JPH0780643B2

JPH0780643B2 - 油圧エレベータの制御装置

Info

Publication number: JPH0780643B2
Application number: JP1255296A
Authority: JP
Inventors: 友一郎山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH03120178A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、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
のみを迭り、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
め油の圧力をかご側重量に対して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_Lとす
ると、一般に、 Q_L＝Ｋ・ｆ（μ、Ｎ、Ｐ）となる。ここで、 Q_L：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 K:ポンプの油漏れ係数従って、油庄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庄ポン
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前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。

本発明は前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］本発明に係る油圧エレベータの制御装置は、エレベータ
昇降時に所定の走行パターンを発生する走行パターン発
生手段と、油圧ポンプの油漏れ量に応じて電動機の走行
パターンを補正するバイアスパターンを発生するバイア
スパターン発生回路と、かごに結合され昇降路に沿って
張設されたロープを介してかごの昇降を連続的に検出
し、かごの昇降時にかご移動信号を連続的に発生するか
ご昇降検出装置と、かご昇降検出装置から出力されたか
ご移動信号を走行パターンの信号レベルに合わせてかご
速度に変換する第１の変換回路と、電動機の回転を検出
し、回転時に回転信号を発生する電動機回転検出手段
と、電動機回転検出手段から出力された回転信号を走行
パターンの信号レベルに合わせて回転速度に変換する第
２の変換回路と、電動機回転検出手段から出力された回
転信号を回転角度に変換する変換器とを備え、第１の変
換回路、第２の変換回絡、及び変換器とによって、かご
速度、回転速度、及び回転角度の帰還が行われる制御系
に構成したものである。

［作用］本発明における第１の変換回路は、かご昇降検出装置か
ら連続的に出力されたかご移動信号をかご速度に変換し
て制御系に帰還させるので、かご速度に対応した応答性
の優れた制御が行なわれる。また、第２の変換回路およ
び変換器は、電動機回転検出手段から出力された回転信
号を、回転速度、および回転角度に変換して制御系に帰
還させるので、かごの下降時における応答性が速くな
り、油圧ポンプの油漏れによる影響が抑制される。この
ため、かごに対するショックが無くなり、スムーズな下
降動作が得られる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例による油圧エレべ一タの制御
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）のピットに埋設さ
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（３）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、（６）はかご床（5a）の
下部に取りつけられた負荷検出装置、（８）は昇降路に
沿って張設されてかご（５）と連結されたロープ（8b）
を介して昇降路に設けらたれたかご昇降検出装置で、か
ご（５）の昇降を連続的に検出し、かごの昇降時にはか
ご移動信号を連続的に発生する。（11）は常時逆止弁と
して機能し、電磁コイル（11b）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砲切換弁、
（11a）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（1
1）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）の回転を検出し、回転時
に回転信号（14a）を発生する電動機回転検出手段であ
り、例えばロータリエンコーダからなり、回転時にパル
ス信号を発生する。以下、本実施例でほ電動磯回転検出
手段としてロータリエンコーダを例に挙げ、回転信号は
パルス信号であるとして説明する。

（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、（16）は油タンク（15）の油温を検
出する油温検出装置である。R,S,Tは三相交流電源、（2
1）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、（24）は電動機（13）より回生された直流
電力を三相交流電源R,S,Tに返還する回生用インバー
タ、（25）は負荷検出装置（６）の負荷信号（6a）と、
ロータリエンコーダ（14）のパルス信号（14a）と、油
温検出装置（16）の油温信号（16a）と、かご移動信号
（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（30d
a）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、（41）はかごの昇降時すなわち常開接点（30
d）の閉成によって発生する運転信号（30da）が遅延回
路（40）を介して入力するとかご（５）を走行させる所
定の走行パターンの起動を指令する走行パターン発生手
段であり、上昇走行パターン発生回路（41U）と下降走
行パターン発生回路（41D）とから構成されている。上
昇走行パターン発生回絡（41U）は、遅延回絡（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（41D）
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。（41Ua）は上方向運転の期間中
閉成し続ける上方向接点、（41Da）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20℃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（30d）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、かご昇降検出装置（８）より出力す
るかご移動信号（8a）に基づく停止指令信号（10a）が
発せられると、その出力値は零となる。（46）は走行パ
ターン発生回路（41U）又は（41D）の出力とバイアスパ
ターン発生回絡（45）の出力とを加算して、後述する第
３図（ｃ）又は第４図（ａ）のパターン信号を出力する
加算器である。

（47）はロータリエンコーダ（14）から出力されたパル
ス信号（14a）をパターン信号と同一電圧レベルにレベ
ル変換する第２の変換回路であり、電動機（13）の回転
速度を検出するものである。（48）は加算器（46）側か
らの出力と第２の変換回路（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）の出力と第２
の変換回路（47）の出力とを加算して周波数指令信号ω
₀を出力する加算器、（51）は加算器（50）の周波数指
令信号ω₀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ω₀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）はかご昇降検出装置（８）から出力されたかご移
動信号（8a）をパターン信号レベルに合わせる第１の変
換回路であり、かご速度を検出するものである。（54）
は速度パターンと、かご移動信号（8a）が第１の変換回
路（53）を経た信号とを比較して差をとる減算器、（5
6）は増幅器、（55）は増幅器（56）の出力と加算器（4
6）の出力とを加算して減算器（48）に出力する加算器
である。

