JP2010013268A - Elevator control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elevator control device for performing torque control of high accuracy to obtain desired torque and to suppress the occurrence of torque pulsation or the like with no risk of causing the deterioration of comfortableness of elevator users even at the occurrence of magnetic saturation of reactance due to a large current. <P>SOLUTION: The elevator control device includes: a motor having a reactor and driving an elevator; an electric power supply means for supplying electric power for driving the motor; a torque component extracting means for extracting a torque component related to the motor, from the electric power supplied to the motor from the electric power supply means and outputting a torque detection signal; a magnetic saturation detecting means for estimating an inductance value at the occurrence of magnetic saturation of the reactor which the motor has, based on the torque detection signal; and a control means for controlling electric power supplied to the motor from the electric power supply means based on the inductance value estimated by the magnetic saturation detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、エレベータの制御装置に関するものである。   The present invention relates to an elevator control device.

エレベータを駆動する電動機は、永久磁石を用いた同期電動機等の交流電動機が広く用いられており、そのトルク制御にはベクトル制御方式が採用されることが多い。電動機のトルク制御をこのベクトル制御方式により行う場合、当該電動機の回路構成等よって決まる電動機定数が必要であり、予め計測され又は電動機の駆動中においてリアルタイムに計測されたこれらの電動機定数を用いて電流指令値等を算出することにより制御がなされる。
従って、これら電算機定数の値の精度は制御性能に大きく影響するため、これらの電算機定数を如何に精度よく求めるか、ということは非常に重要である。
ここで、電算機定数の一つとして電動機の有するリアクタンスのインダクタンスがあるが、リアクタンスに流れる電流値がある一定値を超えて大きくなると磁気飽和が発生し、このリアクタンスのインダクタンス値が減少するということが一般に知られている。
このようなリアクタンスの磁気飽和に係る従来におけるモータ制御装置においては、リアクトルとスイッチング素子とを備え前記スイッチング素子をスイッチングすることで前記リアクトルに流れる電流を制御し直流電圧を昇降圧して出力する昇降圧コンバータと、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御することで前記昇降圧コンバータの出力する直流電圧を制御する昇降圧コンバータ制御手段と、前記昇降圧コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換して三相交流モータに出力し、また、前記三相交流モータの発生する交流電力を直流電力に変換して前記昇降圧コンバータに出力するインバータと、前記インバータの出力する交流電力を制御するインバータ制御手段と、前記リアクトルに流れる電流の時間に対する変化の大きさが所定閾値より大きいとき前記リアクトルの磁気飽和が開始されたと判定することにより前記リアクトルの磁気飽和を検出する磁気飽和検出手段と、前記磁気飽和検出手段により検出された磁気飽和期間において、前記インバータから前記三相交流モータに出力される交流電力を調整するインバータ電力調整手段と、を備えることにより、過電流や過電圧の発生を抑えるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
As an electric motor for driving an elevator, an AC electric motor such as a synchronous motor using a permanent magnet is widely used, and a vector control method is often adopted for torque control. When torque control of an electric motor is performed by this vector control method, electric motor constants determined by the circuit configuration of the electric motor are necessary, and currents are measured using these electric motor constants measured in advance or measured in real time during driving of the electric motor. Control is performed by calculating a command value and the like.
Accordingly, since the accuracy of the values of these computer constants greatly affects the control performance, it is very important how accurately these computer constants are obtained.
Here, as one of the computer constants, there is reactance inductance of the motor, but when the current value flowing through the reactance increases beyond a certain value, magnetic saturation occurs, and the inductance value of this reactance decreases. Is generally known.
In the conventional motor control device related to the magnetic saturation of the reactance, the step-up / step-down booster includes a reactor and a switching element, controls the current flowing through the reactor by switching the switching element, and outputs a step-up / step-down DC voltage. A converter, a buck-boost converter control means for controlling a DC voltage output from the buck-boost converter by controlling a switching operation of the switching element, and a DC power output from the buck-boost converter is converted into an AC power. An inverter that outputs to a three-phase AC motor, converts AC power generated by the three-phase AC motor into DC power, and outputs the DC power to the buck-boost converter, and inverter control means that controls AC power output from the inverter And the change of the current flowing through the reactor with respect to time. Magnetic saturation detection means for detecting magnetic saturation of the reactor by determining that magnetic saturation of the reactor has started when the magnitude of is greater than a predetermined threshold, and in the magnetic saturation period detected by the magnetic saturation detection means, Inverter power adjusting means for adjusting AC power output from the inverter to the three-phase AC motor is known to suppress the occurrence of overcurrent and overvoltage (for example, patent document) 1).

