(57)【要約】【課題】省エネルギー化と、着床時の低速走行時間の短縮化を図ると共に、安価で、短い工期で改修することができる油圧エレベータの改修方法を得る。【解決手段】既設のブリードオフ回路１０と制御装置を取り外し、可変電圧可変周波数の交流で油圧ポンプ４を駆動する３相誘導電動機５を付勢するインバータ装置２２と、このインバータ装置２２を制御して交流を発生させるインバータ制御装置２３と、運転指令が発せられると目的階１１までの距離によって速度指令値を演算し、上昇運転の場合は速度指令値に基いてインバータ制御装置２３を付勢し、下降運転の場合は速度指令値に基いて流量制御弁８を付勢するかご速度制御装置２４とを備えた制御装置２６を新設して既設の油圧パワーユニットを制御するようにしたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が貯えられた油タンクと、３相誘導電動機と、この３相誘導電動機によって駆動されて上記作動油を上記油タンクから汲み取って吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出した上記作動油を上記油タンクへ循環させるバイパス回路を開閉制御することにより上記油圧ジャッキへの上記作動油の流量を増減させてかごを上昇させるブリードオフ回路と、上記油圧ジャッキから上記油タンクへ上記作動油を排出させることにより上記かごを下降させる流量制御弁とを有する油圧パワーユニットと、この油圧パワーユニットを制御する制御装置とを備えた油圧エレベータの改修方法において、既設の上記ブリードオフ回路及び上記制御装置を取り外し、可変電圧可変周波数の交流を発生して上記３相誘導電動機を付勢するインバータ装置と、このインバータ装置を制御して上記交流を発生させるインバータ制御装置と、運転指令が発せられると目的階までの距離によって速度指令値を演算し、上昇運転の場合は上記速度指令値に基いて上記インバータ制御装置を付勢し、下降運転の場合は上記速度指令値に基いて上記流量制御弁を付勢するかご速度制御装置とを備えた制御装置を新設して既設の上記油圧パワーユニットを制御するようにした油圧エレベータの改修方法。
【請求項２】
かご速度制御装置は、かごの目的階までの距離によって算出された基準速度と、上記かごの昇降によって作動する既設又は新設の速度検出手段で検出した上記かごの実速度とを比較して速度指令値を演算するものとした請求項１に記載の油圧エレベータの改修方法。
【請求項３】
インバータ制御装置は、インバータ装置の出力電圧と出力電流に基いて３相誘導電動機の速度を演算で求めて速度指令値と比較し、この比較結果に基いて上記インバータ装置を制御するものとした請求項１に記載の油圧エレベータの改修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧エレベータの改修方法に関り、特に油圧パワーユニットを制御する制御装置の改修に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧エレベータは、油圧ジャッキで昇降路内のかごを昇降駆動し、油圧ジャッキは、油圧パワーユニットからの作動油の供給及び排出によって作動するようになっている。
図５は、特開２０００−８６１１８号公報に開示されたものと同様の従来の油圧エレベータの油圧パワーユニットを示し、作動油を貯える油タンク６１と、油圧ポンプ６３と、この油圧ポンプ６３を駆動して作動油を油タンク６１から油圧ジャッキへ供給することによりかごを上昇させる３相誘導電動機６２と、ブリードオフ回路を構成する流量制御弁６４と、油圧ジャッキから油タンク６１へ作動油を排出させることによりかごを下降させる流量制御弁（図示しない。）と、各油圧機器へ作動油を導く管路６５と、作動油が油圧ジャッキから油タンク６１へ排出されるのを阻止してかごを定位置に停止させる逆止弁６６と、作動油が発する音を弱めるマフラ６７とからなる。
【０００３】
従来の油圧エレベータは、かごを上昇させる場合、まず、３相誘導電動機６２を起動させて油圧ポンプ６３を駆動し、吐出された作動油の全量を流量制御弁６４を介して油タンク６１へ循環させる。その後、流量制御弁６４を絞って循環する油量を漸減させることによって油圧ジャッキへの供給油量を漸増させ、かごを起動させていた。
