JP2001031339A - Elevator controller - Google Patents
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Abstract
Description
【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
出力に対し小型に製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
The gnet Synchronus Motor) has recently been used as a drive unit of an elevator system 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】図11は、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
の構成図である。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。また、
かご1には荷重検出器5が設けられ、かご荷重が検出さ
れる。FIG. 11 is a configuration diagram of an elevator control device that controls an elevator by driving a permanent magnet synchronous motor with an inverter. The elevator car 1 is connected to a counterweight 2 by a main rope, and is suspended via a pulley. The pulley is driven by the permanent magnet synchronous motor 3, and 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. Also,
The car 1 is provided with a load detector 5 for detecting a car load.
【0004】PG4で検出されたパルス信号および荷重
検出器5で検出されたかご荷重は、エレベータのかご1
の速度を制御する速度制御系6に入力される。速度制御
系6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、かご荷重を加味して、インバー
タ7へゲート信号を出力する電流制御系8への電流指令
値Idc、Iqcを演算する。[0004] The pulse signal detected by the PG 4 and the car load detected by the load detector 5 correspond to the car 1 of the elevator.
Is input to a speed control system 6 for controlling the speed of the motor. The speed control system 6 outputs a gate signal to the inverter 7 by adding a car load to a speed deviation signal between the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 and the speed command value, and outputs a current command value to the current control system 8. Calculate Idc and Iqc.
【0005】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。また、速度制
御系6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 a d-axis current command value Idc and a q-axis current command value Iqc in an orthogonal rotating 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. The speed control system 6 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.
【0006】電流制御系8では、速度制御系6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9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6からの電流指令値に基づ
き駆動制御される。In the current control system 8, 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 6 and input via the current sensor 9. 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 6.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
エレベータ制御装置に使用される永久磁石同期電動機3
の一つの形態として薄型偏平構造があり、この構造の永
久磁石同期電動機3では、磁極が回転する際に伴う磁束
の変化が、スロットリプルの影響により歪んでしまう。
すなわち、本来ならば正弦波状であるべき磁束変化に対
して、スロットリプルの影響により歪んでしまい、これ
が原因となって永久磁石同期電動機3の発生トルクが脈
動し、エレベータの乗り心地の悪化の要因をなってい
る。また、永久磁石同期電動機3の巻線のアンバランス
や電流を検出するセンサ系統の誤差等から発生するトル
ク脈動もトルクリプルの原因となっている。However, the permanent magnet synchronous motor 3 used in such an elevator control device
One of the embodiments is a thin flat structure. In the permanent magnet synchronous motor 3 having this structure, a change in magnetic flux when the magnetic pole rotates is distorted due to the effect of slot ripple.
That is, the magnetic flux change, which should be sinusoidal, is distorted due to the effect of slot ripples, which causes the torque generated by the permanent magnet synchronous motor 3 to pulsate, thereby deteriorating the ride comfort of the elevator. Has become. Further, torque ripple generated due to an unbalance of the winding of the permanent magnet synchronous motor 3 or an error in a sensor system for detecting current also causes torque ripple.
【0008】以下、スロット数が極数の6倍の場合を例
にとりスロットリプルについて説明する。図12は、永
久磁石同期電動機3の鉄心10のスロットに形成された
電機子巻線11と、磁極の移動進行に伴い電機子巻線1
1に発生する磁界の関係を示す説明図である。理論上で
は、電機子巻線電流により生成される磁束の空間分布
は、特性曲線S1に示すように正弦波状であるが、実際
には電機子巻線11の本数が有限なため、特性曲線S2
に示すようにほぼステップ状に磁束が変化してしまう。Hereinafter, slot ripple will be described by taking as an example a case where the number of slots is six times the number of poles. FIG. 12 shows the armature winding 11 formed in the slot of the iron core 10 of the permanent magnet synchronous motor 3 and the armature winding 1 as the magnetic pole moves.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship of a magnetic field generated in FIG. Theoretically, the spatial distribution of the magnetic flux generated by the armature winding current is sinusoidal as shown by the characteristic curve S1, but actually the number of the armature windings 11 is finite, so that the characteristic curve S2
The magnetic flux changes almost stepwise as shown in FIG.
【0009】図13は、実磁束と磁極位置との関係を時
間の経過に従って示した特性図である。実磁束分布はス
ロットを磁極が通過することに伴い、時間を追う毎に図
13のように、ステップ状の形状を変化させながら変化
していく。これがスロットリプルとして発生トルクを歪
ませる要因となる。誘導電動機では巻線のスキュー等の
対策を行っており、実用上は問題のないレベルに抑えら
れているが、薄型構造を持つ永久磁石同期電動機3では
スキュー効果が少なくなってしまい、従来以上にスロッ
トリプルが発生してしまう。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the actual magnetic flux and the magnetic pole position over time. As the magnetic pole passes through the slot, the actual magnetic flux distribution changes while changing the step shape as shown in FIG. 13 every time. This causes the torque generated as slot ripple to be distorted. In the induction motor, measures such as winding skew are taken, and the level is practically suppressed. However, the skew effect is reduced in the permanent magnet synchronous motor 3 having a thin structure, and the skew effect is reduced. Slot ripple occurs.
【0010】図14に実磁束分布の基本波成分と高調波
成分との関係を示す。図14(a)、(b)、(c)に
おいて、基本波成分は時間と共に左の方向へ進むものと
し、高調波成分の5次/7次成分の基本波に対する周波
数は5倍/7倍であり、その位相は、基本波が60゜進
行する間で約360゜変化するものとする。FIG. 14 shows the relationship between the fundamental component and the harmonic component of the actual magnetic flux distribution. 14 (a), 14 (b) and 14 (c), it is assumed that the fundamental wave component proceeds to the left with time, and the frequency of the fifth / seventh harmonic component with respect to the fundamental wave is 5/7 times. It is assumed that the phase changes by about 360 ° while the fundamental wave travels by 60 °.
【0011】図14(a)の状態では、磁極は電気角で
180゜の位置にあり、このとき高調波成分となる5次
/7次成分の磁束の位相は基本波と一致しているので、
磁極位置における磁束は0である。また、このとき磁極
はスロットとスロットとの間にある。また、図14
(a)の状態から磁極位置が電気角で30゜進行した図
14(c)の状態では、5次/7次成分は電気角で18
0゜変化する。この状態でも磁極位置における5次/7
次成分の磁束は0である。なお、磁極はスロットの位置
にある。In the state shown in FIG. 14A, the magnetic pole is at a position of 180 ° in electrical angle. At this time, the phase of the magnetic flux of the fifth / seventh order component, which is the harmonic component, matches the fundamental wave. ,
The magnetic flux at the magnetic pole position is zero. At this time, the magnetic pole is located between the slots. FIG.
In the state shown in FIG. 14C in which the magnetic pole position has advanced by 30 ° in electrical angle from the state shown in FIG. 14A, the 5th / 7th order component is 18 electrical degrees.
0 ° changes. Even in this state, the fifth order / 7 at the magnetic pole position
The magnetic flux of the next component is zero. The magnetic pole is at the position of the slot.
