JPH0747425Y2 - 交流エレベータの制御装置 - Google Patents
交流エレベータの制御装置Info
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- JPH0747425Y2 JPH0747425Y2 JP1991059217U JP5921791U JPH0747425Y2 JP H0747425 Y2 JPH0747425 Y2 JP H0747425Y2 JP 1991059217 U JP1991059217 U JP 1991059217U JP 5921791 U JP5921791 U JP 5921791U JP H0747425 Y2 JPH0747425 Y2 JP H0747425Y2
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- elevator
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- speed signal
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、すべり周波数ベクトル
制御方式の交流エレベータ制御装置の改良に関するもの
である。
制御方式の交流エレベータ制御装置の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、パワーエレクトロニクスやマイク
ロエレクトロニクスの進歩に伴い、これまでは制御性能
の面から専ら直流電動機が用いられていた多くの分野に
交流電動機が用いられるようになってきた。
ロエレクトロニクスの進歩に伴い、これまでは制御性能
の面から専ら直流電動機が用いられていた多くの分野に
交流電動機が用いられるようになってきた。
【０００３】エレベータの分野においても、他励界磁巻
線を有する直流電動機を用いた直流エレベータに代わっ
て、最近では誘導電動機を用いた交流エレベータが実用
に供されるようになってきている。
線を有する直流電動機を用いた直流エレベータに代わっ
て、最近では誘導電動機を用いた交流エレベータが実用
に供されるようになってきている。
【０００４】しかし、従来の誘導電動機による交流エレ
ベータの制御手段は、単に誘導電動機の一次巻線電圧の
大きさをサイリスタ等を用いて制御する、いわゆる一次
電圧制御方法であったため、制御性能において自ら限度
を有していた。
ベータの制御手段は、単に誘導電動機の一次巻線電圧の
大きさをサイリスタ等を用いて制御する、いわゆる一次
電圧制御方法であったため、制御性能において自ら限度
を有していた。
【０００５】そこで、この制御性能を改善し、さらには
省電力，省電源設備容量化を図り得る交流エレベータの
制御装置として、可変電圧・可変周波数制御を行う如く
構成された制御装置が種々提案されている。
省電力，省電源設備容量化を図り得る交流エレベータの
制御装置として、可変電圧・可変周波数制御を行う如く
構成された制御装置が種々提案されている。
【０００６】図２はマイクロコンピュータを利用して可
変電圧・可変周波数制御を行わせる交流エレベータの速
度制御装置の一構成例を示すブロック図である。
変電圧・可変周波数制御を行わせる交流エレベータの速
度制御装置の一構成例を示すブロック図である。
【０００７】図中、１は三相交流電源、２は三相交流を
直流に変換するコンバータ、３はコンバータによって整
流された脈流を平滑するためのコンデンサ、４は直流を
交流に変換するインバータ、５はエレベータの巻上げ用
電動機として用いられる誘導電動機、６はエレベータの
速度を検出し速度信号ωr を出力する，例えばパルスエ
ンコーダのような速度検出装置、７はエレベータ巻上げ
機の綱車、８はかご９とつり合い重り１０を連結する主
索、１１はエレベータの理想的な速度指令信号ωr * を
発生する速度指令発生装置、
直流に変換するコンバータ、３はコンバータによって整
流された脈流を平滑するためのコンデンサ、４は直流を
交流に変換するインバータ、５はエレベータの巻上げ用
電動機として用いられる誘導電動機、６はエレベータの
速度を検出し速度信号ωr を出力する，例えばパルスエ
ンコーダのような速度検出装置、７はエレベータ巻上げ
機の綱車、８はかご９とつり合い重り１０を連結する主
索、１１はエレベータの理想的な速度指令信号ωr * を
発生する速度指令発生装置、
【０００８】１２はインバータ４の出力電流を検出して
電流検出信号Ｓ１２を出力する電流検出器、１３はエレ
ベータのかご９内の荷重を検出して荷重信号Ｓ１３を出
力する荷重検出器、２０は周知のマイクロコンピュータ
