JP2006089225A - Elevator apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人荷運搬用のかごを昇降させるためにロープを巻き上げる巻上装置を備えたエレベータ装置に関する。 The present invention relates to an elevator apparatus provided with a hoisting device that winds up a rope in order to raise and lower a car for carrying cargo.
エレベータ装置において使用されるロープ巻上装置は駆動減としてモータを含む(例えば特許文献1参照)。その巻上装置のモータは巻上装置のレイアウト性の点から、薄型、小型であることが望ましい。また、巻上装置のモータは、起動性、低騒音性等から低コギングトルクであることが求められる。 A rope hoisting device used in an elevator apparatus includes a motor as a drive reduction (see, for example, Patent Document 1). The motor of the hoisting device is desirably thin and small from the viewpoint of the layout of the hoisting device. Further, the motor of the hoisting device is required to have a low cogging torque from the viewpoint of startability, low noise, and the like.
小型でかつ大トルクを実現するモータとして、従来技術では磁石型集中巻モータを用いたものがある(例えば特許文献2参照)。 As a motor that is small and realizes a large torque, there is a conventional motor using a magnet type concentrated winding motor (see, for example, Patent Document 2).
磁石型集中巻モータ、特に埋め込み磁石型集中巻モータは小型化が可能となるという特徴がある。これは集中巻モータの小型化できるという特色に加え、埋め込み磁石モータは(集中巻、分布巻に関わりなく)磁石トルク以外にリラクタンストルクを利用できるという特色があるためである。しかしながら、集中巻埋め込み磁石モータは大トルク化は可能であるが、コギングトルクが大きくなるという問題がある。集中巻モータにおいて、低コギングトルクを実現するためには、多極の表面磁石型モータ(SPM)とする必要がある。 Magnet type concentrated winding motors, particularly embedded magnet type concentrated winding motors, are characterized in that they can be miniaturized. This is because, in addition to the feature that the concentrated winding motor can be reduced in size, the embedded magnet motor has a feature that reluctance torque can be used in addition to the magnet torque (regardless of concentrated winding and distributed winding). However, although the concentrated winding embedded magnet motor can increase the torque, there is a problem that the cogging torque increases. In a concentrated winding motor, in order to realize a low cogging torque, it is necessary to use a multipolar surface magnet type motor (SPM).
この表面磁石型モータは、永久磁石を回転子表面に接着固定しており、この接着の信頼性が問題となる。信頼性確保のためには、回転子表面にガラスクロス等を巻付けて補強するか、金属管を焼嵌めするといった手段を講じる必要がある。このため、モータの製造コストが上昇する。また、金属管を使用すると、この金属に固定子の励磁磁束による渦電流が流れ、効率が低下する。また、エアギャップが大きくならざるを得ないことや、多極化により固定子巻線スペースが縮小されるので、トルク低下に繋がり、結局、大トルク化という初期の目的に反し、トルクが小さくなるという問題がある。 In this surface magnet type motor, a permanent magnet is bonded and fixed to the rotor surface, and the reliability of this bonding becomes a problem. In order to ensure reliability, it is necessary to take measures such as wrapping a glass cloth or the like around the rotor surface to reinforce or shrink fitting a metal tube. For this reason, the manufacturing cost of a motor rises. In addition, when a metal tube is used, an eddy current due to the excitation magnetic flux of the stator flows through this metal, and the efficiency is lowered. In addition, the air gap must be increased, and the stator winding space is reduced due to the increase in the number of poles. This leads to a decrease in torque, which is contrary to the initial purpose of increasing the torque, resulting in a decrease in torque. There is.
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、小型で、低騒音かつ起動性に優れたエレベータ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an elevator apparatus that is small in size, low in noise, and excellent in startability.
本発明に係るエレベータ装置は、人荷運搬用のかごを昇降させるためにロープを巻き上げる巻上装置を備える。巻上装置は、ロープを巻き上げるシーブと、シーブを回転駆動する、所定の巻線構成を有する主電動機とを備える。その主電動機は、固定子コアに複数の突極が設けられ、固定子の各相において、隣接する突極に巻回された巻線が互いに逆方向となるように突極上に巻回され、固定子の突極数より多い数の永久磁石が回転子に埋め込まれ、同一相の巻線には同相の電圧が印加される。 The elevator apparatus according to the present invention includes a hoisting device that winds up a rope in order to raise and lower a car for carrying cargo. The hoisting device includes a sheave for winding a rope and a main motor having a predetermined winding configuration that rotationally drives the sheave. The main motor is provided with a plurality of salient poles in the stator core, and is wound on the salient poles so that the windings wound around the adjacent salient poles are in opposite directions in each phase of the stator, More permanent magnets than the number of salient poles of the stator are embedded in the rotor, and the same-phase voltage is applied to the windings of the same phase.
エレベータ装置において、主電動機の固定子コア内には、少なくとも第1及び第2の副電動機を含む複数の副電動機が設けられ、第1及び第2の副電動機のそれぞれにはインバータまたは整流回路が接続される。 In the elevator apparatus, a plurality of sub motors including at least first and second sub motors are provided in a stator core of the main motor, and an inverter or a rectifier circuit is provided in each of the first and second sub motors. Connected.
エレベータ装置において、複数の副電動機のうち駆動すべき電動機を、電動機の回転数に応じて切替るようにしてもよい。 In the elevator apparatus, the electric motor to be driven among the plurality of sub electric motors may be switched according to the rotation speed of the electric motor.
エレベータ装置において、第1及び第2の副電動機のトルク定数を異ならせてもよい。この場合、電動機の回転数が所定値より小さいときは第1及び第2の副電動機をともに駆動し、回転数が所定値以上のときは、第1及び第2の副電動機の中のトルク定数の小さい方の副電動機のみを駆動する。 In the elevator apparatus, the torque constants of the first and second auxiliary motors may be different. In this case, when the rotation speed of the motor is smaller than a predetermined value, both the first and second sub motors are driven, and when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined value, torque constants in the first and second sub motors are driven. Only the smaller sub-motor is driven.
エレベータ装置において、非常事態による電源遮断時または故障時に、第1及び第2の副電動機のうちの一方の巻線の少なくとも1つを抵抗を介してまたは直接的に短絡して制動をかけるようにしてもよい。これにより、かごの落下速度を制御することができる。 In an elevator apparatus, at the time of power interruption or failure due to an emergency, braking is performed by short-circuiting at least one of the windings of one of the first and second auxiliary motors via a resistor or directly. May be. Thereby, the falling speed of the car can be controlled.
エレベータ装置は、インバータを制御する制御回路と、その制御回路に電源を供給する制御電源とをさらに備えてもよい。この場合、複数の副電動機のうちの少なくとも1つを、制御電源を充電及び/または駆動する発電機として動作させる。 The elevator apparatus may further include a control circuit that controls the inverter and a control power source that supplies power to the control circuit. In this case, at least one of the plurality of sub-motors is operated as a generator that charges and / or drives the control power supply.
