(57)【要約】【課題】既設のモータを流用してリニューアル工事を行う場合において、作業員に負担をかけずに、モータの極数を簡単かつ正確に設定する。【解決手段】点検運転スイッチ３１の操作により点検運転を指示すると、インバータ１６の駆動制御によりモータ１５が所定の速度で回転駆動され、そのときの回転速度が速度検出部２３によって検出される。ここで、モータ極数判定部２８は、速度指令部２２から出力される速度指令値と速度検出部２３から出力される回転速度との差分値を比較部２４から取得し、その差分値に基づいてモータ１５の極数を判定し、記憶部２９に通常運転用の制御パラメータとして設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごを昇降動作させるためのモータと、
点検運転の指示により、上記モータを所定の速度で駆動する駆動手段と、
この駆動手段によって上記モータが駆動されたときの回転速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段によって検出された回転速度と予め設定された速度指令値との差分値に基づいて、上記モータの極数を判定するモータ極数判定手段と、
このモータ極数判定手段によって判定された上記モータの極数を通常運転時の制御パラメータとして記憶する記憶手段と
を具備したことを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項２】
上記モータ極数判定手段は、上記モータの極数を任意の値に設定して上記駆動手段を通じて上記モータを駆動制御し、そのときに得られる差分値が規定範囲内であれば、当該設定値を上記モータの極数として判定し、当該差分値が規定範囲外であれば上記モータの極数を他の値に設定変更して、そのときに得られる差分値から上記モータの極数を判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
【請求項３】
上記モータ極数判定手段は、上記モータの極数の設定変更の回数が規定回数に達した場合に異常であると判断して上記乗りかごの運転を停止させることを特徴とする請求項２記載のエレベータの制御装置。
【請求項４】
予め各モータ極数に対する差分値が記憶されたデータベースを備え、
上記モータ極数判定手段は、上記モータの極数を所定の値に設定して上記駆動手段を通じて上記モータを駆動制御し、そのときに得られる差分値に基づいて上記データベースを検索することにより、当該差分値に対応したモータ極数を上記モータの極数として判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
【請求項５】
上記モータ極数判定手段は、上記データベースに当該差分値に対応したモータ極数が存在しなかった場合に異常であると判断して上記乗りかごの運転を停止させることを特徴とする請求項４記載のエレベータの制御装置。
【請求項６】
上記記憶手段に対するデータの書き換えを禁止する書き換え制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置、
【請求項７】
保守点検用の端末装置を接続するためのインタフェース手段を備え、
上記書き換え制御手段は、上記インタフェース手段に接続された上記端末装置からの指示によりデータの書き換え禁止状態を解除することを特徴とする請求項６記載のエレベータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設の巻上機モータを流用してエレベータのリニューアル工事を行う場合において、そのモータの極数を自動設定可能なエレベータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの巻上機に用いられるモータには様々なタイプのものがあり、そのタイプによってモータの極数が異なる。「モータの極数」とは、回転磁界を作る固定子側の極の数のことである。
【０００３】
すなわち、電源の周波数に比例して磁界が固定子内を回転し、回転子もその回転磁界に引きずられて回転する。回転磁界の回転速度を同期速度といい、次の式で表わせる。
【０００４】
同期速度＝１２０ｆ／ｐ  ［ｒｐｍ］
ｆは電源周波数、ｐはモータの極数である。例えば４極モータで、電源周波数が５０Ｈｚならば、同期速度は１５００ｒｐｍとなる。
【０００５】
このように、モータの極数によって同期速度が違ってくるため、エレベータのリニューアル工事などで、制御装置（制御盤）のみを交換した場合には、既設のモータの極数を通常運転時に用いる制御パラメータとして設定しておく必要がある。
【０００６】
ここで、例えば特許文献１には、制御装置に制御パラメータを設定するためのスイッチを設けておき、現場にて、作業員がそのスイッチを操作することにより、モータ極数を含む各種制御パラメータを簡単に設定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９９４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のような方法では、現場にて作業員がスイッチを操作しながらモータ極数を設定しなければならないため、非常に面倒であり、また、操作ミスにより誤ったモータ極数を設定してしまう可能性もある。さらに、操作に熟知した作業員が必要であり、対象物件が多数あった場合の対応に時間がかかる。
