JP2005247574A - Elevator control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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カゴを昇降させるエレベータ制御装置に関し、特に永久磁石同期電動機(インバータ)から発生するトルクリプルを制御する技術に関するものである。 The present invention relates to an elevator control device that drives a permanent magnet synchronous motor connected to a hoisting machine with an inverter to raise and lower a cage, and more particularly to a technique for controlling torque ripple generated from a permanent magnet synchronous motor (inverter). .
従来のエレベータ制御装置としては、リアルタイムでトルクリプルを抑制するものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、トルクリプルは、永久磁石同期電動機のみから発生するのではなく、インバータを含む電気制御盤からも発生する。
たとえば、短絡防止時間の影響によって電気角基本周波数の6倍の成分のトルクリプルがインバータから発生する。また、永久磁石同期電動機に流れる電流をフィードバックさせるために各相で使用される電流検出器のゲインアンバランスによっても、基本周波数の2倍の成分のトルクリプルが発生する。
As a conventional elevator control device, one that suppresses torque ripple in real time has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
However, the torque ripple is generated not only from the permanent magnet synchronous motor but also from the electric control panel including the inverter.
For example, torque ripple having a
上記特許文献1に記載された従来装置では、トルクリプルをあらかじめ測定してパラメータ化し、トルク指令と一致するリプル分をトルク指令値などに重畳し、永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルを抑制するために、現場に出荷する電気制御盤と永久磁石同期電動機との組み合わせで、あらかじめトルクリプルを測定する必要がある。 In the conventional device described in Patent Document 1, torque ripple is measured in advance and parameterized, and a ripple corresponding to the torque command is superimposed on a torque command value or the like to suppress torque ripple generated from the permanent magnet synchronous motor. It is necessary to measure the torque ripple in advance by a combination of the electric control panel shipped to the site and the permanent magnet synchronous motor.
従来のエレベータ制御装置では、トルクリプルを抑制する際に抑制パラメータを用いることから、あらかじめトルクリプル分を測定しておく必要があるが、現場でトルクリプル分を測定していないので、トルクリプル測定するための設備や時間がかかるという課題があった。 In the conventional elevator control device, since the suppression parameter is used when suppressing the torque ripple, it is necessary to measure the torque ripple in advance, but since the torque ripple is not measured in the field, equipment for measuring the torque ripple There was a problem that it took time.
また、現場に出荷する電気制御盤とは異なる電気制御盤との組み合わせでトルクリプル測定が行われた場合には、永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルに電気制御盤から発生するトルクリプルが合成されてしまい、現場に出荷する永久磁石同期電動機のトルクリプルを正確に測定することができないという課題があった。
さらに、この状態で、現場にてトルクリプルを抑制しても、現場にある電気制御盤から発生するトルクリプル分がさらに合成され、2重に誤差をもつことになり、正確にトルクリプルを抑制することができなくなるという課題があった。
In addition, when torque ripple measurement is performed in combination with an electric control panel different from the electric control panel shipped to the site, the torque ripple generated from the electric control panel is combined with the torque ripple generated from the permanent magnet synchronous motor. There is a problem that the torque ripple of the permanent magnet synchronous motor shipped to the site cannot be measured accurately.
Furthermore, even if the torque ripple is suppressed on site in this state, the torque ripple generated from the electric control panel at the site is further combined, and there will be a double error, and the torque ripple can be suppressed accurately. There was a problem that it could not be done.
この発明は、正確にトルクリプルを測定して抑制することのできるエレベータ制御装置を得ることを目的とする。 It is an object of the present invention to obtain an elevator control device that can accurately measure and suppress torque ripple.
この発明によるエレベータ制御装置は、巻上機に連結された永久磁石同期電動機を駆動制御して、カゴを昇降させるエレベータ制御装置であって、カゴに対する速度指令値およびカゴからの速度帰還信号に基づいて、永久磁石同期電動機に対するトルク指令値を生成してカゴの速度を制御する速度制御器と、永久磁石同期電動機に流れる電流を電流帰還信号として帰還するための電流検出器と、トルク指令値、速度帰還信号および電流帰還信号に基づいて、永久磁石同期電動機に対する電圧指令を生成する電圧制御器と、電圧指令に応答して永久磁石同期電動機を駆動するインバータと、トルク指令値と電流帰還信号とのトルク差分を算出するトルク差分算出器と、トルク指令値、速度帰還信号およびトルク差分に基づいて、少なくとも永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルを測定するリプル測定演算器と、トルクリプルに基づいて、トルク指令値に対応したリプル補償値を算出するリプル抑制演算器とを備えたものである。 An elevator control apparatus according to the present invention is an elevator control apparatus that drives and controls a permanent magnet synchronous motor connected to a hoisting machine to raise and lower a car, and is based on a speed command value for the car and a speed feedback signal from the car. A speed controller for generating a torque command value for the permanent magnet synchronous motor to control the speed of the cage, a current detector for returning the current flowing through the permanent magnet synchronous motor as a current feedback signal, a torque command value, A voltage controller that generates a voltage command for the permanent magnet synchronous motor based on the speed feedback signal and the current feedback signal, an inverter that drives the permanent magnet synchronous motor in response to the voltage command, a torque command value, and a current feedback signal A torque difference calculator that calculates the torque difference of the motor, and at least permanently based on the torque command value, the speed feedback signal, and the torque difference. A ripple measurement processor for measuring a torque ripple generated by the stone synchronous motor, based on the torque ripple, in which a ripple suppression calculator for calculating a ripple compensation value corresponding to the torque command value.