【0012】次に、図14(a)の状態から図14
(c)の状態に移行する間の状態、つまり、図14
(b)の状態では、磁極位置における5次/7次成分の
磁束は0ではなくなり、従って、磁極位置の影響による
総磁束は増大し、発生トルクも最も大きくなる。これ
が、トルク脈動の基本周波数の6倍成分(6f成分)の
原因となる。Next, the state shown in FIG.
The state during the transition to the state (c), that is, FIG.
In the state (b), the magnetic flux of the fifth / seventh-order component at the magnetic pole position is not 0, and therefore, the total magnetic flux due to the influence of the magnetic pole position increases, and the generated torque becomes maximum. This causes a six-fold component (6f component) of the fundamental frequency of the torque pulsation.
【0013】本発明の目的は、エレベータを駆動する永
久磁石同期電動機の発生トルクが脈動した場合において
も、エレベータの乗り心地の悪化を抑制することができ
るエレベータ制御装置を提供することである。An object of the present invention is to provide an elevator control device capable of suppressing deterioration of the ride quality of an elevator even when the torque generated by a permanent magnet synchronous motor driving the elevator pulsates.
【0014】[0014]
【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
づいてトルク電流指令値および磁束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
電流が前記一次周波数角でのトルク電流指令値および磁
束電流指令値を満たす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、前記トルク電流指令値およ
び前記一次周波数角に基づいて前記永久磁石同期電動機
のトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補償値を
演算し前記トルク電流指令値に加味するトルクリプル除
去制御演算器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 that controls the elevator by calculating a torque current command value and a magnetic flux 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 based on the actual speed. A speed control system for calculating a primary frequency angle of the inverter by using a current control to output a gate signal to the inverter so that an output current of the inverter satisfies a torque current command value and a magnetic flux current command value at the primary frequency angle. And a torque ripple of the permanent magnet synchronous motor based on the torque current command value and the primary frequency angle. Characterized in that a calculated torque ripple compensation value torque ripple removal control calculator for adding the torque current command value for win.
【0015】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トルク電流
指令値および磁束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。トルク
リプル除去制御演算器は、速度制御系からのトルク電流
指令値および一次周波数角に基づいて永久磁石同期電動
機のトルクリプルを抑制するためのトルクリプル補償値
を演算しトルク電流指令値に加味して電流制御系に出力
する。電流制御系では、トルクリプル補償値が加味され
たトルク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。In the elevator control apparatus according to the first aspect of the present invention, the speed control system converts the torque current command value and the magnetic flux current command value based on a speed deviation signal between the actual speed of the permanent magnet synchronous motor and the speed command value. The calculation is performed, and the primary frequency angle of the inverter is calculated based on the actual speed. The torque ripple elimination control calculator calculates a torque ripple compensation value for suppressing torque ripple of the permanent magnet synchronous motor based on the torque current command value from the speed control system and the primary frequency angle, and performs current control in consideration of the torque current command value. Output to the system. The current control system outputs a gate signal to the inverter so that the torque current command value takes into account the torque ripple compensation value.
【0016】請求項2の発明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、前記トルクリプル除去
制御演算器は、前記トルク電流指令値に代えて前記磁束
電流指令値に前記トルクリプル補償値を加味することを
特徴とする。In the elevator control apparatus according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the torque ripple elimination control computing unit adds the torque ripple compensation value to the magnetic flux current command value instead of the torque current command value. It is characterized by doing.
【0017】請求項2の発明に係わるエレベータ制御装
置では、トルクリプル補償値が加味された磁束電流指令
値になるようにインバータにゲート信号を出力する。In the elevator control apparatus according to the second aspect of the present invention, a gate signal is output to the inverter so that the magnetic flux current command value takes into account the torque ripple compensation value.
【0018】請求項3の発明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、前記トルクリプル除去
制御演算器は、前記トルク電流指令値に代えて前記一次
周波数角に前記トルクリプル補償値を加味することを特
徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the elevator control device according to the first aspect of the present invention, the torque ripple elimination control arithmetic unit adds the torque ripple compensation value to the primary frequency angle instead of the torque current command value. It is characterized by the following.
【0019】請求項3の発明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、前記トルクリプル除去
制御演算器は、トルクリプル補償値が加味された一次周
波数角になるようにインバータにゲート信号を出力す
る。According to a third aspect of the present invention, in the elevator control device according to the first aspect of the present invention, the torque ripple elimination control arithmetic unit outputs a gate signal to the inverter so as to have a primary frequency angle to which a torque ripple compensation value is added. I do.
【0020】請求項4の発明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、前記トルクリプル除去
制御演算器は、前記トルク電流指令値に比例した値を振
幅とし、前記一次周波数角から演算された基本周波数の
N倍成分を位相とする正弦波を前記トルクリプル補償値
として演算することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the first aspect of the present invention, the torque ripple elimination control computing unit computes an amplitude having a value proportional to the torque current command value from the primary frequency angle. And calculating a sine wave having a phase of N times the fundamental frequency as the torque ripple compensation value.
【0021】請求項4の発明に係わるエレベータ制御装
置では、トルクリプル除去制御演算器で演算されるトル
クリプル補償値は、トルク電流指令値に比例した値を振
幅とし、一次周波数角から演算された基本周波数のN倍
成分を位相とする正弦波で示される。In the elevator control apparatus according to the fourth aspect of the invention, the torque ripple compensation value calculated by the torque ripple elimination control calculator has a value proportional to the torque current command value as an amplitude, and the fundamental frequency calculated from the primary frequency angle. Is represented by a sine wave whose phase is N times the component of
【0022】請求項5の発明に係わるエレベータ制御装
置は、請求項4の発明において、前記トルクリプル除去
制御演算器は、エレベータのかごとカウンタウエイトと
の不平衡荷重トルクに対応して、前記トルクリプル補償
値における振幅を可変にしたことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the torque ripple elimination control calculator is configured to adjust the torque ripple compensation value in accordance with an unbalanced load torque between an elevator car and a counterweight. Is characterized by having variable amplitude.
【0023】請求項5の発明に係わるエレベータ制御装
置では、エレベータのかごとカウンタウエイトとの不平
衡荷重トルクに対応して、トルクリプル補償値における
振幅を可変にし、かご荷重に対応させて振動を抑制す
る。In the elevator control apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the amplitude of the torque ripple compensation value is made variable in accordance with the unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight, and the vibration is suppressed in accordance with the car load. .
【0024】請求項6の発明に係わるエレベータ制御装
置は、請求項4の発明において、前記トルクリプル除去
制御演算器は、エレベータのかごとカウンタウエイトと
の不平衡荷重トルクに対応して、前記トルクリプル補償
値における位相を可変にしたことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the fourth aspect, the torque ripple elimination control computing unit is configured to adjust the torque ripple compensation value in correspondence with an unbalanced load torque between the elevator car and a counterweight. Is characterized by having a variable phase.
