JP2007238300A - エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】乗りかごを常に十分な速度で走行させるエレベータを提供する。
【解決手段】速度指令変更装置２１は電力算出装置２２が算出した消費電力値が定格電力値より低い場合には速度指令装置１１が通常時に設定する速度指令値の加算値を示す信号を出力する。速度指令装置１１は通常時に設定する速度指令変更装置２１からの信号で示される加算値の和の速度指令値を示す信号を出力する。この結果、速度指令値は電動機１の回転速度が通常時の定格速度値を超えるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、吊り下げ式の乗りかごの走行制御を行なうエレベータに関する。

図１１は従来のエレベータの構成例を示す図である。このエレベータは電動機６１、シーブ６２、乗りかご６３、吊り合い錘６４、速度指令装置７１、速度検出装置７２、速度制御装置７３、電流制御装置７４、電流検出器７５を備える。

速度指令装置７１は、乗りかご６３の予め定められた走行パターンに従った速度指令値を示す信号を出力する。速度検出装置７２は、電動機６１の回転速度を検出する。速度制御装置７３は速度指令装置７１からの速度指令値と速度検出装置７２が検出した速度値との偏差を計算し、この偏差が無くなるように電動機６１の回転速度制御のためのトルク指令値を示す信号を出力する。

電流制御装置７４は、速度制御装置７３からの出力値をもとに、電動機６１への供給電流値の目標値を決定する。電流検出器７５は、図示しない配電系統から電動機６１への供給電流値を検出し、この値を示す信号を電流制御装置７４に出力する。

電流制御装置７４は、電流検出器７５が検出した供給電流値が供給電流値の目標値となるように電動機６１への供給電流値の制御値を可変する。また、同様の構成の装置は例えば特許文献１に開示される。
特開２００５−１７０５３７号公報

電動機６１の消費電力は乗りかご６３の運転形態により大幅に異なる。具体的には、例えば乗りかご６３内の負荷が大きいなどの理由で乗りかご６３の昇降に大きな力が必要になる場合には電動機６１の消費電力は大きい。一方、乗りかご６３内の負荷が小さいなどの理由で乗りかご６３の昇降に大きな力が必要ない場合には電動機６１の消費電力は小さい。

ここで、電動機６１の消費電力が小さい場合には、この消費電力は定格電力を下回る。つまり前述したように、乗りかご６３の運転に必要な力を考慮せずに乗りかご６３の速度を制御するのでは、電動機６１の消費電力が定格電力を大幅に下回る場合があり、当該電動機６１の機能を乗りかご６３の昇降に十分に生かすことができない。したがって乗りかご６３を常に十分な速度で走行させることができない。

そこで、本発明の目的は、乗りかごを常に十分な速度で走行させることが可能になるエレベータを提供することにある。

すなわち、本発明に係わるエレベータは、シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウェイトと連結されて吊り下げられる乗りかごと、シーブを回転させる電動機とを備え、乗りかごの走行速度の指令値を設定し、電動機の回転速度を検出する速度検出し、設定済みの速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との偏差に基づいて前記電動機の回転速度制御のためのトルク指令値を出力し、出力されたトルク指令値をもとに前記電動機への供給電流を制御し、出力されたトルク指令値と速度検出値とをもとに電動機の駆動電力を計算し、この計算した駆動電力があらかじめ定められた定格電力値より低い場合に設定する速度指令値を上昇させることを特徴とする。

本発明によれば、乗りかごを常に十分な速度で走行させることができる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図である。

このエレベータは電動機１、シーブ２、乗りかご３、吊り合い錘４、速度指令装置１１、速度検出装置１２、速度制御装置１３、電流制御装置１４、電流検出器１５、速度指令変更装置２１および電力算出装置２２を備える。

速度指令装置１１は、乗りかご３の予め定められた走行パターンに従った速度指令値を示す信号を出力する。速度検出装置１２は、電動機１の回転速度を検出する。速度制御装置１３は、速度指令装置１１からの速度指令値と速度検出装置１２が検出した速度値との差分をもとに、この差分が無くなるように電動機１の回転速度制御のためのトルク指令値を示す信号を出力する。

電流制御装置１４は、速度制御装置１３からの出力値をもとに電動機１への供給電流値の目標値を決定する。電流検出器１５は図示しない配電系統から電動機１への供給電流値を検出し、この値を示す信号を電流制御装置１４に出力する。

電流制御装置１４は電流検出器１５が検出した供給電流値が供給電流値の目標値となるように電動機１への供給電流値の制御値を可変する。電力算出装置２２は速度制御装置１３からの出力指令値Ｔｍおよび速度検出装置１２による速度検出値ωをもとに電動機１の消費電力値Ｐを以下の式（１）にしたがって算出する。

