JPH07228438A - マルチインバータ式エレベータの制御装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】エレベータ運転中に切り離す（解放）および／
または組み込む（投入）インバータを特定する特定手
段，現在の総トルク指令値を計算する総トルク指令値計
算手段，総トルク指令値を切り離し時には特定されたイ
ンバータ以外のインバータおよび／または組み込み時に
は特定されたインバータを含むインバータに再配分する
再配分手段，各々再配分されたトルク指令値から電流
（或いは電圧），周波数，位相を求めて各々のインバー
タに出力する出力手段を備える。 【効果】マルチインバータ構成のエレベータシステムを
運転中にトルク変動，速度変動を発生すること無く特定
のインバータを切り離す（解放）および／または組み込
む（投入）ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マルチインバータ式マ
イコン制御形エレベータ制御装置に係り、特に、エレベ
ータの運転中において特定されたインバータを切り離す
（解放）および／または組み込む（投入）ための装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マルチインバータ式のエレベータ
制御装置は、特開平2−228288 号公報に開示されている
ものがある。これは、起動から停止までを同じ台数のイ
ンバータで行う場合について開示されており、インバー
タ巻上機の駆動装置の大容量化を達成するために複数の
交流供給手段と複数の電動機を備え、各々の交流供給手
段の発生トルクを制御して対応する各々の電動機を駆動
するものである。尚、制御する発生トルクを荷重相当
分，加減速相当分等に区分けして、区分けした各々の相
当分トルクを各々の交流供給手段に割り当てて電動機を
制御する。

【０００３】さらに従来、マルチインバータ式のエレベ
ータ制御装置は、特開平3−36991号公報に開示されてい
るものがある。これは、正常運転時に２台のインバータ
で運転し、故障時には故障側のインバータ回路を切り離
して健全な回路のみで運転を行うものである。具体的に
は故障が検出された時点で『故障発生側のリレーをオフ
にして、故障インバータを切り離す。そして、電流指令
は正常時の２倍を出力する〜』と記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平2−228288 号公
報のエレベータ制御装置は、運転途中で特定の交流供給
手段とそれに対応する電動機を切り離す(解放）および
／または組み込む(投入）ことについて開示されていな
い。しかし、エレベータ運転中に、インバータ或いはモ
ータに不具合が発生する、或いは、発生トルク（総トル
ク指令値）に余裕がある等の場合には用いるインバータ
を少なくするために切り離し、余裕が無い（或いは少な
い）場合にはインバータを増やすために組み込む等の必
要性が発生することは十分に有り得る。従来、このよう
な場合にトルク変動，速度変動等を極力少なくするため
の装置および／または方法の具体的な開示がなされてい
なかった。

【０００５】一方、特開平3−36991号公報のエレベータ
制御装置は、記載されているように切り離した後に電流
指令値を２倍にするため、その間にトルク変動を生じ、
それが乗りかごの速度変動となって乗り心地を悪くする
と同時に乗客に大きな不安感を与えることになる。

【０００６】本発明の目的は、マルチインバータでエレ
ベータを運転中にトルク変動，速度変動等を無くして特
定のインバータを切り離す（解放）および／または組み
込む（投入）ことができるエレベータ制御装置及び方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はエレベータの運転中に切り離す（解放）お
よび／または組み込む（投入する）インバータを特定す
る特定手段，現在の総トルク指令値を計算する総トルク
指令値計算手段，総トルク指令値を切り離し時には特定
されたインバータ以外のインバータに、および／また
は、組み込み時には特定されたインバータを含むインバ
ータに再配分する再配分手段，各々再配分されたトルク
指令値からインバータ制御信号である電流（或いは電
圧），周波数，位相を求めて各々のインバータに出力す
る出力手段を備える構成となっている。

【０００８】さらには、エレベータの運転中に切り離す
（解放する）および／または組み込む（投入する）イン
バータを特定する特定手段，速度制御系の比例積分ゲイ
ンを再計算するゲイン再計算手段，再計算された比例積
分ゲインを用いて総トルク指令値を求める総トルク指令
値計算手段，総トルク指令値を切り離し時には特定され
たインバータ以外のインバータにおよび／または組み込
み時には特定されたインバータを含むインバータに再配
分する再配分手段，各々再配分されたトルク指令値から
インバータ制御信号である電流（或いは電圧），周波
数，位相を求めて各々のインバータに出力する出力手段
を備える構成となっている。また、起動補償のための補
償トルク量を総トルク指令値に加えている場合には、再
計算した比例積分ゲインと同じ比率（各ゲインの計算前
と再計算後の比率）で補償トルク量を再計算する補償ト
ルク量計算手段をゲイン再計算手段と総トルク指令値計
算手段との間に設ける構成も取り得る。

