JPH0559033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、三相かご形電動機を一次電圧制御し
てエレベータを制御する装置において、エレベー
タ乗客の荷重を検出し、つり合い制御を行なう制
御装置に関する。

［発明の技術的背景］ 従来から、アパート、マンシヨン等の中規模建
屋にあつては、安価で頑丈な三相かご形電動機が
エレベータの制御に用いられて来た。一方、制御
装置はこの三相かご形電動機に加わる一次電圧を
サイリスタの位相制御することにより可変にする
一次電圧制御方式が採用されて来た。この一次電
圧制御方式はシステムが簡単で容易に実現でき、
安価であるということから、今まで広く行きわた
つて来た。

また、エレベータの運転モードは、乗客の人
数、運転方向、加減速状態により、力行モードと
回生モードの２つに分けられる。

ところで、三相かご形電動機に制御をかける方
法としては、 ○ア 回生制動 ○イ 逆相制動 ○ウ 直流発電制動 の３つの方法がある。

○アの回生制動はエレベータが全負荷下降等の負
荷トルク方向運転を行なつている時の定格、定常
走行時に行ない、この時の速度は負荷トルクとつ
り合つた三相かご形電動機のマイナスのすべりの
トルク特性により制御される。

このとき、エレベータの回生エネルギーは電源
に回生されることになる。また、○イの逆相制動や
○ウの直流発電制動はエレベータの減速時に、電動
機に逆相電流を流したり、直流電流を流すことに
より電動機に制動トルクを発生し、この制動力を
制御してエレベータの減速制御を行なつている。

一般に、回生制動と他の逆相制動や直流発電制
動との使い分けは、電動機の温度上昇を極力下げ
るために、負荷トルク方向運転における定常走行
時の制動は回生制動とし、回生電流を電源側に回
生することにより電動機の温度上昇を防ぐ。ま
た、エレベータの減速時のように制動力を制御す
る必要がある場合には、逆相制動や直流発電制動
をかけて電動機への制動力を制御している。

ところで、エレベータがバランス状態になく、
例えば全負荷状態にあると、上昇選択の場合には
つり落しが、下降選択の場合には飛び出しがあ
り、スタートシヨツクを伴なう。同様に着床停止
時も、負荷によりエレベータが引かれる方向と、
逆に制動がかかる方向があり、これにより着床時
のストツプシヨツクを招く。

一方、着床時においては、負荷の影響により着
床レベルが異なり、全負荷の場合にはレベルに対
してマイナスの方向にずれる。

このようなスタート、ストツプ時の問題、レベ
ルへの影響に対して、従来から、直流機を用いた
高速・高級機種においてはエレベータ乗かごの状
態を検出し、負荷に見合つた電流を常に流し、バ
ランスの状態にした上で制御するようにして来
た。

このつり合い制御を三相かご形電動機における
一次電圧制御に用いた実施例のブロツク図を第１
図に示す。

第１図において、１は速度指令発生回路、２は
速度指令信号１ａと速度検出信号１５ａとの差を
入力とし電流基準信号２ａを出力とする速度制御
用演算増幅器である。３は電流基準信号２ａと荷
重検出器１６の荷重検出信号１６ａとを加える差
動増幅器であり、この出力３ａは電流指令値とな
り、荷重検出信号１６ａと電流基準信号２ａとを
加えた値となる。４はこの電流指令値３ａと電流
帰還量８ａとを入力しサイリスタへの制御量を出
力する電流制御用演算増幅器である。また、５は
位相制御回路で電流制御用演算増幅器４の出力４
ａを入力としさらに電流指令値３ａの極性を判別
する極性判別回路６の出力６ａとを入力しサイリ
スタの選択と点弧角を決定する。６は電流指令値
３ａの極性を判別し、サイリスタの選択切替及び
電流帰還量８ａの極性切替えをする極性判別回路
である。７は逆並列に接続された一次電圧制御用
サイリスタスタツクであり、順相用と逆相用の切
替えができるようになつている。８は電流検出
器、９は三相交流電源、１０は三相かご形電動
機、１１は電動機１０に減速器を通して接続され
た主索、１２はエレベータ乗かご、１３は乗かご
と主索とを介して接続されたカウンターウエイト
である。１４はエレベータの速度を検出するパル
スジエネレータ、１５はそのパルスジエネレータ
の出力を周波数／電圧に変換するＦ／Ｖ変換回
路、１６はエレベータ乗かご床下に設けた荷重検
出器である。エレベータ乗かご床下から検出した
荷重検出信号１６ａは、エレベータの停止時の荷
重をメモリにホールドしたものであり、電流基準
信号２ａが零の時でも一定のつり合い電流指令値
を出力し、この値に見合つたつり合い電流を電動
機１０へ流す。

