JPH1160103A - エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石回転子同期電動機の回転センサが故
障した場合であっても、磁極位置を推定してベクトル制
御を可能とし、回転センサがなくても救出運転ができる
エレベータの制御装置を得ることである。 【解決手段】 演算処理装置１は、回転センサ７からの
磁極位置の検出が不能となったときは、永久磁石回転子
同期電動機３の電機子インダクタンスから磁極位置を推
定し、その磁極位置に基づいて救出運転のための指令を
電動機駆動装置２に出力し、救出運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石回転子の
同期電動機を動力とするエレベータの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】巻上機を永久磁石回転子の同期電動機で
駆動するようにしたエレベータでは、永久磁石回転子同
期電動機の磁極位置を回転センサで検出してベクトル制
御にて乗りかごの速度やトルクを制御している。すなわ
ち、永久磁石回転子同期電動機の回転軸に回転センサを
取り付けて磁極位置を検出し、永久磁石回転子同期電動
機の相電流を電流センサを用いて検出する。これらの値
よりベクトル制御することにより永久磁石回転子同期電
動機を回転させてエレベータの制御を行うようにしてい
る。

【０００３】ここで、永久磁石回転子同期電動機は、電
機子に三相交流を通ずると電機子反作用による磁束Φａ
が生じる。図１６は、永久磁石回転子同期電動機の特性
の説明図であり、図１６（ａ）は同期電動機の回転子と
回転磁界との相対位置の説明図、図１６（ｂ）はトルク
の特性図である。

【０００４】図１６（ａ）において、界磁極である永久
磁石回転子が同期速度で回転していれば、電機子電流Ｉ
の分布も界磁束Φも一定の関係位置を保ったまま同期速
度で回転する。すなわち、電機子電流Ｉによる電機子磁
束Φａと永久磁石回転子による界磁束Φとは、一定の位
相差γを保って回転する。そして、電機子電流Ｉと界磁
速Φとの間にフレミング左手の法則により力が働き、電
機子が固定されていることから回転子にＡ方向に一定ト
ルクが発生する。

【０００５】界磁束Φと電機子磁束Φａとの軸間の位相
差をγとし比例定数をｋとすると、トルクτは次式
（１）で表現される。

【０００６】τ＝ｋΦＩｓｉｎγ …（１） 従って、図１６（ｂ）に示すように、γ＝９０°の時に
トルクは最大となり、γ＝０°またはγ＝１８０°の時
にトルクは最小となる。

【０００７】次に、磁極位置と電機子インダクタンスの
関係について、電流ベクトルの大きさを一定として、等
価交換巻線と鎖交する磁束の関係を説明する。磁極軸と
電機子磁束との相対角度がγの時の等価交換巻線と鎖交
する全磁束Φｏは、次式（２）となる。但し、Φは永久
磁石回転子による界磁束、Φａは電機子電流Ｉにより作
られる磁束である。

【０００８】Φｏ＝Φａ＋Φｃｏｓγ …（２） （２）式は磁気飽和を無視した時の関係であるが、磁気
飽和を考慮しても磁束Φｏの相対的大小関係は変わらな
い。この関係を図１７に示す。図１７（ａ）は全磁束Φ
ｏと磁極位置γとの関係図であり、図１７（ｂ）は電機
子インダクタンスＬと磁極位置γとの関係図である。実
際は、電機子インダクタンスＬは鉄心の磁気飽和のため
に鎖交磁束の大きい時は小さくなり、磁束の小さい時は
大きくなる。結果として図１７（ｂ）に示すように、電
機子インダクタンスＬは磁極位置γによって変化する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
エレベータの制御装置において、永久磁石回転子同期電
動機の回転センサが故障した場合、ベクトル制御が不能
となりエレベータは停止したまま動けなくなる。例え
ば、回転センサがパルスジェネレータの場合、発光ダイ
オードやフォトトランジスタが故障するなど永久磁石回
転子同期電動機の磁極位置が検出できなくなったときに
は、ベクトル制御が不能となりエレベータは停止したま
ま動けなくなる。ベクトル制御ができなくなれば、乗客
を缶詰めにしたまま救出ができなくなってしまう。

【００１０】また、磁極位置がわからずに救出運転を目
的として通電した場合には、磁極位置によっては、永久
磁石回転子同期電動機が逆転したり、トルクが出せずに
乗りかごをつり落としたりすることが考えられる。

【００１１】本発明の目的は、永久磁石回転子同期電動
機の回転センサが故障した場合であっても、磁極位置と
電機子インダクタンスとの関係を利用して磁極位置を推
定してベクトル制御を可能とし、回転センサがなくても
救出運転ができるエレベータの制御装置を得ることであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
エレベータの制御装置は、乗りかごの巻上機を駆動する
永久磁石回転子同期電動機の磁極位置を検出する回転セ
ンサと、永久磁石回転子同期電動機の相電流を検出する
相電流センサと、乗りかごの位置を検出するかご位置セ
ンサと、磁極位置と相電流および乗りかご位置に基づい
て乗りかごの昇降運転のための永久磁石回転子同期電動
機への電圧指令を演算する演算処理装置と、演算処理装
置からの電圧指令に基づいて永久磁石回転子同期電動機
を駆動する電動機駆動制御装置とを備え、演算処理装置
は、回転センサからの磁極位置の検出が不能となったと
きは、永久磁石回転子同期電動機の電機子インダクタン
スから磁極位置を推定し、その磁極位置に基づいて救出
運転を行うようにしたものである。

【００１３】請求項１の発明に係わるエレベータの制御
装置では、演算処理装置は、回転センサからの磁極位置
の検出が不能となったときは、永久磁石回転子同期電動
機の電機子インダクタンスから磁極位置を推定し、その
磁極位置に基づいて救出運転のための指令を電動機駆動
装置に出力し、救出運転を行う。

【００１４】請求項２の発明に係わるエレベータの制御
装置は、請求項１の発明において、乗りかごの移動速度
を検出するかご速度センサを設け、演算処理装置は、か
ご速度センサで検出された乗りかごの移動速度が所定値
より小さいときは救出運転を行い、所定値より大きいと
きはエレベータを停止させるようにしたものである。

【００１５】請求項２の発明に係わるエレベータの制御
装置では、請求項１の発明の作用に加え、推定した磁極
位置を基にエレベータの救出運転をする時に乗りかごの
かご速度センサからの速度信号が所定の最大速度基準値
より大きい速度である場合にはエレベータを停止させ
る。これにより、トルク制御がうまくいかなかった場合
の乗りかごの吊り落としを防止する。

【００１６】請求項３の発明に係わるエレベータの制御
装置は、請求項１の発明において、乗りかごの進行方向
を検出する進行方向センサを設け、演算処理装置は、永
久磁石回転子同期電動機の回転方向が回転指令方向と反
対方向に回転したことを検知したときはエレベータを停
止させるようにしたものである。

【００１７】請求項３の発明に係わるエレベータの制御
装置では、請求項１の発明の作用に加え、推定した磁極
位置を基にエレベータの救出運転をする時に、乗りかご
の進行方向センサからのからの信号より乗りかごの進行
方向を検出して、推定した磁極位置の誤差から永久磁石
回転子同期電動機が起動時に演算処理装置の回転指令方
向に対して反対方向に回転したときにはエレベータを停
止させる。

【００１８】請求項４の発明に係わるエレベータの制御
装置は、請求項１の発明において、エレベータの乗りか
ごの荷重を検出するかご荷重センサを設け、演算処理装
置は、かご荷重が所定値より小さいときは上昇方向の運
転とし、かご荷重が所定値より大きいときは下降方向の
運転とするようにしたものである。

