JP2502167B2 - エレベ―タの速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、エレベーターの速度制御装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第６図は、特開昭60−16184号公報に示された従来の
エレベーターの制御装置を示す構成図である。図におい
て、（１）は三相交流電源、（２）はこの三相交流電源
（１）に接続されたサイリスタコンバータ、（３）はこ
のサイリスタコンバータ（２）の整流電圧を平滑するコ
ンデンサ、（４）は平滑された直流を交流に変換するト
ランジスタインバータ、（５）はエレベーターを駆動す
る誘導電動機、（６）は誘導電動機（５）の回転速度を
検出する速度検出器、（７）は誘導電動機（５）の電流
を検出する電流検出器、（８）は電流検出器（７）から
の電流信号と速度検出器（６）からの速度信号を取り込
んで上述の（２）〜（４）から成る電力変換装置を制御
する電圧・周波数制御装置である。制御装置（８）はイ
ンタフェース（I/F）、リードオンリメモリ（ROM）、ラ
ンダムアクセスメモリRAM及びマイクロプロセッサ（CP
U）を有し、誘導電動機（５）に取り付けられた速度検
出器（６）と速度指令装置（図示せず）の出力とを比較
演算し、電流検出器（７）の出力を帰還信号として演算
し、トランジスタインバータ（４）にPWM信号を与え
る。

また、綱車（９）とそらせ車（10）に巻上げロープ
（11）が巻き掛けられ、その他端に釣合い用の錘（12）
が結合されている。これ等の下方には張り車（13）が配
設され、この張り車（13）に巻かれた補償ロープ（14）
の一端がかご（15）に、その端が錘（12）にそれぞれ結
合されている。また、綱車（９）の外周部には電磁ブレ
ーキ（16）が設けられている。

第７図は第６図の電圧周波数制御装置（８）の動作を
示すブロック図で、速度制御増幅器（21）、微分器（2
2）、除算器（23），（37）、係数器（24）〜（28）、
直流成分ベクトル制御演算器（29）、加算器（30）（3
1）、ベクトル発振器（32）、ベクトル乗算器（34）、
ベクトル三相変換器（35）、及び、演算増幅器（36）で
構成される。

第７図に於いて、制御装置（８）には、速度検出器
（６）の検出信号（ωｒ）と速度指令（ωｒ^*）及び、
２次磁束指令（Φ₂ ^*）とが取り込まれており、このうち
検出信号（ωｒ）と速度指令（ωｒ^*）とが速度制御増
幅器（21）に加えられ、その偏差分を増幅した値がトル
ク指令（T_M ^*）として扱われる。このトルク指令（T_M ^*）
を除算器（23）によって２次磁束指令（Φ_２＊）で除し
て、２次ｑ軸電流指令（i_2q ^*）か求められる。この２次
ｑ軸電流指令（i_2q ^*）は、係数器（24）によりL₂/M倍さ
れてトルク成分電流指令（i_1q ^*）が求められる。ここ
で、L₂は２次回転子巻線の自己インダクタンス、Ｍは１
次固定子巻線と２次巻線との相互インダクタンスであ
る。

また、２次磁束指令（Φ_２＊）は微分器（22）によっ
て微分された後、係数器（25）（26）によって夫々1/R₂
倍、L₂/M倍され、時間変化率に比例した２次磁束をフォ
ーシングする為の電流として加算器（30）に入力され
る。ここで、R₂は２次巻線抵抗である。又、２次磁束指
令（Φ_２＊）は係数器（27）で1/M倍され、２次磁束を
得るための励磁電流として加算器（30）に入力される。

