JPH0613394B2 - エレベーターの非常止め装置の試験方法 - Google Patents

エレベーターの非常止め装置の試験方法

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JPH0613394B2
JPH0613394B2 JP60193172A JP19317285A JPH0613394B2 JP H0613394 B2 JPH0613394 B2 JP H0613394B2 JP 60193172 A JP60193172 A JP 60193172A JP 19317285 A JP19317285 A JP 19317285A JP H0613394 B2 JPH0613394 B2 JP H0613394B2
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秀明 高橋
真朗 中里
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エレベーターの非常止め装置の試験方法に係
り、特にベクトル制御方式により制御されるインバータ
装置を採用したエレベーターの非常止め装置の試験方法
に関する。
〔発明の背景〕
周知のように、誘導電動機を用いたエレベーターにあつ
ては、インバーター制御が採用されつつある。
このインバータ制御を用いたエレベーターは、例えば特
開昭57−46695号公報記載のように、エレベータ
ーの速度制御を円滑に行なわせるために、駆動用誘導電
動機の一次電流を、電動機の界磁束を発生する励磁電流
成分と、トルクを発生するトルク電流成分に区分けし、
電動機の発生トルクを瞬時値制御する、いわゆるベクト
ル制御方式を採用している。この場合、制御を簡単にす
るために、電動機の界磁束を発生する励磁電流成分を一
定に制御し、トルク電流成分を可変して所要の電動機ト
ルクを発生させるようにしている。この電動機トルク
は、定格負荷の起動時には、定格トルクの約250%程
度要求されるため、そのトルク電流成分も定格時の25
0%程度となる。したがつて、インバータ装置(主回路
素子等)も通常運転時だけであれば、この250%の電
流に耐え得るものであれば良い。
ところで、エレベーターには、安全装置の1つとして、
自由落下状態になつたときにガイドレールを把んで乗か
ごの落下を止める非常止め装置が設けられている。この
非常止め装置は、エレベーター竣工の際及び定期的に、
試験ないし性能確認する必要があり、この時電動機には
定格トルクの300〜400%のトルクが必要となる。
したがつて、このトルクを発生させるためには、トルク
電流成分を定格時の300〜400%流すことになり、
インバータ装置の主回路素子もこれに耐え得る容量のも
のが必要となることから、装置が高価で大掛りのものと
なる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、非常止め装置の試験運転のためのイン
バータ装置の大容量化を軽減することができるエレベー
ターの非常止め装置の試験方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
誘導電動機の一次電流は、ベクトル制御理論によると、
直交するトルク電流成分Itと励磁電流成分Imとに分
けられる。そして、この励磁電流成分Imは、通常、力
率の良い点に設定された励磁電流指令に応じて一定に制
御されている。
ところで、Im2+It2≦(一定)として、電動機の発生
トルクT=Tm・Itが最大となる点は、Im=Itで
ある。
また、前記非常止め装置の試験は稀であり、しかも短時
間の運転に限られる。したがって、そのためにのみイン
バーター装置の容量を大きく設定するのは不経済であ
る。
そこで本発明では、上記通常運転時の励磁電流指令すな
わち、予め設定された一定の第1の励磁電流指令からこ
れよりも大きい値の第2の励磁電流指令へ切替える操作
手段を設け、非常止め装置の試験運転が要求されたとき
は、上記第2の励磁電流指令へ切替え、非常止め装置を
作動させた状態で、上記電動機の一次電流を上記シーブ
とロープが空転するまで増加させるようにインバータの
ベクトル制御を行なうことにより、通常運転時のトルク
電流成分I程度で上記非常止め装置の試験運転に必要
なトルク(定格トルクの300〜400%)を発生し、
もって非常止め装置の試験運転のためのインバータ装置
の大容量化を軽減するものである。
〔発明の実施例〕
先ず、非常止め装置の試験運転について、第2図〜第4
図を用いて説明する。
第2図はエレベーターの構成の概略図である。図におい
て、1はエレベーター駆動用モータ、2はロープ、3は
カウンターウエート、4はシーブ、5は乗かご、6は非
常止め装置(以下キヤツチと略す)、7はガイドシユ、
8はレールである。
第3図にキヤツチとレールの関係を、かご側から見た状
態で示す。キヤツチ6はレール8を中間に喰えており、
内側の三角形の空洞部にはくさび状のウエツジ9を内蔵
している。正常時は実線9の如く自重により最下部に停
止しているが、非常時にはウエツジ9は上方に引上げら
れ、点線9′の如くキヤツチ6の空洞一杯に喰込む。こ
れによりエレベーターはレールに固着し、それ以上の落
下を防止できるものである。
ウエツジ9の引上げは、第4図の速度ガバナー11によ