この発明によれば、永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルを正確に測定することができる。 According to this invention, the torque ripple generated from the permanent magnet synchronous motor can be accurately measured.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1を示すブロック構成図であり、インバータを含む電気制御盤から発生するトルクリプルを抑制するエレベータ制御装置を示している。
ここでは、dq軸のトルク電流指令Id*、Iq*のうち、もっぱらq軸のトルク電流指令Iq*のみに注目した場合を示している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and shows an elevator control device that suppresses torque ripple generated from an electric control panel including an inverter.
Here, a case where only the q-axis torque current command Iq * is focused on among the dq-axis torque current commands Id * and Iq * is shown.
図1において、エレベータ制御装置は、カゴ1を釣合錘2とともに昇降駆動する巻上機(図示せず)に連結された永久磁石同期電動機(以下、単に「モータ」という)3と、モータ3の回転数を検出するエンコーダ4と、カゴ1の荷重Weを測定する秤装置5とを備えている。
In FIG. 1, an elevator control device includes a permanent magnet synchronous motor (hereinafter simply referred to as “motor”) 3 coupled to a hoisting machine (not shown) that drives a cage 1 together with a counterweight 2, and a
また、図1のエレベータ制御装置は、カゴ1の運転速度を制御する速度制御器6と、dq軸方向のトルク電流指令Iq*、Id*(トルク指令値に対応)を補償する補償器7と、dq軸からuvw軸に座標変換する2相/3相変換器8と、モータ3を3相駆動するためのインバータ9と、インバータ9からの3相出力電流を検出する電流検出器10と、uvw軸からdq軸に座標変換する3相/2相変換器8と、エンコーダ4からの検出信号を処理してモータ3の角速度ωmおよびインバータ9の電気角位相θeを演算する速度・位置信号処理器12とを備えている。
1 includes a
また、図1のエレベータ制御装置は、第1のトルク電流指令(以下、単に「トルク電流指令」という)Iq1*とリプル補償値Iq**との差を算出する減算器13aと、運転モードに応じてトルク電流指令Iq1*側と第2のトルク電流指令(以下、単に「トルク電流指令」という)Iq2*側とに切り換えるトルク指令切換器SWと、dq軸のトルク電流指令と電流帰還信号Id、Iqとのトルク差分を算出するトルク差分算出器13d、13qと、トルク電流指令値と電流帰還信号Iqとのトルク差分を算出するトルク差分算出器13qとを備えている。
Further, the elevator control device of FIG. 1 includes a
補償器7、2相/3相変換器8およびトルク差分算出器13d、13qは、モータ3に対する電圧制御器を構成しており、トルク電流指令Iq*、Id*(トルク指令値)と、電気角位相θe(速度帰還信号)と、電流帰還信号Id、Iqとに基づいて、インバータ9に対する制御信号(モータ3に対する電圧指令に相当する)を生成する。
The
なお、トルク電流指令Iq1*は、エレベータの通常運転時のトルク指令値である。
また、トルク電流指令Iq2*は、エレベータがトルクリプル測定モード(第1の運転モード)に設定されて、極低速(たとえば、4[m/min]など)で走行している状態で、トルク指令切換器SWを図1の状態から切り換えることによって、リプル測定演算器19に入力されるトルク指令値である。
The torque current command Iq1 * is a torque command value during normal operation of the elevator.
The torque current command Iq2 * is a torque command switching in a state where the elevator is set to the torque ripple measurement mode (first operation mode) and is traveling at an extremely low speed (for example, 4 [m / min], etc.). This is the torque command value input to the
また、図1のエレベータ制御装置は、速度・位置信号処理器12、トルク差分算出器13qおよびトルク指令切換器SWに関連して、トルク電流指令Iq2*に関連したデータを所定時間だけトレースして保存するデータ保存器14と、保存されたデータをフーリエ解析するフーリエ解析器15と、フーリエ解析したデータからリプルを算出するリプル算出器16と、リプルを抑制するための抑制テーブル作成器17と、抑制されたリプル補償値Iq**を生成するリプル補償値生成器18とを備えている。
Further, the elevator control device of FIG. 1 traces data related to the torque current command Iq2 * for a predetermined time in relation to the speed /
データ保存器14、フーリエ解析器15およびリプル算出器16は、リプル測定演算器19を構成している。
また、抑制テーブル作成器17およびリプル補償値生成器18は、リプル抑制演算器20を構成している。
The data storage unit 14, the Fourier
Further, the
エレベータのカゴ1は、主ロープを介して釣合錘2に連結されるとともに、シープ(図示せず)に吊されている。
カゴ1は、永久磁石が一体化されたモータ3によってシープが駆動されることにより、釣合錘2とともに、昇降路(図示せず)内で昇降運転される。
The elevator car 1 is connected to a counterweight 2 via a main rope and suspended from a sheep (not shown).
The cage 1 is driven up and down in a hoistway (not shown) together with the counterweight 2 by driving a sheep by a
秤装置5は、カゴ1内の荷重Weを検出して、速度制御器6に入力する。
速度・位置信号処理器12は、エンコーダ4により検出されたモータ3の速度信号(回転数)を処理し、角速度ωm(実速度)を算出して速度制御器6にフィードバック入力する。また、速度・位置信号処理器12は、モータ3の実速度に基づいてインバータ9の電気角位相θeを演算し、2相/3相変換器8と、3相/2相変換器11と、データ保存器14とに入力する。
The
The speed /
速度制御器6は、モータ3の角速度ωm(速度信号)とカゴ1の荷重Weとを取り込み、モータ3の角速度ωm(実速度)と速度指令値との速度偏差信号と、荷重Weとに基づいて、dq軸のトルク電流指令Id*、Iq*(トルク指令値)を演算する。
q軸のトルク電流指令Iq*は、トルク指令切換器SW、減算器13aおよびトルク差分算出器13qを介して補償器7に入力され、d軸のトルク電流指令Id*は、トルク差分算出器13dを介して補償器7に入力される。
The
The q-axis torque current command Iq * is input to the
dq軸の各トルク電流指令は、補償器7を介して2相/3相変換器8に入力され、3相(uvw軸)の制御信号となってインバータ9を制御することにより、モータ3を回転駆動する。
モータ3に供給される3相電流は、電流検出器10により検出され、3相/2相変換器11を介して2相(dq軸)の電流帰還信号(帰還トルク電流指令)Id、Iqとなり、それぞれ、トルク差分算出器13d、13qの減算端子にフィードバック入力される。
Each torque current command on the dq axis is input to the two-phase / three-
The three-phase current supplied to the
リプル測定演算器19は、速度制御器6からのトルク電流指令Iq2*と、トルク差分算出器13qからの差分信号(=Iq2*−Iq)と、インバータ9の電気角位相θeとを取り込み、インバータ9を含む電気制御盤から発生するトルクリプルを測定する。
ただし、電流検出器10の影響で発生するトルクリプル成分を測定することはできない。
The ripple measurement
However, the torque ripple component generated due to the influence of the
図2は図1内の制御部(構成要素6〜8および11〜20)をCPU回路構成で示すブロック図である。
図2において、制御部は、CPU30、ROM31、RAM32、出力回路33、A/D変換器34およびエンコーダ信号取込回路35により構成されている。
ROM31およびRAM32は、CPU30に属しており、出力回路33、A/D変換器34およびエンコーダ信号取込回路35は、CPU30に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the control unit (
In FIG. 2, the control unit includes a
The
RAM32は、リプル測定演算器19内のデータ保存器14として機能する。
出力回路33は、インバータ9に対する制御信号を出力する。
A/D変換器34は、電流検出器10からの信号(モータ3の各相電流)を取り込み、エンコーダ信号取込回路35は、エンコーダ4からの信号(モータ3の回転信号)を取り込む。
The
The
The A /
図3および図4は図1内の抑制テーブル作成器17のデータ内容(抑制テーブル)を示す説明図である。
図3および図4において、横軸はトルク電流指令であり、正のトルク電流指令は、モータ3の力行状態に対応し、負のトルク電流指令は、モータ3の回生状態に対応する。
図3内の縦軸は検出信号(電流の振幅であり、図4内の縦軸は検出電流の位相であり、各図において、「黒丸」は測定値である。
図3および図4に示すように、モータ3の速度・位置信号は、複数のトルク電流指令に基づいて測定する必要がある。
3 and 4 are explanatory diagrams showing data contents (suppression table) of the
3 and 4, the horizontal axis is the torque current command, the positive torque current command corresponds to the power running state of the
The vertical axis in FIG. 3 is the detection signal (current amplitude, the vertical axis in FIG. 4 is the phase of the detection current, and in each figure, “black circle” is the measured value.