また、上昇運転のかごを停止させる場合は、まず、流量制御弁６４の絞りを徐々に開いて油圧ポンプ６３から油タンク６１へ循環する油量を漸増させることによりかごを減速させる。所定の低速度に達すると流量制御弁６４の絞りを一定に保って低速運転させる。着床位置に達すると流量制御弁６４を閉じて油圧ポンプ６３から吐出された作動油の全量を油タンク６１へ循環させてかごを停止させた後、３相誘導電動機６２を停止させていた。
即ち、上昇運転は、流量制御弁６４によってバイパス管路の油量を制御するブリードオフ方式によっていた。このため、減速距離は、油温及び油圧によって大きく変化する。減速距離の変化に対して安定した着床精度を得るために、目的階の手前から十分な距離を控えて減速させていたので、減速してから着床位置に達するまでの低速走行に長時間を要していた。
【０００４】
そこで、上記特開２０００−８６１１８号公報には、油圧パワーユニットは既設品をそのまま残し、作動油の温度を測定する油温センサ７１と、管路６５の圧力を測定する油圧センサ７２と、マイコンを備えた制御装置７３とを新たに取り付け、センサ７１、７２の検出信号を制御装置７３に入力して制御データとして用いることにより、着床時の低速走行時間を短縮するようにしたものが開示されている。
また、特開平８−２３１１４５号公報には、電力の損失を回避するため、ブリードオフ方式に替えて、かごの速度を検出する速度検出手段と、油圧ポンプを駆動する電動機の回転数を検出する手段とを取り付け、速度パターンに従って油圧ポンプの吐出量を増減させるため、速度検出信号及び回転数検出信号に基いてインバータ装置を駆動して上記電動機を可変速度制御することにしたものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の油圧エレベータの改修方法は上記のとおり構成されており、特開２０００−８６１１８号公報に示したものは、既設の油圧パワーユニットはそのまま残して既設の制御装置を取り外し、図５に示した油温センサ７１と油圧センサ７２を取り付けると共に、マイコンを備えた制御装置７３を新設するようにしたものであった。
このため、油温センサ７１及び油圧センサ７２の取付に手間がかかる、という問題があった。また、ブリードオフ方式は、継続して使用されるので電力を損失する、という問題もあった。
また、特開平８−２３１１４５号公報に示したものは、速度検出手段と回転数検出手段とを新たに取り付けるものである。このため取付に手間がかかる、という問題があった。特に回転数検出手段の取付は面倒であり、油圧パワーユニットの撤去新設を要することも考えられ、改修工事に時間と費用がかかり、エレベータの利用者に多大な迷惑をかける、という問題もあった。
【０００６】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、省エネルギー化と、着床時の低速走行時間の短縮化を図ると共に、比較的低価格で、しかも短い工期で改修することができる油圧エレベータの改修方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る請求項１に記載の油圧エレベータの改修方法は、既設のブリードオフ回路と制御装置を取り外し、可変電圧可変周波数の交流で油圧ポンプを駆動する３相誘導電動機を付勢するインバータ装置と、このインバータ装置を制御して交流を発生させるインバータ制御装置と、運転指令が発せられると目的階までの距離によって速度指令値を演算し、上昇運転の場合は速度指令値に基いてインバータ制御装置を付勢し、下降運転の場合は速度指令値に基いて流量制御弁を付勢するかご速度制御装置とを備えた制御装置を新設して既設の油圧パワーユニットを制御するようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る請求項２に記載の油圧エレベータの改修方法は、請求項１に記載のかご速度制御装置を、かごの目的階までの距離によって算出された基準速度と、かごの昇降によって作動する既設又は新設の速度検出手段で検出したかごの実速度とを比較して速度指令値を演算するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る請求項３に記載の油圧エレベータの改修方法は、請求項１に記載のインバータ制御装置を、インバータ装置の出力電圧と出力電流に基いて３相誘導電動機の速度を演算で求めて速度指令値と比較し、この比較結果に基いてインバータ装置を制御するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１から図４は、この発明の実施の形態１に係る油圧エレベータの改修方法を示す。