【0025】請求項6の発明に係わるエレベータ制御装
置では、エレベータのかごとカウンタウエイトとの不平
衡荷重トルクに対応して、トルクリプル補償値における
位相を可変にし、かご荷重に対応させて振動を抑制す
る。In the elevator control apparatus according to the present invention, the phase of the torque ripple compensation value is made variable in accordance with the unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight, and the vibration is suppressed in accordance with the car load. .
【0026】請求項7の発明に係わるエレベータ制御装
置は、請求項4の発明において、前記トルクリプル除去
制御演算器は、前記永久磁石同期電動機の実速度に応
じ、前記トルクリプル補償値の振幅を可変にすることを
特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the fourth aspect, the torque ripple elimination control computing unit varies the amplitude of the torque ripple compensation value according to the actual speed of the permanent magnet synchronous motor. It is characterized by doing.
【0027】請求項7の発明に係わるエレベータ制御装
置では、永久磁石同期電動機の実速度に応じ、トルクリ
プル補償値の振幅を可変にし、制御可能な範囲で安定し
た振動抑制の制御を行う。In the elevator control apparatus according to the present invention, the amplitude of the torque ripple compensation value is made variable in accordance with the actual speed of the permanent magnet synchronous motor, and stable vibration suppression control is performed within a controllable range.
【0028】請求項8の発明に係わるエレベータ制御装
置は、請求項4の発明において、前記トルクリプル除去
制御演算器は、エレベータのかごとカウンタウエイトと
の不平衡荷重トルクに対応して、予め定められた前記ト
ルクリプル補償値における振幅および位相を選択し、前
記トルクリプル補償値における振幅および位相を可変に
したことを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the elevator control apparatus according to the fourth aspect, the torque ripple elimination control calculator is set in advance in correspondence with an unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight. An amplitude and a phase in the torque ripple compensation value are selected, and the amplitude and the phase in the torque ripple compensation value are made variable.
【0029】請求項8の発明に係わるエレベータ制御装
置では、エレベータのかごとカウンタウエイトとの不平
衡荷重トルクに対応して予め定められたトルクリプル補
償値における振幅および位相に基づいて、トルクリプル
補償値における振幅および位相を可変にする。According to an eighth aspect of the present invention, in the elevator control device, the amplitude in the torque ripple compensation value is determined based on the amplitude and the phase in the torque ripple compensation value predetermined in correspondence with the unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight. And make the phase variable.
【0030】[0030]
【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
ータ制御装置のブロック構成図である。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、永久
磁石同期電動機3で駆動されるプーリーに吊されかご1
の昇降が行われる。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram of an elevator control device according to a first embodiment of the present invention. The elevator car 1 is connected to a counterweight 2 by a main rope, and is suspended from a pulley driven by a permanent magnet synchronous motor 3.
Is moved up and down.
【0031】永久磁石同期電動機3の回転数はPG4を
介してパルス信号で検出され、また、かご1のかご荷重
は荷重検出器5で検出され、それぞれエレベータのかご
1の速度を制御する速度制御系6に入力される。速度制
御系6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、その実速度と速度
指令値との速度偏差信号にかご荷重を加味して、電流制
御系8への電流指令値Idc、Iqcを演算する。ま
た、永久磁石同期電動機3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 rotational speed of the permanent magnet synchronous motor 3 is detected by a pulse signal via the PG 4 and the car load of the car 1 is detected by the load detector 5 to control the speed of the car 1 of the elevator. Input to the system 6. The speed control system 6 calculates the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 from the pulse signal input from the PG 4, adds a car load to a speed deviation signal between the actual speed and the speed command value, and sends the signal to the current control system 8. Of the current command values Idc and Iqc. Further, the primary frequency angle θe of the inverter 7 is calculated based on the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3.
【0032】電流制御系8への電流指令値Idc、Iq
c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(磁束電流指令
値)Idcおよびq軸電流指令値(トルク電流指令値)
Iqcである。Current command values Idc, Iq to current control system 8
c is a d-axis current command value (magnetic flux current command value) Idc and a q-axis current command value (torque current command value) in the orthogonal rotation coordinate system when the permanent magnet synchronous motor 3 is vector-controlled.
Iqc.
【0033】電流制御系8では、速度制御系6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9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。In the current control system 8, the d-axis current command value Idc, the q-axis current command value Iqc, and the primary frequency angle θe in the orthogonal rotation coordinate system are input from the speed control system 6 and input via the current sensor 9. 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.
【0034】すなわち、インバータ7の出力電流Iu
f、Iwfは電流センサ9で検出され、電流制御系8の
3相/2相変換器12に入力される。この3相/2相変
換器12は電流センサ9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。That is, the output current Iu of the inverter 7
f and Iwf are detected by the current sensor 9 and input to the three-phase / two-phase converter 12 of the current control system 8. The three-phase / two-phase converter 12 converts the current signals Iuf and Iwf represented by three phases in the stationary coordinate system from the current sensor 9 into current signals Ix and Iy represented by two phases in the orthogonal stationary coordinate system.
【0035】3相/2相変換器12で変換された2相の
電流信号Ix、Iyは、dq変換器13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13では、速度制御系6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、それぞれ加算器14a、1
4bに出力する。The two-phase current signals Ix and Iy converted by the three-phase / two-phase converter 12 are input to the dq converter 13 and are converted into current signals Idf and Iqf of a rectangular rotating coordinate system.
That is, the dq converter 13 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 6. And adders 14a, 1
4b.
【0036】一方、速度制御系6からの直交回転座標系
でのd軸電流指令値Idcは、加算器14aに入力さ
れ、加算器14a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、加
算器14b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。On the other hand, the d-axis current command value Idc in the orthogonal rotation coordinate system from the speed control system 6 is input to the adder 14a, and the adder 14a outputs the d-axis current signal Idf and the d-axis current command value Idc. A current deviation signal is calculated, 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 adder 14b.
【0037】ここで、加算器14bに入力されるq軸電
流指令値Iqcは、加算器14cにより、速度制御系6
からのq軸電流指令値Iqcにトルクリプル除去制御演
算器19からのトルクリプル補償値が加算されたq軸電
流指令値Iqcである。トルクリプル除去制御演算器1
9は、永久磁石同期電動機3の発生するトルクリプルを
除去するトルクリプル補償値を演算するものであり、速
度制御系6から出力されるq軸電流指令値Iqcおよび
一次周波数角θeに基づいて、永久磁石同期電動機3の
トルクリプルを抑制するためのトルクリプル補償値を演
算する。そして、そのトルクリプル補償値を加算器14
cにて速度制御系6からのq軸電流指令値Iqcに加算
する。すなわち、速度制御系6からのq軸電流指令値I
qcにトルクリプル補償値を加算して新しいq軸電流指
令値Iqcを作成し、加算器14bの入力として振動抑
制制御を行う。The q-axis current command value Iqc input to the adder 14b is converted by the adder 14c into the speed control system 6
Is the q-axis current command value Iqc obtained by adding the torque ripple compensation value from the torque ripple removal control calculator 19 to the q-axis current command value Iqc from. Torque ripple elimination control calculator 1
9 calculates a torque ripple compensation value for removing torque ripple generated by the permanent magnet synchronous motor 3. Based on the q-axis current command value Iqc output from the speed control system 6 and the primary frequency angle θe, a permanent magnet A torque ripple compensation value for suppressing torque ripple of the synchronous motor 3 is calculated. Then, the torque ripple compensation value is added to the adder 14.