【００１９】請求項４の発明に係わるエレベータの制御
装置では、請求項１の発明の作用に加え、エレベータの
乗りかごの荷重を検出するかご荷重センサからの信号に
基づいて、救出運転の際には永久磁石回転子同期電動機
に必要なトルクが小さくてすむ方向に進行方向を決定し
エレベータの救出運転を行う。

【００２０】請求項５の発明に係わるエレベータの制御
装置は、請求項１の発明において、永久磁石回転子同期
電動機の電機子電流の立ち上がりを検出する電流変化セ
ンサを設け、演算処理装置は、永久磁石回転子同期電動
機の電機子インダクタンスを電機子に流れる電流の立ち
上がり早さから同定するようにしたものである。

【００２１】請求項５の発明に係わるエレベータの制御
装置では、請求項１の発明の作用に加え、永久磁石回転
子同期電動機の電機子電流の立ち上がり度を検出して、
その立ち上がり度から永久磁石回転子同期電動機の電機
子インダクタンスを同定し、得られた電機子インダクタ
ンスより磁極位置を推定する。そして、推定して得られ
た磁極位置を基にベクトル制御を行いエレベータの救出
運転を行う。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わるエレベ
ータの制御装置の構成図である。エレベータの乗りかご
５とカウンターウエート６とは、主ロープ１０で接続さ
れメインシーブ４につるべ式に吊られており、メインシ
ーブ４は永久磁石回転子同期電動機３からの動力で駆動
される。これにより、乗りかご５を昇降し、乗りかご５
を所定のフロア１２に停止させて乗客が乗り降りできる
ようにする。

【００２３】永久磁石回転子同期電動機３は、演算処理
装置１からの電圧指令に基づいて電動機駆動装置２で駆
動される。すなわち、演算処理装置１には、かご位置セ
ンサ１３からのかご位置信号、回転センサ７からの磁極
位置、永久磁石回転子同期電動機の相電流センサ８から
の相電流が入力され、これらのデータをメモり１１に保
存すると共に、乗りかご５を所定のフロア１２に昇降制
御するための電圧指令を電動機駆動装置２に出力する。
また、演算処理装置１は、緊急事態には電磁ブレーキ９
に指令を出してエレベータに制動をかけられるようにな
っている。

【００２４】すなわち、演算処理装置１は、乗りかご５
の昇降のための電圧指令値を電動機駆動装置２に与え
る。電動機駆動装置２はその電圧指令値に基づいて永久
磁石回転子同期電動機３を駆動する。永久磁石回転子同
期電動機３の回転軸はメインシーブ４に接続されてお
り、永久磁石回転子同期電動機３により駆動される。永
久磁石回転子同期電動機３のＵ相には電流センサ８ｕが
取り付けられ、その電流センサ８ｕで検出されたＵ相電
流ｉｕは演算処理装置１に入力され、同様に、永久磁石
回転子同期電動機３のＷ相には電流センサ８ｗが取り付
けられ、その電流センサ８ｗで検出されたＷ相電流ｉｗ
は演算処理装置１に入力される。

【００２５】そして、メインシーブ４は電磁ブレーキ９
により制動をかけられるようになっており、演算処理装
置１により電磁ブレーキ９に指令が出力され、ブレーキ
のオンオフが行われる。

【００２６】ここで、本発明においては、演算処理装置
１により、かご位置センサ１３からのかご位置信号、回
転センサ７からの磁極位置、永久磁石回転子同期電動機
の相電流センサ８からの相電流に基づいて乗りかご５の
昇降制御中に、回転センサ７が故障した場合には、演算
処理装置は磁極位置推定のための電圧指令値Ｖθ１＊を
電動機駆動装置２に出力し、永久磁石回転子同期電動機
４の電機子インダクタンスＬを同定して磁極位置を推定
する。

【００２７】図２に、永久磁石回転子同期電動機３のシ
ステムモデル図を示す。図２中のＲは永久磁石回転子同
期電動機３の巻線抵抗分を表し、Ｌは永久磁石回転子同
期電動機３の電機子インダクタンスを表し、Ｖθ１＊は
磁極位置推定のための電圧指令、ｉθ１は磁極位置推定
のための電圧指令Ｖθ１＊に対する永久磁石回転子同期
電動機３の電機子電流である。図３は永久磁石回転子同
期電動機３の電機子インダクタンスＬを測定するために
流す電流指令ｉ＊の一例である。横軸は時間ｔであり、
縦軸は電機子を流れる電流ベクトルの大きさを表してい
る。

【００２８】次に動作について説明する。図４は、回転
センサ７が故障した場合の救出運転手順を示している。
エレベータが回転センサ７の故障により停止したとする
と、Ｓ１０１にて電機子電流の測定を行う。すなわち、
Ｕ相電流ｉｕθ１およびＷ相電流ｉｗθ１を検出する。
この場合、メインシーブ４は電磁ブレーキ９により固定
され永久磁石回転子同期電動機３の軸は固定される。磁
極位置は電機子電流ベクトルをある方向に固定して電動
機の電機子電流値を測定する。

【００２９】図５に示すように、演算処理装置１はある
方向θ１に図３のようなステップ状の電流指令値ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＊（Ｖ
ｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）を与える。電動機
駆動装置２は永久磁石回転子同期電動機３に対して電流
を通電して、Ｕ相電流センサ８ｕおよびＷ相電流センサ
８ｗにより、それぞれの相電流ｉｕθ１およびｉｗθ１
を△ｔの時間間隔で検出して、各時刻における電圧指令
値Ｖθ１＊（Ｖｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）と
それに対する相電流ｉθ１（ｉｕθ１、ｉｖθ１、ｉｗ
θ１）をメモリ１１に記録する。

【００３０】次にＳ１０２へ進み、電機子電流と電圧値
から電機子インダクタンスＬを同定し、磁極の電機子電
流ベクトルに対する相対角度を推定する。記録した時系
列データから、例えば、最小二乗法により電機子インダ
クタンスＬθ１を同定する。そして、Ｓ１０３へ進み、
同定した電機子インダクタンスＬθ１より永久磁石回転
子同期電動機３の磁極位置は、図６に示すようにγ＝γ
１あるいはγ１’のいずれかであると推定される。ここ
で、γは図５に示すように不明の磁極の軸に対する電流
ベクトルの相対角度を表す。

【００３１】次にＳ１０４へ進み、電流ベクトルの方向
を変えて電機子電流を測定する。すなわち、演算処理装
置１は、ある方向θ１に△θをプラスした方向θ１＋Δ
θに対して、図３のようなステップ状の電流指令ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）を与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子
同期電動機３に対して電流を通電して、Ｕ相電流センサ
８ｕおよびＷ相電流センサ８ｗにより、それぞれの相電
流ｉｕθ１＋△θおよびｉＷθ１＋△θを△ｔの時間間
隔で検出して、各時刻における電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）とそれに対する相電流ｉθ１＋△θ（ｉｕθ１
＋△θ、ｉｖθ１＋△θ、ｉｗθ１＋△θ）をメモリ１
１に記録する。

【００３２】次に、Ｓ１０５へ進み電機子インダクタン
スを同定する。記録した時系列データから、例えば、最
小二乗法により電機子インダクタンスＬθ１＋△θを同
定できる。次にＳ１０６に進み同定した電機子インダク
タンスの値を比較する。比較の結果、Ｌθ１＞Ｌθ１＋
△θであればＳ１０７ａに進み磁極位置γ＝γ１と推定
する。一方、Ｌθ１＜Ｌθ１＋△θであればＳ１０７ｂ
に進みγ＝γ１’と推定される。

