JP2000197399A - Elevator controller - Google Patents

Elevator controller

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JP2000197399A
JP2000197399A JP10368973A JP36897398A JP2000197399A JP 2000197399 A JP2000197399 A JP 2000197399A JP 10368973 A JP10368973 A JP 10368973A JP 36897398 A JP36897398 A JP 36897398A JP 2000197399 A JP2000197399 A JP 2000197399A
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Japan
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speed
magnetic pole
permanent magnet
magnet synchronous
synchronous motor
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JP10368973A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Takeda
順二 竹田
Kazuo Shimane
一夫 嶋根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Elevator Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elevator controller for operating an elevator appropriately by grasping the pole position of a permanent magnet synchronous motor even if a pole position sensor coupled directly with the shaft is not provided. SOLUTION: A speed control system 5 operates a current command value based on the speed difference signal between the actual speed of a permanent magnet synchronous motor 3 and a speed command value thereof and operates the primary frequency angle of an inverter 7 based on the actual speed. A current control system 6 delivers a gate signal to the inverter 7 such that the output current therefrom will be equal to a current command value of primary frequency angle from the speed control system 5. A pole axial position estimation control means 9 compensates for the actual speed such that the primary frequency angle operated by the speed control system 5 matches the pole axial position of the permanent magnet synchronous motor 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、巻上機に連結され
た永久磁石同期電動機をインバータで駆動してエレベー
タを制御するエレベータ制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elevator control device for controlling an elevator by driving a permanent magnet synchronous motor connected to a hoist with an inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】永久磁石同期電動機PMSM(Permanent Ma
gnet Synchronus Motor)は、誘導電動機に比べ、同じ
出力に対し小型に制作できるので近年エレベータシステ
ムの駆動部に使われつつある。そして、この永久磁石同
期電動機はインバータから供給される可変電圧周波数交
流電源で駆動される。
2. Description of the Related Art Permanent magnet synchronous motor PMSM (Permanent Ma
gnet Synchronus Motor) has recently been used as a drive unit in elevator systems because it can be manufactured in a smaller size for the same output than an induction motor. The permanent magnet synchronous motor is driven by a variable voltage frequency AC power supplied from an inverter.

【0003】永久磁石同期電動機の位置制御あるいは速
度制御には、永久磁石同期電動機の回転数や磁極軸位置
を検出する必要があり、そのために、一般にモータ軸直
結型のパルスジェネレータPGを設けるようにしてい
る。これにより、パルス数を検出して速度を計測すると
共に位置を計測するようにしている。
In order to control the position or speed of a permanent magnet synchronous motor, it is necessary to detect the rotation speed and magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor. For this purpose, a pulse generator PG directly connected to the motor shaft is generally provided. ing. Thus, the speed is measured and the position is measured by detecting the number of pulses.

【0004】一方、近年の機械室レスエレベータの採用
でエレベータシステムに適用されるモータの構造上、モ
ータ軸直結型PGを採用することが難しくなる場合があ
る。その場合には、モータ駆動部にプーリーを介してP
Gを取り付けるようにしている。
On the other hand, the adoption of a machine room-less elevator in recent years may make it difficult to employ a motor shaft direct-connection type PG due to the structure of a motor applied to an elevator system. In that case, P
G is attached.

【0005】[0005]

【課題を解決しようとする課題】ところが、モータ駆動
部にプーリーを介したPGでは、エレベータ走行中に発
生するプーリー部のすべりの影響により、エレベータ制
御装置の内部で演算している一次周波数角度と実際の永
久磁石同期電動機の磁極軸位置(電気角)との間にずれ
が生じる。このずれが生じた状態で永久磁石同期電動機
を起動すると、ガタついたり、あるいはトルク不足とな
り脱調してしまう可能性がある。
However, in the case of a PG in which a motor drive unit is connected to a pulley, the primary frequency angle calculated inside the elevator control device and the primary frequency angle calculated inside the elevator control unit are affected by the slip of the pulley unit that occurs during elevator traveling. A deviation occurs from the actual magnetic pole axis position (electrical angle) of the permanent magnet synchronous motor. If the permanent magnet synchronous motor is started in a state where this deviation has occurred, there is a possibility that the motor may rattle, or the torque may be insufficient, resulting in step-out.

【0006】本発明の目的は、軸直結型の磁極位置セン
サを装備していなくても永久磁石同期電動機の磁極位置
を把握でき適切にエレベータを運転することのできるエ
レベータ制御装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an elevator control device capable of grasping the magnetic pole position of a permanent magnet synchronous motor and operating an elevator properly without providing a magnetic pole position sensor of a shaft direct connection type. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
エレベータ制御装置は、永久磁石同期電動機にインバー
タから可変電圧周波数交流電源を供給し前記永久磁石同
期電動機に連結された巻上機を駆動してエレベータを制
御するエレベータ制御装置において、前記永久磁石同期
電動機の実速度とその速度指令値との速度偏差信号に基
づいて電流指令値を演算すると共に前記実速度に基づい
て前記インバータの一次周波数角を演算する速度制御系
と、前記インバータの出力電流が前記速度制御系からの
一次周波数角の電流指令値になるように前記インバータ
にゲート信号を出力する電流制御系と、前記速度制御系
で演算される一次周波数角が前記永久磁石同期電動機の
磁極軸位置に一致するように前記実速度に速度補償を加
える磁極軸位置推定制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
An elevator control apparatus according to the first aspect of the present invention supplies a variable voltage frequency AC power supply from an inverter to a permanent magnet synchronous motor to drive a hoist connected to the permanent magnet synchronous motor. An elevator control device for controlling an elevator by calculating a current command value based on a speed deviation signal between an actual speed of the permanent magnet synchronous motor and the speed command value, and a primary frequency of the inverter based on the actual speed. A speed control system that calculates an angle, a current control system that outputs a gate signal to the inverter so that an output current of the inverter becomes a current command value of a primary frequency angle from the speed control system, and a speed control system. Magnetic pole axis position estimation for applying speed compensation to the actual speed so that the calculated primary frequency angle matches the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor. Characterized in that a control means.

【0008】請求項1の発明に係わるエレベータ制御装
置では、速度制御系は、永久磁石同期電動機の実速度と
その速度指令値との速度偏差信号に基づいて電流指令値
を演算すると共に、実速度に基づいてインバータの一次
周波数角を演算する。電流制御系は、インバータの出力
電流が速度制御系からの一次周波数角の電流指令値にな
るようにインバータにゲート信号を出力する。そして、
磁極軸位置推定制御手段は、速度制御系で演算される一
次周波数角が永久磁石同期電動機の磁極軸位置に一致す
るように実速度に速度補償を加える。
In the elevator control apparatus according to the first aspect of the present invention, the speed control system calculates a current command value based on a speed deviation signal between the actual speed of the permanent magnet synchronous motor and the speed command value, and calculates the actual speed. The primary frequency angle of the inverter is calculated based on The current control system outputs a gate signal to the inverter so that the output current of the inverter becomes the current command value of the primary frequency angle from the speed control system. And
The magnetic pole axis position estimation control means adds speed compensation to the actual speed so that the primary frequency angle calculated by the speed control system matches the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor.

【0009】請求項2に係わるエレベータ制御装置は、
請求項1の発明において、前記磁極軸位置推定制御手段
は、前記永久磁石同期電動機の端子間における誘起電圧
の直交回転座標系でのd軸成分値が零となる速度補償値
を算出し、その速度補償値を前記実速度に加味すること
を特徴とする。
[0009] The elevator control device according to claim 2 is:
In the invention according to claim 1, the magnetic pole axis position estimation control means calculates a speed compensation value at which a d-axis component value of an induced voltage between terminals of the permanent magnet synchronous motor in a rectangular rotation coordinate system becomes zero, and A speed compensation value is added to the actual speed.

【0010】請求項2に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項1の発明の作用に加え、磁極軸位置推定制御
手段は、永久磁石同期電動機の端子間における誘起電圧
の直交回転座標系でのd軸成分値が零となる速度補償値
を算出して、その速度補償値を実速度に加味し、一次周
波数角と永久磁石同期電動機の磁極軸位置とを一致させ
る。
[0010] In the elevator control apparatus according to the second aspect, in addition to the function of the first aspect, the magnetic pole axis position estimating control means may include a d-axis in the orthogonal rotation coordinate system of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet synchronous motor. A speed compensation value at which the component value becomes zero is calculated, and the speed compensation value is added to the actual speed to make the primary frequency angle coincide with the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor.