一方、２次ｑ軸電流指令（-i_2q ^*）は係数器（28）でR
₂倍され、除算器（37）により２次磁束指令（Φ_２＊）
で除され、滑り周波数指令（ωｒ^*）として加算器（3
1）に入力される。加算器（31）は滑り周波数指令（ω
ｓ^*）と検出信号（ωｒ）とを加算して２次磁束の速度
指令（ωｏ^*）を求めてベクトル発信器（32）に入力す
る。ベクトル発信器（32）はその入力を積分し１次電流
指令の位相を算出し、磁束成分ベクトル演算器（29）は
トルク電流成分指令と磁束電流成分指令から１次電流指
令の実効値を算出する。このようにして求められた１次
電流指令の実効値と位相とをベクトル乗算器（34）、ベ
クトル三相変換器（35）で掛け合わせ３相の１次電流指
令が生成されPWM変調器（36）を介してトランジスタイ
ンバータ（４）に出力される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のエレベーターの速度制御装置は、以上のように
構成されており、エレベーターが停止するたびに、主回
路接触器（図示せず）を開放し、次に起動する時、上述
のように、磁束電流成分をフォーシングして、素早く２
次磁束を立ちあげるようになっている。ところが、電動
機の２次磁束は、磁束電流成分を遮断してもすぐには消
滅せず、２次時定数で決まる時間で減衰する。このた
め、主回路接触器が開放した直後に、エレベーターが再
起動するときには、２次磁束はまだ十分に減衰しておら
ず、磁束電流成分がフォーシングされると、２次磁束は
過励磁となり、起動ショックすなわち秤ずれが発生する
という問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、秤ずれが発生することがないエレベータ
ーの速度制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るエレベーターの速度制御装置は、誘導
電動機に可変電圧可変周波数の交流を供給するインバー
タ、該インバータと交流電源との間に接続された電磁接
触器を備え、上記誘導電動機の電流を励磁電流成分とト
ルク電流成分とに分けて制御するエレベーターの速度制
御装置において、上記電磁接触器の接点が解放している
時間を計測する計時手段と、該計時手段の出力に基づい
て励磁電流成分のフォーシングパターンを生成するフォ
ーシングパターン生成手段とを備え、該フォーシングパ
ターン生成手段の出力に基づいて上記インバータを介し
て上記誘導電動機を制御するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、電磁接触器の接点が開放してい
る間の時間を計測し、その計測出力に応じて、励磁電流
成分のフォーシングパターンを生成することにより、過
励磁をなくし秤ずれを防止することが出来る。

［実験例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明に係るエレベーターの速度制御装
置の一実施例を示す構成図であり、（１）〜（７），
（９）〜（16）は前述したものと同じものである。

第１図において、（38）は三相交流電源（１）とサイ
リスタコンバータ（２）との間に設けられた電磁接触器
としての主回路接触器、（39）はサイリスタコンバータ
（２）とトランジスタインバータ（４）のレギュレータ
であって、主回路接触器（38）はエレベータが停止する
たびに開放する。第２図は、第１図のレギュレータ（3
9）の構成の具体例を示したもので、インタフェース回
路（43）を介して取り込まれた速度指令装置（図示せ
ず）の出力と、インタフェース回路（45）を介して取り
込まれた速度検出器（６）の出力（6a）とをマイクロプ
ロセッサ（40）が、ROM（41）、RAM（42）を使用して比
較演算を行い、PWM変調器（47）に母線（39a）を介して
出力する。電流検出器（７）の出力（7a）は、A/D変換
器（44）を介してマイクロプロセッサ（40）に取り込ま
れる。主回路接触器（38）の接点（38a）の信号は、イ
ンタフェース回路（46）を介してマイクロプロセッサ
（40）に取り込まれる。計時手段としてのカウンタ（4
8）は、主回路接触器の接点（38a）が開放している間、
発信機（49）のパルスを計数しマイクロプロセッサ（4
0）へ出力する。

第３図はレギュレータ（39）の動作を示すブロック図
で、誘導電動機（５）の一次電流を励磁電流成分とトル
ク電流成分とに分けて制御するベクトル制御を行うもの
である。電流検出器（７）の出力（7a）は、三相二相変
換器（50）で、二次磁束と同一の速度で回転する回転座
標系に変換され、励磁電流成分（id）とトルク電流成分
（iq）が検出される。フォーシングパターン生成手段と
してのフォーシングパターン形成回路（51）で励磁電流
のフォーシングパターンが作られ励磁電流成分（id）と
の差を減算器（52）で、演算器（53）でPI演算し、トル
ク電流による干渉電圧検出回路（54）からの干渉電圧と
演算器（53）の出力を加算器（55）で加算して、励磁電
流成分と同相の出力電圧成分（Vd^*）を算出する。

減算器（59）で速度パターンと速度検出器（６）の出
力（6a）との差を求め、演算器（60）でPI演算を行いト
ルク電流指令（iq^*）を算出する。減算器（61）でトル
ク電流指令（iq^*）とトルク電流成分（iq）との差を求
め、演算器（62）でPI演算を行い、その出力に励磁電流
による干渉電圧検出回路からの干渉電圧（64）を加算器
（63）で加算して、トルク電流成分と同相の出力電圧成
分指令（Vq^*）を算出する。