第２図に荷重補償をしないときとしたときの、
電流指令値及び運転モードを表わす、第２図ａは
荷重補償を行なわない場合で、力行状態で定常走
行に入り回生モードに移る。この間、電流基準信
号２ａの極性は切り換らないで位相制御信号だけ
が変化する。

一方、第２図ｂは荷重補償した場合の特性図で
ある。この状態は、例えば全負荷下降の状態を示
し、パターンが立ち上がる前に逆相モードでつり
合い電流を流して静止制御を行なつた後に制御が
始まり、電流基準信号２ａが増加し、電流基準信
号２ａと荷重検出信号１６ａを加えた電流指令値
３ａの極性が切換わり、力行モードに移る、これ
は第２図ａの電流指令値３ａに荷重検出信号１６
ａを加え零レベルを下ヘシフトしたことになる。
ところで、加速終了のモードに入るとパターンに
ジヤークがつき、電流基準信号２ａが減少してく
る。荷重検出信号１６ａは一定値を出力している
ので、再度電流指令値３ａの極性が切り換わり逆
相モードに入る。逆相モードに入るとエレベータ
の速度は速度指令信号１ａを追い越すことにな
る。

［背景技術の問題点］ この速度指令信号１ａは予め定格速度以上に設
定され、全負荷下降時等の負荷トルク運転で回生
モードになるようになつているので、この時のエ
レベータの速度は負荷トルクの値により異なる
が、回生制動運転時に比べオーバースピードとな
り、最悪の場合には非常停止がかかる。

このように、一次電圧制御においてトルク方向
運転時における定格走行を、逆相制動でなく回生
制動を行なうような場合に、荷重補償による静止
制御を全運転領域で行なうと、通常力行モードか
ら回生モードに移るところで、回生モードになら
ず逆相モードに入つて行き不具合である。

［発明の目的］ ここにおいて本発明は、従来装置の難点を克服
し、荷重補償制御の影響を取り除き、モード変換
が正常に行なわれるとともにスタート、ストツプ
時には静止制御が行なわれるようにしたエレベー
タ制御装置を提供することを、その目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、三相かご形電動機を一次電圧制御す
ることによりエレベータを駆動する方式におい
て、スタート、ストツプの振動を軽減するために
エレベータ乗かごの荷重を検出し、これを速度制
御信号に加算して荷重補償する場合に、荷重検出
信号をそのまま入力すると乗かごのノーロードア
ツプ、フルロードダウン運転時等の負荷方向運転
時回生制動が得られずプラツギングとなつてしま
うので、負荷トルク方向への運転時荷重の影響を
無くし、回生制動が行なえるようにし、プラツギ
ングによる電力の消費を少なくし、かつ低速領域
では荷重補償を生かし、零速度状態では完全つり
合い制御を行なうために、エレベータ荷重検出信
号からエレベータ速度検出信号を減算し、速度が
零の時にはそのままの荷重検出信号でつり合い制
御を行ない、速度が上がるにつれて荷重補償をへ
らして行き、定格速度付近からはエレベータ速度
指令の設定値とエレベータの速度検出信号とで制
御を行うようにしたエレベータ制御装置である。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例の構成を表わすブロツク図を
第３図に示す。

すべての図面において同一符号は同一もしくは
相当部分を表わす。

第３図において１７は本発明による荷重信号制
御回路であり、エレベータ乗りかご床下に配設さ
れた荷重検出器の出力１６ａと速度検出信号１５
ａを入力する。

しかして、１７ａは絶対値増幅器、１７ｂは極
性反転増幅器、１７ｃ，１７ｄはそれぞれ荷重検
出信号１６ａと絶対値増幅された速度検出信号１
５ａを入力とするリミツター付差動増幅器であ
り、これら１７ｃと１７ｄはリミツターの極性方
向により出力極性を異にする。信号１７ｅは荷重
信号制御回路１７の出力で、電流基準信号２ａと
つき合され電流指令値３ａとなる。

第４図は、この荷重信号制御回路の一実施例の
構成を示すブロツク図である。

速度検出信号１５ａは１７ａの絶対値増幅器へ
入力される。

絶対値増幅器１７ａほ速度検出信号１５ａの極
性にかかわらず正の信号出力を出力する。

１７１〜１７８は抵抗、１７９は加算器、１８
ａ，１８ｂ，１８ｃは反転増幅器、１９ａ，１９
ｂはダイオードである。

絶対値増幅器１７ａの絶対値出力は極性反転増
幅器１７ｂへ入力され極性反転して負信号として
差動増幅器１７ｄへ入力される。

また、絶対値増幅器１７ａの出力は差動増幅器
１７ｃへ正信号として入力される。

いま、荷重検出信号１６ａの極性が正の場合を
考える。

差動増幅器１７ｃにおいては抵抗１７３，１７
５での演算がいずれも正信号であるから、ダイオ
ード１９ａを介して反転増幅器１８ｂはバイパス
され、その出力は増幅されていないので増幅出力
に比較して略々零出力となる。