図１は、改修後の油圧エレベータの構成を示す。図において、１はかご、２は主索２ａを介してかご１を昇降駆動する油圧ジャッキである。３は油タンク、４は油圧ポンプ、５は油圧ポンプ４を駆動して作動油を油タンク３から油圧ジャッキ２へ供給することによりかご１を上昇させる３相誘導電動機、６は作動油の管路、７は逆止弁、８は油圧ジャッキ２から油タンク３へ作動油を排出させることによりかご１を下降させる流量制御弁で、電磁コイル８ａが消勢されているときは閉鎖弁８ｂによって管路６は閉ざし、付勢されると絞り弁８ｃへ切り替わり、励磁電流値に比例して絞りを開いて油圧ジャッキ２から油タンク３へ作動油を排出させてかご１を下降させる。
ここで、油タンク３と、油圧ポンプ４と、３相誘導電動機５と、管路６と、逆止弁７と、流量制御弁８は油圧パワーユニット９を構成する。
なお、１０は既設のブリードオフ回路であって、改修工事によって撤去されたものである。
【００１１】
１１はかご１が就役する階、１３は各階１１に取り付けられた乗場釦、１４はかご操作盤、１５はかご１の昇降によって作動する速度検出手段で、ここでは距離に比例した数のパルスを発生するパルス発生器が使用される。
２１はコンバータ装置、２２は直流を３相交流に変換して３相誘導電動機５を付勢するインバータ装置、２３は電流検出器２５によってインバータ装置２２の出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ及び電圧に基いて３相誘導電動機５の速度を求め、後述のかご速度制御装置２４の指令信号と比較してインバータ装置２２の出力電圧を制御して可変電圧可変周波数の交流を発生させるインバータ制御装置である。
２４は乗場釦１３又はかご操作盤１４が操作されて運転指令が発せられると目的階１１までの昇降距離Ｄｏｕ又はＤｏｄに対応したかご速度指令値を演算し、上昇運転の場合はかご速度指令値に基いてインバータ制御装置２３を付勢し、下降運転の場合は流量制御弁８を付勢するかご速度制御装置である。
ここで、コンバータ装置２１と、インバータ装置２２と、インバータ制御装置２３と、かご速度制御装置２４と、電流検出器２５は、新設の制御装置２６を構成する。
【００１２】
図２は、かご速度制御装置２４の詳細を示すブロック図である。図中、図１と同符号は同一部分を示す。乗場釦１３又はかご操作盤１４が操作されて呼びが登録されると、この呼びにかご１を応答させるため、運転指令手段３１から運転指令が出力される。
（１）上昇運転の場合
運転指令手段３１から上昇運転指令が出力されると、目的階１１までの目標距離Ｄｏｕが昇降距離演算手段３２によって演算される。切替手段３３はパルス発生器１５からの信号を上昇距離演算手段３４ｕに入力する。ここで、パルス数が計数されてかご１の走行距離Ｄｕが演算される。かご速度指令値演算手段３５ｕは、目標距離Ｄｏｕから走行距離Ｄｕを減算して残距離Ｄｒｕを演算し、この残距離Ｄｒｕに見合った速度指令値Ｖｐｕを出力する。
また、かご速度演算手段３６ｕは、切替手段３３を介してパルス発生器１５から信号を受けてかご速度Ｖｃｕを出力する。減算回路３７ｕで速度指令値Ｖｐｕとかご速度Ｖｃｕの差速度Ｖｕを演算する。電動機速度指令値演算手段３８は差速度Ｖｕに基いて電動機速度指令値Ｎｐを出力する。インバータ制御装置２３は電動機速度指令値Ｎｐに基いてインバータ装置２２を制御して３相誘導電動機５を付勢し、かご１を目的階１１へ着床させる。
【００１３】
（２）下降運転の場合
下降運転も上昇運転と同様であって、運転指令手段３１から下降運転指令が出力されると、目的階１１までの目標距離Ｄｏｄが昇降距離演算手段３２によって演算される。切替手段３３はパルス発生器１５からの信号を下降距離演算手段３４ｄに入力する。ここで、パルス数が計数されてかご１の走行距離Ｄｄが演算される。かご速度指令値演算手段３５ｄは、目標距離Ｄｏｄから走行距離Ｄｄを減算して残距離Ｄｒｄを演算し、この残距離Ｄｒｄに見合った速度指令値Ｖｐｄを出力する。
