JPS606574A - 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】 本発明はエレベータの速度制御装置に係り、特に、エレ
ベータかとを駆動する電動機のトルク特性を補償する回
路の改良に関する。

第１図ｔまエレベータの概略構成と併せて従来の速度制
御装置の構成を示す１０７２図である。

同図に愈いて、綱車（８１に巻き掛けらｒｔ　ｘ　ｏ−
プ（２）の−ｍ部に釣合い重り（１）が、その他端部に
エレベータかと（以下単にかごと言う）（４）がそｔｌ
ぞｎ結合さｎており、このかと（４）が昇降する最土階
（５）の手前には終点を検出する、例えばリミットスイ
ッチでなる終点検出器（７Ａ）　ＩＣ７Ｂ）が、最下階
（６）の手前には同じく終点ｖｌ−検出する終点検出器
（８Ａ）。

（８Ｂ）が七牡それ縦列に配置さｔｔ、かご（４）には
こｆらの終点検出器を動作させる終点検出用カム（９）
が取付けらｎている。

また、かご（４）を駆動する三相誘導電動機（以下単に
電動機とも言う）　（１０）が図示しない巻上機を介し
て綱車（８）に結合され、三相交流電源（１６）に接続
さ才する電動機制御回路としてのサイリスタ装置すηに
よってこの電動様（１ｏｌの回転数全制御するようにな
っている。

一方、かご（４）の速度を検出する速度検出器としての
回転計発電壁（１匂がｉ′４ｉ、動磯叫に直結ざ朴、こ
の回転計発電機（１匂の速度検出１百号ｖＴおよび終点
検出器（７ＡＬ（７Ｂ）＊（８ＡＬ（ａＢ）の終点検出
１８号　ＬＦ３か速度ｔｌ制御回路’ＪＲ）に取込まｎ
るようになっている。

この速度制御回路（閾は後述する速度指令信号ｖＰおよ
び上記速度検出イｇ号ｖＴ舎入力して電動機（１０）の
トルク特性の補償を行う補慎装暉（１３ａ）と、終点検
出信号ＬＩＩＩに基いて終端階でのかごの減速指令信号
■８を発生する終端階減速指令信号発生回路（１３ｂ）
とで構成’ａｔｚ、この９ち補償器＠　（１３ａ）は、
速度指令信号ｖＰおよび速度検出１百ｖＴの偏差を演算
する加算器（１３０）と、この加算器（１３０）の出力
に基いてこの制御系のゲイン特性および位相特性を補償
する補償器（１３１）と、入出力特性が第２図に示すよ
うに、ルート特性を有するルートアンプ（１５２）とで
なっている。

また、速度指令信号■Ｐを得るために、終端階の減速指
令を含めた正規速度信号ｖｎヲ発生する速度指令信号発
生装置０句が設けらｎるとともに、この正規速度指令信
号Ｖ　と終端階減速指令信号■ｓ　と全比較して何汎か
低い値を速度指令信号ｖＰとして出力する比較器（１５
）が設けらｎている。

上記の如く構成さｆ′した速度制御装置の作用？。

特に、減速制御する場合について説明する。

先ず、終端階減速指令信号発生回路（＋３１＋）は、速
度指令信号発生装置（四が万一故障した場合でも。

かご（４）を安全に減速着床させるためのもので、かご
（４）が最上階（６）または最下階（６）に接近して終
端検出器（７Ａ）ｔ（７ｆｌ）Ｉ（８Ａ）ＩＣ８Ｂ）が
動作したときの終点検出４８号　Ｌ８が加えられると、
正規速度指令信号■　とは独立に減速指令４ｇ号ｖ８會
出力する。

このとき、比較器（Ｖｌ）は正規速度指令信号ｖｎと減
速指令信号−■８とを比較し、Ｖ、　＜　ＶＢであると
き　ｖｎを、ｖｎ″２ｖ、３であるとき　ｖ８をそｎぞ
ｎ選択し、速度指令信号ｖＰとして補償装置（１５ａ）
に加える。

補償装置！ｃ（１３ａ）では、加算器（１５０）　Ｋ　
ヨッテＪ度検出侶号ｖＴと速度指令信号ｖＰとの偏差分
を演算して補償器（１３１）に加える。この補償器（１
５υはアナログ回路で構成され、この速度制御系の位相
補償およびゲイン補償を行うものであるか、通常、次式
で示す伝達関数Ｇ　（８）　’に持つものが使用さｎる
。