【０００８】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、既設のモータを流用してリニューアル工事を行う場合において、作業員に負担をかけずに、モータの極数を簡単かつ正確に設定することのできるエレベータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエレベータの制御装置は、乗りかごを昇降動作させるためのモータと、点検運転の指示により、上記モータを所定の速度で駆動する駆動手段と、この駆動手段によって上記モータが駆動されたときの回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によって検出された回転速度と予め設定された速度指令値との差分値に基づいて、上記モータの極数を判定するモータ極数判定手段と、このモータ極数判定手段によって判定された上記モータの極数を通常運転時の制御パラメータとして記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、乗りかごを点検運転したときに得られる回転速度と速度指令値との差分値からモータの極数が判定されて自動設定される。これにより、既設のモータを流用してエレベータのリニューアル工事を行う場合において、作業員が現場にてモータ極数を入力設定する手間を省いて、作業負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の構成を示す図である。
【００１３】
乗りかご１１とカウンタウェイト１２がロープ１３を介して巻上機１４に吊り下げられている。この巻上機１４は、例えばビルの機械室などに設置されており、モータ１５の駆動により回転動作し、ロープ１３を介して乗りかご１１とカウンタウェイト１２をつるべ式に昇降させる。
【００１４】
モータ１５は、誘導電動機からなり、インバータ１６の制御によって駆動される。このモータ１５には、回転速度を検出するためのパルスジェネレータ１７と、乗りかご１１が停止しているときにモータ１５の回転をロックするためのブレーキ装置１８が設けられている。
【００１５】
また、上記機械室には、巻上機１４と共に制御装置２０が並設されている。制御装置２０はコンピュータからなり、モータ１５の駆動制御を含むエレベータ全体の制御を行う。この制御装置２０には、モータ１５の駆動制御に関わる構成要素として、運転制御部２１、速度指令部２２、速度検出部２３、比較部２４、速度制御部２５、電流制御部２６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部２７が設けられている。
【００１６】
運転制御部２１は、運転モードの切り替えなどを行う。速度指令部２２は、乗りかご１１を目標速度で運転するための速度指令値を出力する。速度検出部２３は、パルスジェネレータ１７から出力されるパルス信号に基づいて巻上機１４の回転速度を検出する。比較部２４は、速度指令部２２から出力された速度指令値と速度検出部２３によって検出された回転速度とを比較して両者の差分値を出力する。
【００１７】
速度制御部２５は、比較部２４から出力される差分値に基づいて、乗りかご１１の速度を制御する。電流制御部２６は、速度制御部２５から出力される速度制御信号に基づいてモータ１５の電流制御を行う。
【００１８】
ＰＷＭ制御部２７は、電流制御部２６から出力される電流制御信号に基づいてインバータ１６をＰＷＭ制御する。なお、ＰＷＭ制御については公知であり、本発明とは直接関係しないため、その詳しい説明は省略するものとする。
【００１９】
ここで、本実施形態では、制御装置２０にモータ極数判定部２８、記憶部２９、書き換え制御部３０をさらに備える。
【００２０】
モータ極数判定部２８は、本発明の特徴部分であり、点検運転モードでモータ１５を所定の速度で駆動したときに、比較部２４から得られる差分値に基づいてモータ１５の極数を判定する。なお、詳しい判定方法については、後に図２を参照して説明する。
【００２１】
記憶部２９は、モータ極数判定部２８によって判定されたモータ１５の極数を通常運転時の制御パラメータとして記憶する。この記憶部２９は、例えば不揮発性メモリから構成される。書き換え制御部３０は、記憶部２９に対するデータの書き換えを制御する。
【００２２】
また、この制御装置２０には、点検運転スイッチ（ＳＷ）３１が設けられていると共に、保守端末３２を接続するためのインタフェース３３が設けられている。
【００２３】
点検運転スイッチ３１は、点検運転モードを設定するための操作スイッチである。なお、点検運転モードには、乗りかご１１を上昇方向（ＵＰ方向）に運転するモードと、乗りかご１１を下降方向（ＤＮ方向）に運転するモードがあり、これを点検運転スイッチ３１の操作によって選択できる。また、この点検運転スイッチ３１は、作業員が操作し易い場所に設置されている。
【００２４】
保守端末３２は、保守点検用のアプリケーションソフトが搭載された携帯型の端末装置であり、作業員が保守点検を行う際に制御装置２０に接続して使用する。なお、図１の例では、保守端末３２をインタフェース３３に接続する構成になっているが、例えば無線通信を利用して制御装置２０を遠隔的に操作するような構成であっても良い。
