JP2009268285A - 電動機の制御装置，制御方法およびエレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出器から出力される検出電流値のオフセット値を補償する際に、ヒステリシス特性による影響を補償して、誤差が生じないようにオフセット値を算出し、真の検出電流に基づく、精度の高い電動機制御装置を提供する。
【解決手段】オフセット補償部１７は、インバータ３運転時に検出され得る補償検出電流値Ｉｕ´，Ｉｗ´の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段を備える。前記インバータ３の運転が停止する毎に、インバータ３停止前の最大振幅値の大きさおよび極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択すると共に、その選択された分割範囲に係る記憶領域にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕ，Ｉｗを記憶し、その記憶された全記憶領域における検出電流値Ｉｕ，Ｉｗの平均値をオフセット値として算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電動機を制御する電動機の制御装置，制御方法およびエレベータ装置に関し、特に電流検出器のオフセット補償に関する。

エレベータの駆動源を電動機とする場合、エレベータかごの着床精度や乗り心地を改善したり、広範囲の回転速度域（起動から停止まで）での円滑な速度制御ができるように、電動機は一般的にベクトル制御方式のインバータで運転されている。

図５は従来の一般的なエレベータ装置の例を示すブロック図である。図５に示したようにエレベータ装置は、電源（例えば、三相交流電源）１から出力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ２と、その変換された直流電力を所望の電圧および所望の周波数の交流電力に変換するインバータ３と、その変換された交流電力により動力を発生する電動機４と、該電動機４に流れる三相の電流のうち少なくとも二相の電流を検出する各電流検出器５ａ，５ｂと、前記電動機４の駆動により各階にわたって走行（または停止）する乗りかご６と、前記電動機４の回転速度を検出するエンコーダ７と、乗降場や乗りかご６の呼び出し等により該当の階に走行（または停止）させるための運転指令および前記電動機４への速度指令等を出力する運転制御部８と、電動機４の電流および速度を制御するインバータ制御部９と、を主として構成されていた。また、符号Ａは、前記のインバータ３と、電流検出器５ａ，５ｂと、インバータ制御部９と、を備えた電動機制御装置を示す。

前記インバータ制御部９には、運転制御部８から出力された速度指令と、エンコーダ７から出力された速度検出信号と、各電流検出器５ａ，５ｂから出力された検出電流値Ｉｕ，Ｉｗと、が入力され、速度指令と速度検出信号との偏差および電流指令と検出電流値Ｉｕ，Ｉｗとの偏差をなくすように、フィードバック制御が行われる。すなわちインバータ制御部９では、前記速度指令と速度検出信号との偏差を演算して電流指令に変換し、該電流指令と検出電流値Ｉｕ，Ｉｗとの偏差を演算して電動機４の電流制御を行う。

上記のように構成された電動機制御装置Ａにおける制御精度は、電流検出器５ａ，５ｂの検出精度に大きく依存することで知られている。しかし、一般的に電流検出器５ａ，５ｂにより検出された検出電流値には、例えば、温度変化および経年劣化等の影響により（インバータ３の出力が実際には零の時でも）微小なオフセットが存在する。このオフセットは電動機４に出力される電流に直流成分として重畳するため、電動機４にトルクリップルが発生することとなる。この電動機４におけるトルクリップルは、乗りかご６における振動や乗り心地悪化および電動機４における異音発生や異常発熱等の原因となる。

また、上記のような電動機制御装置Ａにおいては、直流から交流２００Ｈｚ程度までの電流を検出する必要があるなどの理由により、ホール素子と磁性体とを組み合わせた構成の電流検出器（ホールＣＴ）が用いられていたが、このように磁性体（磁性材料）が使用されていると残留磁気の影響を受けてしまう。

前記のように残留磁気による影響を受けた場合、例えば図６（縦軸は検出電流，横軸は実電流）のような実電流に対する検出電流値のヒステリシス特性が現れ、実電流が大きい（後述するｂより大きい）場合は特性ａが、実電流が小さい（前記ａより小さい）場合は特性ｂが生じる。すなわち、図６に示すように実電流が大きい場合、ヒステリシス誤差Δｄ，−Δｄも大きくなり、実電流が小さい場合は、ヒステリシス誤差Δｄ´，−Δｄ´も小さい値となる（ただし、実電流とヒステリシスは必ずしも比例関係にあるわけではない）。