【０００９】

【作用】このように構成されているので、例えば、不具
合の発生或いは各インバータに配分されているトルク指
令値に余裕がある等のために特定のインバータを切り離
す（解放する）場合、特定手段により切り離す（解放）
インバータを特定し、総トルク指令値計算手段により各
インバータに配分されている現在の総トルク指令値を計
算し、再配分手段により特定されたインバータ以外のイ
ンバータに総トルク指令値を再配分し、出力手段により
各々再配分されたトルク指令値に基づいてインバータ制
御信号である電流（或いは電圧），周波数，位相を求め
て各々のインバータに出力することができる。総トルク
指令値計算手段から出力手段までの動作を同じ制御周期
で実行することにより、切り離すインバータが負担して
いたトルク指令値を同一制御周期内で再配分により吸収
するため、総トルク量が急変すること及び速度に影響を
与えることが無くエレベータの運転中に特定のインバー
タを切り離す（解放する）ことが可能となる。一方、イ
ンバータを組み込む（投入する）場合についても、この
再え方に基づいて特定したインバータの組み込み処理を
実行することにより同様に可能となる。

【００１０】さらに、エレベータの運転中に、特定手段
により切り離す（解放）インバータを特定し、ゲイン再
計算手段により速度制御系の比例積分ゲインを再計算
し、総トルク指令値計算手段により再計算された比例積
分ゲインを用いて速度制御処理の出力として総トルク指
令値を求め、再配分手段により特定されたインバータ以
外のインバータに総トルク指令値を再配分し、出力手段
では再配分したトルク指令値からインバータ制御信号で
ある電流（或いは電圧），周波数，位相を求めて各々の
インバータに出力することができる。また、起動補償の
ための補償トルク量を総トルク指令値に加える場合、補
償トルク量計算手段を用いて先に再計算した比例積分ゲ
インと同じ比率（各ゲインの計算前と計算後の比率）で
補償トルク量を再計算し総トルク指令値に加えることも
可能である。

【００１１】ゲイン再計算手段から出力手段までの動作
を同じ制御周期で実行することにより、切り離すインバ
ータが負担していたトルク指令値を同一制御周期内で再
配分することにより吸収するため、総トルク指令値が急
変すること或いは速度などに影響を与えること無くエレ
ベータの運転中に特定のインバータを切り離す（解放す
る）ことが可能となる。

【００１２】また、起動補償のための補償トルク量を総
トルク指令値に加える場合には補償トルク量計算手段も
ゲイン再計算手段と総トルク指令値計算手段の間に含め
て同じ制御周期で実行すればよい。

【００１３】インバータを組み込む（投入する）場合に
ついても、以上の考え方に基づいて特定したインバータ
の組み込み処理を実行することにより同様に可能とな
る。

【００１４】

【実施例】本発明を例えば電流形マルチインバータ式エ
レベータに適用する場合の構成例を図１に示す。図１に
おいて、一本のモータ軸に互いに独立したモータが２台
（複数台）設けられている。各モータは、各々専用の独
立したコンバータ・インバータシステム（本発明の中で
は、インバータ或いはインバータシステムと称する）に
より駆動され、その駆動力でモータ軸に直結されたシー
ブを回転させることによりエレベータのかごを昇降させ
る。一方、インバータシステム駆動用の制御信号(電流
指令値Ｉ*，周波数指令値ω*，位相指令値θ*）は、取
り込んだシーブの速度を用いて速度制御系で演算されて
各々のインバータシステムに供給される閉ループ構成に
なっている。

【００１５】次に、図１に本発明を速度制御系に組み込
んだ場合の一実施例を図２に示す。以下、図２を用いて
一実施例を説明する。図２において、１は速度信号、２
は速度制御処理、３は比例積分ゲインテーブル、４は特
定手段、５は総トルク指令値計算手段、６は解放／投入
記憶用テーブル、７は再配分手段、８は出力手段、９は
インバータシステム駆動用の制御信号である。

【００１６】本一実施例では、まず、２台（Ａ系，Ｂ
系）のインバータシステムを用いて運転中にその内の１
台を切り離す（解放する）場合について説明する。図２
の通常（起動から停止まで同じ台数で運転）時の概略動
作は次の通りである。