【００２５】
次に、上記のような構成の制御装置２０の動作について説明する。  
図２は第１の実施形態における制御装置２０のモータ極数判定処理の動作を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、制御装置２０に設置された図示せぬ電源スイッチが投入された状態で（ステップＳ１０１）、制御装置２０の運転制御部２１は、点検運転スイッチ３１の操作によって点検運転モードが設定されたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００２７】
点検運転モードが設定されると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、運転制御部２１は、点検運転スイッチ３１の操作状態から点検運転の運転方向を確認した後（ステップＳ１０３）、モータ極数を任意の値（例えば４極）に設定して（ステップＳ１０４）、点検運転を開始する。
【００２８】
点検運転が開始されると、速度指令部２２から点検運転用の速度指令値が出力される（ステップＳ１０５）。なお、この点検運転用の速度指令値は、通常の運転速度よりも低く設定されている。この速度指令値の出力に伴い、ブレーキ装置１８が開放され、モータ１５が回転可能な状態となる（ステップＳ１０６）。
【００２９】
この状態で、インバータ１６の駆動により、モータ１５に上記モータ極数の設定値に応じた電流が供給されて回転する。また、モータ１５の回転に同期してパルスジェネレータ１７からパルス信号が出力される。速度検出部２３では、そのパルス信号の単位時間当たりの入力数をカウントしてモータ１５の回転速度を検出する（ステップＳ１０７）。
【００３０】
比較部２４では、このモータ１５の回転速度と速度指令部２２から出力された点検運転の速度指令値との差分値を生成して速度制御部２５およびモータ極数判定部２８に出力する（ステップＳ１０８）。
【００３１】
点検運転が終了すると、ブレーキ装置１８が閉じられて、モータ１５の回転がロックされる（ステップＳ１０９）。
【００３２】
ここで、点検運転中に、モータ極数判定部２８は、比較部２４によって得られた差分値を読み込み、その差分値が規定範囲内であるかどうか判定する（ステップＳ１１０）。この場合、モータ１５が誘導電動機であれば、モータ極数の設定が違っていても、インバータ１６の駆動によりモータ１５に電流が流れて回転する。ただし、正常な速度では回転しないため、速度指令値との間に大きな差が生じることになる。本発明では、その点に着目し、差分値からモータ極数を判定することを特徴としている。
【００３３】
なお、モータ１５が同期電動機の場合には、モータ極数の設定が違っていると、回転しないので、本手法は適用できない。また、差分値をモータ極数判定部２８に取り込むタイミングとしては、モータ１５の回転初期時よりも回転がある程度安定してから方が好ましい。
【００３４】
速度指令値とモータ１５の回転速度との差分値が規定範囲内であった場合、つまり、差分値がゼロに近い値であったならば（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、モータ極数判定部２８は、モータ極数の設定値が現在設置されているモータ１５の極数と一致しているものと判定し、その設定値を通常運転時の制御パラメータとして記憶部２９に格納する（ステップＳ１１１）。
【００３５】
一方、差分値が規定範囲外であった場合、つまり、所定値以上の差分があった場合に（ステップＳ１１０のＮＯ）、モータ極数判定部２８は、モータ極数の設定値が誤っているものと判定し、その設定値を他の値に変更する（ステップＳ１１２）。
【００３６】
例えば、設定変更なモータ極数の値が「４」，「６」，「８」，「１０」であった場合に、最初にその中の最小値である「４」を設定した結果、差分値が規定範囲外であった場合に、現在の設定値に“２”を加算して、モータ極数＝「６」を新たな値として設定する。
【００３７】
その際、モータ極数判定部２８は、モータ極数の設定変更の回数が規定回数に達したか否かを判断する（ステップＳ１１３）。上記規定回数は、設定変更可能なモータ極数の数に応じて決められている。
【００３８】
モータ極数の設定変更の回数が規定回数に達した場合には（ステップＳ１１３のＹＥＳ）、モータ極数判定部２８は、エレベータの動作異常が発生しているものと判断し、モータ極数の判定処理を中断すると共に、異常発生を運転制御部２１に通知してエレベータ（乗りかご１１）の運転を停止させる（ステップＳ１１４）。
【００３９】
また、モータ極数の設定変更の回数が規定回数に達していない場合には（ステップＳ１１３のＮＯ）、モータ極数判定部２８は、設定変更後のモータ極数の値を用いて上記同様の処理を繰り返す（ステップＳ１０４〜Ｓ１１０）。
【００４０】
このように、既設のモータを流用してエレベータのリニューアル工事を行う場合に、現場にて作業員がモータ極数をその都度設定しなくとも、点検運転を実施するだけで、モータ極数を判定して自動的に設定することができる。したがって、リニューアル工事の対象物件が多数あっても、現場にて短時間で対応することができ、作業員の作業負担を軽減することができる。
