JPH03120178A - 油圧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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、油圧エレベータに係り、さらに詳しくは、
油圧ポンプの油洩れ及びかごの下降時における制御系の
応答性を改良した油圧エレベータの制御装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来の油圧エレベータの油圧制御方式には、流量制御弁
方式、ポンプ制御方式、電動機回転数制御方式がある。

流量制御弁方式はかごの上昇時は電動機を定回転し、油
圧ポンプからの定吐出量の油をタンクへ戻しておいて、
起動指令が出るとタンクへ戻す量を流量制御弁で調節す
ることによりかごの速度を制御し、又、下降時は自重に
よるかごの降下を流量制御弁で調節し、かごの速度を制
御するものである。この方式は上昇時に余分な油を循環
させ、また下降時は位置エネルギを油の発熱に消費する
のでエネルギロスが大きく、油温上昇が著しい。

この欠点を補うものとして、かごの上昇時は必要な油量
のみを送り、下降時は電動機を回生制動させる方式とし
て、ポンプ制御方式と電動機回転数制御方式がある。ポ
ンプ制御方式は可変容量形ポンプを用い、ポンプ自身の
吐出量を制御装置により可変とするものであり、制御装
置及びポンプの構造が複雑であり、かつ高価になる。

これに対して、近年半導体の技術進歩に伴い、例えば、
特開昭５７−９８４７７号公報で開示されているように
、電圧、周波数を変化させて誘導電動機を広い範囲にわ
たって回転数制御する方式が考えられており、これを用
いたのが電動機回転数制御方式で、定吐出形ポンプを用
い、ポンプの吐出量を電動機の回転数を変えることによ
って可変制御するもので、安価でかつ高い信頼性を有す
る。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、油圧ポンプはその駆動中に必ず油の漏れを生
じ、このため、例えば特公昭６４−３１１号公報に開示
されたように、油圧ポンプの油漏れ量に応じて電動機の
速度パターンを補正するバイアスパターンと、かごの速
度に対応した速度パターンとを重畳して、かご速度に対
応させる方式が提案されている。

この方式では起動ショックを防止するために、あらかじ
め油の圧力をバランスさせておくとともに、この低回転
時のポンプの油漏れ量が高速回転時と大差がないことを
前提として、かご速度制御するものである。しかしなが
ら、油圧ポンプの油漏れ量をＱ　とすると、一般にＱＬ
−に−ｆ（μ、Ｎ％Ｐ）となる。ここで、 ＱＬ：ポンプの油漏れ量 μ：油の粘度 Ｎ：ポンプの回転数 Ｐ：ポンプの負荷圧力 に：ポンプの油漏れ係数 従って、油圧ポンプによっては低回転における補正バイ
アスパターンでの油漏れ補正が、高速回転時、すなわち
かごの全速時に油漏れ量を完全に補正しているとは限ら
ないので、このような電動機の速度制御による油圧ポン
プの油漏れ量の補正では誤差が生じてしまうことがある
。この問題に対処するために、かごに通常設けられてい
る調速機の回転軸の回転を取り出して、かご速度を帰還
する方法があるが、この場合は調速機の誤動作防止のた
めに設けられているばねなどにより応答を遅らせたりし
ているので、一般的には、正確にかご速度を帰還させる
手段としては不適当である。

一方、油圧ポンプの油漏れ量を補正するためにバイアス
パターンを設けることも考えられるが、この装置の場合
、かごの上昇時には特に問題が生じないが、下降時には
起動時におけるバイアスパターンの速度信号により電動
機が正転し、次いで逆転に移行する。また、同じく下降
してかごが停止するときは上記の逆転よりバイアスパタ
ーンによる正転に移行する。このような正逆転の移行が
行なわれると電動機は一時的に停止状態になり、応答動
作を早くしないと慣性等に起因して一時的な無制御とな
り、かごにショックが発生することがあるなどの問題が
あった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、油圧ポンプの油漏れによる制御動作の遅れを制
御し、かつかごの下降時における電動機の制御を的確に
行うことを可能にして、高精度で安定した油圧エレベー
タの制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る油圧エレベータの制御装置は、エレベー
タ昇降時に所定のパターンに従った速度信号を出力して
電動機の回転数制御を行うパターン発生手段と、電動機
に連結して駆動される油圧ポンプと、かごに結合され昇
降路に沿って張設されたロープによるかご速度及び位置
検出手段と、電動機に連結された電動機の回転速度及び
回転角の検出手段とを設けたものである。