特開2006−121875号公報JP 2006-121875 A

エレベータの運行においては、一回の走行につき加減速を行うことが必要であり、この加減速を行う際に電動機に必要とされる加減速トルクは、定速走行中に電動機に必要とされるトルクの数倍以上に大きくなることが多い。特に高層ビルに設置される高揚程のエレベータにおいて用いられる大容量巻上機(電動機)の場合には、加減速時と定速時に必要とされるトルクの大きさの差が非常に大きく、加減速時には大電流が必要となる。
このため、加減速時には、大電流による前述したリアクトルの磁気飽和の発生が懸念される。そして、リアクトルの磁気飽和が発生した場合には前述のごとくリアクトルのインダクタンス値が減少するので、実際のインダクタンス値と制御系において指令値の算出に用いているインダクタンス値との乖離が発生する。
従来におけるエレベータの制御装置においては、このようにして、加減速時の大電流によるリアクタンスの磁気飽和により発生するインダクタンス値の乖離が大きくなってくると、見かけ上の電流応答値が高くなるため、発振現象が生じやすくなり、この結果としてトルク脈動やこれに伴うエレベータ利用者の乗り心地の悪化を招来するおそれがあるという課題がある。
In the operation of an elevator, it is necessary to perform acceleration / deceleration for each run, and the acceleration / deceleration torque required for the motor when performing this acceleration / deceleration is required for the motor during constant speed running. Often times greater than several times the torque. In particular, in the case of large capacity hoisting machines (electric motors) used in high-lift elevators installed in high-rise buildings, the difference in torque required during acceleration / deceleration and constant speed is very large. A large current is required during deceleration.
For this reason, at the time of acceleration / deceleration, there is a concern about the occurrence of the above-described reactor magnetic saturation due to a large current. When the magnetic saturation of the reactor occurs, as described above, the inductance value of the reactor decreases, and thus a deviation between the actual inductance value and the inductance value used for calculating the command value in the control system occurs.
In the conventional elevator control device, when the deviation of the inductance value generated by the magnetic saturation of the reactance due to the large current during acceleration / deceleration increases in this manner, the apparent current response value increases. There is a problem that an oscillation phenomenon is likely to occur, and as a result, there is a risk of causing a torque pulsation and a deterioration in ride comfort of an elevator user.

また、特許文献1に示された従来におけるモータ制御装置においては、磁気飽和検出手段によりリアクトルの磁気飽和発生が検出された場合に、インバータ電力調整手段により過電流や過電圧が発生しないように磁気飽和の発生を抑制するように調整されるため、電動機に充分な電流を流すことができず、加減速時に必要なトルクを得ることができないという課題がある。
加えて、磁気飽和検出手段は、リアクトルに流れる電流の時間変化の大きさが所定閾値より大きいときに磁気飽和が開始されたと判定するため、定電流制御を行う制御装置においては磁気飽和の発生を検出できず適用が困難であるという課題もある。
Further, in the conventional motor control apparatus disclosed in Patent Document 1, when the magnetic saturation detection of the reactor is detected by the magnetic saturation detection means, the magnetic saturation is performed so that the inverter power adjustment means does not generate an overcurrent or overvoltage. Therefore, there is a problem that a sufficient current cannot be passed through the electric motor and a necessary torque cannot be obtained during acceleration / deceleration.
In addition, since the magnetic saturation detection means determines that magnetic saturation has started when the magnitude of the time change of the current flowing through the reactor is greater than a predetermined threshold, the controller that performs constant current control detects the occurrence of magnetic saturation. There is also a problem that it cannot be detected and is difficult to apply.