り行なわれる。正常時は、かご5とガバナーロープ12
は同一速度で下方向に運動している。
何らかの理由で、下降速度がオーバースピードすると、
ガバナー11が危険速度を検知し、ガバナーロープ12
の把握機構によりロープ12を固定する。するとかご5
についている引上げロツド10がガバナロープ12によ
り引上げられ、これによりキヤツチ6のウエツジ9が上
方向に引上げられキヤツチが作動し、エレベーター乗か
ご5の落下を防止する。
さてエレベーター竣工の際に、エレベーターの安全性の
検証として、このキヤツチ6にウエツジ9を喰込ませ
て、本当にキヤツチ6がかご5の落下を防止できるかを
官庁の検査官が立合でテストする。テストは第2図にお
いて、まずキヤツチ6を作動させておき、モータ1を下
降方向に運転する。するとかご5が停止しているので、
シーブ4はカウンターウエート3側からロープのみをか
ご側に繰出そうとし、ついにはシーブ4とロープ2は空
転を開始する。若しキヤツチ6の力が不十分なら、スリ
ツプせずに、ロープ2の繰込んだ分けかごが下方にずれ
ることになり、不合格となる。このキヤツチテストは、
前述したように非常に大きなトルクが必要で、通常走行
トルクの3.0〜4.0倍程度必要となるわけである。
第1図は、本発明の非常止め装置の試験方法を実施する
ためのエレベーター制御装置の一例を示すものである。
図において、スイツチング素子S1〜S22は逆耐圧形の自
己消弧形素子、例えばゲートターンオフサイリスタ(G
TO)である。或いはトランジスタに直列にダイオード
を接続したもので置替えてもよい。
素子S1〜S6はコンバータCONを構成し、ゲート制御装
置PC2により、パルス幅変調制御(PWM)される。また素子
S7〜S12はインバータ(INV)を構成し、ゲート制御
装置PC1によりPWM制御される。
コンデンサーC1〜C6はそれぞれ入力側、出力側の高調波
を吸収するフイルタ用コンデンサである。Pは一般3相
交流電源、IMはエレベーターの駆動モータである。R
Eはモータの回転量をチエツクする速度検出用のエンコ
ーダである。
次に実際の運転について説明する。
速度指令▲ω* r▼が与えられ、実際の回転速度ωrがフ
イードバツクされると、その偏差から、トルクの加不
足、すべり量が速度制御部ASRにより計算され、モー
タIMに対応したトルク電流▲I* t▼、すべり周波数ω
sが求められる。
一方モータIMの励磁電流▲I* m▼は予め設定されてい
るから、▲I* m▼と▲I* t▼とからコンバータCONが
発生しなくてはならない出力電流の大きさ が求められる。この電流I1と電流検出器CTで検出した実
際の電流とが比較され、電流制御部ACRにより所要の
信号が計算され、ゲート制御装置PC2に加えられる。
ゲート制御装置PC2は絶縁変圧器PTからの信号も加え
て素子S1〜S6を制御する また、▲I* t▼と▲I* m▼の比率から出力電流I1の位相
角Θ*、更にすべり周波数ωsから、モータIMに与える
べき出力電流の周波数f*が設定される。計算部Θは、
ω=2πfの式により、出力交流の瞬時値i=I1sin
(ωt+Θ)に対応する各変数を算出し、ゲート制御装
置PC1に加える。
このゲート制御装置PC1により素子S7〜S12を介して3相
のモータIMの電流が制御される。
このようにして、エレベーターが安定して運転するに必
要な、出力電流の瞬時値i=I1sin(ωt+Θ)が計算
され、コンバータCON及びインバータINVのゲート
が制御され、所定の運転が行なわれる。
また、励磁電流▲I* m▼は、モータIMの力率、効率及
び熱的条件から適切なものが選定される。一般には、こ
の値は定格運転で力率が75〜80%となるような値、
即ち、▲I* m▼/I1=0.6近辺に選定される。
このようなベクトル制御方式の動作をベクトル的に示す
と、第5図の如くなり、必要励磁電流Imを一定に制御す
れば、エレベーターの必要トルクはトルク電流成分It
比例して制御できるものである。これは、トルク電流It
と励磁電流Imにより発生する界磁束φの間には次の関係
が成立するためである。
トルクTN=K2・It・φ=K2・K1・It・Im……(1) ここでK1は鉄心の磁気飽和の度合を示す係数である。K2
は比例定数を示す。
さてこの方式で、前述のキヤツチテストを行なうとき
は、第5図のトルク成分ItをIt′までアップすることが
必要である。以下説明を分りたすくするためにIt=0.8
1N、Im=0.6I1Nとする。
今、It′=3.0・K2・K1・It・Im=3.0・TN……(2) となると同時に、1次電流I1cは、 となり、更に大きいトルクを必要とする場合は更に大き
い電流を流さなくてはならない。
しかし、例えばトランジスタ形インバータ制御では入手
できるトランジスタ素子の最大許容電流には限度がある
ので、必要に応じて一次電流を自由に大きくすることが
できない。
そこで、例えばI1c≦2.5INに抑えながら最大トルクを
発生させるには、よく知られているように最大値問題と
して のときにI′tとI′mの積は最大となり最大トルクを与
える。これを計算すると磁気飽和がないとすると、同一
電流値でも表1のC欄の如く、トルクは650/300=2.17倍
にできる。(第6図) しかし実際にはモータIMの鉄心の磁気飽和があるた
め、或る範囲以上の励磁電流に対しては発生する磁束φ