【００３３】次にＳ１０８に進み救出運転に入る。推定
した磁極位置γを用いて電機子電流ベクトルを磁極位置
から９０°進めて回転させるように制御する。演算処理
装置１は電磁ブレーキ９を解除してエレベータを起動す
る。演算処理装置１は、オープンループ制御で永久磁石
回転子同期電動機３を乗りかご５が下降するように回転
させる。次にＳ１０９に進み着床したかを判断をする。
かご位置センサ１３により乗りかご５の位置を検出し
て、着床していなければＳ１０８へ戻り運転を継続す
る。乗りかご５がフロア１２に到着すると、Ｓ１１０へ
進みエレベータを停止させる。永久磁石回転子同期電動
機３を停止させ、電磁ブレーキ９を作動させてメインレ
シーブ４を固定する。乗りかご５はドアを開いて乗客を
降ろし救出運転を終了する。

【００３４】以上説明したように、第１の実施の形態で
は永久磁石回転子同期電動機３の電機子インダクタンス
Ｌの変化から磁極位置を推定するので、回転センサ７が
故障した場合であっても永久磁石回転子同期電動機３の
ベクトル制御を可能とし、救出運転を行うことができ
る。

【００３５】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図７は本発明の第２の実施の形態に係わるエレベー
タの制御装置の構成図である。この第２の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、乗りかご５
の移動速度を検出するかご速度センサ１４を設け、演算
処理装置１は、かご速度センサ１４で検出された乗りか
ご５の移動速度が所定値より小さいときは救出運転を行
い、所定値より大きいときはエレベータを停止させるよ
うにしたものである。

【００３６】すなわち、演算処理装置１は、推定した磁
極位置を基にエレベータの救出運転をする際に、乗りか
ご５のかご速度センサ１４からの速度信号が所定の最大
速度基準値より大きい速度である場合にはエレベータを
停止させる。これにより、トルク制御がうまくいかなか
った場合の乗りかご５の吊り落としを防止する。

【００３７】図７において、エレベータの乗りかご５と
カウンターウエート６とは、主ロープ１０で接続されメ
インシーブ４につるべ式に吊られており、メインシーブ
４は永久磁石回転子同期電動機３からの動力で駆動され
る。これにより、乗りかご５を昇降し、乗りかご５を所
定のフロア１２に停止させて乗客が乗り降りできるよう
にする。

【００３８】永久磁石回転子同期電動機３は、演算処理
装置１からの電圧指令に基づいて電動機駆動装置２で駆
動される。すなわち、演算処理装置１には、かご位置セ
ンサ１３からのかご位置信号、かご速度センサ１４から
のかご速度信号、回転センサ７からの磁極位置、永久磁
石回転子同期電動機の相電流センサ８からの相電流が入
力され、これらのデータをメモり１１に保存すると共
に、乗りかご５を所定のフロア１２に昇降制御するため
の電圧指令を電動機駆動装置２に出力する。また、演算
処理装置１は、緊急事態には電磁ブレーキ９に指令を出
してエレベータに制動をかけられるようになっている。

【００３９】すなわち、演算処理装置１は、乗りかご５
の昇降のための電圧指令値を電動機駆動装置２に与え
る。電動機駆動装置２はその電圧指令値に基づいて永久
磁石回転子同期電動機３を駆動する。永久磁石回転子同
期電動機３の回転軸はメインシーブ４に接続されてお
り、永久磁石回転子同期電動機３により駆動される。

【００４０】永久磁石回転子同期電動機３のＵ相には電
流センサ８ｕが取り付けられ、その電流センサ８ｕで検
出されたＵ相電流ｉｕは演算処理装置１に入力され、同
様に、永久磁石回転子同期電動機３のＷ相には電流セン
サ８ｗが取り付けられ、その電流センサ８ｗで検出され
たＷ相電流ｉｗは演算処理装置１に入力される。さら
に、かご速度センサ１４は、かご位置センサ１３の出力
を微分して乗りかご５のかご速度Ｖｃを検出し演算処理
装置１に入力している。

【００４１】そして、メインシーブ４は電磁ブレーキ９
により制動をかけられるようになっており、演算処理装
置１により電磁ブレーキ９に指令が出力され、ブレーキ
のオンオフが行われる。

【００４２】ここで、本発明においては、演算処理装置
１により、かご位置センサ１３からのかご位置信号、回
転センサ７からの磁極位置、永久磁石回転子同期電動機
の相電流センサ８からの相電流に基づいて乗りかご５の
昇降制御中に、回転センサ７が故障した場合には、演算
処理装置は磁極位置推定のための電圧指令値Ｖθ１＊を
電動機駆動装置２に出力し、永久磁石回転子同期電動機
４の電機子インダクタンスＬを同定して磁極位置を推定
する。そして、その磁極位置に基づいて救出運転を行う
が、その際に乗りかご５の速度が所定の最大速度基準値
より小さい場合には着床制御を行い、乗りかご５の速度
が所定の最大速度基準値より大きい速度である場合には
エレベータを停止させる。これにより、推定した磁極位
置の誤差により、トルク制御がうまくいかなかった場合
の乗りかご５の吊り落としを防止する。

【００４３】次に、動作について説明する。図８は第２
の実施の形態における回転センサ故障時の救出運転の手
順を示すフローチャートである。エレベータが回転セン
サ７の故障により停止したとすると、Ｓ１０１にて電機
子電流の測定を行う。すなわち、Ｕ相電流ｉｕθ１およ
びＷ相電流ｉｗθ１を検出する。この場合、メインシー
ブ４は電磁ブレーキ９により固定され永久磁石回転子同
期電動機３の軸は固定される。磁極位置は電機子電流ベ
クトルをある方向に固定して電動機の電機子電流値を測
定する。

【００４４】図５に示すように、演算処理装置１はある
方向θ１に図３のようなステップ状の電流指令値ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＊（Ｖ
ｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）を与える。電動機
駆動装置２は永久磁石回転子同期電動機３に対して電流
を通電して、Ｕ相電流センサ８ｕおよびＷ相電流センサ
８ｗにより、それぞれの相電流ｉｕθ１およびｉｗθ１
を△ｔの時間間隔で検出して、各時刻における電圧指令
値Ｖθ１＊（Ｖｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）と
それに対する相電流ｉθ１（ｉｕθ１、ｉｖθ１、ｉｗ
θ１）をメモリ１１に記録する。

【００４５】次にＳ１０２へ進み、電機子電流と電圧値
から電機子インダクタンスＬを同定し、磁極の電機子電
流ベクトルに対する相対角度を推定する。記録した時系
列データから、例えば、最小二乗法により電機子インダ
クタンスＬθ１を同定する。そして、Ｓ１０３へ進み、
同定した電機子インダクタンスＬθ１より永久磁石回転
子同期電動機３の磁極位置は、図６に示すようにγ＝γ
１あるいはγ１’のいずれかであると推定される。ここ
で、γは図５に示すように不明の磁極の軸に対する電流
ベクトルの相対角度を表す。

【００４６】次にＳ１０４へ進み、電流ベクトルの方向
を変えて電機子電流を測定する。すなわち、演算処理装
置１は、ある方向θ１に△θをプラスした方向θ１＋Δ
θに対して、図３のようなステップ状の電流指令ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）を与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子
同期電動機３に対して電流を通電して、Ｕ相電流センサ
８ｕおよびＷ相電流センサ８ｗにより、それぞれの相電
流ｉｕθ１＋△θおよびｉＷθ１＋△θを△ｔの時間間
隔で検出して、各時刻における電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）とそれに対する相電流ｉθ１＋△θ（ｉｕθ１
＋△θ、ｉｖθ１＋△θ、ｉｗθ１＋△θ）をメモリ１
１に記録する。