この発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、大電流によるリアクタンスの磁気飽和が発生した場合においても、精度の高いトルク制御を可能として所望のトルクを得ることができ、発振現象やトルク脈動の発生を抑制して、エレベータ利用者の乗り心地の悪化を招来するおそれのないエレベータの制御装置を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when magnetic saturation of reactance due to a large current occurs, highly accurate torque control can be performed and a desired torque can be obtained. An elevator control device that suppresses the occurrence of an oscillation phenomenon and torque pulsation and does not cause a deterioration in the riding comfort of the elevator user is obtained.

この発明に係るエレベータの制御装置においては、リアクトルを有し、エレベータを駆動する電動機と、前記電動機を駆動するための電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力から前記電動機に係るトルク成分を抽出してトルク検出信号を出力するトルク成分抽出手段と、前記トルク検出信号に基づいて、前記電動機の有する前記リアクトルの磁気飽和発生時におけるインダクタンス値を推定する磁気飽和検出手段と、前記磁気飽和検出手段により推定されたインダクタンス値に基づいて、前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力を制御する制御手段と、を備えた構成とする。   In the elevator control apparatus according to the present invention, an electric motor having a reactor and driving the elevator, electric power supply means for supplying electric power for driving the electric motor, and the electric power supply means are supplied to the electric motor. Torque component extracting means for extracting a torque component related to the electric motor from the generated electric power and outputting a torque detection signal, and estimating an inductance value at the time of occurrence of magnetic saturation of the reactor of the electric motor based on the torque detection signal A magnetic saturation detection unit and a control unit that controls electric power supplied from the power supply unit to the electric motor based on an inductance value estimated by the magnetic saturation detection unit.

この発明はエレベータの制御装置において、リアクトルを有し、エレベータを駆動する電動機と、前記電動機を駆動するための電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力から前記電動機に係るトルク成分を抽出してトルク検出信号を出力するトルク成分抽出手段と、前記トルク検出信号に基づいて、前記電動機の有する前記リアクトルの磁気飽和発生時におけるインダクタンス値を推定する磁気飽和検出手段と、前記磁気飽和検出手段により推定されたインダクタンス値に基づいて、前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力を制御する制御手段と、を備えた構成としたことで、大電流によるリアクタンスの磁気飽和が発生した場合においても、精度の高いトルク制御を可能として所望のトルクを得ることができ、発振現象やトルク脈動の発生を抑制して、エレベータ利用者の乗り心地の悪化を招来するおそれのないという効果を奏する。   The present invention relates to an elevator control apparatus, which includes a reactor, an electric motor that drives the elevator, electric power supply means that supplies electric power for driving the electric motor, and electric power that is supplied from the electric power supply means to the electric motor. Torque component extracting means for extracting a torque component related to the motor from the torque and outputting a torque detection signal; and magnetic saturation for estimating an inductance value at the time of occurrence of magnetic saturation of the reactor of the motor based on the torque detection signal A configuration comprising a detection means and a control means for controlling the electric power supplied from the power supply means to the electric motor based on the inductance value estimated by the magnetic saturation detection means. Desirable to enable accurate torque control even when reactance magnetic saturation occurs due to It can be obtained torque and suppressing the occurrence of oscillation phenomena and torque pulsation, an effect that no risk to lead to deterioration of the riding comfort of the elevator user.