［作用］ この発明におけるかご速度及び位置検出手段は、かごに
結合されたロープによってかご速度及び位置を制御系に
帰還するので、油圧ポンプの油漏れによる影響を抑制す
る。また、電動機の回転速度及び回転角検出手段は、か
ごの下降時における応答性を速くするので、かごに対す
るショックを無くしてスムーズな下降動作が得られる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による油圧エレベータの制
御装置の構成図である。図において、（１）はかご（５
）の昇降路、（２）はこの昇降路（１）のビットに埋設
されたシリンダ、（３）はシリンダ（２）に充満された
圧油、（４）はこの圧油（８）によって伸縮位置を支持
されたプランジャ、（５）はプンジャ（４）の頂部に載
置されたかご、（５ａ）はかご床、（Ｂ）はかご床（５
ａ）の下部に取りつけられた負荷検出装置、（８）はか
ご（５）と連結したロープ（８ｂ）を介して昇降路に設
けらたれたかご速度検出装置で、（８ａ）はその出力信
号である。（１１）は常時逆止弁として機能し、電磁コ
イル（ｌｌｂ）が付勢されることによって切り換えられ
、逆方向をも導通させる電磁切換弁、（ｌｌａ）はシリ
ンダ（２）と電磁切換弁（１１）との間に接続されて油
圧を送給する送給管である。

（１２）は可逆回転し、管（１２ａ）を介して電磁切換
弁（１１）との間で圧油を送受する油圧ポンプ、（１３
）は油圧ポンプ（１２）を駆動する三相誘導電動機（以
下電動機という）　、（１４）は電動機（１３）の回転
角及び回転速度を検出するロータリエンコーダの如きか
ご速度検出装置、（１５）は管（１５ａ）を介して油圧
ポンプ（１２）へ圧油を送受する油タンク、（１Ｂ）は
油タンク（１５）の油圧を検出する油温検出装置である
。

Ｒ，Ｓ、Ｔは三相交流電源、（２１）は三相交流を直流
に変換する整流回路、（２２）はこの直流を平滑するコ
ンデンサ、（２３）は直流をパルス幅制御して可変電力
、可変周波数の三相交流を発生させるインバータ、（２
５）は圧力センサ（６）の負荷信号（６ａ）と、かご速
度検出装置（１４）のパルス信号（１４ａ）と、油温検
出装置（１８）の油温信号（ｌｅａ）と、かご速度信号
（８ａ）と、起動指令が出てから停止指令がでるまで閉
成される常開接点（３０ｄ）によって発生する運転信号
（ｓｏａａ）とがそれぞれ入力する速度制御装置で、信
号（２５ａ）を出力してインバータ（２３）を制御する
。（３０）はリレーで、インバータ（２３）に駆動指令
があると常開接点（３０ａ）〜（３０ｃ）を閉成し、電
動機（１３）をインバータ（２３）に接続する。

第２図は第１図における速度制御装置（２５）の構成を
示すブロック図である。図において、（４０）は常開接
点（３０ｄ）が閉成してから所定時間遅れて出力を発す
る遅延回路、（４１Ｕ）、（４１Ｄ）は常開接点（３０
ｄ）が閉成すると信号を出力し、かご（５）を走行させ
るパターンの起動を指令する上昇走行パターン発生回路
及び下降走行パターン発生回路で、上昇走行パターン発
生回路（４１０）は遅延回路（４０）の出力によって立
上り、減速指令信号（９ａ）が発せられると減少して一
旦一定低速となり、所定時間後に零となるものである。

なお、下降走行パターン発生回路（４１０）は上昇走行
パターン発生回路（４１Ｕ）と昇降パターンが対称的な
動作を行う。

（４１［１ａ）は上方向運転の期間中閉成し続ける上方
向接点、（４１０ａ）は下方向運転の期間中閉成し続け
る下方向接点である。

（４２）はあらかじめ油圧ポンプ（１２）の油漏れ量の
ばらつき、負荷、油温による油漏れ量の初期設定を行う
設定バイアスパターンで、例えば無負荷の場合、油温２
０℃のときに油圧ポンプ（１２）における油漏れ量相当
分の回転により油圧ポンプ（１２）を回転するような指
令を出力する。（４３）は演算器で、油温信号（１６ａ
）及び負荷信号（６ａ）によって作動し、演算により設
定バイアスパターン回路（４２）の出力を加算器（４４
）を介して加算補正するものである。