また、かご速度演算手段３６ｄは、切替手段３３を介してパルス発生器１５から信号を受けてかご速度Ｖｃｄを出力する。減算回路３７ｄで速度指令値Ｖｐｄとかご速度Ｖｃｄの差速度Ｖｄを演算する。弁制御手段３９は差速度Ｖｄに基いて励磁電流Ｉｖを算出して流量制御弁８の電磁コイル８ａを付勢し、油圧ジャッキ２から作動油を排出させてかご１を下降させ、目的階１１へ着床させる。
【００１４】
図３は、インバータ制御装置２３の詳細を示すブロック図である。図中、図１及び図２と同符号は同一部分を示す。
このインバータ制御装置２３は、インバータ装置２２の出力電流と電圧に基いて３相誘導電動機５の速度を演算し、かご速度制御装置２４からの電動機速度指令値Ｎｐと比較してインバータ装置２２の出力電圧を制御するものである。この速度方式は、いわゆるセンサレス制御であって、３相誘導電動機５に回転計を取り付ける必要がなく、既設の３相誘導電動機５をそのまま使用できる、という利点を有する。
【００１５】
まず、速度検出方法について述べる。３相２相変換回路４９は、インバータ装置２２の出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、励磁電流成分ｉｄとトルク電流成分ｉｑの２相に変換する。２次磁束演算第１回路５１は３相誘導電動機５の電流モデルから導き出される方程式を用いて、上記励磁電流成分ｉｄとトルク電流成分ｉｑから２次磁束Φｒｃを算出する。
【００１６】
一方、２次磁束演算第２回路５２は３相誘導電動機５の電流モデルから導き出される方程式を用いて、上記励磁電流成分ｉｄとトルク電流成分ｉｑと電圧の位相角θ及びインバータ装置２２の出力電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊から第２の２次磁束Φｒｖを演算する。減算回路５３で２次磁束Φｒｃと第２の２次磁束Φｒｖの偏差を演算し、積分演算回路５４で積分と位相補償演算を行う。積分演算回路５４の演算結果を３相誘導電動機５の回転角速度ωｒとして出力する。２次磁束Φｒｃと第２の２次磁束Φｒｖが等しければ回転角速度ωｒは正確であることになる。等しくなければ減算回路５３の出力によって積分演算回路５４によって回転角速度ωｒが修正される。
【００１７】
次に、インバータ装置２２の制御について述べる。係数器４１で、かご速度制御装置２４からの電動機速度指令値Ｎｐに、３相誘導電動機５によって決まる係数を乗じて回転角速度指令値ωｒ＊を算出する。減算回路４２で、回転角速度指令値ωｒ＊と回転角速度ωｒとの偏差が算出され、トルク電流指令値演算回路４３へ出力される。トルク電流指令値演算回路４３は、３相誘導電動機５のトルク電流指令値ｉｑ＊を演算する。励磁電流指令値演算回路４４は３相誘導電動機５の励磁電流指令値ｉｄ＊を演算する。滑り周波数演算回路５０は、３相２相変換回路４９の出力である励磁電流成分ｉｄとトルク電流成分ｉｑにより滑り周波数ωｓを演算する。加算回路４５は、積分演算回路５４の出力である回転角速度ωｒと滑り周波数ωｓとを加算し、インバータ装置２２の出力周波数ωを算出する。積分回路４７は、出力周波数ωを積分して位相角θを算出する。
【００１８】
インバータ出力電圧指令値演算回路４６は、励磁電流指令値ｉｄ＊とトルク電流指令値ｉｑ＊、出力周波数ω、励磁電流成分ｉｄ及びトルク電流成分ｉｑとからインバータ装置２２の出力電圧指令値を生成する。なお、出力電圧指令値は、励磁電流成分ｉｄと同相の成分Ｖｄ＊と、トルク電流成分ｉｑと同相の成分Ｖｑ＊として出力される。２相３相変換回路４８は、積分回路４７の出力である位相角θを用いて、出力電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊から、３相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を生成し、インバータ装置２２へ出力する。インバータ装置２２は上記指令値に基いて３相交流電圧を出力して３相誘導電動機５を付勢する。
【００１９】
図４は、作業手順を示す流れ図である。図中、図１と同符号は同一部分を示す。まず、かご１を最下階１１で休止させた後、手順Ｓ１１で既設の制御装置を取り外す。手順Ｓ１２で、フリードオフ回路１０を取り外す。かご速度検出器、例えば、図１に示したパルス発生器１５が取り付けられていない場合は手順Ｓ１３及び手順Ｓ１４により新設し、取り付けられている場合は既設のものを使用することとして手順Ｓ１３から手順Ｓ１５へ移る。手順Ｓ１５で、新設の制御装置２６を取り付ける。手順Ｓ１６で配線工事を行う。手順Ｓ１７で調整作業を行った後、手順１８で試運転をして改修工事を終了する。