実施の形態1.
図1から図3は、この発明の実施の形態1に関するもので、図1はエレベータの制御装置の全体構成を示すブロック図、図2は磁気飽和検出器の内部構成を示すブロック図、図3はトルク直流成分とインダクタンス推定値との関係を示すグラフである。
図において1は図示しないエレベータの昇降路内に昇降自在に配置された乗りかごであり、この乗りかご1の上端には主索2の一端が接続されている。この主索2は、前記昇降路上部に回動自在に配設された巻上シーブ3及びソラセ車4に巻き掛けられており、その上で前記主索2の他端は、前記昇降路内に昇降自在に配置された釣合い重り5の上端に接続されている。
前記巻上シーブ3は、リアクトルを有し、当該エレベータを駆動する電動機6の回転軸に軸着されており、この電動機6を回転駆動することにより前記巻上シーブ3を介して前記主索2に動力が伝達されて、前記乗りかご1及び前記釣合い重り5がつるべ状に前記昇降路内を昇降する。
Embodiment 1 FIG.
FIGS. 1 to 3 relate to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an elevator control device, FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of a magnetic saturation detector, and FIG. These are graphs showing the relationship between the torque DC component and the estimated inductance value.
In the figure, reference numeral 1 denotes a car that is disposed in an elevator hoistway (not shown) so as to be lifted and lowered. One end of a main rope 2 is connected to the upper end of the car 1. The main rope 2 is wound around a hoisting sheave 3 and a slewing wheel 4 that are rotatably disposed on the upper part of the hoistway, and the other end of the main rope 2 is placed in the hoistway. It is connected to the upper end of the counterweight 5 arrange | positioned so that raising / lowering is possible.
The hoisting sheave 3 has a reactor and is attached to a rotating shaft of an electric motor 6 that drives the elevator. The main rope 2 is driven via the hoisting sheave 3 by rotating the electric motor 6. The motive power is transmitted to the elevator car, and the car 1 and the counterweight 5 move up and down in the hoistway like a slab.

前記電動機6には、この電動機6の回転位置を検出して位置検出信号Psを発生するエンコーダ7が取付されており、このエンコーダ7から出力される前記位置検出信号Psは速度検出器8に入力される。この速度検出器8は、前記位置検出信号Psの時間微分を求めることにより速度検出信号ωsを発生させ、この速度検出信号ωsを第1の減算器9aへと出力する。
この第1の減算器9aにおいては、速度指令作成器10により生成・出力された速度指令信号ωrと前記速度検出器8により出力された前記速度検出信号ωsとの偏差が求められ、その結果として速度偏差信号ωeが出力される。
前記第1の減算器9aより出力された前記速度偏差信号ωeは速度制御器11へと入力され、この速度制御器11は前記速度偏差信号ωeに基づいてトルク指令信号τrを生成する。
The electric motor 6 is provided with an encoder 7 that detects the rotational position of the electric motor 6 and generates a position detection signal Ps. The position detection signal Ps output from the encoder 7 is input to the speed detector 8. Is done. The speed detector 8 generates a speed detection signal ωs by obtaining a time derivative of the position detection signal Ps, and outputs the speed detection signal ωs to the first subtractor 9a.
In the first subtractor 9a, a deviation between the speed command signal ωr generated and output by the speed command generator 10 and the speed detection signal ωs output by the speed detector 8 is obtained, and as a result, A speed deviation signal ωe is output.
The speed deviation signal ωe output from the first subtractor 9a is input to the speed controller 11, and the speed controller 11 generates a torque command signal τr based on the speed deviation signal ωe.

後述する電力変換器14より前記電動機6へと供給される三相電力は、変流器により電力検出信号isとして検出され、トルク成分抽出器12によってこの電力検出信号isから前記電動機6に係るトルク成分が抽出されてトルク検出信号τsが出力される。
そして、第2の減算器9bにおいて、前記トルク制御器13から出力される前記トルク指令信号τrと前記トルク成分抽出器12から出力される前記トルク検出信号τsとの偏差が求められ、その結果としてトルク偏差信号τeが出力される。
前記第2の減算器9bより出力された前記トルク偏差信号τeは、トルク制御器13へと入力され、このトルク制御器13は前記トルク偏差信号τeに基づいて前記電動機6に対する電圧指令信号Vrが生成される。この電圧指令信号Vrは、電力変換器14によって前記電圧指令信号Vrに応じた三相電力に変換され、前記電動機6へと供給される。
Three-phase power supplied to the motor 6 from a power converter 14 to be described later is detected as a power detection signal is by a current transformer, and a torque related to the motor 6 is detected from the power detection signal is by a torque component extractor 12. Components are extracted and a torque detection signal τs is output.
Then, in the second subtractor 9b, a deviation between the torque command signal τr output from the torque controller 13 and the torque detection signal τs output from the torque component extractor 12 is obtained, and as a result, A torque deviation signal τe is output.
The torque deviation signal τe output from the second subtractor 9b is input to the torque controller 13, and the torque controller 13 generates a voltage command signal Vr for the electric motor 6 based on the torque deviation signal τe. Generated. The voltage command signal Vr is converted into three-phase power corresponding to the voltage command signal Vr by the power converter 14 and supplied to the electric motor 6.