一般的な電動機制御装置Ａには、電動機を高精度でフィードバック制御するために、例えば図７に示すように回路１０と減算部１１とを備えたオフセット補償部（後述の符号１７ａ，１７ｂ）が用いられている。この回路（以下、サンプル・ホールド回路と称する）１０は、インバータ３停止中に検出される検出電流値Ｉｕ，Ｉｗをオフセット値としてサンプリング（標本化）し、インバータ３動作時の間は、前記のサンプリングによるオフセット値をホールド（記憶）できるものである。また、減算部１１は、インバータ動作時に検出される検出電流値Ｉｕ，Ｉｗから、前記のオフセット値（サンプル・ホールド回路１０に記憶されているオフセット値）を減算するものである。

すなわち、次回（停止してから再度運転する際）のインバータ３動作時における検出電流値Ｉｕ，Ｉｗから、インバータ３停止時（再度運転する前の停止時）にサンプリングしたオフセット値を減算する方法である。

しかしながら、インバータ３停止時にサンプリングしたオフセット値は、前記のヒステリシス誤差が考慮されていないものであるため、本来のオフセット値とは異なる値となる。したがって、上記の方法（次回インバータ３動作時における検出電流値Ｉｕ，Ｉｗから、インバータ３停止時にサンプリングしたオフセット値を減算する方法）でオフセットを補償する場合、所望の補償（本来のオフセット値を補償）が実効されず、この結果、電動機に出力される電流に直流成分が重畳し、電動機４にトルクリップルが発生することとなる。

また、一般的な電流検出器（ホールＣＴを用いた電流検出器）を介してサンプリングされたオフセット値は、前記のヒステリシス特性の影響を受けたものであるため、インバータ３停止前の実電流値や極性によって大きさや極性が異なる。すなわち、例えばエレベータ装置のように、運転方向および乗りかご６内の荷重状況によって負荷の状況が毎回異なるような装置の場合には、残留磁気の影響によるヒステリシス誤差も毎回異なった値となるため、サンプリングされたオフセット値も毎回異なる値となる。

近年、上記のような問題を解決するために、このオフセット値の算出方法として幾つかの提案がなされている。例えば、一定速運転中における電動機の検出電流値（交流信号）を、周期に対して整数倍の期間平均化し、オフセット値（直流成分）を算出する方法がある（例えば、特許文献１）。また、インバータが停止する度に検出電流値を内部メモリに記憶し、過去に記憶した複数回分の検出電流値における平均値をオフセット値とする方法がある（例えば、特許文献２）。
特開平０７−１７０７９９号公報（段落［００１２］〜［００４０］、図１） 特開平１０−１６４８８５号公報（段落［００１１］〜［００２０］、図１）

しかしながら、特許文献１においては、一定速運転中の検出電流値を平均化処理してオフセット値（直流成分）を算出しているが、例えばエレベータ装置における電動機の一定速期間は通常長くて１分程度であり、十分な平均化処理ができず、算出されるオフセット値が精度の低いものになり誤差が生じる可能性があった。

また、特許文献２においては、インバータ停止期間が長い場合、残留磁気の影響が小さくなることから、運転開始直前のオフセット値を利用する等の工夫がなされている。しかしながら、インバータ停止時にサンプリングした過去複数回分のオフセット値（直流成分）を平均化する際に、どのような運転状態の後に記憶されたオフセット値かは何ら想定されていないものであった。すなわち、過去の運転状態に偏りがあった場合（例えば、最大振幅値が大きい状態での検出電流値の記憶が連続した場合）、ヒステリシス誤差の影響により、本来のオフセット値とは異なる（例えば、大きい）オフセット値が記憶されてしまい、誤差が生じる可能性があった。

以上示したようなことから本発明の目的は、ヒステリシス特性による影響を補償して、上記の誤差が生じないように精度の高いオフセット値を算出すると共に、真の検出電流値に基づく精度の高い電動機制御装置を提供することにある。

