JP2011173704A

JP2011173704A - エレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法およびシステム

Info

Publication number: JP2011173704A
Application number: JP2010040189A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Hara; 英敬原
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】エレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数を正確に測定する方法およびシステムを提供する。
【解決手段】先ず、乗りかごを一定速度で走行させるときに誘導電動機の負荷が０となると見積もられたウェイトを乗りかごに積載した状態で、乗りかごを一定速度で走行させている時に、誘導電動機に電力を供給する電力変換器を制御する制御回路における電流指令値を０に切り換え、零電流制御を開始する。この時点における制御回路の出力電圧値をＶstartとし、時定数測定の終了の基準となる出力電圧値として、Ｖstartの１／ｅの目標電圧値Ｖendを設定する。次に、制御回路の出力電圧値が目標電圧Ｖendに達するまで、カウンタの値をインクリメントする。出力電圧値が目標電圧Ｖendに達した時点におけるカウント値に対応する時間を誘導電動機の２次時定数として求める。
【選択図】図５

Description

本発明は、エレベータを駆動する誘導電動機の制御定数の測定方法およびシステムに関し、特に、エレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数の測定方法およびシステムに関する。

電力変換装置を用いて可変電圧可変周波数で誘導電動機を制御するためには誘導電動機の電気角を把握し、励磁電流およびトルク電流を適切なすべり角で与えるベクトル制御が必要である。ベクトル制御に必要な誘導電動機の制御定数の１つに２次側すなわち回転子の時定数である２次時定数がある。誘導電動機の制御定数を算出するためには１次巻線抵抗測定、無負荷試験、拘束試験を実施して諸特性を測定して算出する必要がある。

誘導電動機の制御定数のうち２次時定数については、上記の方法に代わる方法として、特許文献１に、誘導電動機の負荷が無い状態において一定速度で回転している誘導電動機の電流が０となるようにベクトル制御を行うとその電圧指令値は電動機の端子電圧と同等になることが記載されている。また、特許文献２には、電圧指令値の減衰が１次遅れ系となり、電圧指令値の時定数が２次時定数となることが記載されている。

エレベータシステムのように誘導電動機が巻上機等の負荷に取り付けられた状態においても予め制御定数を算出することができれば問題はないが、可変電圧制御方式または極数切換制御方式のエレベータ制御盤を可変電圧可変周波数制御の制御盤に変更し既存の誘導電動機をそのまま流用するような制御リニューアルを行う場合には、既存の誘導電動機の２次時定数等のベクトル制御のために必要な制御定数を測定していないために、誘導電動機に負荷が取り付けられた状態で制御定数を測定しなければならないという課題があった。

また、誘導電動機の２次時定数の見積が固有の値からずれていても出力電圧の飽和やトルク不足が生じない範囲であればベクトル制御は破綻しないが、固有の値を設定せずに制御上は問題のない値に設定して制御を行うと誘導電動機が本来持つ最適なベクトル制御ができない問題点がある。

特開２００３−２８４３８０号公報特許第３２６５７６８号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、誘導電動機に負荷が取り付けられた状態でエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数を正確に測定する方法およびシステムを提供することを目的とする。

本発明の実施形態によるエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法およびシステムにおいては、乗りかごと、乗りかごをワイヤロープを介して昇降路内を走行させる巻上機と、巻上機を駆動する誘導電動機と、誘導電動機に電力を供給する電力変換装置と、電力変換装置に入力される直流電圧を測定する直流電圧検出回路と、誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出回路と、誘導電動機の回転状態を表す量を検出する回転検出器と、回転検出器と前記電圧検出回路と前記電流検出回路から入力される信号に基づいて電力変換装置を制御する機能を有する制御装置を具備するエレベータシステムにおいて、乗りかごを一定速度で走行させるときに誘導電動機の負荷が０となると見積もられたウェイトを乗りかごに積載した状態で、乗りかごを一定速度で走行させている時に誘導電動機に流れる電流が０となるように電力変換装置を制御する。制御装置の応答出力の電圧振幅に比例する被測定電圧の振幅を測定し、測定された被測定電圧の１次遅れ時定数を誘導電動機の２次時定数として求める。

本発明によれば、誘導電動機に負荷が取り付けられた状態でエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数を正確に測定する方法およびシステムが提供される。

