JPH0725500B2 - エレベータの速度制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、オープンループインバータによるエレベータ
の速度制御方法に関する。

B.発明の概要 本発明は、オープンループ制御のインバータによってエ
レベータ原動機の誘導電動機を駆動するエレベータにお
いて、 加速中と定速中のインバータ出力電流値から加速トルク
分を求めておき、実運転での加速中の出力トルクから上
記加速トルク分を引算して負荷トルク分を求め、この負
荷トルク分に基づいてインバータ運転周波数を定速及び
減速時に補正することにより、 乗員の変化に対する速度変動及び着床精度の低下を少な
くしたものである。

C.従来の技術 最近のエレベータは原動機に誘導電動機を採用し、この
誘導電動機を可変電圧・可変周波数（VVVF）になるイン
バータによって駆動するものが多い。このような誘導電
動機とインバータを組み合わせたエレベータ駆動装置に
おいて、誘導電動機の速度制御は、一般的には低速エレ
ベータには電圧形インバータによるオープンループ制御
が採用され、中・高速エレベータには速度検出器を設け
た速度フィードバック制御が採用されている。

このうち、オープンループ速度制御方式は、速度パター
ンに従ってインバータの出力周波数さらには出力電圧を
制御することによって該速度パターンに一致する加速，
定速及び減速を得ようとする。

D.発明が解決しようとする課題 従来のオープンループ速度制御方式では速度検出器を不
要にして低コストになると共に、速度検出器の故障に対
するバックアップ手段を不要にする利点がある。しかし
ながら電動機速度、即ち乗車かごの速度さらには昇降距
離データを与える速度検出器を持たないため、乗車かご
内の荷重変動（負荷変動）によって加速度，定速度及び
減速度の各領域で電動機のすべり分に相当する速度変動
を生じ、昇降速度のバラツキ発生に加えて、減速開始か
ら減速終了までの乗車かごの移動距離が変動して着床精
度を悪くする恐れがあった。

本発明の目的は、オープンループ速度制御にしながら負
荷変動に対する速度変動及び着床精度の低下を少なくし
た速度制御方法を提供することにある。

E.課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するため、インバータ駆動の
誘導電動機を原動機とし、該インバータをオープンルー
プ制御するエレベータにおいて、固定負荷状態での加速
中及び定速中でのインバータ出力電流計測値から加速中
の出力トルクT_Aと定速中の出力トルクT_Lを求め、上記出
力トルクT_Aから出力トルクT_Lを引算して加速トルク分T
_accを求めておき、実運転時の加速中でインバータ出力
電流計測値から加速中の出力トルクT_aを求め、この出力
トルクT_aから上記加速トルク分T_accを引算して負荷トル
クTlを求め、この負荷トルクTlから上記誘導電動機のす
べり周波数を求めて実運転時の定速時及び減速時のイン
バータ周波数及び電圧を補正するようにし、エレベータ
機械系の慣性分を求めておき、実運転の加速中に出力ト
ルクから機械慣性分を引算して乗員による負荷トルク分
を求め、この負荷トルク分だけインバータ周波数及び電
圧を補正して所定の定速度運転及び減速度運転を得る。

F.実施例 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図である。交
流電源１の交流電力は整流器２によって直流電力に変換
され、コンデンサ３によって平滑される。この直流電力
は、電圧形インバータ主回路４によって出力周波数及び
電圧が制御された交流電力に変換されてエレベータの原
動機になる誘導電動機５に供給される。インバータ主回
路４の運転周波数及び電圧の制御は、制御装置６からの
ゲートパルス周波数とパルス幅制御さらにはパルス幅変
調制御によって行われ、これにより電動機５の運転速度
が制御される。

制御装置６に与える速度指令は、定められた加減速度を
持ちかつ昇降距離に応じた定速時間を持つ速度パターン
として与えられ、この速度指令とインバータ主回路４の
直流電流検出信号から制御装置６では必要なインバータ
運転周波数及び電圧補正を行う。

上述の制御装置６による速度制御方法を以下に詳細に説
明する。

第１図の構成において、インバータ主回路４の直流電流
I_DCはトルク電流I_Tとの間に I_DC≒（I_B＋I_T）Ｋ ……（１） I_B；励磁損相当分 K;交流電圧と直流電圧の比で定まる定数の比例関係にあ
る。なお、厳密には電動機の回転数や一次電流変化等に
よって完全な比例関係にはならないが、実用的には比例
関係と扱っても良い程度の誤差範囲になる。

上述の（１）式の関係から、制御装置６はインバータ出
力電流としての直流電流I_DCの計測値からトルク電流I_T
を求め、さらに電動機５のすべりＳとトルク電流I_Tの比
例関係からすべりＳを求め、このすべりＳから電動機出
力トルクを求める。この出力トルクを求めるのに、制御
装置６は、第２図に示すように、電動機５を一定加速度
で加速中（期間T₁）の直流電流から求める加速中トルク
T_A及び一定速度で駆動中の直流電流から求める定速中ト
ルクT_Lとして求める。これらトルクの算定は制御装置６
の電流サンプリング手段とマイクロコンピュータのソフ
トウェア演算によって実現される。