【0011】請求項3に係わるエレベータ制御装置は、
請求項2の発明において、前記磁極軸位置推定制御手段
は、前記速度制御系で算出された電流指令値と、前記電
流制御系で算出される前記ゲート信号の算出過程で得ら
れる直交回転座標系でのd軸電圧指令値とに基づいて、
前記速度補償値を算出することを特徴とする。
[0011] The elevator control device according to claim 3 is:
3. The magnetic pole axis position estimating control means according to claim 2, wherein the current command value calculated by the speed control system and the orthogonal rotation coordinate system obtained in the process of calculating the gate signal calculated by the current control system. Based on the d-axis voltage command value at
The speed compensation value is calculated.

【0012】請求項3に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項2の発明の作用に加え、磁極軸位置推定制御
手段は、速度制御系で算出された電流指令値と、電流制
御系で算出されるゲート信号の算出過程で得られる直交
回転座標系でのd軸電圧指令値とに基づいて、速度補償
値を算出する。
In the elevator control apparatus according to a third aspect, in addition to the operation of the second aspect, the magnetic pole axis position estimation control means calculates the current command value calculated by the speed control system and the current command value calculated by the current control system. The speed compensation value is calculated based on the d-axis voltage command value in the orthogonal rotation coordinate system obtained in the process of calculating the gate signal.

【0013】請求項4に係わるエレベータ制御装置は、
請求項3の発明において、前記磁極軸位置推定制御手段
は、前記速度制御系で算出された電流指令値に代えて、
前記インバータの出力電流の検出値を用いて、前記速度
補償値を算出することを特徴とする。
The elevator control device according to claim 4 is
In the invention of claim 3, the magnetic pole axis position estimation control means replaces the current command value calculated by the speed control system,
The speed compensation value is calculated using a detected value of the output current of the inverter.

【0014】請求項4に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項3の発明の作用に加え、磁極軸位置推定制御
手段は、速度制御系で算出された電流指令値に代えて、
インバータの出力電流の検出値を用いて、速度補償値を
算出する。
In the elevator control apparatus according to a fourth aspect, in addition to the operation of the third aspect, the magnetic pole axis position estimation control means replaces the current command value calculated by the speed control system with
The speed compensation value is calculated using the detected value of the output current of the inverter.

【0015】請求項5に係わるエレベータ制御装置は、
請求項2乃至請求項4のいずれか1項の発明において、
前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速度補償値に前記
実速度の領域に応じた可変ゲインを乗算して、前記実速
度に加味することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an elevator control device comprising:
In the invention according to any one of claims 2 to 4,
The magnetic pole axis position estimating control means multiplies the speed compensation value by a variable gain corresponding to the actual speed region, and takes into account the actual speed.

【0016】請求項5に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項2乃至請求項4のいずれか1項の発明の作用
に加え、磁極軸位置推定制御手段は、速度補償値に実速
度の領域に応じた可変ゲインを乗算して実速度に加味す
る。これにより、過補償を防止する。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the operation of the second aspect of the present invention, the magnetic pole axis position estimating control means adjusts the speed compensation value according to the actual speed range. The actual speed is multiplied by the variable gain. This prevents overcompensation.

【0017】請求項6に係わるエレベータ制御装置は、
請求項2乃至請求項4のいずれか1項の発明において、
前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速度補償値が零と
なるように、検出された前記永久磁石同期電動機の実速
度に速度調整ゲインを乗算することを特徴とする。
An elevator control device according to claim 6 is
In the invention according to any one of claims 2 to 4,
The magnetic pole shaft position estimating control means multiplies the detected actual speed of the permanent magnet synchronous motor by a speed adjustment gain so that the speed compensation value becomes zero.

【0018】請求項6に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項2乃至請求項4のいずれか1項の発明の作用
に加え、磁極軸位置推定制御手段は、速度補償値が零と
なるように、検出された永久磁石同期電動機の実速度に
速度調整ゲインを乗算する。
In the elevator control apparatus according to claim 6, in addition to the function of any one of claims 2 to 4, the magnetic pole axis position estimating control means controls the speed compensation value to be zero. The detected actual speed of the permanent magnet synchronous motor is multiplied by a speed adjustment gain.

【0019】請求項7に係わるエレベータ制御装置で
は、請求項6の発明の作用に加え、磁極軸位置推定制御
手段は、エレベータ運転時に得られる速度補償値に基づ
いて、速度調整ゲインを自動更新する。
In the elevator control apparatus according to a seventh aspect, in addition to the function of the sixth aspect, the magnetic pole axis position estimation control means automatically updates the speed adjustment gain based on the speed compensation value obtained during the operation of the elevator. .

【0020】[0020]

【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は本発明の実施の形態に係わるエレベータ制
御装置の構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of an elevator control device according to an embodiment of the present invention.

【0021】エレベータのかご1は主ロープでカウンタ
ウエイト2に連結され、プーリーを介して吊されてい
る。プーリーは永久磁石同期電動機3により駆動され、
かご1の昇降が行われる。プーリーにはパルスジェネレ
ータ4(以下PG4という)が取り付けられ、永久磁石
同期電動機3の回転数をパルス信号で検出する。つまり
永久磁石同期電動機3の回転数は、プーリーに設けられ
たPG4を介してパルス信号で検出される。
An elevator car 1 is connected to a counterweight 2 by a main rope, and is suspended via a pulley. The pulley is driven by a permanent magnet synchronous motor 3,
The car 1 is moved up and down. A pulse generator 4 (hereinafter referred to as PG4) is attached to the pulley, and detects the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor 3 by a pulse signal. That is, the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor 3 is detected by a pulse signal via the PG 4 provided on the pulley.

【0022】PG4で検出されたパルス信号は、エレベ
ータのかご1の速度を制御する速度制御系5に入力され
る。速度制御系5は、永久磁石同期電動機3の実速度と
その速度指令値との速度偏差信号に基づいて、インバー
タ7へゲート信号を出力する電流制御系6への電流指令
値Idc、Iqcを演算する。
The pulse signal detected by the PG 4 is input to a speed control system 5 for controlling the speed of the elevator car 1. The speed control system 5 calculates current command values Idc and Iqc to the current control system 6 that outputs a gate signal to the inverter 7 based on a speed deviation signal between the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 and the speed command value. I do.

【0023】この電流指令値Idc、Iqcは、永久磁
石同期電動機3をベクトル制御する場合の直交回転座標
系におけるd軸電流指令値Idcおよびq軸電流指令値
Iqcである。d軸電流指令値Idcは磁束を発生させ
る磁束電流指令値であり、q軸電流指令値Iqcはトル
クを発生させるトルク電流指令値である。永久磁石同期
電動機の場合には、永久磁石により磁束は発生している
ので、通常、d軸電流指令値Idcは零である。また、
速度制御系5は、PG4から入力されたパルス信号によ
り永久磁石同期電動機3の実速度を算出し、その実速度
に基づいてインバータ7の一次周波数角θeを演算す
る。
The current command values Idc and Iqc are the d-axis current command value Idc and the q-axis current command value Iqc in the orthogonal rotation coordinate system when the permanent magnet synchronous motor 3 is vector-controlled. The d-axis current command value Idc is a magnetic flux current command value for generating a magnetic flux, and the q-axis current command value Iqc is a torque current command value for generating a torque. In the case of a permanent magnet synchronous motor, the d-axis current command value Idc is usually zero because a magnetic flux is generated by the permanent magnet. Also,
The speed control system 5 calculates the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 based on the pulse signal input from the PG 4, and calculates the primary frequency angle θe of the inverter 7 based on the actual speed.

【0024】電流制御系6では、速度制御系5から直交
回転座標系におけるd軸電流指令値Idc、q軸電流指
令値Iqc、および一次周波数角θeを入力し、電流セ
ンサ8を介して入力されるインバータ7の出力電流Iu
f、Iwfが、d軸電流指令値Idc、q軸電流指令値
Iqc、および一次周波数角θeを満たすように、イン
バータ7にゲート信号を出力する。これにより、永久磁
石同期電動機3は速度制御系5からの電流指令値に基づ
き駆動制御される。
In the current control system 6, a d-axis current command value Idc, a q-axis current command value Iqc, and a primary frequency angle θe in the orthogonal rotation coordinate system are input from the speed control system 5 and input via the current sensor 8. Output current Iu of inverter 7
A gate signal is output to the inverter 7 so that f and Iwf satisfy the d-axis current command value Idc, the q-axis current command value Iqc, and the primary frequency angle θe. Thereby, the permanent magnet synchronous motor 3 is driven and controlled based on the current command value from the speed control system 5.