発電機として動作する副電動機において、発電用巻線とともにその発電用巻線に生じる磁束の変化を抑制する電圧制御巻線が巻回されてもよい。 In the sub-motor that operates as a generator, a voltage control winding that suppresses a change in magnetic flux generated in the power generation winding may be wound together with the power generation winding.
エレベータ装置において、第1及び第2の副電動機の中の一つを周波数発電機またはアナログ発電機として使用してもよい。 In the elevator apparatus, one of the first and second auxiliary motors may be used as a frequency generator or an analog generator.
エレベータ装置は、第1及び第2の副電動機の各相の巻線電圧を検出する電圧検出手段と、前記第1及び第2の副電動機の相の中の一の相の巻線電圧と、他の各相の巻線電圧に所定の磁気的結合常数を乗じた値とに基づいて、該一の相の巻線電圧のアナログ電圧波形を演算する手段とをさらに備えてもよい。 The elevator apparatus includes voltage detection means for detecting a winding voltage of each phase of the first and second auxiliary motors, a winding voltage of one phase among the phases of the first and second auxiliary motors, There may be further provided means for calculating an analog voltage waveform of the winding voltage of the one phase based on a value obtained by multiplying the winding voltage of each other phase by a predetermined magnetic coupling constant.
エレベータ装置において、主電動機は、所定の巻線構成を有し、固定子コアに複数の突極が設けられ、固定子の各相において、隣接する突極に巻回された巻線が互いに逆方向となるように突極上に巻回され、固定子の突極数より多い数の永久磁石が回転子に埋め込まれ、同一相の巻線には同相の電圧が印加されてもよい。 In the elevator apparatus, the main motor has a predetermined winding configuration, a plurality of salient poles are provided on the stator core, and the windings wound on adjacent salient poles in each phase of the stator are opposite to each other. The number of permanent magnets wound around the salient poles in the direction and larger than the number of salient poles of the stator may be embedded in the rotor, and the same-phase voltage may be applied to the same-phase windings.
エレベータ装置において、大トルク時または高速回転時に副電動機にd軸電流を流して弱め界磁制御を行ってもよい。 In the elevator apparatus, the field weakening control may be performed by supplying a d-axis current to the auxiliary motor at the time of large torque or high speed rotation.
エレベータ装置において、主電動機は、各相N(Nは2以上の整数)組の突極を有し、同相の突極は電機角で360度毎に配置されてもよい。 In the elevator apparatus, the main motor may have salient poles of each phase N (N is an integer of 2 or more), and the in-phase salient poles may be arranged every 360 degrees in terms of electrical angle.
エレベータ装置において、主電動機は、一つの相の同一組内において巻線を直列に接続し、一の組の巻線と他の組の巻線を並列に接続するようにしてもよい。 In the elevator apparatus, the main motor may connect the windings in series within the same set of one phase, and connect one set of windings and another set of windings in parallel.
エレベータ装置において、各突極を回転子の回転軸に対し均等な角度で配置してもよい。 In the elevator apparatus, each salient pole may be arranged at an equal angle with respect to the rotation axis of the rotor.
エレベータ装置において、主電動機の回転子は埋め込み磁石型であるのが好ましい。 In the elevator apparatus, the rotor of the main motor is preferably an embedded magnet type.
エレベータ装置において、シーブの回転軸と電動機の回転軸とをギアを介さず直結するのが好ましい。 In the elevator apparatus, it is preferable that the rotating shaft of the sheave and the rotating shaft of the electric motor are directly connected without a gear.
エレベータ装置において、巻上装置をエレベータ塔内に配置するのが好ましい。 In the elevator apparatus, it is preferable to arrange the hoisting apparatus in the elevator tower.
本発明のエレベータ装置によれば、低コギングトルクを実現しつつ、小型化、大トルク化を可能とする、所定の巻線構成を有する電動機(多又モータ)を用いるため、起動性、低騒音性において優れた特性を示す巻上装置を実現できる。また、1つの電動機内に複数の電動機機能を構成することにより、故障時の冗長度、安全性を向上したエレベータ装置を実現できる。 According to the elevator apparatus of the present invention, since an electric motor (multiple motor) having a predetermined winding configuration that enables a reduction in size and an increase in torque while realizing a low cogging torque is used, startability and low noise are achieved. It is possible to realize a hoisting device that exhibits excellent characteristics. In addition, by configuring a plurality of motor functions in one motor, it is possible to realize an elevator apparatus with improved redundancy and safety at the time of failure.
以下、添付の図面を参照し、本発明に係るエレベータ装置の実施の形態を説明する。 Embodiments of an elevator apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
1.エレベータ装置の構成
図1は、本発明に係るエレベータ装置の一実施形態の回路的な構成を示した図である。エレベータ装置は、交流電源1からの交流電圧を直流に変換するコンバータ3と、平滑コンデンサ5と、ブレーキ回路11と、電力変換器であるインバータ15、17と、インバータ15、17からの出力をそれぞれ受けて駆動する電動機19と、コンバータ3とインバータ15、17の動作を制御する制御回路25とを備える。電動機19は、人荷運搬用のかご103を吊り下げるロープ105を巻き付けるシーブ(プーリ)109と連結されている。かご103はバランス錘104によりバランスが取られている。
(Embodiment 1)
1. Diagram 1 of the elevator apparatus is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of an elevator apparatus according to the present invention. The elevator apparatus includes
交流電源1は単相としているが、3相であってもよい。コンバータ3は、交流を直流に変換する機能のみならず、さらに直流を交流に変換する機能をも有する、交流/直流双方向変換回路であってもよく、電動機19の回生電力を交流電源1に返還可能な構成にしてもよい。
The
電動機19の回転軸はシーブ(プーリ)109の回転軸と、軸方向が一致するようにジョイント等を介して直結されている。このように変速ギアを用いないで連結する構成のため、変速ギアを用いた場合に生じる大型化、信頼性の低下、騒音等の問題が解決される。
The rotating shaft of the
電動機19は内部の同一固定子コア内に、第1電動機M1と第2電動機M2とが形成されている。この構成の詳細は後述する。
In the
第1電動機M1及び第2電動機M2には、直流電圧を所望の交流電圧に変換するインバータ15、17がそれぞれ接続される。ブレーキ回路11、インバータ15、17及びコンバータ3の動作は制御回路25により制御信号S1〜S4を介して制御される。なお、以下の説明では、第1電動機M1を含む駆動系を「第1駆動系」といい、第2電動機M2を含む駆動系を「第2駆動系」という。
ブレーキ回路11は電動機19にブレーキをかけるための回路であって、図1(b)に示すようにトランジスタまたはリレー等からなるスイッチング手段を含む。インバータ15、17が整流回路として作用して電動機M1、M2が発生する電圧を直流に変換したものを、ブレーキ回路11で短絡することにより、電動機M1、M2にブレーキをかけることができる。これにより、電動機をロック状態にすることができる。また、ブレーキ回路11を用いずに、コンバータ3を交流/直流双方向変換回路として動作させ、交流電源1に回生し、電動機M1、M2にブレーキ作用を働かせることもできる。
The
図2Aはエレベータ装置の構成を示す斜視図である。エレベータ装置は、エレベータ塔101内に、人荷運搬用のかご103と、かご103を吊り下げ、上下方向に昇降させるためのロープ105と、そのロープ105を巻上げる巻上装置100とが設けられている。また、エレベータ塔101側面には人や荷物が出入りするための室内側出入り口107が設けられている。図2Aの例では、この巻上装置100はエレベータ塔101内の側面に設置しているが、図2Bに示すように巻上装置100をエレベータ塔101内の底面に設置してもよいし、図2Cに示すようにエレベータ塔101内の上面に設置してもよい。後述するように、本発明によれば、巻上装置に使用する電動機19を薄型化できるため、巻上装置100も小型化できる。よって、上記のように巻上装置100をエレベータ塔101内の様々な位置に設置することが可能となり、レイアウト性を向上できる。なお、巻上装置100は図3に示すようにロープ巻き上げシーブ109と電動機19とから構成される。
FIG. 2A is a perspective view showing the configuration of the elevator apparatus. The elevator apparatus is provided with a
2.電動機(多又モータ)の構成
ここで、本実施形態のエレベータ装置に用いる電動機19の詳細な内部構成について説明する。図4に本実施形態の電動機19の構造を示す。電動機19は回転子80と固定子90を含む。電動機19において、端子U1、V1、W1に接続する第1電動機M1と、端子U2、V2、W2に接続する第2電動機M2とが同一固定子コア内に形成されている。
2. Configuration of Electric Motor (Multi-Motor Motor) Here, a detailed internal configuration of the
固定子90は、固定子コアに複数の突極91が設けられ、各突極91に巻線93a、93b、93cが巻かれている。回転子80には、固定子90の突極数より多い数の永久磁石81が周方向に等間隔に埋め込まれている。
In the
固定子90の第1電動機M1のU相に着目すると、U相は3つの巻線93a、93b、93cを含む。そして、各巻線93a、93b、93cは、隣接する巻線との間で巻回方向が逆方向となるように突極に巻回されている。すなわち、巻線93aと巻線93cは同じ方向に巻回されるが、巻線93a、93cと巻線93bは逆方向に巻回される。同相内の巻線93a、93b、93cには、同相の電圧が印加される。第1電動機M1の他の相についても同様に構成される。本実施形態及び以降の実施形態では、エレベータ装置は以下の特徴を有する電動機19を備える。
1)固定子に複数の突極を設けた。
2)固定子の各相において、隣接する突極に巻回された巻線は互いに逆方向となるように突極上に巻回される。
3)固定子の突極数より多い数の永久磁石が回転子に埋め込まれている。
4)同一相の巻線には、同相の電圧が印加される。
When attention is paid to the U phase of the first electric motor M1 of the
1) A plurality of salient poles were provided on the stator.
2) In each phase of the stator, the windings wound around the adjacent salient poles are wound on the salient poles in opposite directions.
3) More permanent magnets than the number of salient poles of the stator are embedded in the rotor.
4) In-phase voltage is applied to windings of the same phase.
以上のような特徴を持つ電動機の構成については、例えば国際公開WO03/084034号に開示されている。また、本実施形態では、1つの相において、突極に巻回された3つの巻線を含むが、1つの相に含まれる巻線数は3に限られず2または4以上の数でもよい。なお、以下の説明では、上記の特徴を有する電動機を「多又モータ」といい、特に本実施形態のような1相に3つの巻線が含まれる場合は「3又モータ」という。多又モータにおける固定子の突極数、スロット数及び回転子の極数の関係を示す。
以上のように多又構造の電動機を使用することにより、永久磁石が埋め込まれた回転子と集中巻された固定子を有する電動機に対する低コギング駆動を実現することが可能となり、小型化、大トルク化、低コギング駆動を同時に実現できるという利点がある。 As described above, by using a multi-piece motor, it becomes possible to realize a low cogging drive for a motor having a rotor having a permanent magnet embedded therein and a stator wound in a concentrated manner. There is an advantage that a low cogging drive can be realized simultaneously.
第1電動機M1はU、V、Wの3つ相を有し、各相は3つの巻線を含み、各相間には3つの突極が含まれるよう間隔があけられている。第2電動機M2は、第1電動機M1の各相間の突極に巻回された巻線で、すなわち、第1電動機M1で使用されていない突極に巻回された巻線で構成される。図4に示す例では、第2電動機M2も第1電動機M1と同様、3つの巻線で1つの相を構成している。なお、第1電動機M1と第2電動機M2の各突極の間の機械的位相関係(配置角度)は自由に設定してよい。このように多又モータについて同一固定子コア内に複数の発電機を設けた構成については例えば国際公開WO03/100949号に開示がある。このような多又モータの構成では、第1電動機M1と第2電動機M2の巻線は互いに独立し、絶縁型に構成でき、これにより、安全性、信頼性の向上を図ることができる。 The first electric motor M1 has three phases of U, V, and W, each phase includes three windings, and each phase is spaced so that three salient poles are included. The second electric motor M2 is composed of windings wound around salient poles between the phases of the first electric motor M1, that is, windings wound around salient poles not used in the first electric motor M1. In the example shown in FIG. 4, the second electric motor M2 also forms one phase with three windings, like the first electric motor M1. The mechanical phase relationship (arrangement angle) between the salient poles of the first electric motor M1 and the second electric motor M2 may be set freely. Such a configuration in which a plurality of motors are provided with a plurality of generators in the same stator core is disclosed in, for example, International Publication No. WO03 / 100909. In such a multi-motor configuration, the windings of the first electric motor M1 and the second electric motor M2 are independent of each other and can be configured as an insulation type, thereby improving safety and reliability.
3.エレベータ装置の動作
以上のように構成されるエレベータ装置の動作を説明する。
交流電源1からの交流電圧はコンバータ3により直流電圧に変換され、コンデンサ5により平滑される。第1駆動系におけるインバータ15はコンデンサ5の直流出力電圧を、制御回路25からの制御にしたがい所望の交流電圧に変換し、第1電動機M1に供給する。第2駆動系におけるインバータ17もコンデンサ5の直流出力電圧を、制御回路25からの制御にしたがい所望の交流電圧に変換し、第2電動機M2に供給する。電動機19は、第1電動機M1と第2電動機M2の双方より動力を得て駆動し、シーブ109を回転させてロープ105を巻き上げることにより、エレベータ塔内においてかご103を上昇または降下させる。
3. The operation of the elevator apparatus configured as described above will be described.
The AC voltage from the
第1及び第2電動機M1、M2に対する電圧印加は例えば次のように行うことができる。第1電動機M1と第2電動機M2の機械的な位置の差を電気的な位相差に換算した値がβ1(但し、第1及び第2電動機M1、M2の構成によっては、β1=0となる場合もある。)であるとき、第1電動機M1に印加する電流I1と、第2電動機M2に印加する電流I2との位相差βは、基本的に、換算した位相差β1に等しくなるように設定する。弱め界磁で電流位相を進める場合にも、位相差βは換算した位相差β1に等しくすることが基本となる。ただし、第1及び第2電動機M1、M2の誘起電圧定数が異なる場合、例えば、第1電動機M1の誘起電圧定数が第2電動機M2のものよりも大きければ、第1電動機M1の電流I1の位相を第2電動機M2の電流I2の位相より進める。最適な位相の決め方については、例えば「PMモータの回転子構造を考慮した高性能制御に関する研究」(童毅、1993年1月、大阪府立大学博士論文)」を参照することができる。 The voltage application to the first and second electric motors M1 and M2 can be performed as follows, for example. The value obtained by converting the mechanical position difference between the first motor M1 and the second motor M2 into an electrical phase difference is β1 (note that β1 = 0 depending on the configuration of the first and second motors M1 and M2). The phase difference β between the current I1 applied to the first electric motor M1 and the current I2 applied to the second electric motor M2 is basically equal to the converted phase difference β1. Set. Even when the current phase is advanced by the field weakening, the phase difference β is basically equal to the converted phase difference β1. However, if the induced voltage constants of the first and second electric motors M1 and M2 are different, for example, if the induced voltage constant of the first electric motor M1 is larger than that of the second electric motor M2, the phase of the current I1 of the first electric motor M1 Is advanced from the phase of the current I2 of the second electric motor M2. For how to determine the optimum phase, for example, “Study on high-performance control in consideration of the rotor structure of the PM motor” (Doji, 1993, Osaka Prefecture University doctoral dissertation) can be referred to.
このように、電動機19において2つの電動機M1、M2を構成し、2つの電動機M1、M2をそれぞれ含む2つの駆動系により巻上装置100を駆動する。よって、一方の駆動系が故障し作動しなくなった場合でも、他方の駆動系により巻上装置100を駆動させることができるので、故障冗長度を向上できる。また、複数の駆動系を設けることにより、1つの駆動系におけるインバータの容量を小さくできるため、さらに、1つのインバータにおけるスイッチング素子のサイズを小型化できる。
As described above, the
以上のように、本実施形態のエレベータ装置は、巻上装置を駆動する電動機として前述の特殊な構成を持つ多又モータを用いるため、小型化、大トルク化、低コギング駆動を同時に実現でき、起動性、低騒音性において優れた特性を示すエレベータ装置を実現できる。また、本実施形態のエレベータ装置は、1つの電動機の内部において複数の電動機機能を構成し複数の駆動系を設けることにより、1つのインバータにおけるスイッチング素子のサイズを小型化でき、エレベータ装置全体の小型化に貢献するとともに、一方の駆動系が故障した場合でも、他方の駆動系により駆動させることができるので、故障冗長度を向上でき、安全性を向上したエレベータ装置を実現できる。 As described above, the elevator apparatus according to the present embodiment uses the multi-part motor having the above-described special configuration as an electric motor that drives the hoisting apparatus, and therefore can simultaneously realize downsizing, large torque, and low cogging driving, An elevator apparatus that exhibits excellent characteristics in terms of startability and low noise can be realized. Moreover, the elevator apparatus of this embodiment can reduce the size of the switching element in one inverter by constituting a plurality of motor functions and providing a plurality of drive systems inside one motor, and the entire elevator apparatus can be reduced in size. In addition, even if one drive system fails, it can be driven by the other drive system, so that the failure redundancy can be improved and an elevator apparatus with improved safety can be realized.
(実施の形態2)
本実施形態では、第1及び第2電動機M1、M2のモータ特性を異ならせ、それぞれ動作状況に応じて駆動する電動機を切替る方法について説明する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a method will be described in which the motor characteristics of the first and second electric motors M1 and M2 are made different, and the electric motors to be driven are switched in accordance with the operating conditions.
具体的には、実施の形態1のエレベータ装置において、第1及び第2電動機M1、M2それぞれの誘起電圧定数を異ならせる。なお、誘起電圧定数とトルク定数は同じ意味を持つので、誘起電圧定数をトルク定数と読み替えてもよい。図5(a)は、第1及び第2電動機M1,M2の回転数(ω)と出力電圧(V)との関係を示した図である。図5(a)において、直線Aは第2電動機M2の電圧を、直線Bは第1電動機M1の電圧をそれぞれ示した図である。この場合、第1電動機M1は低速時に用いられる電動機と、第2電動機M2は高速時に用いられる電動機としている。例えば、速度ω1のときは第1電動機M1を用い、速度ω2のときは、第2電動機M2を用いるようにする。より具体的には、速度の所定値を設定しておき、その速度を閾値として、使用する電動機を第1電動機M1または第2電動機M2に切り替える。このように、回転数(エレベータの昇降速度)に応じて駆動する電動機をいずれかに切替えるようにすることにより、回転数(エレベータの昇降速度)にかかわらず、効率のよい駆動が可能となる。 Specifically, in the elevator apparatus according to the first embodiment, the induced voltage constants of the first and second electric motors M1 and M2 are made different. Since the induced voltage constant and the torque constant have the same meaning, the induced voltage constant may be read as a torque constant. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the rotational speed (ω) and the output voltage (V) of the first and second electric motors M1, M2. In FIG. 5 (a), the straight line A shows the voltage of the second electric motor M2, and the straight line B shows the voltage of the first electric motor M1. In this case, the first electric motor M1 is an electric motor used at low speed, and the second electric motor M2 is an electric motor used at high speed. For example, the first electric motor M1 is used at the speed ω1, and the second electric motor M2 is used at the speed ω2. More specifically, a predetermined value of the speed is set, and the electric motor to be used is switched to the first electric motor M1 or the second electric motor M2 using the speed as a threshold value. As described above, by switching the electric motor to be driven according to the rotational speed (elevator lifting speed), efficient driving becomes possible regardless of the rotational speed (elevator lifting speed).
または、図5(b)に示すように、モータ起動時(回転数領域P1)や加速時(回転数領域P2)等のトルクが必要な場合は、2つの電動機M1、M2をともに力行運転してもよい。そして、速度が所定値以上になったとき、すなわち、回転数が高速領域P3にあるときは、トルク定数の大きい方の第1電動機M1に対しては弱め界磁を行って電圧を抑制するためだけの通電を行い、第2電動機M2を力行運転するようにしてもよい。または、起動時や加速時等の大きなトルクが必要な場合は、2つの電動機M1、M2で巻上装置100を駆動し、速度が所定値以上になったときは、誘起電圧定数の大きな方の電動機M1は電気的に切り離し、誘起電圧定数の小さな方の電動機のみで巻上装置100を駆動するように切り替えてもよい。これらの場合、負荷に応じた最適な駆動動作を実現できる。
Alternatively, as shown in FIG. 5 (b), when torque is required at the time of motor start-up (rotation speed region P1) or acceleration (rotation speed region P2), the two electric motors M1 and M2 are operated together. May be. When the speed exceeds a predetermined value, that is, when the rotational speed is in the high speed region P3, the first motor M1 having the larger torque constant is subjected to field weakening to suppress the voltage. Only the energization of the second electric motor M2 may be performed. Alternatively, when a large torque is required at the time of start-up or acceleration, the
(実施の形態3)
本実施形態では、停電等により交流電源1からの電動機または制御回路への電源供給が断たれた場合に、緩やかにエレベータかごを下降させ、安全性を確保するエレベータ装置の構成を説明する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a description will be given of the configuration of an elevator apparatus that gently lowers the elevator car and ensures safety when power supply from the
図6に本実施形態のエレベータ装置の構成を示す。基本的な構成は実施の形態1と同じである。本実施形態では、第2の駆動系においてインバータ17の出力に対して電動機M2と並列にスイッチ43を介して抵抗回路44を接続している。また、第1の駆動系及び第2の駆動系に対してブレーキ回路11を設けている。また、第1電動機M1と第2電動機M2のトルク定数を異ならせている。
FIG. 6 shows the configuration of the elevator apparatus of the present embodiment. The basic configuration is the same as in the first embodiment. In the present embodiment, in the second drive system, a
図6に示すエレベータ装置の動作を説明する。通常の運転動作は実施の形態1の場合と同様である。制御回路25は、停電時等により電源供給が遮断されたことを所定の検出手段(図示せず)により検出すると、制御用バックアップ電源(図示せず)を用いてスイッチ43をオンし、第2電動機M2のモータ巻線を抵抗回路44で短絡する。これにより、第2電動機M2に対して制動がかかり、エレベータかご103の落下速度が適度に抑制される。ここで、第2電動機M2のトルク定数は、短絡による制動時において適度な落下速度が得られるような値に設定されている。
The operation of the elevator apparatus shown in FIG. 6 will be described. The normal driving operation is the same as that in the first embodiment. When the
この場合、トルク定数の大きな方の電動機を短絡するようにしてもよく、より少ない電流で所望のブレーキトルクを発生させることができるので、抵抗回路41の抵抗値を大きくする必要がなく、抵抗回路を小型化できる。 In this case, the motor having the larger torque constant may be short-circuited, and a desired brake torque can be generated with a smaller current. Therefore, there is no need to increase the resistance value of the resistance circuit 41, and the resistance circuit Can be miniaturized.
以上のように本実施の形態の構成によれば、停電等により電源供給が停止された場合であっても、電動機の巻線を短絡することにより電動機の回転動作に制動をかけ、下降速度を抑制することができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, even when the power supply is stopped due to a power failure or the like, the rotating operation of the motor is braked by short-circuiting the winding of the motor, and the lowering speed is reduced. Can be suppressed.
(実施の形態4)
本実施形態では、電動機19内に構成された2つの電動機M1、M2のうちの一方を駆動用電動機として使用し、他方を制御回路のバックアップ電源の充電用及び/または駆動用の発電機として使用する。このように、一方の電動機を、バックアップ電源の充電のための発電機として使用することにより、停電時等により電源供給が停止した場合であっても、エレベータかご103の落下を防止し、安全性を確保できる。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, one of the two motors M1 and M2 configured in the
図7に本実施形態のエレベータ装置の構成を示す。エレベータ装置は、コンバータ3、平滑コンデンサ5、ブレーキ回路11、インバータ15及び第1電動機M1からなる駆動系と、駆動系回路の動作を制御する制御回路25とを含む。また、エレベータ装置は、制御回路25に対する第1の電源系として、キャパシタ35、電圧調整器37、コンバータ39及び第2電動機M2を含む。さらに、エレベータ装置は、制御回路25に対する第2の電源系として、交流電源1、コンバータ33、キャパシタ34を含む。なお、キャパシタ34、35は電池であってもよい。
FIG. 7 shows the configuration of the elevator apparatus according to this embodiment. The elevator apparatus includes a drive system including a
本実施形態では、基本的に、第1の電源系から制御回路25に制御用電源を供給する。しかし、第1の電源系におけるキャパシタ35が制御に必要な電圧を確保できない場合(例えば、エレベータ起動前)の制御においては、第2の電源系から、制御回路25に制御用電源を供給する。
In the present embodiment, basically, control power is supplied from the first power supply system to the
上記の構成を有するエレベータ装置の動作を説明する。交流電源1からの交流電圧がコンバータ3により整流されて直流電圧に変換され、平滑コンデンサ5で平滑される。インバータ15は平滑コンデンサ5で平滑された直流電圧を、制御回路25の制御にしたがい所望の交流電圧に変換し、第1電動機M1を駆動する。
Operation | movement of the elevator apparatus which has said structure is demonstrated. The AC voltage from the
この昇降動作中、第2電動機M2は発電機として動作する。第1電動機M1の駆動により電動機19の回転子が回転することにより、第2電動機M2の巻線U2、V2、W2に誘起電圧が発生する。この誘起電圧を整流器39で整流して直流電圧に変換し、電圧調整器37で所望の電圧値に変換する。電圧調整器37の出力電圧はキャパシタ35を介して制御回路25に供給される。
During this lifting operation, the second electric motor M2 operates as a generator. When the rotor of the
このように、本実施形態では、電動機19内の一方の電動機M1により昇降動作を行うとともに、他方の電動機M2が発電機として動作しバックアップ電源としてのキャパシタ35を充電する。
Thus, in this embodiment, while raising / lowering operation | movement is carried out by one electric motor M1 in the
これにより、停電により交流電源1からの電源供給が停止した場合であっても、制御回路25にはキャパシタ35から電源電圧が供給されるため、通常どおり動作することができる。制御回路25はインバータ15を制御し、第1電動機M1に流れる回生電流の量を制御して、かご103が緩やかに落下するように第1電動機M1の回転数を制御する。
As a result, even when the power supply from the
上記構成の場合、仮にキャパシタ35が故障している場合であっても、停電によりかご103が落下し始めると、その下降動作により第2電動機M2が発電動作を行うため、制御回路25に電源を供給することが可能となり、制御回路25を動作させることができ、第1電動機M1に対して制動動作を行うことが可能となる。
In the case of the above configuration, even if the
以上の動作を実現するためには、第2電動機M2は低速回転時から制御回路25を駆動可能な十分な電圧を発生する必要がある。しかし、単に第2電動機M2を低速回転時から十分な駆動電圧を生じるよう設計すると、図8の破線に示すように、高速回転時において必要以上に高い電圧を発生してしまうおそれがある。第2電動機M2の出力は、図8の実線に示すように、低速回転時においては迅速に所望電圧に達する必要があるが、中・高速回転域においては、回転数に比例して増加せずに、ほぼ一定電圧となるようにするのが好ましい。以下に、この問題を解決するための構成を説明する。
In order to realize the above operation, the second electric motor M2 needs to generate a sufficient voltage capable of driving the
図9は、第2電動機M2の高速回転域における出力を抑制するための巻線の構成を示した図である。第2電動機M2において、発電用の巻線A11、A12、A21、…に加えて、制御巻線B11、B12、B21、…を設けている。発電用の巻線A11、A12、A21、…とは、回転運動により誘起電圧を発生させる巻線である。制御巻線B11、B12、B21、…は中・高速回転域での発電電圧を抑制するための巻線である。制御巻線B11、B12、B21、…のそれぞれは、突極に巻回され、それぞれの両端は短絡されてショートリング(短絡環)を構成する。一般的にショートリングはそれを通過する磁束の変化を防げる機能を有し、特に、その効果は周波数が高くなるほど顕著となる。このようなショートリングの特性を用いた制御巻線B11、B12、B21、…により、図8の実線に示すような、中・高速域での電圧上昇を抑えた出力特性を実現できる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a winding for suppressing output in the high-speed rotation range of the second electric motor M2. In the second electric motor M2, control windings B11, B12, B21,... Are provided in addition to the power generation windings A11, A12, A21,. The power generation windings A11, A12, A21,... Are windings that generate an induced voltage by rotational movement. The control windings B11, B12, B21,... Are windings for suppressing the generated voltage in the middle / high speed rotation range. Each of the control windings B11, B12, B21,... Is wound around a salient pole, and both ends of each are short-circuited to form a short ring. In general, the short ring has a function of preventing a change in magnetic flux passing through it, and the effect becomes more remarkable as the frequency increases. By using the control windings B11, B12, B21,... Using such short ring characteristics, it is possible to realize output characteristics with suppressed voltage increase in the middle / high speed range as shown by the solid line in FIG.
図10は、第2電動機M2の高速回転域における出力を抑制するための巻線構成の別の例を示した図である。図9に示す例では、突極に直接、巻線を巻回していたが、図10に示す例では、突極間にブリッジ61を設け、そのブリッジ61に対して、発電用の巻線A11、A12、A21、…、制御巻線B1、B2、B3を巻回している。制御巻線B1、B2、B3のそれぞれは、その両端が短絡され、ショートリングとして機能する。なお、ブリッジ61は、固定子部と一体に製造してもよいし、積層鉄板または焼結や成型等によるブロックを用いて別体として製造してもよい。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the winding configuration for suppressing the output in the high-speed rotation region of the second electric motor M2. In the example shown in FIG. 9, the winding is wound directly around the salient pole. However, in the example shown in FIG. 10, a
回転子から固定子に入った磁束φ1は回転子の速度に対応した交流磁界となる。このため、両端を短絡した制御巻線B1には、この磁束φ1を打ち消す方向の磁束φ2が発生する。この磁束φ2は回転子速度が上がるほど、また、磁束φ1の周波数が高くなるほど大きくなる。発電用巻線A1に誘起される電圧は、制御巻線B1がない場合は磁束φ1だけによって決まり、磁束φ1の周波数に比例して高くなるが、制御巻線B1があると磁束φ2は磁束φ1の変化を打ち消す方向に作用するので、発電用巻線A1に発生する電圧は回転速度に依存せず、ほぼ一定の値となる。 Magnetic flux φ1 entering the stator from the rotor becomes an AC magnetic field corresponding to the speed of the rotor. For this reason, a magnetic flux φ2 in a direction to cancel out the magnetic flux φ1 is generated in the control winding B1 whose both ends are short-circuited. The magnetic flux φ2 increases as the rotor speed increases and the frequency of the magnetic flux φ1 increases. The voltage induced in the power generation winding A1 is determined only by the magnetic flux φ1 when there is no control winding B1, and increases in proportion to the frequency of the magnetic flux φ1, but with the control winding B1, the magnetic flux φ2 becomes the magnetic flux φ1. Therefore, the voltage generated in the power generation winding A1 does not depend on the rotation speed, and becomes a substantially constant value.
以上のような構成により、回転速度が上昇しても、制御電源用電圧が所望の値を超えて高くなることを防止でき、ほぼ一定電圧の制御電源を実現できる。 With the above configuration, even when the rotational speed increases, the control power supply voltage can be prevented from becoming higher than a desired value, and a control power supply with a substantially constant voltage can be realized.
なお、図9、図10の例では、制御巻線の両端は短絡しショートリングを形成していたが、制御巻線の両端をオープンにし、回転子磁石から発生し発電用巻線に鎖交する磁束を打ち消すように、開放端に、磁束の変化に同期した交流電流を外部より印加するようにしてもよい。またショートリングの巻線回数は任意に設定してよい。 In the examples of FIGS. 9 and 10, both ends of the control winding are short-circuited to form a short ring. However, both ends of the control winding are opened, and are generated from the rotor magnet and linked to the power generation winding. Alternatively, an alternating current synchronized with the change of the magnetic flux may be applied from the outside to the open end so as to cancel the magnetic flux to be performed. Further, the number of windings of the short ring may be set arbitrarily.
(実施の形態5)
以上説明した実施形態において、同一固定子コア内に設けられた電動機の中の一つを周波数発電機またはアナログ発電機として使用する例を説明する。
(Embodiment 5)
In the embodiment described above, an example in which one of the electric motors provided in the same stator core is used as a frequency generator or an analog generator will be described.
図11(a)に示すように第1および第2電動機M1,M2の各相巻線が配置されている場合において、第2電動機M2のU,V,W各相の巻線からの電圧を、図11(b)に示すような波形整形回路を通過させることにより、図11(c)に示すようなそれぞれ位相が120度ずつ、ずれたパルス波形信号が得られる。このようにして得られたパルス波形信号は、第1電動機M1の電動機動作を制御する際に、位置検出や速度等の制御信号として使用できる。なお、図11は、5又2発電モータを例として示してある。 When the phase windings of the first and second electric motors M1, M2 are arranged as shown in FIG. 11 (a), the voltages from the U, V, W phase windings of the second electric motor M2 are By passing through a waveform shaping circuit as shown in FIG. 11B, a pulse waveform signal whose phase is shifted by 120 degrees as shown in FIG. 11C is obtained. The pulse waveform signal thus obtained can be used as a control signal for position detection, speed, etc., when controlling the motor operation of the first motor M1. FIG. 11 shows a five or two generator motor as an example.
(実施の形態6)
実施の形態5では、第2電動機M2のU,V,W各相の巻線電圧からパルス波形信号を生成することについて説明した。本実施形態では、第1及び第2電動機M1、M2の各相巻線電圧から、波形整形されたアナログ正弦波信号を得る構成について説明する。
(Embodiment 6)
In the fifth embodiment, generation of a pulse waveform signal from the winding voltages of the U, V, and W phases of the second electric motor M2 has been described. In the present embodiment, a configuration for obtaining a waveform-shaped analog sine wave signal from each phase winding voltage of the first and second electric motors M1 and M2 will be described.
アナログ正弦波信号を得るため、まず、第1及び第2電動機M1、M2各相の固定子巻線の電圧を電圧検出手段(図示せず)により検出する。そして、制御回路25により、求めたい相以外の相の検出電圧に、その相と求めたい相の間の結合定数を乗じ、求めたい相の検出電圧から、結合定数が乗じられた各電圧を減じることにより、波形整形されたアナログ正弦波信号を得ることができる。このようにして得られアナログ波形信号も、第1電動機M1の電動機動作を制御する際に、位置検出等の制御信号として使用できる。
In order to obtain an analog sine wave signal, first, the voltage of the stator winding of each phase of the first and second electric motors M1 and M2 is detected by voltage detection means (not shown). Then, the
図12を用いて以上の処理を具体的に説明する。図12(a)は各相間の結合定数を示す。第2電動機M2のU相のアナログ正弦波信号を得る場合の例を説明する。この場合、第2電動機M2のU相以外の相の検出電圧Vv2、Vw2、…にそれぞれ結合定数M12、M13、…を乗じる。図12(b)に示すように、検出電圧Vu2から、結合定数が乗じられた各電圧を減じることにより、波形整形されたアナログ正弦波信号Vu2を得ることができる。同様にして正弦波信号Vv2、Vw2を得ることができる。 The above processing will be specifically described with reference to FIG. FIG. 12A shows the coupling constant between the phases. An example of obtaining a U-phase analog sine wave signal of the second electric motor M2 will be described. In this case, the detection constants Vv2, Vw2,... Of phases other than the U phase of the second electric motor M2 are multiplied by coupling constants M12, M13,. As shown in FIG. 12B, the waveform-shaped analog sine wave signal Vu2 can be obtained by subtracting each voltage multiplied by the coupling constant from the detection voltage Vu2. Similarly, sinusoidal signals Vv2 and Vw2 can be obtained.
(実施の形態7)
上記の各実施形態において用いられる多又モータにおける好ましい構成を説明する。
(Embodiment 7)
A preferred configuration of the multi-furcated motor used in each of the above embodiments will be described.
多又モータにおいて、固定子の各相の巻線をN(Nは2以上の整数)組に分離し、同相の各組の突極は電気角で略360度毎に配置する。巻線を2組に分離した場合、同一相の巻線を電気角で略360度毎に配置することは、機械角で略180度毎に配置することになる。巻線を3組に分離した場合は、同一相の巻線を機械角で略120度毎に配置することになる。すなわち、巻線をN組に分離する場合、同一相の巻線は機械角で略(360/N)度毎に配置される。 In a multi-furcated motor, the windings of each phase of the stator are separated into N (N is an integer of 2 or more) sets, and the salient poles of each set of the same phase are arranged at approximately 360 degrees in electrical angle. When the windings are separated into two sets, arranging the windings of the same phase every approximately 360 degrees in electrical angle means arranging every 180 degrees in mechanical angle. When the windings are separated into three sets, the same-phase windings are arranged at a mechanical angle of approximately every 120 degrees. That is, when the windings are separated into N sets, the windings of the same phase are arranged at a mechanical angle approximately every (360 / N) degrees.
図13は、3又モータにおいて固定子コアに1つの発電機のみが形成された場合の巻線の配置を説明した図である。例えば、U相巻線は、突極毎に巻回された巻線u11、u12、u13からなる組と、突極毎に巻回された巻線u14、u15、u16からなる組とに分離されている。これらは互いに180度ずれて配置されている。図14に示すように、巻線u11、u12及びu13、並びに巻線u14、u15及びu16はそれぞれ直列に接続される。巻線u11、u12、u13からなる組と、巻線u14、u15、u16からなる組とは並列に接続される。巻線u11、u12、u13からなる組と、巻線u14、u15、u16からなる組とを並列に接続する理由は、これらを直列に接続するとインピーダンスが高くなり、太い銅線を使用する必要が生じるからである。 FIG. 13 is a diagram illustrating the arrangement of the windings when only one generator is formed on the stator core in the three-branch motor. For example, the U-phase winding is separated into a set of windings u11, u12, u13 wound for each salient pole and a set of windings u14, u15, u16 wound for each salient pole. ing. These are arranged 180 degrees apart from each other. As shown in FIG. 14, the windings u11, u12 and u13 and the windings u14, u15 and u16 are connected in series, respectively. A set of windings u11, u12, u13 and a set of windings u14, u15, u16 are connected in parallel. The reason for connecting the group consisting of the windings u11, u12, u13 and the group consisting of the windings u14, u15, u16 in parallel is that the impedance increases when they are connected in series, and it is necessary to use a thick copper wire. Because it occurs.
また、図15は、5又モータにおいて同一固定子コアに2つの発電機が形成された場合の巻線の配置を示している。同図において、第1電動機M1のU相巻線は巻線群U1と巻線群U'1とからなり、V相巻線は巻線群V1と巻線群V'1とからなり、W相巻線は巻線群W1と巻線群W'1とからなる。巻線群U1に含まれる5つの突極に巻回される各巻線どうしは直列に接続され、巻線群U1と巻線群U'1とは並列に接続される。V相、W相についても同様である。第1電動機M1の巻線U1〜W'1の間に、第2電動機M2の巻線U2〜W'2が配置される。第2発電機についても第1発電機と同様に1つの相を2つの巻線群に分離し、それぞれを電気角で360度毎に配置している。 FIG. 15 shows an arrangement of windings when two generators are formed on the same stator core in a five-motor. In the figure, the U-phase winding of the first electric motor M1 is composed of a winding group U1 and a winding group U'1, the V-phase winding is composed of a winding group V1 and a winding group V'1, The phase winding includes a winding group W1 and a winding group W′1. The windings wound around the five salient poles included in the winding group U1 are connected in series, and the winding group U1 and the winding group U′1 are connected in parallel. The same applies to the V phase and the W phase. Windings U2 to W′2 of the second electric motor M2 are arranged between the windings U1 to W′1 of the first electric motor M1. Similarly to the first generator, one phase is divided into two winding groups for the second generator, and each phase is arranged every 360 degrees in electrical angle.
同一相の巻線を1組だけ設けた場合、通電時に回転子の回転軸に半径方向の力が働くのに対し、上記のように、同一相の巻線を複数の組に分け、それぞれを電気角で360度毎に配置することにより、同一相の巻線が固定子の円周方向において等間隔に配置されるため、回転軸に対して半径方向の力が相殺される(静粛な回転が実現できる。)。 When only one set of windings of the same phase is provided, a radial force acts on the rotating shaft of the rotor when energized, whereas the windings of the same phase are divided into a plurality of sets as described above. By arranging every 360 degrees in electrical angle, windings of the same phase are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator, so that the radial force cancels out against the rotation axis (silent rotation) Can be realized.)
また、同じ相における固定子の各突極を、図16に示すように、突極の中心が回転軸となす角度θ(度)が略均等となるように配置するようにするのが、低コギングトルク上好ましい。これは、図16の突極数をTとしたとき、θ=360/T(度)に概略等しくすることである。なお、このθは、回転子極数を2Pとしたとき(NS極が2P個ある意)、2P=3×M+α(αは2以下の正の整数)となるMでもって規定されるθ=360/(3M)に概略等しい角度に配置しても同様の効果が得られる。 Further, as shown in FIG. 16, it is low to arrange the salient poles of the stator in the same phase so that the angles θ (degrees) between the salient pole centers and the rotation axis are substantially equal. It is preferable in terms of cogging torque. This means that when T is the number of salient poles in FIG. 16, θ is approximately equal to 360 / T (degrees). This θ is defined by M, which is 2P = 3 × M + α (α is a positive integer of 2 or less), where the number of rotor poles is 2P (meaning that there are 2P NS poles). The same effect can be obtained even if the lens is disposed at an angle substantially equal to 360 / (3M).
また、上記実施形態において、大トルク時または高速回転時には電動機19に流れるd軸電流の位相調整し、弱め界磁制御を行って発電電圧を抑制するように調整してもよい。d軸電流は50度以上の位相まで進めるのが好ましい。上記実施形態において電動機19は埋込み磁石型であるため、弱め界磁制御を行っても、固定子が減磁されるという問題がない。
In the above embodiment, the phase of the d-axis current flowing through the
なお、上記の各実施形態では、同一固定子コア内に2つの電動機を構成した2モータをベースに説明してきたが、同一固定子コア内に3以上の複数の電動機を構成したモータ構成であっても本発明の思想は同様に適用できる。この場合、例えば複数の電動機のうちの少なくとも1つが前述の各実施形態の技術思想を満たすよう制御されるようにすれば、各実施形態で述べたものと同様の効果が得られる。また、上記の説明では電動機は副突極を含まない例を用いて説明したが、各固定子突極全てあるいは特定の突極にさらにコギングトルクを低減する目的で副突極を設けることも可能である。 In each of the above embodiments, the description has been based on the two motors in which two electric motors are configured in the same stator core, but the motor configuration in which three or more electric motors are configured in the same stator core. However, the idea of the present invention can be similarly applied. In this case, for example, if at least one of the plurality of electric motors is controlled so as to satisfy the technical concept of each of the above-described embodiments, the same effect as described in each of the embodiments can be obtained. In the above description, the motor has been described using an example that does not include a secondary salient pole. However, it is possible to provide secondary salient poles for the purpose of further reducing the cogging torque on all stator salient poles or specific salient poles. It is.
以上の説明した本発明に係るエレベータ装置は小型化/薄型化及び低コギングトルクを両立ができるという効果を有する。このため、本発明に係るエレベータ装置は、また、省スペースと静穏性(低コギングトルク)が求められる家庭用エレベータに好適である。例えば、家庭用エレベータの場合、図2Bに示すように、エレベータ塔の底面に巻上装置を配置すれば、床高の低い建物においても設置可能となる。 The elevator apparatus according to the present invention described above has an effect that both downsizing / thinning and low cogging torque can be achieved. For this reason, the elevator apparatus according to the present invention is also suitable for home elevators that require space saving and quietness (low cogging torque). For example, in the case of a home elevator, as shown in FIG. 2B, if a hoisting device is arranged on the bottom surface of the elevator tower, it can be installed even in a building with a low floor height.
本発明のエレベータ装置は小型で低騒音かつ起動性に優れているため、安全性、静粛性、レイアウト性が要求されるエレベータ装置に有用である。 Since the elevator apparatus of the present invention is small, low noise and excellent in startability, it is useful for an elevator apparatus that requires safety, quietness, and layout.
1 交流電源
3 コンバータ
5 平滑コンデンサ
15、17 インバータ
19 電動機(多又モータ)
25 制御回路
80 回転子
81 永久磁石
90 固定子
91 突極
93a〜93c 巻線
100 巻上装置
101 エレベータ塔
103 かご
104 バランス錘
105 ロープ
107 室内側出入り口
109 シーブ(プーリ)
M1、M2 電動機の同一固定子コア内に設けられた電動機
1
25
M1, M2 Motor provided in the same stator core of the motor
Claims (17)
前記巻上装置は、ロープを巻き上げるシーブと、該シーブを回転駆動する、所定の巻線構成を有する主電動機とを備え、
該主電動機は、固定子コアに複数の突極が設けられ、固定子の各相において、隣接する突極に巻回された巻線が互いに逆方向となるように突極上に巻回され、固定子の突極数より多い数の永久磁石が回転子に埋め込まれ、同一相の巻線には同相の電圧が印加される
ことを特徴としたエレベータ装置。 In an elevator apparatus equipped with a hoisting device for hoisting a rope in order to raise and lower a car for carrying cargo,
The hoisting device includes a sheave for winding a rope, and a main motor having a predetermined winding configuration that rotationally drives the sheave,
The main motor is provided with a plurality of salient poles in the stator core, and is wound on the salient poles so that the windings wound around the adjacent salient poles are opposite to each other in each phase of the stator, An elevator apparatus characterized in that a permanent magnet having a number larger than the number of salient poles of a stator is embedded in a rotor, and a voltage of the same phase is applied to windings of the same phase.
前記主電動機の固定子コア内に、少なくとも第1及び第2の副電動機を含む複数の副電動機が設けられ、前記第1及び第2の副電動機のそれぞれにインバータまたは整流回路が接続されたことを特徴とする請求項1記載のエレベータ装置。
A plurality of sub-motors including at least first and second sub-motors are provided in the stator core of the main motor, and an inverter or a rectifier circuit is connected to each of the first and second sub-motors. The elevator apparatus according to claim 1.
前記複数の副電動機のうちの少なくとも1つが前記制御電源を充電及び/または駆動する発電機として動作することを特徴とする請求項2記載のエレベータ装置。 A control circuit for controlling the inverter, and a control power supply for supplying power to the control circuit;
The elevator apparatus according to claim 2, wherein at least one of the plurality of sub-motors operates as a generator that charges and / or drives the control power source.
The elevator apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the hoisting device is disposed in an elevator tower.
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