JPS6359945B2

JPS6359945B2 -

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Publication number: JPS6359945B2
Application number: JP55172495A
Authority: JP
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1988-11-22
Also published as: JPS5798475A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は交流エレベータの速度制御装置に係
り、特に負帰還制御によつて制動力を制御して減
速させるようにしてなる速度制御装置に関するも
のである。

最近、交流エレベータにおいては、装置の簡単
化と低廉化のため、減速時には速度発電機によつ
て検出された速度信号と速度指令発生装置からの
指令信号とを比較し、その差に応じて制動トルク
のみを帰還制御する方法が採用されている。

しかし、このような減速時に制動トルクのみを
制御する方法では、エレベータの全負荷範囲にわ
たつて同一の減速距離で制御しようとすると、機
械系の慣性を大きくしなければならず、省電力の
点から好ましくない。

そこで、従来は、減速開始点以後の惰行に必要
な慣性エネルギーを力行運転で補充し、機械系の
慣性を低減できるようにしている。ところで、エ
レベータの加速終了後は、誘導電動機を制御しな
いで、そのときの負荷によつて決まるすべり周波
数で運転した方が効率がよく、また、全負荷下降
運転時や無負荷上昇運転時のような軽負荷のエレ
ベータ速度は、全負荷上昇運転時や無負荷下降運
転時のような重負荷のエレベータ速度よりも大き
く、第１図に示すような関係があるので（第１図
のａ曲線は上昇運転時、ｂ曲線は下降運転時の関
係曲線）、速度発電機から得られる第１図と相以
の速度信号を用いて、第２図に示すように、定速
運転時の速度指令信号V_sを軽負荷時と重負荷時
の速度信号V_p1とV_p2の間に設定し、速度指令信
号の減速開始点ａ以後の速度信号≧速度指令信号
なる点で力行から制動に切り替えるようにしてい
る。

例えば、大きな制動力を必要とする軽負荷時に
は、ａ点ではV_p1−V_s＞０であるので、直ちに力
行から制動に切り替え、あまり制動力を必要とし
ない重負荷時には、着床点手前の所定の位置ａ点
より速度指令信号V_sを減少させて、V_p2＝V_sとな
るｂ点で制動側に切り替え、減速制御を行う。

このように、速度信号と速度指令信号とを比較
して、軽負荷時にはａ点より、重負荷時にはｂ点
より制動に切り替え、エレベータの負荷に応じて
実質的な減速距離を変えるように制御することに
より、機械系の慣性が大きくなるのを抑制してい
た。

しかし、良好な乗心地と着床特性を得るために
は、エレベータの負荷と減速距離との関係が比例
関係にある方が望ましいが、第２図に示すような
従来の方法では、上記の関係を実現することがで
きない。その第１の理由は、上記の関係を満足す
るようにするためには、速度指令信号をエレベー
タの着床点の手前の所定の位置より一定の割合で
直線的に減少する指令としなければならないが、
このような指令にすると、減速開始付近の乗心地
が悪化する。第２の理由は、第１図の特性から明
らかなように、エレベータ負荷と速度とは直線関
係がないので、速度信号と速度指令信号とを比較
しても、減速距離が負荷に比例しないので、全負
荷範囲に亘つて良好な特性を得ることができな
い。

さらに、電源電圧が変化すると、第１図の関係
も変化するので、力行から制動への切替え点が変
化して特性が悪化する。

また、定速走行時の速度信号の負荷に対する変
化範囲は、平衡負荷を基準にして±５％程度と非
常に小さく、また、回路部品のばらつきあるいは
温度変化による影響などのため、速度信号と速度
指令信号とをアナログ信号で比較して行う方式で
は、速度発電機からの速度信号と速度指令信号と
を比較してその差が所定値か否かを検出する回路
のゲインを現地で実際にエレベータを動かしなが
ら調整しなければならない。しかも、この場合、
上記の所定値を検出する回路の調整だけでは不充
分な場合は、速度信号のゲイン、すなわち、制御
系のループゲインも調整しなければならないの
で、調整にかなりの時間を必要とするという欠点
がある。すなわち、第２図に示すような従来のア
ナログ方式では、第２図中のVP₁，VP₂を調整し
なければならない。しかも、この調整は、制御装
置の部品のばらつきにより影響を受けるので、エ
レベータを運転しながら熟練者により行う必要が
あり、調整に時間がかかつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、全負荷範囲にわたつて安定した乗心地と着
床性能を得ることができ、また、保守および調整
工数を低減することができる交流エレベータの速
度制御装置を提供することにある。