【0025】次に、磁極軸位置推定制御手段9は、エレ
ベータ走行中に発生するプーリー部のすべりの影響によ
る一次周波数角度θeと実際の永久磁石同期電動機3の
磁極軸位置(電気角)との間に生じるずれを補償するた
めの速度補償値Frcmpを演算する。すなわち、磁極軸位
置推定制御手段9は、速度制御系で演算される一次周波
数角θeが永久磁石同期電動機3の磁極軸位置に一致す
るように、永久磁石同期電動機3の実速度に加味する速
度補償値Frcmpを演算する。
Next, the magnetic pole axis position estimating control means 9 calculates the relationship between the primary frequency angle θe due to the slip of the pulley portion generated during the traveling of the elevator and the actual magnetic pole axis position (electrical angle) of the permanent magnet synchronous motor 3. A speed compensation value Frcmp for compensating for a shift occurring between them is calculated. That is, the magnetic pole axis position estimating control means 9 controls the speed in consideration of the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 so that the primary frequency angle θe calculated by the speed control system matches the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor 3. Calculate the compensation value Frcmp.

【0026】磁極軸位置推定制御手段9では、速度制御
系5で算出された電流指令値Idc、Iqcと、電流制
御系6で算出されるゲート信号の算出過程で得られる直
交回転座標系でのd軸電圧指令値Vdcとに基づいて、
速度補償値Frcmpを算出する。これにより、永久磁石同
期電動機3の端子間における誘起電圧E2の直交回転座
標系でのd軸成分値E2dが零となる速度補償値を算出
し、その速度補償値Frcmpを実速度に加味して、永久磁
石同期電動機3のガタつきを防止すると共に、トルク不
足を解消する。
The magnetic pole axis position estimating control means 9 uses the current command values Idc and Iqc calculated by the speed control system 5 and the orthogonal rotation coordinate system obtained in the process of calculating the gate signal calculated by the current control system 6. Based on the d-axis voltage command value Vdc,
A speed compensation value Frcmp is calculated. Thus, a speed compensation value at which the d-axis component value E2d of the induced voltage E2 between the terminals of the permanent magnet synchronous motor 3 in the orthogonal rotation coordinate system becomes zero is calculated, and the speed compensation value Frcmp is added to the actual speed. This prevents rattling of the permanent magnet synchronous motor 3 and eliminates torque shortage.

【0027】ここで、磁極軸位置推定制御手段9で行う
磁極位置推定制御の原理を説明する。図2は、永久磁石
同期電動機の磁極軸位置と一次周波数角との関係の説明
図である。図2において、エレベータ走行時にインバー
タ出力電圧の一次周波数角(電気角)が直交静止座標系
でのx軸に対しθeであるとし、永久磁石同期電動機3
の磁極軸位置が直交静止座標系でのx軸に対しθrであ
るとする。直交回転座標系のd軸は、この一次周波数角
(電気角)θeの位置となり、このd軸に直角にq軸が
位置する。また、永久磁石同期電動機3の磁極軸が回転
することにより発生する誘起電圧ベクトルE2は、その
磁極軸に直角の方向となる。
Here, the principle of magnetic pole position estimation control performed by the magnetic pole axis position estimation control means 9 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor and the primary frequency angle. In FIG. 2, it is assumed that the primary frequency angle (electrical angle) of the inverter output voltage during the elevator traveling is θe with respect to the x-axis in the orthogonal stationary coordinate system.
Is θr with respect to the x-axis in the orthogonal stationary coordinate system. The d-axis of the orthogonal rotation coordinate system is located at the primary frequency angle (electrical angle) θe, and the q-axis is perpendicular to the d-axis. The induced voltage vector E2 generated by rotation of the magnetic pole axis of the permanent magnet synchronous motor 3 is in a direction perpendicular to the magnetic pole axis.

【0028】図2では、永久磁石同期電動機3の磁極軸
位置θrと一次周波数角(電気角)θeとがずれた状態
(ずれ角θs)を示しているが、通常、永久磁石同期電
動機の磁極軸位置θrと一次周波数角(電気角)θeと
は等しい状態(θr=θe)で運転される。永久磁石同
期電動機の磁極軸位置θrと一次周波数角(電気角)θ
eとにずれがない状態では、図3に示すように、q軸の
トルク電流Iqに対しd軸に界磁磁束φ0が位置するこ
とになり、トルク電流Iqと界磁磁束φ0とは90゜の
位相差に保たれる。このときに、永久磁石同期電動機3
の回転子に発生するトルクTは(1)式で示される。
FIG. 2 shows a state in which the magnetic pole axis position θr of the permanent magnet synchronous motor 3 is shifted from the primary frequency angle (electrical angle) θe (shift angle θs). The operation is performed in a state where the axial position θr and the primary frequency angle (electrical angle) θe are equal (θr = θe). Magnetic pole axis position θr and primary frequency angle (electrical angle) θ of permanent magnet synchronous motor
In the state where there is no deviation from e, as shown in FIG. 3, the field magnetic flux φ0 is positioned on the d-axis with respect to the q-axis torque current Iq, and the torque current Iq and the field magnetic flux φ0 are 90 °. Is maintained. At this time, the permanent magnet synchronous motor 3
The torque T generated in the rotor is expressed by equation (1).

【0029】T=φ0×Iq …(1)T = φ0 × Iq (1)

【0030】一方、永久磁石同期電動機3の磁極軸位置
θrと一次周波数角(電気角)θeとがずれた状態で
は、図4に示すように、ずれ角θsがあることから、q
軸のトルク電流Iqに対し、実際のトルク発生成分はI
q’(Iqcosθs)となり、界磁磁束φ0の弱め成
分Iq”(Iq・sinθs)が発生する。この場合の
永久磁石同期電動機3の回転子に発生するトルクTは
(2)式で示される。
On the other hand, when the magnetic pole axis position θr of the permanent magnet synchronous motor 3 is shifted from the primary frequency angle (electrical angle) θe, as shown in FIG.
With respect to the shaft torque current Iq, the actual torque generation component is I
q ′ (Iqcos θs), and a weak component Iq ″ (Iq · sin θs) of the field magnetic flux φ0 is generated. In this case, the torque T generated in the rotor of the permanent magnet synchronous motor 3 is expressed by the following equation (2).

【0031】 T=(φ0−Iq”・Ld)×Iq’ …(2) 但し、 Ld:d軸インダクタンス値 Iq’=Iqcosθs Iq”=Iq・sinθsT = (φ0−Iq ″ · Ld) × Iq ′ (2) where Ld: d-axis inductance value Iq ′ = Iqcos θs Iq ″ = Iq · sinθs

【0032】このように、軸ずれが発生している状態で
は、トルク電流Iqと界磁磁束φ0とが直行していない
ため、トルク発生成分電流はトルク電流Iqに対して軸
ずれ角度θsの余弦値となってしまう。また、界磁磁束
φ0は、トルク電流Iqに対して軸ずれ角度θsの正弦
値に、直交回転座標系のd軸インダクタンス値Ldを乗
算した値で弱められてしまう。その結果、出力しようと
トルクに比べトルクが低下してしまうことになる。
As described above, in the state where the axis deviation has occurred, since the torque current Iq and the field magnetic flux φ0 are not orthogonal, the torque generation component current is the cosine of the axis deviation angle θs with respect to the torque current Iq. Value. Further, the field magnetic flux φ0 is weakened by a value obtained by multiplying a sine value of the axis deviation angle θs with respect to the torque current Iq by a d-axis inductance value Ld of the orthogonal rotating coordinate system. As a result, the torque is reduced as compared with the torque in an attempt to output.

【0033】図5は、永久磁石同期電動機3の磁極軸が
回転することにより発生する誘起電圧ベクトルE2の説
明図であり、図5(a)は永久磁石同期電動機3の磁極
軸位置θrと一次周波数角(電気角)θeとにずれがあ
る場合、図5(b)は永久磁石同期電動機3の磁極軸位
置θrと一次周波数角(電気角)θeとにずれがない場
合をそれぞれ示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an induced voltage vector E2 generated when the magnetic pole axis of the permanent magnet synchronous motor 3 rotates. FIG. 5 (a) shows the relationship between the magnetic pole axis position θr of the permanent magnet synchronous motor 3 and the primary axis. FIG. 5B shows a case where there is a deviation between the frequency angle (electric angle) θe and a case where there is no deviation between the magnetic pole axis position θr of the permanent magnet synchronous motor 3 and the primary frequency angle (electric angle) θe. .