At c, the value is added to the q-axis current command value Iqc from the speed control system 6. That is, the q-axis current command value I from the speed control system 6
A new q-axis current command value Iqc is created by adding the torque ripple compensation value to qc, and vibration suppression control is performed as an input to the adder 14b.
【0038】加算器14a、14bで得られた電流偏差
信号は、それぞれPIコントローラ15a、15b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。The current deviation signals obtained by the adders 14a and 14b are input to PI controllers 15a and 15b, respectively, and are PI-calculated (proportional-integral) to obtain d-axis voltage command values Vdc and q in the orthogonal rotating coordinate system. A shaft voltage command value Vqc is generated.
【0039】このPIコントローラ15a、15b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16に入力される。逆dq変換器16
では、d軸電圧指令値Vdcおよびq軸電圧指令値Vq
c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6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Vd
c、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17に出力する。2相/3相
変換器17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、Vv、Vwに変換する。そして、PWM回
路18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。The d-axis voltage command value Vdc and q-axis voltage command value Vqc from the PI controllers 15a and 15b
Is input to the inverse dq converter 16. Inverse dq converter 16
Then, the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vq
c is converted into voltage command values Vx and Vy in the orthogonal stationary coordinate system. That is, based on the primary frequency angle (electrical angle) θe from the speed control system 6, the voltage command value Vd of the orthogonal rotation coordinate system
c and Vqc are converted into voltage command values Vx and Vy in the orthogonal stationary coordinate system, and output to the two-phase / three-phase converter 17. The two-phase / three-phase converter 17 converts the voltage command values Vx, Vy of the rectangular stationary coordinate system represented by two phases into the voltage command values Vu, Vv, Vw of the rectangular stationary coordinate system represented by three phases. Then, the PWM circuit 18 creates and outputs a gate signal to the inverter 7 by pulse width modulation of the voltage command signals Vu, Vv, Vw.
【0040】このように、トルクリプル除去制御演算器
19によりトルクリプル補償値を演算して、q軸電流指
令値(トルク電流指令値)Iqcに対して加算を行こと
により、永久磁石同期電動機3の発生トルクの歪み(振
動成分)を抑制する。As described above, the torque ripple elimination control calculator 19 calculates the torque ripple compensation value and adds it to the q-axis current command value (torque current command value) Iqc to generate the permanent magnet synchronous motor 3 Suppresses torque distortion (vibration component).
【0041】図2は、トルクリプル除去制御演算器19
の一例を示すブロック構成図である。速度制御系6から
出力される一次周波数角θeは、トルクリプル除去制御
演算器19のN倍周期演算器20に入力され、一次周波
数角θeのN倍の位相(_Nf_θe)が演算される。例え
ば6倍の位相(_6f_θe)が演算される。FIG. 2 shows a torque ripple elimination control calculator 19.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration. The primary frequency angle θe output from the speed control system 6 is input to the N-times period calculator 20 of the torque ripple elimination control calculator 19, and a phase (_Nf_θe) N times the primary frequency angle θe is calculated. For example, a six-fold phase (_6f_θe) is calculated.
【0042】これは、永久磁石同期電動機3のトルクリ
プルは基本周波数の6倍成分(6f成分)が原因となる
ことが多いからである。すなわち、スロットリプルはス
ロット数とモータの極数との関係で決まるもので、例え
ば、モータスロットが72個、極数が12ならば、スロ
ットリプルは永久磁石同期電動機3への供給周波数の1
2倍となる。N倍周期演算器20で演算されたN倍位相
(_Nf_θe)は、正弦波の位相Qとして正弦波関数器2
1に入力される。This is because torque ripple of the permanent magnet synchronous motor 3 is often caused by a component six times the fundamental frequency (6f component). That is, the slot ripple is determined by the relationship between the number of slots and the number of poles of the motor. For example, if the number of motor slots is 72 and the number of poles is 12, the slot ripple is one of the supply frequencies to the permanent magnet synchronous motor 3.
Double. The N-times phase (_Nf_θe) calculated by the N-times period calculator 20 is used as the sine wave function unit 2 as the sine wave phase Q.
1 is input.
【0043】一方、速度制御系6から出力されるq軸電
流指令Iqcは、トルクリプル除去制御演算器19の絶
対値回路22に入力され絶対値に変換され、得られたq
軸電流指令値Iqcの絶対値は乗算器23で、正弦波の
振幅を設定するゲイン定数a(_Nf_Gain_FIX)が乗算さ
れて振幅値Aが求められる。そして、振幅値Aは正弦波
関数器22に入力される。これは、スロットリプルの6
f成分はスロット位置を基準としてsin成分となるから
である。On the other hand, the q-axis current command Iqc output from the speed control system 6 is input to the absolute value circuit 22 of the torque ripple elimination control calculator 19 and converted into an absolute value, and the obtained q
The absolute value of the shaft current command value Iqc is multiplied by a gain constant a (_Nf_Gain_FIX) for setting the amplitude of the sine wave in the multiplier 23 to obtain the amplitude value A. Then, the amplitude value A is input to the sine wave function unit 22. This is slot ripple 6
This is because the f component becomes a sin component based on the slot position.
【0044】正弦波関数器21では、乗算器23の出力
を振幅Aとし、N倍周期演算器20の出力を位相Qとし
た正弦波AsinQを出力する。この出力信号(正弦波Asin
Q)はリミッタ回路24およびフィルタ回路25を通っ
て、トルクリプル補償値α(Nf_Compen)として出力さ
れる。このトルクリプル補償値αは、q軸電流指令値I
qcに対して加算される。The sine wave function unit 21 outputs a sine wave AsinQ having the output of the multiplier 23 as the amplitude A and the output of the N-times period calculator 20 as the phase Q. This output signal (sine wave Asin
Q) passes through a limiter circuit 24 and a filter circuit 25 and is output as a torque ripple compensation value α (Nf_Compen). This torque ripple compensation value α is the q-axis current command value I
qc.
【0045】この第1の実施の形態によれば、q軸電流
指令値(トルク電流指令値)Iqcに対して基本周波数
のN倍成分の正弦波状トルク補償値αを演算し加算を行
うので、エレベータの走行中において、スロットリプル
の影響による発生トルクの歪み(振動成分)を抑制でき
る。According to the first embodiment, a sinusoidal torque compensation value α of an N-times component of the fundamental frequency is calculated and added to the q-axis current command value (torque current command value) Iqc. During traveling of the elevator, distortion (vibration component) of the generated torque due to the effect of the slot ripple can be suppressed.
【0046】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図3は本発明の第2の実施の形態に係わるエレベー
タ制御装置のブロック構成図である。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、トルク
リプル除去制御演算器19は、トルク電流指令値(q軸
電流指令値)Iqcに代えて磁束電流指令値(d軸電流
指令値)Idcにトルクリプル補償値を加味するように
したものである。その他の構成は、図1に示す第1の実
施の形態と同一であるので、同一要素には同一符号を付
し重複する説明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram of an elevator control device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the torque ripple elimination control calculator 19 replaces the torque current command value (q-axis current command value) Iqc with the magnetic flux current command value. (D-axis current command value) The torque ripple compensation value is added to Idc. The other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, the same components are denoted by the same reference symbols and overlapping description will be omitted.