本発明の特徴は、エレベータの速度に相当する
信号を発生する速度信号発生装置と、エレベータ
の着床手前の所定の位置を検出する位置検出装置
が動作後、エレベータを駆動する交流電動機の主
回路を力行から制動に切り替える切替装置の動作
点を決定するためのデイジタル信号によるもので
ある切替基準パターンを記憶する上記位置検出装
置動作時よりの時間またはエレベータの減速位置
に応動して上記切替基準パターンを更新すること
ができるようにしてある切替基準パターン記憶手
段と、上記速度信号発生装置の出力と上記切替基
準パターンとを比較する比較手段と、この比較手
段の出力が所定値になつたときに上記位置検出装
置が動作後上記切替装置を切り替える切替信号を
出力する切替信号出力手段とを具備させた点にあ
る。

以下本発明を第３図、第５図、第７図に示した
実施例および第４図、第６図、第８図、第９図を
用いて詳細に説明する。

第３図は本発明のエレベータの速度制御装置の
一実施例を示すブロツク図である。エレベータの
乗りかご１はカウンタウエイト２とともに、ロー
プ３を介してシープ４につるべ状に吊られてい
る。

シープ４はエレベータ駆動用三相誘導電動機５
に連結されており、誘導電動機５には三相式の交
流速度発電機６が連結されている。

この交流速度発電機６の出力電圧および周波数
は、電動機６の回転数に比例するので、この出力
電圧を波形整形回路７でパルス化し、これを積算
し、エレベータの走行位置を検出すると同時に交
流速度発電機６の出力を整流して直流に変換し、
これと速度指令信号とを比較し、この差に応じて
電動機５の駆動力および制動力を制御するように
してある。

Ｒ、Ｔ、Ｓは三相交流電源で、接触器１１の主
接点１１₁，１１₂、接触器１２の主接点１２₁，
１２₂の組合せで上昇、下降運転の切り替えを行
い、サイリスタ１３ａ，１３ｂとダイオード１４
ａ，１４ｂおよび接触器１５，１６の主接点１５
_１，１５₂，１５₃，１６₁，１６₂の組合せで力行ト
ルク制御要素および制御トルク制御要素を構成し
ており、サイリスタ１３ａ，１３ｂは移相器８に
よつて制御される。

移相器８は、マイクロコンピユータ９より出力
される速度指令信号V_sと交流速度発電機６、波
形整形回路７を介して得られる速度信号V_pとを
入力して帰還制御を行う。この帰還制御によつ
て、エレベータの乗りかご１は、マイクロコンピ
ユータ９によつて発生される速度指令信号V_sと
相以の速度で運行される。

速度指令信号V_sは、加速時には時間の経過に
ともなつて増大し、減速時には減速位置に応動し
て減少する指令信号とするため、加速指令を得る
ための時間は、マイクロコンピユータ９の内部ク
ロツクを数え、減速指令に必要な位置信号は、交
流速度発電機６からのパルス信号のパルスを数
え、内部クロツクおよび交流速度発電機６のパル
スの所定数をカウントする毎に、マイクロコンピ
ユータ９に割込みをかけ、後述するマイクロコン
ピユータ９のリード・オンリ・メモリに記憶して
ある速度指令データを読出し、これをＤ／Ａ変換
器でアナログ量に変換して、第４図ａに示す階段
状に増大および減少する指令信号とし、さらに、
平滑回路で平滑して、第４図ｂに示すような速度
指令信号を作成するようにしている。

マイクロコンピユータ９は、第５図の破線部に
示すように、マイクロプロセツサMPU、速度指
令発生に必要な交流速度発電機６からの出力パル
スをカウントするためのプログラム可能なカウン
タ・タイマーPTM₁、後述する交流速度発電機６
のパルス周期やパルス数を計測するためのプログ
ラム可能なカウンタ・タイマーPTM₂、マイクロ
プロセツサMPUの動作の手順書やデータが書込
まれているリード・オンリ・メモリROM、マイ
クロプロセツサMPUの作業エリアとして一時記
憶に用いられるランダム・アクセス・メモリ
RAMおよび入出力回路PIAからなつている。

