平衡荷重検出器８が設けられてい
る。

速度検出器７によって検出された電動機１の回転速度７
ａは、速度指令発生装置９によって発生された速度指令
９ａと共に速度制御器１０に入力され、ここで前者（回
転速度７ａ）を後者（速度指令９ａ）に一致させるため
の電流基準１０ａを電流制御器１１に与える。電流制御
器１１は、速度制御器１０からの電流基１１０ａＳ電流
検出器１２によって検出された電動機１の電流１２ａ１
および不平衡荷重検出器８によって検出された不平衡荷
重８ａに基づいて、電流１２ａを、電流基１１０ｇを不
平衡荷ｆｆ１８ａによって修正したものに一致させるよ
うな操作信号１１．　ａを発生し、電力変換装置１３を
介して電動機１の電流を制御する。

第４図は、速度制御器１０のより詳細な回路構成を示す
ものである。この速度制御器１０は４組の演算増幅器１
５〜１８を含んでいる。演算増幅器１５は演算抵抗１９
〜２１と共に加算増幅器を構成し、以下同様に、演算増
幅器１６は演算抵抗２２〜２３と共に比例制御増幅器Ｐ
を構成し、演算増幅器１７は演算抵抗２４および積分コ
ンデンサ２５と共に積分制御増幅器工を構成し、演算増
幅器１８は演算抵抗２６〜２８と共に加算増幅器を構成
している。なお、積分制御増幅器■の演算抵抗２４には
、積分量を保持するための切離しスイッチ２９が直列に
接続され、また積分コンデンサ２５には、これをクリア
するためのクリアスイッチ３０が並列に接続されている
。比例制御増幅器Ｐおよび積分制御増幅器Ｉによって比
例積分制御器すなわちＰＩ制御器が構成される。

以上の構成により、実速度７ａと速度基準９ａとの偏差
すなわち速度偏差が演算増幅器１５によって算出され、
それに基づいて比例制御増幅器Ｐおよび積分制御増幅器
■によってＰＩ演算が施され、両者の出力が演算増幅器
１８によって加算され、その和が電流基準１０ａとして
出力される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、エレベータを含め、一般的に静止している物
体が動き出すためには、物体の負荷トルクに打勝つトル
クが物体に加えられなければならない。ここで、負荷ト
ルクには、動かそうとする物体とそれが接触している他
の物体との間に働（摩擦力に対応する摩擦トルクも含ま
れる。摩擦には、静止している物体相互間に働く静止摩
擦と、相対的に動いている物体間に働く動摩擦とがあり
、一般に静止ｆ！ｉ！擦の方が動摩擦よりも大きい。ま
た静止摩擦のうち、物体が動き出す直前の最大摩擦力を
最大静止摩擦と称している。静止している物体を動かす
ためには、最大静止摩擦力を考慮し、それを含めた負荷
トルクを上回るトルクを加えればよく、それにより物体
は徐々に加速を開始する。

−旦動き出すと、静止摩擦から、それよりも小さい動摩
擦に移行し、負荷トルク中の摩擦トルク分は小さくなる
。

減速機を備えたエレベータの起動を考える場合、減速機
なしの場合に比べて減速機の分だけ摩擦力が増大し、エ
レベータが一定の加速度を有する速度指令値に従って動
くためには、減速機なしの場合に比べて大きな駆動トル
クを必要とする。

ところが第３図に示す制御装置において速度制御器１０
が第４図に示すようにＰＩ制御器を含んで構成されてい
ると、入力された速度指令値９ａに対して、静止摩擦に
対応する摩擦トルクを含む負荷トルクに打勝つ起動トル
クを電動機１が発生しなければエレベータは動き出さな
いのであるが、起動直前は、速度検出器７によって検出
される電動機速度７ａすなわち速度フィードバック量は
ゼロであり、積分制御増幅器■は、電動機速度７ａが速
度基準９ａに等しくなるところまで入力信号の積分を行
う。この時の積分の時定数は、予め設定された積分時定
数によって決定される。