本発明の実施が適用されるエレベータシステムの概略構成例である。本発明の実施形態が適用される誘導電動機とその電源系統の構成の一例である。本発明の実施形態における電力変換装置を制御する制御器の構成例を表す図である。図３に示した本発明の実施形態における制御器の電流指令値が０に切り換えられたときの制御器から出力される電圧の振幅値の応答波形である。本発明による第１の実施形態における動作の一例を表すフローチャートである。本発明による第１の実施形態における機能ブロックの構成例を表す図である。本発明による第２の実施形態における動作の一例を表すフローチャートである。本発明による第２の実施形態における機能ブロックの構成例を表す図である。本発明による第３の実施形態における動作の一例を表すフローチャートである。本発明による第３の実施形態における機能ブロックの構成例を表す図である。本発明による第４の実施形態における動作の一例を表すフローチャートである。本発明による第４の実施形態における機能ブロックの構成例を表す図である。

以下、適宜、図面を参照しながら本発明の一例としての実施形態の説明を行う。尚、同一部分については、異なる図であっても、同一の参照符号を付する。図１に本発明の実施形態が適用されるエレベータシステムの概略構成例を示す。誘導電動機１は、巻上機２に機械的に連結され、巻上機２を回動させる。乗りかご３と、乗りかご３の巻上げ効率を向上させるための釣合い重り４は、ワイヤロープ５によって連結されている。ワイヤロープ５は巻上機２のシーブに巻き回され、誘導電動機１のトルクによって、乗りかご３と釣合い重り４を昇降させる。ここで、釣合い重り４の重量は、通常、乗りかご３自体の重量と、乗りかご３の定格積載荷重の４５〜５０％の重量との和に設定される。

図２に、本発明の実施形態が適用される誘導電動機とその電源系統の構成の一例を示す。交流電源１１の電力は、ＡＣ／ＤＣ変換装置１２によって、電圧がＶｄｃＦの直流に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換装置１２は、整流素子、コンデンサ等から構成される。ＡＣ／ＤＣ変換装置１２の出力電圧ＶｄｃＦは、電圧検出回路１３によって測定される。ＡＣ／ＤＣ変換装置１２の出力は、電力変換装置１４に入力され、ゲート信号にしたがって所望の電圧・周波数の交流電力に変換される。電力変換装置１４には、例えば、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子が含まれる。電力変換装置１４によって所望の電圧・周波数に変換された交流電力は、誘導電動機１に供給される。本実施形態において、電力変換装置１４から出力される電力はｕ、ｖ、ｗ成分からなる３相であり、電力変換装置１４から出力される、例えば、ｕおよびｗ成分の電流ＩｕＦ、ＩｗＦは、それぞれ電流検出回路１５ａ、１５ｂによって検出される。尚、ｖ成分の電流ＩｖＦは、ｕおよびｗ成分の電流ＩｕＦ、ＩｗＦの値から求めることができるため、必ずしも検出する必要はない。回転検出器１６は、誘導電動機１の回転状態を表す量を検出する。回転検出器１６は、例えば、エンコーダ、レゾルバ等によって実装することができる。回転検出器１６によって検出される誘導電動機１の回転状態を表す量から、誘導電動機１の回転数を、直接的または間接的に知ることができる。以降、回転検出器１６によって検出される誘導電動機１の回転状態を表す量を、例として、誘導電動機１の回転子の回転角であるとして説明を行うが、回転角は例示であって回転角に限定されるものではない。検出された直流電圧ＶｄｃＦ、電流ＩｕＦ、ＩｗＦ、回転角θ等は、制御器１７に入力される。制御器１７は入力された情報に基づいてベクトル制御を行い、ゲート信号を電力変換装置１４に出力することによって、電力変換装置１４を制御する。制御器１７は、例えば、マイクロコンピュータ、ＲＯＭ、ＲＡＭまたは磁気記憶装置等のハードウェア資源と、ベクトル制御に必要なソフトウェアを含む、いわゆる組み込みシステムによって実装される。