また、前記トルク成分抽出器12から出力された前記トルク検出信号τsは、磁気飽和検出器15へと入力され、この磁気飽和検出器15においては前記トルク制御器13にてトルク制御に用いる、前記電動機6の有するリアクトルのインダクタンスに係る諸定数が前記トルク検出信号τsに基づき推定・算出される。
具体的には、まず、前記トルク成分抽出器12から出力された前記トルク検出信号τsは、前記磁気飽和検出器15の備える絶対値変換器15aによりその絶対値が求められて絶対値トルク検出信号τsaに変換される。
そして、この絶対値トルク検出信号τsaは、所定の閾値より高い周波数の信号を遮断し低域周波数の信号のみを通過させるローパスフィルタ15bにかけられてトルク直流成分τslが分離される。
The torque detection signal τs output from the torque component extractor 12 is input to a magnetic saturation detector 15, which is used for torque control by the torque controller 13. Various constants related to the inductance of the reactor of the electric motor 6 are estimated and calculated based on the torque detection signal τs.
Specifically, first, the absolute value of the torque detection signal τs output from the torque component extractor 12 is obtained by an absolute value converter 15a included in the magnetic saturation detector 15, and an absolute value torque detection signal. converted to τsa.
The absolute value torque detection signal τsa is applied to a low-pass filter 15b that cuts off a signal having a frequency higher than a predetermined threshold and passes only a low-frequency signal to separate the torque direct current component τsl.

前記ローパスフィルタ15bにより生成された前記トルク直流成分τslはインダクタンス推定器15cへと入力され、インダクタンス推定器15cにおいてインダクタンス推定値Lrが推定・導出される。
このインダクタンス推定器15cによるインダクタンス推定値Lrの導出は、後述するインダクタンス学習器15gにより与えられるインダクタンス推定関数L(τ)に、前記トルク直流成分τsl、すなわちτ=τslを代入することにより行われる。
前記インダクタンス推定関数は、例えば次のような線形近似関数を用いる。ここで、kは傾き、L0は切片であり、いずれも定数である。
The torque direct current component τsl generated by the low-pass filter 15b is input to the inductance estimator 15c, and the inductance estimator 15c estimates and derives the estimated inductance value Lr.
The inductance estimation value Lr is derived by the inductance estimator 15c by substituting the torque direct current component τsl, that is, τ = τsl, into an inductance estimation function L (τ) given by an inductance learning unit 15g described later.
For example, the following linear approximation function is used as the inductance estimation function. Here, k is a slope and L0 is an intercept, both of which are constants.

L(τ)=k・τ+L0   L (τ) = k · τ + L0

従って、インダクタンス推定値Lrはこの式にτ=τslを代入することにより次のように得ることができる。   Therefore, the estimated inductance value Lr can be obtained as follows by substituting τ = τsl into this equation.