この値は一般にエレベータが円滑に加速するのに必要な
トルクの変化に対して十分大きな値を持っている。この
ために、起動時にエレベータは必要以上に大きな起動ト
ルクで運転されることになり、大きなスタートショック
を伴う。

上述の大きな起動トルクで動き出したエレベータの加速
度は大きく、一般的な速度制御系の設定された速度応答
より十分に速い。このため、起動時のエレベータの動き
を制御系で抑えることは難しく、大きな加速振動を伴う
ことになる。この時の速度指令値９　ａ　Ｓ電動機速度
（速度フィードバック）７ａ１および電流基準１０ａ１
並びにエレベータかご４の振動Ｓのタイムチャートを第
５図に示す。速度制御器１０に含まれる積分制御増幅器
Ｉはエレベータが動き出すまで入力速度指令値９ａの積
分を行うので、起動時の急激な変化に対して制御系は応
答することができない。

本発明は、減速機付きエレベータにおける起動時の摩擦
トルク減少による負荷トルク急減に伴う加速振動を抑制
するのに好適な減速機付きエレベータの制御装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の減速機付きエレベー
タの制御装置は、第１の不平衡トルク補償量と電動機の
実速度に対応する量との偏差に対応する第２のトルク補
償量を求める第１の手段と、エレベータ起動時に電動機
速度が所定値に達した時にそれを検出する第２の手段と
、エレベータ起動時に第２の手段により電動機速度が所
定値に達したことが検出されるまでの範囲内で第１のト
ルク捕ｒｒｉ量を第２の不平衡トルク補償量によって修
正する第２の手段とを設けたことを特徴とする。

（作　用） 起動時の摩擦トルク急減をエレベータかごに設けた不平
衡荷重検出器によって検出し、これを起動時の摩擦トル
ク急減を補償するための信号として用い、不平衡トルク
信号と速度帰還信号との偏差を、エレベータの起動時だ
け不平衡トルク信号にさらに加え合わせて制御する。こ
の時、加え合わせる偏差信号は、速度帰還信号が不平衡
トルク信号を超えるとゼロになるように制御され、さら
にその極性は不平衡トルク信号の極性およびエレベータ
の運転方向により判別され、それにより第２のトルク補
償の切換制御が行われる。こうすることにより、起動時
の摩擦トルク急減の影響を抑制し、加速振動の無い円滑
な起動を達成することができる。

（実施例） 息子、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものである。

第１図のエレベータ装置においては、第３図のものと同
様に、電動機１によって駆動される減速機付きローブ車
２にメインローブ３が掛けられ、そのメインローブ３の
一端にエレベータかご４が取付けられ、他端に釣合い重
り５が取付けられている。電動機１は誘導電動機から成
っているものとする。電動機１の回転速度７ａが速度検
出器７によって検出され、またエレベータかご４と釣合
い重り５との間の不平衡荷重８ａが不平衡荷重検出器８
によって検出され、電動機電流１２ａが電流検出器１２
によって検出される。

速度制御器１０には、速度指令発生装置９によって発生
された速度基準９ａと、速度検出器７によって検出され
た電動機速度７ａとが入力され、両入力の差をゼロにす
るようなトルク基準１０ａを出力する。このトルク基準
１０ａは加算器３１の第１の入力端子に入力される。

不平衡荷重検出器８によって検出された不平衡荷重８ａ
の極性、すなわち平衡荷重を中心（０）としてその正・
負の別が極性判別回路３２によって判別され、極性判別
信号３２ａが極性切換回路３３に人力される。ここで不
平衡荷重８ａの極性は、かご４の荷重を釣合い重り５の
それと比較して、次のように定められる。