速度指令信号V_sは、デジタル信号をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器１７、平滑回路１８
を介してマイクロコンピユータ９より出力され
る。

このような回路構成により、エレベータ制御装
置１０より運転開始信号が発生すると、第４図ｂ
のような加速指令信号が発生すると同時に、接触
器１５の主接点１５₁〜１５₃が閉路、接触器１６
の主接点１６₁，１６₂が開路し、例えば、上昇運
転の場合は接触器１１の主接点１１₁，１１₂が閉
路してサイリスタ１３ａと１３ｂの逆並列に接続
されたものが電源と電動機５の間の１相に接続さ
れて力行運転回路を形成し、上記の速度指令信号
と速度信号との差に応じて移相器８でサイリスタ
１３ａ，１３ｂのゲートを制御してエレベータの
加速制御を行なう。

減速時には主接点１５₁〜１５₃を開路、１６₁，
１６₂を閉路してサイリスタ１３ａ，１３ｂとダ
イオード１４ａ，１４ｂからなる混合ブリツジ回
路の出力を電動機５に供給し、上記した方法によ
り発電制動力を帰還制御して減速制御を行うが、
このとき力行から制動への切替点を次の方法で検
出する。

すなわち、速度帰還制御に用いている交流速度
発電機６の出力周波数は電動機５の回転数、すな
わち、エレベータの速度に比例することに着目
し、交流速度発電機６からのパルスの周期と新た
に設けた力行から制動へ切り替えるためのパター
ン（本発明ではこれを切換基準パターンという。）
とを第５図のプログラム可能なカウンタ・タイマ
ーPTM₂で比較して行なう。

第６図は交流速度発電機６のパルス周期と切替
基準パターンの比較動作説明図である。第６図ａ
はパルス周期が長い重負荷運転時、ｂはパルス周
期が短かい軽負荷運転時の場合で、交流速度発電
機６からのパルスを第５図のカウンタ・タイマー
PTM₂に入力し、このパルスの立下り点ｅよりリ
ード・オンリ・メモリROMに格納されている後
述する切替基準パターンD₀を読出して、このデ
ータに相当する内部クロツク数をカウンタ・タイ
マーPTM₂でカウントし、パルスの次の立下り点
ｆまでに上記データのカウントが終了している場
合は、カウンタ・タイマーPTM₂の状態レジスタ
にフラグを立て、カウントが未終了の場合はフラ
グを立てない。

このようにして、交流速度発電機６のパルスの
周期と切替基準パターンを比較する。次に、この
原理を用いた力行から制動への切替方法について
具体的に説明する。

切替基準パターンの最初のデータD₀は、定速
走行時における平衡負荷時の交流速度発電機６の
パルス周期に合わせて設定し、速度指令の減速開
始点まではこのデータを一定とし、速度指令の減
速開始点から制動に切り替わる点までは、負荷に
比例して減速距離が変わるように、データD₁，
D₂，D₃，………に設定し、これを第７図に示す
ように、あらかじめ第５図のROMに格納してお
く。

第８図は力行から制動への切替点検出の動作説
明図である。速度指令の減速開始点ａまでは、切
替基準パターンの最初のデータD₀と交流速度発
電機６のパルス周期とを上記した方法で比較し、
基準パターンD₀に相当する時間がパルス周期よ
りも大きい軽負荷の場合は、この情報をマイクロ
コンピユータ９よりエレベータの制御装置１０に
出力して、速度指令の減速開始点ａより第３図の
主接点１５₁〜１５₃を開始、１６₁，１６₂を閉路
して直流制動回路を形成し、速度信号と速度指令
信号との差に応じて帰還制御を行う。

切替基準パターンD₀に相当する時間がパルス
周期よりも小さい重負荷の場合は、速度指令の減
速開始より一定時間毎に切替基準パターンD₁，
D₂，………を第７図のROMから順次読出し、こ
れらのパターンに相当する時間と交流発電機６か
らのパルス周期とを比較し、切替基準パターンに
相当する時間がパルス周期よりも大きくなる時点
ｂで、力行から制動に切り替えて、以下上記と同
様の方法で減速制御を行う。