Lr=k・τsl+L0   Lr = k · τsl + L0

なお、Lrがとりえる上限値として上限リミッタLrlimが設けられており、前記インダクタンス推定関数L(τ)による前記インダクタンス推定値Lrがこの上限リミッタLrlimを超える値となった場合には、前記インダクタンス推定値Lrは上限リミッタLrlimとされる。このLrlimは、例えば前記電動機6のリアクトルのインダクタンス設計値を目安として設定される(図3)。
そして、前記インダクタンス推定器15cにより推定された前記インダクタンス推定値Lrは制御定数演算器15dへと出力され、これを受けた前記制御定数演算器15dは前記インダクタンス推定値Lrに基づいて前記電動機6の有するリアクトルのインダクタンスに係る諸定数を算出して、これらの諸定数を前記トルク制御器13へと出力する。
An upper limit limiter Lrlim is provided as an upper limit value that can be taken by Lr. When the inductance estimated value Lr based on the inductance estimation function L (τ) exceeds the upper limit limiter Lrlim, the inductance estimation is performed. The value Lr is an upper limit limiter Lrlim. This Lrlim is set using, for example, the inductance design value of the reactor of the electric motor 6 as a guide (FIG. 3).
Then, the inductance estimated value Lr estimated by the inductance estimator 15c is output to the control constant calculator 15d, and the control constant calculator 15d that receives the inductance estimated value Lr is based on the inductance estimated value Lr. The various constants related to the inductance of the reactor is calculated, and these constants are output to the torque controller 13.

また、この絶対値トルク検出信号τsaは、所定の閾値より低い周波数の信号を遮断し高域周波数の信号のみを通過させるハイパスフィルタ15eにかけられてトルク脈動成分τshが分離される。
前記ハイパスフィルタ15eにより生成された前記トルク脈動成分τshはトルク脈動検出器15fへと入力され、このトルク脈動検出器15fは、前記トルク脈動成分τshの振幅の大きさが所定の閾値を超えた場合にトルク脈動の発生を検出して、脈動発生信号e0を出力する。
The absolute value torque detection signal τsa is applied to a high-pass filter 15e that cuts off a signal having a frequency lower than a predetermined threshold and passes only a high-frequency signal, thereby separating the torque pulsation component τsh.
The torque pulsation component τsh generated by the high-pass filter 15e is input to the torque pulsation detector 15f, and the torque pulsation detector 15f has a case where the amplitude of the torque pulsation component τsh exceeds a predetermined threshold value. The generation of torque pulsation is detected and a pulsation generation signal e0 is output.

前記トルク脈動検出器15fから出力された前記脈動信号e0はインダクタンス学習器15gへと入力され、このインダクタンス学習器15gは前記脈動信号e0の入力を受けたとき、すなわちトルク脈動発生が検出されたときにおける前記トルク直流成分τslと前記インダクタンス推定値Lrの値を記憶する。
そして、記憶した前記インダクタンス推定値Lrに0より大きく1より小さい所定の係数k2を乗じてLr2を算出する。
The pulsation signal e0 output from the torque pulsation detector 15f is input to an inductance learning device 15g. When the inductance learning device 15g receives the input of the pulsation signal e0, that is, when occurrence of torque pulsation is detected. The torque direct current component τsl and the estimated inductance value Lr are stored.
Then, Lr2 is calculated by multiplying the stored estimated inductance value Lr by a predetermined coefficient k2 that is larger than 0 and smaller than 1.

Lr2=k2・Lr (0<k2<1)   Lr2 = k2 · Lr (0 <k2 <1)

このようにして、トルク脈動発生が判定された場合には前記電動機6のリアクトルに磁気飽和が発生しており、このリアクトルのインダクタンス値の低下が発生している可能性が高いとして、前記インダクタンス推定値Lrに所定の係数k2(0<k2<1)を乗じることにより、当該低下後のインダクタンス値としてLr2を得る。
そして、記憶したトルク脈動時の前記トルク直流成分τslとこのLr2との関係に対し、例えば最小二乗法等を用いて直線回帰式を求めてこれを新たなインダクタンス推定関数L(τ)とすることにより前記インダクタンス推定関数の更新が行われ、このインダクタンス学習器15gにおいて更新された前記インダクタンス関数L(τ)を用いて、前記インダクタンス推定器15cにおける前記インダクタンス推定値の導出が行われる(図3)。
In this way, when it is determined that torque pulsation has occurred, magnetic saturation has occurred in the reactor of the electric motor 6, and it is highly possible that the inductance value of the reactor has been reduced. By multiplying the value Lr by a predetermined coefficient k2 (0 <k2 <1), Lr2 is obtained as the reduced inductance value.
Then, for the relationship between the torque DC component τsl and the Lr2 stored at the time of the stored torque pulsation, a linear regression equation is obtained using, for example, the least square method, and this is used as a new inductance estimation function L (τ). Thus, the inductance estimation function is updated, and the inductance estimation value in the inductance estimator 15c is derived using the inductance function L (τ) updated in the inductance learning device 15g (FIG. 3). .

