JPH01214596A - 立坑巻上機制御装置 - 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） 本発明は円滑な起動特性が得られるようにした立坑巻上
機制御装置に関する。

（従来の技術） 第３図は、従来の立坑巻上機制御装置の全体構成例を示
すものである。立坑巻上機制御装置は第３図に示すよう
に、スキップ１，２に積まれる重荷重負荷をロープ３を
介して吊上げまたは吊下げするドラム４を駆動する直流
電動機５と、直流電動機５を制御するサイリスタレオナ
ード装置６と、ドラム４を締付けているブレーキ７を開
放するためのブレーキ開放回路８と、直流電動機５の電
機子電流を検出する電流検出装置９と、電流を設定する
電流設定回路１０と、電流検出装置９により検出された
電機子電流と電流設定回路１０により設定された電流と
を比較し、かつ両者の値が等しくなるとブレーキ開放指
令をブレーキ開放回路８に出力する電流比較回路１１と
から構成されている。なお、１２は坑底である。

さて第３図において、いまスキップ２に荷が積まれてお
り、スキップ１は空荷で、スキップ２を巻上げる場、合
を考える。この時、直流電動機５にはカ行運転が要求さ
れる。ところが、スキップ２の積荷の重量がわからない
ため、直流電動機５かまさに起動せんとする時に発生す
べきトルクがわからない。水平移動の機械であれば、ブ
レーキを予め開放しておいてから電動機を運転しても特
に問題はないのであるが、立坑巻上機の場合には先にブ
レーキ７を開放してから運転に移行すると、直流電動機
５の電機子電流は零から立上がるため、サイリスタレオ
ナード装置６の図示しない電流制御系の応答時間の間は
、直流電動機５は十分なトルクを発生することができな
い。従って、既にブレーキ７は開放されているから、ス
キップ２は自然落下運動を始め、その下向きのトルクと
等しいトルクが直流電動機５に発生した時点で自然落下
運動は停止し、さらに今度は上向きのトルクが発生して
始めてスキップ２は巻上げられる。このことは非常に危
険であるため、通常はブレーキ７を開放する前に、直流
電動機５にある大きさの一定の電機子電流（例えば、定
格の２００％）を流して予めトルクを発生させておき、
上述のようないわゆる吊り落としが発生しないようにし
ている。

ところが、スキップ２に積まれる荷重の重さは常に一定
であるとは限らないにもかかわらず、従来ではブレーキ
７を開放する前に直流電動機５に予め発生させておくト
ルクは一定である。しかし、若し積荷が通常よりも重い
場合には起動時トルク不足となり、やはり前述のような
吊り落としの状態に陥ってしまう。一方、逆に積荷が通
常よりも軽い場合には過トルクとなり、飛出し気味の急
起動となってしまう。すなわち、円滑な起動特性が得ら
れないという問題がある。

しからば、積荷の重量または積荷を含めたスキップ２の
総重量が測定できれば問題はない。実際のエレベータ等
では、ロードセル等を用いてかごの重量を監視している
。しかし、立坑巻上機の場合には、エレベータ等に比べ
るとかかる手法を採用することが非常に困難である。す
なわち、立坑の場合、その巻上距離が長いもので２００
’Ｏｍ位に達示、重量検出器をスキップ自体に取付ける
ことができたとしても、その給電方法や信号線の処理が
問題となる。仮に、これらの問題が解決できたとしても
、今度は２０００ｍの電線を一緒に巻下げすることにな
ってしまい、巻上機容量を大きくしなければならずメリ
ットがない。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の立坑巻上機制御装置では、円滑な
起動特性を得ることができないという問題があった。