図３に、電力変換装置を制御する制御器の構成例を示す。ｕｖｗ／ｄｑ変換器２１は、それぞれ電流検出回路１５ａ、１５ｂによって検出された３相電流のうちのＩｕＦとＩｗＦとから、ｄｑ直交座標に変換するｄｑ変換によってｄ相およびｑ相の電流値ＩｄＦ、ＩｑＦを求める。ｕｖｗ／ｄｑ変換器２１によって求められたｄ相およびｑ相の電流値ＩｄＦ、ＩｑＦは、それぞれ比例積分制御器２２ａおよび２２ｂに入力される。比例積分制御器２２ａおよび２２ｂには、さらに、比例積分制御の基準値となる電流指令値が入力される。比例積分制御器２２ａおよび２２ｂは、ｄ相およびｑ相について電流ループ処理を行う。比例積分制御器２２ａおよび２２ｂに入力される電流指令値は、それぞれ、電流指令値切換器２３ａおよび２３ｂによって切り換えられる。本実施形態において、電流指令値切換器２３ａおよび２３ｂは、電流指令値を０に切り換えることができ、図３には電流指令値が０に切り換えられた状態を示している。比例積分制御器２２ａおよび２２ｂからは、それぞれ、ｄｑ軸の電圧指令値ＶｄＣおよびＶｑＣが出力される。ｄｑ／ｕｖｗ変換器２４にはｄｑ軸の電圧指令値ＶｄＣおよびＶｑＣが入力され、ｄｑ／ｕｖｗ変換器２４は、ｄｑ軸の電圧指令値を３相の電圧指令値に変換する。ｄｑ／ｕｖｗ変換器２４から出力される３相の電圧指令値は、ＰＷＭ制御器２５に入力され、ＰＷＭ制御器２５は入力された３相の電圧指令値をゲート信号に変換する。また、ｄ相の電圧指令値ＶｄＣおよびｑ相の電圧指令値ＶｑＣは、誘導電動機１に印加される電圧の振幅に比例する値を算出する電圧算出器２６に入力される。電圧算出器２６は、（ＶｄＣ^２＋ＶｑＣ^２）^１／２にしたがって誘導電動機１に印加される電圧の振幅に比例する値ＶＣを算出する。

図１に示したような一般的な機械室ありロープ式のエレベータシステムでは、誘導電動機１には巻上機２を介して乗りかご３および釣合い重り４の負荷が加えられている。前述したように、乗りかご３の重量と釣合い重り４の重量との関係は、乗りかご３の定格積載荷重の、例えば、４５〜５０％のウェイトを乗りかご３に積載したときに、釣合い重り４と釣り合うように一般的には設計されている。このような釣合い重りの調整は、オーバーバランス調整と呼ばれる。一例として、定格積載荷重が６００ｋｇのエレベータシステムの場合には、乗りかご３に２７０ｋｇ〜３００ｋｇのウェイトを積載したときに、釣合い重り４と釣り合う。

但し、この状態では巻上機２の伝達損失の分、誘導電動機１の負荷となるため、乗りかご３を上昇させる場合にも、下降させる場合にも、誘導電動機１は同量の負荷を駆動することとなる。そこで上昇または下降のいずれかの方向に限定し、例えば、乗りかご３を上昇させるときに巻上機２の損失に起因する負荷分を相殺できる分だけ乗りかご３に積載するウェイトを減らすことによって、乗りかご３を一定速度で上昇させるときだけ誘導電動機１の負荷がなくなるようにすることができる。巻上機２の損失に起因する負荷分は、ウォームギア構造の巻上機の場合、乗りかご３の定格積載荷重の、例えば、１５％程度である。一例として、乗りかご３の定格積載荷重の４５％のウェイトを乗りかご３に積載したときに、釣合い重り４と乗りかご３が釣り合う場合、乗りかご３に積載するウェイトを、乗りかご３の定格積載荷重の３０％程度にすることによって、乗りかご３を一定速度で上昇させるときの誘導電動機１の負荷がなくなるようにすることができる。

乗りかご３を下降させる場合には、巻上機２の損失に起因する負荷分を相殺できる分だけ乗りかご３に積載するウェイトを増やすことによって、乗りかご３を一定速度で下降させるときの誘導電動機１の負荷がなくなるようにすることができる。上記の数値例を用いると、乗りかご３に積載するウェイトを、乗りかご３の定格積載荷重の６０％程度にすることによって、乗りかご３を一定速度で下降させるときの誘導電動機１の負荷がなくなるようにすることができる。