【0047】図3において、トルクリプル除去制御演算
器19は、速度制御系6から出力されるq軸電流指令値
(トルク電流指令値)Iqcおよび一次周波数角θeに
基づいて、永久磁石同期電動機3のトルクリプルを抑制
するためのトルクリプル補償値を演算する。そして、そ
のトルクリプル補償値を加算器14cにて速度制御系6
からのd軸電流指令値(磁束電流指令値)Idcに加算
する。これにより、速度制御系6からのd軸電流指令値
(磁束電流指令値)Idcにトルクリプル補償値を加算
して新しいd軸電流指令値(磁束電流指令値)Idcを
作成し、加算器14aの入力として振動抑制制御を行
う。In FIG. 3, the torque ripple elimination control calculator 19 determines the torque of the permanent magnet synchronous motor 3 based on the q-axis current command value (torque current command value) Iqc output from the speed control system 6 and the primary frequency angle θe. A torque ripple compensation value for suppressing the torque ripple is calculated. Then, the torque ripple compensation value is added to the speed control system 6 by the adder 14c.
To the d-axis current command value (magnetic flux current command value) Idc. Thus, a new d-axis current command value (magnetic flux current command value) Idc is created by adding the torque ripple compensation value to the d-axis current command value (magnetic flux current command value) Idc from the speed control system 6, and the adder 14a Vibration suppression control is performed as an input.
【0048】この処理により、d軸電流指令値(磁束電
流指令値)IdcはN倍の振動を抑制する成分を含むこ
とになり、d軸電流制御によりインバータ7から永久磁
石同期電動機3への出力電流にその抑制成分が含まれて
制御されるので、永久磁石同期電動機3の発生トルクの
歪みを抑制することができる。By this processing, the d-axis current command value (magnetic flux current command value) Idc includes a component for suppressing N-fold vibration, and the output from the inverter 7 to the permanent magnet synchronous motor 3 by the d-axis current control. Since the current is controlled by including the suppression component, the distortion of the torque generated by the permanent magnet synchronous motor 3 can be suppressed.
【0049】次に、本発明の第3の実施の形態を説明す
る。図4は本発明の第3の実施の形態に係わるエレベー
タ制御装置のブロック構成図である。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、トルク
リプル除去制御演算器19は、トルク電流指令値(q軸
電流指令値)Iqcに代えて一次周波数角θeにトルク
リプル補償値を加味するようにしたものである。その他
の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同一であるの
で、同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略す
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram of an elevator control device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the torque ripple elimination control calculator 19 replaces the torque current command value (q-axis current command value) Iqc with the primary frequency angle θe. And a torque ripple compensation value. The other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, the same components are denoted by the same reference symbols and overlapping description will be omitted.
【0050】図4において、トルクリプル除去制御演算
器19は、速度制御系6から出力されるq軸電流指令値
(トルク電流指令値)Iqcおよび一次周波数角θeに
基づいて、永久磁石同期電動機3のトルクリプルを抑制
するためのトルクリプル補償値を演算する。トルクリプ
ル除去制御演算器19で演算されたトルクリプル補償値
は、加算器14cにて速度制御系6からの一次周波数角
θeに加算され、新しい一次周波数角θeを作成する。
そして、トルクリプル補償値が加えられた新しい一次周
波数角θeは、dq変換器13および逆dq変換器16
に入力される。In FIG. 4, a torque ripple elimination control calculator 19 calculates the torque of the permanent magnet synchronous motor 3 based on the q-axis current command value (torque current command value) Iqc output from the speed control system 6 and the primary frequency angle θe. A torque ripple compensation value for suppressing the torque ripple is calculated. The torque ripple compensation value calculated by the torque ripple removal control calculator 19 is added to the primary frequency angle θe from the speed control system 6 by the adder 14c to create a new primary frequency angle θe.
The new primary frequency angle θe to which the torque ripple compensation value has been added is calculated by the dq converter 13 and the inverse dq converter 16.
Is input to
【0051】この処理により、一次周波数角θeはN倍
の振動を抑制する成分を含むことになる。このことは逆
dq変換器16および2相/3相変換器17にて、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3相電圧指令値Vu、Vv、Vwに変換す
る上で、振動を抑制するよう変換することになる。従っ
て、永久磁石同期電動機3の発生トルクの歪みを抑制す
ることができる。By this processing, the primary frequency angle θe includes a component for suppressing N-fold vibration. This means that the d-axis voltage command value Vdc and the q-axis voltage command value Vqc are converted by the inverse dq converter 16 and the 2-phase / 3-phase converter 17 into the three-phase voltage command values Vu, Vv, Vw of the orthogonal stationary coordinate system. Is converted to suppress vibration. Therefore, distortion of the torque generated by the permanent magnet synchronous motor 3 can be suppressed.
【0052】次に、図5はトルクリプル除去制御演算器
19の他の一例を示すブロック構成図である。これは図
2に示したものに対し、不平衡荷重トルク対応ゲイン演
算器26を追加して設け、エレベータのかご1とカウン
タウエイト2との不平衡荷重トルクに対応してトルクリ
プル補償値における振幅を可変にするようにしたもので
ある。その他の構成は、図2に示したトルクリプル除去
制御演算器19と同一であるので、同一要素には同一符
号を付し重複する説明は省略する。FIG. 5 is a block diagram showing another example of the torque ripple elimination control computing unit 19. This is provided with an unbalanced load torque-corresponding gain calculator 26 in addition to the one shown in FIG. 2, and adjusts the amplitude in the torque ripple compensation value corresponding to the unbalanced load torque between the elevator car 1 and the counterweight 2. It is designed to be variable. The other configuration is the same as that of the torque ripple elimination control calculator 19 shown in FIG. 2, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
【0053】図5において、不平衛荷重トルク対応ゲイ
ン演算器26では、かご1に取り付けられた荷重検出器
5からのかご荷重WtTqに基づいて、そのかご荷重信
号に対応したゲイン定数a1(Nf_Gain_WT)を出力す
る。このゲイン定数a1は、乗算器23で絶対値回路2
2で得られたq軸電流指令値(トルク電流指令値)Iq
cの絶対値と乗算され、正弦波AsinQで示されるトルク
リプル補償値α(Nf_Compen)の振幅Aとなる。Referring to FIG. 5, a gain calculator 26 corresponding to the car load torque based on the car load WtTq from the load detector 5 attached to the car 1 has a gain constant a1 (Nf_Gain_WT) corresponding to the car load signal. Is output. The gain constant a1 is calculated by the multiplier 23 in the absolute value circuit 2.
Q-axis current command value (torque current command value) Iq obtained in step 2.
The value is multiplied by the absolute value of c, and becomes the amplitude A of the torque ripple compensation value α (Nf_Compen) indicated by the sine wave AsinQ.
