JPH04173674A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、エレベータの制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、産業用の電動機制御では、電動機加速時に一定
加速を行うように電流制限が行われる。

このような制御方式では、速度指令も比較的単純なもの
でよいが、エレベータの電動機制御ではより複雑な制御
が要求される。すなわち、エレベータの制御では、乗客
の乗り心地を考慮して、加減速制御にに加えて、さらに
加々速度制御までも行い、乗客に不快感を与えることな
く、しかも最短時間で目的階まで到達するような制御が
要求される。

一般に、エレベータの制御装置では、乗りかごの定格積
載量の５０％程度の積載量の時、かごと釣合重りとの重
量が平衡状態になるように設計される。したがって、か
ごの満載時や無負荷時には釣合の均衡を失い、電動機に
結合された綱車に対して比較的大きな不平衡トルクがか
かることになる。この不平衡トルクに起因して、エレベ
ータの起動時には、ブレーキを開放すると同時にこのト
ルク方向にかごか飛び出し、乗り心地が損なわれること
になる。

二のような不平衡トルクに基づくかごの飛び出しを防く
ために、従来一般には、エレベータの平衡状態運転時の
電動機トルク指令値に対し、不平衡トルクに基づく補正
が行われている。第４図はこのような従来広く行われて
いる不平衡トルク補正を伴う電流マイナーループ方式を
備えたエレベータの制御装置を示している。

この第４図の従来例において、速度指令発生装置１から
出力される速度指令信号１ａは、スイッチ１７を介して
速度制御演算増幅器２に与えられる。そして速度制御ｔ
Ｉ演算増幅器２は、速度検出器３からの速度信号３ａと
速度指令信号１ａとを比較演算し、電流指令１ａｓｒを
出力する。電流制御演算増幅器４は、電流指令１　ａｓ
ｒと電流検出器５からの電流信号５ａと不平衡トルク指
令装置６からの荷重信号ＷＴ（ｔ）とを入力し、制御信
号４ａを出力する。

そして、電力変換装置８は制御信号４ａに基づいて電動
機７を制御するために電力を電動機７に供給し、電動機
７はこの電力によって回転し、かご９と釣合重り１０と
を結ぶ主索１］を巻き付けた綱車１２に回転力を伝える
。また、この綱車１２にはブレーキ２０か設けられてい
る。

かご９には、着床装置１５が設けられており、エレベー
タ昇降路の各階床に設けられた着床検出板１６Ａ、１６
Ｂ、・・・を検出して着床信号１５ａをスイッチ１７に
送る。スイッチ１７はこの着床信号１５ａを受けると、
速度指令信号１ａを遮断する。

また、かご９には荷重検出器１３が設けられており、荷
重検出信号１３ａを不平衡トルク指令装Ｗ６に与える。

そこでいま、エレベータがある階床に停止し、ブレーキ
２０が動作しており、かごの扉が開いているとする。こ
のとき、荷重検出器１３からの荷重検出信号１３ａは不
平衡トルク指令装置６に与えられ、ここで荷重信号ＷＴ
（ｔ）に変換される。

第５図にこのような荷重検出信号１３ａと荷重信号ＷＴ
（ｔ）との関係の一例を示してあり、−膜内には、ＷＴ
（ｔ）はこのグラフのように荷重検出信号１３ａに比例
した値とする。なお、第５図でＢＬは平衡負荷時、すな
わち、かごと釣合重りとが釣り合った状態を示し、ＮＬ
は無負荷時、ＦＬは定格負荷時を示している。

近年のマイクロコンピュータ技術の急速な発展に伴い、
エレベータの制御にもマイクロコンピュータによるデジ
タル制御が広く採用されつつあり、第４図の制御系では
、一般に破線で囲んだ部分が８ビツトまたは１６ビツト
のマイクロコンピュータ２１により処理される。そして
この場合、速度検出器３にはパルスジェネレータまたは
レゾルバなどの検出器が用いられる。さらに、荷重信号
ＷＴ　（ｔ）　、着床信号１５ａなどのアナログ信号は
デジタル信号に変換して入力される。

この入力回路の一例を第６図に示す。アナログ入力信号
１８Ａは、Ａ／Ｄ変換器１８によってデジタル信号１８
ａ〜１８ｈに変換され、パスバッファ１９を介して信号
１９ａ〜１．９　ｈとしてパスラインに送り出される。