ただし、Ｋはゲイン、Ｔ工、Ｔ２　は時定数、Ｓはラプ
ラス演算子である。

次に、補償器（１５りの出力はルートアンプ（１３２］
に加えられるが、このルートアンプ（１３２）　ｌｄ、
第２図に示すように入力電圧Ｖ。全１７２乗した出力電
圧　Ｖ。全骨るものである。つまり、誘導１ｊＬ動機の
発生トルクは入力電圧の自乗に比例するので。

このルートアンプ（１り２）　Ｋよって制御系全体を線
形制御系にしている。参考までに、このルートアンプの
構成を第３図に示す。

かくして、かご（４）の乗り心地、および、着床精度を
良くするために、ゲイン補償および位相補償が行なわｎ
、且つ、電動機叫の入力電圧とトルクとの関係′ｆ：、
も補償し−ｆｃ電圧信号■。が、サイリスク装置０１の
制御信号として加えらｎ、サイリスクの点弧角を制御す
る。

一方、サイリスタ装置（ｌ刀は、この′電圧信号　Ｖ。

が正である場合、電ｓ磯■）にカ行トルクを、この電圧
信号　Ｖ。が負である場合、１Ｍ、ａ磯（１０）にｔｆ
ｆｌｌ動トルク會発生せしめる。このようにして、速度
検出信号ｖＴヲ速度指令信号ｖＰ′に追従させてかと（
４）の速度を制御している。

ところで、誘導電動機の発生トルクは上述したように入
力電圧に依存するとともに、自乗特性を持って訃り、そ
の制御性の改善のためにルードア７　フ（１３２）　’
ｉ用いて補償しているものの、このルートアンプ（１３
２）は必ずしもルート特性を有しないがために、補正が
不十分であった。

一方、誘導電動機の発生トルクは回転数にも依存してお
り、その＠流側動トルクは第４図に示すように、その回
転数に対して著しい非線形の特性を有している。なお、
この特性曲線ｖ００．ｖｏ２　はそｎぞれ補償装置（１
３ａ）の出力電圧　Ｖ。を一定値ｖ０□訃工びＶ。２ｖ
ｃ保持した場合のもので、横軸は誘導電動機の同期速度
に対する丁べｖＳを、縦軸は直流制動トルクＴを表わし
ている。

ここで、かご（４ン會減速丁ゐ場合、速度検出信号ｖ、
ｒヲ速度指令毎号ＶＰに追従させて十分な着床精度を確
保するためには、補償器（１３１）の伝達門ｅｉＧ　ｉ
Ｂ）中のゲインに’（高く設定する必要がある。

しかしながら、減速時のトルク特性が絹４図に示した如
く、イ戚速開始時、すなわち、Ａ点の近傍でのトルクは
小さく、制御系全体でのゲインが小さくなる。したがっ
て、制御系の減衰性ｅま良好であるものの連応性が悪く
なるために、結局、速度指令信号ｖＰに対する追従性が
悪くなっていた。

一方、低速時、すなわち、Ｂ点の近傍ではトルクＴが過
大になり、制御系全体のゲ１ンが大きくなりすぎる。よ
って、制御系の連応性は良好である反面、減衰性が悪く
なっている。

このため１乗り心地が悪くなると同時に、かご（４）の
揺ｎやロープ（２）の振動等によって引き起こさｎる外
乱が、速度検出信号　■７に重畳さｎ、さらに、こｎが
補償器（１３１）にフィード！（ツクさ７することがら
振動が発生し易くなる。

また、サイリスタ装置ｆｔ　（１υ＃／ｃあっても、そ
の入力電圧と出力電圧との関係は第５図の曲線　Ｔｈで
示す工うに非綴形性であることから、このことも制御性
悪化の一因になっていた。なお、第５図は誘導″ＫＬ動
機がカ行トルクを発生じた場合の入出力特性である。

しかして、従来のエレベータの速度制御装置にあっては
、上述した事柄に対する補償を全て補償装置（１３ａ）
　ＶＣ工って行なわ４なけｔｌばならず、結局のところ
、こｎらに対する補償が不十分のままで制御が行なわれ
ていた。このため、乗り心地が悪く、しかも、漬床精度
も低いという欠点があったＯ このことは、交流エレベータに限らず、一般にアナログ
回路で構成さｔ′した速度制御回路を具えるエレベータ
に共通する問題でもあった。