【0054】これは、かご1の積載状況により永久磁石
同期電動機3の回転子にかかる不平衡負荷分が異なるた
め、一定のトルクリプル補償値αであると、積載状況に
よっては過補償となり逆に振動成分が発生してしまうこ
とを防ぐためである。This is because the unbalanced load applied to the rotor of the permanent magnet synchronous motor 3 differs depending on the loading condition of the car 1, and if the torque ripple compensation value α is constant, over-compensation occurs depending on the loading condition, and conversely vibration occurs. This is to prevent generation of components.
【0055】次に、図6はトルクリプル除去制御演算器
19の別の他の一例を示すブロック構成図である。これ
は図2に示したものに対し、不平衡荷重トルク対応位相
演算器27および加算器14dを追加して設け、エレベ
ータのかごとカウンタウエイトとの不平衡荷重トルクに
対応して、トルクリプル補償値における位相を可変にす
るようにしたものである。その他の構成は、図2に示し
たトルクリプル除去制御演算器19と同一であるので、
同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。FIG. 6 is a block diagram showing another example of the torque ripple elimination control computing unit 19. In FIG. This is different from that shown in FIG. 2 in that an unbalanced load torque-corresponding phase calculator 27 and an adder 14d are additionally provided, and the torque ripple compensation value corresponding to the unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight is provided. The phase is made variable. Other configurations are the same as those of the torque ripple elimination control calculator 19 shown in FIG.
The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0056】図6において、不平衡荷重トルク対応位相
演算器27では、かご1に取り付けられた荷重検出器5
からのかご荷重WtTqに基づいて、そのかご荷重に対
応した位相ゲイン(_Nf_θe_WT)を出力する。この位相
ゲインは、加算器14dでN倍周期演算器20の出力で
ある位相(_Nf_θe)と加算され、正弦波AsinQで示され
るトルクリプル補償値α(Nf_Compen)の位相Qとな
る。In FIG. 6, the unbalanced load torque corresponding phase calculator 27 includes a load detector 5 attached to the car 1.
And outputs a phase gain (_Nf_θe_WT) corresponding to the car load based on the car load WtTq. This phase gain is added by the adder 14d to the phase (_Nf_θe) output from the N-times period calculator 20, and becomes the phase Q of the torque ripple compensation value α (Nf_Compen) indicated by the sine wave AsinQ.
【0057】これは、かご1の積載状況により永久磁石
同期電動機3の回転子にかかる不平衛負荷分が異なるた
め、一定のトルクリプル補償値αであると、積載状況に
よっては過補償となり逆に振動成分が発生してしまうこ
とを防ぐためである。Since the unbalanced load applied to the rotor of the permanent magnet synchronous motor 3 differs depending on the loading condition of the car 1, if the torque ripple compensation value α is constant, over-compensation may occur depending on the loading condition, and conversely vibration may occur. This is to prevent generation of components.
【0058】次に、図7はトルクリプル除去制御演算器
19のさらに別の他の一例を示すブロック構成図であ
る。これは図2に示したものに対し、速度対応ゲイン演
算器28を設け、永久磁石同期電動機3の実速度に応じ
トルクリプル補償値αの振幅Aを可変にするようにした
ものである。その他の構成は、図2に示したトルクリプ
ル除去制御演算器19と同一であるので、同一要素には
同一符号を付し重複する説明は省略する。FIG. 7 is a block diagram showing still another example of the torque ripple elimination control computing unit 19. This is different from the one shown in FIG. 2 in that a speed-dependent gain calculator 28 is provided so that the amplitude A of the torque ripple compensation value α can be varied according to the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3. The other configuration is the same as that of the torque ripple elimination control calculator 19 shown in FIG. 2, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
【0059】図7において、速度制御系6から出力され
るq軸電流指令Iqcは、トルクリプル除去制御演算器
19の絶対値回路22に入力され絶対値に変換され、得
られたq軸電流指令値Iqcの絶対値は乗算器23で、
正弦波の振幅を設定するゲイン定数a(_Nf_Gain_FIX)
が乗算されて振幅値A1が求められる。この振幅値A1
は速度対応ゲイン演算器28に入力され、永久磁石同期
電動機3の実速度に応じたゲインが乗算されて振幅値A
が出力される。In FIG. 7, the q-axis current command Iqc output from the speed control system 6 is input to the absolute value circuit 22 of the torque ripple elimination control calculator 19, converted into an absolute value, and the obtained q-axis current command value The absolute value of Iqc is calculated by a multiplier 23.
Gain constant a (_Nf_Gain_FIX) that sets the amplitude of the sine wave
Is multiplied to obtain the amplitude value A1. This amplitude value A1
Is input to the speed-based gain calculator 28 and multiplied by a gain corresponding to the actual speed of the permanent magnet synchronous motor 3 to obtain the amplitude value A.
Is output.
【0060】図8は、速度対応ゲイン演算器28のゲイ
ン特性図である。永久磁石同期電動機3が時点t1で回
転を開始したとすると、速度対応ゲイン演算器28のゲ
インは「0」から所定の変化率(レート)で上昇し
「1」で一定となる。これは制御系のトルク外乱となら
ないように設定時間t2を過ぎるまで滑らかに立ち上げ
るためである。FIG. 8 is a gain characteristic diagram of the speed-based gain calculator 28. Assuming that the permanent magnet synchronous motor 3 starts rotating at time t1, the gain of the speed-based gain calculator 28 increases from "0" at a predetermined change rate (rate) and becomes constant at "1". This is for the purpose of smoothly starting up until the set time t2 has passed so as not to cause torque disturbance in the control system.
【0061】そして、永久磁石同期電動機3の速度Vが
時点t3で設定速度V1を超えたとすると、設定速度V
1と設定速度V2との間でゲインを「1」から「0」に
向けて下降させる。すなわち、設定速度V1と設定速度
V2との間においては、所定の変化率でゲインを「1」
から「0」に下降させ、設定速度V2を超えた場合には
ゲインを「0」で保持する。図8では、時点t4から時
点t5までの間でゲインを「0」に保持している場合を
示している。If the speed V of the permanent magnet synchronous motor 3 exceeds the set speed V1 at time t3, the set speed V
The gain is decreased from "1" to "0" between 1 and the set speed V2. That is, between the set speed V1 and the set speed V2, the gain is set to “1” at a predetermined change rate.
From "0" to "0", and when the speed exceeds the set speed V2, the gain is maintained at "0". FIG. 8 shows a case where the gain is maintained at “0” from time t4 to time t5.
【0062】そして、時点5から時点t6のように、逆
に永久磁石同期電動機3の速度Vが設定速度V2から設
定速度V1に減速される場合には、所定の変化率でゲイ
ンを「0」から「1」に上昇させ、設定速度V1未満に
なった場合にはゲインを「1」で保持する。On the contrary, when the speed V of the permanent magnet synchronous motor 3 is reduced from the set speed V2 to the set speed V1 from time 5 to time t6, the gain is set to "0" at a predetermined change rate. From "1" to "1", and when the speed falls below the set speed V1, the gain is held at "1".