【0034】軸ずれがある場合には図5(a)に示すよ
うに、誘起電圧E2のd軸成分E2dが発生し、誘起電
圧E2に対して軸ずれ角度θsの正弦値(E2・sin
θs)となる。一方、軸ずれがない場合には図5(b)
に示すように、誘起電圧E2のd軸成分E2dは発生し
ない。
When there is an axis deviation, as shown in FIG. 5A, a d-axis component E2d of the induced voltage E2 is generated, and the sine value (E2 · sin) of the axis deviation angle θs with respect to the induced voltage E2.
θs). On the other hand, when there is no axis deviation, FIG.
As shown in the figure, no d-axis component E2d of the induced voltage E2 occurs.

【0035】そこで、エレベータ走行時に永久磁石同期
電動機の端子(U,V,W)間に発生する誘起電圧E2
を演算により算出し、その誘起電圧E2のd軸成分値E
2dが0となるような補償値を、インバータ一次周波数
角θeに対して補正を行う。これにより、界磁磁束φ0
と直交回転座標系のd軸とが一致することとなり(2)
式のようなトルク低下現象がなくなる。
Therefore, the induced voltage E2 generated between the terminals (U, V, W) of the permanent magnet synchronous motor during the traveling of the elevator.
Is calculated by calculation, and the d-axis component value E of the induced voltage E2 is calculated.
A compensation value such that 2d becomes 0 is corrected for the inverter primary frequency angle θe. Thereby, the field magnetic flux φ0
And the d axis of the orthogonal rotation coordinate system coincide with each other (2)
The phenomenon of torque reduction as in the equation is eliminated.

【0036】図6は、図1に示した電流制御系6のブロ
ック図である。インバータ7の出力電流Iuf、Iwf
は電流センサ8で検出され、電流制御系6の3相/2相
変換器10に入力される。この3相/2相変換器10は
電流センサ8からの静止座標系での3相で示される電流
信号Iuf、Iwfを直交静止座標系の2相で示される
電流信号Ix、Iyに変換する。
FIG. 6 is a block diagram of the current control system 6 shown in FIG. Output currents Iuf, Iwf of inverter 7
Is detected by the current sensor 8 and input to the three-phase / two-phase converter 10 of the current control system 6. The three-phase / two-phase converter 10 converts the three-phase current signals Iuf and Iwf from the current sensor 8 in the stationary coordinate system into the two-phase current signals Ix and Iy in the orthogonal stationary coordinate system.

【0037】3相/2相変換器10で変換された2相の
電流信号Ix、Iyは、dq変換器11に入力され、直
交回転座標系の電流信号Idf、Iqfに変換される。
すなわち、dq変換器11では、速度制御系5から出力
される一次周波数角(電気角)θeに基づき、直交静止
座標系の電流信号Ix、Iyを直交回転座標系の電流信
号Idf、Iqfに変換し、それぞれ減算器12a、1
2bに出力する。
The two-phase current signals Ix and Iy converted by the three-phase / two-phase converter 10 are input to the dq converter 11 and are converted into current signals Idf and Iqf of the orthogonal rotation coordinate system.
That is, the dq converter 11 converts the current signals Ix and Iy of the orthogonal stationary coordinate system into the current signals Idf and Iqf of the orthogonal rotating coordinate system based on the primary frequency angle (electrical angle) θe output from the speed control system 5. And subtracters 12a, 1
2b.

【0038】一方、速度制御系5からの直交回転座標系
での電流指令値Idc、Iqcは、減算器12a、12
bに入力され、減算器12aによりd軸電流信号Idf
とd軸電流指令値Idcとの電流偏差信号が演算され、
同様に、減算器12bによりq軸電流信号Iqfとq軸
電流指令値Iqcとの電流偏差信号が演算される。これ
ら電流偏差信号は、それぞれPIコントローラ13a、
13bに入力され、PI演算(比例積分演算)されて、
直交回転座標系におけるd軸電圧指令値Vdcおよびq
軸電圧指令値Vqcを発生する。
On the other hand, the current command values Idc and Iqc from the speed control system 5 in the orthogonal rotation coordinate system are subtracted from the subtracters 12a and 12q.
b and the d-axis current signal Idf by the subtractor 12a.
And a current deviation signal between the d-axis current command value Idc and
Similarly, a current deviation signal between the q-axis current signal Iqf and the q-axis current command value Iqc is calculated by the subtractor 12b. These current deviation signals are respectively PI controller 13a,
13b, PI calculation (proportional integration calculation) is performed,
D-axis voltage command values Vdc and q in a rectangular rotating coordinate system
A shaft voltage command value Vqc is generated.

【0039】このPIコントローラ13a、13bから
のd軸電圧指令値Vdcおよびq軸電圧指令値Vqc
は、逆dq変換器14に入力されると共に磁極位置推定
制御手段9に入力される。磁極位置推定制御手段9で
は、d軸電圧指令値Vdc、q軸電圧指令値Vqc、速
度制御系5からの電流指令値Idc、iqcに基づい
て、速度補償値Frcmpを算出することになる。これにつ
いては後述する。
The d-axis voltage command value Vdc and q-axis voltage command value Vqc from the PI controllers 13a and 13b
Is input to the inverse dq converter 14 and to the magnetic pole position estimation control means 9. The magnetic pole position estimation control means 9 calculates the speed compensation value Frcmp based on the d-axis voltage command value Vdc, the q-axis voltage command value Vqc, and the current command values Idc and iqc from the speed control system 5. This will be described later.

【0040】一方、逆dq変換器14では、d軸電圧指
令値Vdcおよびq軸電圧指令値Vqcを、直交静止座
標系の電圧指令値Vx、Vyに変換する。すなわち、速
度制御系5からの一次周波数角(電気角)θeに基づ
き、直交回転座標系の電圧指令値Vdc、Vqcを直交
静止座標系の電圧指令値Vx、Vyに変換し、2相/3
相変換器15に出力する。2相/3相変換器15は、2
相で示される直交静止座標系の電圧指令値Vx、Vyを
3相で示される直交静止座標系の電圧指令値Vu、V
v、Vwに変換する。そして、PWM回路16では、電
圧指令信号Vu、Vv、Vwをパルス幅変調によりイン
バータ7へのゲート信号を作成し出力する。
On the other hand, the inverse dq converter 14 converts the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc into voltage command values Vx and Vy of the orthogonal stationary coordinate system. That is, based on the primary frequency angle (electrical angle) θe from the speed control system 5, the voltage command values Vdc and Vqc in the orthogonal rotating coordinate system are converted into the voltage command values Vx and Vy in the orthogonal stationary coordinate system, and two-phase / 3
Output to the phase converter 15. The two-phase / 3-phase converter 15
The voltage command values Vx and Vy of the rectangular stationary coordinate system represented by the three phases are changed to the voltage command values Vu and V of the rectangular stationary coordinate system represented by the three phases
v and Vw. Then, the PWM circuit 16 creates and outputs a gate signal to the inverter 7 by pulse width modulation of the voltage command signals Vu, Vv, Vw.

【0041】図7は、図1に示した速度制御系5および
磁極位置推定制御手段9の一例を示すブロック図であ
る。永久磁石同期電動機3に対してプーリーを介して回
転し永久磁石同期電動機3の回転数を検出するPG4か
らのパルス信号は、速度制御系5のモータ実速度演算器
17に入力される。モータ実速度演算器17では、パル
ス信号に基づいてモータ実速度値Frpgを求める演算を
行い、そのモータ実速度値Frpgを加算器18に出力す
る。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the speed control system 5 and the magnetic pole position estimation control means 9 shown in FIG. A pulse signal from the PG 4 that rotates via a pulley with respect to the permanent magnet synchronous motor 3 and detects the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor 3 is input to a motor actual speed calculator 17 of the speed control system 5. The motor actual speed calculator 17 calculates the actual motor speed value Frpg based on the pulse signal, and outputs the actual motor speed value Frpg to the adder 18.

