JPS58109372A - エレベ−タの速度制御装置 - 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】 本発明は、駆動用モータとして可変周波数電源によ多速
度制御を行なうようにした三相誘尋電動機を用い几高速
エレベータの速度制御装置に関する０ 従来、エレベータ駆動用のモータとしては、速度制御が
容易であるという観点から、王として直流［動機が使用
されていた〇 しかしながら、直流電動機ｉｌｔ、原理上、整流子とブ
ラシを必要とするため保守性が悪く、かつそれ自体もハ
イコストになるという欠点がある。

そこで、エレベータの駆動用モータとして交流モータ、
例えば誘導電動機を用い、減速時での制御を直流制動Ｋ
Ｊ：り７行なうようにした、いわゆるＤＢ制御エレベー
タが使用されるようになってきたが、この方式では駆動
用モータの加速時と減速時に必要な特性に工りその同期
速度が制限されるため、高速のエレベータには適用が困
難であるという欠点があった。

そこで、誘導電動機を駆動用モータとした高速エレベー
タ會得るため、インバータ或いはサイクロコンバータな
どの可変周波数電源上使用する方法が提案されてお〕、
第１図にその一例を示す。

図において、１は商用電源、２はインバータ、サイクロ
コンバータなどの可変周波数電源装置（以争 下、電源装置という）、３は電源装置２のサイリスクを
制御するゲート信号、４はエレベータ駆動用の三相誘導
電動機（以下、ＩＭという）、５はＩＭ４に直結で、或
い扛滅：□速ギヤを介して駆動されるトラクションシー
プ（以下、単にシープという）、６はエレベータの主索
、７はエレベータの乗りかご、８は釣如合いおもり、９
はＩＭ４の軸、或いはシープ５の軸に取り付けられ九回
転速度検出用ノ発電機（ＰＧとい５　）、１０は速Ｊｉ
ｊ（１号、１１１ａ、ゲート信号３を発生する位相制御
ｖｃｌｌ（ＰＨという）、１２に速度指令発生装置、１
３は速度指令信号である。

電源装置２は）’Ｈｉ１からのゲート信号３によって制
御され、開用電源１からの電力を周波数変換してＩＭ４
に供給する働きをする。

速度指令発生装置１２はエレベータの呼びなどに応じて
乗りかと７に必要な速度の目標値となる速度指令信号１
３を発生する。

そこで、ＰＨ１１は速度指令信号１３と乗シかご１の実
際の速度を表わす速度信号１０とを比較し、それらの差
に応じてゲート信号３を発生して電源装置２の出力周波
数を変化させ、ＩＭ４の回転適度を変えることによシ乗
シかと７の速度が速度指令信号１３に、よ、？て与えら
れている目標値と一致するような制御管材なう。

この第１図に示した方式にぶれば、三相誘導電動機など
の変流のモータによシかなシ高速のエレベータの駆動が
可能になる０ ところで、この方式では、エレベータの加速開始時或い
は減速終端時に電源装置２の出力周波数を極めて低い周
波数領域まで制御する必要がある。

しかしながら、電源装置２ｔ−構成するインノ（−タ戚
いにサイクロコンバータなどの機器は、低周波において
は動作が極めて不安定になシ、かつ転流失敗などを起こ
し易くなるため細かな制御が困難であるという欠点があ
ったＯ ま友、このようなエレベータなどの装置においては、据
付工事完了後の試運転時、或いは保守点検時など罠は、
かなり低速での運転が必要であるが、この方式では上記
の理由によシミ源装置２によって常時直接運転するのは
困難で、そのｔめには他に予備の電源装置などが必要に
なるという欠点があった。

さらに、このようなインバータ又はサイクロコンバータ
などの電源装置は、原理上低周波で動作させたとき電源
波形に高調波成分が多くなり、電動機のトルクに脈動が
多くなる上、電源ノイズを多くし力率も低下してしまう
などの欠点があつ交。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、エレ
ベータの駆動用モータとして可変周波数電源装置に１っ
て駆動される誘導電動機を用いた場合でも、エレベータ
の加速開始時或いは減速終端時においても安定して脈動
などの少ない制御が可能で、しかも低速運転も直接容易
に行なえるようにしたエレベータの速度制御装置管提供
するにある。

この目的ｔ−遜成するため、本発明は、駆動用モータと
して２巻線極数変換形誘導電動機を使用し、この電動機
の極数が小さい方の巻線に可変周波数電圧を、極数の大
きい方の巻線に可変電圧をそれぞれ供給して速度制御を
行なうようにし次点を特徴とする０ 以下、本発明によるエレベータの速度制御装置の実施側
管図面について説明する。