【0063】これは、エレベータが定格速度にて走行し
ている場合には高周波となるため、電流制御系8の応答
が限界を超えリプルに対して位相ずれが発生し、振動抑
制制御の効果がなくなったり逆に加振するような現象に
陥ってしまうから、それを防止するためである。This is because when the elevator is traveling at the rated speed, the frequency becomes high, so that the response of the current control system 8 exceeds the limit and a phase shift occurs with respect to the ripple, and the effect of the vibration suppression control is reduced. This is to prevent the phenomenon of disappearing or conversely causing vibration.
【0064】このように、速度対応ゲイン演算器28の
ゲインを可変ゲインとし、高周波領域(速度大領域)に
なるに従いゲインを落とし、ある周波数以上においては
ゲインを「0」としてトルク補償をキャンセルする。な
お、特定の周波数領域だけ振動抑制制御の効果を上げる
ように、所定の関数の可変ゲインを使用することも可能
である。As described above, the gain of the speed-dependent gain calculator 28 is made a variable gain, and the gain is reduced as the frequency becomes higher (high-speed region). At a certain frequency or higher, the gain is set to "0" to cancel the torque compensation. . It is also possible to use a variable gain of a predetermined function so as to enhance the effect of the vibration suppression control only in a specific frequency range.
【0065】次に、図9はトルクリプル除去制御演算器
19のさらに別の他の一例を示すブロック構成図であ
る。これは図2に示したものに対し、対応アドレス選択
器29および対応ゲイン・位相データテーブル30を設
け、予め定められたトルクリプル補償値における振幅お
よび位相を対応アドレス選択器29で対応ゲイン・位相
データテーブル30から選択し、トルクリプル補償値に
おける振幅および位相を可変にするようにしたものであ
る。その他の構成は、図2に示したトルクリプル除去制
御演算器19と同一であるので、同一要素には同一符号
を付し重複する説明は省略する。FIG. 9 is a block diagram showing still another example of the torque ripple elimination control computing unit 19. 2, a corresponding address selector 29 and a corresponding gain / phase data table 30 are provided, and the amplitude and phase at a predetermined torque ripple compensation value are stored in the corresponding gain / phase data by the corresponding address selector 29. The amplitude and the phase in the torque ripple compensation value are selected from the table 30 so as to be variable. The other configuration is the same as that of the torque ripple elimination control calculator 19 shown in FIG. 2, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
【0066】図9において、対応ゲイン・位相データテ
ーブル30は、所定の数に分割された調整データテーブ
ルであり、かご荷重に応じて予めトルクリプル補償値に
おける振幅および位相を定めるための補正値が格納され
ている。そして、対応アドレス選択器29の出力である
アドレスインデックスをテーブルアドレスとして入力
し、不平衡荷重トルクに対応した位相(_Nf_Offset)と
ゲイン(_Nf_Gain)とを選択する。選択された位相(_N
f_Offset)は加算器14eでN倍周期演算器20の出力
に加算され、また、ゲイン(_Nf_Gain)は乗算器23で
絶対値回路22からのトルク電流指令値(q軸電流指令
値)Iqcに乗算される。このように、テーブルの値を
各かご荷重に基づいて設定することで、最適な補償値を
供給することが可能となる。In FIG. 9, a corresponding gain / phase data table 30 is an adjustment data table divided into a predetermined number, and stores correction values for determining the amplitude and phase in the torque ripple compensation value in advance according to the car load. Have been. Then, an address index output from the corresponding address selector 29 is input as a table address, and a phase (_Nf_Offset) and a gain (_Nf_Gain) corresponding to the unbalanced load torque are selected. Selected phase (_N
f_Offset) is added to the output of the N-times period calculator 20 by the adder 14e, and the gain (_Nf_Gain) is multiplied by the torque current command value (q-axis current command value) Iqc from the absolute value circuit 22 by the multiplier 23. Is done. As described above, by setting the values in the table based on the respective car loads, it becomes possible to supply the optimum compensation value.
【0067】次に、図10はトルクリプル除去制御演算
器19のさらに別の他の一例を示すブロック構成図であ
る。これは図9に示したものに対し、対応アドレス選択
器29および対応ゲイン・位相データテーブル30に代
えて、対応ゲイン・位相データ関数発生器31を設け、
かご荷重に基づいて対応ゲイン・位相データ関数発生器
31でトルクリプル補償値における振幅および位相の補
正値を発生させ、トルクリプル補償値における振幅およ
び位相を可変にするようにしたものである。その他の構
成は、図2に示したトルクリプル除去制御演算器19と
同一であるので、同一要素には同一符号を付し重複する
説明は省略する。Next, FIG. 10 is a block diagram showing still another example of the torque ripple elimination control calculator 19. This is different from that shown in FIG. 9 in that a corresponding gain / phase data function generator 31 is provided instead of the corresponding address selector 29 and the corresponding gain / phase data table 30,
The corresponding gain / phase data function generator 31 generates an amplitude and phase correction value in the torque ripple compensation value based on the car load, and makes the amplitude and phase in the torque ripple compensation value variable. The other configuration is the same as that of the torque ripple elimination control calculator 19 shown in FIG. 2, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
【0068】図10において、トルクリプルをキャンセ
ルするように、対応ゲイン・位相データ関数発生器31
は、不平衡荷重トルクに対して最適な補償演算関数を数
式化させたものである。In FIG. 10, the corresponding gain / phase data function generator 31 is set so as to cancel the torque ripple.
Is a mathematical expression of an optimal compensation calculation function for unbalanced load torque.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
ロットリプル、巻線アンバランスやセンサ系統の誤差の
影響により永久磁石同期電動機の発生トルクが脈動した
場合においても、エレベータの乗り心地の悪化を抑制す
るできる。As described above, according to the present invention, even if the torque generated by the permanent magnet synchronous motor pulsates due to the effects of slot ripples, winding imbalances, and errors in the sensor system, the ride comfort of the elevator can be improved. Deterioration can be suppressed.
【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるエ
レベータ制御装置のブロック構成図である。FIG. 1 is a block configuration diagram of an elevator control device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は、本発明の実施の形態におけるトルクリ
プル除去制御演算器(その1)を示すブロック構成図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a torque ripple elimination control arithmetic unit (part 1) according to the embodiment of the present invention;
【図3】図3は、本発明の第2の実施の形態に係わるエ
レベータ制御装置のブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of an elevator control device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図4は、本発明の第3の実施の形態に係わるエ
レベータ制御装置のブロック構成図である。FIG. 4 is a block diagram of an elevator control device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】図5は、本発明の実施の形態におけるトルクリ
プル除去制御演算器(その2)を示すブロック構成図で
ある。FIG. 5 is a block diagram showing a torque ripple elimination control calculator (part 2) according to the embodiment of the present invention.
【図6】図6は、本発明の実施の形態におけるトルクリ
プル除去制御演算器(その3)を示すブロック構成図で
ある。FIG. 6 is a block diagram showing a torque ripple elimination control calculator (part 3) according to the embodiment of the present invention.