Ｐ＝Ｋ×Ｔｍ×ω（Ｋ:比例定数） …式（１）
図２は、本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を示した図である。
図２に示すように、本実施形態にしたがったエレベータの速度指令変更装置２１は、電力算出装置２２が算出した電動機１の消費電力値Ｐが電動機１の定格電力値Ｐｒａｔｅである場合には信号出力を行なわない。この結果、速度指令値は電動機１の回転速度が定格速度値Ｖｒａｔｅを超えないように制御される。

一方、速度指令変更装置２１は、電力算出装置２２が算出した消費電力値Ｐが定格電力値Ｐｒａｔｅより低い場合には、速度指令装置１１が通常時に設定する速度指令値の加算値Ｖａｄｄを示す信号を出力する。通常時に設定する速度指令値とは、速度指令変更装置２１が信号出力を行なわない場合の速度指令値である。

速度指令装置１１は、通常時の速度指令値に速度指令変更装置２１からの信号で示される加算値を加えた速度指令値を示す信号を出力する。この結果、速度指令値は電動機１の回転速度が定格速度値Ｖｒａｔｅを超えるようになる。

図３は、本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を表形式で示す図である。図３に示すように、消費電力値Ｐが定格電力値Ｐｒａｔｅである場合には、速度指令装置１１からの最大速度指令値は通常時の定格速度値Ｖｒａｔｅとなる。一方、消費電力値Ｐが定格電力値Ｐｒａｔｅ未満または０以下である場合には、最大速度指令値は定格速度値Ｖｒａｔｅと上昇分Ｖａｄｄの和となる。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータでは、電動機１の消費電力値が定格電力値に対して余裕がある場合には速度指令値を上昇させるので、乗りかご３の走行時間を短縮することができる。つまり、乗客の待ち時間及び移動時間の短縮が可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態に係るエレベータの構成は図１に示したものと基本的にほぼ同様であるので同一部分の説明は省略する。
図４は、本発明の第２の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図である。

図４に示すように、本発明の第２の実施形態にしたがったエレベータの電力算出装置２２は、第１の実施形態と異なり、速度検出装置１２が検出した速度値と電流検出器１５が検出した電流値Ｉをもとに電動機１の消費電力値Ｐを以下の式（２）にしたがって算出する。

Ｐ＝Ｋ１×Ｉ×ω（Ｋ１:比例定数） …式（２）
これにより、本発明の第１の実施形態と比較して、速度検出装置１２が検出した速度値と電流検出器１５が検出した電流値Ｉをもとに電動機１の消費電力値Ｐを算出しており、本発明の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態にしたがったエレベータでは、電動機１の消費電力値が定格電力値に対して余裕がある場合には速度指令値を上昇させるので、乗りかご３の走行時間を短縮することができる。つまり、乗客の待ち時間及び移動時間の短縮が可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図である。
図５に示すように、本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータは第１の実施形態と比較して、交流電源５、整流器６、平滑コンデンサ７およびインバータ８をさらに備える。また、本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータは第１の実施形態と比較して、電力算出装置２２に代えて電圧検出装置３１を備える。

交流電源５は整流器６と接続される。整流器６は交流電源５から出力される三相交流電流を直流電流に変換する。整流器６の直流出力ライン間には平滑コンデンサ７が設けられる。平滑コンデンサ７は整流器６で変換された直流電流に含まれる脈動分（リプル）を平滑化する。

整流器６からみた平滑コンデンサ７の後段にはインバータ８が設けられる。インバータ８は、平滑コンデンサ７で平滑化された直流電流を可変電圧可変周波数の交流電流に変換して電動機１に供給する。また、電流制御装置１４はインバータ８が電動機１に供給する電流値を制御する。

電圧検出装置３１は平滑コンデンサ７の端子電圧を検出する。速度指令変更装置２１は電圧検出装置３１が検出した電圧値をもとに速度指令装置１１による速度指令値の加算値を示す信号を出力する。

図６は、本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータの速度指令値と平滑コンデンサ端子電圧の関係を示す図である。
図６に示すように、電圧検出装置３１にて検出される電圧値の変動は、電動機１の消費電力値の変動を意味する。この消費電力は電動機１の運転状態が力行運転と回生運転の間で遷移する際に変動する。電動機１の運転状態が回生運転にある場合には、電動機１は電力を消費せずに当該電動機１の方から平滑コンデンサ７に向かって電力が戻る。力行運転時の平滑コンデンサ７の端子電圧は回生運転時の平滑コンデンサ７の端子電圧の下限値と比較して低い。