【0042】加算器18には、後述する磁極位置推定手
段9で演算された速度補償値Frcmpも入力されており、
この速度補償値Frcmpモータ実速度値Frpgに加算され
る。加算器18で得られたモータ実速度値Frpgと速度
補償値Frcmpとの加算値は、モータ速度Frとして減算
器12cに入力される。
The adder 18 also receives the velocity compensation value Frcmp calculated by the magnetic pole position estimating means 9 described later.
This speed compensation value Frcmp is added to the motor actual speed value Frpg. The added value of the actual motor speed value Frpg and the speed compensation value Frcmp obtained by the adder 18 is input to the subtractor 12c as the motor speed Fr.

【0043】一方、減算器12cには、速度指令発生器
19からの速度指令値Frrefも入力されており、この減
算器12cにおいて速度指令値Frrefとモータ速度Fr
との速度偏差信号が演算され、PIコントローラ13c
でPI演算されてq軸電流指令値Iqcが求められる。
また、d軸電流指令値Idcは、d軸電流指令発生器2
0から出力される。通常、永久磁石同期電動機3の場合
には、d軸電流指令値Idcは零である。
On the other hand, the speed command value Frref from the speed command generator 19 is also input to the subtractor 12c, and the speed command value Frref and the motor speed Fr are input to the subtractor 12c.
Is calculated, and the PI controller 13c
The PI calculation is performed to obtain the q-axis current command value Iqc.
Also, the d-axis current command value Idc is determined by the d-axis current command generator 2
Output from 0. Usually, in the case of the permanent magnet synchronous motor 3, the d-axis current command value Idc is zero.

【0044】一次周波数角演算器21は、加算器18で
得られたモータ速度Frに基づき一次周波数角(電気
角)θeの演算を行う。この場合、モータ速度Frは加
算器18において速度補償値Frcmpが加味されている。
従って、一次周波数角演算器21から出力される一次周
波数角(電気角)θeは、永久磁石同期発電機3の磁極
位置θrと等しい値となっている。
The primary frequency angle calculator 21 calculates a primary frequency angle (electrical angle) θe based on the motor speed Fr obtained by the adder 18. In this case, the adder 18 adds the speed compensation value Frcmp to the motor speed Fr.
Therefore, the primary frequency angle (electrical angle) θe output from the primary frequency angle calculator 21 has a value equal to the magnetic pole position θr of the permanent magnet synchronous generator 3.

【0045】すなわち、一次周波数角演算器21は、速
度補償値Frcmpでモータ実速度Frpgを補正したモータ
速度Frに基づき一次周波数角(電気角)θeを求める
と共に、一次周波数角速度w0の演算を行い、一次周波
数角速度w0を磁極位置推定制御手段9の誘起電圧演算
器22に出力する。
That is, the primary frequency angle calculator 21 calculates the primary frequency angle (electrical angle) θe based on the motor speed Fr obtained by correcting the motor actual speed Frpg with the speed compensation value Frcmp, and calculates the primary frequency angular speed w0. , And outputs the primary frequency angular velocity w0 to the induced voltage calculator 22 of the magnetic pole position estimation control means 9.

【0046】磁極位置推定制御手段9の誘起電圧演算器
22は、電気制御系6のPIコントローラ13aから出
力される電圧指令値Vdc、速度制御系5のPIコント
ローラ13cから出力されるd軸電流指令値Idc、d
軸電流指令発生器20から出力されるq軸電流指令値I
qc、および速度制御系5の一次周波数演算器21から
出力される一次周波数角速度w0を入力として、d軸成
分の誘起電圧値E2dの演算を行う。この演算内容につ
いては後述する。
The induced voltage calculator 22 of the magnetic pole position estimation control means 9 includes a voltage command value Vdc output from the PI controller 13a of the electric control system 6, and a d-axis current command output from the PI controller 13c of the speed control system 5. Value Idc, d
Q-axis current command value I output from axis current command generator 20
The qc and the primary frequency angular velocity w0 output from the primary frequency calculator 21 of the speed control system 5 are input to calculate the induced voltage value E2d of the d-axis component. The details of this calculation will be described later.

【0047】磁極位置推定制御手段9の誘起電圧演算器
22で得られたd軸成分の誘起電圧値E2dは、減算器
12dに入力され、そのd軸成分の誘起電圧指令値と比
較される。d軸成分の誘起電圧指令値は零である。これ
は、誘起電圧E2のd軸成分値E2dが零となるような
補償値を一次周波数角θeに対して補正を行えば、図5
で示すように界磁磁束φ0と直交回転座標系d軸が一致
することとなるからである。
The induced voltage value E2d of the d-axis component obtained by the induced voltage calculator 22 of the magnetic pole position estimation control means 9 is input to the subtractor 12d and is compared with the induced voltage command value of the d-axis component. The induced voltage command value of the d-axis component is zero. This is because, if the compensation value such that the d-axis component value E2d of the induced voltage E2 becomes zero is corrected for the primary frequency angle θe, FIG.
This is because the field magnetic flux φ0 coincides with the d-axis of the orthogonal rotation coordinate system as shown by.

【0048】減算器12dで得られたd軸成分誘起電圧
の偏差信号は、速度補償値演算器23に入力され、その
偏差信号をなくすような速度補償値Frcmpが求められ
る。そして、加算器18によりモータ実速度Frpgに加
算される。
The deviation signal of the d-axis component induced voltage obtained by the subtractor 12d is input to a velocity compensation value calculator 23, and a velocity compensation value Frcmp for eliminating the deviation signal is obtained. Then, it is added to the actual motor speed Frpg by the adder 18.

【0049】このように、磁極位置推定制御手段9で
は、エレベータの走行時に永久磁石同期電動機3の端子
(U,V,W)間に発生する誘起電圧E2を算出し、そ
の誘起電圧E2のd軸成分値E2dが零となるような補
償値を一次周波数角θeに対して補正を行う。これによ
り、界磁磁束φ0と直交回転座標系のd軸とが一致する
こととなり、軸ずれによるガタつきやトルク不足がなく
なる。また、補正後の一次周波数角θeを磁極軸位置の
推定値とする。
As described above, the magnetic pole position estimation control means 9 calculates the induced voltage E2 generated between the terminals (U, V, W) of the permanent magnet synchronous motor 3 during traveling of the elevator, and calculates d of the induced voltage E2. A compensation value such that the axis component value E2d becomes zero is corrected for the primary frequency angle θe. As a result, the field magnetic flux φ0 and the d-axis of the orthogonal rotating coordinate system coincide with each other, and there is no backlash or insufficient torque due to axis deviation. The corrected primary frequency angle θe is used as the estimated value of the magnetic pole axis position.

【0050】以上の説明では、速度制御系5で算出され
た電流指令値Idc、Iqcを用いて速度補償値Frcmp
を算出するようにしたが、電流指令値Idc、Iqcに
代えて、電流制御系6のdq変換器11で得られるイン
バータ7の出力電流の検出値Idf、Iqfを用いて速
度補償値Frcmpを算出するようにしても良い。
In the above description, the speed compensation value Frcmp is calculated using the current command values Idc and Iqc calculated by the speed control system 5.
The speed compensation value Frcmp is calculated using the detected values Idf and Iqf of the output current of the inverter 7 obtained by the dq converter 11 of the current control system 6 instead of the current command values Idc and Iqc. You may do it.

【0051】次に、誘起電圧演算器22での演算内容を
説明する。まず、直交回転座標系のd軸と実際の永久磁
石同期電動機3の磁極軸方向とが一致した軸ずれのない
状態であるときは、永久磁石同期電動機3の電流・電圧
方程式は下記(3)式によって示される。
Next, the contents of the calculation in the induced voltage calculator 22 will be described. First, when the d-axis of the orthogonal rotating coordinate system and the actual magnetic pole axis direction of the permanent magnet synchronous motor 3 coincide with each other and there is no axis deviation, the current / voltage equation of the permanent magnet synchronous motor 3 is expressed by the following equation (3). Indicated by the equation.