本発明の目的は、スキップ自体に重量検出器を取付ける
ことなく積荷の重量を検出し、極めて円滑な起動特性を
得ることが可能な立坑巻上機制御装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 上記の目的を達成するために本発明では、スキップに積
まれる重荷重負荷をロープを介して吊上げまたは吊下げ
するドラムを駆動する直流電動機と、直流電動機を制御
するサイリスタレオナード装置と、ドラムを締（＝Ｉけ
ているブレーキを開放するためのブレーキ開放回路と、
直流電動機の電機子電流を検出する電流検出装置と、坑
底に設置され、スキップに荷を積んた時の坑底からスキ
ップまでの距離を非接触で検出する距離検出器と、距離
検出器により検出された距離からロープの伸びを演算す
るロープ伸び演算回路と、ロープ伸び演算回路により求
められたロープの伸びから積荷の重量を演算する積荷重
量演算回路と、積荷重量演算回路により求められた積荷
重量から立坑の摩擦トルクを演算する摩擦トルク演算回
路と、積荷重量演算回路により求められた積荷重量から
必要な加速トルクを演算する加速トルク演算回路と、摩
擦トルク演算回路により求められた摩擦トルクと、加速
トルク演算回路により求められた加速トルクとの合計を
演算する加算回路と、電流検出装置により検出された電
機子電流をトルクに換算するトルク換算回路と、加算回
路により求められた合計トルクとトルク換算回路により
求められたトルクとを比較し、かつ両者の値が等しくな
るとブレーキ開放指令をブレーキ開放回路に出力するト
ルク比較回路とを備えて構成している。

（作用） 従って、本発明の立坑巻上機制御装置においては、スキ
ップに荷を積んだ時の坑底からスキップまでの距離が非
接触式の距離検出器で検出され、この距離からロープの
伸びがロープ伸び演算回路で求められる。また、このロ
ープの伸びから積荷の重量が積荷重量演算回路で求めら
れ、この積荷重量から摩擦トルクが摩擦トルク演算回路
で、必要な加速トルクが加速トルク演算回路でそれぞれ
求められ、この摩擦トルクと加速トルクとの合計が加算
回路で求められる。さらに、電流検出装置により検出さ
れた電機子電流がトルク換算回路でトルクに換算され、
合計トルクと換算トルクとがトルク比較回路で比較され
る。その結果、両者の値が等しくなると、ブレーキ開放
指令がブレーキ開放回路に出力されることになる。

まず、本発明の考え方について述べる。

立坑巻上機制御装置において、円滑な起動特性を得るた
めには、ブレーキを開放する前に直流電動機に発生させ
ておくトルクは、立坑の摩擦トルクと必要な加速トルク
との合計であればよい。従って、これら両者のトルクの
値が等しくなった時にブレーキを開放してやれば、吊り
落としも飛出しも発生しない円滑な起動となる。一方、
摩擦トルクや加速トルクを求めるには、積荷の重量がわ
からなければならないが、スキップに荷を積むとロープ
が伸びる点に着目して、ロープの伸び長から積荷の重量
を求めることができる。ところが、ロープの伸びは直接
測定することができないので、坑底からスキップの底ま
での距離を図って間接的にこれを求め、ロープの伸び長
から積荷の重量を求めて、立坑の摩擦トルクと必要な加
速トルクを求める。

すなわち、第２図において、破線は空荷の時のスキップ
２の位置を示している。まず、積荷の重量Ｗ（ｔｏｎ）
は下式で表わされる。

Ｗ＝（ｌｏ−１）／ｋ　　　　　−・−−（１）ここで
、１ｏは空荷の時の坑底１２からスキップ２までの距離
（ｍ）、１は荷を積んだ時の坑底１２からスキップ２ま
での距離（ｍ）　、ｋはロープ３の伸び係数である。

次に、摩擦トルクＴｆ　　（ｔｏｎ−ｍ　）は全垂下重
量の５％とすると、 Ｔｆ＝　　ｆ２Ｗｃ　＋Ｗ＋ｗ　（１１＋１２　）１ｘ
ｒｘ０．０５　　　・・・・・・（２）となる。ここで
、Ｗｃはスキップの重ｉ　（ｔｏｎ　）、Ｗはロープ単
位長重量（ｔｏｎ／ｍ）　、ｌ　、はドラム４からスキ
ップ２までのロープ長（ｍ）、１２はドラム４からスキ
ップ１までのロープ長（ｍ）、ｒはドラム４の半径（ｍ
）である。