【図7】図7は、本発明の実施の形態におけるトルクリ
プル除去制御演算器(その4)を示すブロック構成図で
ある。FIG. 7 is a block diagram showing a torque ripple elimination control calculator (part 4) according to the embodiment of the present invention.
【図8】図8は、図7における速度対応ゲイン演算器の
ゲイン特性図である。FIG. 8 is a gain characteristic diagram of the speed-based gain calculator in FIG. 7;
【図9】図9は、本発明の実施の形態におけるトルクリ
プル除去制御演算器(その5)を示すブロック構成図で
ある。FIG. 9 is a block diagram showing a torque ripple elimination control calculator (part 5) according to the embodiment of the present invention.
【図10】図10は、本発明の実施の形態におけるトル
クリプル除去制御演算器(その6)を示すブロック構成
図である。FIG. 10 is a block diagram showing a torque ripple elimination control calculator (part 6) according to the embodiment of the present invention.
【図11】図11は、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の
構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an elevator control device that controls an elevator by driving a permanent magnet synchronous motor with an inverter.
【図12】図12は、永久磁石同期電動機の鉄心のスロ
ットに形成された電機子巻線と、磁極の移動進行に伴い
電機子巻線に発生する磁界の関係を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between an armature winding formed in a slot of an iron core of the permanent magnet synchronous motor and a magnetic field generated in the armature winding as the magnetic pole moves.
【図13】図13は、永久磁石同期電動機の実磁束と磁
極位置との関係を時間の経過に従って示した特性図であ
る。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the actual magnetic flux and the magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor over time.
【図14】図14は、永久磁石同期電動機の磁束分布の
基本波成分と高調波成分との関係を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a relationship between a fundamental component and a harmonic component of a magnetic flux distribution of the permanent magnet synchronous motor.
1 かご 2 カウンタウエイト 3 永久磁石同期電
動機 4 パルスジェネレータ 5 荷重検出器 6
速度制御系 7 インバータ 8 電流制御系 9 電流センサ 10 鉄心 11 電機子巻線 12
3相/2相変換器 13 dq変換器 14 加算器 15 PIコントロ
ーラ 16 逆dq変換器 17 2相/3相変換器
18 PWM回路 19 トルクリプル除去制御演算器
20 N倍周期演算器 21 正弦波関数器 22
絶対値回路 23乗算器 24 リミッタ回路 25
フィルタ回路 26 不平衡荷重トルク対応ゲイン演算
器 27 不平衡荷重トルク対応位相演算器 28 速
度対応ゲイン演算器 29 対応アドレス選択器 30
対応ゲイン・位相データテーブル 31 対応ゲイン
・位相データ関数発生器Reference Signs List 1 basket 2 counter weight 3 permanent magnet synchronous motor 4 pulse generator 5 load detector 6
Speed control system 7 Inverter 8 Current control system 9 Current sensor 10 Iron core 11 Armature winding 12
3 phase / 2 phase converter 13 dq converter 14 adder 15 PI controller 16 inverse dq converter 17 2 phase / 3 phase converter
18 PWM circuit 19 Torque ripple elimination control calculator 20 N-times period calculator 21 Sine wave function unit 22
Absolute value circuit 23 Multiplier 24 Limiter circuit 25
Filter circuit 26 Gain calculator corresponding to unbalanced load torque 27 Phase calculator corresponding to unbalanced load torque 28 Gain calculator corresponding to speed 29 Corresponding address selector 30
Corresponding gain / phase data table 31 Corresponding gain / phase data function generator
Claims (8)
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ト
ルク電流指令値および磁束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
記一次周波数角でのトルク電流指令値および磁束電流指
令値を満たす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、前記トルク電流指令値および前記一
次周波数角に基づいて前記永久磁石同期電動機のトルク
リプルを抑制するためのトルクリプル補償値を演算し前
記トルク電流指令値に加味するトルクリプル除去制御演
算器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 torque current command value and a magnetic flux 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; A current control system that outputs a gate signal to the inverter so that the output current of the inverter satisfies the torque current command value and the magnetic flux current command value at the primary frequency angle, and based on the torque current command value and the primary frequency angle A torque ripple compensation value for suppressing torque ripple of the permanent magnet synchronous motor is calculated and the torque current command value is calculated. An elevator control device comprising: a torque ripple elimination control computing unit that takes into account the following.
記トルク電流指令値に代えて前記磁束電流指令値に前記
トルクリプル補償値を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 elevator control apparatus according to claim 1, wherein the torque ripple elimination control calculator adds the torque ripple compensation value to the magnetic flux current command value instead of the torque current command value.
記トルク電流指令値に代えて前記一次周波数角に前記ト
ルクリプル補償値を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。3. The torque ripple elimination control computing unit adds the torque ripple compensation value to the primary frequency angle instead of the torque current command value.
3. The elevator control device according to claim 1.
記トルク電流指令値に比例した値を振幅とし、前記一次
周波数角から演算された基本周波数のN倍成分を位相と
する正弦波を前記トルクリプル補償値として演算するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載のエレベータ制御装置。4. The torque ripple elimination control computing unit computes the sine wave having a value proportional to the torque current command value as an amplitude and a phase of an N-times component of a fundamental frequency calculated from the primary frequency angle as the torque ripple compensation. The elevator control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation is performed as a value.
レベータのかごとカウンタウエイトとの不平衡荷重トル
クに対応して、前記トルクリプル補償値における振幅を
可変にしたことを特徴とする請求項4に記載のエレベー
タ制御装置。5. The torque ripple elimination control calculator according to claim 4, wherein the amplitude of the torque ripple compensation value is made variable in accordance with the unbalanced load torque between the elevator car and the counterweight. Elevator control device.
レベータのかごとカウンタウエイトとの不平衡荷重トル
クに対応して、前記トルクリプル補償値における位相を
可変にしたことを特徴とする請求項4に記載のエレベー
タ制御装置。6. The torque ripple elimination control computing unit according to claim 4, wherein a phase in the torque ripple compensation value is made variable in accordance with an unbalanced load torque between the elevator car and a counterweight. Elevator control device.
記永久磁石同期電動機の実速度に応じ、前記トルクリプ
ル補償値の振幅を可変にすることを特徴とする請求項4
に記載のエレベータ制御装置。7. The torque ripple elimination control arithmetic unit varies an amplitude of the torque ripple compensation value according to an actual speed of the permanent magnet synchronous motor.
3. The elevator control device according to claim 1.
レベータのかごとカウンタウエイトとの不平衡荷重トル
クに対応して、予め定められた前記トルクリプル補償値
における振幅および位相を選択し、前記トルクリプル補
償値における振幅および位相を可変にしたことを特徴と
する請求項4に記載のエレベータ制御装置。8. The torque ripple elimination control computing unit selects an amplitude and a phase at a predetermined torque ripple compensation value corresponding to an unbalanced load torque between an elevator car and a counterweight, and calculates the amplitude and phase at the torque ripple compensation value. The elevator control device according to claim 4, wherein the amplitude and the phase are variable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11211881A JP2001031339A (en) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Elevator controller |
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- 1999-07-27 JP JP11211881A patent/JP2001031339A/en active Pending
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