【0052】[0052]

【数1】 (Equation 1)

【0053】但し、 Ra:電気子巻線抵抗 Ld:d軸インダクタンス Lq:q軸インダクタンス ω0:一次周波数角速度 φ0:界磁磁束 Vd:d軸電圧 Vq:q軸電圧 Id:d軸電流 Iq:q軸電流 s:微分演算子Where, Ra: armature winding resistance Ld: d-axis inductance Lq: q-axis inductance ω0: primary frequency angular velocity φ0: field magnetic flux Vd: d-axis voltage Vq: q-axis voltage Id: d-axis current Iq: q Shaft current s: Differential operator

【0054】一方、直交回転座標系のd軸と実際の永久
磁石同期電動機3の磁極軸方向とが一致せず、軸ずれが
発生している場合には、(3)式は、d軸誘起電圧E2
dおよびq軸誘起電圧E2qを用いて、次の(4)式よ
うに表現することができる。
On the other hand, if the d-axis of the orthogonal rotating coordinate system does not coincide with the actual magnetic pole axis direction of the permanent magnet synchronous motor 3 and an axis shift occurs, the equation (3) indicates that the d-axis induced Voltage E2
Using d- and q-axis induced voltages E2q, it can be expressed as the following equation (4).

【0055】[0055]

【数2】 (Equation 2)

【0056】但し、 E2d:d軸誘起電圧 E2q:q軸誘起電圧E2d: d-axis induced voltage E2q: q-axis induced voltage

【0057】この(4)式中の微分演算子sを用いて表
された電流微分項(Ld・s)は、他項に比べて非常に
値が小さいためこれを無視し、d軸誘起電圧E2d、q
軸誘起電圧E2qについて方程式を解くと以下の(5)
式および(6)式となる。
The current differential term (Ld · s) expressed by using the differential operator s in the equation (4) is much smaller than the other terms, and is ignored. E2d, q
Solving the equation for the axial induced voltage E2q gives the following (5)
Equation (6) and Equation (6) are obtained.

【0058】 E2d=Vd−Ra・Id+ω0・Lq・Iq …(5) E2q=Vd−Ra・Iq+ω0・Ld・Id …(6)E2d = Vd−Ra · Id + ω0 · Lq · Iq (5) E2q = Vd−Ra · Iq + ω0 · Ld · Id (6)

【0059】誘起電圧演算器22では(5)式を用い
て、d軸成分の誘起電圧値E2dを演算するが、(5)
式中のVd、Vqに関しては、PIコントローラ13a
からの出力であるd軸電圧指令値Vdc、およびPIコ
ントローラ13bからの出力であるq軸電圧指令値Vq
cを、インバータ7の直流電圧の検出値によりスケーリ
ングを行ったVd、Vqである。
The induced voltage calculator 22 calculates the induced voltage value E2d of the d-axis component using the equation (5).
Regarding Vd and Vq in the equation, the PI controller 13a
D-axis voltage command value Vdc as output from the controller and q-axis voltage command value Vq as output from PI controller 13b.
c is Vd and Vq obtained by scaling the detected value of the DC voltage of the inverter 7.

【0060】これは、エレベータ走行時に永久磁石同期
電動機3の回転子にかかるかご1側とカウンタウエイト
2側の不平衡負荷の変動により、永久磁石同期電動機3
としては力行・回生状態が繰り返されるため、インバー
タ7の直流電圧値が変動するからである。
This is because the unbalanced load between the car 1 and the counterweight 2 applied to the rotor of the permanent magnet synchronous motor 3 during the elevator travel causes fluctuations in the permanent magnet synchronous motor 3.
This is because the powering / regeneration state is repeated, and the DC voltage value of the inverter 7 fluctuates.

【0061】誘起電圧演算器22で算出されたd軸成分
の誘起電圧E2dとd軸成分誘起電圧指令値(零)との
偏差に基づき速度補償値演算器23にてPI演算を行い
速度補償値Frcmpを発生させる。速度補償値Frcmpはモ
ータ実速度Frpgに対して加算され、その加算値に基づ
き一次周波数角θeを算出する。以上の処理により、イ
ンバータ一次周波数角θeは補正されることとなり、界
磁磁束φ0と直交回転座標系d軸とが一致(θe=θ
r)し、軸ずれによるガタつきやトルク不足がなくな
る。
Based on the deviation between the induced voltage E2d of the d-axis component calculated by the induced voltage calculator 22 and the d-axis component induced voltage command value (zero), the speed compensation value calculator 23 performs PI calculation and calculates the speed compensation value. Generate Frcmp. The speed compensation value Frcmp is added to the actual motor speed Frpg, and the primary frequency angle θe is calculated based on the added value. By the above processing, the inverter primary frequency angle θe is corrected, and the field magnetic flux φ0 matches the d-axis of the orthogonal rotating coordinate system (θe = θ
r), and rattling and insufficient torque due to axis deviation are eliminated.

【0062】このように、永久磁石同期電動機3を駆動
元とするエレベータシステムにおいて、モータ軸直結型
の磁極軸位置センサを装備していなくても、エレベータ
走行時のモータのガタつきや脱調によるトルク不足のな
い範囲で永久磁石同期電動機3の磁極軸位置を推定する
ことが可能となり、スムーズにかごを走行させることが
できる。
As described above, in the elevator system driven by the permanent magnet synchronous motor 3, even if the magnetic pole axis position sensor of the motor shaft direct connection type is not provided, the motor is subject to rattling or step-out during elevator traveling. The position of the magnetic pole axis of the permanent magnet synchronous motor 3 can be estimated within a range where there is no shortage of torque, and the car can be run smoothly.

【0063】図8は、磁極位置推定制御手段9の他の一
例を示すブロック図である。図7に示した磁極位置推定
制御手段9に対して、所定の可変ゲインを設定した可変
ゲイン設定器24と、この可変ゲイン設定器24に設定
された所定の可変ゲインを速度補償値Frcmpに乗算する
可変ゲイン乗算器25とが追加して設けられている。
FIG. 8 is a block diagram showing another example of the magnetic pole position estimation control means 9. For the magnetic pole position estimation control means 9 shown in FIG. 7, a variable gain setter 24 in which a predetermined variable gain is set, and a speed variable Frcmp multiplied by a predetermined variable gain set in the variable gain setter 24. A variable gain multiplier 25 is additionally provided.

【0064】図9は、可変ゲイン設定器24に設定され
た可変ゲインFrcmp_gainの説明図である。図
9に示すように、基準速度(低速)Fr0、基準速度
(高速)Fr1を設定し、モータ実速度Frpgの大きさ
(速度領域)に応じた可変ゲインFrcmp_gain
を用いる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the variable gain Frcmp_gain set in the variable gain setting unit 24. As shown in FIG. 9, a reference speed (low speed) Fr0 and a reference speed (high speed) Fr1 are set, and a variable gain Frcmp_gain corresponding to the magnitude (speed region) of the actual motor speed Frpg.
Is used.

【0065】すなわち、モータ実速度Frpgが|Frpg|
<Fr0であるときは、ゲインは0とし、Fr0≦|F
rpg|≦Fr1であるときは、ゲインは0〜1の範囲で
線形に変化させ、|Frpg|>Fr1であるときは、ゲ
インは1とする。そして、このようにモータ実速度Frp
gに応じて、速度補償値演算器23から出力される速度
補償値Frcmpにその可変のゲインを乗算する。
That is, when the actual motor speed Frpg is | Frpg |
When <Fr0, the gain is set to 0, and Fr0 ≦ | F
When rpg | ≦ Fr1, the gain is changed linearly in the range of 0 to 1, and when | Frpg |> Fr1, the gain is set to 1. And the actual motor speed Frp
According to g, the speed compensation value Frcmp output from the speed compensation value calculator 23 is multiplied by the variable gain.

【0066】これは以下の理由による。誘起電圧値E2
は永久磁石同期電動機3の回転子磁極軸の回転周波数に
対して比例関係であるので、実際の制御においては低周
波数領域で誘起電圧E2が小さくなってしまう。また、
(5)式、(6)式に用いる電機子巻線抵抗Ra、d軸
インダクタンス値Ld、q軸インダクタンス値Lqの同
定誤差の影響で、正確な誘起電圧値E2の演算が難しく
なる。そのため、速度補償値演算器23の出力値である
速度補償値Frcmpは、高速領域と同等のゲインにて低速
領域でも補償を行った場合には、ゲイン過剰により過補
償となってしまい、永久磁石同期電動機3にトルクリプ
ル等が発生してしまう。これを避けるためである。
This is for the following reason. Induced voltage value E2
Is proportional to the rotation frequency of the rotor magnetic pole shaft of the permanent magnet synchronous motor 3, so that in the actual control, the induced voltage E2 decreases in a low frequency range. Also,
Due to the influence of the identification errors of the armature winding resistance Ra, the d-axis inductance value Ld, and the q-axis inductance value Lq used in the equations (5) and (6), it is difficult to accurately calculate the induced voltage E2. Therefore, if the speed compensation value Frcmp, which is the output value of the speed compensation value calculator 23, is compensated even in a low speed region with the same gain as that in the high speed region, overcompensation occurs due to excessive gain, and the permanent magnet Torque ripple or the like occurs in the synchronous motor 3. This is to avoid this.

