JPH02214486A - エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はエレベータ駆動用の誘導電動機を可変電圧及
び可変周波数制御（ＶＶＶＦ制御）するエレベータの制
御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のエレベータの制御装置としては、例えば
、特開昭６０−１６１８４号公報及び特開昭６３−５２
６８４号公報に掲載の技術を挙げることができる。

第８図はこの従来のエレベータの制御装置をかごの釣り
合い系統と併せて示すブロック図、第９図はそのエレベ
ータの制御装置の詳細を示すブロック図、第１０図は第
９図のエレベータの制御装置において、特に、磁束演算
回路の内部構成を示すブロック図、第１１図は同じくｄ
軸電流指令演算回路の内部構成を示すブロック図、第１
２図はｄ軸電流指令演算回路から出力される励磁電流指
令を示す特性図である。

第８図において、（１）は誘導電動機、（２）はエレベ
ータのかご、（３）は釣り合い錘、（４）はメインロー
ブ、（５）は誘導電動機（１）に取付けられた速度検出
器、（６）はかご（２）の積載荷重を検出する荷重検出
装置、（７）は三相交流電源、（８）は三相交流を直流
に変換するコンバータ、（９）は平滑コンデンサ、（１
０）は直流を交流に変換するインバータ、（１１）は電
流検出器である。

（１２）はマイクロコンピュータであり、前記速度検出
器（５）、荷重検出器（６）及び電流検出器（１１）の
出力信号をインターフェース（■／Ｆ）を介して中央処
理装置（ＣＰ　Ｕ）に取込み、読出し専用のメモリ（Ｒ
ＯＭ）及び読出し書込み可能なメモリ（ＲＡＭ）に記憶
されたプログラムや定数により、インバータ（１０）へ
の指令信号を演算して発生する。

第９図において、（５ａ）は前記速度検出器（５）の出
力である速度検出信号、（６ａ）は荷重検出器（６）の
出力である荷重検出信号、（１１ｕ）、　　（ｌｌｖ）
、　　（ｌ１ｗ）はそれぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流
検出器、（Ｉ　ｕ）、　　（Ｉｖ）。

（Ｉｗ）はそれぞれ電流検出器（１１ｕ）　、　　（１
１ｖ）、　　（ｌ１ｗ）で検出された電流検出信号、（
１３）はかご（２）の走行に応じた速度指令を演算する
速度指令発生器、（１３ａ）は速度指令発生器（１３）
の出力である速度指令、（１４）は減算器、（１５）は
速度制御演算回路、（１６）は不平衡荷重補償回路、（
１７）は加算器、（１８）はリミッタであり、入力が所
定値以上のときに所定値を出力し、それ以外のときには
入力をそのまま出力する。

（１９）は三相の入力信号を励磁成分（Ｉｄ）とトルク
成分（Ｉｑ）とに変換する座標変換回路、（２０）は励
磁電流（Ｉ　ｄ）を入力として磁束検出信号（Φｒ）及
び信号（２０ａ）を発生する磁束演算回路、（２１）は
トルク電流（Ｉ　ｑ）を信号（２０ａ）で割算する除算
器、（ωＳ）は除算器（２１）の出力信号であるすべり
周波数、また、（２２）は速度検出信号（５ａ）とすべ
り周波数（ωＳ）から位相信号（２２ａ）、（２２ｂ）
を求める位相演算回路である。

（２３）は磁束指令（Φｒ　）と磁束検出信号（Φｒ）
との差を求める減算器、（２４）は励磁電流指令を算出
する励磁成分としてのｄ軸電流指令演算回路、（２５）
は前記リミッタ（１８）と同様のリミッタであり、励磁
電流指令（Ｉｄ　　）を出力する。（２６）及び（２７
）は減算器、（２８）はｄ軸電圧指令（Ｖｄ　　）を発
するｄ軸電圧指令演算回路、（２９）はトルク成分とし
てのｑ軸電圧指令（Ｖｑ　　）を発するｑ軸電圧指令演
算回路、（３０）は前記ｄ軸電圧指令（Ｖｄ　　）とｑ
軸電圧指令（Ｖｑ　　）とから三相の電圧指令（Ｖｕ　
　）、　　（Ｖｖ　　）、　　（Ｖｗ　　）を演算する
座標逆変換回路である。