一方、加速トルクＴａ　　（ｔｏｎ−ｍ　）は次式で示
される。

Ｔｆ　＝　（ＧＤＩ　”　＋ＧＤ”　）ｎ／３７５Ｘｔ
ａ・・・・・（３） ここで、ＣＤＩ　２は全重量を慣性モーメントに置換し
た値（ｔｏｎ−［１１２）、ＣＤ２は直流電動機ヲ含め
た全ての回転体の慣性モーメント（ｔｏｎ−ｍ２）、ｎ
はドラム４のトップ回転数（ｒｐｍ）、ｔａはドラム４
のトップ回転数までの加速時間（ｓｅｃ）である。

また、慣性モーメントＧＤ１２は次式で求められる。

ＧＤＩ　２＝３６５ＸＷｔ　×ｌＱ２　／ｎ２・・・・
・・（４） ここで、全重量Ｗｔ　　（ｔｏｎ　）は、Ｗｔ　””２
Ｗｓ　＋Ｗ＋ｗ　（２１１−１２＋２１０　）・・・・
・・（５） である。

以上、（１）〜（５）式の中で変数は１のみであり、残
りの値については全て既知である。従って、１すなわち
荷を積んだ時の坑底１２からスキップ２まての距離を求
めれば、直流電動機が発生すべきトルク、つまり摩擦ト
ルクと加速トルクとの合計が求められる。

（実施例） 以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。

第１図は、本発明による立坑巻」１機制御装置の一実施
例を示す全体構成図であり、第３図と同一要素には同一
符号を付して示している。本実施例の立坑巻上機制御装
置は第１図に示すように、スキップ、２に積まれる重荷
重負荷をロープ３を介して吊上げまたは吊下げするドラ
ム４を駆動する直流電動機５と、直流電動機５を制御す
るサイリスタレオナード装置６と、ドラム４を締付けて
いるブレーキ７を開放するためのブレーキ開放回路８と
、直流電動機５の電機子電流を検出する電流検出装置９
と、坑底１２に設置され、スキップ２に荷を積んだ時の
坑底１２からスキップ２までの距離を非接触で検出する
距離検出器］３と、距離検出器１３により検出された距
離からロープ３の伸びを演算するロープ伸び演算回路１
４と、ロープ伸び演算回路１４により求められたロープ
３の伸びから積荷の重量を演算する積荷重量演算回路１
５と、積荷重量演算回路］５により求められた積荷重量
から立坑の摩擦トルクを演算する摩擦トルク演算回路１
６と、積荷重量演算回路１５により求められた積荷重量
から必要な加速トルクを演算する加速トルク演算回路１
７と、摩擦トルク演算回路１６により求められた摩擦ト
ルクと、加速トルク演算回路１７により求められた加速
トルクとの合計を演算する加算回路１８と、電流検出装
置９により検出された電機子電流をトルクに換算するト
ルク換算回路１９と、加算回路１８により求められた合
計トルクとトルク換算回路１９により求められたトルク
とを比較し、かつ両者の値が等しくなるとブレーキ開放
指令をブレーキ開放回路８に出力するトルク比較回路２
０とから構成している。ここで、距離検出機１３として
は、例えば超音波を用いた非接触式のものを用いる。