（４５）は常開接点（ｌｏｄａ）が閉成すると、そのと
きの油圧ポンプ（１２）の油漏れ量相当分の回転数で回
転するように指令を出すとともに、その値を保持するバ
イアスパターン発生回路で、かご速度検出装置（８）よ
り出力する位置検出信号（８ａ）に基づいて停止指令信
号（１０ａ）が発せられると、その出力値は零となる。

（４Ｂ）は走行パターン発生回路（４１Ｕ）又は（４１
Ｄ）の出力とバイアスパターン発生回路（４５）の出力
とを加算して、後述する第３図（Ｃ）のパターン信号を
出力する加算器である。

（４７）は速度信号（１４ａ）をパターン信号（４６ａ
）と同一電圧レベルにレベル変換する変換回路、（４８
）は加算器（４Ｂ）の出力と変換回路（４７）の出力と
の差をとる減算器、（４９）は減算器（４８）の出力を
所定の増幅度で伝達する伝送回路、（５０）は伝送回路
（４９）の出力と変換回路（４７）の出力とを加算して
周波数指令信号ω。を出力する加算器、（５１）は加算
器（５０）の周波数指令信号ω。に対して直線状の電圧
指令信号Ｖを出力する関数発生回路、（５２）は周波数
指令信号ω。と電圧指令信号Ｖとに基づいて、正弦波の
三相交流がインバータ（２３）から出力されるように、
信号（２５ａ）を出力する基準正弦波発生回路である。

（５３）はかご速度信号（８ａ）をパターン信号レベル
に合わせる変換回路、（５４）は速度パターンと、かご
速度信号（８ａ）が変換回路（５３）を経た信号とを比
較して差をとる減算器、（５Ｂ）は増幅器、（５７）は
加算器、（５７ａ）はその出力、（９ａ）及び（１０ａ
）はかご速度信号（８ａ）を積分して得られる走行距離
より逆算して、減速点、停止点でそれぞれ出力する位置
信号である。

上記のような構成の油圧エレベータの制御装置において
、例えば、かご（５）が停止していて上昇方向に呼びが
あると、かご（５）は戸閉完了後に起動指令が出され、
常開指点（３０ａ）　、　（Ｂｏｂ）　、　（ｌｏｅ）
が閉成して電動機（１３）がインバータ（２３）に接続
される。また、常開接点（３０ｄ）を閉成し、バイアス
パターン発生回路（４５）からバイアスパターンが発生
する。このバイアスパターンに従ってインバータ（２３
）からは低い電圧及び周波数の三相交流が出力し、電動
機（１３）は油圧ポンプ（１２）の油漏れ量相当の低い
回転数で油圧ポンプ（１２）を駆動する。したがって、
バイアスパターンではかご（５）は上昇することはない
。

その後、遅延回路（４０）から出力が発せられ、上昇走
行パターン発生回路（４１Ｕ）からパターン信号が出力
するので、加算器（４５）からは油漏れ分を含んだパタ
ーン信号が出力され、油圧ポンプ（１２）は油漏れ量以
上の圧油を送出する。油は、油タンク（１５）、管（１
５ａ）　、油圧ポンプ（１２）、管（１２ａ）　、電磁
切換弁（１１）、管（ｌｌａ）の経路でシリンダ（２）
内へ送られ、この油量に見合った分だけかご（５）を上
昇させ、かご速度信号（８ａ）が変換回路（５３）を経
て減算器（５４）で比較されて偏差信号を出力し、増幅
器（５Ｂ）及び加算器（５５）で帰還されてかご（５）
の位置が制御される。

油圧ポンプ（１２）が加速され、やがて一定速度に達し
てかご（５）が目的階の手前の所定位置に至ると、かご
速度信号（８ａ）によって減速指令が生成され、減速位
置信号（９ａ）が出力する。この出力によって、上昇走
行パターン発生回路（４１Ｕ）のパターン信号は漸減し
、やがて、一定値を出力するようになる。かご（５）は
微速度で上昇し続け、次いで、停止位置信号（１０ａ）
が出力すると走行パターンは一層減少してゆき、やがて
零となる。また、バイアスパターンも同様に減少してゆ
き、零になる。

このため、加算器（４Ｂ）の出力が急激に減少し、かご
（５）は油圧ポンプ（１２）の油量が加漏れ量相当分よ
りも少なくなると、停止する。

かご（５）の下降時の動作は、走行パターンが上昇時と
逆になり、電動機（１３）は−旦正転した後に逆転に移
行し、制動しながらかご（５）の位置制御を行うことに
なり、基本的には上昇時と同様な動作を行う。