この性質にしたがって、速度指令変更装置２１は、電圧検出装置３１が検出した電圧値が回生運転時の下限値である基準電圧値より低い場合には力行運転であるとみなし、信号出力を行なわない。

一方、速度指令変更装置２１は電圧検出装置３１が算出した検出した電圧値が基準電圧値以上である場合には回生運転にあるとみなし、速度指令装置１１が設定する速度指令値の加算値を出力する。

この結果、電動機１の消費電力値が定格電力値に達していると検出された場合には、速度指令値は定格速度値を超えないように制御され、電動機１の消費電力値が定格電力に比べて余裕があると検出された場合には速度指令値は定格速度値を超えるようになる。

つまり本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータは電動機１の運転状態が回生運転にある場合で電動機１の消費電力値が定格電圧値より低い場合に乗りかご３の速度指令値を上昇させるので、乗りかご３の走行時間を短縮することができる。つまり、乗客の待ち時間及び移動時間の短縮が可能となる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は、本発明の第４の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図である。
図７に示すように、本発明の第４の実施形態にしたがったエレベータは第３の実施形態と比較して、電圧検出装置３１と速度指令変更装置２１の間に電圧幅検出装置４１をさらに備える。

図８は、本発明の第４の実施形態にしたがったエレベータの速度指令値と平滑コンデンサ端子電圧の関係を示す図である。
図８に示すように、電圧幅検出装置４１は電圧検出装置３１が検出した直流電圧値が予め定められた直流電圧幅の下限値および上限値の間にある場合のみに、これを示す制御信号を出力する。

この直流電圧幅の下限値は電動機１の運転状態が軽負荷力行運転にある場合の平滑コンデンサ７の端子電圧の下限値であり、この下限値は第３の実施形態で説明した基準電圧値より低い。電動機１の運転状態が軽負荷力行運転にある場合には電動機１の消費電力値は定格電力値より低い。

また、直流電圧幅の上限値は電動機１の運転状態が回生運転にある場合の平滑コンデンサ７の端子電圧の上限値である。

速度指令変更装置２１は、電圧幅検出装置４１からの信号を入力した場合には電動機１の運転状態が回生運転および軽負荷力行運転の何れかにあるとみなし、速度指令装置１１が設定する速度指令値の加算値を出力する。
つまり、このエレベータは本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータと比較して、電動機１の運転状態が軽負荷力行運転にある場合でも乗りかご３の速度指令値を上昇させるので、乗りかご３の走行時間をさらに短縮することができる。よって、乗客の待ち時間及び移動時間のさらなる短縮が可能となる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図９は、本発明の第５の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図である。
図９に示すように、本発明の第５の実施形態にしたがったエレベータは第１の実施形態と比較して、速度指令変更装置２１と速度指令装置１１の間に速度指令リミット装置５１をさらに備える。

速度指令リミット装置５１は、速度指令変更装置２１からの加算値が予め定められた上限値を超えるか否かを判別する。速度指令リミット装置５１は速度指令変更装置２１からの加算値が上限値を超える場合には信号出力を行わず、速度指令変更装置２１からの加算値が上限値以下である場合には、この加算値を示す信号を出力する。

これにより、機器異常などにより速度指令変更装置２１が出力した加算値が明らかに高い場合でも当該加算値を制限することができるので、速度指令装置１１からの速度指令値の不必要な上昇を防止することができる。よって電動機１を保全できる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。この実施形態にしたがったエレベータの構成は図１に示した構成と同様である。

図１０は、本発明の第６の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を表形式で示す図である。
図１０に示すように、このエレベータの速度指令変更装置２１は電力算出装置２２からの電力値が定格電力値Ｐｒａｔｅ未満である場合には、速度指令装置１１が設定する速度指令値の第１加算値を示す信号を速度指令装置１１に出力する。この結果、速度指令装置１１による速度指令値は当初の値に第１加算値を加えた値となり、図１０に示すように電動機１の消費電力値は第１上昇値だけ上昇する。

この後、速度指令変更装置２１は電力算出装置２２からの電力値を再度入力し、この値が定格電力値Ｐｒａｔｅ未満である場合には、速度指令装置１１による速度指令値の第２加算値を示す信号を出力する。この結果、速度指令装置１１による速度指令値は当初の値に第１加算値および第２加算値を加えた値となる。この結果、図１０に示すように電動機１の消費電力値は第２上昇値だけさらに上昇し、この値は定格電力値Ｐｒａｔｅを超えないものとする。