上述の加速中の出力トルクT_A及び定速中のトルクT_Lは固
定負荷状態（例えば乗員無しの状態）で予め計測され
る。そして、両計測値T_A,T_Lの引算から加速トルク分T
_accを求める。

T_acc＝T_A−T_L ……（２） この加速トルク分T_accは固定負荷状態での計測のため、
エレベータの機械系で定まる機械慣性分に相当する。即
ち、加速中の出力トルクT_Aは T_A＝慣性加速トルク分＋負荷トルク分の関係にあり、ま
た夫々のトルク分は 慣性加速トルク＝機械慣性分＋乗員慣性分 負荷トルク＝機械負荷分＋乗員負荷分の関係にある。

これら関係から、固定負荷状態での測定では、加速中の
出力トルクT_Aは機械慣性分と機械負荷分を加えた値にな
る。そして、出力トルクT_Aから（１）式によって負荷ト
ルク分（機械負荷分）を引算することによって機械慣性
分のみを求めることができる。

上述の加速トルク分T_accは複数回の繰返し運転での平均
値として求めることで測定精度を向上させることができ
る。

次に、制御装置６は乗員が有る実運転において、加速中
のトルクT_aを前述と同様に求める。このトルクT_aから以
前に求めてあった加速トルク分T_accを引算することで乗
員による負荷トルクTl Tl＝T_a−T_acc ……（３） を求める。そして、負荷トルクTlから電動機５のすべり
周波数f_sを計算し、加速終了から定速走行に移るときに
インバータ出力周波数f_c及び電圧を補正する。

f_c＝f_c±f_s この補正によって、定速走行中に実際の乗車かご速度パ
ターンに一致させ、乗員の増減によるも一定の定速運転
状態を得る。また、減速時には補正された一定速度から
の減速になり、減速度を上述の周波数f_s及び電圧に補正
すること によって一定の減速度ひいては着床精度を向上する。

第３図は制御装置６による制御フローチャートを示し、
ステップS1〜S5までは固定負荷による加速トルク分T_acc
の計測をＮ回行ってその平均値を得ることで測定精度を
向上させる。また、ステップS6〜S8は実運転において、
加速時の出力トルクT_aを計測し、加速トルク分T_accを引
算することで負荷トルク分Tlを求め、定速運転に入った
ときにすべり周波数f_sによる補正を行い、乗員の変化に
よるも速度パターンに一致した定速運転及び減速運転に
よる確実な着床装置を得る。

これら補正態様は、第２図に示すようになり、速度パタ
ーンによる速度指令Ａに対して、補正なしでは乗員の増
減による実速度B₁,B₂のように変動する恐れがあるが、
加速期間T₁と定速期間T₂における電流サンプリングによ
って加速トルク分T_accを求めておき、実運転時に加速期
間T₁に電流サンプリングによって出力トルクT_aを求め、
定速運転に入るとき又は入った後に周波数f_cの補正を行
うことで速度パターンに一致する定速度を得、また減速
時にも減速度補正することで所定の減速度ひいては高い
精度の着床を得る。また、加速中に検出出力トルクから
負荷トルク分に相当する補正値を直ちに得ることがで
き、定速走行時間の短い（各階停止）場合にも減速開始
までには十分な補正ができ、高い床着精度を確保でき
る。

なお、加速トルク分T_accの計測は定期的に行うことで加
速度設定の変更や周囲条件の変化に対する再調整を自動
的に行うことができる。

また、負荷トルクTlを求める前述の（２）式において、
加速トルク分T_accには乗員慣性分が含まれていないた
め、乗員慣性分による誤差が発生するが、これは加速ト
ルク分T_accの計測算定時に固定負荷状態を変更して乗員
慣性分による加速トルクT_accを個別に求めておくことで
補正することができる。

G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、加速中と定速中のイン
バータ出力電流計測によって機械系の加速トルク分を求
めておき、実運転時の加速中の出力トルクから加速トル
ク分を引算して負荷トルク分を求め、これによりインバ
ータ出力周波数及び電圧を補正するようにしたため、乗
員の変化による定速時の速度変動を少なくし、着床精度
を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
実施例の要部波形図、第３図は実施例のフローチャート
である。 ４……電圧型インバータ主回路、５……誘導電動機、６
……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータ駆動の誘導電動機を原動機と
   し、該インバータをオープンループ制御するエレベータ
   において、固定負荷状態での加速中及び定速中でのイン
   バータ出力電流計測値から加速中の出力トルクT_Aと定速
   中の出力トルクT_Lを求め、上記出力トルクT_Aから出力ト
   ルクT_Lを引算して加速トルク分T_accを求めておき、実運
   転時の加速中でのインバータ出力電流計測値から加速中
   の出力トルクT_aを求め、この出力トルクT_aから上記加速
   トルク分T_accを引算して負荷トルクTlを求め、この負荷
   トルクTlから上記誘導電動機のすべり周波数を求めて実
   運転時の定速時及び減速時のインバータ周波数及び電圧
   を補正することを特徴とするエレベータの速度制御方
   法。