本発明は上記の欠点を除去するためになさ才またちので
、良好な乗り心地と高精度の着床制御を実現し得るエレ
ベータの速度制御装置の提供な目的とする。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。

第６図は本発明に係るエレベータの速度制御装置の主要
部の構成を示すブロック図で、第１図に示しｒｃ従従来
置のうち、速度制御回路（坦の代わりに、第６図の速度
制御回路（ｊ３Ａ）　ｌ用いるものである。

ここで、速度Ｉ１３御回路（１５Ａ）は速度指令信号ｖ
Ｐお工び速度検出信号ｖＴの偏差を演算する加昇器（１
３０）と、この加昇器（１３０）の出力信号を補償して
出力する上述したと同一構成の補償器（１３１）と。

この補償器（１３１）の出力電圧１８号Ｖ。および速度
検出信号ｖＴ會そｎぞれＡ−Ｄ変換器（１５３）お裏び
（１３６）　を介して取シ込み、主に、補償器（１３１
）では不十分な補償すなわち、非線形分の補償と併せて
、第１図に示し次長端階減速指令信号発生回路（１３１
））の機能を有する、マイクロプロセッサでなるディジ
タル処理装置（１３４）と、このディジタル処理装置（
１３４）で補償された電圧信号およびここで作らｔ′１
．′ｆＣ終端階減速指令信号全それぞれアナログ信号に
変換するＤ−Ａ変換器（’１３５）および（１３７）と
で構成されている。

上記の如＜ｍ成さｎた本発明に係るエレベータの速度制
御装置の作用を第７図乃至第１１図をも参照して以下に
説明する。

先ず、速度指令信号ｖＰと速度検出信号　ｖＴとの偏差
分が補償器（１５１）　Ｋ加えられると、この補償器（
１！１１）は上述したと同様に、ゲイン補償訃工び位相
補償を行″：）た電圧信号Ｖ。を出力する。この電圧信
号Ｖ。ばＡ−Ｄ変換器（１３３）によってディジタル信
号に変換ざノ１てディジタル処理装置（１３４）に取シ
込まむる。一方、速度検出信号Ｖ。

％′！！た。Ａ−Ｄ変換器（１３６）に工ってデイジタ
ル信号に変換さｎてディジタル処理装置（１３４）に取
り込１れる。

ここで、ディジタル処理装置（１３４）は、補償器（１
３１）の電圧信号　Ｖ。ｒｔｃ対して次の補正演算全行
う。

１）、サイリスク装置σηの入出力電圧間の非線形性の
補正、 ２）、’ｒｌｉ：＃Ｉｆｌαωの入力′電圧による発生
トルクの依存性の補正、 ５）、亀＃ｌ磯叫の回転数による発生トルクの依存性の
補正、 ４）、その他、乗り心地、酒床鞘度の同上の補正。

以下、ディジタル処理装置（１３４）の動作を説明する
。ディジタル処理装置（＋３４）は第７図のフａ−テヤ
ートて示すように、先ず、必要な入力情報ヲ取り込み（
ステップ（以下ステップ１単にＳとも記す）、２００）
、次に補償器（１３りの出力電圧侶４ｙ。Ｋ対して上述
した各種の補正演算を行う（８３００〜８６００）。次
に、Ｄ−Ａ変換器（１３５）を介してサイリスク装置（
ｉｌｌに点弧角音制御する電圧信号ｖｏを送出する（ｓ
７００．ｌ。

以上の補正により補償器（１５１）の出力電圧Ｖ。

と電動機ααの発生トルクとの関係が常Ｋ　ａ形化さｎ
る。

次にディジタル処理装置（１５４）は終点検出器（７Ａ
）ｓ（７Ｂ）、（８Ａ）、（８Ｂ）の終点検出信号　Ｌ
ｓの有無を調べ（ｓａｏｏ）　、続いて、終点検出信号
Ｌ８がないを介して比較器（籾に出力する。

かくして、速度指令信号発生装置９旬が故障した場合で
も、終端階に安全に着床することかでｈゐ。

次に、各ステップの処理内容についての説明を行う。

データ入力処理（ｓ２００）では補償器（１３１）の出
力電圧　Ｖ。’（ｊＡ−Ｄ変換器（１３１）　Ｋよって
ディジタル量に変換した値ＶＤと、速度検出ｍ号　■、
をＡ−り変換器（１３６）によってディジタル量に変換
し比値と、終点検出信号ＬＢと全ディジタル処理装置ｔ
（１３４）に取り込む。