差動増幅器１７ｄにおいては抵抗１７６は正信
号、抵抗１７８は負信号であるから、その差電圧
が反転増幅器１８ｃへ入力され増幅されて荷重制
御信号１７ｅを出力する。もつともダイオード１
９ｂは入力信号の反転増幅器１８ｃのバイパスを
阻止している。

そして、荷重検出信号１６ａの極性が負（乗か
ごの昇降および乗客量に因る）の場合は、差動増
幅器１７ｄの出力が略々零、差動増幅器１７ｃの
増幅出力が荷重制御信号１７ｅとして出力する。

乗かごが停止のさいつり合い制御のときは、速
度検出信号１５ａが零で荷重検出信号１６ａのみ
が増幅されて荷重制御信号１７ｅとなる。この場
合荷重検出信号１６ａの極性が正のときは差動増
幅器１７ｄが働き、負のときは差動増幅器１７ｃ
が働く。

第５図はバランス荷重における荷重検出信号１
６ａを零としたときの積載量に対する荷重検出信
号１６ａを示す。

いま、全荷重状態でエレベータが停止している
と、荷重検出信号１６ａはV₀（V₀≧０）の正の値
が出力する。エレベータは停止している状態なの
で、速度検出信号１５ａは零であり、荷重検出信
号１６ａだけが荷重信号制御回路１７に入力され
る。このとき、第４図の速度検出信号１５ａの絶
対値信号とその反転信号は共に零であるから、荷
重検出信号１６ａがれぞれ差動増幅器１７ｃと１
７ｄに入力される。そして荷重検出信号１６ａの
出力が正であるので差動増幅器１７ｃの出力はリ
ミツターとなるダイオード１９ａにより零とな
り、差動増幅器１７ｄの負の出力信号だけが出力
される。この信号は荷重制御信号１７ｅとなり、
エレベータが停止した状態では電流基準信号２ａ
が零であるので、この荷重制御信号１７ｅが電流
指令値３ａとなり全荷重による不平衡トルクと見
合つた電流を電動機１０に流し静止制御する。

次に制動が開始され全負荷下降運転に入ると、
速度検出信号１５ａは正の検出信号として荷重信
号制御回路１７に入力される。したがつて１７ｃ
の差動増幅器には荷重検出信号１６ａと同一の正
の信号が入力されるので出力は零のままである。
これに対して差動増幅器１７ｄは荷重検出信号１
６ａと反対の極性の負の速度検出信号１５ａが入
力されて、荷重検出信号１６ａを速度検出信号１
５ａにより減じる操作を行なう。

この状態を第６図ａに表わす。荷重制御信号１
７ｅが零になる速度の値は絶対値増幅器１７ａの
出力により決定され、増幅回路のゲインを上げれ
ば、速度の低いところで荷重制御信号１７ｅが零
となる。このように加速終了以前に荷重制御信号
１７ｅを零とすることにより、力行モードから回
生モードへの移行を電流基準信号２ａだけにより
行なえるので、荷重制御を行なわない場合と同様
に、速度指令値を定格速度以上に設定することに
より、回生モードに移行できる。

このときの電流指令値を第７図に示す。

一方、スタート時には負荷トルクと完全に一致
した荷重制御信号１７ｅにより静止制御を行なう
ので、スタートシヨツクが無い。

また、減速モードに入り、速度が速度指令値を
上回り、逆相制動がかかりエレベータの速度が減
速して来ると、再び荷重検出信号１６ａが速度検
出信号１５ａにより設定された絶対値増幅器１７
ａの出力を上回り、荷重検出信号１６ａが出力さ
れて来る。

第６図ｂにこの信号を表わす。

エレベータが減速して来て完全に零速度になる
とスタート時点と同様、電流基準信号２ａが零で
あり荷重制御信号１７ｅは速度により減算される
ことなく、荷重と同等の制御信号となり、静止制
御を行なう。

このため、エレベータが完全に停止した状態で
ブレーキをかけることができ、従来のようにブレ
ーキに依存することのない着床制御が行なえる。
また、無負荷運転の場合も同様で、荷重検出信号
１６ａの極性が異なり、全負荷の場合と反対の差
動増幅器１７ｃが出力しそれとは逆の１７ｄは零
出力となる。