乗りかご３が一定速度で上昇または下降している状態で誘導電動機１に流れる電流が０になるようにする制御を行うと、誘導電動機１のトルクは０となり、負荷がないため、誘導電動機１は同じ回転速度で回転し続けようとする。以降、本明細書において、誘導電動機１に流れる電流が０になるようにする制御を零電流制御と呼ぶ。零電流制御を開始する前の時点では、誘導電動機１の残留磁界と一定回転による誘導起電力によって、誘導電動機１に電流が流れようとする。

電流指令値切換器２３ａ、２３ｂによって電流指令値を強制的に０とし、零電流制御を開始すると、ＩｕＦ、ＩｗＦからｕｖｗ／ｄｑ変換器２１で変換されたＩｄＦ、ＩｑＦが０となるように、比例積分制御器２２ａ、２２ｂによって電圧指令値ＶｄＣ、ＶｑＣが出力される。電圧指令値ＶｄＣ、ＶｑＣはｄｑ／ｕｖｗ変換器２４に入力され、３相の電圧指令値に変換される。３相の電圧指令値はＰＷＭ制御器２５に入力され、ＰＷＭ制御器２５は３相の電圧指令値に応じてゲート信号を出力する。ゲート信号は電力変換装置１４に入力され、を経てゲート信号が出力され電力変換装置１４はゲート信号に応じて誘導電動機１に電力を供給する。

比例積分制御器２２ａ、２２ｂから出力される電圧指令値ＶｄＣ、ＶｑＣは、また、電圧算出器２６に入力される。電圧算出器２６は、ｄ相の電圧指令値ＶｄＣとｑ相の電圧指令値ＶｑＣから、式（１）にしたがって、電圧検出器１３で検出したＡＣ／ＤＣ変換装置１２から出力される直流電圧値ＶｄｃＦで正規化された電圧指令値ＶＣを算出する。

ＶＣ＝（ＶｄＣ^２＋ＶｑＣ^２）^１／２（１）
正規化された電圧指令値ＶＣにＡＣ／ＤＣ変換装置１２から出力される直流電圧値ＶｄｃＦを乗算することによって出力電圧の振幅値Ｖoutが得られる。出力電圧値Ｖoutおよび正規化された電圧指令値ＶＣは、１次遅れ系の応答を呈する。出力電圧値Ｖoutは、誘導電動機１の電流を機械的に遮断した場合の誘導電動機１の端子電圧と同等であるため、出力電圧値Ｖoutまたは正規化された電圧指令値ＶＣの１次遅れ系の応答の時定数を測定することによって正確な誘導電動機１の２次時定数として使用することができる。

以下、フローチャートおよび機能ブロック図を参照しながら、本発明の実施形態の動作および機能ブロックを説明する。尚、以降の説明においては、零電流制御の開始時刻を０とし、零電流制御開始時刻からの時間をｔで表す。図４に、ｅｘｐ［−ｔ／τ］に比例する出力電圧値Ｖout（ｔ）の応答波形を示す。また、乗りかご３には、誘導電動機１の負荷が０となると見積もられた、前述したような重量のウェイトが予め積載されているものとする。

（第１の実施形態）
図５および図６に、それぞれ、第１の実施形態における動作の一例を示すフローチャートおよび機能ブロック図を示す。先ずステップＳ５０１で、電流指令値ＩｄＣ、ＩｑＣを切り換える電流指令値切換部６０１における電流指令値ＩｄＣおよびＩｑＣを０に切り換える。電流指令値切換部６０１は、図３に示した切換器２３ａ、２３ｂに対応する。電流指令値ＩｄＣおよびＩｑＣを０に切り換えるとともに、時定数を測定するためのカウンタ６０２のカウント値Ｔcountをゼロにリセットする。電流指令値ＩｄＣおよびＩｑＣを０に切り換えることによって零電流制御が開始される。ステップＳ５０２で、出力電圧測定部６０３によって測定された、零電流制御開始時ｔ＝０における出力電圧値Ｖout（０）をＶstartとして記憶部６０４に保存する。また、ステップＳ５０３で、目標電圧値設定・記憶部６０５は、時定数測定の終了の基準となる出力電圧値Ｖout（ｔ）の値として目標電圧値Ｖendを設定し、記憶する。目標電圧値Ｖendは、例えば、Ｖstartの１／ｅ（約０．３７）倍に設定される。次にステップＳ５０４で、電圧比較部６０６は、出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下となったか否かを判定する。ステップＳ５０４において出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下になっていないと判定されると、ステップＳ５０５に進み、カウンタ６０２のカウント値Ｔcountをインクリメントする。カウント値Ｔcountがインクリメントされた後、処理はステップＳ５０４に戻り、出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下となったと判定されるまで、前述した動作を繰り返す。ステップＳ５０４において出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下になったと判定されると、ステップＳ５０６に進み、その時点におけるカウント値ＴcountをＴ２として記憶部６０７に保存する。ステップＳ５０３において、目標電圧値ＶendがＶstartの１／ｅ倍に設定された場合には、Ｔ２に対応する時間が誘導電動機の２次時定数として求められる。尚、出力電圧値Ｖout（０）、目標電圧値Ｖend、Ｔ２を保存する機能は同一の記憶装置に実装することもできる。