第２図は本発明の一実施例で、商用電源１、電源装置２
、ゲート信号３、シープ５、主索６、乗シかご１、約９
合いおもシ８、ＰＧ９、速度信号１０、ＰＨ１１、速度
指令発生装置１２、速度指令信号１３などは１１１図の
従来例と同じであり、さらに図において、２０は２巻線
極数変換形誘導電動機（ＩＭという）、２１は極数が少
ない方の巻線（高速巻線という）、２２は極数が多くな
る方の巻線（低速巻線という）、２３は可変電圧電源袈
１Ｉｌｌ（低速電源という）、２４はゲート信号、２５
は位相制御装置（ＰＨという）、２６に比較切換器（Ｃ
ＯＭという）、２７．２８は速度信号である。

２巻線極数変換形ＩＭ２Ｇは高速壱［２１と低速巻線２
２とを独立に有し、高速巻線２１によシ駆動されたとき
には例えば４極の電機子構造となって比較的高い同期速
度のもとで動作し、低速巻線２２゛にｘｂ駆動され友と
きＩＩｃは例えば１６極の電機子構造となってかなシ低
い同期速度のもとで動作するようになっている。

低速電源２３はサイリスタなどからなシ、商用電１１ｔ
ｌからの交流電源を位相制御などにより任意の電圧の三
相交流として出力したシ、直流として出力し几すする働
きをする０ ＰＨ２５は速度指令信号１３と速度信号２８とｔ比較し
、それらの差に応じてゲート信号２４ｔ−発生する働き
をする。

Ｃ０Ｍ２６はＰＯ２からの速度信号１０を入力して所定
の基準値と比較し、速度信号１０が基準値以下のときに
はＰＨ２５Ｉｎ動作状態にし、この速度信号１０を速度
信号２８としてＰＨ２５に出力し、それが基準値以上に
なっているときにはＰ）ｉｌｌｔ−動作状態にし、速度
信号２７’ｋ）’Ｈ１１に出力する働きをする。

次に、第３図に電源装置２（以下、高速電源という）と
低速電源２３の一実施例を示す。

高速電源２はサイリスタＴＨ，〜ＴＨｓ　、　ＴＨｓｔ
〜ＴＨ，、と、チョークコイルＣＨからなるインバータ
で構成され、商用電源１から供給された三１相交流ｔサ
イリスタＴＨ１〜ＴＨ，で整流し、チョークコイルＣＨ
で平滑化して直流とし、サイリスタＴＨ，１〜Ｔ）ｌｌ
、で商用電源１とは異なった周波数の三相交流に変換し
て２巻線極数変轡形ｌＭ２Ｏの高速巻Ｍ（＠２６１１１
’）　２１　）（’）端子Ｕｘ　、Ｖｔ−ＷｔＫｌｌｔ
給ｆる０このとき、サイリスタＴ　Ｈｓ〜ＴＨ−に供給
するゲート信号による位相制御によって直流電圧の制御
が行なわれ、サイリスタＴＨＩＳ〜ＴＨ，・に供給する
ゲート信号にニジ出力周波数の制御が行なわれる０ 低速電源２３はサイリスタＴＨ，１〜ＴＨ口と、加速制
御及び減速制御の切換えを行なう切換リレーからなり、
この切換リレーは接点り、−Ｌ、だけが示されておシ、
このうち接点Ｌ１　ｐ　Ｌ、　ｔ　Ｌ、は常開接点、接
点Ｌ３．　Ｌ、は常閉接点であるＯそして、この切換リ
レーは加速制御時にはＯＮＫなシ、減速制御時にはＯＦ
Ｆになる。そこで、加速制御時には接点Ｌ１　ｅ　Ｌｍ
　ｔ　ＬＩだけが閉じるのでＩＭの低３Ｈ［ｉ　（ＩＩ
　２　［ｆ）　２２　）　４ＦＩＩ！ｌ子Ｕｓ、ｖ＝、
ｗ＝　Ｋｅ！商用電源１かもの三相交流が供給され、そ
の電圧がサイリスタＴＨ，，〜ＴＨｓａに供給されるゲ
ート信号２４によって制御されることになる０框商用電
源１がサイリスタＴＨ，，〜ＴＨ，，て整流され次直流
が供給されて直流制動が行なわれ、その直流制動の強さ
がサイリスタＴＨ，，〜Ｔ　Ｈ雪ａに供給されるゲート
信号２４によって制御されることになる。