一方、トルク電流成分（iq）は二次抵抗値（R2/Mid0:
但しid0は励磁電流の基準値）を係数器（56）で掛け、
すべり周波数指令（ωｓ^*）を算出する。すべり周波数
指令に、速度検出器（６）の出力から求められる電動機
の速度信号（ωｒ）を加算器（57）で加算して出力周波
数を算出し、その値を積分器（58）で積分して、出力位
相（θ）を求める。この出力位相（θ）と励磁電流成分
と同相の出力電圧成分（Vd^*）、トルク電流成分と同相
の出力電圧成分指令（Vd^*）を用いて、２相３相変換器
（65）で回転座標系から三相の固定座標系に座標変換を
行い、三相の電圧指令を算出し、PWM変調器（47）に出
力する。

第４図は励磁電流のフォーシングパターンの一例を示
したもので、励磁電流成分（id）と２次磁束（Φ_２）と
の関係は次式の様になる。

但し、φ…残留２次磁束 従って、主回路接触器（38）の開放時間をτとする
と、残留磁束は、次式で表される。

φ＝φＯ×exp（-L₂／R₂×τ） 但し、φＯ…定格２次磁束 第４図にて、フォーシングパターンの倍率をｎとする
と、フォーシングパターンの所要時間ｔは、次式の様に
求められる。

従って、パターンフォーシングの所要時間（ｔ）は上式
により算出することができる。

第５図はレギュレータ（39）の演算フロー図を示した
もので、ステップ（71）で主回路接触器（38）が閉成し
ているか否かを判定し、主回路接触器（38）が開放して
いる時には、ステップ（72）でカウンタ（48）を有効に
する。次に、ステップ（73）で主回路接触器（38）が所
定時間以上閉成しているか否かを判定し、主回路接触器
（38）が所定時間以上閉成していない時には、ステップ
（74）でカウンタ（48）を停止し、主回路接触器（38）
の開放時間τを算出し、更にステップ（75）で開放時間
τに応じフォーシングパターン（51）を生成する。そし
てステップ（77）で第３図のブロック図の演算を行う。
一方、ステップ（73）で主回路接触器（38）が所定時間
以上閉成している時には、ステップ（76）で励磁電流指
令を所定値に設定し、ステップ（77）で第３図のブロッ
ク図の演算を行う。この様にして、励磁電流成分のフォ
ーシングパターンが生成されるので、起動時秤ずれが生
じない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、電磁接触器の接点
が解放している時間を計測し、この計測出力に応じて励
磁電流成分のフォーシングパターンを生成し、このフォ
ーシングパターンを有する励磁電流でインバータを介し
て誘導電動機を制御するので、起動時の過励磁をなくし
秤ずれを確実に防止することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るエレベータの速度制御装置の一
実施例を示す構成図、第２図は第１図のレギュレータの
構成図、第３図は第１図のレギュレータの演算ブロック
図、第４図は励磁電流指令のタイムチャート、第５図は
第１図のレギュレータの演算フロー図、第６図は従来の
エレベータイムチャートの速度制御装置を示す構成図、
第７図は従来のエレベータイムチャートのレギュレータ
イムチャートの演算ブロック図である。 図において、（１）は三相交流電源、（２）はサイリス
タコンバータ、（４）はトランジスタインバータ、
（５）は誘導電動機、（38）は主回路接触器、（39）は
レギュレータである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導電動機に可変電圧可変周波数の交流を
   供給するインバータ、該インバータと交流電源との間に
   接続された電磁接触器を備え、上記誘導電動機の電流を
   励磁電流成分とトルク電流成分とに分けて制御するエレ
   ベーターの速度制御装置において、 上記電磁接触器の接点が解放している時間を計測する計
   時手段と、 該計時手段の出力に基づいて上記励磁電流成分のフォー
   シングパターンを生成するフォーシングパターン生成手
   段と を備え、該フォーシングパターン生成手段の出力に基づ
   いて上記インバータを介して上記誘導電動機を制御する
   ようにしたことを特徴とするエレベーターの速度制御装
   置。