(57)【要約】      （修正有）【課題】乗りかご荷重検出手段が設置される環境の変化に影響されず、かつ特別な装置を追加することなく、エレベーターの起動に際して飛び出し、逆転動作を発生させずに円滑起動可能なエレベーター制御方法を提供する。【解決手段】エレベータの起動時に、乗りかご１を停止位置に保持しているブレーキ装置を開放するときに、ブレーキ装置の保持トルクの減少を補償するように、永久磁石式同期モータ４のトルクを停止時の磁極位置に保持するよう制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変電圧・可変周波数の電力変換器によって駆動される永久磁石式同期モータと、当該永久磁石式同期モータによって駆動される乗りかごと、前記永久磁石式同期モータを停止位置に保持するブレーキ装置、及び当該ブレーキ装置の保持トルクを減少させるブレーキ装置解放手段と、前記永久磁石式同期モータの回転位置を検出する回転位置検出手段を備えたエレベーター装置において、エレベーター起動時は、ブレーキ装置解放手段にて解放するブレーキ装置の保持トルクを補償するように、前記永久磁石式同期モータのトルクを制御するエレベーター制御方法。  
【請求項２】
請求項１における、永久磁石式同期モータのトルクを制御する手段が、回転子磁極位置を永久磁石式同期モータ停止時の磁極位置に保持する制御手段であるエレベーター制御方法。  
【請求項３】
請求項２における、回転位置検出手段が、エンコーダによる位置検出手段であるエレベーター制御方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベーター制御において、エレベーター起動時におけるエレベーター動作を改善する技術に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベーターの制御について説明する。  
エレベーターの乗りかごは、いくつかの機械装置を介してブレーキ装置と連動しており、乗りかご停止時はブレーキ装置によって保持される。乗りかごを起動するときは、ブレーキ装置を開放し、永久磁石式同期モータの動力により乗りかごを上昇または下降させる。このとき、乗りかごとカウンタウェイトの重量バランスによっては、エレベーター起動時に乗りかごの飛び出し、逆転動作が発生してしまう。そこで、乗りかご荷重検出手段により検出した乗りかごの重量とカウンタウェイトの重量との不平衡を検出し、これを打ち消すような一定のトルクをブレーキ装置解放期間中当該同期モータに発生させる。このように起動制御することによって、ブレーキが開放される瞬間に乗りかごの飛び出し、逆転動作を防止している。  
その際、特許文献１，２，３に示されるように、永久磁石式同期モータの制御に必要な磁極位置の検出を誘起電圧から推定して永久磁石式同期モータを制御している。  
【０００３】
しかしながら、乗りかご荷重検出手段は、当該検出手段の配置箇所等の環境の変化によって同一の状態の乗りかごであってもその測定値がばらつくことがあるので、乗りかごの重量とカウンタウェイトの重量不平衡分を打ち消すためのトルクを正しく生成できず、結果として乗りかごの飛び出し、逆転動作が生じることがあった。  
【０００４】
図１、図２に基づいて、従来行われているエレベーターの制御について詳細に説明する。  
【０００５】
図１は、永久磁石式同期モータを用いたエレベーター装置の一例を示す概略図であり、当該図について説明する。  
乗りかご１およびカウンタウェイト２は、ロープ３の両端にそれぞれ吊り下げられ、ロープ３は、永久磁石式同期モータ４の回転軸に固定されたシーブ５に巻きかけられている。  
ロープ３が巻きかけられたシーブ５、乗りかご１を制動および停止させるためのブレーキドラム６、永久磁石式同期モータ４の回転位置を検出する為のエンコーダ７等がそれぞれ永久磁石式同期モータ４の回転軸に接続されている。  
エレベーター制御装置８は、ブレーキドラム６を制御するブレーキ制御器９にブレーキ信号を出力し、またエレベーターの運転状態に応じて永久磁石式同期モータ４を制御する同期モータ制御器１０への速度制御信号を出力するものである。  
このエレベーター装置は、永久磁石式同期モータ４が駆動されると、シーブ５が回転し、ロープ３を介して乗りかご１、カウンタウェイト２が図示されていない昇降路内を昇降する。また、起動時にはエレベーター制御装置８からの指令によりブレーキ装置解放手段であるブレーキコイル１１に電流が引加されて、ブレーキ装置である、ブレーキドラム６を押し付けているブレーキシュー１２が開放され、ブレーキがかからない状態になる。エンコーダ７は、永久磁石式同期モータ４の回転角度に従ったパルスを出力し、その周波数は永久磁石式同期モータ４の回転速度に比例する。このパルスにより現在の回転位置を演算し、それに応じた界磁電流を制御することで永久磁石式同期モータ４の速度制御を行う。また、乗りかご１に取り付けられた荷重検出手段１３により乗りかごの重量を測定する。  