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、請求項１記載の発明は、電動機を駆動させる三相交流電流を出力するためのインバータと、前記三相交流電流のうち少なくとも二相の電流を検出する電流検出器と、前記各電流検出器により検出された検出電流値に含まれるオフセット値を補償し補償検出電流値を出力するオフセット補償部と、を備え、電流フィードバック制御を行うようにした電動機の制御装置であって、前記オフセット補償部は、インバータ運転時に検出され得る補償検出電流値の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段を備え、インバータの運転が停止する毎に、インバータ停止前の最大振幅値の大きさおよび極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択すると共に、その選択された分割範囲に係る記憶領域にインバータ停止後の検出電流値を記憶し、その記憶された全記憶領域における検出電流値の平均値をオフセット値として算出することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記の全記憶領域に記憶された検出電流値におけるデータのうち各記憶領域に記憶されたデータの数が同数になるようにデータを抽出すると共に、抽出されたデータを合計し、その合計された値を前記の抽出したデータの総数で除算することにより、全記憶領域における検出電流値の平均値を算出することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、各記憶領域別に最新の複数回分の検出電流値における平均値をそれぞれ算出し、それら各記憶領域における平均値から全範囲における平均値を算出することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記記憶領域における平均値から全記憶領域における平均値を算出する際に、前記各記憶領域における平均値に対して異なる重み付けをする加重移動平均処理を行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載の発明において、前記記憶手段は、各記憶領域ごとに別々のメモリで構成されたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５記載の発明において、前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の電動機の制御装置を備えたエレベータ装置であって、前記電動機は乗りかごを走行させる巻上機を駆動させるものであることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、インバータから電動機に対して出力される三相交流電流のうち少なくとも二相の電流を検出する電流検出器と、前記各電流検出器により検出された検出電流値に含まれるオフセット値を補償するオフセット補償部と、を用いて電流フィードバック制御を行う電動機の制御方法であって、前記オフセット補償部は、インバータ運転時に検出され得る補償検出電流値の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段を備え、インバータの運転が停止する毎に、インバータ停止前の最大振幅値の大きさおよび極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択する選択工程と、その選択された分割範囲に係る記憶領域にインバータ停止後の検出電流値を記憶する記憶工程と、前記記憶工程で記憶された全記憶領域における検出電流値の平均値をオフセット値として算出するオフセット値算出工程と、を行うことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記選択工程は、インバータ運転時における補償検出電流値の極性を判定する極性判定工程と、補償検出電流値における振幅値の最大値を更新する最大値更新処理工程と、前記補償検出電流値における極性と最大振幅値に基づいて分割範囲を判定する分割範囲判定工程と、を行うことを特徴とする。

請求項１〜９記載の発明のような構成によれば、過去の運転状態に偏りがあった場合でも、ヒステリシス特性による影響を補償し、オフセット値の誤差を抑制することが可能となる。

また請求項６記載の発明のような構成によれば、制御電源をオフ状態にしてもメモリに記憶されたデータが消滅しない。

請求項４記載の発明のような構成によれば、インバータ運転時における補償検出電流値の絶対値が大きい場合でも、ヒステリシス特性の影響を補償し、オフセット値の誤差を抑制することが可能となる。

以上の説明で明らかなように、請求項１〜９記載の発明によれば、インバータの検出電流値に含まれるオフセットの補償を精度よく行えるようになり、電動機にトルクリップルが発生することを抑制することが可能となる。また電流検出器の経年劣化や温度変化にも対応できるため、長期に渡り電動機にトルクリップルが発生することを抑制することができる。

請求項７記載の発明によれば、電動機にトルクリップルが発生することを抑制し、エレベータの乗り心地の悪化を抑制できる。

以下本発明の実施形態に係る電動機制御装置およびエレベータ装置を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図５，図６と同様なものについては同一符号等を用い、その詳細な説明を適宜省略する。

本実施形態は、インバータから電動機に対して出力される三相交流電流のうち少なくとも二相の電流を検出する電流検出器と、前記各電流検出器により検出された検出電流値に含まれるオフセット値を補償するオフセット補償部と、を備えることにより電流フィードバック制御を行うようにしたものである。