本実施形態によれば、乗りかご３が一定速度で上昇または下降する際に、誘導電動機１の負荷がなくなるようなウェイトを乗りかご３に積載した状態で零電流制御を実施することにより、通常の無負荷運転時の零電流制御と同じ状態として電圧指令値の１次遅れ時定数を測定することによって、誘導電動機１の２次時定数を求めることができる。

（第２の実施形態）
次に本発明による第２の実施形態を、図７および図８を用いて説明する。エレベータの負荷試験用に使用するウェイトは数十ｋｇ単位であるために、乗りかご３が一定速度で上昇または下降する際の誘導電動機１を完全に無負荷の状態にすることができない事態がしばしば発生する。このような場合、第１の実施形態による測定によって得られる２次時定数は不正確なものとなる。本発明による第２の実施形態は、誘導電動機１が完全に無負荷の状態にはないときに、第１の実施形態による測定によって得られる２次時定数の補正を可能とする。本実施形態による補正は、零電流制御中の誘導電動機１で発生する誘導起電力は、残留磁束が同じであれば、誘導電動機１の回転速度に比例する事実を利用する。すなわち、誘導電動機１の負荷により発生する誘導電動機１の回転速度変化を利用して、第１の実施形態によって測定した時定数を補正する。

図７および図８に、それぞれ、第２の実施形態における動作の一例を示すフローチャートおよび機能ブロック図を示す。図７に示すフローチャートには、図５に示したフローチャートに、誘導電動機１の初期回転速度Ｆstartを算出し、記憶するステップＳ７０１と、２次時定数を、出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下になったと判定された時点Ｔ２における回転速度Ｆstopと初期回転速度Ｆstartとを用いて補正するステップＳ７０２とが追加されている。ここで、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）は、回転検出器１６によって検出される誘導電動機１の回転子の回転角θ（ｔ）を用いて、式（２）から求められる。

Ｆ（ｔ）＝（１／２π）×ｄθ（ｔ）／ｄｔ（２）
したがって、Ｆstart ＝Ｆ（０）、Ｆstop ＝Ｆ（Ｔ２）である。ステップＳ５０１乃至５０６における動作は、第１の実施形態における動作と同一である。図８に示す機能ブロック図には、図６に示した機能ブロック図に、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）を回転検出器１６によって検出される誘導電動機１の回転子の回転角θ（ｔ）から算出する回転速度算出部８０１と、誘導電動機１の回転速度Ｆstart、Ｆstopを保存する回転速度記憶部８０２と、測定されたＴ２を補正するＴ２補正部８０３とが追加されている。参照符号６０１乃至６０７で示す機能ブロックの機能は、第１の実施形態における機能と同一である。

第１の実施形態と異なる点について説明を行う。ステップＳ５０３で、目標電圧値設定・記憶部６０５が、時定数測定の終了の基準となる出力電圧値Ｖout（ｔ）の値として目標電圧値Ｖendを設定し、記憶した後、処理はステップＳ７０１に進む。ステップＳ７０１において、回転検出器１６で検出される誘導電動機１の回転子の回転角θ（ｔ）から回転速度算出部８０１によって算出される、零電流制御開始時の誘導電動機１の回転速度Ｆstartを初期回転速度として回転速度記憶部８０２に保存する。次いで、ステップＳ５０４乃至５０６の処理を行った後、ステップＳ５０６で記憶部６０７に保存されたＴ２を、ステップＳ７０２において、Ｔ２補正部８０３によってＦstart／Ｆstopを乗じる補正を行う。ここで、回転速度記憶部８０２には、測定終了時点における誘導電動機１の回転速度Ｆstopも保存される。尚、誘導電動機１の回転速度を保存する機能は、出力電圧値Ｖout（０）、目標電圧値Ｖend、Ｔ２を保存する機能とともに、同一の記憶装置に実装することもできる。