【０００６】
図２を用いて従来行われているエレベーターの起動制御について詳細に説明する。  
乗りかご１は、ブレーキドラム６にブレーキシュー１２を押し付けることで停止状態が保持され、停止状態から乗りかご１を上昇または下降させるときは、ブレーキコイル１１に電流を引加してブレーキシュー１２をブレーキドラム６から引き離すことでブレーキ装置を開放し、その後に乗りかご１に速度を与える。そのときのブレーキ引加電流、モータ出力トルク、エレベーター速度の各変化を図２に、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）として示す。
【０００７】
図２において、（Ａ）はブレーキシュー１２を解放するためにブレーキコイルに引加される電流変化を示すもので、エレベーター停止期間が終了すると、当該ブレーキコイルに電流が引加されてブレーキシュー１２の吸引が開始（図２のア）される。当該電流引加からブレーキシュー１２が完全に吸引（図２のイ）されるまでのブレーキ装置解放期間中引加電流は増加し、ブレーキシュー１２が完全に吸引（図２のア）された後のエレベーター加速期間中は、ブレーキシュー１２を解放位置に保持するのに必要な電流が引加される。
（Ｂ）は、永久磁石式同期モータ４の出力トルクの変化を示すもので、実線は永久磁石式同期モータ４の出力トルクを示し、ブレーキ装置解放期間中は、荷重検出手段１３により求めた乗りかごの重量とカウンタウェイト２の重量との差である不平衡分を打ち消すトルクが出力され、エレベーター加速期間中は上昇または下降のためのトルクが出力される。
また、ブレーキ解放期間中に示される上下の一点鎖線は、荷重検出手段１３が環境条件に影響を受けないとして測定した乗りかごの重量とカウンタウェイト２の重量との不平衡に基づいて永久磁石式同期モータに掛かかるトルクを示す。    
（Ｃ）は、エレベーター速度の変化を示すもので、ブレーキシュー１２の吸引完了時、前記「（Ｂ）」における上側一点鎖線に示されるトルクの場合は飛び出しが生じ、下側一点鎖線に示されるトルクの場合は逆転が生じる。
【０００８】
図２の動作について説明する。  
エレベーター停止状態からブレーキコイル１１に電流を引加し、ブレーキシュー１２の吸引を開始（図２のア）し、ブレーキシュー１２を完全に吸引するとブレーキ装置が開放される（図２のイ）。このとき初めて乗りかご１に速度が与えられ、上昇または下降させることができる。  
その際、乗りかご１の飛び出し、逆転動作を低減するために、乗りかご１の荷重検出手段１３の出力から乗りかご１の重量とカウンタウェイト２の重量との不平衡分を検出し、その不平衡分を打ち消すトルクを、ブレーキ装置解放期間中永久磁石式同期モータ４に出力させることで、ブレーキ開放時に乗りかご１とカウンタウェイトが釣り合うようにしている。  
【０００９】
しかしながら、荷重検出手段１３は環境変化によってその測定値がばらつくため、正確に乗りかご１の重量を検出できないことがある。したがって、図２に示されるように、乗りかご１の重量とカウンタウェイト２の重量との不平衡分に対して十分な補償ができず、結果として、ブレーキ装置開放時に乗りかご１とカウンタウェイト２が釣り合わず、飛び出し、逆転動作が発生してしまう虞があった。  
【特許文献１】特開2000-78877号公報
【特許文献２】特開H11-255441号公報
【特許文献３】特開2001-37285号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願発明の課題は、乗りかご荷重検出手段が設置される環境の変化に影響されず、かつ特別な装置を追加することなく、エレベーターの起動に際して飛び出し、逆転動作を発生させずに円滑起動可能なエレベーター制御方法を提供すること。  
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、上記の目的を達成するために、乗りかごを停止位置に保持しているブレーキ装置を開放するときに、ブレーキ装置の保持トルクの減少を補償するように、永久磁石式同期モータのトルクを制御すること。  
【発明の効果】
【００１２】
永久磁石式同期モータを停止時の磁極位置に保持する制御を行うことにより、環境変化の影響を受けるエレベーターの乗りかごの荷重検出手段を不要として、エレベーター起動時における乗りかごの飛び出し、逆転動作を低減するとともに構成を簡略化でき、さらに、ブレーキ装置の保持力の減少に合わせて補償トルクを増加させるので、省エネルギー化が図れる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図３、図４を用いて説明する。  