なお、信号１８Ｂはマイクロコンピュータにより与えら
れる変換開始指令信号である。

このようなマイクロコンピュータを用いたエレベータの
制御装置では、第７図に示すフローチャートのように、
まず速度制御演算増幅器２がら与えられる電流指令値１
　ａｓｒが取り込まれる（ステップＳｌ）。

続いて、荷重信号ＷＴ（ｔ）がサンプリングされ（ステ
ップＳ２）、このサンプリングした荷重信号を参照荷重
値ＷＴとして取り込むかどうが判定される（ステップＳ
３）。通常は、エレベータの扉が閉じられ、ブレーキ２
ｏが解除され、エレベータを始動させる命令が発せられ
た瞬間に、この荷重信号の取り込みが行われる。荷重信
号の取り込みを行わない場合、すなわち、参照荷重値Ｗ
Ｔとして時間ｔ−ｔａの時にすでに取り込んでいたＷＴ
（ｔａ）をそのまま保持する場合には、参照荷重値ＷＴ
にＷＴ（ｔａ）をセットする（ステツブＳ４）。一方、
荷重信号の取り込みを行う場合、すなわち、参照荷重値
ＷＴとして現在時間ｔ−ｔｂにおける荷重信号ＷＴ（ｔ
ｂ）を読み込み（ステップＳ５）、参照荷重値ＷＴとし
てこの読み込んだＷＴ（ｔｂ）をセットする（ステップ
Ｓ６）。

続いて、電流指令値１ａｓｒに参照荷重値ＷＴを加え（
ステップＳ７）、この値をもとにして電流制御系演算を
行い（ステップＳ８）、トルク指令値をセットしくステ
ップＳ９）、これを制御信号４ａとして出力する。

なお、通常は上記の一連の演算は数１Ｉｌｓｅｃ程度の
一定のサンプリング周期で繰り返し行われる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来のエレベータの制御装置では
、参照荷重値ＷＴに基づいて不平衡トルク補正を行うよ
うにしていたが、昇降行程が大きくなると、主索の大部
分がかご側に存在するのか（かごが下層階に位置してい
る場合）、釣合重り側に存在するのか（かごが上層階に
位置している場合）によって、主索の重量差が生じ、同
し積載荷重をあっても、かご位置によって不平衡トルク
補正量を変えなければ起動時のかごの飛び出しや釣り落
としを防止することかできない問題点があった。

そこで、このような問題点を解決するために、従来から
かご下端から最下層の昇降路ビットを経由して釣合重り
の下端まて主索とほぼ回し単位重量を備えた釣合重、あ
るいは釣合ロープをつなげる方法が取られている。

しかしながら、この方法でもやはり、昇降行程が大きく
なると主索の重量差の影響を完全にキャンセルすること
ができず、さらに、主索とほぼ同じ単位重量の釣合重ま
たは釣合ロープを下げる必要があるため、システム的に
高価なものとなる問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、かご荷重の不平衡に起因する不平衡トルクの補
正と共に、主索の重量差に起因する不平衡トルクの補正
をも制御系の演算処理により行うようにし、起動時のか
ごの飛び出しや釣り落としをコストをかけずにしかも確
実に防止することができる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） この発明のエレベータの制御装置は、エレベータの乗り
かごを駆動する駆動手段と、乗りかごの荷重の変動に起
因する重量不平衡分に見合う荷重補償量を演算する荷重
補償演算手段と、前記乗りかごの位置を演算するかご位
置演算手段と、前記かご位置演算手段のかご位置出力に
応じて、乗りかごの昇降位置の変動に起因する主索の重
量不平衡分に見合う釣合補償量を演算する釣合補償演算
手段と、前記荷重補償演算手段からの荷重補償量信号と
釣合補償演算手段からの釣合補償量信号とを加算して前
記駆動手段に駆動力補正量として与える加算手段とを備
えたものである。

（作用） この発明のエレベータの制御装置では、釣合補償演算手
段によって、エレベータの乗りかごの基準階（主索の重
量差の影響がまったくない階を意味する）からのかご位
置偏差を演算し、それに応じて主索の重量差分の釣合補
償量を演算する。