【００１７】通常、２台（Ａ系，Ｂ系）のインバータシ
ステムで駆動する場合には、速度制御処理２により、取
り込んだ速度信号１と速度指令値（図２では割愛した）
との偏差を求め比例積分ゲインを用いて速度偏差を無く
するのに必要なトルク指令値に変換する。総トルク指令
値計算手段５は、解放／投入記憶用テーブル６を参照し
新たに解放／投入されるインバータシステムが無いこと
から、解放／投入記憶用テーブル６の投入位置に記憶さ
れているインバータシステム２台駆動時のトルク指令値
から総トルク指令値を求める。再配分手段７は、解放／
投入記憶用テーブル６を参照し投入位置に記憶されてい
るインバータシステムが２台であることから、２台が均
等にトルク分担する場合には、総トルク指令値の半分の
値を各々のトルク指令値として再配分する（配分が均等
でない場合は、各々のインバータシステムで用いるトル
ク指令値の総和が総トルク指令値となるように再配分す
る）。出力手段８は、再配分された各々のトルク指令値
を用いてインバータシステムの制御信号６を計算し各々
のインバータシステムに出力する。

【００１８】以上が通常運転中のインバータシステムの
解放／投入が無い場合の一実施例の概略動作である。こ
こで、例えば、インバータシステム或いはモータの不具
合等により、図１に示すＡ系を切り離す（解放する）必
要が生じた場合についての概略動作を以下に説明する。

【００１９】不具合等が発生した時点でそれを検出した
機能（図２では割愛した）は、特定手段４にインバータ
システムＡ系を切り離す（解放する）ことを伝える。速
度制御の閉ループに組み込まれていない特定手段４は、
解放要求を受けて解放／投入記憶用テーブル６を参照し
現在Ａ系が投入されており解放されていないこと、Ａ系
を解放した場合に投入されているインバータシステムが
運転を継続できること等を確認した後に、解放／投入記
憶用テーブル６の解放位置にＡ系情報を記憶し（故障に
よる切り離しの場合には、解放位置にＡ系情報を記憶し
ない：解放位置の記憶情報は投入待ちの状態とする）、
投入位置に記憶されているＡ系及びＢ系情報からＡ系情
報を削除する。速度制御系では速度制御処理２により、
取り込んだ速度信号１と速度指令値（図２では割愛し
た）との偏差を求め比例積分ゲインを用いて速度偏差を
無くするのに必要なトルク指令値を求める。総トルク指
令値計算手段５は、トルク指令値から総トルク指令値
（インバータシステム２台駆動時のトルク指令値である
から２倍する）を求める。再配分手段７は、解放／投入
記憶用テーブル６を参照し投入されるインバータシステ
ムが１台（Ｂ系）であることから、総トルク指令値をト
ルク指令値としてＢ系に再配分する。出力手段８は、再
配分された総トルク指令値を用いてインバータシステム
制御信号６を計算し解放／投入記憶用テーブル６の投入
位置に記憶されているＢ系のインバータシステムに出力
する。

【００２０】一方、例えば、Ａ系のインバータシステム
を組み込む場合について、以下に説明する。

【００２１】インバータシステムの組み込み要求等が発
生した時点でそれを検出した機能（図２では割愛した）
は、特定手段４にインバータシステムＡ系を組み込む
（投入する）ことを伝える。速度制御の閉ループに組み
込まれていない特定手段４は、投入要求を受けて解放／
投入記憶用テーブル６を参照し現在Ａ系が解放されてお
り投入されていないこと、Ａ系は投入待ち状態（情報が
解放位置に記憶されている状態）にあること等を確認し
た後に、解放／投入記憶用テーブル６の投入位置にＢ系
情報に加えてＡ系情報を記憶し、解放位置に記憶されて
いるＡ系情報を削除する。速度制御系では速度制御処理
２により、取り込んだ速度信号１と速度指令値（図２で
は割愛した）との偏差を求め比例積分ゲインを用いて速
度偏差を無くするのに必要なトルク指令値を求める。総
トルク指令値計算手段５は、求めたトルク指令値から総
トルク指令値（インバータシステム２台駆動時のトルク
指令値であるから２倍する）を求める。再配分手段７
は、解放／投入記憶用テーブル６を参照し投入位置に記
憶されているインバータシステムが２台(Ａ系，Ｂ系)で
あることから、総トルク指令値の半分の値を各々トルク
指令値としてＡ系，Ｂ系に再配分する（均等にトルクを
負担する場合）。出力手段８は、再配分されたＡ系，Ｂ
系各々のトルク指令値を用いてインバータシステム制御
信号６を計算し解放／投入記憶用テーブル６の投入位置
に記憶されているＡ系，Ｂ系の各々のインバータシステ
ムに出力する。