図３は、本願発明におけるエレベーター装置における制御構成のブロック図を示す。
同期モータ制御器１０は、磁極位置制御器１４、速度制御器１５、電流制御器１６の各種制御器と、電源１７、スイッチング素子１８で構成される電力変換装置、永久磁石式同期モータ４の電流を検出する電流検出手段１９、エンコーダ７のパルスから磁極位置、速度をそれぞれ演算する磁極演算手段２０、速度演算手段２１から構成される。  
【００１４】
同期モータ制御器１０の制御動作について説明する。  
ブレーキコイルに電流が引加されてブレーキ装置の解放が行われると、ブレーキ装置の保持トルクが減少して永久磁石式同期モータの回転子磁極が回転し始める。当該磁極の回転量を検出するエンコーダ７からのパルスを受けて磁極演算手段２０が磁極位置を検出し、記憶されているエレベーター停止時の磁極位置との偏差を求め、当該偏差がゼロになるように磁極位置制御器１４が、永久磁石式同期モータに引加される電流を制御電流制御機１６を介して、磁極位置が停止時の磁極位置に保持されるように永久磁石式同期モータのトルクを制御する。  
また、ブレーキシュー１２が完全に吸引されてブレーキ装置が開放された後は、エレベーター制御装置８からの速度指令値に追従するように制御して、乗りかご１を上昇または下降させる。  
なお、ブレーキシュー１２を複数個用いてブレーキドラム６を押し付けて保持する構成としてもよい。  
【００１５】
このときのブレーキコイル引加電流、モータ出力トルク、エレベーター速度の変化を図４に各（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）として示す。図４の「（Ｂ）」における、「ブレーキ装置解放期間」以外は、図２における説明と同様である。  
【００１６】
図４の「（Ｂ）」における、「ブレーキ装置解放期間」の動作について説明する。  
ブレーキシュー１２の吸引が開始すると、ブレーキドラム６の回転を抑える保持トルクが減少するので、乗りかご１の重量とカウンタウェイト２の重量との不平衡に基づいて永久磁石式同期モータ４を回転させるようなトルクが発生する。  
そこで、ブレーキドラム６の回転を抑える保持トルクの減少を補償するようなトルクを当該同期モータ４に発生させると、ブレーキ装置を解放したときに飛び出し、逆転現象の発生を防止することができる。  
【００１７】
以上の実施例によれば以下の効果を奏する。  
本願発明は、運転中のエレベーターの起動制御に際して、環境の変化によってその測定値がバラバラになる乗りかご１の荷重検出手段１３を必要としないので、エレベーター起動時における、乗りかごの飛び出し逆転の発生を防止できるとともに、構成を簡略化できる効果を有する。  
【００１８】
さらに、従来の起動制御のようにブレーキ解放期間中、永久磁石式同期モータの出力トルクを一定に保持しておくものではなく、ブレーキドラム６の回転を抑えるトルクの減少を補償するようにトルクを増加させるものであるから、その消費電力も第４図に示されるように従来の消費電力の約半分程度となるから、省エネルギー効果を奏する。  
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】永久磁石式同期モータを用いたエレベーター装置の一例を示す図である。
【図２】、従来のエレベーター起動時における、エレベーター停止状態からエレベーター上昇または下降する迄の変化を示す図であり、（Ａ）は、ブレーキコイル引加電流変化、（Ｂ）は、モータ出力トルク変化、（Ｃ）は、エレベーター速度変化を示す図である。
【図３】本願発明に係わる同期モータ制御器の構成を表すブロック図である。
【図４】本願発明のエレベーター起動時における、エレベーター停止状態からエレベーター上昇または下降する迄の変化を示す図であり、（Ａ）は、ブレーキコイル引加電流変化、（Ｂ）は、モータ出力トルク変化、（Ｃ）は、エレベーター速度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：乗りかご
２：カウンタウェイト
３：ロープ
４：永久磁石式同期モータ
５：シーブ
６：ブレーキドラム
７：エンコーダ
８：エレベーター制御装置
９：ブレーキ制御器
１０：同期モータ制御器
１１：ブレーキコイル
１２：ブレーキシュー
１３：荷重検出手段
１４：磁極位置制御器
１５：速度制御器
１６：電流制御器
１７：電源
１８：スイッチング素子
１９：電流検出手段
２０：磁極演算手段
２１：速度演算手段  
【図１】
2009057186.tif 000003
【図２】
2009057186.tif 000004
【図３】
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【図４】
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