【0067】図10は、磁極位置推定制御手段9のさら
に別の他の一例を示すブロック図である。図7に示した
磁極位置推定制御手段9に対して、所定の速度調整ゲイ
ンを設定した調整ゲイン設定器26と、この調整ゲイン
設定器26に設定された所定の調整ゲインをモータ実速
度Frpgに乗算する調整ゲイン乗算器27とが追加して
設けられている。
FIG. 10 is a block diagram showing still another example of the magnetic pole position estimation control means 9. For the magnetic pole position estimation control means 9 shown in FIG. 7, an adjustment gain setter 26 in which a predetermined speed adjustment gain is set, and a predetermined adjustment gain set in the adjustment gain setter 26 are used as the motor actual speed Frpg. An adjustment gain multiplier 27 for multiplying is additionally provided.

【0068】すなわち、調整ゲイン乗算器27は、モー
タ実速度演算器17にて算出されたモータ実速度Frpg
に、速度補償値Frcmpが零となるような速度調整ゲイン
Frpg_gainを乗算する。
That is, the adjustment gain multiplier 27 calculates the actual motor speed Frpg calculated by the actual motor speed calculator 17.
Is multiplied by a speed adjustment gain Frpg_gain such that the speed compensation value Frcmp becomes zero.

【0069】これは以下の理由による。速度補償値Frc
mpは、PG4が出力するパルス信号から演算したモータ
実速度Frpgのスケールゲインが正しいならば、Frcmp
は常に0になるはずであるが、永久磁石同期電動機3の
駆動部にプーリーで連結されたPG4をエレベータシス
テムに適用している場合、プーリーの製造精度や押し付
けの差や経年変化等の影響で完全に0にすることは困難
となる。
This is for the following reason. Speed compensation value Frc
mp is Frcmp if the scale gain of the actual motor speed Frpg calculated from the pulse signal output by PG4 is correct.
Should always be 0, but when the PG4 connected to the drive unit of the permanent magnet synchronous motor 3 by a pulley is applied to the elevator system, due to the influence of the manufacturing accuracy of the pulley, the difference in pressing and the secular change, etc. It is difficult to make it completely zero.

【0070】そこで、モータ実速度演算器17にて出力
されたモータ実速度Frpgに速度調整ゲインFrpg_
gainを設け、エレベータメンテナンス時には速度補
償値Frcmpが0となるように速度調整ゲインFrpg_
gainの設定を行う。これにより、PG4のプーリー
部の製造精度や経年変化に対応が可能となる。
Therefore, the speed adjustment gain Frpg_ is added to the motor actual speed Frpg output by the motor actual speed calculator 17.
and a speed adjustment gain Frpg_ such that the speed compensation value Frcmp becomes 0 during elevator maintenance.
Set gain. Thereby, it becomes possible to cope with the manufacturing accuracy and aging of the pulley portion of the PG4.

【0071】図11は、磁極位置推定制御手段9のさら
に別の他の一例を示すブロック図である。図10に示し
た磁極位置推定制御手段9に対して、エレベータ運転時
に得られる速度補償値Frcmpに基づいて、速度調整ゲイ
ンFrpg_gainを自動更新する速度調整ゲイン更
新手段28が追加して設けられている。
FIG. 11 is a block diagram showing still another example of the magnetic pole position estimation control means 9. In addition to the magnetic pole position estimation control means 9 shown in FIG. 10, a speed adjustment gain update means 28 for automatically updating the speed adjustment gain Frpg_gain based on the speed compensation value Frcmp obtained during the elevator operation is additionally provided. .

【0072】図12は、速度調整ゲイン更新手段28の
演算処理内容を示すフローチャートである。図12にお
いて、エレベータの運転中において、かご1の速度が定
格速度の95%以上であるか否かを判断し(S1)、か
ご1が定格速度の95%未満の速度で運転さているとき
は処理を終了する。つまり、速度調整ゲインFrpg_
gainの更新は行わない。
FIG. 12 is a flowchart showing the contents of the calculation processing of the speed adjustment gain updating means 28. In FIG. 12, during the operation of the elevator, it is determined whether the speed of the car 1 is 95% or more of the rated speed (S1). When the car 1 is operating at a speed less than 95% of the rated speed, The process ends. That is, the speed adjustment gain Frpg_
The gain is not updated.

【0073】一方、かご1が定格速度の95%以上の速
度で運転されているときは、最新の速度調整ゲインFr
pg_gainを演算する(S2)。すなわち、モータ
実速度演算器17から出力されるモータ実速度Frpg
と、速度補償値演算器23出力される速度補償値Frcmp
のデータから、最新の速度調整ゲインFrpg_gai
n_newを演算する。
On the other hand, when the car 1 is operated at a speed of 95% or more of the rated speed, the latest speed adjustment gain Fr
pg_gain is calculated (S2). That is, the actual motor speed Frpg output from the actual motor speed calculator 17 is
And the speed compensation value Frcmp output from the speed compensation value calculator 23.
From the latest speed adjustment gain Frpg_gai
Calculate n_new.

【0074】そして、かご1が停止しているか否かを判
断し(S3)、停止していない場合は処理を終了する。
つまり、エレベータの運転中は速度調整ゲインFrpg
_gainの更新は行わない。一方、かご1が停止して
る場合には、エレベータ走行中に演算された最新の速度
調整ゲインFrpg_gain_newを調整ゲイン速
度調整ゲイン設定器26に速度調整ゲインFrpg_g
ainとして格納する(S4)。
Then, it is determined whether or not the car 1 is stopped (S3). If the car 1 is not stopped, the process ends.
That is, during the operation of the elevator, the speed adjustment gain Frpg
_Gain is not updated. On the other hand, when the car 1 is stopped, the latest speed adjustment gain Frpg_gain_new calculated during the traveling of the elevator is added to the adjustment gain speed adjustment gain setting unit 26 by the speed adjustment gain Frpg_g.
ain is stored (S4).

【0075】このように、エレベータの定格速度近傍で
の運転中に、モータ実速度Frpgおよび速度補償値Frcm
pに基づいて速度調整ゲインを算出し、エレベータの停
止中に更新する。これにより、自動的に速度調整ゲイン
が適切な値に調整され、PG4のプーリー部の製造精度
や経年変化に対する調整が不要となる。
As described above, during operation of the elevator near the rated speed, the motor actual speed Frpg and the speed compensation value Frcm
The speed adjustment gain is calculated based on p, and is updated while the elevator is stopped. As a result, the speed adjustment gain is automatically adjusted to an appropriate value, and it becomes unnecessary to adjust the manufacturing accuracy and aging of the pulley portion of the PG4.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、エ
レベータの走行時に永久磁石同期電動機の端子間に発生
する誘起電圧を算出し、その誘起電圧に基づいて、永久
磁石同期電動機の端子に印加する電源の一次周波数角が
永久磁石同期電動機の磁極軸位置に一致するように実速
度に速度補償を加えるので、軸ずれによるガタつきやト
ルク不足がなくなる。また、速度補償後の一次周波数角
を磁極軸位置の推定値として把握できる。
As described above, according to the present invention, the induced voltage generated between the terminals of the permanent magnet synchronous motor during traveling of the elevator is calculated, and the terminal of the permanent magnet synchronous motor is calculated based on the induced voltage. The speed is compensated for the actual speed so that the primary frequency angle of the power supply applied to the magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor coincides with that of the permanent magnet synchronous motor. Further, the primary frequency angle after the speed compensation can be grasped as an estimated value of the magnetic pole axis position.

【0077】また、モータ直結型のPGを用いる必要が
なくなるので、巻上機の設置環境が限定された場合にお
いても、永久磁石同期電動機により巻上機を駆動できる
ようになり、電動機の選択の自由度が向上する。
Further, since it is not necessary to use a motor direct-coupled type PG, even when the installation environment of the hoisting machine is limited, the hoisting machine can be driven by the permanent magnet synchronous motor, and the motor can be selected. The degree of freedom is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の実施の形態に係わるエレベー
タ制御装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an elevator control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、永久磁石同期電動機の磁極軸位置と一
次周波数角とがずれた場合の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram when a magnetic pole axis position and a primary frequency angle of a permanent magnet synchronous motor deviate from each other.