で、このマイクロコンピュータ２０は速度指令信号ωr
* ，速度信号ωr 及び荷重信号Ｓ１３を取り込むインタ
ーフェイス回路２１，２２及び２３と、マイクロプロセ
ッサ２４と、このマイクロプロセッサ２４を作動させる
データ及びプログラムを記憶するＲＯＭ２５及びＲＡＭ
２６と、ディジタル量をアナログ量に変換して誘導電動
機５の瞬時電流指令Ｓ２０を出力するＤ／Ａ変換器２７
とで構成されている。
電流検出信号Ｓ１２を出力する電流検出器、１３はエレ
ベータのかご９内の荷重を検出して荷重信号Ｓ１３を出
力する荷重検出器、２０は周知のマイクロコンピュータ
で、このマイクロコンピュータ２０は速度指令信号ωr
* ，速度信号ωr 及び荷重信号Ｓ１３を取り込むインタ
ーフェイス回路２１，２２及び２３と、マイクロプロセ
ッサ２４と、このマイクロプロセッサ２４を作動させる
データ及びプログラムを記憶するＲＯＭ２５及びＲＡＭ
２６と、ディジタル量をアナログ量に変換して誘導電動
機５の瞬時電流指令Ｓ２０を出力するＤ／Ａ変換器２７
とで構成されている。
【０００９】３１は瞬時電流指令Ｓ２０と電流検出信号
Ｓ１２との偏差を演算し、この偏差を零にしようとする
周知のパルス幅変調信号Ｓ３１を後段のベースドライブ
回路３２に入力するＰＷＭ回路で、このベースドライブ
回路３２ではＰＷＭ回路３１の発生するパルス幅変調信
号Ｓ３１に基づいてインバータ４を構成するトランジス
タのベース信号を作りトランジスタのオン時間を制御す
る。これによって、近似正弦波の任意の電圧及び周波数
の交流電圧が誘導電動機５に加えられる。
Ｓ１２との偏差を演算し、この偏差を零にしようとする
周知のパルス幅変調信号Ｓ３１を後段のベースドライブ
回路３２に入力するＰＷＭ回路で、このベースドライブ
回路３２ではＰＷＭ回路３１の発生するパルス幅変調信
号Ｓ３１に基づいてインバータ４を構成するトランジス
タのベース信号を作りトランジスタのオン時間を制御す
る。これによって、近似正弦波の任意の電圧及び周波数
の交流電圧が誘導電動機５に加えられる。
【００１０】ここで、後の説明のためにベクトル制御の
原理について、簡単に説明する。
原理について、簡単に説明する。
【００１１】先ず、誘導電動機５の発生トルクＴは二次
磁束Φ2 と二次電流Ｉ2 との間に働く電磁力により発生
するが、該誘導電動機５に一次電流Ｉ1 を流すと、それ
は、図３に示す如く直交する二次磁束（励磁電流）成分
Φ2 と二次電流（トルク電流）成分Ｉ2 に分解され、発
生トルクＴはＴ＝Φ2 ×Ｉ2 になり、斜線部長方形の面
積となる。
磁束Φ2 と二次電流Ｉ2 との間に働く電磁力により発生
するが、該誘導電動機５に一次電流Ｉ1 を流すと、それ
は、図３に示す如く直交する二次磁束（励磁電流）成分
Φ2 と二次電流（トルク電流）成分Ｉ2 に分解され、発
生トルクＴはＴ＝Φ2 ×Ｉ2 になり、斜線部長方形の面
積となる。
【００１２】したがって、直流電動機なみの磁束を常に
一定に保った速度制御を行うためには、図４に示すよう
にそのときのトルクに応じて一次電流Ｉ1 の大きさと位
相角度θ（一次周波数で回転する二次磁束Φ2 に対する
進み角度）を制御する必要がある。これがベクトル制御
の原理になっている。
一定に保った速度制御を行うためには、図４に示すよう
にそのときのトルクに応じて一次電流Ｉ1 の大きさと位
相角度θ（一次周波数で回転する二次磁束Φ2 に対する
進み角度）を制御する必要がある。これがベクトル制御
の原理になっている。
【００１３】そこで、ベクトル制御を行うためには、次
の条件を満たせばよく、 二次磁束Φ2 は一次周波数ｆ1 で回転する。 一次周波数ｆ1 ＝ロータ回転周波数ｆr ＋すべり周波
数ｆs である。 一次電流Ｉ1 は、二次磁束Φ2 よりθだけ進んだ角度
で回転する。 一次電流Ｉ1 の大きさは励磁電流Ｉm と二次電流Ｉ2
のベクトル和で与えられる。 これにより、基本的なベクトル制御のブロック構成は図
５に示すように表わされる。
の条件を満たせばよく、 二次磁束Φ2 は一次周波数ｆ1 で回転する。 一次周波数ｆ1 ＝ロータ回転周波数ｆr ＋すべり周波
数ｆs である。 一次電流Ｉ1 は、二次磁束Φ2 よりθだけ進んだ角度
で回転する。 一次電流Ｉ1 の大きさは励磁電流Ｉm と二次電流Ｉ2
のベクトル和で与えられる。 これにより、基本的なベクトル制御のブロック構成は図
５に示すように表わされる。
【００１４】即ち、図中図２と同一符号のものは同一の
ものを示すが、ＡＳＲは速度調節器、ＡＣＲは電流調節
器、ＴM * はトルク指令、Ｍは誘導電動機５の相互イン
ダクタンス、Ｌ2 は誘導電動機５の二次自己インダクタ