【００４７】次に、Ｓ１０５へ進み電機子インダクタン
スを同定する。記録した時系列データから、例えば、最
小二乗法により電機子インダクタンスＬθ１＋△θを同
定できる。次にＳ１０６に進み同定した電機子インダク
タンスの値を比較する。比較の結果、Ｌθ１＞Ｌθ１＋
△θであればＳ１０７ａに進み磁極位置γ＝γ１と推定
する。一方、Ｌθ１＜Ｌθ１＋△θであればＳ１０７ｂ
に進みγ＝γ１’と推定される。

【００４８】次に、Ｓ１０８に進み救出運転に入る。こ
の救出運転では、推定した磁極位置γを用いて電機子電
流ベクトルを磁極位置から９０°進めて回転するように
制御する。演算処理装置１は電磁ブレーキ９を解除して
エレベータを起動する。演算処理装置１はオープンルー
プ制御で永久磁石回転子同期電動機３を乗りかご５が下
降するように回転させる。

【００４９】次にＳ１１１に進み、かご速度センサ１４
によりかご速度Ｖｃを検出し、Ｓ１１２にて、かご速度
Ｖｃと最大かご速度基準値ＶLMとを比較してかご速度Ｖ
ｃが最大かご速度基準ＶLMより小さい場合にはＳ１０９
へ進む。例えば、推定した磁極位置に誤差があり、必要
なトルクが出せずにかごを吊り落とす等かご速度Ｖｃが
最大かご速度基準ＶLMより大きい場合にはＳ１１０へ進
み、演算処理装置１は電磁ブレーキ９を作動させ制動を
かけて乗りかご５を停止させる。

【００５０】正常時は、Ｓ１０９において乗りかご５が
着床したかの判断をする。かご位置センサ１３により乗
りかご５の位置を検出して、着床していなければＳ１０
８へ戻り運転を継続する。乗りかご５がフロア１２に到
着するとＳ１１０へ進みエレベータを停止させる。永久
磁石回転子同期電動機３を停止させ、電磁ブレーキ９を
作動させてメインシーブ４を固定する。乗りかご５はド
アを開いて乗客を降ろし救出運転を終了する。

【００５１】以上説明したように、第２の実施の形態で
は、永久磁石回転子同期電動機３の磁極位置推定に誤差
を生じ十分なトルクが出せなかった場合であっても、か
ごの異常速度を検出してブレーキをかけるので、乗りか
ご５の吊り落としを防止することができる。

【００５２】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図９は本発明の第３の実施の形態に係わるエレベー
タの制御装置の構成図である。この第３の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、乗りかご５
の進行方向を検出する進行方向センサ１５を設け、演算
処理装置１は、永久磁石回転子同期電動機３の回転方向
が回転指令方向と反対方向に回転したことを検知したと
きはエレベータを停止させるようにしたものである。

【００５３】すなわち、推定した磁極位置を基にエレベ
ータの救出運転をする際に、乗りかご５の進行方向セン
サ１５からのからの信号より、乗りかご５の進行方向を
検出して、推定した磁極位置の誤差から永久磁石回転子
同期電動機３が起動時に演算処理装置１の回転指令方向
に対して反対方向に回転したときは、エレベータを停止
させる。

【００５４】図９において、エレベータの乗りかご５と
カウンターウエート６とは、主ロープ１０で接続されメ
インシーブ４につるべ式に吊られており、メインシーブ
４は永久磁石回転子同期電動機３からの動力で駆動され
る。これにより、乗りかご５を昇降し、乗りかご５を所
定のフロア１２に停止させて乗客が乗り降りできるよう
にする。

【００５５】永久磁石回転子同期電動機３は、演算処理
装置１からの電圧指令に基づいて電動機駆動装置２で駆
動される。すなわち、演算処理装置１には、かご位置セ
ンサ１３からのかご位置信号、進行方向センサ１５から
の乗りかご５の信号方向信号、回転センサ７からの磁極
位置、永久磁石回転子同期電動機の相電流センサ８から
の相電流が入力され、これらのデータをメモり１１に保
存すると共に、乗りかご５を所定のフロア１２に昇降制
御するための電圧指令を電動機駆動装置２に出力する。
また、演算処理装置１は、緊急事態には電磁ブレーキ９
に指令を出してエレベータに制動をかけられるようにな
っている。

【００５６】すなわち、演算処理装置１は、乗りかご５
の昇降のための電圧指令値を電動機駆動装置２に与え
る。電動機駆動装置２はその電圧指令値に基づいて永久
磁石回転子同期電動機３を駆動する。永久磁石回転子同
期電動機３の回転軸はメインシーブ４に接続されてお
り、永久磁石回転子同期電動機３により駆動される。

【００５７】永久磁石回転子同期電動機３のＵ相には電
流センサ８ｕが取り付けられ、その電流センサ８ｕで検
出されたＵ相電流ｉｕは演算処理装置１に入力され、同
様に、永久磁石回転子同期電動機３のＷ相には電流セン
サ８ｗが取り付けられ、その電流センサ８ｗで検出され
たＷ相電流ｉｗは演算処理装置１に入力される。さら
に、進行方向センサ１５は、かご位置センサ１３の出力
の極性を判定して乗りかご５の進行方向を検出し演算処
理装置１に入力している。

【００５８】そして、メインシーブ４は電磁ブレーキ９
により制動をかけられるようになっており、演算処理装
置１により電磁ブレーキ９に指令が出力され、ブレーキ
のオンオフが行われる。

【００５９】ここで、本発明においては、演算処理装置
１により、かご位置センサ１３からのかご位置信号、回
転センサ７からの磁極位置、永久磁石回転子同期電動機
の相電流センサ８からの相電流に基づいて乗りかご５の
昇降制御中に、回転センサ７が故障した場合には、演算
処理装置は磁極位置推定のための電圧指令値Ｖθ１＊を
電動機駆動装置２に出力し、永久磁石回転子同期電動機
４の電機子インダクタンスＬを同定して磁極位置を推定
する。

【００６０】そして、その磁極位置に基づいて救出運転
を行うが、その際に乗りかご５の進行方向が回転指令方
向と同じ正転方向であるときは、救出運転を行って着床
制御を行う。一方、乗りかご５の進行方向が回転指令方
向と異なる逆転方向であるときは、エレベータを停止さ
せる。

【００６１】次に、動作について説明する。図１０は第
３の実施の形態における回転センサ故障時の救出運転の
手順を示すフローチャートである。エレベータが回転セ
ンサ７の故障により停止したとすると、Ｓ１０１にて電
機子電流の測定を行う。すなわち、Ｕ相電流ｉｕθ１お
よびＷ相電流ｉｗθ１を検出する。この場合、メインシ
ーブ４は電磁ブレーキ９により固定され永久磁石回転子
同期電動機３の軸は固定される。磁極位置は電機子電流
ベクトルをある方向に固定して永久磁石回転子同期電動
機３の電機子電流値を測定する。

【００６２】図５に示すように、演算処理装置１はある
方向θ１に図３のようなステップ状の電流指令値ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＊（Ｖ
ｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）を与える。電動機
駆動装置２は永久磁石回転子同期電動機３に対して電流
を通電して、Ｕ相電流センサ８ｕおよびＷ相電流センサ
８ｗにより、それぞれの相電流ｉｕθ１およびｉｗθ１
を△ｔの時間間隔で検出して、各時刻における電圧指令
値Ｖθ１＊（Ｖｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）と
それに対する相電流ｉθ１（ｉｕθ１、ｉｖθ１、ｉｗ
θ１）をメモリ１１に記録する。