【図3】図3は、永久磁石同期電動機の磁極軸位置と一
次周波数角とにずれのない場合の界磁磁束とトルク電流
との関係の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between a field magnetic flux and a torque current when there is no deviation between a magnetic pole axis position and a primary frequency angle of a permanent magnet synchronous motor.

【図4】図4は、永久磁石同期電動機の磁極軸位置と一
次周波数角とにずれがある場合の界磁磁束とトルク電流
との関係の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a relationship between a field magnetic flux and a torque current when there is a deviation between a magnetic pole axis position and a primary frequency angle of a permanent magnet synchronous motor.

【図5】図5は、永久磁石同期電動機の磁極軸が回転す
ることにより発生する誘起電圧ベクトルの説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an induced voltage vector generated when a magnetic pole axis of the permanent magnet synchronous motor rotates.

【図6】図6は、図1に示した電流制御系のブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram of a current control system shown in FIG. 1;

【図7】図7は、図1に示した速度制御系および磁極位
置推定制御手段の一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a speed control system and a magnetic pole position estimation control unit illustrated in FIG. 1;

【図8】図8は、本発明の実施の形態における磁極位置
推定制御手段の他の一例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing another example of the magnetic pole position estimation control means in the embodiment of the present invention.

【図9】図9は、図8に示す可変ゲイン設定器に設定さ
れた可変ゲインの説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a variable gain set in the variable gain setting device shown in FIG. 8;

【図10】図10は、本発明の実施の形態における磁極
位置推定制御手段のさらに別の他の一例を示すブロック
図である。
FIG. 10 is a block diagram showing still another example of the magnetic pole position estimation control means in the embodiment of the present invention.

【図11】図11は、本発明の実施の形態における磁極
位置推定制御手段のさらに別の他の一例を示すブロック
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing still another example of the magnetic pole position estimation control means according to the embodiment of the present invention.

【図12】図12は、図11に示す速度調整ゲイン更新
手段演算処理内容を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a content of a speed adjustment gain updating means calculation process shown in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 かご 2 カウンタウエイト 3 永久磁石同期電動機 4 PG 5 速度制御系 6 電流制御系 7 インバータ 8 電流センサ 9 磁極位置推定制御手段 10 3相/2相変換器 11 dq変換器 12 減算器 13 PIコントローラ 14 逆dq変換器 15 2相/3相変換器 16 PWM回路 17 モータ実速度演算器 18 加算器 19 速度指令発生器 20 d軸電流指令発生器 21 一次周波数角演算器 22 誘起電圧演算器 23 速度補償値演算器 24 可変ゲイン設定器 25 可変ゲイン乗算器 26 速度調整ゲイン設定器 27 速度調整ゲイン乗算器 28 速度調整ゲイン更新手段 Reference Signs List 1 car 2 counter weight 3 permanent magnet synchronous motor 4 PG 5 speed control system 6 current control system 7 inverter 8 current sensor 9 magnetic pole position estimation control means 10 three-phase / two-phase converter 11 dq converter 12 subtractor 13 PI controller 14 Inverse dq converter 15 2-phase / 3-phase converter 16 PWM circuit 17 Motor actual speed calculator 18 Adder 19 Speed command generator 20 d-axis current command generator 21 Primary frequency angle calculator 22 Induced voltage calculator 23 Speed compensation Value calculator 24 variable gain setting device 25 variable gain multiplier 26 speed adjustment gain setting device 27 speed adjustment gain multiplier 28 speed adjustment gain updating means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋根 一夫 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 3F002 EA05 EA08 5H576 AA07 BB04 BB10 DD02 DD07 EE01 EE11 EE19 EE30 GG02 GG04 GG05 GG08 HB01 JJ03 JJ04 JJ10 JJ24 JJ25 LL07 LL22 LL24 LL41  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Shimane 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo F-term in the Fuchu Plant of Toshiba Corporation 3F002 EA05 EA08 5H576 AA07 BB04 BB10 DD02 DD07 EE01 EE11 EE19 EE30 GG02 GG04 GG05 GG08 HB01 JJ03 JJ04 JJ10 JJ24 JJ25 LL07 LL22 LL24 LL41

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石同期電動機にインバータから可
変電圧周波数交流電源を供給し前記永久磁石同期電動機
に連結された巻上機を駆動してエレベータを制御するエ
レベータ制御装置において、前記永久磁石同期電動機の
実速度とその速度指令値との速度偏差信号に基づいて電
流指令値を演算すると共に前記実速度に基づいて前記イ
ンバータの一次周波数角を演算する速度制御系と、前記
インバータの出力電流が前記速度制御系からの一次周波
数角の電流指令値になるように前記インバータにゲート
信号を出力する電流制御系と、前記速度制御系で演算さ
れる一次周波数角が前記永久磁石同期電動機の磁極軸位
置に一致するように前記実速度に速度補償を加える磁極
軸位置推定制御手段とを備えたことを特徴とするエレベ
ータ制御装置。
1. An elevator control apparatus for controlling an elevator by supplying a variable voltage frequency AC power supply from an inverter to a permanent magnet synchronous motor and driving a hoisting machine connected to the permanent magnet synchronous motor to control the elevator. A speed control system that calculates a current command value based on a speed deviation signal between the actual speed and the speed command value and calculates a primary frequency angle of the inverter based on the actual speed; and A current control system that outputs a gate signal to the inverter so as to be a current command value of a primary frequency angle from a speed control system; and a primary frequency angle calculated by the speed control system is a magnetic pole axis position of the permanent magnet synchronous motor. And a magnetic pole axis position estimating control means for applying speed compensation to the actual speed so as to match the actual speed.
【請求項2】 前記磁極軸位置推定制御手段は、前記永
久磁石同期電動機の端子間における誘起電圧の直交回転
座標系でのd軸成分値が零となる速度補償値を算出し、
その速度補償値を前記実速度に加味することを特徴とす
る請求項1に記載のエレベータ制御装置。
2. The magnetic pole axis position estimating control means calculates a speed compensation value at which a d-axis component value of an induced voltage between terminals of the permanent magnet synchronous motor in a rectangular rotating coordinate system becomes zero,
The elevator control device according to claim 1, wherein the speed compensation value is added to the actual speed.
【請求項3】 前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速
度制御系で算出された電流指令値と、前記電流制御系で
算出される前記ゲート信号の算出過程で得られる直交回
転座標系でのd軸電圧指令値とに基づいて、前記速度補
償値を算出するようにしたことを特徴とする請求項2に
記載のエレベータ制御装置。
3. The magnetic pole axis position estimation control means according to claim 1, further comprising: a current command value calculated by said speed control system; and a quadrature rotation coordinate system obtained in a process of calculating said gate signal calculated by said current control system. The elevator control device according to claim 2, wherein the speed compensation value is calculated based on a d-axis voltage command value.
【請求項4】 前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速
度制御系で算出された電流指令値に代えて、前記インバ
ータの出力電流の検出値を用いて、前記速度補償値を算
出することを特徴とする請求項3に記載のエレベータ制
御装置。
4. The magnetic pole axis position estimating control means calculates the speed compensation value using a detected value of the output current of the inverter instead of the current command value calculated by the speed control system. The elevator control device according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速
度補償値に前記実速度の領域に応じた可変ゲインを乗算
して、前記実速度に加味することを特徴とする請求項2
乃至請求項4のいずれか1項に記載のエレベータ制御装
置。
5. The magnetic pole axis position estimating control means multiplies the speed compensation value by a variable gain corresponding to the real speed region, and takes into account the actual speed.
The elevator control device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 前記磁極軸位置推定制御手段は、前記速
度補償値が零となるように、検出された前記永久磁石同
期電動機の実速度に速度調整ゲインを乗算することを特
徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の
エレベータ制御装置。
6. The magnetic pole axis position estimating control means multiplies the detected actual speed of the permanent magnet synchronous motor by a speed adjustment gain so that the speed compensation value becomes zero. The elevator control device according to any one of claims 2 to 4.
【請求項7】 前記磁極軸位置推定制御手段は、エレベ
ータ運転時に得られる前記速度補償値に基づいて、前記
速度調整ゲインを自動更新することを特徴とする請求項
6に記載のエレベータ制御装置。
7. The elevator control device according to claim 6, wherein the magnetic pole axis position estimation control means automatically updates the speed adjustment gain based on the speed compensation value obtained during elevator operation.
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