ンス、Ｒ2 は誘導電動機５の二次抵抗、Ｉm * は励磁電
流指令、Ｉ2 * は二次電流指令、５０は三相正弦波電流
指令発生器で、誘導電動機５のＵ相一次電流指令
ＩU * ，Ｖ相一次電流指令ＩV * ，Ｗ相一次電流指令Ｉ
W * をそれぞれ出力するものである。
ものを示すが、ＡＳＲは速度調節器、ＡＣＲは電流調節
器、ＴM * はトルク指令、Ｍは誘導電動機５の相互イン
ダクタンス、Ｌ2 は誘導電動機５の二次自己インダクタ
ンス、Ｒ2 は誘導電動機５の二次抵抗、Ｉm * は励磁電
流指令、Ｉ2 * は二次電流指令、５０は三相正弦波電流
指令発生器で、誘導電動機５のＵ相一次電流指令
ＩU * ，Ｖ相一次電流指令ＩV * ，Ｗ相一次電流指令Ｉ
W * をそれぞれ出力するものである。
【００１５】
【考案が解決しようとする課題】ところで、巻上げ用電
動機の速度検出には、一般にパルスエンコーダが使用さ
れるが、特に交流ギアレス機の場合には、低速走行時に
も正確で迅速な速度検出が必要のため、高分解能（１回
転につき１０００パルス出力する）のエンコーダを用
い、さらに増速プーリを介して全速度領域に亘って信号
周波数を高めるように構成される。
動機の速度検出には、一般にパルスエンコーダが使用さ
れるが、特に交流ギアレス機の場合には、低速走行時に
も正確で迅速な速度検出が必要のため、高分解能（１回
転につき１０００パルス出力する）のエンコーダを用
い、さらに増速プーリを介して全速度領域に亘って信号
周波数を高めるように構成される。
【００１６】しかし、摩擦駆動機構を利用することにな
るため、ロータの回転位置の検出には 0.5％程度の誤差
を生じることになる。この回転位置の検出誤差は、速度
制御にはほとんど問題のない程度であるが、ロータの位
置情報を基にベクトル制御を行う場合には、前述の角度
θの制御が良好に行えないことから、励磁成分とトルク
成分の分離制御がうまく行えず、トルクと磁束の振動に
より結果として中高速度領域において特に、乗心地の悪
化、過電流の発生等、制御機能の著しい劣化を生じるこ
とが判明した。低速度領域では問題になる程の影響は生
じない。
るため、ロータの回転位置の検出には 0.5％程度の誤差
を生じることになる。この回転位置の検出誤差は、速度
制御にはほとんど問題のない程度であるが、ロータの位
置情報を基にベクトル制御を行う場合には、前述の角度
θの制御が良好に行えないことから、励磁成分とトルク
成分の分離制御がうまく行えず、トルクと磁束の振動に
より結果として中高速度領域において特に、乗心地の悪
化、過電流の発生等、制御機能の著しい劣化を生じるこ
とが判明した。低速度領域では問題になる程の影響は生
じない。
【００１７】一方、パルスエンコーダを交流ギアレス巻
上機の主軸に直結した場合には、ロータの回転位置の検
出誤差は生じず、ベクトル制御特有の問題は生じない
が、今度は交流ギアレス機の速度制御上，即ち低速度領
域での速度検出精度を確保するためには、非常に高価な
高分解能のエンコーダが必要になり、その場合、高精度
の取付けも要求され、交流ギアレス機には適用しにくい
状況となる。つまり、摩擦駆動エンコーダ及び直結型エ
ンコーダにはそれぞれ一長一短があり、すべり周波数ベ
クトル制御型交流エレベータの速度検出装置としての単
独利用では全ての速度領域で良好な制御を行うことはで
きなかった。
上機の主軸に直結した場合には、ロータの回転位置の検
出誤差は生じず、ベクトル制御特有の問題は生じない
が、今度は交流ギアレス機の速度制御上，即ち低速度領
域での速度検出精度を確保するためには、非常に高価な
高分解能のエンコーダが必要になり、その場合、高精度
の取付けも要求され、交流ギアレス機には適用しにくい
状況となる。つまり、摩擦駆動エンコーダ及び直結型エ
ンコーダにはそれぞれ一長一短があり、すべり周波数ベ
クトル制御型交流エレベータの速度検出装置としての単
独利用では全ての速度領域で良好な制御を行うことはで
きなかった。
【００１８】本考案は上記の点に鑑みなされたもので、
低速及び中高速度の何れの速度領域においても制御性能
の良好な交流エレベータの制御装置を提供することを目
的とする。
低速及び中高速度の何れの速度領域においても制御性能
の良好な交流エレベータの制御装置を提供することを目
的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本考案は、エレベータの
速度指令信号とエレベータ巻上機の速度信号との比較信
号を基に、交流電動機に供給する１次電流のトルク電流
成分と励磁電流成分を独立に指令し、該１次電流の大き
さと位相を制御するすべり周波数ベクトル制御エレベー
タにおいて、巻上機に対し摩擦駆動されて第１の速度信