As shown in FIGS. 3 and 4, the speed / position signal of the
次に、図2、図3および図4を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1によるエレベータ制御装置の具体的な処理動作について説明する。
なお、この発明の実施の形態1による処理としては、トルク指令切換器SWの切換状態に応じて、抑制テーブルを用いて電気制御盤系のトルクリプルが抑制された通常運転処理(第1の運転モード)と、抑制テーブルを作成するための測定処理(第2の運転モード)とがある。エレベータのカゴ1は、第1および第2の運転モードで共用運転される。
Next, a specific processing operation of the elevator control apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
The process according to the first embodiment of the present invention includes a normal operation process (first operation mode) in which torque ripple of the electric control panel system is suppressed using a suppression table according to the switching state of the torque command switch SW. ) And a measurement process (second operation mode) for creating a suppression table. The elevator car 1 is commonly operated in the first and second operation modes.
まず、トルク指令切換器SWを図示した状態から切り換えて、電気制御盤系のトルクリプル測定モード(第2の運転モード)でトルク電流指令Iq2*を生成し、抑制テーブルを作成する処理について説明する。
この場合、リプル測定演算器19内において、データ保存器14(図2内のRAM32)は、トルク電流指令Iq2*と、トルク電流指令Iq2*と電流帰還信号(帰還トルク電流指令)Iqとのトルク差分(=Iq2*−Iq)と、電気角位相θeとを、所定の時間分だけトレースして保存する。
First, a process for switching the torque command switch SW from the illustrated state, generating a torque current command Iq2 * in the torque ripple measurement mode (second operation mode) of the electric control panel system, and creating a suppression table will be described.
In this case, in the ripple
また、フーリエ解析器15は、データ保存器14内に保存されたデータのうち、トルク差分(=Iq2*−Iq)および電気位相角θeを用いてフーリエ解析する。
さらに、リプル算出器16は、フーリエ解析結果に基づいて、モータ3の速度信号に関する各周波数成分の振幅および位相を算出する。
Further, the
Further, the
このリプル測定モードにおいては、前述のように、トルク指令切換器SWを、図示した状態から切り換えて、トルク電流指令Iq2*に関するデータをリプル測定演算器19に入力する。
また、極低速(4[m/min])でモータ3(巻上機)を回転させて、機械系のリプルの影響を極力抑制したうえで、電流帰還信号Iqを用いて、トルク電流指令Iq2*に含まれるリプルを演算する。
In the ripple measurement mode, as described above, the torque command switching unit SW is switched from the illustrated state, and data relating to the torque current command Iq2 * is input to the ripple
Further, the motor 3 (winding machine) is rotated at an extremely low speed (4 [m / min]) to suppress the influence of the ripple of the mechanical system as much as possible, and then the torque current command Iq2 is used using the current feedback signal Iq. Calculate the ripples included in *.
これにより、リプル抑制演算器20内の抑制テーブル作成器17において、図3および図4に示すようなテーブル化が行われる。
すなわち、抑制テーブル作成器17は、リプル算出器16で得られた各周波数成分の振幅および位相と、トルク電流指令Iq2*とに基づいて、トルク電流指令Iq2*と振幅との関係(図3)と、トルク電流指令Iq2*と位相との関係(図4)と、を有する抑制テーブルを作成する。
Thereby, the suppression
That is, the
上記においては、もっぱら抑制テーブルを構成する第1の運転モードでの処理について説明したが、トルク指令切換器SWが図1の状態に切り換えられた通常運転時(第1の運転モード)においては、リプル抑制演算器20内の抑制テーブルを用いて、以下のように電気制御盤系から発生するトルクリプルが抑制されることになる。
In the above, the processing in the first operation mode that exclusively constitutes the suppression table has been described, but in the normal operation (first operation mode) in which the torque command switch SW is switched to the state of FIG. Using the suppression table in the ripple
すなわち、リプル補償値生成器18は、通常運転時のトルク電流指令Iq1*と抑制テーブルとを参照して、通常運転時のトルク電流指令Iq1*に対応する各周波数成分のトルクリプルを抑制テーブルから導き、以下の式(1)により、リプル補償値Iq**を算出する。
That is, the ripple
Iq**=R1(1)×cos{1×θe+Φ1(1)}+・・・+R1(N)×cos(N×θe+Φ1(N)) ・・・(1) Iq ** = R1 (1) × cos {1 × θe + Φ1 (1)} +... + R1 (N) × cos (N × θe + Φ1 (N)) (1)
ただし、式(1)において、R1(N)は電気角基本周波数のN倍成分の振幅値を示し、Φ1(N)は電気角基本周波散のN倍成分の位相を示す。
以下、リプル補償値生成器18は、式(1)により算出したリプル補償値Iq**を、減算器13aの減算端子にフィードバック入力することにより、逆位相でトルク電流指令Iq1*に重畳させる。
However, in Formula (1), R1 (N) shows the amplitude value of the N times component of an electrical angle fundamental frequency, and (PHI) 1 (N) shows the phase of the N times component of an electrical angle fundamental frequency scatter.
Hereinafter, the ripple
このように、リプル抑制演算器20で算出したリプル補償値Iq**を、逆位相(負極性)でトルク電流指令Iq*に重畳することにより、電気制御盤から発生するトルクリプルを抑制することができる。
また、電気制御盤からのトルクリプルが抑制された状態で、リプル測定演算器19においてトルクリプルを測定することにより、モータ3から発生するトルクリプルのみを正確に算出することができる。
ここで、具体的なトルクリプルの詳細な測定方法については省略するが、たとえば、特開2001−309687号公報に参照することができる。
As described above, the ripple compensation value Iq ** calculated by the ripple
Further, by measuring the torque ripple in the ripple
Here, although a detailed method for measuring a specific torque ripple is omitted, it can be referred to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-309687.
以上の通り、図1内のリプル測定演算器19は、トルク電流指令Iq2*(トルク指令値)と、トルク指令値と電流帰還信号Iqとのトルク差分(=Iq2*−Iq)と、電気角位相θe(速度帰還信号)とに基づいてトルクリプルを測定する。
また、リプル抑制演算器20は、測定されたトルクリプルから、トルクと振幅との関係(図3)と、トルクと位相との関係(図4)とをそれぞれテーブル化して、トルク指令値に対応するトルクリプルをテーブルから算出することにより、電気制御盤系(インバータ9)から発生するトルクリプルを抑制する。
As described above, the
Further, the
したがって、電気制御盤から発生するトルクリプルを正確に測定して抑制することにより、モータ3から発生するトルクリプルを正確に測定することができる。
また、電気制御盤から発生するトルクリプル分を除去した状態で、モータ3のトルクリプル分を正確に測定して抑制することができるので、モータ3のトルクリプルを測定する際に用いる電気制御盤と、現場で用いる電気制御盤とが異なっていても、正確にトルクリプルを抑制することができる。
この結果、エレベータを駆動するモータ3の発生トルクが脈動した場合でも、エレベータの乗り心地を向上させることができる。
さらに、あらかじめトルクリプルを測定しなくても、現場にてトルクリプルを測定することができるので、トルクリプル測定設備などが不要となり、コストダウンを実現することもできる。
Therefore, the torque ripple generated from the
In addition, since the torque ripple of the
As a result, even when the generated torque of the
Furthermore, since the torque ripple can be measured in the field without measuring the torque ripple in advance, a torque ripple measuring facility or the like is not necessary, and the cost can be reduced.
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、電気制御盤系のトルクリプルのみを抑制したが、電気制御盤系のトルクリプルのみならず、モータ3のトルクリプルをも含めたトルクリプルを抑制してもよい。
以下、電気制御盤系およびモータ3のトルクリプルを抑制したこの発明の実施の形態2による処理について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, only the torque ripple of the electric control panel system is suppressed. However, not only the torque ripple of the electric control panel system but also the torque ripple including the torque ripple of the
Hereinafter, processing according to the second embodiment of the present invention in which torque ripple of the electric control panel system and the
図5はこの発明の実施の形態2によるエレベータ制御装置を示すブロック構成図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「A」を付して、詳述を省略する。
図5において、リプル測定演算器19Aは、速度制御器6からのトルク電流指令Iq2*と、3相/2相変換器11からの電流帰還信号Iqと、速度・位置信号処理器12からの角速度ωmおよび電気角位相θeと、を入力情報として取り込んでいる。
FIG. 5 is a block diagram showing an elevator control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above or “A” after the reference numerals. "And a detailed description is omitted.
In FIG. 5, the
リプル測定演算器19Aは、前述の要素14A、15、16に加えて、角速度ωmに慣性ゲインJsを乗算してトルク値に変換するトルク変換器21と、変換されたトルク値に電流ゲインを乗算して帰還トルク電流Id’に変換する電流変換器22と、トルク電流指令Iq2*から電流帰還信号(帰還トルク電流指令)Iqおよび帰還トルク電流Id’を減算する減算器13bとを備えている。
In addition to the
リプル測定演算器19Aは、トルク電流指令Iq2*、電流帰還信号Iq、角速度ωmおよび電気角位相θeに基づいて、モータ3から発生するトルクリプルを測定する。
この場合、リプル測定演算器19A内のデータ保存器14Aは、前述のトルク電流指令Iq2*および電気角位相θeに加えて、減算器13bからのトルク差分信号を取り込んでいる。
また、リプル抑制演算器20A内のリプル補償値生成器18Aは、各テーブル(図3、図4)を参照して、モータ3のみから発生するトルクリプルの振幅および位相が抑制されるように、トルク指令値に対応したリプル補償値Iq**を算出する。
The
In this case, the
Further, the ripple compensation value generator 18A in the ripple suppression calculator 20A refers to each table (FIGS. 3 and 4) so that the torque ripple amplitude and phase generated only from the
次に、図5に示したこの発明の実施の形態2によるエレベータ制御装置の具体的な処理動作について説明する。
まず、リプル測定演算器19A内のトルク変換器21および電流変換器22は、モータ3の角速度ωmに慣性ゲインJsおよび電流ゲインを乗算して、帰還トルク電流値Iq’を算出する。
続いて、減算器13bは、トルク電流指令Iq2*から、電流帰還信号(帰還トルク電流)Iqを減算し、さらに、帰還トルク電流値Iq’を減算したトルク差分(=Iq2*−Iq−Iq’)を算出し、これをデータ保存器14Aに入力する。
Next, a specific processing operation of the elevator control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 5 will be described.
First, the
Subsequently, the
データ保存器14Aは、減算器13bからのトルク差分と、トルク電流指令Iq2*と、電気角位相θeとを、所定の時間分、データ保存器14Aに保存する。
以下、前述と同様に、フーリエ解析器15は、データ保存器14A内の保存データのうち、トルク差分(=Iq2*−Iq’−Iq)および電気角位相θeを用いてフーリエ解析し、リプル算出器16は、各周波数成分の振幅および位相を算出して抑制テーブル作成器17に入力する。
The
Thereafter, in the same manner as described above, the
このように、角速度ωmに基づく帰還トルク電流値Iq’を加味したトルク差分(=Iq2*−Iq’−Iq)を用いることにより、電気制御盤から発生するトルクリプル分を含む状態でモータ3のトルクリプルを測定して、抑制テーブルを作成することができる。
したがって、トルクリプル測定値を用いたリプル抑制運転モードにおいては、モータ3から発生するトルクリプル分を正確に抑制することができる。
なお、トルクリプルの具体的な抑制方法は、前述の実施の形態1と同様である。
Thus, by using the torque difference (= Iq2 * −Iq′−Iq) taking into account the feedback torque current value Iq ′ based on the angular velocity ωm, the torque ripple of the
Therefore, in the ripple suppression operation mode using the measured torque ripple value, the torque ripple generated from the
A specific method for suppressing torque ripple is the same as that in the first embodiment.
また、図5においては、速度・位置信号処理器12からの角速度ωmを用いて帰還トルク電流値Iq’を算出したが、機械角位相θmを用いて帰還トルク電流値Iq’(帰還トルク)を算出してもよい。
この場合、速度・位置信号処理器12は、モータ3の機械角位相θmを算出してリプル測定演算器19Aに入力し、リプル測定演算器19Aは、機械角位相θmを2回微分して角加速度とした後、慣性(イナーシャ)Jを乗算して帰還トルクを算出し、さらに電流ゲインを乗算して帰還トルク電流値Iq’を算出することになる。
In FIG. 5, the feedback torque current value Iq ′ is calculated using the angular velocity ωm from the speed /
In this case, the speed /
以上の通り、図5内のリプル測定演算器19Aは、トルク電流指令Iq2*(トルク指令値)と、電流帰還信号Iqと、角速度ωm(速度帰還信号)から算出される帰還トルク電流値Iq’とからトルクリプルを測定する。
また、リプル抑制演算器20Aは、測定されたトルクリプルにより、トルクと振幅との関係(図3)と、トルクと位相との関係(図4)とをそれぞれテーブル化して、トルク指令値に対応するトルクリプルをテーブルから算出し、モータ3のみから発生するトルクリプルを抑制する。
As described above, the ripple
Further, the ripple suppression calculator 20A tabulates the relationship between the torque and the amplitude (FIG. 3) and the relationship between the torque and the phase (FIG. 4) according to the measured torque ripple, and corresponds to the torque command value. Torque ripple is calculated from the table, and torque ripple generated only from the
この結果、前述と同様に、モータ3から発生するトルクリプルを正確に測定し、モータ3のトルクリプルを測定する際に用いる電気制御盤と現場で用いる電気制御盤とが異なっていても正確にトルクリプルを抑制して、エレベータの乗り心地を向上させるとともに、トルクリプル測定設備などを不要としてコストダウンを実現することができる。
As a result, as described above, the torque ripple generated from the
1 カゴ、3 モータ(永久磁石同期電動機)、4 エンコーダ、5 秤装置、6 速度制御器、7 補償器、8 2相/3相変換器、9 インバータ、10 電流検出器、11 3相/2相変換器、12 速度・位置信号処理器、13b 減算器、13d、13q トルク差分算出器、14、14A データ保存器、15 フーリエ解析器、16 リプル算出器、17 抑制テーブル作成器、18、18A リプル補償値生成器、19、19A リプル測定演算器、20、20A リプル抑制演算器、21 トルク変換器、22 電流変換器、Id、Iq 電流帰還信号、Iq’ 帰還トルク電流値、Id*、Iq* トルク電流指令(トルク指令値)、Iq** リプル補償値、SW トルク指令切換器、θe 電気角位相(速度帰還信号)、ωm 角速度(速度帰還信号)。 1 cage, 3 motor (permanent magnet synchronous motor), 4 encoder, 5 scale device, 6 speed controller, 7 compensator, 8 2-phase / 3-phase converter, 9 inverter, 10 current detector, 11 3-phase / 2 Phase converter, 12 Speed / position signal processor, 13b Subtractor, 13d, 13q Torque difference calculator, 14, 14A Data storage unit, 15 Fourier analyzer, 16 Ripple calculator, 17 Suppression table generator, 18, 18A Ripple compensation value generator, 19, 19A Ripple measurement calculator, 20, 20A Ripple suppression calculator, 21 Torque converter, 22 Current converter, Id, Iq Current feedback signal, Iq ′ Feedback torque current value, Id *, Iq * Torque current command (torque command value), Iq ** ripple compensation value, SW torque command switch, θe electrical angle phase (speed feedback signal), ωm angular velocity ( Degree feedback signal).
Claims (6)
前記カゴに対する速度指令値および前記カゴからの速度帰還信号に基づいて、前記永久磁石同期電動機に対するトルク指令値を生成して前記カゴの速度を制御する速度制御器と、
前記永久磁石同期電動機に流れる電流を電流帰還信号として帰還するための電流検出器と、
前記トルク指令値、前記速度帰還信号および前記電流帰還信号に基づいて、前記永久磁石同期電動機に対する電圧指令を生成する電圧制御器と、
前記電圧指令に応答して前記永久磁石同期電動機を駆動するインバータと、
前記トルク指令値と前記電流帰還信号とのトルク差分を算出するトルク差分算出器と、
前記トルク指令値、前記速度帰還信号および前記トルク差分に基づいて、少なくとも前記永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルを測定するリプル測定演算器と、
前記トルクリプルに基づいて、前記トルク指令値に対応したリプル補償値を算出するリプル抑制演算器と
を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。 An elevator control device that drives and controls a permanent magnet synchronous motor coupled to a hoisting machine to raise and lower a car,
Based on a speed command value for the car and a speed feedback signal from the car, a speed controller that generates a torque command value for the permanent magnet synchronous motor and controls the speed of the car;
A current detector for returning the current flowing through the permanent magnet synchronous motor as a current feedback signal;
A voltage controller that generates a voltage command for the permanent magnet synchronous motor based on the torque command value, the speed feedback signal, and the current feedback signal;
An inverter that drives the permanent magnet synchronous motor in response to the voltage command;
A torque difference calculator for calculating a torque difference between the torque command value and the current feedback signal;
A ripple measurement calculator that measures torque ripple generated from at least the permanent magnet synchronous motor based on the torque command value, the speed feedback signal, and the torque difference;
An elevator control device comprising: a ripple suppression calculator that calculates a ripple compensation value corresponding to the torque command value based on the torque ripple.
前記リプル測定演算器は、データ保存器、フーリエ解析器およびリプル算出器を含み、
前記データ保存器は、前記トルク指令切換器を介して入力されたトルク指令値および前記リプル測定モードに関連した入力データを所定時間だけトレースして保存し、
前記フーリエ解析器は、前記データ保存器内に保存されたデータをフーリエ解析し、
前記リプル算出器は、前記フーリエ解析器により解析されたデータから前記トルクリプルを算出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。 A torque command switching unit for inputting the torque command value to the ripple measurement computing unit in a ripple measurement mode in which the basket is operated at a lower speed than during normal operation;
The ripple measurement calculator includes a data storage unit, a Fourier analyzer, and a ripple calculator.
The data storage device traces and stores the torque command value input via the torque command switch and the input data related to the ripple measurement mode for a predetermined time,
The Fourier analyzer performs Fourier analysis on the data stored in the data storage unit,
The elevator control apparatus according to claim 1, wherein the ripple calculator calculates the torque ripple from data analyzed by the Fourier analyzer.
前記抑制テーブル作成器は、
前記永久磁石同期電動機から発生するトルクと前記トルクリプルの振幅との関係をテーブル化した第1のテーブルと、
前記トルクと前記トルクリプルの位相との関係をテーブル化した第2のテーブルとを作成し、
前記リプル補償値生成器は、前記第1および第2のテーブルを参照して、前記トルクリプルの振幅および位相が抑制されるように、前記トルク指令値に対応したリプル補償値を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエレベータ制御装置。 The ripple suppression calculator includes a suppression table generator and a ripple compensation value generator,
The suppression table creator is
A first table in which the relationship between the torque generated from the permanent magnet synchronous motor and the amplitude of the torque ripple is tabulated;
Creating a second table in which the relationship between the torque and the phase of the torque ripple is tabulated;
The ripple compensation value generator calculates a ripple compensation value corresponding to the torque command value so that an amplitude and a phase of the torque ripple are suppressed with reference to the first and second tables. The elevator control device according to claim 1 or 2.