このように第２の実施形態によれば、乗りかご３が一定速度で上昇または下降する際の誘導電動機１の負荷が完全に０ではない状態で測定を行った場合でも、誘導電動機１の回転速度の変化に基づいて、測定した２次時定数の補正を行うことによって、より正確な２次時定数を求めることができる。また、乗りかご３が一定速度で上昇または下降する際の誘導電動機１の負荷がなるように、乗りかごに積載するウェイトを微調整し、再度測定を行う労力を省くことができる。

（第３の実施形態）
次に本発明による第３の実施形態を、図９および図１０を用いて説明する。零電流制御を行っているときには誘導電動機１はトルクを発生しないため、乗りかご３に積載されたウェイトが適切な値でない場合には、誘導電動機１の回転速度は加速するか、減速した後に逆回転となって加速するかどちらかとなる。このような場合の誘導電動機１の回転速度の変化が小さければ問題はなく、測定結果も第２の実施形態で述べたように補正することによって正確な値を得ることができるが、誘導電動機１の回転速度の変化が許容範囲を超えると、エレベータ機器あるいは昇降路の破損を招いたり、安全性の面で問題を招く虞がある。本発明による第３の実施形態は、測定中における誘導電動機１の回転速度の変化が許容範囲を超えた場合に、第１の実施形態による測定の途中で零電流制御の中止を可能とする。

図９および図１０に、それぞれ、第３の実施形態における動作の一例を示すフローチャートおよび機能ブロック図を示す。図９に示すフローチャートには、図５に示したフローチャートに、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）の許容範囲を規定する最大回転速度Ｆmaxと、最小回転速度Ｆminを設定するステップＳ９０１と、測定中の誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）がステップＳ９０１で設定された許容範囲に収まっているか否かを判断するステップＳ９０２が追加されている。ステップＳ５０１乃至５０６における動作は、第１の実施形態における動作と同一である。図１０に示す機能ブロック図には、図６に示した機能ブロック図に、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）を回転検出器１６によって検出される誘導電動機１の回転子の回転角θ（ｔ）から算出する回転速度算出部８０１と、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）の許容範囲を設定する回転速度許容範囲設定部１００１と、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が設定された許容範囲に収まっているか否かを監視し、判断する回転速度監視部１００２とが追加されている。参照符号６０１乃至６０７で示す機能ブロックの機能は、第１の実施形態における機能と同一である。

第１の実施形態と異なる点について説明を行う。ステップＳ５０３で、目標電圧値設定・記憶部６０５が、時定数測定の終了の基準となる出力電圧値Ｖout（ｔ）の値として目標電圧値Ｖendを設定し、記憶した後、処理はステップＳ９０１に進む。ステップＳ９０１において、回転検出器１６で検出される誘導電動機１の回転子の回転角θ（ｔ）から回転速度算出部８０１によって算出される、零電流制御開始時の誘導電動機１の初期回転速度Ｆstart（＝Ｆ（０））を基準として、回転速度許容範囲設定部１００１は、例えば、±１０％の回転速度を許容範囲として設定する。すなわち、回転速度許容範囲設定部１００１は、最大回転速度Ｆmax（例えば、１．１×Ｆstart）と、最小回転速度Ｆmin（例えば、０．９×Ｆstart）を設定する。次にステップＳ９０２で、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が最小回転速度Ｆmin以上であって、最大回転速度Ｆmax以下であるか否かを、回転速度監視部１００２が判断する。ステップＳ９０２で誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲に収まっていると判断されると、第１の実施形態の説明において述べたステップＳ５０４および５０５の処理が行われた後、ステップＳ９０２に戻り、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲に収まっているか否かが判断される。誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲に収まっており、かつ、出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下になっていない限り、ステップＳ９０２、ステップＳ５０４、ステップＳ５０５の処理が繰り返される。ステップＳ５０４で出力電圧値Ｖout（ｔ）が目標電圧Ｖend以下になっていると判定されると、処理はステップＳ５０６に進む。