また荷重補償演算手段によって、かご荷重の変動によっ
て生じる不平衡トルクの補償量を演算する。

そして、前記釣合補償演算手段からの釣合補償量演算結
果と、荷重補償演算手段からの荷重補償量演算結果とを
加算し、これを不平衡トルク補償量として駆動手段に与
えて不平衡トルク分を補償し、かごがスタートする際の
釣り落としや飛び出しを防止する。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例のブロック図であり、従来
例として第４図に示したエレベータの制御装置における
マイクロコンピュータ２１によって構成される部分の詳
しいソフトウェア構成を示している。したがって、この
マイクロコンビュ−タ２１の構成以外の構成要素は第４
図に示した従来例と同一であり、共通する部分について
は同一の符号を用いて説明する。

マイクロコンピュータ２１は、速度指令演算部２２と、
パルス／速度演算部２３と、速度制御演算部２４と、か
ご位置演算部２５と、釣合補償演算部２６と、加算結合
部２７と、電流制御演算部２８とから構成されている。

そして速度指令演算部２２はエレベータの速度基準を演
算し、速度基準信号２２ａとして出力し、パルス／速度
演算部２３はパルスジェネレータなとの速度検出器３か
らのパルス信号３ａを速度信号２３ａに変換して出力す
るようになっている。

速度制御演算部２４は速度基準信号２２ａと、実際のエ
レベータの速度信号２３ａとの偏差により、電流指令信
号２４ａを出力するようになっている。通常、この演算
は比例積分演算され、上記の偏差が零になるような電流
指令信号２４ａが出力される。

かご位置演算部２５は前記パルス信号３ａを入力し、か
ごの基準階からの位置を示すパルス信号２５ａにして出
力し、釣合補償演算部２６は位置偏差を示すパルス信号
２５ａに応じて主索の重量差分の釣合トルク補償量を信
号２６ａとして出力し、さらに加算結合部２７は荷重補
償信号ＷＴと釣合トルク補償信号２６ａとを電流指令信
号２４ａに加算し、最終的な電流指令信号２７ａとして
電流制御演算部２８に出力するようになっている。

さらに、電流制御演算部２８は電流指令信号２７ａと電
流検出器５からの電流検出信号５ａとの偏差を取り、電
力変換装置８へ変換信号２８ａを出力するようになって
いる。通常、この演算も比例積分演算である。

次に、上記の構成のエレベータの制御装置の動作につい
て説明する。

速度指令演算部２２はエレベータの速度基準を演算し、
速度基準信号２２ａとして出力し、パルス／速度演算部
２３はパルスジェネレータなどの速度検出器３からのパ
ルス信号３ａを速度信号２３ａに変換して出力し、これ
らの信号２２ａ、２３ａの偏差を求めて速度制御演算部
２４に入力する。

速度制御演算部２４は速度基準信号２２ａと実際のエレ
ベータの速度信号２３ａとの偏差信号の人力に対して、
その偏差に見合った速度制御量を求め、電流指令値とし
て信号２４ａを加算結合部２７に出力する。これと同時
に、かご位置演算部２５は速度検出器３のパルス信号３
ａを人力し、かごの基準階からの偏差位置を示すパルス
信号２５ａにして出力し、釣合補償演算部２６はこの位
置偏差を示すパルス信号２５ａに応して後述する演算処
理により主索の重量差分の釣合トルク補償量を求め、そ
の信号２６ａを加算結合部２７に出力する。さらに加算
結合部２７には、第４図に示した不平衡トルク指令装置
６からがご荷重の変動に基づく不平衡トルク補償信号Ｗ
Ｔが出力される。

そこで、加算結合部２７では、電流指令信号２４ａと釣
合トルク補償信号２６ａと不平衡トルク補償信号ＷＴと
を加算し、最終的な電流指令信号２７ａとして電流制御
演算部２８に出力する。そして電流制御演算部２８は電
流指令信号２７ａと電流検出器５からの電流検出信号５
ａとの偏差を取り、電力変換装置８へ変換信号２８ａを
出力し、電力変換装置８はこの変換信号２８ａを受けて
、電動機７に駆動電流を与えてその回転力を制御する。

次に、かご位置演算部２５及び釣合補償演算部２６の処
理動作について詳しく説明する。第２図に示すように、
速度検出器３からのパルス信号３ａにより現在のかご位
置をパルス数として算出し、その値よりあらかしめ記憶
されたかごの基準階に相当するパルス数を減算し、パル
ス信号２５ｇとして出力する。釣合補償演算部２６は、
がご位置信号２５ａをパラメータとしてあらかじめ設定
されたテーブルデータ２６Ｔより釣合補償量を算出し、
この釣合補償信号２６ａを出力する。