【００２２】本発明の実施例では、インバータシステム
が２台の場合を示したが、２台以上であれば本発明を適
用可能であることは自明である。

【００２３】また、一実施例において、数１を用いて総
トルク指令値を求め数２を用いて再配分するトルク指令
値を求めることも可能である。

【００２４】

【数１】 総トルク指令値Ｔｔ＝Ｎ×Ｔ …（数１）

【００２５】

【数２】 再配分するトルク指令値Ｔｎ＝Ｔｔ／ｎ …（数２） ここで、Ｎ：通常時のインバータシステムの台数 Ｔ：速度制御処理で求めたトルク指令値 ｎ：解放／投入後のインバータシステムの台数 以下、本発明の各手段の詳細な動作を図３ないし図６の
処理フロー例を用いて説明する。

【００２６】図３は、インバータシステムの解放／投入
を判断する特定手段４の処理フローチャートである。

【００２７】図２では割愛した解放および／または投入
の要求を入力し、解放要求か投入要求かを判定する。解
放要求である場合には、要求のあったインバータシステ
ムは、現在、投入されているか否かを解放／投入記憶用
テーブル６の投入位置に記憶されている情報を用いて判
定する。投入位置に記憶されていなければそのインバー
タシステムは現在解放されている(解放位置に記憶され
ている：投入待ち状態)或いは解放と投入の何れの位置
にも記憶されていない（故障中）と判断して、処理を終
了する。故障の場合には、エレベータの監視センタ或い
は保守会社等に発報することも可能である。

【００２８】次に、解放要求のあったインバータシステ
ムを解放した場合に継続運転が可能であるか否かを判定
する。例えば、投入位置に他のインバータシステムの情
報が記憶されているか、或いは、総トルク指令値を投入
位置に記憶されているインバータシステムでカバーでき
るか否か等を判定する。継続運転が不可能であれば、例
えば、緊急停止処理を実行する。可能であれば、解放位
置に解放するインバータシステムの情報を記憶し（投入
待ち状態）、投入位置からは解放するインバータシステ
ムの情報を削除した後、処理を終了する。ここで、解放
要求が故障によるものであれば、解放位置にも情報を記
憶しないで、監視センタ或いは保守会社等に発報するこ
とも可能である。

【００２９】一方、投入要求である場合には、投入要求
のあったインバータシステムは、現在、解放されている
（投入されていない）か否かを解放／投入記憶用テーブ
ル６の投入位置に記憶されている情報を用いて判定す
る。次に、投入要求のあったインバータシステムは解放
位置（投入待ち状態）か否かを解放位置に記憶されてい
る情報を用いて判定する。解放位置に記憶されていなけ
れば、故障等のためにエレベータのシステムから切り離
されているため投入できないのでエラー処理を実行して
終了する。解放位置に記憶されていれば、投入位置に投
入要求のあったインバータシステムの情報を記憶し、解
放位置から投入するインバータシステムの情報を削除し
た後、処理を終了する。

【００３０】図４は、総トルク指令値計算手段５の処理
フローチャートである。以下、図４の動作を説明する。
速度制御処理２で求められてトルク指令値を入力し、例
えば、数１を用いて総トルク指令値を計算し、処理を終
了する。

【００３１】図５は、再配分手段７の処理フローチャー
トである。以下、図５の動作を説明する。解放／記憶用
テーブル６の投入位置に記憶されているインバータシス
テムの台数を求めた後、総トルク指令値を入力する。入
力した総トルク指令値と投入するインバータシステムの
台数を用いて、例えば、数２により再配分するトルク指
令値を計算し処理を終了する。本一実施例では、各々の
インバータシステムに均等にトルクを配分するようにし
ているが、予め定めた重み等を用いて再配分することも
可能である。

【００３２】図６は、出力手段８の処理フローチャート
である。以下、図６の動作を説明する。再配分したトル
ク指令値を入力し、それを用いてインバータシステムに
与える制御信号を計算する（本実施例では割愛する）。
電流形のインバータシステムの場合には、電流指令値Ｉ
*，周波数指令値ω*，位相指令値θ* を求める。電圧形
の場合には、電流指令値Ｉ* に換えて電圧指令値Ｖ* を
求める。求めたインバータ制御信号を各々のインバータ
システムに同期をとって出力し、処理を終了する。

【００３３】本実施例は、図４ないし図６を速度制御系
の閉ループ内で実行し図３をループの外で実行すること
により、マルチインバータ式エレベータにおけるインバ
ータシステムの解放および／または投入を実現できる。

【００３４】一実施例において、特定手段４を速度制御
系の閉ループの外に設けているが、総トルク指令値計算
手段５から出力手段８の間以外の箇所に設けることによ
り閉ループの中に設けることも可能である。例えば、総
トルク指令値計算手段５と速度制御処理２の間、或い
は、出力手段８の後等である。