減速指令信号（9a）と停止指令信号（10a）は、かご移
動信号（8a）を積分器（図示せず）によって積分して得
られる走行距離より算出された減速点、停止点でそれぞ
れ発せられる位置信号である。

（57）はロ一タリエンコーダ（14）から出力されたパル
ス信号（14a）を回転角度に変換する変換器であり、そ
の出力信号（57a）は基準正弦波発生回路（52）に入力
され、これによって電流の応答牲を上げるべクトル制御
が行われる。

前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、常開接点（30a），（30b），（30c）が閉成して電
動機（13）がインバ一タ（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（4
5）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（15）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（46）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（15a）、油圧
ポンプ（12）、管（12a）、電磁切換弁（11）、管（11
a）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、第１の変換回路
（55）を経たかご移動信号（8a）すなわちかご速度が減
算器（54）で比較されて偏差信号を出力し、増幅器（5
6）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、かご移
動信号（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（46）の出力が急激に減少
し、かご（５）は油圧ポンプ（12）の油量が油漏れ量相
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）は一旦正転した後に正転に移行
し、制動しながらかご（５）の位置制御を行うことにな
るが、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本発明による制御装置
との比較説明を行う。

第３図（ａ）〜（ｄ）はかご上昇時におけるかご速度パ
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（56）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（ｃ）図に示
すように前記の応答遅れ△ｔ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、スムーズな上昇動作が得られず、乗心
地を極端に悪化してしまうことになる。

ところが、本発明ではかご昇降検出装置（８）によっ
て、かご（５）に達結したロープ（8b）がかご（５）の
昇降動作に連動して応答遅れを生じないで速度制御装置
（25）へかご移動信号（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、油圧ポンプの油漏れ
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−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
速付近で電動機の制御応答性が遅いと、第４図（ｂ）に
示すようなかごの下降時の振動が発生する。

ところが、本発明の場合は電動機（13）の回転角及び回
転速度を変換器（57）及び第２の変換回路（47）が検出
して帰還させるとともに、変換器（57）の出力信号（57
a）、つまり回転角信号が基準正弦波発生回路（52）に
入力されるような制御系に構成されているので、電動機
（13）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下降動作中の振動が抑制され
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］以上説明したように、本発明によれば、第１の変換回
路、第２の変換回路、及び変換器によって、かご速度、
電動機の回転速度及び回転角度を、連続的に検出し、こ
れらの帰還が行われる制御系に構成したので、かご位置
に対応した応答性の優れた制御が行え、高精度で安定し
たエレべ一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図は本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）はかご上昇時におけるかご速度のパターンを示す
線図、（ｂ）はかご上昇時における従来の制御装置によ
るかご速度帰還量を示す線図、（ｃ）はかご上昇時にお
ける電動機の回転数のパターンを示す線図、（ｄ）はか
ご上昇時における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、（ｅ）はかご上昇時における本
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）は本発明に係る制御装置によって得られる下
降時におけるかご実速度を示す線図である。図において、（１）は昇降路、（５）はかご、（８）は
かご昇降検出装置、（8a）はかご移動信号、（8b）はロ
ープ、（12）は油圧ポンプ、（13）は電動機、（14）は
ロータリエンコーダ（電動機回転検出手段）、（14a）
はパルス信号（回転信号）、（41）は走行パターン発生
手段、（41U）は上昇走行パターン発生回路、（41D）は
下降走行パターン発生回路、（45）はバイアスパターン
発生回路、（47）は第２の変換回路、（55）は第１の変
換回路、（57）は変換器である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレベータ昇降時に所定の走行パターンを
発生する走行パターン発生手段と、油圧ポンプの油漏れ量に応じて電動機の前記走行パター
ンを補正するバイアスパターンを発生するバイアスパタ
ーン発生回路と、かごに結合され昇降路に沿って張設されたロープを介し
てかごの昇降を連続的に検出し、かごの昇降時にかご移
動信号を連続的に発生するかご昇降検出装置と、該かご昇降検出装置から出力されたかご移動信号を前記
走行パターンの信号レベルに合わせてかご速度に変換す
る第１の変換回路と、前記電動機の回転を検出し、回転時に回転信号を発生す
る電動機回転検出手段と、該電動機回転検出手段から出力された回転信号を前記走
行パターンの信号レベルに合わせて回転速度に変換する
第２の変換回路と、前記電動機回転検出手段から出力された回転信号を回転
角度に変換する変換器とを備え、前記第１の変換回路、第２の変換回路、及び変換器によ
って、かご速度、回転速度、及び回転角度の帰還が行わ
れる制御系に構成したことを特徴とする油圧エレベータ
の制御装置。