かご荷重が大ならば・・・負 かご荷重が小ならば・・・正 電動機速度７ａは絶対値回路３４および信号変換回路３
５を介して差動増幅器３６の一端に入力され、不平衡荷
重８ａは絶対値回路３７を介して差動増幅器３６の他端
に入力される。差動増幅器３６は、スタート補償信号の
補償量を：Ａ整するための増幅器であって、両入力の差
を演算し、それをスタート補償信号として係数器３８を
介して極性切換回路３３に送出する。差動増幅器３６は
、信号変換回路３５を介して信号変換された電動機速度
７ａが不平衡トルク荷重を超えると、その出力信号がゼ
ロにクランプされる。極性切換回路３３は、極性判別回
路３２からの極性判別信号３２ａ、およびエレベータ運
転方向指令回路３９からの運転方向指令信号を入力し、
それに基づき予め定められた次の判別ロジックに従って
係数器３８からのスタート補償信号（補償信号と略称）
の極性を切換える。なお、ここには、説明の便宜上、速
度制御器１０から出力されるトルク基準１０ａの極性と
共に示す。

荷重負、上昇・・・トルク基準負、補償信号正係数器、
下降・・・トルク基準負、補償信号正荷重圧、上昇・・
・トルク基準圧、補償信号負荷重圧、下降・・・トルク
基準圧、補償信号正係数器３８は、エレベータ起動時の
摩擦トルク特性の変化に合わせて調整動作する。絶対値
回路３４から出力される速度絶対値は速度レベル検出回
路４０によって監視され、それが所定値以上に達すると
速度レベル検出信号４０ａが出力される。

極性切換回路３３の出力側にはスタート補償切離し回路
４１が設けられており、起動補償が文字通り起動時のみ
行われ、起動が完了したら補償切離し回路４１によって
起動補償の切離しを行う。スタート補償切離し回路４１
は、速度レベル検出回路４０からの速度レベル検出信号
４０ａとエレベータ運転指令発生回路４２からの運転指
令信号４２ａとを入力し、エレベータの起動後、速度が
上昇して所定レベルを超え、速度レベル検出信号４０ａ
が出力されたらスタート補償信号４１ａを出力する。こ
のスタート補償信号４１ａは加算器４３に入力され、こ
こで不平衡荷重信号８ａと加算され、合成補償信号４３
ａとして出力される。

この合成補償信号４３ａは、加算器３１に第２の人力信
号として入力され、トルク基準１０ａに加算される。加
算器３１の出力信号は修正トルク基１１３１ａとしてベ
クトル制御回路４４を介して電流基準４４ａに変換され
電流制御器１１に入力される。電流制御器１１は、電流
検出器１２によって検出された電動機電流１２ａがベク
トル制御回路４４からの電流基準４４ａに一致するよう
にＰＷＭ制御回路４５および電圧型インバータ４６を介
して電動機電流を制御する。

次に第２図のタイムチャートを参照して第１図の装置の
動作を説明する。

今仮に、エレベータかご４に満員の状態（全負荷状態）
で乗客が乗込み、上昇方向に運転する場合を考える。こ
の負荷状態は不平衡荷重検出器８によって検出され、負
（マイナス）の極性の不平衡荷重８ａとして出力する。

この不平衡荷重８ａの極性は極性判別回路３２によって
判別され、極性切換回路３３は運転方向指令回路３９か
らの運転方向指令信号３９ａを加味してスタート補償信
号の極性を決定する。すなわち、この場合、不平衡荷重
が負で、上昇運転であることから、前述の判別ロジック
に従ってスタート補償信号の極性は「正」となる。速度
制御器１０からのトルク基準１０ａの値をＡとすれば、
起動直後の電動機速度７ａはゼロであり、したがって、
起動直後は、係数器３８のゲインをＫとして、（Ａ＋に
−Ａ）という値の修正トルク基準３１ａが出力される。