次に、第４図に上記本発明の実施例におけるエレベータ
の運転特性曲線を示したもので、時間ｔに対する乗りか
ごの速度ｖを表わし、曲線Ｓ　１　ｅ　８２　。

Ｓ３は走行距離が異なった場合のそれぞれの特性を表わ
しているＩＯまた、速ＦｊＬｖＴに前述の速度信号１０
　（ｗＬＺ図）が所定の基準値となるときの速度ｔ１速
度ＶＲはこのエレベータの定格速Ｊ［ｔ−それぞれ示し
たものである。そして、図の中で／Ｓツチング會施こし
た部分が低速巻線２２に電圧が与えられて制御が行なわ
れている領域を示し、それ以外の部分は高速巻線２１に
電圧が与えられて制御が行なわれている領域全表わして
おり、さらに二重のハツチングが施こしである部分は低
速巻線２２による制御領域ではあるが減速の几めのＤＢ
制御（直流制動による減速制御）が行なわれる領域であ
ることを示している。

次に、仁れら纂２図〜ＩＩ４図により動作について説明
する。

エレベータの呼びが登帰され、スタート指令が出される
と、速度指令発生＊ｆｆ１１２が速度指令信号１３ｔ−
発生する０ このとき、Ｃ０Ｍ２６はＰＯ２からの速度信号１０が０
で速度ＶＴに対応した基準値に達していないため、ＰＨ
２５ｔ−動作状態にし、それに速度信号１０會低速の速
度信号２８として供給するように動作している。

そこで、ＰＨ２５は速度指令信号１３と速度信号２８と
に対応してゲート信号２４ｔ−出力し、低圧電源２３の
各ナイリスタ管制御してｌＭ２Ｏの低圧巻線２２に商用
交流の周波数の三相交流を供給し、その電圧を制御して
速度制御上行なう電圧制御モードとして動作し、速度指
令信号１３に応じてエレベータの乗シかごＴｔ徐々、、
、に加速する。

やがて乗シかご７の速度が所定の、速度ｖＴに達すると
、ここでＣ０Ｍ２６はＰＨ２６の動作を止め、ＰＨ１１
’を動作状態にすると共に速ｊ［８号１０會高速の速度
信号２７としてＰＨ１ｉに供給するように切換わる。こ
の結果、ＩＪＱの低速巻Ｍ２２ｆｌオープンになり、他
方、高速巻線２１には高速電源２から三相交流が印加さ
れるようになる。

そこで、この時点から）’Ｈｉｉが動作を開始し、速度
指令信号１３と速度信号２７（１０と同じ）に対応した
ゲート信号３を高速電源２に供給してその周波数を制御
し、仁れによ！０　ｌＭ２Ｏの制御を行なう周波数制御
モードとして動作を始め、速度指令信号１３に応じて高
速巻線２１に供給されている三相交流の周波数上増加さ
せ、乗シかと７の速度管上げてゆく。そして、エレベー
タの乗りかと７を停止させるべき位置（建造物の階）が
検出されると、速度指令発生装置１２は速度指令信号１
３の増加を止め、ある期間中一定の電圧値を保った後、
減少してゆく電圧を速度指令信号１３として発生する。

一般に、この゛よ゛うなエレベータの速度指令信号は、
加速時には一定の時間ｉ６ｇにしたがって増加してゆく
形をとるが、減速時には乗シかとＴの現在位置と停止階
までの距離に対応して所定の減速度が得られるような距
離−数にしたがって減少してゆく形管とる１５に構成さ
れている。

そこで、Ｐ）１ｉ１Ｈ１この電圧値が減少してゆく速度
指令信号１３に応じて高速電源２の出力周波数を減少さ
せてゆき、ｌＭ２Ｏは高速巻線２３に供給されている三
相交流の周波数が減少してゆくのＫつれて減速トルクを
発生し、エレベータの速度管低下させてゆく。

やがて、エレベータの速度が所定値ＶＴ（第４図）にま
で低下し、それがＣＯＭＺ６で検出されるとＰＨ１１に
よる動作は停止して再びＰＨ２５が動作する電圧制御モ
ードに切換わるＯｌた、このときには減速状態にあるた
め、低速電源２３の切換リレーがＤＢ制御に切換わって
いる。