オフセット補償部においては、インバータ運転時に検出され得る補償検出電流値の最大振幅値の全範囲を複数の範囲（後述の実施例では分割範囲ｒ１〜ｒ６）に分割して定義でき、この分割された各範囲（以下、それぞれを分割範囲と称する）別に複数のデータ（インバータ停止後の検出電流値）を分類して記憶（例えば、各分割範囲に対応した記憶領域に記憶）できるものが適用できる。例えば、インバータ停止後の検出電流値の記憶は、まず、そのインバータ停止前の補償検出電流値の最大振幅値の大きさ，極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択し、その選択された分割範囲に係るものとして記憶する。そして、前記のように記憶された検出電流値の平均値をオフセット値として算出（例えば、各分割範囲別に最新の複数回分の検出電流値の平均値をそれぞれ算出し、それら各分割範囲の平均値から全範囲における平均値を算出）する。

［実施例１］
図１は、本実施例に係るエレベータ装置のブロック図である。なお、図中において、各演算，変換ブロックは図面では分けて記載しているが、実際にはハードウェア構成または制御用コンピュータとそのソフトウェア等で構成される。

図１において電動機４の速度制御は、運転制御部８から出力され乗りかご６の呼び階や着床階に応じた速度指令，昇降開始時等の加速度指令，および乗員数（重量計測）に応じた荷重指令と、エンコーダ７から速度検出部１２を介して出力された速度検出信号ωｒと、に基づいて速度制御部１３によって行われる。すなわち、速度制御部１３は、運転制御部８からの速度指令と加速度指令および荷重指令から、速度設定値をディジタル演算で求め、この速度設定値と速度検出信号ωｒとの偏差において演算（例えば、比例積分（ＰＩ）演算）した結果をトルク指令Ｔ^*として出力する。トルク制御部１４は、トルク指令Ｔ^*を、トルク電流指令Ｉｄ^*と励磁電流指令Ｉｑ^*とに分離する。

角速度検出部１６は、速度検出信号ωｒと滑り角周波数（図示せず）とを加算して１次角周波数ωを求め、後述する電流制御部１５に出力する。また、電流検出器５ａ，５ｂで検出された検出電流値Ｉｕ，Ｉｗは、オフセット補償部１７にけるｕ相オフセット補償部１７ａおよびｗ相オフセット補償部１７ｂにより、オフセット値が減算されて補償検出電流Ｉｕ´，Ｉｗ´に変換される。この補償検出電流値Ｉｕ´，Ｉｗ´は、位置検出部１８で検出された電動機４の回転位相θを基に、三相／二相変換部１９によりｄ，ｑ軸のフィードバック電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換され、電流制御部１５に入力される。

前記トルク電流指令Ｉｄ^*と励磁電流指令Ｉｑ^*は、電流制御部１５にてフィードバック電流値Ｉｄ，Ｉｑと１次角周波数ωとを基に、電圧指令Ｖｄ^*，Ｖｑ^*に変換され、二相／三相変換部２０に出力される。前記電圧指令Ｖｄ^*，Ｖｑ^*は、二相／三相変換部２０において、位置検出部１８により検出された電動機４の回転位相θの値を基に、三相の電圧制御信号Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*に変換される。ＰＷＭ制御部２１では、電圧制御信号Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*が入力され、該電圧制御信号Ｖｕ^*，Ｖｖ^*，Ｖｗ^*の値を基にインバータ３をＰＷＭ制御する。

本実施例１の電動機制御装置Ａにおけるオフセット補償部１７のオフセット補償部１７ａは、インバータ３運転時に検出され得る補償検出電流値Ｉｕ´の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段（図示省略）を備えたものであり、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最大振幅値，極性を該極性が変わる毎に記憶する。また、インバータ３停止時は、そのインバータ３停止前の補償検出電流値Ｉｕ´の最大振幅値の大きさ，極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択し、インバータ３停止時における検出電流値Ｉｕを前記の選択された分割範囲に係る記憶領域に記憶する。さらに、前記の各記憶領域に記憶された検出電流値Ｉｕの平均値（例えば、最新の複数回分の検出電流値Ｉｕを移動平均処理して算出される平均値）をそれぞれ算出し、それら各平均値から、検出され得る検出電流値Ｉｕ´の全範囲における平均値を算出する。

前記のように算出した平均値は、インバータ３運転中の検出電流値Ｉｕから減算するオフセット値のデータとして利用される。また、各記憶領域に記憶された検出電流値からオフセット値を算出する方法においては、全記憶領域からそれぞれ同数のデータを抽出して合計し、その合計された値を抽出したデータの数で除算する方法でもよい。

なお、オフセット補償部１７ｂは、オフセット補償部１７ａと同様な構成のためここでの詳細な説明は省略する。

本実施例１におけるオフセット補償部１７は、例えば、図２に示すような６つの分割範囲（第一分割範囲ｒ１：正極における電流検出器定格電流値（定格速度運転時における電流）以下の範囲、第二分割範囲ｒ２：正極における電流検出器定各電流値１５０％以下かつ電流検出器定格電流値を超える範囲、第三分割範囲ｒ３：正極における電流検出器定格電流値１５０％を超える範囲、第四分割範囲ｒ４：負極における電流検出器定格電流値以上の範囲、第五分割範囲ｒ５：負極における電流検出器定格電流値未満かつ電流検出器定格電流値１５０％以上の範囲、第６分割範囲ｒ６：負極における電流検出器定格電流１５０％未満の範囲）に、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´，Ｉｗ´を分割して定義するものとする。

また、本実施例１における記憶手段の各記憶領域には、例えばそれぞれ４つのデータ（インバータ停止時の検出電流値Ｉｕ，Ｉｗ）が記憶され、その状態で更に新しいデータが記憶されると一番古いデータが消去されるものとする。なお、制御電源をオフ状態にしても、各記憶領域に記憶されたデータが消滅されないようにするため、記憶手段は不揮発性メモリとする。また、実電流をオフ状態にしても、磁性体の残留磁気の影響がなくなるわけではないので、電流投入後における初めての運転でも上記の動作を行うものとする。

次に、図３のフローチャートを参照にしながら、本実施例１のオフセット補償部１７における具体的な動作について説明する。なお、図３（ａ）（工程Ｓ１〜Ｓ９）はインバータ３の運転中に行われる動作を示し、図３（ｂ）（工程Ｓ１１〜Ｓ１７）はインバータ３停止中に行われる動作を示す。また、ここでの動作はオフセット補償部１７が備えられた各相においてそれぞれ同様の動作が行われるため、オフセット補償部１７ａ（ｕ相）についてのみ説明する。

図３（ａ）に示すように、まず、インバータ３運転中において、電流読込処理工程Ｓ１により検出電流値Ｉｕを読み込んだ後、補償検出電流値算出処理工程Ｓ２により下記（１）式に基づいた（制御で使用する）補償検出電流値Ｉｕ´を算出し、三相／二相変換部１９へ出力する。

（検出電流値Ｉｕ）−（インバータ３停止中に算出したオフセット値）＝（補償検出電流値Ｉｕ´）……（１）
次に、第１極性判定工程Ｓ３により、前記（１）式で算出された補償検出電流値Ｉｕ´の極性が判定される。補償検出電流値Ｉｕ´が正極と判定された場合には、最小値０クリア処理工程Ｓ４に移行し、インバータ３運転開始時から前回の読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最小値がゼロクリアされる。その後、最大値判定工程Ｓ５において、最小値０クリア処理工程Ｓ４により０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最大値と、インバータ３運転開始時から前回の読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最大値と、が比較される。この最大値判定工程Ｓ５において、最小値０クリア処理工程Ｓ４により０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最大値のほうが大きいと判定された場合、最大値更新処理工程Ｓ６に移行し、その０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最大値が記憶（インバータ３運転開始時から前回の読込までの補償検出電流値Ｉｕ´の最大値が更新）される。

なお、最大値判定工程Ｓ５において、インバータ３運転開始時から前回の読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最大値のほうが大きいと判定された場合、その補償検出電流値Ｉｕ´の最大値は更新されない。