【００２０】
上記実施の形態１によれば、ブリードオフ回路１０に替えてインバータ装置２２によって３相誘導電動機５を制御するようにしたので、省エネルギー化と着床時の低速走行時間の短縮化を図ることができる。
また、インバータ装置２２の出力電流と電圧に基いて３相誘導電動機５の速度を演算する、いわゆるセンサレス制御によったので、３相誘導電動機５に回転計を取り付ける必要がなく、既設の３相誘導電動機５をそのまま使用できる。このため、比較的低価格で、しかも短い工期で改修することができる。
なお、センサレス制御は、低速領域で速度演算制度が低下することがあるが、上記実施の形態１では、パルス発生器１５の出力信号を基にかご速度演算手段３６ｕでかご速度Ｖｃｕを演算してかご速度指令値演算手段３５ｕによる速度指令値Ｖｐｕを修正しているので、インバータ制御装置２３の速度検出精度が低下すると、電動機速度指令値Ｎｐが補正されることになる。この結果、かご１の速度変動を抑制することができる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は上記のとおり構成されているので、以下の効果を奏する。
この発明に係る請求項１に記載の油圧エレベータの改修方法は、既設のブリードオフ回路と制御装置を取り外し、可変電圧可変周波数の交流で油圧ポンプを駆動する３相誘導電動機を付勢するインバータ装置と、このインバータ装置を制御して交流を発生させるインバータ制御装置と、運転指令が発せられると目的階までの距離によって速度指令値を演算し、上昇運転の場合は速度指令値に基いてインバータ制御装置を付勢し、下降運転の場合は速度指令値に基いて流量制御弁を付勢するかご速度制御装置とを備えた制御装置を新設して既設の油圧パワーユニットを制御するようにしたものである。
このため、省エネルギー化と着床時の低速走行時間の短縮化を図ることができる、という効果を奏する。
【００２２】
この発明に係る請求項２に記載の油圧エレベータの改修方法は、請求項１に記載のかご速度制御装置を、かごの目的階までの距離によって算出された基準速度と、かごの昇降によって作動する既設又は新設の速度検出手段で検出したかごの実速度とを比較して速度指令値を演算するようにしたものである。
このため、着床時の低速走行時間の短縮化を図ることができる、という効果を奏する。
【００２３】
この発明に係る請求項３に記載の油圧エレベータの改修方法は、請求項１に記載のインバータ制御装置を、インバータ装置の出力電圧と出力電流に基いて３相誘導電動機の速度を演算で求めて速度指令値と比較し、この比較結果に基いてインバータ装置を制御するようにしたものである。
このため、３相誘導電動機に速度計を取り付ける必要がないので、比較的低価格で、しかも短い工期で改修することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における改修後の油圧エレベータの構成を示すブロック図。
【図２】この発明の実施の形態１における新設されたかご速度制御装置２４の詳細を示すブロック図。
【図３】この発明の実施の形態１における新設されたインバータ制御装置２３の詳細を示すブロック図。
【図４】この発明の実施の形態１に係る油圧エレベータの改修工事の手順を示す流れ図。
【図５】従来の油圧エレベータの油圧パワーユニットを示す斜視図。
【符号の説明】
１  かご、  ２  油圧ジャッキ、  ３  油タンク、  ４  油圧ポンプ、  ５  ３相誘導電動機、  ６  管路、  ７  逆止弁、  ８  流量制御弁、  ９  油圧パワーユニット、  １０  ブリードオフ回路、  １１  階、  １３  乗場釦、  １４  かご操作盤、  １５  パルス発生器、  ２１  コンバータ装置、  ２２  インバータ装置、  ２３  インバータ制御装置、  ２４  かご速度制御装置、  ２５  電流検出器、  ２６  制御装置、  ３７  減算回路、  ４２  減算回路、  ４５  加算回路、  ５３  減算回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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