このように全負荷条件で連続した静止制御が可
能であり、かつトルク方向運転時等、荷重制御信
号の影響により、制御モードが力行から逆相モー
ドになるような状態を避けることが可能となる。

［発明の効果］ かくして本発明によれば、トルク方向運転（荷
重検出信号正極性）に荷重の影響を受けることな
く力行モードから回生モードに移行することがで
きる。

また、定常走行中逆相制動とならないので、発
熱およびオーバースピードによる急停止に至るこ
とがない。

さらに、速度検出信号により荷重検出信号を制
御するので、スタート、ストツプ時は完全静止制
御ができる。

しかも、速度により連続して荷重検出信号を減
じるので、トルクの急激な変化を生じない。

したがつて、本発明はこの分野に益するところ
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の荷重補償制御を備えたエレベー
タの一次電圧制御系の構成を表わすブロツク図、
第２図ａは従来の荷重補償をしない場合の電流指
令値および制御モードを示す図、第２図ｂは従来
の荷重補償を行なつた場合の電流指令値および制
御モードを表わす図、第３図は本発明の一実施例
における回路構成を示すブロツク図、第４図はそ
の荷重信号制御回路の詳細図、第５図はその荷重
検出信号図、第６図ａおよびｂはその加速時およ
び減速時における荷重信号制御回路の出力波形
図、第７図は本発明により荷重補償を行なつた場
合の電流指令値及び制御モードを示す図である。 １……速度指令発生回路、２……速度制御用演
算増幅器、３，１７ｃ，１７ｄ……差動増幅器、
４……電流制御用演算増幅器、５……位相制御回
路、６……極性判別回路、７……サイリスタスタ
ツク、８……電流検出器、９……三相交流電源、
１０……三相かご形電動機、１１……主索、１２
……エレベータ乗かご、１３……カウンターウエ
イト、１４……電動機速度検出器（パルスジエネ
レータ）、１５……Ｆ／Ｖ変換回路、１６……荷
重検出器、１７……荷重信号制御回路、１７ａ…
…絶対値増幅器、１７ｂ，１８ａ〜１８ｃ……極
性反転増幅器、１７ｅ……荷重制御信号、１９
ａ，１９ｂ……ダイオード、１７１〜１７８……
抵抗、１７９……加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エレベータの正あるいは負の速度を設定する
   速度指令発生回路と、 エレベータの正あるいは負の速度を検出し、そ
   の極性を反転して出力する電動機速度検出器と、 速度指令発生回路の出力である速度指令信号と
   エレベータから検出した速度帰還信号との差を演
   算増幅し、その極性を反転出力する速度制御用演
   算増幅器と、 エレベータの乗かごの荷重を検出し、正あるい
   は負の荷重検出信号を出力する荷重検出器と、 速度制御用演算増幅器の出力である電流基準信
   号と、エレベータの乗かごの荷重制御信号との代
   数和を増幅する第１の差動増幅器と、 第１の差動増幅器の出力である電流指令値とエ
   レベータ用電動機に流れる電流との差を演算増幅
   する電流制御用演算増幅器と、 電流制御用演算増幅器からの入力と、第１の差
   動増幅器の出力の極性を判別して、エレベータ用
   電動機を駆動するサイリスタの導通位相を制御す
   る位相制御回路と、 エレベータ用電動機を駆動するサイリスタスタ
   ツクと、 エレベータの乗かごを昇降させるエレベータ用
   電動機とを備えるとともに、 エレベータの速度検出信号を導入し、正の出力
   を出力する絶対値増幅器回路と、 絶対値増幅器回路の出力とエレベータ乗かごの
   荷重検出信号を入力し、荷重検出信号が正のとき
   は出力が零となり、荷重検出信号が負のときは荷
   重検出信号と絶対値増幅器回路の出力との代数和
   を演算し、かつ一定の出力制限値を設けた正の出
   力を出力する第２の差動増幅器と、 絶対値増幅器回路の正の出力を極性反転させて
   負の出力をする極性反転増幅器と、 極性反転増幅器の負の出力と荷重検出信号を入
   力し、荷重検出信号が負のときは出力が零となり
   荷重検出信号が正のときは極性反転増幅器の負の
   出力と荷重検出信号との代数和を演算し、かつ前
   記一定の出力制限値を設けた正の出力を出力する
   第３の差動増幅器とをそれぞれ設け、 第２および第３の差動増幅器の出力端を共通接
   続して共通接続端をつくり、その共通接続端から
   の出力を第１の差動増幅器へ与える荷重信号制御
   回路を具備したことを特徴とするエレベータ制御
   装置。