号を発する第１の速度検出装置と巻上機に対し直結駆動
されて第２の速度信号を発する第２の速度検出装置とを
設け、巻上機の低速時には第１の速度信号，中高速時に
は第２の速度信号を巻上機の速度信号として切換選択す
る切換装置を備えるものである。
速度指令信号とエレベータ巻上機の速度信号との比較信
号を基に、交流電動機に供給する１次電流のトルク電流
成分と励磁電流成分を独立に指令し、該１次電流の大き
さと位相を制御するすべり周波数ベクトル制御エレベー
タにおいて、巻上機に対し摩擦駆動されて第１の速度信
号を発する第１の速度検出装置と巻上機に対し直結駆動
されて第２の速度信号を発する第２の速度検出装置とを
設け、巻上機の低速時には第１の速度信号，中高速時に
は第２の速度信号を巻上機の速度信号として切換選択す
る切換装置を備えるものである。
【００２０】
【作用】上述の如く構成すれば、すべり周波数制御が巻
上機の速度に関係なく円滑に行われる。
上機の速度に関係なく円滑に行われる。
【００２１】
【実施例】図１は本考案の一実施例を示す制御装置の部
分構成図である。図中図２及び図５と同一符号のものは
同一のものを示すが、ＰＥ１は綱車７の軸あるいは交流
ギアレス巻上機の主軸に取付けられた軸直結パルスエン
コーダ、ＰＥ２は交流ギアレス巻上機の主軸あるいは綱
車７の軸に取付けられた増速プーリ４０を介して摩擦駆
動されるフリクション駆動パルスエンコーダ、
分構成図である。図中図２及び図５と同一符号のものは
同一のものを示すが、ＰＥ１は綱車７の軸あるいは交流
ギアレス巻上機の主軸に取付けられた軸直結パルスエン
コーダ、ＰＥ２は交流ギアレス巻上機の主軸あるいは綱
車７の軸に取付けられた増速プーリ４０を介して摩擦駆
動されるフリクション駆動パルスエンコーダ、
【００２２】４１はパルスエンコーダＰＥ１から得られ
るパルス信号ＰＥ１a を基にマイクロコンピュータ２０
によりエレベータかご９の速度を演算する速度演算手
段、４２はパルスエンコーダＰＥ２から得られるパルス
信号ＰＥ２a を基にマイクロコンピュータ２０によりエ
レベータかご９の速度を演算する速度演算手段、４３は
エレベータかご９が低速時には端子ｂと端子ｃが接続
し、中高速時には端子ａと端子ｃが接続する切換装置
で、端子ｃに導かれた速度信号は周知の速度制御部及び
ベクトル制御部に伝達される。
るパルス信号ＰＥ１a を基にマイクロコンピュータ２０
によりエレベータかご９の速度を演算する速度演算手
段、４２はパルスエンコーダＰＥ２から得られるパルス
信号ＰＥ２a を基にマイクロコンピュータ２０によりエ
レベータかご９の速度を演算する速度演算手段、４３は
エレベータかご９が低速時には端子ｂと端子ｃが接続
し、中高速時には端子ａと端子ｃが接続する切換装置
で、端子ｃに導かれた速度信号は周知の速度制御部及び
ベクトル制御部に伝達される。
【００２３】そもそも、位置検出誤差の影響は交流ギア
レス巻上機の回転速度に比例して大きくなるため、低速
時には誤差を含むが高分解能の摩擦駆動エンコーダＰＥ
２を使い、一方中高速時には位置検出誤差を含まない軸
直結型エンコーダＰＥ１を使うようにシステムを構成し
ている。
レス巻上機の回転速度に比例して大きくなるため、低速
時には誤差を含むが高分解能の摩擦駆動エンコーダＰＥ
２を使い、一方中高速時には位置検出誤差を含まない軸
直結型エンコーダＰＥ１を使うようにシステムを構成し
ている。
【００２４】直結型エンコーダＰＥ１にはスリット板と
パルスセンサーで構成されるような簡易なエンコーダが
使用可能であり、位置分解能が比較的低いエンコーダで
も、中高速時にはパルス信号周波数が充分高くなること
から迅速な速度検出が可能となる。
パルスセンサーで構成されるような簡易なエンコーダが
使用可能であり、位置分解能が比較的低いエンコーダで
も、中高速時にはパルス信号周波数が充分高くなること
から迅速な速度検出が可能となる。
【００２５】切換装置４３による使用エンコーダの切換
えがエレベータの乗心地等に与える影響については、切
換え時の２信号間の偏差が充分小さいことから、問題は
生じない。
えがエレベータの乗心地等に与える影響については、切
換え時の２信号間の偏差が充分小さいことから、問題は
生じない。
【００２６】
【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、位置
検出誤差の影響がほとんど出ない低速時にのみ、誤差を
含む摩擦駆動エンコーダを使い、位置検出誤差の影響が
でる中高速時には、誤差のない直結型エンコーダを使う
ようにしたため、すべての速度領域で良好なベクトル制
御が行え、常に良好な制御性能を維持できる。又、工場