【００４１】
次に、モータ極数の再設定動作について説明する。
【００４２】
記憶部２９内のデータは、例えばパスワード等によって、その書き換えが禁止されている。ここで、例えばモータ１５を交換する場合など、記憶部２９に格納されたモータ極数を再設定する必要が生じた場合に保守端末３２を用いる。
【００４３】
保守端末３２は、作業員がエレベータの保守点検時に使用する携帯型の端末装置である。制御装置２０には、この保守端末３２を接続するためのインタフェース３３を有する。このインタフェース３３を介して保守端末３２を制御装置２０に接続した状態で、書き換え禁止機能の解除操作を行うと、制御装置２０に設けられた書き換え制御部３０がその解除操作の信号を検出して、記憶部２９に対するデータの書き換え動作を許可する。これにより、保守端末３２の操作により記憶部２９内のモータ極数の値を他の値に書き換えることができる。
【００４４】
このように、記憶部２９に格納されたモータ極数を書き換え禁止機能によって保護することでエレベータ動作の安全を確保すると共に、作業員が用いる保守端末３２を通じて書き換え禁止機能を解除することで、モータ１５を交換する場合などに記憶部２９内のモータ極数の値を簡単に変更することができる。
【００４５】
次に、通常運転時のモータ極数の確認動作について説明する。
【００４６】
通常の運転時には、記憶部２９に格納されたモータ極数の値が電流制御部２６にセットされる。以後、電流制御部２６では、そのモータ極数の値に応じて電流制御を行うことになる。
【００４７】
ここで、エレベータの電源が投入されたときに、モータ極数判定部２８は、記憶部２９に格納されたモータ極数と電流制御部２６にセットされたモータ極数とを比較する。両者の値が一致した場合、モータ極数判定部２８はその旨を運転制御部２１に通知して、エレベータの運転を通常通り開始させる。
【００４８】
一方、記憶部２９に格納されたモータ極数と電流制御部２６にセットされたモータ極数の値が異なっていた場合には、モータ極数判定部２８はその旨を運転制御部２１に通知して、エレベータ（乗りかご１１）の運転を停止させる。
【００４９】
このように、エレベータの運転を開始する前に、記憶部２９に格納されたモータ極数と電流制御部２６にセットされたモータ極数とを比較することで、例えば記憶部２９のモータ極数が勝手に変更された場合などにエレベータの運転を停止して、事故を未然に防ぐことができる。
【００５０】
（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。
【００５１】
上記第１の実施形態では、モータ極数の設定値を変更しながらモータを駆動し、そのときのモータの回転数と速度指令値との差分値からモータ極数を判定した。しかし、この方法では、モータ極数を判定できるまで、モータ極数の設定値を何度も変更する必要がある。そこで、第２の実施形態では、予め各モータ極数に対する差分値が記憶されたデータベースを用いて、１回のモータ駆動によって得られた差分値からモータ極数を判定することを特徴としている。
【００５２】
図３は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
【００５３】
第２の実施形態において、制御装置２０の記憶部２９には、モータ極数の判定処理で用いられるデータベース３４が設けられている。このデータベース３４には、図４に示すように、モータ極数と差分値との関係データが記憶されている。
【００５４】
このデータベース３４は、所定のモータ極数を基準にして作成されている。すなわち、例えばモータ極数４を基準とすると、点検運転モードでモータ極数を４に設定して、実際に「極数４のモータ」を駆動したときに得られる差分値をＤ１、「極数６のモータ」を駆動したときに得られる差分値をＤ２、「極数８のモータ」を駆動したときに得られる差分値をＤ３…として求めておき、それらの値をデータベース化している。この場合、Ｄ１は０あるいは０に近い値となる。これに対し、Ｄ２，Ｄ３にはある程度大きな差分値が設定されていることになる。つまり、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３である。
【００５５】
具体的には、基準とするモータ極数よりも実際のモータ極数が大きければ、モータの回転速度が遅くなる。例えば、モータ極数４を基準とした場合には、実際のモータ極数が６、８…といったように、モータ極数と大きいほど、モータの回転速度が遅くなり、その分、目標値との速度差分値も大きくなる。
【００５６】
なお、図４の例では、モータ極数４が最小値であるため、これを基準にして各モータ極数の差分値を設定したが、モータ極数２があれば、モータ極数２を基準にして、各モータ極数に対する速度差分値を求めてデータベース化しておくことが好ましい。
【００５７】
以下に、このようなデータベース３４を用いてモータ極数を判定する場合の動作について説明する。
【００５８】
図５は第２の実施形態における制御装置２０のモータ極数判定処理の動作を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、制御装置２０に設置された図示せぬ電源スイッチが投入された状態で（ステップＳ２０１）、制御装置２０の運転制御部２１は、点検運転スイッチ３１の操作によって点検運転モードが設定されたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