【００６３】次にＳ１０２へ進み、電機子電流と電圧値
から電機子インダクタンスＬを同定し、磁極の電機子電
流ベクトルに対する相対角度を推定する。記録した時系
列データから、例えば、最小二乗法により電機子インダ
クタンスＬθ１を同定する。そして、Ｓ１０３へ進み、
同定した電機子インダクタンスＬθ１より永久磁石回転
子同期電動機３の磁極位置は、図６に示すようにγ＝γ
１あるいはγ１’のいずれかであると推定される。ここ
で、γは図５に示すように不明の磁極の軸に対する電流
ベクトルの相対角度を表す。

【００６４】次にＳ１０４へ進み、電流ベクトルの方向
を変えて電機子電流を測定する。すなわち、演算処理装
置１は、ある方向θ１に△θをプラスした方向θ１＋Δ
θに対して、図３のようなステップ状の電流指令ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）を与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子
同期電動機３に対して電流を通電して、Ｕ相電流センサ
８ｕおよびＷ相電流センサ８ｗにより、それぞれの相電
流ｉｕθ１＋△θおよびｉＷθ１＋△θを△ｔの時間間
隔で検出して、各時刻における電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）とそれに対する相電流ｉθ１＋△θ（ｉｕθ１
＋△θ、ｉｖθ１＋△θ、ｉｗθ１＋△θ）をメモリ１
１に記録する。

【００６５】次に、Ｓ１０５へ進み電機子インダクタン
スを同定する。記録した時系列データから、例えば、最
小二乗法により電機子インダクタンスＬθ１＋△θを同
定できる。次にＳ１０６に進み同定した電機子インダク
タンスの値を比較する。比較の結果、Ｌθ１＞Ｌθ１＋
△θであればＳ１０７ａに進み磁極位置γ＝γ１と推定
する。一方、Ｌθ１＜Ｌθ１＋△θであればＳ１０７ｂ
に進みγ＝γ１’と推定される。

【００６６】次に、磁極位置γが推定されるとＳ１１３
へ進み、推定した磁極位置γを用いて電機子電流ベクト
ルを磁極位置γから９０°進めて回転させるように制御
し、永久磁石回転子同期電動機３の回転子を静止させる
静止制御を行う。そして、Ｓ１１４に進み電磁ブレーキ
９を解除する。電磁ブレーキ９を解除するのは、電磁ブ
レーキ９を解除した場合に永久磁石回転子同期電動機３
が正転または逆転のいずれの方向に回転するかを判定す
るためである。例えば、推定した磁極位置γに誤差があ
った場合には、その磁極位置γを使用して制御した場合
には永久磁石回転子同期電動機３は逆転することが考え
られるからである。

【００６７】すなわち、Ｓ１１５にて、進行方向センサ
１５からの乗りかご５の進行方向を検出し、Ｓ１１６に
て、かごの進行方向が演算処理装置１の出した回転指令
方向と同じ正転方向であるか否かを判定する。そして、
回転指令方向に対し逆転（反対）方向であればＳ１１０
に進み、演算処理装置１は電磁ブレーキ９を動作させて
乗りかご５を停止させる。

【００６８】一方、Ｓ１１６の判定において、正転（同
一）方向であればＳ１０８に進み救出運転に入る。演算
処理装置１はオープンループ制御で永久磁石回転子同期
電動機３を乗りかご５が下降するように回転させる。次
にＳ１０９へ進み乗りかご５が着床したかの判断をす
る。かご位置センサ１３により乗りかご５の位置を検出
して、着床していなければＳ１０８へ戻り運転を継続す
る。乗りかご５がフロア１２に到着すると、Ｓ１１０へ
進みエレベータを停止させる。永久磁石回転子同期電動
機３を停止させ、電磁ブレーキ９を作動させてメインシ
ーブ４を固定する。乗りかご５はドアを開いて乗客を降
ろし、救出運転を終了する。

【００６９】以上説明したように、第３の実施の形態で
は、永久磁石回転子同期電動機３の磁極位置推定に誤差
を生じ永久磁石回転子同期電動機３が逆転を始めたとき
に、かごの進行方向を検出して電磁ブレーキ９をかける
ことにより逆転を防止することができる。

【００７０】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図１１は本発明の第４の実施の形態に係わるエレベ
ータの制御装置の構成図である。この第４の実施の形態
は、図１に示した第１の実施の形態に対し、エレベータ
の乗りかご５の荷重を検出するかご荷重センサ１６を設
け、演算処理装置１は、かご荷重が所定値より小さいと
きは上昇方向の運転とし、かご荷重が所定値より大きい
ときは下降方向の運転とするようにしたものである。

【００７１】すなわち、エレベータの乗りかご５の荷重
を検出するかご荷重センサ１６からの信号に基づいて、
救出運転の際には永久磁石回転子同期電動機３に必要な
トルクが小さくてすむ方向に進行方向を決定しエレベー
タの救出運転を行う。

【００７２】図１１において、エレベータの乗りかご５
とカウンターウエート６とは、主ロープ１０で接続され
メインシーブ４につるべ式に吊られており、メインシー
ブ４は永久磁石回転子同期電動機３からの動力で駆動さ
れる。これにより、乗りかご５を昇降し、乗りかご５を
所定のフロア１２に停止させて乗客が乗り降りできるよ
うにする。

【００７３】永久磁石回転子同期電動機３は、演算処理
装置１からの電圧指令に基づいて電動機駆動装置２で駆
動される。すなわち、演算処理装置１には、かご位置セ
ンサ１３からのかご位置信号、かご荷重センサ１６から
の乗りかご５のかご荷重信号、回転センサ７からの磁極
位置、永久磁石回転子同期電動機の相電流センサ８から
の相電流が入力され、これらのデータをメモり１１に保
存すると共に、乗りかご５を所定のフロア１２に昇降制
御するための電圧指令を電動機駆動装置２に出力する。
また、演算処理装置１は、緊急事態には電磁ブレーキ９
に指令を出してエレベータに制動をかけられるようにな
っている。

【００７４】すなわち、演算処理装置１は、乗りかご５
の昇降のための電圧指令値を電動機駆動装置２に与え
る。電動機駆動装置２はその電圧指令値に基づいて永久
磁石回転子同期電動機３を駆動する。永久磁石回転子同
期電動機３の回転軸はメインシーブ４に接続されてお
り、永久磁石回転子同期電動機３により駆動される。

【００７５】永久磁石回転子同期電動機３のＵ相には電
流センサ８ｕが取り付けられ、その電流センサ８ｕで検
出されたＵ相電流ｉｕは演算処理装置１に入力され、同
様に、永久磁石回転子同期電動機３のＷ相には電流セン
サ８ｗが取り付けられ、その電流センサ８ｗで検出され
たＷ相電流ｉｗは演算処理装置１に入力される。さら
に、かご荷重センサ１６は、乗りかご５の荷重を検出し
演算処理装置１に入力している。

【００７６】そして、メインシーブ４は電磁ブレーキ９
により制動をかけられるようになっており、演算処理装
置１により電磁ブレーキ９に指令が出力され、ブレーキ
のオンオフが行われる。

【００７７】ここで、本発明においては、演算処理装置
１により、かご位置センサ１３からのかご位置信号、回
転センサ７からの磁極位置、永久磁石回転子同期電動機
の相電流センサ８からの相電流に基づいて乗りかご５の
昇降制御中に、回転センサ７が故障した場合には、演算
処理装置は磁極位置推定のための電圧指令値Ｖθ１＊を
電動機駆動装置２に出力し、永久磁石回転子同期電動機
４の電機子インダクタンスＬを同定して磁極位置を推定
する。

【００７８】そして、その磁極位置に基づいて救出運転
を行うが、その際に乗りかご５の荷重が所定値より小さ
いときは上昇方向の運転とし、かご荷重が所定値より大
きいときは下降方向の運転とする。これにより、救出運
転の際には永久磁石回転子同期電動機３に必要なトルク
が小さくてすむ方向に進行方向を決定しエレベータの救
出運転を行う。