ステップＳ９０２で誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲に収まっていないと判断された場合には、回転速度監視部１００２は、零電流制御の中止を指示する信号を出力し、零電流制御は中止される。

このように本発明の第３の実施形態によれば、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲を超えた場合に、零電流制御を中止することによって、安全に２次時定数の測定を行うことができる。零電流制御を行っているときには誘導電動機１の回転速度は制御されず、乗りかご３の走行速度も制御されないため、エレベータ機器あるいは昇降路の破損を招いたり、安全性の面で問題を招く虞がある。零電流制御を中止することによって、エレベータ機器あるいは昇降路の破損の虞を除去し、安全性を確保することができる。

（第４の実施形態）
次に本発明による第３の実施形態を、図１１および図１２を用いて説明する。本実施形態は、第２の実施形態に、第３の実施形態における誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲を超えた場合に零電流制御を中止する動作、機能を付加した形態である。

図１１および図１２に、それぞれ、第４の実施形態における動作の一例を示すフローチャートおよび機能ブロック図を示す。図１１に示すフローチャートには、図７に示したフローチャートに、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）の許容範囲を規定する最大回転速度Ｆmaxと、最小回転速度Ｆminを設定するステップＳ９０１と、測定中の誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）がステップＳ９０１で設定された許容範囲に収まっているか否かを判断するステップＳ９０２が追加されている。ステップＳ５０１乃至５０６およびステップＳ７０１、７０２における動作は、第２の実施形態における動作と同一である。図１２に示す機能ブロック図には、図８に示した機能ブロック図に、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）の許容範囲を設定する回転速度許容範囲設定部１００１と、誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が設定された許容範囲に収まっているか否かを監視し、判断する回転速度監視部１００２とが追加されている。参照符号６０１乃至６０７および８０１乃至８０３で示す機能ブロックの機能は、第２の実施形態における機能と同一である。前述したように、本実施形態は、第２の実施形態に、第３の実施形態における誘導電動機１の回転速度Ｆ（ｔ）が所定の許容範囲を超えた場合に零電流制御を中止する動作、機能を付加した形態であるため、第２の実施形態に付加された動作および機能は、前述した第３の実施形態に関する記載から明らかであろう。

尚、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で開示した構成要素を変形して具体化できる。例えば、前述した実施形態の説明においては、電力変換回路の出力電圧の振幅値そのものの過渡応答を測定して時定数を求めた形態について説明を行ったが、電力変換回路の出力電圧に比例する振幅値、例えば、分圧した振幅値を測定して時定数を求めてもよい。電力変換回路の出力電圧の振幅値の過渡応答波形は、一次遅れ系の減衰する波形であることが分かっているためである。また、同じ理由により、電力変換回路の出力電圧振幅値の過渡応答の測定は、零電流制御の開始時点と必ずしも一致する必要はなく、時定数測定の終了の基準となる目標電圧値Ｖendを測定開始時点の出力電圧値の１／ｅに設定する必要も必ずしもない。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示した全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１・・・誘導電動機、２・・・巻上機、３・・・乗りかご、４・・・釣合い重り、
５・・・ワイヤロープ１１・・・交流電源、１２・・・ＡＣ／ＤＣ変換装置、
１３・・・電圧検出回路、１４・・・電力変換装置、
１５ａ、１５ｂ・・・電流検出回路、１６・・・回転検出器、１７・・・制御器、
２１・・・ｕｖｗ／ｄｑ変換器、２２ａ、２２ｂ・・・比例積分制御器、
２３ａ、２３ｂ・・・電流指令値切換器、２４・・・ｄｑ／ｕｖｗ変換器、
２５・・・ＰＷＭ制御器、２６・・・電圧算出器、６０１・・・電流指令値切換部、
６０２・・・カウンタ、６０３・・・出力電圧測定部、６０４・・・Ｖstart記憶部、
６０５・・・目標電圧値設定部、６０６・・・電圧比較部、
６０７・・・Ｔ２記憶部、８０１・・・回転速度算出部、
８０２・・・回転速度記憶部、８０３・・・Ｔ２補正部、
１００１・・・回転速度許容範囲設定部、１００２・・・回転速度監視部、

Claims

乗りかごと、この乗りかごをワイヤロープを介して昇降路内を走行させる巻上機と、この巻上機を駆動する誘導電動機と、この誘導電動機に電力を供給する電力変換装置と、この電力変換装置に入力される直流電圧を測定する直流電圧検出回路と、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記誘導電動機の回転状態を表す量を検出する回転検出器と、この回転検出器と前記電圧検出回路と前記電流検出回路から入力される信号に基づいて前記電力変換装置を制御する機能を有する制御装置を具備するエレベータシステムにおいて、
前記乗りかごを一定速度で走行させるときに前記誘導電動機の負荷が０となると見積もられたウェイトを前記乗りかごに積載した状態で、前記乗りかごを一定速度で走行させている時に前記誘導電動機に流れる電流が０となるように前記電力変換装置を制御するステップと、
前記制御装置の応答出力の電圧振幅に比例する被測定電圧の振幅を測定する電圧測定ステップと、
この電圧測定ステップにおいて測定された前記被測定電圧の１次遅れ時定数を前記誘導電動機の２次時定数として求めるステップと
を含むことを特徴とするエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法。
前記回転検出器によって検出される前記誘導電動機の回転状態を表す量に基づいて、前記誘導電動機の回転速度を求める回転速度特定ステップを、さらに、含むことを特徴とする請求項１に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法。
前記誘導電動機に流れる電流が０となるように前記制御を開始した時点で前記回転速度特定ステップによって求められた前記誘導電動機の回転速度に対する、前記被測定電圧の１次遅れ時定数測定終了時点で前記回転速度特定ステップによって求められた前記誘導電動機の回転速度の比を、前記求められた前記２次時定数に対して除算して補正するステップを、さらに、含むことを特徴とする請求頂２に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法。
前記誘導電動機の回転速度の許容範囲を設定するステップと、
前記回転速度特定ステップにおいて求められる前記誘導電動機の回転速度が前記許容範囲を超えた場合に、前記誘導電動機に流れる電流が０となるようにする前記制御を中止するステップと
を、さらに、含むことを特徴とする請求頂２または３に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定方法。
乗りかごと、この乗りかごをワイヤロープを介して昇降路内を走行させる巻上機と、この巻上機を駆動する誘導電動機と、この誘導電動機に電力を供給する電力変換装置と、この電力変換装置に入力される直流電圧を測定する直流電圧検出回路と、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記誘導電動機の回転状態を表す量を検出する回転検出器と、この回転検出器と前記電圧検出回路と前記電流検出回路から入力される信号に基づいて前記電力変換装置を制御する機能を有する制御装置を具備するエレベータシステムにおいて、
前記乗りかごを一定速度で走行させるときに前記誘導電動機の負荷が０となると見積もられたウェイトを前記乗りかごに積載した状態で、前記乗りかごを一定速度で走行させている時に前記誘導電動機に流れる電流が０となるように前記電力変換装置を制御する手段と、
前記制御装置の応答出力の電圧振幅に比例する被測定電圧の振幅を測定する電圧測定手段と、
この電圧測定手段を用いて測定された前記被測定電圧の１次遅れ時定数を前記誘導電動機の２次時定数として求める手段と
を備えることを特徴とするエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定システム。
前記回転検出器によって検出される前記誘導電動機の回転状態を表す量に基づいて、前記誘導電動機の回転速度を算出する回転速度算出手段を、さらに、備えることを特徴とする請求項５に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定システム。
前記誘導電動機に流れる電流が０となるように前記制御を開始した時点で前記回転速度算出手段によって求められた前記誘導電動機の回転速度に対する、前記被測定電圧の１次遅れ時定数測定終了時点で前記回転速度算出手段によって求められた前記誘導電動機の回転速度の比を、前記求められた前記２次時定数に対して除算して補正する手段を、さらに、備えることを特徴とする請求頂６に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定システム。
前記誘導電動機の回転速度の許容範囲を設定する手段と、
前記回転速度算出手段によって求められる前記誘導電動機の回転速度が前記許容範囲を超えた場合に、前記誘導電動機に流れる電流が０となるようにする前記制御を中止する手段と
を、さらに、備えることを特徴とする請求頂６または７に記載のエレベータを駆動する誘導電動機の２次時定数測定システム。