出荷時及び現場運転調整時に行われていたエンコーダパ
ルス数の校正作業も不要になり、工数削減の効果も発揮
する。
検出誤差の影響がほとんど出ない低速時にのみ、誤差を
含む摩擦駆動エンコーダを使い、位置検出誤差の影響が
でる中高速時には、誤差のない直結型エンコーダを使う
ようにしたため、すべての速度領域で良好なベクトル制
御が行え、常に良好な制御性能を維持できる。又、工場
出荷時及び現場運転調整時に行われていたエンコーダパ
ルス数の校正作業も不要になり、工数削減の効果も発揮
する。
【００２７】
【図１】本考案の一実施例を示す制御装置の部分構成図
である。
である。
【図２】マイクロコンピュータを利用して可変電圧・可
変周波数制御を行わせる交流エレベータの速度制御装置
の一構成例を示すブロック図である。
変周波数制御を行わせる交流エレベータの速度制御装置
の一構成例を示すブロック図である。
【図３】一次電流Ｉ1 による二次磁束Φ2 と二次電流Ｉ
2 の発生状態を示す図である。
2 の発生状態を示す図である。
【図４】ベクトル制御の原理を示す原理図である。
【図５】ベクトル制御のブロック構成を示す図である。
１１ 速度指令発生装置 ωr * 速度指令信号 ５ 誘導電動機 ６ 速度検出器 ωr 速度信号 Ｉ1 一次電流 Ｉ2 二次電流 Φ2 二次磁束 Ｉm 励磁電流 θ 位相角 ＰＥ１ 軸直結パルスエンコーダ ＰＥ１a 第１の速度信号 ＰＥ２ フリクション駆動エンコーダ ＰＥ２a 第２の速度信号 ４３ 切換装置
Claims (1)
- 【請求項１】 エレベータの速度指令信号とエレベータ
巻上機の速度信号との比較信号を基に、交流電動機に供
給する１次電流のトルク電流成分と励磁電流成分を独立
に指令し、該１次電流の大きさと位相を制御するすべり
周波数ベクトル制御エレベータにおいて、 前記エレベータ巻上機に対し摩擦駆動されて第１の速度
信号を発する第１の速度検出装置と前記エレベータ巻上
機に対し直結駆動されて第２の速度信号を発する第２の
速度検出装置とを設け、前記エレベータ巻上機の低速時
には前記速度信号として前記第１の速度信号を選択し、
中高速時には前記速度信号として前記第２の速度信号を
切換選択する切換装置を備えたことを特徴とする交流エ
レベータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991059217U JPH0747425Y2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 交流エレベータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991059217U JPH0747425Y2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 交流エレベータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053272U JPH053272U (ja) | 1993-01-19 |
| JPH0747425Y2 true JPH0747425Y2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=13106999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991059217U Expired - Lifetime JPH0747425Y2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 交流エレベータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747425Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2428140T3 (es) * | 2005-01-11 | 2013-11-06 | Otis Elevator Company | Ascensor que incluye un sistema de rescate de ascensor |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP1991059217U patent/JPH0747425Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053272U (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |