JP2004168487A

JP2004168487A - Elevator

Info

Publication number: JP2004168487A
Application number: JP2002335942A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ayano; 秀樹綾野; Hiromi Inaba; 博美稲葉; Toshifumi Yoshikawa; 敏文吉川; Hirokazu Nagura; 寛和名倉; Atsuya Fujino; 篤哉藤野; Shigeru Oki; 茂大木; Naoto Onuma; 大沼　　直人
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP4127027B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save the space for the machine room of an elevator using two synchronous motors and one rotary encoder. <P>SOLUTION: It is constituted so that a sheave for hoisting a rope is interposed between the two synchronous motors. The rotary encoder is connected to only one of the two synchronous motors whose non-sheave side surface is more distant from the machine room wall surface than the other motor. Since two synchronous motors exist on both sides of the sheave, the capacity of each motor can be made smaller than that in the case where a single motor drives the elevator, improves the placement balance of the synchronous motors and the sheave, and makes the synchronous motors easily contained in a projection surface of an elevator shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械室を省スペース化することを目的としたエレベータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータの機械室内には、１台のモータが格納される。ところが、ロープ巻き上げ用のシーブを昇降路の中央部に位置させる場合には、モータの一部が昇降路の投射面内にモータが納まらず機械室が大型化になってしまう。これは、モータ容量が大型化するほど顕著になる。
【０００３】
また、下記従来技術には、ロープ巻上げ用のシーブを２台のモータで挟んだ構造のエレベータが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５１−２０３５１号公報
【特許文献２】
特表２００１−５０８７４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５１−２０３５１号公報に記載された従来技術では、誘導電動機を使用した構成であるため、装置の大型化は避けられない。また、同期電動機は永久磁石を有しており、制御時にはこの磁石の位置を正確に知る必要がある。このため、通常では同期電動機１台毎に、磁極位置を検出するロータリエンコーダを取り付ける必要がある。一方、誘導電動機は、永久磁石を持たず、導体円筒を回転させる構造であるため、制御上の基準位置を任意に設定できる点は、同期電動機よりも優れる。しかし、同じ出力の誘導電動機と同期電動機を比較した場合には、同期電動機の方がはるかに容積が小さくなり、かつ、効率も良い。このため、この従来技術では機械室の省スペース化を図ることができない。
【０００６】
特表２００１−５０８７４４号公報に記載された従来技術では、同期電動機を用いた例が記載されているが、それに取り付けるロータリエンコーダに関する記載はない。両方の同期電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合は、それぞれの磁極の位置が検出できるため制御が容易になるが、ロータリエンコーダの数が増える分、機器が大型化する。また、片側の同期電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合においても、その取り付け方向によっては、機械室のフロア面積を大型化させてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、２台の同期電動機と１個のロータリエンコーダを用いたエレベータの機械室の省スペース化を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、２台の同期電動機でロープ巻上げ用のシーブを挟んだ構成とし、前記２台の同期電動機のうち、非シーブ側の同期電動機側面と機械室壁面との距離が長い方の同期電動機にのみロータリエンコーダを接続した。
【０００９】
シーブの両脇に２台の同期電動機があるので、１台でエレベータを駆動するのに比べ、同期電動機の容量を小さくでき、また、同期電動機，シーブの設置バランスも良くなり、昇降路の投射面内に同期電動機が収まりやすくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の第一実施例のエレベータであり、同期電動機１，シーブ２，ロータリエンコーダ３，接続具４，インバータ５，制御回路６，マイコン７，ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段７０より構成している。図１では、シーブ（ロープを巻き上げる綱車）２を２台の同期電動機１で挟んだ構成にしており、同期電動機１やシーブ２、或いは、図示していない制御装置等を設置している機械室の省スペース化を図っている。現在、機械室を省スペース化し、建物のフロア面積を有効利用することに対する需要が高く、特に、昇降路の投射面内に機械室を納める、いわゆる“オントップ型”のエレベータシステムに対する要求が高まっている。この場合には、機械室内での作業スペースを確保することなども考慮する必要があり、機器配置の最適化や機器自体の小型化を図る必要がある。図１３は、従来エレベータにおける昇降路の投射面から見たモータ１２，シーブ２，ロータリエンコーダ３の配置図である。モータ１２は、直流電動機，誘導電動機，同期電動機等である。一般的な従来構成では、１台のエレベータに対し、モータ１２を１台で構成している。このため、図１３のようにシーブ２を昇降路の中央部に位置させる場合には、モータ１２及びロータリエンコーダ３を昇降路の投射面内に納めにくく、特に、モータ容量が増加する場合には、ますます困難になる。
【００１２】
図２は、図１の第一実施例の同期電動機１，シーブ２，ロータリエンコーダ３部分の詳細図であり、図１４は、図２を昇降路の投射面から見た配置図である。図２のように、シーブ２を２台の同期電動機１で挟んだ構成にすることにより、図１４より明らかなように、“オントップ”化を実現し易くなる効果がある。また、図１では、各同期電動機の非シーブ側の側面と機械室壁面との各距離（Ｌ１，Ｌ２）のうち、長い側（Ｌ２）の同期電動機にロータリエンコーダを接続する。これにより、作業スペースを取れる上、機械室の省スペース化も可能になる。各同期電動機の非シーブ側の側面と機械室壁面との各距離（Ｌ１，Ｌ２）は、図１の例では、
Ｌ１＜Ｌ２
であるが、通常は建物ごとによって異なる。このため、各同期電動機の軸端は、ロータリエンコーダが接続可能な構造にしておくことにより、様々なビル形態に対応できる効果がある。さらに、両方の各同期電動機のロータリエンコーダ接続部を同じ構造にすることによって、量産効果によるコストの低減が図れる別の効果もある。
【００１３】
図２では、モータに同期電動機１を使用している。同期電動機１を良好に制御するためには内部磁石の磁極位置を正確に把握する必要があるが、同出力の誘導電動機等に比べ容積を小さくでき、省スペース化に適している。また、同期電動機は効率の面でも優れている。
【００１４】
図１の第一実施例では、２台の同期電動機１の制御を１個のロータリエンコーダで行っている。同期電動機は、効率の低下或いは同期はずれを防ぐために磁極位置を正確に把握する必要があり、通常であれば、図３に示すように個々の同期電動機１にロータリエンコーダ３を取り付ける。しかし、この場合には、ロータリエンコーダ３の配置スペースを少なからず必要とするため、省スペース化を阻害することになる。また、エレベータでは、詳細な位置制御を行うため、ロータリエンコーダには高パルス数のものを使用する必要がある。このため、ロータリエンコーダの増加は、コストの増加や故障率の増加につながる。
【００１５】
第一実施例のように１個のロータリエンコーダ３のみを用いて制御するには、２台の同期電動機１のそれぞれの磁極位置の位相関係が予め把握できればよい。例えば、２台の同期電動機１の磁極位置の位相差が、Ａラジアンである場合、一方の同期電動機１はロータリエンコーダ３で磁極位置を検出し、他方の同期電動機１はロータリエンコーダ３の検出値にＡラジアン加算したものを検出値とすればよい。しかし、エレベータの場合には、現地で同期電動機１やシーブ２を据えつけるため、磁極位置の位相関係を正確に把握することは困難である。しかも、シーブの調整や定期交換の度に同期電動機を脱着するため、磁極位置が変動する可能性も高い。
【００１６】
この課題を解決する方法として、図４に示すように同期電動機１の軸に磁極位置を把握可能な持具１１を取り付ける。また、接続具４の軸穴４２にも鍵穴を設けることにより、２台の同期電動機１の磁極位置の関係を把握することができる。或いは、磁極位置を把握可能な持具１１を使用しない場合でも、接続具のネジ穴４１位置を工夫し、かつ、磁極位置とネジ穴４１位置が対応するように搬入前に構成してもよい。つまり、シーブ２の両側に、上記のような同期電動機の磁極位置把握手段を設けることにより、２台の同期電動機１の磁極位置の関係を把握することが可能になる。エレベータに使用する同期電動機は、一般に極数が多いため、機械角のずれが微小であっても、電気角では極数倍だけ大きくずれることになる。このため、納入前に行う磁極位置を把握可能な持具１１の取り付けには十分な精度が必要になる。しかし、現地で組立作業をする場合において、容易に組み立てることが可能になる効果がある。
【００１７】
図５は上記課題を解決する方法の別の例の流れ図である。図５では、図１におけるロータリエンコーダ３と直結している同機電動機１をＡ系同期電動機（磁極位置はロータリエンコーダで検出可能）とし、他方の同期電動機（磁極位置は不明）をＢ系同期電動機としている。また、図６は、検出対象のＢ系同期電動機１とそれを駆動するＢ系インバータ５の簡易図である。まず、図５の流れ図の１０１において、Ａ系同期電動機を駆動する。Ａ系同期電動機は、ロータリエンコーダにより、磁極位置を把握できているので正常に駆動できる。この時、Ｂ系同期電動機は、Ａ系同期電動機により回されることになり、回転数に応じた速度起電力ＶｍがＢ系同期電動機内で発生する。Ａ系同期電動機の回転数を一定にした場合には、Ｂ系同期電動機で発生する速度起電力Ｖｍは磁極位置に応じて正弦波状に変化する。正弦波の振幅は回転数に比例して大きくなる。ここで、Ｂ系インバータ５から出力される電流Ｉｉｎｖを零になるように制御すると、図６より明らかなように、Ｂ系インバータ５が発生する電圧Ｖｉｎｖは速度起電力Ｖｍと等しくなる。つまり、この条件でＶｉｎｖを観測すれば、Ｂ系同期電動機の磁極位置を正確に把握できる。図５の流れ図の１０２では、Ｂ系インバータの出力電圧Ｖｉｎｖ、或いは、出力電圧Ｖｉｎｖを出力する指令値Ｖｉｎｖ^＊を検出しており、図５の流れ図の１０３でＢ系同期電動機の磁極位置をマイコン７で演算している。（図６では、インバータ出力指令値Ｖｉｎｖ^＊をマイコン７に取り込む形になっているが、マイコン７の内部で演算しても良いことは言うまでもない。）この動作は、エレベータの起動時に行うことにより、顧客に迷惑を与えることなく調整できる。この調整時における同期電動機の回転方向について、図７を用いて説明する。図７は、エレベータかご８及びおもり９の簡略図であり、かご８内に人はおらず、かご８の重量Ｍｃはおもりの重量Ｍｗよりも軽いとする。この場合には、矢印方向（かご８が上部に、おもり９が下部に動く）に回転させることにより、重力に対して順方向に駆動することになるため、軽トルクで運転できる。図５の手段では、トルク源はＡ系同期電動機のみであるため、図７のように重力に逆らわない方向に運転することにより、良好に磁極位置を検出できる。
【００１８】
次に、図１の第一実施例の制御回路部分６について説明する。通常のインバータシステムでは、１台のインバータ主回路につき１個のマイコンを使用する。しかし、２台のモータを同時に同速度で駆動させる場合には、互いのマイコン間で情報通信を行う必要があり、高速な応答性を阻害する恐れがある。特にエレベータでは、停止時に高精度な着床精度が要求されるため、高速な応答性が要求される。そこで、図１の例では、２台のインバータ５を駆動するための演算を１個のマイコン７で行っている。これにより、マイコン間での情報通信が不要になり、高速化が実現できる効果がある。
【００１９】
制御回路部分６は、ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段７０を有する。これは、図１の構成で２台の同期電動機のうち、どちらの同期電動機にロータリエンコーダ３を取り付けているかという情報をマイコン７に伝達するものである。例えば、左側の同期電動機から見てシーブ２が時計回りに回転する場合には、右側の同期電動機は反時計回りに回転していることになる。つまり、２台の同期電動機の回転方向は互いに逆になる。このため、マイコン７で同期電動機を良好に制御できるように、ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段７０を用いて、どちらの同期電動機にロータリエンコーダが取り付けられているかを把握する。ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段７０には、例えば、手動のディップスイッチを使用し、ＯＮの場合にはロータリエンコーダの信号をそのまま使用し、ＯＦＦの場合にはロータリエンコーダの信号の一部を反転させる。これによって、ロータリエンコーダがいずれの同期電動機に取り付けられている場合においても良好な駆動が可能になる。
【００２０】
図１２は１個のマイコンで制御する方式を別の用途に用いた例であり、整流用のコンバータ１０とインバータ５を制御回路６に搭載した１個のマイコン７で駆動している。ここで、整流用のコンバータ１０のキャリア周波数とインバータ５のキャリア周波数の同期をとり、同位相で駆動させることにより、システムが発生する電圧リプルが低減できる効果がある。インバータ５と整流用のコンバータ１０で個別にマイコンを有する場合は、キャリア周波数の同期を取るためには極めて複雑な処理を行う必要がある。しかし、図１２の例では、１個のマイコンで演算しているため、情報通信等を行う必要がなく、極めて簡単な構成でキャリア周波数の同期をとる構成が実現できる。
【００２１】
図８は、図１の第一実施例において、容量の異なる同期電動機を使用した場合の例である。ロープの巻き上げに必要なトルクは、２台の同期電動機の出力トルクの和で決定するため、図８のように、容量の異なる同期電動機を使用しても構わない。この場合には、図示していない制御回路から出力される駆動指令は、容量比に応じた指令となるようにマイコン等で演算する必要がある。また、同期電動機の容量をシリーズ化し、その組み合わせによってシステム全体の容量を変えることにより、単一の同期電動機の種類は少数であっても、組み合わせ方によって多数の容量の種類を実現できる。特に、エレベータの場合は、低速高トルクの条件で高精度な駆動が要求されるため、一般産業用の同期電動機よりも極数の多い特殊な同期電動機が使用される。このため、シリーズ化により、コストの低減に効果がある。また、一方の同期電動機を主電動機とし、他方の同期電動機をトルク不足のときのみに駆動させる“トルクアシスト”の手段として使用してもよい。この場合には、トルクアシスト用のインバータ主回路は、必要時のみしかスイッチングを行わないため、損失が低減し効率がよくなる効果がある。図８は、同期電動機１の軸方向の厚さを変えて電動機の容量を変化させている例であるが、図９のように同期電動機１の径方向の大きさを変えて容量を変化させてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
次に、２台の同期電動機駆動系のうち、片側系統が異常時の場合の運転動作について説明する。第一実施例では、通常運転の状態の場合、両方の系の同期電動機が駆動するため、それぞれの同期電動機の出力トルクの和がシステムの出力トルクになる。この時、片方の系に異常が発生したことを検出した場合には、残りの系のみで駆動する必要がある。この場合には、通常よりも出力トルクが低下するため、最高速度の抑制，加減速率の低減など、速度パターンを変更する必要がある。図１０は、図１の第一実施例において、片側系統が異常時の場合の運転の流れ図であり、一方の系（Ａ系）が故障し、他方の系（Ｂ系）のみで駆動させる例である。図１０の流れ図の処理は、制御回路上のマイコンの内部で行われる。まず、図１０の流れ図の条件分岐１１１においてＡ系システムの異常を検知した場合には、図１０の流れ図１１２によりＡ系インバータを停止させる。（電圧は印加されていてもよいが、少なくともスイッチングは行わないようにする。）次に、図１０の流れ図１１３において、Ｂ系のみで駆動できるように、マイコン内の演算定数を書き換える。さらに、図１０の流れ図１１４において、Ｂ系のみで出力可能な範囲の最高速度や加減速率を考慮した運転パターンに書き換える。そして、この運転パターンにしたがって、図１０の流れ図１１５，１１６によって制御演算および指令値出力を行う。特に、エレベータでは、少なくとも最寄の階まで運転し、利用客をかご内に閉じ込めた状態にしないように運行する必要がある。第一実施例の構成では、モータが１台故障した場合でも、利用客に不安感を与えないような効果がある。
【００２３】
次に、図１の第一実施例において、エレベータの駆動時に発生するトルク脈動の抑制方法について説明する。図１１は、トルク脈動低減制御の流れ図であり、この処理は制御回路上のマイコンの内部で行われる。トルク脈動は、かごやロープ等の重量とロープなど合成で決定する機械系の共振点とモータの回転周波数の高調波（主に６次高調波成分）が一致する場合に発生する。このため、加速時／減速時において、回転周波数或いはその高調波が共振点付近の周波数になったときに、かご振動が発生する。６次高調波は、２台の同期電動機の磁極位置の位相差が、
３０°＋６０°×Ｎ（Ｎ＝１，２，３，…）（電気角） …（１）
になるように、予め設定しておくことにより抑制可能である。しかし、エレベータでは前述のとおり、現地で据付を行ったり、同期電動機の脱着を行ったりするため、（１）式の角度に正確に設定することは困難である。そこで、まず図１１の流れ図１２１により、予め共振が発生する速度或いは位置を学習する。この学習は、図１１の流れ図１２２のエレベータ運転中に逐次学習し、制御回路内に設けた記憶手段に記憶する。エレベータ運転中は、通常状態では、図１１の流れ図１２３のように通常運転を行うが、共振点の速度或いは位置になる前に、図１１の流れ図１２４のように２台のインバータの出力電圧の位相差が（１）式の角度と等しくなるような電圧指令を出力する。この場合、実際の磁極位置と入力指令の磁極位置が異なるため、若干、効率低下が生じる。しかし、エレベータの運転時間に対して僅かな時間であるため、ほとんど問題にならない。そして、共振点を通過すると、図１１の流れ図１２３のように再び通常運転を行う。このような制御により、６次高調波を低減することができ、かごの振動を抑制できる効果がある。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々変形して実施できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、昇降路の投射面内に同期電動機が納まりやすくなり、機械室の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の同期電動機及びシーブ部分の詳細図である。
【図３】２個のロータリエンコーダを使用した例である。
【図４】本発明の接続具部分の詳細図である。
【図５】磁極位置検出の流れ図である。
【図６】磁極位置検出の説明図である。
【図７】磁極位置検出の説明図である。
【図８】容量の異なる同期電動機を使用した場合の例１である。
【図９】容量の異なる同期電動機を使用した場合の例２である。
【図１０】片側系統異常時の運転の流れ図である。
【図１１】トルク脈動低減制御の流れ図である。
【図１２】本発明の第二の実施例を示す構成図である。
【図１３】本発明の第一実施例における配置図である。
【符号の説明】
１…同期電動機、２…シーブ、３…ロータリエンコーダ、４…接続具、５…インバータ、６…制御回路、７…マイコン、８…エレベータかご、９…おもり、
１０…コンバータ、１１…磁極位置を把握可能な持具、１２…モータ、４１…接続具のネジ穴、４２…接続具の軸穴、７０…ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an elevator for saving space in a machine room.
[0002]
[Prior art]
One motor is housed in the machine room of a conventional elevator. However, when the rope winding sheave is positioned at the center of the hoistway, a part of the motor does not fit within the projection surface of the hoistway, and the machine room becomes large. This becomes more remarkable as the motor capacity increases.
[0003]
Also, the following prior art discloses an elevator having a structure in which a rope winding sheave is sandwiched between two motors.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-51-20351 [Patent Document 2]
JP 2001-508744 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-20351, since the configuration uses an induction motor, an increase in the size of the device is inevitable. Further, the synchronous motor has a permanent magnet, and it is necessary to know the position of this magnet accurately during control. For this reason, it is usually necessary to attach a rotary encoder for detecting the magnetic pole position for each synchronous motor. On the other hand, the induction motor has no permanent magnet and has a structure in which the conductor cylinder is rotated. Therefore, the point that the reference position for control can be arbitrarily set is superior to the synchronous motor. However, when comparing an induction motor with the same output and a synchronous motor, the synchronous motor has much smaller volume and higher efficiency. For this reason, space saving of the machine room cannot be achieved with this conventional technique.
[0006]
In the prior art described in JP-T-2001-508744, an example using a synchronous motor is described, but there is no description about a rotary encoder attached thereto. When a rotary encoder is attached to both synchronous motors, the position of each magnetic pole can be detected, thereby facilitating control. However, as the number of rotary encoders increases, the size of the device increases. Further, even when the rotary encoder is mounted on one of the synchronous motors, the floor area of the machine room is increased depending on the mounting direction.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to save space in an elevator machine room using two synchronous motors and one rotary encoder.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention has a configuration in which a rope winding sheave is sandwiched between two synchronous motors, and of the two synchronous motors, a non-sheave side synchronous motor side surface and a machine room wall surface. The rotary encoder was connected only to the synchronous motor with the longer distance from the motor.
[0009]
Since there are two synchronous motors on both sides of the sheave, the capacity of the synchronous motor can be reduced as compared to driving the elevator with one, and the installation balance of the synchronous motor and the sheave is improved, and the hoistway is projected. The synchronous motor can easily fit in the plane.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows an elevator according to a first embodiment of the present invention, in which a synchronous motor 1, a sheave 2, a rotary encoder 3, a connector 4, an inverter 5, a control circuit 6, a microcomputer 7, and a synchronous motor indicating means 70 with a rotary encoder. Make up. In FIG. 1, a sheave (a sheave for winding a rope) 2 is sandwiched between two synchronous motors 1, and a machine in which the synchronous motor 1, the sheave 2, or a control device (not shown) is installed. We are trying to save space in the room. At present, there is a high demand for space saving of a machine room and effective use of a floor area of a building. In particular, a demand for a so-called “on-top type” elevator system in which a machine room is housed within a projection surface of a hoistway is increasing. ing. In this case, it is necessary to consider securing a working space in the machine room, and it is necessary to optimize the arrangement of the devices and reduce the size of the devices themselves. FIG. 13 is a layout view of the motor 12, the sheave 2, and the rotary encoder 3 as viewed from a projection surface of a hoistway in a conventional elevator. The motor 12 is a DC motor, an induction motor, a synchronous motor, or the like. In a general conventional configuration, one motor 12 is configured for one elevator. For this reason, when the sheave 2 is positioned at the center of the hoistway as shown in FIG. 13, the motor 12 and the rotary encoder 3 are difficult to fit within the projection surface of the hoistway, and particularly when the motor capacity increases. , Becomes more and more difficult.
[0012]
FIG. 2 is a detailed view of a portion of the synchronous motor 1, the sheave 2, and the rotary encoder 3 of the first embodiment of FIG. 1, and FIG. 14 is a layout view of FIG. 2 as viewed from a hoistway projection surface. By adopting a configuration in which the sheave 2 is sandwiched between two synchronous motors 1 as shown in FIG. 2, there is an effect that it is easy to realize “on-top” as is clear from FIG. In FIG. 1, the rotary encoder is connected to the synchronous motor on the longer side (L2) of the respective distances (L1, L2) between the non-sheave side surface of each synchronous motor and the machine room wall surface. As a result, a work space can be taken up and the space in the machine room can be reduced. Each distance (L1, L2) between the non-sheave side surface of each synchronous motor and the machine room wall surface is, in the example of FIG.
L1 <L2
However, it usually differs from building to building. For this reason, by forming the shaft end of each synchronous motor to be connectable to a rotary encoder, there is an effect that various types of buildings can be accommodated. Further, by making the rotary encoder connection portions of both synchronous motors have the same structure, there is another effect that cost can be reduced by mass production effect.
[0013]
In FIG. 2, the synchronous motor 1 is used for the motor. In order to control the synchronous motor 1 satisfactorily, it is necessary to accurately grasp the magnetic pole position of the internal magnet. However, the volume can be made smaller than that of an induction motor having the same output, which is suitable for space saving. Synchronous motors are also excellent in efficiency.
[0014]
In the first embodiment shown in FIG. 1, the control of two synchronous motors 1 is performed by one rotary encoder. In the synchronous motor, it is necessary to accurately grasp the magnetic pole position in order to prevent a decrease in efficiency or loss of synchronization. Usually, a rotary encoder 3 is attached to each synchronous motor 1 as shown in FIG. However, in this case, the arrangement space of the rotary encoder 3 is required at least, which hinders space saving. In an elevator, in order to perform detailed position control, it is necessary to use a rotary encoder having a high pulse number. Therefore, an increase in the number of rotary encoders leads to an increase in cost and an increase in the failure rate.
[0015]
In order to control using only one rotary encoder 3 as in the first embodiment, it is sufficient that the phase relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1 can be grasped in advance. For example, when the phase difference between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1 is A radian, one synchronous motor 1 detects the magnetic pole position with the rotary encoder 3 and the other synchronous motor 1 detects the magnetic pole position with the detected value of the rotary encoder 3. May be used as the detection value. However, in the case of an elevator, since the synchronous motor 1 and the sheave 2 are installed on site, it is difficult to accurately grasp the phase relationship between the magnetic pole positions. In addition, since the synchronous motor is attached and detached every time the sheave is adjusted or periodically replaced, there is a high possibility that the magnetic pole position fluctuates.
[0016]
As a method for solving this problem, as shown in FIG. 4, a holder 11 capable of ascertaining the magnetic pole position is attached to the shaft of the synchronous motor 1. Further, by providing a keyhole also in the shaft hole 42 of the connecting tool 4, the relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1 can be grasped. Alternatively, even when the holder 11 capable of grasping the magnetic pole position is not used, the position of the screw hole 41 of the connecting tool may be devised, and the magnetic pole position and the screw hole 41 position may correspond to each other before being carried in. . That is, by providing the magnetic pole position grasping means of the synchronous motor as described above on both sides of the sheave 2, it is possible to grasp the relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1. Synchronous motors used in elevators generally have a large number of poles, so even if the mechanical angle shift is minute, the electrical angle will shift greatly by the number of poles. For this reason, sufficient precision is required for attaching the holder 11 capable of grasping the magnetic pole position before delivery. However, there is an effect that when assembling work on site, it is possible to easily assemble.
[0017]
FIG. 5 is a flowchart of another example of a method for solving the above problem. In FIG. 5, the motor 1 directly connected to the rotary encoder 3 in FIG. 1 is an A-system synchronous motor (magnetic pole position can be detected by the rotary encoder), and the other synchronous motor (magnetic pole position is unknown) is a B-system synchronous motor. And FIG. 6 is a simplified diagram of the B-system synchronous motor 1 to be detected and the B-system inverter 5 that drives it. First, at 101 in the flowchart of FIG. 5, the A-system synchronous motor is driven. The A-system synchronous motor can be driven normally because the position of the magnetic pole can be grasped by the rotary encoder. At this time, the B-system synchronous motor is rotated by the A-system synchronous motor, and a speed electromotive force Vm corresponding to the rotation speed is generated in the B-system synchronous motor. When the rotation speed of the A-system synchronous motor is kept constant, the speed electromotive force Vm generated by the B-system synchronous motor changes sinusoidally according to the magnetic pole position. The amplitude of the sine wave increases in proportion to the rotation speed. Here, when the current Iinv output from the B-system inverter 5 is controlled to be zero, the voltage Vinv generated by the B-system inverter 5 becomes equal to the speed electromotive force Vm, as is clear from FIG. That is, if Vinv is observed under these conditions, the magnetic pole position of the B-system synchronous motor can be accurately grasped. In the flowchart 102 of FIG. 5, the output voltage Vinv of the B-system inverter or the command value Vinv ^* for outputting the output voltage Vinv is detected, and the magnetic pole position of the B-system synchronous motor is determined by the microcomputer 103 in the flowchart 103 of FIG. 7 is calculated. (In FIG. 6, although the inverter output command value Vinv ^* is taken into the microcomputer 7, it is needless to say that the calculation may be performed inside the microcomputer 7.) This operation is performed when the elevator is started. Can be adjusted without disturbing customers. The rotation direction of the synchronous motor during this adjustment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a simplified diagram of the elevator car 8 and the weight 9. It is assumed that no person is in the car 8 and the weight Mc of the car 8 is lighter than the weight Mw of the weight. In this case, by rotating in the direction of the arrow (the car 8 moves upwards and the weight 9 moves downwards), it is driven in the forward direction with respect to gravity, so that it is possible to operate with light torque. In the means of FIG. 5, since the torque source is only the A-system synchronous motor, the magnetic pole position can be detected satisfactorily by operating in the direction not against gravity as shown in FIG.
[0018]
Next, the control circuit portion 6 of the first embodiment of FIG. 1 will be described. In a typical inverter system, one microcomputer is used for one inverter main circuit. However, when two motors are driven at the same speed at the same time, it is necessary to perform information communication between the microcomputers, which may hinder high-speed responsiveness. Particularly in elevators, high-precision landing accuracy is required at the time of stoppage, so that high-speed response is required. Therefore, in the example of FIG. 1, the operation for driving the two inverters 5 is performed by one microcomputer 7. This eliminates the need for information communication between the microcomputers, and has the effect of realizing high-speed operation.
[0019]
The control circuit section 6 has an instruction means 70 for a synchronous motor with a rotary encoder. This is to transmit to the microcomputer 7 the information as to which of the two synchronous motors the rotary encoder 3 is attached to in the configuration of FIG. For example, when the sheave 2 rotates clockwise when viewed from the left synchronous motor, the right synchronous motor rotates counterclockwise. That is, the rotation directions of the two synchronous motors are opposite to each other. Therefore, in order to enable the microcomputer 7 to control the synchronous motor satisfactorily, the synchronous motor indicating means 70 with the rotary encoder is used to determine which synchronous motor the rotary encoder is attached to. For example, a manual DIP switch is used as the instruction means 70 of the synchronous motor with a rotary encoder. When ON, the signal of the rotary encoder is used as it is, and when OFF, a part of the signal of the rotary encoder is inverted. Let it. As a result, good driving is possible even when the rotary encoder is attached to any of the synchronous motors.
[0020]
FIG. 12 shows an example in which a system controlled by one microcomputer is used for another purpose. A converter 10 for rectification and an inverter 5 are driven by one microcomputer 7 mounted on a control circuit 6. Here, by synchronizing the carrier frequency of the converter 10 for rectification and the carrier frequency of the inverter 5 and driving them in the same phase, there is an effect that the voltage ripple generated by the system can be reduced. If the inverter 5 and the converter 10 have separate microcomputers, it is necessary to perform extremely complicated processing to synchronize the carrier frequencies. However, in the example of FIG. 12, since the calculation is performed by one microcomputer, there is no need to perform information communication or the like, and a configuration in which the carrier frequency is synchronized with an extremely simple configuration can be realized.
[0021]
FIG. 8 shows an example in which synchronous motors having different capacities are used in the first embodiment of FIG. Since the torque required for winding the rope is determined by the sum of the output torques of the two synchronous motors, synchronous motors having different capacities may be used as shown in FIG. In this case, a drive command output from a control circuit (not shown) needs to be calculated by a microcomputer or the like so as to be a command corresponding to the capacity ratio. Further, by serializing the capacity of the synchronous motors and changing the capacity of the entire system by the combination, even if the number of types of the single synchronous motor is small, it is possible to realize many types of capacity by the combination. Particularly, in the case of an elevator, a high-precision drive is required under the condition of low speed and high torque, so a special synchronous motor having a larger number of poles than a synchronous motor for general industry is used. For this reason, the series is effective in reducing the cost. Further, one synchronous motor may be used as a main motor, and the other synchronous motor may be used as a "torque assist" means for driving only when the torque is insufficient. In this case, the inverter main circuit for torque assist switches only when necessary, so that the loss is reduced and the efficiency is improved. FIG. 8 shows an example in which the capacity of the synchronous motor 1 is changed by changing the axial thickness thereof. As shown in FIG. 9, the capacity is changed by changing the size of the synchronous motor 1 in the radial direction. Needless to say, this may be done.
[0022]
Next, a description will be given of an operation operation when one of the two synchronous motor drive systems is abnormal. In the first embodiment, in the state of normal operation, the synchronous motors of both systems are driven, and thus the sum of the output torques of the respective synchronous motors becomes the output torque of the system. At this time, when it is detected that an abnormality has occurred in one of the systems, it is necessary to drive only the other system. In this case, since the output torque is lower than usual, it is necessary to change the speed pattern such as suppressing the maximum speed and reducing the acceleration / deceleration rate. FIG. 10 is a flowchart of the operation in the first embodiment of FIG. 1 when one of the systems is abnormal, in which one system (A system) fails and the other system (B system) is driven only. It is. The processing in the flowchart of FIG. 10 is performed inside the microcomputer on the control circuit. First, when an abnormality of the A-system is detected in the conditional branch 111 of the flowchart of FIG. 10, the A-system inverter is stopped according to the flowchart 112 of FIG. (A voltage may be applied, but at least switching is not performed.) Next, in the flowchart 113 of FIG. 10, the arithmetic constants in the microcomputer are rewritten so that the microcomputer can be driven only by the B system. Further, in the flowchart 114 of FIG. 10, the operation pattern is rewritten into a driving pattern in consideration of the maximum speed and the acceleration / deceleration rate in the range that can be output only by the B system. Then, according to this operation pattern, the control calculation and the command value output are performed according to the flowcharts 115 and 116 in FIG. In particular, in an elevator, it is necessary to drive at least to the nearest floor so as to keep passengers from being locked in a car. In the configuration of the first embodiment, there is an effect that even if one motor fails, the user does not feel uneasy.
[0023]
Next, in the first embodiment of FIG. 1, a method of suppressing torque pulsation generated when the elevator is driven will be described. FIG. 11 is a flowchart of the torque pulsation reduction control, and this process is performed inside the microcomputer on the control circuit. Torque pulsation occurs when a resonance point of a mechanical system determined by combining a weight of a car, a rope, or the like and a rope or the like, and a harmonic (mainly, a sixth harmonic component) of the rotation frequency of the motor match. For this reason, at the time of acceleration / deceleration, when the rotation frequency or its harmonic becomes a frequency near the resonance point, a car vibration occurs. The sixth harmonic has a phase difference between the magnetic pole positions of the two synchronous motors,
30 ° + 60 ° × N (N = 1, 2, 3,...) (Electrical angle) (1)
It can be suppressed by setting in advance so that However, as described above, since the elevator is installed on site or the synchronous motor is attached and detached, it is difficult to accurately set the angle to the expression (1). Therefore, first, the speed or position at which resonance occurs is learned in advance according to the flowchart 121 of FIG. This learning is performed sequentially during the elevator operation of the flowchart 122 in FIG. 11, and is stored in the storage means provided in the control circuit. During the elevator operation, in the normal state, the normal operation is performed as shown in the flowchart 123 of FIG. 11, but before reaching the speed or the position of the resonance point, the output voltage of the two inverters is increased as shown in the flowchart 124 of FIG. A voltage command is output such that the phase difference becomes equal to the angle in equation (1). In this case, since the actual magnetic pole position is different from the magnetic pole position of the input command, the efficiency is slightly reduced. However, since this is a short time with respect to the operation time of the elevator, there is almost no problem. Then, after passing through the resonance point, the normal operation is performed again as shown in a flowchart 123 of FIG. By such control, the sixth harmonic can be reduced, and the vibration of the car can be suppressed.
[0024]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
[0025]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a synchronous motor becomes easy to fit in the projection surface of a hoistway, and space-saving of a machine room can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of a synchronous motor and a sheave portion of the present invention.
FIG. 3 is an example in which two rotary encoders are used.
FIG. 4 is a detailed view of a connecting part of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of magnetic pole position detection.
FIG. 6 is an explanatory diagram of magnetic pole position detection.
FIG. 7 is an explanatory diagram of magnetic pole position detection.
FIG. 8 is an example 1 when synchronous motors having different capacities are used.
FIG. 9 is an example 2 when synchronous motors having different capacities are used.
FIG. 10 is a flowchart of the operation when one-side system is abnormal.
FIG. 11 is a flowchart of torque pulsation reduction control.
FIG. 12 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a layout diagram in the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Synchronous motor, 2 ... Sheave, 3 ... Rotary encoder, 4 ... Connector, 5 ... Inverter, 6 ... Control circuit, 7 ... Microcomputer, 8 ... Elevator car, 9 ... Weight,
10 ... Converter, 11 ... Holder capable of grasping magnetic pole position, 12 ... Motor, 41 ... Screw hole of connector, 42 ... Shaft hole of connector, 70 ... Instruction means of synchronous motor with rotary encoder.

Claims

A first synchronous motor, a second synchronous motor, a sheave connected to these synchronous motors and installed between these synchronous motors for driving an elevator, the first synchronous motor, the second synchronous motor, A machine room for storing the sheave, an encoder connected only to the synchronous motor having a larger distance to the non-sheave side machine room wall, and the first synchronous motor based on a signal output from the encoder. An elevator, comprising: a control panel for controlling the second synchronous motor.

An elevator including a first synchronous motor, a second synchronous motor, and a sheave connected to these synchronous motors and installed between these synchronous motors to drive the elevator,
The shaft end of each of the synchronous motors has a structure to which an encoder can be connected.

A first synchronous motor, a second synchronous motor, a sheave connected to these synchronous motors and installed between these synchronous motors for driving an elevator, the first synchronous motor, the second synchronous motor, A machine room for storing the sheave, an encoder connected only to the synchronous motor having a larger distance to a non-sheave side machine room wall surface, a first inverter for driving the first synchronous motor, An elevator, comprising: a second inverter that drives a second synchronous motor; and a control device that collectively controls the inverters with a single control circuit based on a signal output from the encoder.

In claim 1, 2, or 3,
An elevator, wherein a magnetic pole position grasping means of the synchronous motor is provided between the sheave and the synchronous motor.

In claim 1,
Detecting means for detecting an abnormality in the two synchronous motors; and, when the detecting means determines that an abnormality has occurred in one of the synchronous motors, the speed pattern of the maximum speed, the acceleration rate or the deceleration rate is set to the value before the abnormality. Means for setting different speed patterns.

In claim 3,
Means for storing the speed or position at which the car swings, and when the elevator state is the stored speed or position, the phase difference between the magnetic pole positions of the two synchronous motors is calculated as 30 ° + 60 ° × N (N = 1, 2, 3,...) (Electrical angle).

A rectifier converter for rectifying at least the power supplied from the power supply, an inverter connected to the DC side of the rectifier converter, a synchronous motor connected to the AC side of the inverter, and connected to the synchronous motor to drive the elevator An elevator comprising: a sheave that controls the rectifying converter and the inverter; and a microcomputer that controls the rectifying converter and the inverter to have the same carrier frequency and phase.