次に、以」−の如く構成した立坑巻上機制御装置ノ作用
について述べる。

スキップ２に荷を積んた後に、坑底１２からスキップ２
までの距離１が距離検出器１３で検出される。この検出
された距離１からロープ３の伸び長（ｌｏ　　１）がロ
ープ伸び演算回路１４で求め＝　１３　＝ られ、このロープ３の伸びから積荷の重量Ｗが積荷重量
演算回路１５で求められる。次に、この積荷重量Ｗから
、立坑の摩擦トルクが摩擦トルク演算回路１６で求めら
れると共に、必要な加速トルクか加速トルク演算回路１
７で求められる。そして、摩擦トルク演算回路１６で求
められた摩擦トルクと、加速トルク演算回路１７で求め
られた加速トルクとの合計が加算回路１８で求められ、
これはブレーキ７が開放する前に直流電動機５が予め発
生すべきトルクの値としてトルク比較回路２０に入力さ
れる。一方、電流検出装置って検出された直流電動機５
の電機子電流はトルク換算回路１９でトルクに換算され
、トルク比較回路２０に人力される。これにより、トル
ク比較回路２０においては、加算回路１８で求められた
合計トルクとトルク換算回路１９で求められたトルクと
が比較され、両者の値が等しくなるとブレーキ開放指令
がブレーキ開放回路８に出力されて、ブレーキ７が開放
されることになる。

上述したように、本実施例の立坑巻上機制御袋置におい
ては、次のような作用効果か得られるものである。

（ａ）常に円滑な起動特性を得ることができ、吊り落と
しや飛出し等の発生しない運転を行なうことが可能とな
る。

（ｂ）スキップ自体に重量検出器を取付けることなく、
非接触式にてスキップの積荷重量を測定することができ
るため、既設の立坑巻上機にも極めて容易に適用するこ
とが可能となる。

尚、上記実施例では種々の演算を各種演算回路により行
なったが、コンピュータ等を用いてソフト的に行なうよ
うにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、スキップ自体に重
量検出器を取付けることなく積荷の重量を検出すること
かでき、極めて円滑な起動特性を得ることか可能な立坑
巻上機制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による立坑巻上機制御装置のえ方を説明
するための概念図、第３図は従来の立坑巻上機制御装置
を示す全体構成図である。 、２・・・スキップ、３・・・ロープ、４・・・ドラム
、５・・・直流電動機、６・・サイリスタレオナード装
置、７・・・ブレーキ、８・・・ブレーキ開放回路、９
・・・電流検出装置、１２・・・坑底、１３・・・距離
検出器、１４・・・ロープ伸び演算回路、１５・・・積
荷重量演算回路、１６・・・摩擦トルク演算回路、１７
・・・加速トルク演算回路、１８・・・加算回路、１９
・・・トルク換算回路、２０・・・トルク比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スキップに積まれる重荷重負荷をロープを介して吊上げ
   または吊下げするドラムを駆動する直流電動機と、 前記直流電動機を制御するサイリスタレオナード装置と
   、 前記ドラムを締付けているブレーキを開放するためのブ
   レーキ開放回路と、 前記直流電動機の電機子電流を検出する電流検出装置と
   、 坑底に設置され、前記スキップに荷を積んだ時の坑底か
   らスキップまでの距離を非接触で検出する距離検出器と
   、 前記距離検出器により検出された距離からロープの伸び
   を演算するロープ伸び演算回路と、前記ロープ伸び演算
   回路により求められたロープの伸びから積荷の重量を演
   算する積荷重量演算回路と、 前記積荷重量演算回路により求められた積荷重量から立
   坑の摩擦トルクを演算する摩擦トルク演算回路と、 前記積荷重量演算回路により求められた積荷重量から必
   要な加速トルクを演算する加速トルク演算回路と、 前記摩擦トルク演算回路により求められた摩擦トルクと
   、前記加速トルク演算回路により求められた加速トルク
   との合計を演算する加算回路と、前記電流検出装置によ
   り検出された電機子電流をトルクに換算するトルク換算
   回路と、 前記加算回路により求められた合計トルクと前記トルク
   換算回路により求められたトルクとを比較し、かつ両者
   の値が等しくなるとブレーキ開放指令を前記ブレーキ開
   放回路に出力するトルク比較回路と、 を備えて成ることを特徴とする立坑巻上機制御装置。