つまり、このエレベータは第１の実施形態で説明した速度指令値の加算制御を一度行なった後で電動機１の消費電力が依然として定格電力値未満である場合には、速度指令装置１１による速度指令値をさらに加算することができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を示した図。 本発明の第１の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を表形式で示す図。 本発明の第２の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態にしたがったエレベータの速度指令値と平滑コンデンサ端子電圧の関係を示す図。 本発明の第４の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第４の実施形態にしたがったエレベータの速度指令値と平滑コンデンサ端子電圧の関係を示す図。 本発明の第５の実施形態にしたがったエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第６の実施形態にしたがったエレベータの電動機の消費電力と速度指令値の関係を表形式で示す図。 従来のエレベータの構成例を示す図。

符号の説明

１，６１…電動機、２，６２…シーブ、３，６３…乗りかご、４，６４…吊り合い錘、
５…交流電源、６…整流器、７…平滑コンデンサ、８…インバータ、１１，７１…速度指令装置、１２，７２…速度検出装置、１３，７３…速度制御装置、１４，７４…電流制御装置、１５，７５…電流検出器、２１…速度指令変更装置、２２…電力算出装置、３１…電圧検出装置、４１…電圧幅検出装置、５１…速度指令リミット装置。

Claims (6)

1. シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウェイトと連結されて吊り下げられる乗りかごと、
   前記シーブを回転させる電動機と、
   前記乗りかごの走行速度の指令値を設定する速度指令手段と、
   前記電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度指令手段が設定した指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との偏差に基づいて前記電動機の回転速度制御のためのトルク指令値を出力するトルク指令出力手段と、
   前記トルク指令出力手段が出力したトルク指令値をもとに前記電動機への供給電流を制御する電流制御手段と、
   前記トルク指令出力手段が出力したトルク指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値とをもとに前記電動機の駆動電力を計算する計算手段と、
   この計算手段が計算した駆動電力があらかじめ定められた定格電力値より低い場合に前記速度指令手段が設定する指令値を上昇させる指令値変更手段と
   を備えた事を特徴とするエレベータ。
2. シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウェイトと連結されて吊り下げられる乗りかごと、
   前記シーブを回転させる電動機と、
   前記乗りかごの走行速度の指令値を設定する速度指令手段と、
   前記電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度指令手段が設定した指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との偏差に基づいて前記電動機の回転速度制御のためのトルク指令値を出力するトルク指令出力手段と、
   前記トルク指令出力手段が出力したトルク指令値をもとに前記電動機への供給電流を制御する電流制御手段と、
   この電流制御手段により制御される供給電流値を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段が検出した電流値と前記速度検出手段が検出した速度検出値とをもとに前記電動機の駆動電力を計算する計算手段と、
   この計算手段が計算した駆動電力があらかじめ定められた定格電力値より低い場合に前記速度指令手段が設定する指令値を上昇させる指令値変更手段と
   を備えた事を特徴とするエレベータ。
3. シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウェイトと連結されて吊り下げられる乗りかごと、
   交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路と、
   この整流回路で変換された直流電流の脈動を平滑化する平滑コンデンサと、
   この平滑化された直流電流を可変電圧可変周波数の交流電流に変換して出力するインバータと、
   このインバータから出力された交流電流で駆動して前記シーブを回転させる電動機と、
   前記乗りかごの走行速度の指令値を設定する速度指令手段と、
   前記電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度指令手段が設定した指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との偏差に基づいて前記電動機の回転速度制御のためのトルク指令値を出力するトルク指令出力手段と、
   前記トルク指令出力手段が出力したトルク指令値をもとに前記インバータから前記電動機への電流を制御する電流制御手段と、
   前記平滑コンデンサの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
   この電圧検出手段により検出した電圧が回生運転時の電圧である場合に前記速度指令手段が設定する指令値を上昇させる指令値変更手段と
   を備えた事を特徴とするエレベータ。
4. 前記指令値変更手段は、前記電圧検出手段により検出した電圧が前記回生運転時および軽負荷力行運転時のいずれかの電圧である場合に前記速度指令手段が設定する指令値を上昇させることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ。
5. 前記指令値変更手段が上昇させた指令値が予め定められた条件を満たすように当該指令値の調整を行なう指令値調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
6. 前記指令値変更手段は、前記計算手段が計算した駆動電力があらかじめ定められた定格電力値より低い場合に前記速度指令手段が設定する指令値を第１の指令値まで上昇させ、この上昇後、前記計算手段が計算した駆動電力があらかじめ定められた定格電力値より低いままの場合に前記速度指令手段が設定する指令値を前記第１の指令値を超える第２の指令値まで上昇させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。

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