【００７９】次に、動作について説明する。図１２は第
４の実施の形態における回転センサ故障時の救出運転の
手順を示すフローチャートである。エレベータが回転セ
ンサ７の故障により停止したとすると、Ｓ１０１にて電
機子電流の測定を行う。すなわち、Ｕ相電流ｉｕθ１お
よびＷ相電流ｉｗθ１を検出する。この場合、メインシ
ーブ４は電磁ブレーキ９により固定され永久磁石回転子
同期電動機３の軸は固定される。磁極位置は電機子電流
ベクトルをある方向に固定して永久磁石回転子同期電動
機３の電機子電流値を測定する。

【００８０】図５に示すように、演算処理装置１はある
方向θ１に図３のようなステップ状の電流指令値ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＊（Ｖ
ｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）を与える。電動機
駆動装置２は永久磁石回転子同期電動機３に対して電流
を通電して、Ｕ相電流センサ８ｕおよびＷ相電流センサ
８ｗにより、それぞれの相電流ｉｕθ１およびｉｗθ１
を△ｔの時間間隔で検出して、各時刻における電圧指令
値Ｖθ１＊（Ｖｕθ１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）と
それに対する相電流ｉθ１（ｉｕθ１、ｉｖθ１、ｉｗ
θ１）をメモリ１１に記録する。

【００８１】次にＳ１０２へ進み、電機子電流と電圧値
から電機子インダクタンスＬを同定し、磁極の電機子電
流ベクトルに対する相対角度を推定する。記録した時系
列データから、例えば、最小二乗法により電機子インダ
クタンスＬθ１を同定する。そして、Ｓ１０３へ進み、
同定した電機子インダクタンスＬθ１より永久磁石回転
子同期電動機３の磁極位置は、図６に示すようにγ＝γ
１あるいはγ１’のいずれかであると推定される。ここ
で、γは図５に示すように不明の磁極の軸に対する電流
ベクトルの相対角度を表す。

【００８２】次にＳ１０４へ進み、電流ベクトルの方向
を変えて電機子電流を測定する。すなわち、演算処理装
置１は、ある方向θ１に△θをプラスした方向θ１＋Δ
θに対して、図３のようなステップ状の電流指令ｉ＊を
流すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）を与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子
同期電動機３に対して電流を通電して、Ｕ相電流センサ
８ｕおよびＷ相電流センサ８ｗにより、それぞれの相電
流ｉｕθ１＋△θおよびｉＷθ１＋△θを△ｔの時間間
隔で検出して、各時刻における電圧指令値Ｖθ１＋△θ
＊（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋
△θ＊）とそれに対する相電流ｉθ１＋△θ（ｉｕθ１
＋△θ、ｉｖθ１＋△θ、ｉｗθ１＋△θ）をメモリ１
１に記録する。

【００８３】次に、Ｓ１０５へ進み電機子インダクタン
スを同定する。記録した時系列データから、例えば、最
小二乗法により電機子インダクタンスＬθ１＋△θを同
定できる。次にＳ１０６に進み同定した電機子インダク
タンスの値を比較する。比較の結果、Ｌθ１＞Ｌθ１＋
△θであればＳ１０７ａに進み磁極位置γ＝γ１と推定
する。一方、Ｌθ１＜Ｌθ１＋△θであればＳ１０７ｂ
に進みγ＝γ１’と推定される。

【００８４】磁極位置が推定されるとＳ１１７へ進み、
乗りかご５のかご荷重Ｗｃをかご荷重センサ１６より検
出し、Ｓ１１８にて、かご荷重センサ１６からの検出値
Ｗｃとエレベータを上昇させるか下降させるかの基準値
ＷBLとを比較する。ここで、基準値ＷBLは、例えばバラ
ンス荷重とする。かご荷重Ｗｃが基準値ＷBLより小さい
場合にはＳ１１９ａに進み、進行方向を上昇とする。一
方、かご荷重Ｗｃが基準値ＷBLより大きい場合には、Ｓ
１１９ｂに進み進行方向を下降とする。

【００８５】そして、Ｓ１０８に進み救出運転に入る。
救出運転では、推定した磁極位置γを用いて電機子電流
ベクトルを磁極位置から９０°進めて回転させるように
制御する。演算処理装置１は電磁ブレーキ９を解除して
エレベータを起動する。演算処理装置１は、オープンル
ープ制御で永久磁石回転子同期電動機３を乗りかご５が
下降するように回転させる。その後に、Ｓ１０９に進み
着床したかの判断をする。かご位置センサ１３により乗
りかご５の位置を検出して、着床していなければＳ１０
８へ戻り運転を継続する。乗りかご５がフロア１２に到
着するとＳ１１０へ進みエレベータを停止させる。これ
にて、永久磁石回転子同期電動機３を停止させ、電磁ブ
レーキ９を作動させてメインシーブ４を固定する。乗り
かご５はドアを開いて乗客を降ろし救出運転を終了す
る。

【００８６】以上説明したように、第４の実施の形態で
は、永久磁石回転子同期電動機３の磁極位置を正確に推
定できなくても、かご内荷重を検出して永久磁石回転子
同期電動機３に必要なトルクが小さくて良い方向に救出
運転を行うので、乗りかご５の吊り落しを防止すること
ができる。

【００８７】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図１３は本発明の第５の実施の形態に係わるエレベ
ータの制御装置の構成図である。この第５の実施の形態
は、永久磁石回転子同期電動機３の電機子電流の立ち上
がりを検出する電流変化センサ１７を設け、演算処理装
置１は、永久磁石回転子同期電動機３の電機子インダク
タンスＬを電機子に流れる電流の立ち上がり早さから同
定するようにしたものである。

【００８８】すなわち、永久磁石回転子同期電動機３の
電機子電流の立ち上がり度を検出して、その立ち上がり
度から永久磁石回転子同期電動機３の電機子インダクタ
ンスＬを同定し、得られた電機子インダクタンスより磁
極位置を推定する。そして、推定して得られた磁極位置
を基にベクトル制御を行いエレベータの救出運転を行
う。

【００８９】図１３において、演算処理装置１は電動機
駆動装置２に接続され、電圧指令値を電動機駆動装置２
に与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子同期電動
機３に接続され永久磁石回転子同期電動機３を駆動す
る。永久磁石回転子同期電動機３の回転軸はメインシー
ブ４に接続されメインシーブ４を駆動する。また、演算
処理装置１は電磁ブレーキ９に接続され、電磁ブレーキ
９のオンオフができるようになっている。これにより、
メインシーブ４は電磁ブレーキ９により制動をかけられ
る。

【００９０】永久磁石回転子同期電動機３のＵ相には電
流センサ８ｕが取り付けられ、電流センサ８ｕで検出さ
れたＵ相電流は演算処理装置１に入力される。また、永
久磁石回転子同期電動機３のＷ相には電流センサ８ｗが
取り付けられ、電流センサ８ｗで検出されたＷ相電流ｉ
ｗは演算処理装置１に入力される。さらに、Ｕ相電流の
電流変化率を検出するＵ相電流変化センサ１７ｕが設け
られると共に、Ｗ相電流の電流変化率を検出するＷ相電
流変化センサ１７ｗが設けられ、それらの検出信号は演
算処理装置１に入力される。さらに、永久磁石回転子同
期電動機３には回転センサ７が取り付けられており、永
久磁石回転子同期電動機３の磁極位置は演算処理装置１
に入力される。そして、演算処理装置１にはメモリ１１
が接続されており、これらのデータの読み込み書込がで
きるようになっている。