起動信号が出力され、速度基準９ａに従って速度制御が
開始されエレベータが動き出すと、速度制御器〕０にフ
ィードバックされる電動機速度７ａもそれにつれて次第
に上昇する。なお、一般的には、停止状態から起動開始
する時の負荷トルクは非線型の複雑なものであるが、こ
こでは線型をしているものとみなし、速度に従って補償
量を減じる方式としている。電動機速度７ａが上昇する
につれて差動増幅器３６の両入力の差は次第に小さくな
っていく。この時、スタート補償信号をどのように減じ
ていくかは、電動機１、減速機付きローブ車２およびメ
インローブ３によって構成される巻上げ機の種類や、積
載荷重などにより変化し、係数器３５のゲイン調整によ
り調整される。

さらに制御過程が進み、エレベータの速度すなわち電動
機速度７ａが所定値にまで上昇すると、速度レベル検出
回路４０が速度レベル検出信号４０ａを出力し、スター
ト補償切離し回路４１によりスタート補償回路を切離す
。その後は、通常の速度制御による通常のトルク制御に
移行する。

このスタート補償切離しは、減速指令や他の運転制御信
号によっても同様に実現することができる。

以上述べたように本発明によれば、減速機付きエレベー
タにおける起動時の摩擦トルクの急激な変化を起動時の
補償制御信号として速度制御器からの速度基準に修正を
加えることにより、停止時には大きな補償量を出力し、
また−旦動き出したら速度の関数としてそれを減じるよ
うにすることにより、起動時の摩擦トルクの変化に適切
に対応した補償制御を行うことができる。

また、補償量は、それぞれ巻上げ機を含む起動時におけ
るシステムの摩擦トルクの変化に合わせ、補償量および
その大きさを調整することができ、ここにシステムに合
わせた最適なトルク調整を行うことができる。

さらに上述のトルク変化は起動時だけの問題であり、起
動終了後は補償回路を切離すことにより、停止時に余分
な制御信号が加わったりすることはない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、減速機付きエレベータにおける起動時
の摩擦トルクの急激な変化を起動時の補償制御信号とし
て速度制御器からの速度基準に修正を加えることにより
、停止時には大きな補償量を出力し、また−旦動き出し
たら速度の関数としてそれを減じるようにすることによ
り、起動時の摩擦トルクの変化に適切に対応し、加速振
動の無い円滑な起動を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の装置の動作を説明するためのタイムチャート、
第３図は従来のエレベータの制御装置のブロック図、第
４図は第３図の制御装置における速度制御器の内部構成
を示す回路接続図、第５図は第３図の装置の動作態様を
説明するための信号波形図である。 １・・・電動機、２・・・減速機付きローブ車、３・・
・メインローブ、４・・・エレベータかご、５・・・釣
合い重り、７・・・速度検出器、８・・・不平衡荷重検
出器、９・・・速度指令発生装置、１０・・・速度制御
器、１１・・・電流制御器、１２・・・電流検出器、３
１．４３・・・加算器、３２・・・極性判別回路、３３
・・・極性切換回路、３４．３７・・・絶対値回路、３
５．３８・・・係数器、３６・・・差動増幅器、３９・
・・運転方向指令回路、４０・・・速度レベル検出回路
、４１・・・補償切離し回路、４２・・・運転指令発生
回路、４３・・・加算器、４６・・・電圧型インバータ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレベータかご駆動用の電動機を速度指令発生手段から
   の速度基準に従い、かご荷重と釣合い重りとの差として
   求められる不平衡荷重による第１の不平衡トルク補償量
   を加えながら運転制御する減速機付きエレベータの制御
   装置において、前記第１の不平衡トルク補償量と前記電
   動機の実速度に対応する量との偏差に対応する第２のト
   ルク補償量を求める第１の手段と、エレベータ起動時に
   電動機速度が所定値に達した時にそれを検出する第２の
   手段と、エレベータ起動時に前記第２の手段により電動
   機速度が前記所定値に達したことが検出されるまでの範
   囲内で前記第１のトルク補償量を前記第２の不平衡トル
   ク補償量によって修正する第２の手段とを設けたことを
   特徴とする減速機付きエレベータの制御装置。