つまり、基準階からの位置偏差を示すパルス信号２５ａ
が２５ａｌ、２５ａ２．・・・、２５ａｎであるときに
、それらに対応して釣合補償演算部２６に格納されてい
るテーブル２６Ｔがらこれらの位置偏差に見合った釣合
補償量ａｌ、ａ２．・・・。

ａｎを見い出し、該当する釣合補償量ａｊを信号２６ａ
として出力するのである。

第３図は釣合補償量と位置偏差との関係を示すグラフで
あり、基準階がＮ階であるとき、かご位置がそれよりも
低い場合には主索の重量がかご側で大きく、釣合重り側
で小さくなるので釣合補償量を段階的な正の値とし、逆
にかご位置が基準階よりも高い場合には主索の重量がか
ご側で小さく、釣合重り側で大きくなるので釣合補償量
を段階的な負の値とし、位置偏差パルス信号２５ａに見
合った正負の釣合補償量を取り出せるようにしている。

なお、第３図のグラフでは釣合補償量を線形的に設定し
たが、特に限定されるわけではなく、実機の特性から非
線形性を示すような場合には、その特性に応した非線形
なグラフとしてもよい。また、釣合補償量が明らかな線
形性を示すのであれば、このようなテーブルを用いるの
ではなく、入力パルス信号２５ａに対して一定の定数を
乗する簡易な方法で釣合補償量を算出するようにするこ
とも可能である。

こうして、速度制御電流指令に対して、かご荷重の変動
に基づく不平衡トルク補償と共に、かご位置に起因する
主索重量の偏在に基づく不平衡トルク補償をもマイクロ
コンピュータの演算によって求めて電動機制御電流に補
正をかけることにより、エレベータのスムーズな起動、
停止が行えるようになる。

［発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、荷重補償とは別個に釣
合補償を行い、各階床で主索の重量差によって生じる不
平衡トルクをマイクロコンピュータ側の電動機制御によ
り補償するようにしているため、従来のように釣合鐘や
釣合ローブを釣り下げる対策を取らずとも主索重量の変
動に起因する不平衡トルクを補償することができ、起動
時のかごの飛び出しや釣り落としを確実に防止すること
ができる。

また、釣合鐘や釣合ローブが不要となるために、全体的
なコストも低減化することができ、また従来のように釣
合鐘または釣合ローブを用いる場合でも、従来よりもロ
ーブの本数を格段に少なくすることができ、コスト的な
メリットがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例の釣合補償量の演算処理動作を説明する説明図
、第３図は上記実施例の釣合補償量特性を示すグラフ、
第４図は従来例のブロック図、第５図は従来例の荷重変
動に対する不平衡トルク補償量を示すグラフ、第６図は
従来例の入力回路のブロック図、第７図は従来例の動作
を示すフローチャートである。 ３・・・速度センサ　　　　５・・・電流検出器６・・
・不平衡トルク指令装置 ７・・・電動機　　　　　　８・・・電力変換機９・・
・かご　　　　　　１０・・・釣合重り１１・・・主索
　　　　　　１２・・・綱車１３・・・荷重検出器 ２１・・・マイクロコンピュータ ２２・・・速度指令演算部 ２３・・・パルス／速度演算部 ２４・・・速度制御演算部　２５・・・かご位置演算部
２６・・・釣合補償演算部　２７・・・加算結合部２８
・・・電流制御演算部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エレベータの乗りかごを駆動する駆動手段と、乗りかご
   の荷重の変動に起因する重量不平衡分に見合う荷重補償
   量を演算する荷重補償演算手段と、 前記乗りかごの位置を演算するかご位置演算手段と、 前記かご位置演算手段のかご位置出力に応じて、乗りか
   ごの昇降位置の変動に起因する主索の重量不平衡分に見
   合う釣合補償量を演算する釣合補償演算手段と、前記荷
   重補償演算手段からの荷重補償量信号と釣合補償演算手
   段からの釣合補償量信号とを加算して前記駆動手段に駆
   動力補正量として与える加算手段とを備えて成るエレベ
   ータの制御装置。