次に、上記のように構成された従来のエレベータの制御
装置について動作を説明する。

さて、このエレベータの制御装置において、速度指令発
生器（１３）により演算された速度指令（１３ａ）は減
算器（１４）により速度検出信号（５ａ）と比較され、
その偏差をもとに速度制御演算回路（１５）で制御演算
される。そして、この演算結果には、かご（２）の荷重
検出信号（６ａ）に基づいて不平衡荷重補償回路（１６
）で求められた不平衡荷重値が加算器（１７）において
加算され、リミッタ（１８）を通してトルク電流指令（
Ｉｑ＊）となる。

座標変換回路（１９）では、三相の電流検出信号（Ｉｕ
）、（Ｉｖ）、　　（Ｉｗ）を入力とし、ベクトル制御
に基づいて、 によりｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）が求められ
る。

また、磁束演算回路（２０）は第１０図に示すように構
成され、出力信号（Φｒ）及び座標変換回路（２０）の
出力の信号（２０ａ）は次式となる。

０ａ− Ｉｄ Ｓ＋Ｒ２／　（Ｍ＋　１２　） Ｓ＋Ｒ２／　（Ｍ＋　ｌｚ　） Ｍ＋　１２ ｌｄ １＋　　（（Ｍ＋１２　）／Ｒ２）ｘＳλｄ ここで、Ｒ２は二次抵抗、Ｍは相互インダクタンス、１
２は二次インダクタンス、λｄは二次磁束である。さら
に、除算器（２１）では、ωＳ； Ｉｑ ０ａ Ｉｑ ［１／　（Ｓ＋Ｒ２／　（Ｍ＋　ｔ２　））］　　Ｉ　
ｄを算出し、位相演算回路（２２）で速度検出信号（５
ａ）と加算した後に積分され、位相角θを算出して、位
相信号（２２ａ）、（２２ｂ）を出ツノする。この位相
信号（２２ａ）、（２２ｂ）はそれぞれ ２２ａ　：　　ｃｏｓθ、　ｃｏｓ（θ−２π／３）、
ｃｏｓ（θ÷２ｚ／３）２２ｂ　：　　ｓｉｎθ、　５
Ｉｎ（θ−２π／３）、５ｉｎ（θ＋２π／３）である
。

磁束指令（Φｒ　）と磁束検出信号（Φｒ）は減算器（
２３）で比較されて、第１１図に内部構成を示すｄ軸電
流制御演算回路（２４）に送られ、リミッタ（２５）を
通してｄ軸電流指令（Ｉｄ　　）が得られる。

上記のように得られたｄ軸及びｑ軸の電流指令（Ｉｄ＊
）、　　（Ｉｑ”）は、減算器（２６）または減算器（
２７）においてｄ軸電流（Ｉｄ）及びｑ軸電流（Ｉｑ）
と比較され、ｄ軸電圧指令演算回路（２８）　、ｑ軸電
圧指令演算回路（２９）で制御演算されて、ｄ軸電圧指
令（Ｖｄ　　’）及びｑ軸電圧指令（Ｖｑ　　）が求め
られる。そして、この電圧指令（Ｖｄ　　）、　　（Ｖ
ｑ　　）を座標逆変換回路（３０）により三相の電圧指
令（Ｖｕ）。

（Ｖｖ　　）、　　（Ｖｗ　　）に変換し、インバータ
（１０）を制御して、誘導電動機（１）を回転させる。

すなわち、座標逆変換回路（３０）では、次の演算が行
なわれる。

上記の動作において、エレベータ駆動回路の電源が断た
れた状態から、エレベータが起動する場合、直ちに磁束
指令（Φｒ　）が設定されるが、磁束検出信号（Φｒ）
は誘導電動機（１）の時定数である（Ｍ＋１２　）　／
Ｒ２［ｓｅｃ　］の遅れがあるため、その偏差がｄ軸電
流指令演算回路（２４）で増幅されて、ｄ軸電流指令（
Ｉｄ　　）は第１２図に示すようになる。これは、磁束
の立上がりを早める効果がある。