そこで、このときには、減少してゆく速度指令信号１３
と低速の速度信号２８に応じて所定の電圧の直流がｌＭ
２Ｏの低速巻線２２の２相関に供給され、ＤＢ制御モー
ドで動作を開始してエレベータの減速制御が行なわれる
０ そして、乗りかと１が目的の階に到着すると、速度指令
信号１３はゼロになり、機械的なブレーキが作動してエ
レベータを停止させる、・従って、この実施例によれば
、エレベータの乗りかごの速度が所在値ＶＴより低いと
きには、駆動用のモータが低速巻線による比較的極数の
多いつまり一期速度が充分に低い状態で動作するから、
電圧制御によってかなり低速でも充分安定に、スムーズ
な速度制御を行なうことができ、他方、エレベータの速
度が所定値Ｖ７以上となったときには、駆動用のモータ
が高速巻線による少ない極数で同期速度が充分に高く得
られる状態で動作するため、高速電源はあまり低い周波
数で動作する必要がなくなって充分に安定に動作し、し
かも高速度でエレベータを勧かすことができる。

なお、以上の実施例では、高速電源となる可変周波数電
源装置をインバータで構成したが、これはサイクロコン
バータで構成してもよく、これに工ってもほぼ同じ効果
が期待できる。

また、上記実施例では、第４図から明らかな工うに、電
圧制御モードから周波数制御モードへの切換え、或いは
周液数制御（−ドからＤＢ制御モードへの切換えが、い
ずれも所定の速度ＶＴ″′Ｃ同時に行なわれるようにな
っているが、両方の制御モードを所定の速ｊ［ｖＴの近
傍で成る程度重複させて行なうようにしてもよい。

これにぶれば、切換時に急激な速度変化を生じる虞れを
少くシ、エレベータの乗り心地を改善することができる
。

以上説明したように、本発明によれば、可変周波数電Ｓ
装置を低い周波数領域で動作させる必要がないから動作
が安定でモータのトルク脈動が少くなり、駆動用モータ
の回転速度の変化範囲が広くなるから高速のエレベータ
を得ることができ、低速度の状態では同期速度が充分に
低くなっているから、電圧制御により極めて低速での安
定でスムーズな制御が容易に行なえる：上、大きな＼加
減速トルクを得ることができ、従来技術の欠点１除いて
高性能１有するエレベータの速度制御装置を比較的ロー
コストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

ａｇ１図は可変周波数電ｍを用い几エレベータの速度制
御装置の従来例を示すブロック図、第２図は本発明に↓
るエレベータの速度制御装置の一実施例を示すブロック
図、第３図は本発明における可変“周波数電源と可ｉｔ
圧電源の一実施例を示す回路図、第４図は第２図に示し
た本発明の実施例の動作を説明するための曲線図である
。 ２・・・・・・可変周波数電源装置（高速電源）、１１
・２５・・・・・・位相制御器、２０・・・・・・２巻
線極数変換型誘導電動機、２１・・・・・・高速巻線、
２２・・・・・・低速巻線、２３・・・・・・可変電圧
電源装置（低速電源）、２６・・・・・・比較切換器。 第１図 ｚ 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変周波数電源管備え、駆動用電動機に供給すべき
   電圧の周波数を変化させて速度制御管台な’５方式のエ
   レベータにおいて、比較的高い同期速［を与える＠ｌの
   巻数及びそれよ如低い同期速度を与える第２の巻線とを
   備え穴２巻線極数変換形駆動電動機と、可変電圧電源と
   金設け、エレベータの速度が所定値以上の領域で扛上記
   駆動用電動機の第１の巻線に可変周波数電圧上供給して
   速度制御上行ない、エレベータの速度が所定値以下の領
   域では上記駆動用電動機の第２の巻線に可変電圧管供給
   して速度制御上行なうように構成したこと管特徴とする
   エレベータの速度制御装置０２、特許請求の範Ｓ菖１項
   において、上記駆動用電動機のＩＩ２の巻１ＩＫＮ１ｔ
   ＩＬ電圧會供給する手段上膜け、上記エレベータの速度
   が所定値以下の領域における減速制御上直流制動により
   行なう工うに構成し九〇とｔ％黴とするエレベータの速
   度制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記駆動用電動機
   の第１と第２の巻線に対する可変周波数電圧と可変電圧
   の供給を同時に行なわせる手段を設け、エレベータの速
   度が上記所定値近傍にあるときの速度制御ｖｉ−機数の
   制御手段で重複して行なう工うに構成したことを％徴と
   するエレベータの速度制御装置。