次に、第３図及び第４図の線図を参照して、従来技術に
よる油圧エレベータの制御装置とこの発明による制御装
置との比較説明を行う。

第３図（ａ）〜（ｄ）はかご速度パターンに対応して、
従来の制御装置で得られるかご実速度までの経緯を示す
線図である。図において、（ａ）図はかご速度パターン
、（ｂ）図はかごに設けられた調速機の回転軸の回転等
よりのかご速度帰還量の変化を示し、この場合の帰還量
は（ａ）図のかご速度パターンに対して調速機のばねや
ポンプの油漏れ等が起因してΔｔの応答遅れが生じる。

この応答遅れによる制御性の悪化を制約するために、増
幅器（５Ｂ）のゲインを増大することになる。

一方、ポンプを駆動する電動機の回転数のパターンは（
ｅ）図に示すように上記の応答遅れΔｔが生じないため
、不安定な制御状態となって、（ｄ）図に示すようなか
ご実速度のパターンとなり、スムーズな昇降動作が得ら
れず、乗心地を極端に悪化してしまうことになる。

ところが、この発明にかご速度検出装置（８）によって
、かご（５）に連結したロープ（８ｂ）がかご（５）の
昇降動作を応答遅れを生じないで速度制御装置（２５）
へ出力信号（８ａ）を入力するため、応答遅れによる制
御ループの不安定状態を抑制して、（ｅ）図のようなス
ムーズなかご実速度のパターンが得られる。

第４図（ａ）はかごの下降時の電動機の回転数パターン
を示し、かごの下降時は起動指令が出るとかご速度に対
応した電動機の回転は一旦正転し、ポンプの油漏れ分を
補正した後、走行パターンが発生するとともに逆転する
。すなわち、正転低速−零速一逆転速のパターンとなっ
て下降方向に加速してゆく。この場合、電動機の零連付
近で電動機の制御応答性が遅いと、第４図（ｂ）に示す
ようなかごの昇降時の振動が発生する。

ところが、この発明の場合は電動機（１３）の回転角及
び回転速度をかご速度検出装置（１４）によって検出し
、加算器出力（５７ａ）を基準正弦波発生回路（５２）
に入力することにより、電動機（Ｉ３）のトルク変化へ
の応答性が速くなり、第４図（ｃ）に示すようにかごの
昇降動作中の振動を抑制したスムーズなかご実速度のパ
ターンが得られる。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、油圧ポンプを
駆動する電動機の回転角及び回転速度と、かごの昇降動
作に連結したロープによるかご速度検出装置とによって
電動機の回転角及びかご速度の帰還が行なわれる制御系
に構成したので、かご位置に対応した応答性が優れた制
御を行い、高精度で安定したエレベータの制御を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成図、第２図は第１図
における速度制御装置の構成を示すブロック図、第３図
（ａ）はかご速度のパターンを示す線区、（ｂ）は従来
の制御装置によるかご速度帰還量を示す線図、（ｅ）は
電動機の回転数のパターンを示す線図、（ｄ）は従来の
制御装置により得られるかご実速度の一例を示す線図、
（４３）はこの発明に係る制御装置によって得られるか
ご実速度を示す線図、第４図（ａ）はかごの下降時にお
ける電動機の回転数パターンを示す線図、（ｂ）は従来
の制御装置により得られる下降時におけるかご実速度の
一例を示す線図、（Ｃ）はこの発明に係る制御装置によ
って得られる下降時Ｉ９おけるかご実速度を示す線図で
あるる 図において、（１）は昇降路、（５）はかご、（８）は
かご速度及び位置検出装置、（８ｂ）はロープ、（１２
）は油圧ポンプ、（１３）は電動機、（１４）は回転速
度及び回転角検出装置、（４１Ｕ）、（４１Ｄ）は上昇
及び下降パターン発生手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレベータ昇降時に所定のパターンに従った速度信号を
   出力して電動機の回転数制御を行うパターン発生手段と
   、上記電動機に連結して駆動される油圧ポンプと、かご
   に結合され昇降路に沿って張設されたロープによるかご
   速度及び位置検出手段と、上記電動機に連結された電動
   機の回転速度及び回転角の検出手段とを備えたことを特
   徴とする油圧エレベータの制御装置。