一方、第１極性判定工程Ｓ３により、補償検出電流値Ｉｕ´が負極と判定された場合、最大値０クリア処理工程Ｓ７に移行し、インバータ３運転開始時から前回の読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最大値がゼロクリアされる。その後、最小値判定工程Ｓ８において、最大値０クリア処理工程Ｓ７により０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最小値と、インバータ３運転開始時から前回の読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最小値と、が比較される。この最小値判定工程Ｓ８において、最大値０クリア処理工程Ｓ７により０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最小値のほうが小さいと判定された場合、最小値更新処理工程Ｓ９に移行し、その０クリアされた補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が記憶（インバータ３運転開始時から前回の読込までの補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が更新）される。

なお、最小値判定工程Ｓ８において、インバータ３運転開始時から前回も読込までに記憶された補償検出電流値Ｉｕ´の最小値のほうが小さいと判定された場合、その補償検出電流値Ｉｕ´の最小値は更新されない。また、工程Ｓ１〜Ｓ９までの動作は所定の間隔（例えば、電流制御間隔）で繰り返されるものとする。

次に、図３（ｂ）に示すように、インバータ３停止中の動作において、まず第２極性判定工程Ｓ１１により、インバータ３停止直前における補償検出電流値Ｉｕ´の電流極性が正極と判断された場合、第三分割範囲ｒ３判定工程Ｓ１２に移行し、インバータ３運転時の補償検出電流値Ｉｕ´の最大値について第三分割範囲ｒ３に該当するか否かが判定される。ここで、前記最大値が第三分割範囲ｒ３と判定されなかった場合には、第二分割範囲ｒ２判定工程Ｓ１３に移行し、インバータ３運転時の補償検出電流値Ｉｕ´の最大値について第二分割範囲ｒ２に該当するか否かが判定される。

次に、移動平均処理工程Ｓ１４により、第二分割範囲ｒ２判定工程Ｓ１３において、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最大値が第二分割範囲ｒ２と判定されなかった場合は第一分割範囲ｒ１と判定し、第一分割範囲ｒ１に係る記憶領域ｍ１にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕが記憶される。逆に、第二分割範囲ｒ２判定工程Ｓ１３において、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最大値が第二分割範囲ｒ２と判定された場合は、第二分割範囲ｒ２に係る記憶領域ｍ２にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕが記憶される。また、第三分割範囲ｒ３判定工程Ｓ１２においてインバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最大値が第三分割範囲ｒ３と判定された場合は、第三分割範囲ｒ３に係る記憶領域ｍ３にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕが記憶される。そして、前記のように各記憶領域に記憶された最新の複数回分の検出電流値Ｉｕは移動平均処理され、各記憶領域における平均値が算出される。

同様に、第２極性判定工程Ｓ１１により、インバータ３停止直前における補償検出電流値Ｉｕ´の電流極性が負極と判定された場合、第六分割範囲ｒ６判定工程Ｓ１５に移行し、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が第六分割範囲ｒ６か否か判定される。第六分割範囲ｒ６判定工程Ｓ１５でインバータ３運転時における補償検出電流Ｉｕ´の最小値が第六分割範囲ｒ６と判定されなかった場合には、第五分割範囲ｒ５判定工程Ｓ１６に移行し、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が第五分割範囲ｒ５か否か判定される。

次に、移動平均処理工程Ｓ１４により、第五分割範囲ｒ５判定工程Ｓ１６において、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´に最小値が第五分割範囲ｒ５と判定されなかった場合は第四分割範囲ｒ４と判定し、第四分割範囲ｒ４に係る記憶領域ｍ４にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕが記憶される。逆に、第五分割範囲ｒ５判定工程Ｓ１６において、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が第五分割範囲ｒ５と判定された場合は、第五分割範囲ｒ５に係る記憶領域ｍ５にインバータ３停止時における検出電流値Ｉｕが記憶される。また、第六分割範囲ｒ６判定工程Ｓ１５において、インバータ３運転時における補償検出電流値Ｉｕ´の最小値が第六分割範囲ｒ６と判定された場合は、第六分割範囲ｒ６に係る記憶領域ｍ６にインバータ３停止後の検出電流値Ｉｕが記憶される。そして、前記のように各記憶領域に記憶された最新の複数回分の検出電流値Ｉｕは移動平均処理され、各記憶領域における平均値が算出される。

最後に、オフセット値算出工程Ｓ１７により、移動平均処理工程Ｓ１４において求められた各記憶領域における平均値を合計し、６で除算することにより、オフセット値が算出される。

本実施例１のように構成することにより、過去の運転状態に偏りがあった場合でも、ヒステリシス特性による影響を補償し、オフセット値の誤差を抑制することが可能となる。そのため、検出電流値Ｉｕ，Ｉｗに含まれるオフセット値の補償を精度よく行えるようになり、電動機４にトルクリップルが発生することを抑制することができる。また、電流検出器５ａ，５ｂにおける経年劣化や温度変化等にも対応でき、長期に渡り電動機１にトルクリップルが発生することを抑制することができる。

［実施例２］
次に本実施の形態における電動機制御装置の他例を説明する。本実施例２は、オフセット補償部１７の動作以外は実施例１と同様な構成ため、ここでの詳細な説明は省略する。

本実施例２の電動機制御装置Ａにおけるオフセット補償部１７は、インバータ３運転中における補償検出電流値Ｉｕ´，Ｉｗ´が、電流検出器定格電流値を超える分割範囲（例えば、本実施例２の場合は、第二分割範囲ｒ２，第三分割範囲ｒ３，第五分割範囲ｒ５，第六分割範囲ｒ６）にかかる記憶領域の平均値は、オフセット値を算出する前に重み付けを減少させる（すなわち、加重移動平均処理でオフセット値を算出する）。例えば、本実施例２では、記憶領域ｍ１，ｍ４では１００％、記憶領域ｍ２，ｍ５では５０％、記憶領域ｍ３，ｍ６では２５％の重み付けとする。なお実際の演算では、記憶領域ｍ１，ｍ４の平均値を４倍，記憶領域ｍ２，ｍ５の平均値を２倍，記憶領域ｍ３，ｍ６の平均値を１倍してから１４で除算してもよい。

次に、図５のフローチャートを参照にしながら、本実施例２のオフセット補償部１７における具体的な動作について説明する。なお、図４（ａ）における工程Ｓ１〜工程Ｓ９および、図４（ｂ）における工程Ｓ１１〜Ｓ１６は、実施例１と同様な動作のためここでの詳細な説明は省略する。また、ここでの動作は、オフセット補償部１７が備えられた各相においてそれぞれ同様の動作が行われるため、オフセット補償部１７ａ（ｕ相）についてのみ説明する。

本実施例２は実施例１と同様に、工程Ｓ１〜Ｓ９および、工程Ｓ１１〜Ｓ１６により、各記憶領域における平均値が算出される。その後、第一重み付け処理工程Ｓ１８により記憶領域ｍ１，ｍ４における平均値が４倍され、第二重み付け処理工程Ｓ１９により記憶領域ｍ２，ｍ５における平均値が２倍される。

最後にオフセット値算出工程Ｓ２０において、第一重み付け処理工程Ｓ１８により算出された記憶領域ｍ１，ｍ４におけるデータ，第二重み付け処理工程Ｓ１９により算出された記憶領域ｍ２，ｍ５におけるデータ，移動平均処理工程Ｓ１４により算出された記憶領域ｍ３，ｍ６のデータが合計され、１４で除算されてオフセット値が算出される。

本実施例２のように構成することにより、インバータ３運転時における補償検出電流値の絶対値が大きい場合は、ヒステリシス特性の影響が強くなってしまうものの、加重移動平均処理を採用しているため、実施例１と同様の作用効果を奏する。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、実施例１および実施例２では、記憶手段を６つの記憶領域に区別した構成を説明したが、記憶領域の数はこの数に限られるものではなく、電動機の運転状況等により適宜増減は可能である。また、記憶領域に記憶されるデータも４つずつに限られるものではなく、適宜増減は可能である。

また、実施例２では、加重移動平均処理として、記憶領域ｍ１，ｍ４を１００％，記憶領域ｍ２，ｍ５を５０％，記憶領域ｍ３，ｍ６を２５％の重み付けをした構成を説明したが、電動機の動作状況等により、重み付けの内訳は適宜変更可能である。

さらに、実施例１および実施例２では、三相のインバータ出力のうち二相に電流検出器とオフセット補償部を備えた構成を説明したが、三相のインバータ出力のうち三相に電流検出器とオフセット補償部を備えた構成でも適用できる。

本実施例における電動機制御装置のブロック図。 インバータ３運転中における補正検出電流の分割範囲を示す図。 実施例１のオフセット補償部におけるフローチャート。 実施例２のオフセット補償部におけるフローチャート。 一般的な電動機制御装置のブロック図。 一般的なサンプルホールド回路。 一般的な電流検出器のオフセット特性図。

符号の説明

３…インバータ
４…電動機
５ａ，５ｂ…電流検出器
９…インバータ制御部
１７ａ，１７ｂ…オフセット補償部
Ｉｕ，Ｉｗ…検出電流値
Ｉｕ´，Ｉｗ´…補正検出電流値

Claims (9)

1. 電動機を駆動させる三相交流電流を出力するためのインバータと、
   前記三相交流電流のうち少なくとも二相の電流を検出する電流検出器と、
   前記各電流検出器により検出された検出電流値に含まれるオフセット値を補償し補償検出電流値を出力するオフセット補償部と、を備え、電流フィードバック制御を行うようにした電動機の制御装置であって、
   前記オフセット補償部は、インバータ運転時に検出され得る補償検出電流値の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段を備え、
   インバータの運転が停止する毎に、インバータ停止前の最大振幅値の大きさおよび極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択すると共に、その選択された分割範囲に係る記憶領域にインバータ停止後の検出電流値を記憶し、その記憶された全記憶領域における検出電流値の平均値をオフセット値として算出することを特徴とする電動機の制御装置。
2. 前記の全記憶領域に記憶された検出電流値におけるデータのうち各記憶領域に記憶されたデータの数が同数になるようにデータを抽出すると共に、抽出されたデータを合計し、その合計された値を前記の抽出したデータの総数で除算することにより、全記憶領域における検出電流値の平均値を算出することを特徴とする請求項１記載の電動機の制御装置。
3. 各記憶領域別に最新の複数回分の検出電流値における平均値をそれぞれ算出し、それら各記憶領域における平均値から全範囲における平均値を算出することを特徴とする請求項１記載の電動機の制御装置。
4. 前記記憶領域における平均値から全記憶領域における平均値を算出する際に、前記各記憶領域における平均値に対して異なる重み付けをする加重移動平均処理を行うことを特徴とする請求項３記載の電動機の制御装置。
5. 前記記憶手段は、各記憶領域ごとに別々のメモリで構成されたことを特徴とする請求項１〜４記載の電動機の制御装置。
6. 前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１〜５記載の電動機の制御装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の電動機の制御装置を備えたエレベータ装置であって、前記電動機は乗りかごを走行させる巻上機を駆動させるものであることを特徴とするエレベータ装置。
8. インバータから電動機に対して出力される三相交流電流のうち少なくとも二相の電流を検出する電流検出器と、
   前記各電流検出器により検出された検出電流値に含まれるオフセット値を補償するオフセット補償部と、を用いて電流フィードバック制御を行う電動機の制御方法であって、
   前記オフセット補償部は、インバータ運転時に検出され得る補償検出電流値の全範囲を複数に分割して定義でき、その各分割範囲に対応した記憶領域を有する記憶手段を備え、
   インバータの運転が停止する毎に、インバータ停止前の最大振幅値の大きさおよび極性に基づいて前記各分割範囲のうち何れかを選択する選択工程と、
   その選択された分割範囲に係る記憶領域にインバータ停止後の検出電流値を記憶する記憶工程と、
   前記記憶工程で記憶された全記憶領域における検出電流値の平均値をオフセット値として算出するオフセット値算出工程と、を行うことを特徴とする電動機の制御方法。
9. 前記選択工程は、
   インバータ運転時における補償検出電流値の極性を判定する極性判定工程と、
   補償検出電流値における振幅値の最大値を更新する最大値更新処理工程と、
   前記補償検出電流値における極性と最大振幅値に基づいて分割範囲を判定する分割範囲判定工程と、を行うことを特徴とする請求項８記載の電動機の制御方法。

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