【００９１】一方、エレベータの乗りかご５とカウンタ
ーウエート６とは主ロープ１０で接続され、メインシー
ブ４につるべ式に吊られている。乗りかご５はかご位置
センサ１３に接続され、かご位置センサ１３の出力は演
算処理装置１に入力され、乗りかご５の位置を検出でき
るようになっている。フロア１２はエレベータが停止し
て乗客が乗り降りできるようになっている。

【００９２】次に動作について説明する。図１４は、本
発明の第５の実施の形態における回転センサ故障時の救
出運転の手順を示すフローチャートである。エレベータ
が回転センサ７の故障により停止したとすると、Ｓ３０
１へ進み電機子電流の変化率の測定を行う。

【００９３】すなわち、メインシーブ４は電磁ブレーキ
９により固定し、永久磁石回転子同期電動機３の軸を固
定する。そして、電機子電流ベクトルをある方向に固定
して永久磁石回転子同期電動機３の電機子電流値の変化
率を測定する。図５に示すように、演算処理装置１はあ
る方向θ１に図３のようなステップ状の電流ｉ＊を流す
ように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＊（Ｖｕθ
１＊、Ｖｖθ１＊、Ｖｗθ１＊）を与える。電動機駆動
装置２は永久磁石回転子同期電動機３に対して電流を通
電して、Ｕ相電流センサ８ｕおよびＷ相電流センサ８ｗ
からのそれぞれの相電流ｉｕθ１、ｉｗθ１をＵ相電流
変化センサ１７ｕおよびＷ相電流変化センサ１７ｗに供
給する。そして、Ｕ相電流変化センサ１７ｕおよびＷ相
電流変化センサ１７ｗにてそれぞれ各相電流の立ち上が
り度ｄｉｕθ１／ｄｔおよびｄｉｗθ１／ｄｔを検出し
てメモリ１１に書き込む。

【００９４】次にＳ１０２へ進み電動機インダクタンス
を同定する。図１５に電機子インダクタンスＬの同定方
法を示す。例えば、基準となる電流の立ち上がり度を最
小値から最大値まで６分割して、基準値をＤｉ１〜Ｄｉ
６まで設ける。電機子インダクタンスＬも最小値から最
大値までの間を６分割して最小値をＬ１、最大値をＬ６
とする。

【００９５】まず、Ｓ２０１にて、電流の立ち上がり度
ｄｉｕθ１／ｄｔをメモリ１１からロードする。次にＳ
２０２にて、ｄｉｕθ１／ｄｔをＤｉ１と比較し、ｄｉ
ｕθ１／ｄｔがＤｉ１より小さければＳ２０８へ進み、
Ｌθ１＝Ｌ１として電機子インダクタンスの同定を終わ
る。一方、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ１より大きければＳ
２０３へ進む。ｄｉｕθ１／ｄｔをＤｉ２と比較し、ｄ
ｉｕθ１／ｄｔがＤｉ２より小さければＳ２０９へ進
み、Ｌθ１＝Ｌ２として電機子インダクタンスの同定を
終わる。

【００９６】以下同様に、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ２よ
り大きければＳ２０４へ進み、ｄｉｕθ１／ｄｔをＤｉ
３と比較し、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ３より小さければ
Ｓ２１０へ進み、Ｌθ１＝Ｌ３として電機子インダクタ
ンスの同定を終わる。ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ３より大
きければＳ２０５へ進み、ｄｉｕθ１／ｄｔをＤｉ４と
比較し、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ４より小さければＳ２
１１へ進み、Ｌθ１＝Ｌ４として電機子インダクタンス
の同定を終わる。ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ４より大きけ
ればＳ２０６へ進み、ｄｉｕθ１／ｄｔをＤｉ５と比較
し、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ５より小さければＳ２１２
へ進み、Ｌθ１＝Ｌ５として電機子インダクタンスの同
定を終わる。そして、ｄｉｕθ１／ｄｔがＤｉ５より大
きければＳ２０７へ進み、Ｌθ１＝Ｌ６として電機子イ
ンダクタンスの同定を終わる。

【００９７】電機子インダクタンスの同定を終わると、
次にＳ１０３へ進み、同定した電機子インダクタンスＬ
θ１より永久磁石回転子同期電動機３の磁極位置が図６
に示すようにγ＝γ１あるいはγ１’のいずれかと推定
される。ここで、γは図５に示すように不明の磁極の軸
に対する電流ベクトルの相対角度を表す。

【００９８】次にＳ３０２へ進み電流ベクトルの方向を
変えて電機子電流を測定する。演算処理装置１はある方
向θ１＋△θに図３のようなステップ状の電流ｉ＊を流
すように電動機駆動装置２へ電圧指令値Ｖθ１＋△θ＊
（Ｖｕθ１＋△θ＊、Ｖｖθ１＋△θ＊、Ｖｗθ１＋△
θ＊）を与える。電動機駆動装置２は永久磁石回転子電
動機３に対して電流を通電して、Ｕ相電流センサ８ｕ、
Ｗ相電流センサ８ｗによりそれぞれの相電流ｉｕθ１＋
△θ、ｉｗθ１＋△θをＵ相電流変化センサ１７ｕ、Ｗ
相電流変化センサ１７ｗを介して、各相電流の立ち上が
り度ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔ、ｄｉｗθ１＋△θ／ｄｔ
を検出してメモリ１１に書き込む。

【００９９】次にＳ１０５へ進み、方向θ１＋△θでの
電機子インダクタンスＬθ１＋Δθを同定する。その場
合も、図１５に示したと同様に電機子インダクタンスの
同定が行われる。すなわち、Ｓ２０１にて、電流の立ち
上がり度ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔをメモリ１１からロー
ドする。次にＳ２０２にて、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔを
Ｄｉ１と比較し、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤｉ１より
小さければＳ２０８へ進み、Ｌθ１＋△θ＝Ｌ１として
電機子インダクタンスの同定を終わる。

【０１００】一方、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤｉ１よ
り大きければＳ２０３へ進み、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔ
をＤｉ２と比較し、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤｉ２よ
り小さければＳ２０９へ進み、Ｌθ１＋△θ＝Ｌ２とし
て電機子インダクタンスの同定を終わる。

【０１０１】以下同様に、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤ
ｉ２より大きければＳ２０４へ進み、ｄｉｕθ１＋△θ
／ｄｔをＤｉ３と比較し、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤ
ｉ３より小さければＳ２１０へ進み、Ｌθ１＋△θ＝Ｌ
３として電機子インダクタンスの同定を終わる。ｄｉｕ
θ１＋△θ／ｄｔがＤｉ３より大きければＳ２０５へ進
み、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔをＤｉ４と比較し、ｄｉｕ
θ１＋△θ／ｄｔがＤｉ４より小さければＳ２１１へ進
み、Ｌθ１＋△θ＝Ｌ４として電機子インダクタンスの
同定を終わる。ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤｉ４より大
きければＳ２０６へ進み、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔをＤ
ｉ５と比較し、ｄｉｕθ１＋△θ／ｄｔがＤｉ５より小
さければＳ２１２へ進み、Ｌθ１＋△θ＝Ｌ５として電
機子インダクタンスの同定を終わる。ｄｉｕθ１＋△θ
／ｄｔがＤｉ５より大きければＳ２０７へ進み、Ｌθ１
＋△θ＝Ｌ６として電機子インダクタンスの同定を終わ
る。

【０１０２】方向θ１＋△θでの電機子インダクタンス
Ｌθ１＋Δθの同定が終わると、次にＳ１０６に進み、
同定した電機子インダクタンスの値を比較する。Ｌθ１
＞Ｌθ１＋△θであればＳ１０７ａに進み磁極位置γ＝
γ１と判定する。一方、Ｌθ１＜Ｌθ１＋△θであれば
Ｓ１０７ｂに進みγ＝γ１’と推定される。