前記カゴに対する速度指令値および前記カゴからの速度帰還信号に基づいて、前記永久磁石同期電動機に対するトルク指令値を生成する速度制御器と、
前記永久磁石同期電動機に流れる電流を前記電流帰還信号として帰還するための電流検出器と、
前記トルク指令値、前記速度帰還信号および前記永久磁石同期電動機からの電流帰還信号に基づいて、前記永久磁石同期電動機に対する電圧指令を生成する電圧制御器と、
前記電圧指令により前記永久磁石同期電動機を駆動するインバータと、
前記電流帰還信号および前記速度帰還信号から帰還トルクを算出するとともに、前記トルク指令値および前記帰還トルクに基づいて、少なくとも前記永久磁石同期電動機から発生するトルクリプルを測定するリプル測定演算器と、
前記トルクリプルに基づいて、前記トルク指令値に対応したリプル補償値を算出するリプル抑制演算器と
を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。 An elevator control device that drives and controls a permanent magnet synchronous motor coupled to a hoisting machine to raise and lower a car,
A speed controller that generates a torque command value for the permanent magnet synchronous motor based on a speed command value for the cage and a speed feedback signal from the cage;
A current detector for returning the current flowing through the permanent magnet synchronous motor as the current feedback signal;
A voltage controller that generates a voltage command for the permanent magnet synchronous motor based on the torque command value, the speed feedback signal, and a current feedback signal from the permanent magnet synchronous motor;
An inverter that drives the permanent magnet synchronous motor according to the voltage command;
A ripple measurement calculator that calculates a feedback torque from the current feedback signal and the speed feedback signal, and measures at least a torque ripple generated from the permanent magnet synchronous motor based on the torque command value and the feedback torque;
An elevator control device comprising: a ripple suppression calculator that calculates a ripple compensation value corresponding to the torque command value based on the torque ripple.
前記リプル測定演算器は、データ保存器、フーリエ解析器、リプル算出器、トルク変換器、電流変換器および減算器を含み、
前記トルク変換器は、前記速度帰還信号に慣性ゲインを乗算してトルク値に変換し、
前記電流変換器は、前記トルク値に電流ゲインを乗算して帰還トルク電流に変換し、
前記減算器は、前記トルク指令値から前記電流帰還信号および前記帰還トルクを減算してトルク差分を算出し、
前記データ保存器は、前記トルク差分と、前記トルク指令切換器を介して入力されたトルク指令値と、前記リプル測定モードに関連した入力データとを所定時間だけトレースして保存し、
前記フーリエ解析器は、前記データ保存器内に保存されたデータをフーリエ解析し、
前記リプル算出器は、前記フーリエ解析器により解析されたデータから前記トルクリプルを算出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。 A torque command switching unit for inputting the torque command value to the ripple measurement computing unit in a ripple measurement mode in which the basket is operated at a lower speed than during normal operation;
The ripple measurement calculator includes a data storage unit, a Fourier analyzer, a ripple calculator, a torque converter, a current converter and a subtractor,
The torque converter multiplies the speed feedback signal by an inertia gain to convert it into a torque value,
The current converter multiplies the torque value by a current gain to convert it into a feedback torque current,
The subtractor subtracts the current feedback signal and the feedback torque from the torque command value to calculate a torque difference;
The data storage unit traces and stores the torque difference, the torque command value input via the torque command switching unit, and input data related to the ripple measurement mode for a predetermined time,
The Fourier analyzer performs Fourier analysis on the data stored in the data storage unit,
The elevator control apparatus according to claim 4, wherein the ripple calculator calculates the torque ripple from data analyzed by the Fourier analyzer.
前記抑制テーブル作成器は、
前記永久磁石同期電動機から発生するトルクと前記トルクリプルの振幅との関係をテーブル化した第1のテーブルと、
前記トルクと前記トルクリプルの位相との関係をテーブル化した第2のテーブルとを作成し、
前記リプル補償値生成器は、前記第1および第2のテーブルを参照して、前記永久磁石同期電動機のみから発生するトルクリプルの振幅および位相が抑制されるように、前記トルク指令値に対応したリプル補償値を算出することを特徴とする請求項4または請求項5に記載のエレベータ制御装置。 The ripple suppression calculator includes a suppression table generator and a ripple compensation value generator,
The suppression table creator is
A first table in which the relationship between the torque generated from the permanent magnet synchronous motor and the amplitude of the torque ripple is tabulated;
Creating a second table in which the relationship between the torque and the phase of the torque ripple is tabulated;
The ripple compensation value generator refers to the first and second tables, and the ripple corresponding to the torque command value is controlled so that the amplitude and phase of the torque ripple generated only from the permanent magnet synchronous motor are suppressed. The elevator control device according to claim 4 or 5, wherein a compensation value is calculated.
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A02 | Decision of refusal |
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