サイリスタ装置非線形補正（ｓｓｏｏ）では絹５図に示
したサイリスタ装置（１１）の入出力電圧間の非線形性
を補正するために、入力電圧　Ｖ。Ｋ適当な定数Ａｉか
け、あらためてその値をサイリスタ装置Ｊｌｌに出力す
ることに、ｌ：って入出力の関係音線形化することがで
きる。この場合の処理手順ｖｉ−第８図に、その補正に
用いるＲＯＭの内容を第９図に示す。

すなわち、ディジタル処理装置（１，５４）ｉｊ各入力
電圧Ｖ。に対する補正係斂Ａ會、入力電圧の小ざい順（
ｖｏｏ＜ｖ。□く・・・くｖ。□く・・くｖ。ｎ）に格
納し７′ｃＲＯＭｔ″具えている。この場合、入力電圧
　Ｖ。０１′〃Ｕは使用するＡ−Ｄ変換器（１５５）の
語長によって決ってしまうため、とのＡ−Ｄ変換器の分
解能以上には補正係数Ａの個数を増やすことはできない
。

したがって、その補正動作としては、先ず、補償器（１
３りの出力電圧Ｖ。に応じた補正係数Ａ會ＲＯＭから続
み込む（８３０す。その際、　Ｖｏが互いに１′ステツ
プだけ異るＶ。、とＶ。１＋１の間の値であればどちら
か近い値に対する補正係数全採用する。

なお、演算時間に余裕のある場合には補間法にょ９補正
係数全演算してもよい。次に、可、圧　Ｖ。をディジタ
ル量に変換した値　ＶＤにこの補正係数の値を掛ける（
Ｓ！＋０２）　。なお、この結果１ｖゎ、とする。

かくして、サイリスク装置Ｑ１に対する非線形補正処理
を終了する。

次に、１！動磯トルク補正（８４００）では、従来装置
に用いらｆしたルートアンプ（１５２）で行っていた、
誘導ｉｔ勤磯の入力電圧による発生トルクの依存性の補
正を行う。すなわち、上述した演算結果ＶＤ□の平方根
■Ｄ２”求める演算１行う。上述しｆこように、ルート
アンプ（１３２）はアナログ回路で構成さｎでいるため
、ルート特性が不正確であることから不十分な補正しか
行なえ得なかったが、テイジタル演算ＫＪＣｆ）正確な
補正が可能になっている。

次に、電動機トルク補正（ｓｓｏｏ）では、誘導電動機
の回転数に対する発生トルクの依存性の補正を行ってい
る。その詳しい処理手順を第１０図に。

こｎに用いるＲＯＭの内容ｔ−第１１図に示す。この場
合、誘導電動機の発生トルクは第４図でも示したように
、速度に対して依存性を待っているため、ディジタル処
理装置（１３４）はこの依存性を解消しようとするもの
で、速度に対する補正係数Ｂ奮、速度の小びい順（■Ｔ
ｏ＜　ｖＴ□く・・・＜ｖＴ□く・・・〈ｖＴｍ）にＲ
ＯＭＫ格納しておき、Ａ−Ｄ変換器ケ介して（８２００
）Ｖｃで入力した速度検出信号ｖＴｖＣ対する補正係数
をこのＲＯＭから読み込み（８５０１）　、上述した演
算結果ｖＤ２Ｖｃこの補正係数Ｂｔ掛けて（Ｓ５０２）
　、第７図に示したプログラムに戻る。

ディジタル処理装置（１３４）によって上述した補正全
行えば、従来装置に比較して制御性能の格段の同上が図
ら才１ゐが、こｎ以外に、例えば、カ行運転から直流制
動制御に切換わる除に発生し易い振動などの補正’（ｉ
７　（８６００）で行っている。

なお、ここでｆ′ｉ電動機のトルク補正を２つのステッ
プに分けて処理しているが、電動機（１０）の回転数ケ
一定としたときの、サイリスタ装置すυの入力電圧とこ
の電動ｆｆｌ　（１（１１の発生トルクとの関係全線形
化するための補正係数をめて、上述した電圧信号ＶＤＶ
にの補重燕数會掛ける処理全行ってもよい。これに、ｌ
：り演算時間が短ｍされる。

なか、上記実施例でげ、交流エレベータに適用する速度
制御装置について説明したが、アナログ回路で構成され
た速度制御回路を有するエレベータには全て本発明全適
用し得ることは明らかであり、こｎによって制御性能を
格段に同よさせることができる。