【０１０３】次に、Ｓ１０８に進み救出運転に入る。推
定した磁極位置γを用いて電機子電流ベクトルを磁極位
置から９０°進みで回転させるように制御する。演算処
理装置１は電磁ブレーキ９を解除してエレベータを起動
する。演算処理装置１はオープンループ制御で永久磁石
回転子同期電動機３を乗りかご５が下降するように回転
させる。その後に、Ｓ１０９に進み着床したかの判断を
する。つまり、かご位置センサ１３により乗りかご５の
位置を検出して、着床していなければＳ１０８へ戻り運
転を継続する。

【０１０４】乗りかご５がフロア１２に到着すると、Ｓ
１１０へ進みエレベータを停止させる。つまり、永久磁
石回転子同期電動機３を停止させ、電磁ブレーキ９を作
動させてメインシーブ４を固定する。乗りかご５はドア
を開いて乗客を降ろし救出運転を終了する。

【０１０５】以上説明したように、この第５の実施の形
態では、電機子電流の立ち上がり度の変化より、永久磁
石回転子同期電動機３の電機子インダクタンスの変化を
判定し、その電機子インダクタンスから磁極位置を推定
する。これにより、位置センサが故障したときの永久磁
石回転子同期電動機３のベクトル制御を可能とし、救出
運転を行うことができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、永
久磁石回転子同期電動機の回転センサが故障して停止し
た場合には、モータの磁極位置を推定して永久磁石回転
子同期電動機を起動するので、回転センサが故障しても
救出運転を行える。

【０１０７】すなわち、請求項１の発明によれば、永久
磁石回転子同期電動機の電機子インダクタンスの変化か
ら磁極位置を推定し、位置センサが故障したときの永久
磁石回転子同期電動機のベクトル制御を可能としている
ので、救出運転を行うことができる。

【０１０８】請求項２の発明によれば、永久磁石回転子
同期電動機の磁極位置推定に誤差を生じ十分なトルクが
出せなかった場合でも、乗りかごの異常速度を検出して
ブレーキをかけるので、乗りかごの吊り落しを防止する
ことができる。

【０１０９】請求項３の発明によれば、永久磁石回転子
同期電動機の磁極位置推定に誤差を生じ電動機が逆転を
始めた場合には、乗りかごの移動方向を検出してブレー
キをかけるので、永久磁石回転子同期電動機の逆転を防
止することができる。

【０１１０】請求項４の発明によれば、永久磁石回転子
同期電動機の磁極位置推定を正確に推定できなくても、
かご内荷重を検出して永久磁石回転子同期電動機に必要
なトルクが小さくて良い方向に救出運転を行うので、乗
りかごの吊り落しを防止することができる。

【０１１１】請求項５の発明によれば、永久磁石回転子
同期電動機の電機子電流の立ち上がり度の変化により、
永久磁石回転子同期電動機の電機子インダクタンスの変
化から磁極位置を推定するので、回転センサが故障した
ときの永久磁石回転子同期電動機のベクトル制御を可能
とし救出運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係わるエ
レベータの制御装置の構成図である。

【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における永
久磁石回転子同期電動機のシステムモデル図である。

【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における磁
極推定のための電流指令の波形図である。

【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態における回
転センサ故障時の救出運転の手順を示すフローチャート
である。

【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態において磁
極位置推定のための電流指令を与えた場合の磁極と電流
ベクトルとの関係図である。

【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態で電機子イ
ンダクタンスと磁極位置との関係から磁極位置を推定し
た場合の説明図である。

【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係わるエ
レベータの制御装置の構成図である。

【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態における回
転センサ故障時の救出運転の手順を示すフローチャート
である。

【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係わるエ
レベータの制御装置の構成図である。

【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態におけ
る回転センサ故障時の救出運転の手順を示すフローチャ
ートである。

【図１１】図１１は、本発明の第４の実施の形態に係わ
るエレベータの制御装置の構成図である。

【図１２】図１２は、本発明の第４の実施の形態におけ
る回転センサ故障時の救出運転の手順を示すフローチャ
ートである。

【図１３】図１３は、本発明の第５の実施の形態に係わ
るエレベータの制御装置の構成図である。

【図１４】図１４は、本発明の第５の実施の形態におけ
る回転センサ故障時の救出運転の手順を示すフローチャ
ートである。

【図１５】図１５は、本発明の第５の実施の形態におけ
る回転センサ故障時の電機子インダクタンスの同定を行
うための手順を示すフローチャートである。

【図１６】図１６は、永久磁石回転子同期電動機の特性
の説明図である。

【図１７】図１７は、磁極位置と全磁束および電機子イ
ンダクタンスとの関係図である。

【符号の説明】

１ 演算処理装置 ２ 電動機駆動装置 ３ 永久磁石回転子同期電動機 ４ メインシーブ ５ 乗りかご ６ カウンターウエート ７ 回転センサ ８ｕ Ｕ相電流センサ ８ｗ Ｗ相電流センサ ９ 電磁ブレーキ １０ 主ロープ １１ メモリ １２ フロア １３ かご位置センサ １４ かご速度センサ １５ 進行方向センサ １６ かご荷重センサ １７ｕ Ｕ相電流変化センサ １７ｗ Ｗ相電流変化センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗りかごの巻上機を駆動する永久磁石回
   転子同期電動機の磁極位置を検出する回転センサと、前
   記永久磁石回転子同期電動機の相電流を検出する相電流
   センサと、前記乗りかごの位置を検出するかご位置セン
   サと、前記磁極位置と前記相電流および乗りかご位置に
   基づいて前記乗りかごの昇降運転のための前記永久磁石
   回転子同期電動機への電圧指令を演算する演算処理装置
   と、前記演算処理装置からの電圧指令に基づいて前記永
   久磁石回転子同期電動機を駆動する電動機駆動制御装置
   とを備えたエレベータの制御装置において、前記演算処
   理装置は、前記回転センサからの磁極位置の検出が不能
   となったときは、前記永久磁石回転子同期電動機の電機
   子インダクタンスから前記磁極位置を推定し、その磁極
   位置に基づいて救出運転を行うようにしたことを特徴と
   するエレベータの制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の発明に係わるエレベータの制
   御装置において、前記乗りかごの移動速度を検出するか
   ご速度センサを設け、前記演算処理装置は、前記かご速
   度センサで検出された乗りかごの移動速度が所定値より
   小さいときは救出運転を行い、所定値より大きいときは
   エレベータを停止させるようにしたことを特徴とするエ
   レベータの制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１の発明に係わるエレベータの制
   御装置において、前記乗りかごの進行方向を検出する進
   行方向センサを設け、前記演算処理装置は、前記永久磁
   石回転子同期電動機の回転方向が回転指令方向と反対方
   向に回転したことを検知したときはエレベータを停止さ
   せるようにしたことを特徴とするエレベータの制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１の発明に係わるエレベータの制
   御装置において、エレベータの乗りかごの荷重を検出す
   るかご荷重センサを設け、演算処理装置は、かご荷重が
   所定値より小さいときは上昇方向の運転とし、かご荷重
   が所定値より大きいときは下降方向の運転とするように
   したことを特徴とするエレベータの制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１の発明に係わるエレベータの制
   御装置において、前記永久磁石回転子同期電動機の電機
   子電流の立ち上がりを検出する電流変化センサを設け、
   演算処理装置は、前記永久磁石回転子同期電動機の電機
   子インダクタンスを電機子に流れる電流の立ち上がり早
   さから同定するようにしたことを特徴とするエレベータ
   の制御装置。