【００６０】
点検運転モードが設定されると（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、運転制御部２１は、点検運転スイッチ３１の操作状態から点検運転の運転方向を確認した後（ステップＳ２０３）、モータ極数を所定の値に設定して（ステップＳ２０４）、点検運転を開始する。上記所定の値とは、データベース３４の作成基準となっているモータ極数である。
【００６１】
点検運転が開始されると、速度指令部２２から点検運転用の速度指令値が出力される（ステップＳ２０５）。なお、この点検運転用の速度指令値は、通常の運転速度よりも低く設定されている。この速度指令値の出力に伴い、ブレーキ装置１８が開放され、モータ１５が回転可能な状態となる（ステップＳ２０６）。
【００６２】
この状態で、インバータ１６の駆動により、モータ１５に上記モータ極数の設定値に応じた電流が供給されて回転する。また、モータ１５の回転に同期してパルスジェネレータ１７からパルス信号が出力される。速度検出部２３では、そのパルス信号の単位時間当たりの入力数をカウントしてモータ１５の回転速度を検出する（ステップＳ２０７）。
【００６３】
比較部２４では、このモータ１５の回転速度と速度指令部２２から出力された点検運転の速度指令値との差分値を生成して速度制御部２５およびモータ極数判定部２８に出力する（ステップＳ２０８）。
【００６４】
点検運転が終了すると、ブレーキ装置１８が閉じられて、モータ１５の回転がロックされる（ステップＳ２０９）。
【００６５】
ここで、第２の実施形態では、点検運転中にモータ１５の回転数と速度指令値との差分値が得られた際に、モータ極数判定部２８は、記憶部２９に設けられたデータベース３４を参照して、その差分値に対応したモータ極数を検索する（ステップＳ２１０）。該当するモータ極数がデータベース３４にあれば（ステップＳ２１１のＹＥＳ）、モータ極数判定部２８は、そのモータ極数が現在設置されているモータ１５の極数と一致するものと判定し、そのモータ極数の値を通常運転時の制御パラメータとして記憶部２９に格納する（ステップＳ２１２）。
【００６６】
例えば、図４に示したデータベース３４が極数４を基準にて作成されている場合において、上記ステップＳ２０４で極数４を設定してモータ１５を駆動としたときに得られる差分値がＤ１であれば、モータ１５の極数を４として判定する。また、差分値がＤ２であれば、モータ１５の極数を６として判定し、差分値がＤ３であれば、モータ１５の極数を８として判定する。
【００６７】
一方、データベース３４に該当するモータ極数がなければ（ステップＳ２１１のＮＯ）、モータ極数判定部２８は、エレベータの動作異常が発生しているものと判断し、モータ極数の判定処理を中断すると共に、異常発生を運転制御部２１に通知してエレベータ（乗りかご１１）の運転を停止させる（ステップＳ２１３）。
【００６８】
このように、予め各モータ極数に対する差分値が記憶されたデータベース３４を用いれば、１回のモータ駆動によって得られた差分値からモータ極数を簡単に判定して設定することができる。
【００６９】
なお、本発明は上記各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、上記各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わせにより、種々の形態を形成できる。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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の構成を示す図である。
【図２】図２は同実施形態における制御装置のモータ極数判定処理の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの制御装置の構成を示す図である。
【図４】図４は同実施形態における制御装置に設けられたデータベースの一例を示す図である。
【図５】図５は同実施形態における制御装置のモータ極数判定処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１１…乗りかご、１２…カウンタウェイト、１３…ロープ、１４…巻上機、１５…モータ、１６…インバータ、１７…パルスジェネレータ、１８…ブレーキ装置、２０…制御装置、２１…運転制御部、２２…速度指令部、２３…速度検出部、２４…比較部、２５…速度制御部、２６…電流制御部、２７…ＰＷＭ制御部、２８…モータ極数判定部、２９…記憶部、３０…書き換え制御部、３１…点検運転スイッチ、３２…保守端末、３３…インタフェース、３４…データベース。
【図１】
2010202390.tif 000003
【図２】
2010202390.tif 000004
【図３】
2010202390.tif 000005
【図４】
2010202390.tif 000006
【図５】
2010202390.tif 000007