【００３５】一実施例において、総トルク指令値計算手
段５では速度制御処理２で求めたトルク指令値に基づい
て総トルク指令値を計算しているが、総トルク指令値計
算手段５に代えて、速度制御処理２でトルク指令値を求
めるときに使用する比例積分ゲイン３の値を投入するイ
ンバータシステムの台数に応じて再計算するゲイン再計
算手段，再計算したゲインを用いて速度制御処理２で求
めるトルク指令値を総トルク指令値として得る総トルク
指令値計算手段（この場合、総トルク指令値計算手段に
速度制御処理２を含む）を備えることも可能である。

【００３６】さらに、釣合いおもりとかご重量との不釣
合い重量を補償する補償トルクを一実施例の総トルク指
令値計算手段５に入力し、総トルク指令値に加えること
が可能である。また、ゲイン再計算手段を用いる場合に
は、再計算前のゲインと後のゲインとの比率を補償トル
ク値に乗じてゲインを再計算し（補償トルク量計算手
段）、総トルク指令値計算手段で得た総トルク指令値に
加えることも可能である。

【００３７】一実施例では、切り離す（解放する）場合
と組み込む（投入する）場合とに分けて説明したが、特
定手段４にその両方を要求することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明を実施することにより、マルチイ
ンバータ構成のエレベータシステムを運転中にトルク変
動，速度変動を発生すること無く特定のインバータを切
り離す（解放）および／または組み込む（投入）ことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電流形マルチインバータ式エレベータのブロッ
ク図。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の特定手段の処理フローシート。

【図４】本発明の総トルク指令値計算手段の処理フロー
シート。

【図５】本発明の再配分手段の処理フローシート。

【図６】本発明の出力手段の処理フローシート。

【符号の説明】

１…速度信号、２…速度制御処理、３…比例積分ゲイン
テーブル、４…特定手段、５…総トルク指令値計算手
段、６…解放／投入記憶用テーブル、７…再配分手段、
８…出力手段、９…インバータシステム駆動用の制御信
号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 厚沢 輝佳 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステムサービス内 (72)発明者 横山 康弘 茨城県勝田市堀口832番地の２ 日立シス テムプラザ勝田 日立水戸エンジニアリン グ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マルチインバータ式エレベータ制御装置に
   おいて、エレベータの運転中に切り離すおよび／または
   組み込むインバータを特定する特定手段，現在の総トル
   ク指令値を計算する総トルク指令値計算手段，総トルク
   指令値を切り離し時には特定されたインバータ以外のイ
   ンバータにおよび／または組み込み時には特定されたイ
   ンバータを含む各々のインバータに再配分する再配分手
   段，各々再配分されたトルク指令値からインバータ制御
   信号である電流，周波数，位相を求めて各々のインバー
   タに出力する出力手段を備えることを特徴とするマルチ
   インバータ式エレベータの制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記総トルク指令値計
   算手段，前記再配分手段，前記出力手段を同じ制御周期
   内に実行するマルチインバータ式エレベータの制御方
   法。
3. 【請求項３】マルチインバータ式エレベータ制御装置に
   おいて、エレベータの運転中に切り離すおよび／または
   組み込むインバータを特定する特定手段，速度制御系の
   比例積分ゲインを再計算するゲイン再計算手段，再計算
   された比例積分ゲインを用いて総トルク指令値を求める
   総トルク指令値計算手段，総トルク指令値を切り離し時
   には特定されたインバータ以外のインバータおよび／ま
   たは組み込み時には特定されたインバータを含む各々の
   インバータに再配分する再配分手段，各々再配分された
   トルク指令値からインバータ制御信号である電流，周波
   数，位相を求めて各々のインバータに出力する出力手段
   を備えることを特徴とするマルチインバータ式エレベー
   タの制御装置。
4. 【請求項４】請求項３において、起動補償のための補償
   トルク量を総トルク指令値に加えている場合には、再計
   算した比例積分ゲインと同じ比率で補償トルク量を再計
   算する補償トルク量計算手段を備えるマルチインバータ
   式エレベータの制御装置。
5. 【請求項５】請求項３において、前記ゲイン再計算手
   段，前記総トルク指令値計算手段，前記再配分手段，前
   記出力手段を同じ制御周期内に実行するマルチインバー
   タ式エレベータの制御方法。
6. 【請求項６】請求項３，４、または５において、前記補
   償トルク量計算手段を含む場合には、前記ゲイン再計算
   手段，前記総トルク指令値計算手段の間に補償トルク量
   計算手段を含めて同じ制御周期内に実行するマルチイン
   バータ式エレベータの制御方法。