ところで、上述した速度制御回路（１３Ａ）に８ビツト
のマイクロプロセッサを用いるものと丁ｎば、本来、こ
の速度制御回路全体をディジタル化することも可能であ
る。しかしながら、この速度制御回路（１３Ａ）の全体
會ディジタル化した場合には当然のことながら演算量が
多大となって処理時間が長くなる。このことは入力を取
り込んでから出力するまでのムダ時間が長くなって制御
性能を劣化させることになる。

そこで、本発明はトルク特性の補償において、迅速な応
答が必要な線形分の補償にアナログ回路を用い、遅い応
答でも十分な非線形分の補償にディジタル処理回路を用
いる構成としている。

以上の説明によって明らかな如く、本発明のエレベータ
の速度制御装置にょｉ’Ｌば、減速制御時のトルク特性
の線形分の補償にアナログ型の補償器を用いるとともに
、このアナログ型補償器では不十分な非線形分の補正に
ディジタル処理装ｆｌｆｔ−用いているので、アナログ
型の補償器のみでは実現できなかった良好なＩ′Ｉｉ制
御が可能ｖｃなジ、こｎによって良好な乗り心地を保つ
制御と、高精度な着床位置制御とが可能になる。

また、ディジタル処理装置鉦を用いたことによって、従
来装置ｕで用いた終端階減速指令信号発生回路が不巣に
なり、構成の簡易化と大幅なコストダウンを図９得ると
言う優ｎた効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエレベータの速度制御装置の構成全適用
対象であるエレベータの概略構成と併せて示し几ブロッ
ク図、第２図は同装置全構成するルートアンプの入出力
電圧特性図、第３図はこのルートアンプの詳細な構成を
示す回路図、第４図は一般的な誘導電＃Ｉ機のすべりと
直流制動トルクとの関係を示す線図、第５図は一般的な
サイリスク装置の入出力電圧特性図、第６図は本発明に
係るエレベータの速度制御装置の一実施例の主要部の構
成を示すブロック図、第７図、第８図、第１０図は同実
施例の作用を説明するためのフローチャート、第９図シ
よび第１１図は同実施例の主要な構成要素に用いるＲＯ
Ｍの内容を示す説明図である。 （４）：エレベータかと　（５）：最上階（６）：最下
階 （７Ａ）ｔ（７Ｂ）ｔ（８Ａ）ｔ（８Ｂ）　：終点検出
器αＯ）：三相誘導電動機　（１υ：サイリスタ装酋四
：回転計発を磯 （１８１＊　（１３Ａ）　：速度制御回路（’４　：正
規速度指令信号発生装置 ―）：比較器　（１３０）　：加算器 （１３１）　：補償器　（１３２）　：ルートアンプ（
１３３）、（１３６）　：　Ａ　−Ｄ変換器（１３４）
　：ディジタル処理装置 （１３５）ｓ（１３７）　：　Ｄ　−Ａ変換器第　１ｔ
Ｉｌ ！ｉ！４　図 寸へ゛リ　Ｓ １１！５図 八刀乞辷 第６図 １１１８ｔ１ｍ 第９図 第　１０　図 第　１１　団

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレベータのかごを駆動する電動機の回転速度を制御す
   る電ＭｔＪ磯制御回路と、前記かどの正規速度指令信号
   を発生する速度指令信号発生装置と、前記かどの速度を
   検出する速度検出器と、この速度検出器の速度信号およ
   び前記速度指令信号に基いて前記′ｖＬ’ｓ機制御回路
   全制御する速度制御回路とを具えるエレベータの速度制
   御装置に訃いて、前記速度制御回路は、前記速度検出器
   の速度信号および前記速度指令信号の偏差をめる加算器
   と、この加算器の出力に応じて制御系のゲイン特性およ
   び位相特性を補償する信号を出力するアナログ型補償器
   と、このアナログ型補償器の出力信号をディジタル年号
   に変換するＡ−Ｄ変換器と、このＡ−Ｄ変換器を介して
   前記アナログ型補償器の出力金塊り込み、このアナログ
   型補償器の出力と前記電ｖＪｊＪ磯の発生トルクとの関
   係金線形化するための補正を加えて出力する゛ディジタ
   ル型信号処理回　１路と、このディジタル型信号処理回
   路の出力アナログ信号に変換するＤ−Ａ変換器とを具備
   したこと全特徴とするエレベータの速度制御装置。