上記したように、本発明の実施例によれば、力
行から制動への切り替えを、速度指令信号を用い
ないで、専用の切替基準パターンを用いて、これ
と速度信号とを比較して行い、かつ、実質の減速
距離が負荷に比例するように切替基準パターンを
設定するようにしたので、全負荷範囲に亘つて安
定した乗心地と着床性能を得ることができる。ま
た、切替基準パターンと比較する速度信号とし
て、速度帰還制御用の交流速度発電機６からのパ
ルス信号のパルス周期を用いるようにしたので、
電源電圧変動による切替点の変化を少なくでき
る。さらに、デイジタル比較であるので、回路部
品のばらつきや温度による特性の変化が少なく、
調整が不要となるなどの効果もある。

第９図は本発明の他の実施例を説明するための
動作説明図である。第９図においては、切替基準
パターンの設定および交流速度発電機６のパルス
周期との比較は、上記と同様であるが、切替基準
パターンの更新方法が異なる。すなわち、速度指
令信号は、減速位置に応じて減少する信号である
ので、この速度指令信号のための位置信号に同期
させて上記切替基準パターンを更新させるように
してある。

この場合、精度を上げるために、速度指令の減
速開始点から切替点までの速度指令信号の大きさ
を変えるための位置検出間隔が短かい方が望まし
い。このような方法によつても上記と同様の効果
を得ることができる。

なお、上記した実施例では、切替基準パターン
と交流速度発電機６の出力パルスのパルス周期と
を比較するようにしたが、一定時間間隔のパルス
数を計測し、これと同一デイメンジヨンをもつ切
替基準パターンを用意してこれらの比較によつて
行うようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、力行か
ら制動への切り替えを、マイクロコンピユータ化
によつて切り替え専用のデイジタル信号による切
替基準パターンと速度に比例した信号とを比較し
て行うようにしたので、速度指令特性や電源電圧
変動の影響を受けることなく高精度で主回路を切
り替えることができ、全負荷範囲にわたつて安定
した乗心地と着床性能が得られ、また、動作点の
ばらつきがなくなり、保守および調整工数を低減
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はエレベータの負荷と定速走行速度との
関係線図、第２図は従来の場合の動作原理を説明
するための線図、第３図は本発明のエレベータの
速度制御装置の一実施例を示すブロツク図、第４
図は速度指令信号特性図、第５図は第３図のマイ
クロコンピユータの一実施例を示す概略図、第６
図は交流速度発電機の出力パルスのパルス周期と
切替基準パターンとの比較動作説明図、第７図は
切替基準パターンのメモリマツプ説明図、第８図
は本発明の一実施例を説明するための力行から制
動への切替点検出動作説明図、第９図は本発明の
他の実施例を説明するための第８図に相当する説
明図である。１……乗りかご、５……三相誘導電動機、６…
…交流速度発電機、７……波形整形回路、８……
移相器、９……マイクロコンピユータ、１０……
エレベータ制御回路、１１₁，１１₂，１２₁，１
２₂，１５₁〜１５₃，１６₁，１６₂……接触器の主
接点、１３ａ，１３ｂ……サイリスタ、１４ａ，
１４ｂ……ダイオード、MPU……マイクロプロ
セツサ、PTM₁，PTM₂……カウンタ・タイマ
ー、ROM……リード・オンリ・メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

１交流電動機で駆動されるエレベータの着床手
前の所定の位置を検出する位置検出装置と、該位
置検出装置が動作後前記電動機の主回路を力行か
ら制動に切り替える切替装置とを備え、減速指令
のパターンデータにより減速を行い、負帰還によ
つて前記電動機の制動力を制御するようにしたも
のにおいて、前記エレベータの速度に相当する信
号を発生する速度信号発生装置と、前記切替装置
の動作点を決定するためのデイジタル信号による
ものである切替基準パターンを記憶する前記位置
検出装置動作時よりの時間またはエレベータの減
速位置に応動して前記切替基準パターンを更新す
ることができるようにしてある切替基準パターン
記憶手段と、前記速度信号発生装置の出力と前記
切替基準パターンとを比較する比較手段と、該比
較手段の出力が所定値になつたときに前記位置検
出装置が動作後前記切替装置を切り替える切替信
号を出力する切替信号出力手段とを具備している
ことを特徴とする交流エレベータの速度制御装
置。