一方、不平衡荷重補償回路（１６）では荷重検出信号（
６ａ）から不平衡荷重を求め、図示しないブレーキの開
放時に起動ショックが生じないように、不平衡荷重に見
合ったトルク電流、つまりｑ軸電流指令（ｌｑ　　）を
出力し続ける。ここで不平衡荷重からｑ軸電流指令（１
ｑ　）への変換は、次式のようになる。

Ｉ　ｑ　＊＝ｆ丁ｘＷｕ　ｘＤ／２ｘ１／に、ＬＸ　１
／ＫＧ　Ｘ　１／ＫＬ　　　［Ａ］Ｋ　ｔ　−１／９．
８　ＸｍＸ　ＰｘＭ２／（Ｍ＋１２）ｘ　Ｉ。

［Ｋｇ−ハ］ ただし、Ｗｕは不平衡荷重、Ｄはシーブ径、また、ＫＬ
はロービング比、ＫＯはギヤ比（シーブ５０−ピング、
ギヤは図示せず）、Ｋｔはトルク定数、ｍは相数（＝３
）　、Ｐは極対数、ＩＯは励磁電流理論値（Ｉｄ　　の
目標値の１／７丁）である。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述した従来のエレベータの制御装置では起
動時において、ｄ軸電流（Ｉｄ）が目標値よりも大きい
にもかかわらず、励磁電流（ｉｏ）が（Ｉｄの目標値）
／ＪＮであるものとして、ｑ軸電流指令（Ｉｑ　　）を
算出するため、実際の不平衡荷重補償よりも大きなトル
クを発生していた。

そこで、この発明は磁束の立にげを早めると共に、必要
以上の大きなトルクを発生することのないエレベータの
制御装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段〕 この発明にかかるエレベータの制御装置は、電圧及び周
波数が可変の電力変換装置を用いて、かご駆動用の誘導
電動機を制御するエレベータの制御装置において、前記
誘導電動機の三相の一次電流を励磁成分とトルク成分と
の二軸量に変換する座標変換回路と、前記励磁成分の指
令値を演算する励磁電流指令演算回路と、前記トルク成
分の指令値を演算するトルク電流指令演算回路と、前記
励磁電流指令または前記三相の一次電流の励磁成分に反
比例した係数により前記トルク電流指令を補正する補正
回路から構成したものである。

［作用］ この発明においては、励磁電流指令演算回路で演算され
た励磁電流指令（ｄ軸電流指令）、または座標変換回路
で変換された三相の一次電流の励磁成分（ｄ軸電流）の
大きさに応じて、トルク電流指令（ｑ軸電流指令）の変
換係数が決定されるから、磁束の立上げが早められると
共に、正しいトルクが出力される。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について図を用いて説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるエレベータの制御装
置の要部を示すブロック図、第２図は同じくそのｑ軸電
流指令変換回路の内部構成を示すブロック図、第３図は
同じくｑ軸電流指令変換回路の動作を示すフローチャー
ト、第４図は同じくｑ軸電流指令変換回路の人力信号及
び出力信号を示す特性図である。なお、図中、第８図及
び第１２図の従来例と同−符号及び同一記号は、前述し
た従来例の構成部分と同一または相当する部分を示すも
のであるため、ここでは重複する説明を省略する。

第１図において、（１５ａ）は速度制御演算回路（１５
）の出ツノ信号、（１６ａ）は不平衡荷重補償回路（１
６）の出力信号、（１７ａ）は加算器（１７）の出力信
号、（３１）はｑ軸電流指令変換回路であり、（３１ａ
）はその出力信号である。

また、第２図及び第３図はｑ軸電流指令変換回路（３１
）の内部構成及び動作を示すもので、（３２）は変換係
数、（３２ａ）はその乗算結果、（３３）は前記乗算結
果（３２ａ）をｄ軸電流指令（Ｉｄ　　）で割算する除
算器である。

次に、上記のように構成されたこの実施例のエレベータ
の制御装置の動作を説明する。

この実施例のエレベータの制御装置においては、起動指
令が出ると、ｄ軸電流指令（Ｉｄ　　）は第４図に示す
ように、起動指令と同時に立上がる。

一方、速度制御演算回路（１５）の出力信号（１５ａ）
は、起動指令が人力されても、起動のための速度指令（
１３ａ）が発生する時点（Ｔｓ）まで零となり、それ以
降は速度検出信号（５ａ）との偏差に応じて立」二がる
。また、不平衡荷重補償回路（１６）からの出力信号（
１６ａ）は、起動指令と共に不平衡荷重骨の補償値まで
ステップ状に立上がる。そして、速度制御演算回路（１
５）の出力信号（１５ａ）と不平衡荷重補償回路（１６
）からの出力信号（１６ａ）との加算結果である信号（
１７ａ）は、変換係数（３２）、すなわち、ＪゴＸＩｏ
＝（Ｉｄ　　の目標値）が乗じられ、さらにｄ軸電流指
令値（Ｉｄ　　）で除することにより第４図に示すよう
なトルク電流指令（Ｉｑ　　）が得られる。

つまり、 （Ｉｑ　　）　＝　（Ｉｑ　　）　Ｘ　（、ｖ／ＴＸｌ
ｏ）バＩｄ　　）ただし、（Ｉｑ）’は従来のｑ軸電流
指令値により、ｄ軸電流指令（Ｉｄ　　）に反比例した
ｑ軸電流指令値（Ｉｑ　　）を算出することになる。

なお、前記（Ｉｑ　　）　　は従来のｑ軸電流指令値で
ある。

この結果、従来 τ　■　Ｉ。

ただし、Ｉｏは（Ｉｄ　　）の目標値のｌ／ＪＴ。

また、τはトルクである。

であったものが、 ｒ　　ｏｃ　　ＩｏＸ（Ｉｄ　　）／Ｉｏ＝（Ｉｄ　　
）となり、実際の励磁電流指令であるｄ軸電流指令（Ｉ
ｄ　　）に比例したトルク（τ）を発生することができ
る。

このように、上記実施例のエレベータの制御装置は、エ
レベータかごの駆動用の誘導電動機（１）を電圧可変制
御及び周波数可変制御（ＶＶＶＦ制御）する電力変換回
路と、前記誘導電動機（１）の三相の一次電流を励磁成
分（Ｉｄ）とトルク成分（Ｉｑ）との二軸量に変換する
座標変換回路（１９）と、前記励磁成分の指令値（Ｉｄ
　　）を演算する励磁電流指令演算回路（２４）と、前
記トルク成分の指令値（Ｉｑ　　）を演算するトルク電
流指令演算回路（１５）と、前記励磁電流指令（Ｉｄ”
）に反比例した係数（３２）により前記トルク電流指令
（Ｉｑ　　）を補正する補正回路としてのｑＩｄＩ電流
指令変換回路（３１）とから構成したものである。

したがって、励磁電流指令演算回路（２４）で演算され
た励磁電流指令（Ｉｄ　　）の大きさに応じて、トルク
電流指令（Ｉｑ　　）の変換係数（３２）、（３６）が
決定され、磁束の立上げを早めると共に、正しいトルク
を出力することができる。

［他の実施例］ 次に、第５図乃至第７図に示す他の実施例について説明
する。

第５図はこの発明の他の実施例によるエレベータの制御
装置の要部を示すブロック図、第６図はその不平衡荷重
補償回路の内部構成を示すブロック図、第７図は不平衡
荷重補償回路の動作を示すフローチャートである。なお
、図中、第８図及び第１２図の従来例と同−符号及び同
一記号は、前述した従来例の構成部分と同一または相当
する部分を示すものである。

図において、（３４）はバイアス値、（３５）は減算器
であり、（３５ａ）はその出力信号である。（３６）は
係数Ｋｗ、（３６ａ）はその乗算結果、（３７）は乗算
結果（３６ａ）をｄ軸電流指令（Ｉｄ　　）で割算を行
なう除算器である。

そこで、この実施例のエレベータの制御装置について動
作を説明する。

さて、第４図から明らかなように、ｄｌＴｏ電流指令（
Ｉｄ　　）が目標値と大きく異なるのは、起動の最初の
時点のみである。この時点では速度制御演算回路（１５
）の出力信号（１５ａ）が零であるため、ｄ軸電流指令
（Ｉｄ　　）によるｑ軸電流指令（Ｉｑ　　）の補正は
、不平衡荷重補償分に限定しても問題ないことになる。

不平衡荷重（Ｗｕ）は第６図の減算器（３５）の出力信
号（３５ａ）に相当し、係数（Ｋｗ）は、Ｋｗ＝Ｄ／２
ｘｌ／ＫＬ　ｘｉ／ＫＧ ｘ９．８　　ＸＬ／ｍｘｌ／Ｐｘ　　（Ｍ＋１２）／Ｍ
２で設定され、除算器（３７）においてｄ軸重・流指令
（Ｉｄ＊）で除することにより、 １６ａ＝ＷｕｘＫｗ／Ｉｄ” となり、従来の目標値であるｆＴｉｏを実際の指令（Ｉ
ｄ”）に置換えたことになって、前記実施例と同様の効
果が得られることが分かる。

なお、上記各実施例ではｑ軸電流指令（Ｉｑ　　）の変
更ゲイン設定条件として、前記ｄ軸電流指令（Ｉｄ　　
）を使用したが、実際のｄ軸電流（Ｉｄ）を使用しても
良い。

［発明の効果］ 以上のように、この発明のエレベータの制御装置は、電
圧及び周波数が可変の電力変換装置を用いて、かご駆動
用の誘導電動機を制御するエレベータの制御装置におい
て、前記誘導電動機の三和の−次電流を励磁成分とトル
ク成分との二軸量に変換する座標変換回路と、前記励磁
成分の指令値を演算する励磁電流指令演算回路と、前記
トルク成分の指令値を演算するトルク電流指令演算回路
、と、前記励磁電流指令または前記三相の一次電流の励
磁成分に反比例した係数により前記トルク電流指令を補
正する補正回路とから構成したものであるから、磁束の
立上げを早めると共に、必要以上の大きなトルクを発生
することなく、必要に応じた正しいトルクを出力するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエレベータの制御装
置の要部を示すブロック図、第２図は同じくそのｑ軸電
流指令変換回路の内部構成を示すブロック図、第３図は
同じくｑ軸電流指令変換回路の動作を示すフローチャー
ト、第４図は同じくｑ軸電流指令変換回路の人力信号及
び出力信号を示す特性図、第５図はこの発明の他の実施
例によるエレベータの制御装置の要部を示すブロック図
、第６図はその不平衡荷重補償回路の内部構成を示すブ
ロック図、第７図は不平衡荷重補償回路の動作を示すフ
ローチャート、第８図は従来のエレベータの制御装置を
かごの釣り合い系統と併せて示すブロック図、第９図は
第８図のエレベータの制御装置の詳細を示すブロック図
、第１０図は第９図のエレベータの制御装置の磁束演算
回路の内部構成を示すブロック図、第１１図は同じくｄ
軸電流指令演算回路の内部構成を示すブロック図、第１
２図はｄ軸電流指令演算回路から出力される励磁電流指
令を示す特性図である。 図において、 １：誘導電動機 ２：かご １５：速度制御演算回路 １６：不平衡荷重補償回路 １９：座標変換回路 ２４：ｄ軸電流指令演算回路 ３１：ｑ軸電流指令変換回路 ３２：変換係数 Ｉｄ：励磁成分 Ｉｑ：トルク成分 Ｉｄ＊：励磁電流指令 ＊　。 ＩＱ　　、トルク電流指令 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 代理人　弁理士　大台　１雄　外２名 第８図 １：誘導電動薇 ２：かご 第１１図 φｒ Ｈ勅 手 続 補 正 書 （自発） ５゜ 補正の対象 さ１１成 ２年 鯛 １４日 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６゜ 補正の内容 １、事件の表示 特願平 １−３３０１１号 明細書の第１０頁下から第７行目の ２、発明の名称 「 （Ｍ＋Ｉ２ 」 を エレベータの制御装置 ［ ＣＭ＋Ｑ２ 」 と補正する。 ３、補正をする者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレベータかごの駆動用の誘導電動機を電圧可変
   制御及び周波数可変制御する電力変換回路と、 前記誘導電動機の三相の一次電流を励磁成分とトルク成
   分との二軸量に変換する座標変換回路と、前記励磁成分
   の指令値を演算する励磁電流指令演算回路と、 前記トルク成分の指令値を演算するトルク電流指令演算
   回路と、 前記励磁電流指令または前記三相の一次電流の励磁成分
   に反比例した係数により前記トルク電流指令を補正する
   補正回路と を具備することを特徴とするエレベータの制御装置。