は第7図のように低下してくる。この低下の状況を与え
る比例定数として式(1)のK1は1以下に減少してくる。
その値は基本設計の仕方により異なるが、例えば励磁電
流が2倍のとき、K1=0.7の場合を考える。I′m=2×
0.6I1N、有効磁束はφ′=0.7×2=1.4で1.4倍にしかな
らぬが、式(3)よりトルク電流It′は、 またはトルクTは、 T=K2×2.2×0.7×2×0.6×I1N 2/K2×1.0×0.8×0.6×
I1N 2=3.85………(6) すなわち通常のベクトル制御の条件下で、定格の2.5
倍以下に電流を抑えた時のトルク(表1のB欄)に対
し、励磁電流を定常の2倍まで増大し、ベクトル制御す
ることにより出力トルクを28%多くできる。以上の結
果をまとめて表示すると表1の如くなる。
一方通常運転では鉄心の飽和領域まで使用すると、励磁
損失が増大し過熱の原因と効率低下を招くため不経済と
なる。したがつて、そのように制御装置を設計すること
はない。
しかし、前述のキヤツチテストは短時間の運転であり、
このように短時間だけ励磁電流を増大させることは問題
ない。
そこで、この実施例では、キヤツチテスト運転用の励磁
電流指令Im2 *を設け、キヤッチテスト時には切替えス
イツチSWによりこの励磁電流指令Im2 *へ切替え、非
常止め装置を作動させた状態で、モータIMの一次電流
1cをシーブ4とロープ2が空転するまで増加させるよ
うにインバータINVのベクトル制御を行なうことによ
り、通常運転時のトルク電流成分It程度で非常止め装置
の試験運転に必要なトルク、すなわち定格トルクの30
0〜400%の大きなトルクを発生するようにしてい
る。
ところで、この励磁電流指令Im 2 *の発生方法は、ベク
トル演算処理の方式によっても異なるが、固定ハードで
構成する場合は前記のようにスイツチSW等で切替えれ
ば良いが、マイクロコンピユータ等で構成する場合は、
内部メモリのテーブル値を変えたり、演算過程の係数変
更によって実現することもできる。〔発明の効果〕 本発明によれば、短時間だけ要求される非常止め装置の
試験運転のために、インバータ装置の容量を増大する必
要がなくなり、非常止め装置の試験運転を経済的に行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の非常止め装置の試験方法を実施するた
めのエレベーター制御装置の一例を示す電気回路図、第
2図はエレベーターの構成の概略図、第3図(A),(B)は
非常止め装置部の詳細図、第4図は非常止め装置の試験
動作説明図、第5図及び第6図は電流ベクトル図、第7
図は鉄心の飽和曲線図である。 P……三相電源、CON……コンバータ、INV……イン
バータ、PC1,PC2……ゲート制御装置、RE……エンコ
ーダ、Θc……計算部、ACR……電流制御部、ASR
……速度制御部、Im1 *,Im2 *……励磁電流指令、IM…
…エレベーター駆動用誘導電動機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀明 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 中里 真朗 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 島 清哉 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 安藤 武喜 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 本部 光幸 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−128885(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エレベーター駆動用誘導電動機と、この電
    動機によって駆動されるシーブと、このシーブに対して
    ロープを介して吊られたエレベーター乗かごと、通常運
    転時に上記乗かごの過速に応動して作動しこの乗かごの
    落下を防止する非常止め装置と、通常運転時における上
    記電動機の予め設定された一定の励磁電流値を指令する
    第1の励磁電流指令手段と、該第1の励磁電流指令でも
    って上記電動機の励磁電流成分を制御し、与えられたト
    ルク指令と上記第1の励磁電流指令とに応じて当該電動
    機の一次電流を制御するインバータ制御装置とを備えた
    ものにおいて、上記電動機の励磁電流指令値を、上記第
    1の励磁電流指令値よりも大きな第2の励磁電流指令値
    へ切替える操作手段を備え、上記非常止め装置を作動さ
    せた状態で、上記操作手段を上記第2の励磁電流値へ切
    替えるとともに上記電動機の一次電流を上記シーブとロ
    ープが空転するまで増加させるようにしたことを特徴と
    するエレベーターの非常止め装置の試験方法。
JP60193172A 1985-09-03 1985-09-03 エレベーターの非常止め装置の試験方法 Expired - Lifetime JPH0613394B2 (ja)

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