このように構成されたエレベータの制御装置においては、まず、図示しないエレベータの制御盤等からの制御指令に基づいて前記速度指令作成器10により前記速度指令信号ωrが出力される。
そして、前記電動機6に取付された前記エンコーダ7を介して前記速度検出器8により前記速度検出信号ωsとして前記電動機6の回転速度がフィードバックされ、これらの前記速度指令信号ωrと前記速度検出信号ωsとの偏差を示す前記速度偏差信号ωeに基づいて前記速度制御器11により前記トルク指令信号τrが生成・出力される。
前記トルク制御器13はこのトルク指令信号τrに基づきトルク制御を行うが、この際、前記電力変換器14から前記電動機6へと供給される三相電力を検出することにより前記トルク成分抽出器12によって出力される前記トルク検出信号τsのフィードバックを受けて、これらの前記トルク指令信号τrと前記トルク検出信号τsとの偏差を示す前記トルク偏差信号τeに基づいて前記電圧指令信号Vrが生成される。
In the elevator control apparatus configured as described above, first, the speed command generator 10 outputs the speed command signal ωr based on a control command from an elevator control panel (not shown).
Then, the rotational speed of the electric motor 6 is fed back as the speed detection signal ωs by the speed detector 8 through the encoder 7 attached to the electric motor 6, and the speed command signal ωr and the speed detection signal ωs are fed back. The speed controller 11 generates and outputs the torque command signal τr based on the speed deviation signal ωe indicating the deviation from the speed controller 11.
The torque controller 13 performs torque control based on the torque command signal τr. At this time, the torque component extractor 12 is detected by detecting three-phase power supplied from the power converter 14 to the motor 6. The voltage command signal Vr is generated based on the torque deviation signal τe indicating the difference between the torque command signal τr and the torque detection signal τs. .

ここで、前記トルク制御器13における前記電圧指令信号Vrの生成は、予め設定された電動機定数を用いて行われるが、前記電動機6の有するリアクトルのインダクタンスに係る諸定数については、前記トルク検出信号τsに基づいて前記磁気飽和検出器15により算出されたものが用いられる。
前記磁気飽和検出器15により導出される前記インダクタンス推定値Lrは、図3に示すごとく、前記トルク直流成分τslが小さい低トルク域においては前記上限リミッタLrlimに等しい値、すなわち前記電動機6のリアクトルのインダクタンス設計値を目安として設定された値となるが、前記トルク直流成分τslが大きい高トルク域においては前記リアクトルの磁気飽和発生を加味して前記上限リミッタLrlimより小さい値として導出される。
Here, the generation of the voltage command signal Vr in the torque controller 13 is performed using a preset motor constant, and the constants relating to the inductance of the reactor included in the motor 6 are the torque detection signal. What is calculated by the magnetic saturation detector 15 based on τs is used.
As shown in FIG. 3, the estimated inductance value Lr derived by the magnetic saturation detector 15 is equal to the upper limit limiter Lrlim in the low torque range where the torque direct current component τsl is small, that is, the reactor 6 The value is set with the inductance design value as a guideline, but is derived as a value smaller than the upper limit limiter Lrlim in the high torque region where the torque direct current component τsl is large in consideration of the occurrence of magnetic saturation of the reactor.

このように、前記磁気飽和検出器15は、前記トルク検出信号τsに基づいて高トルク域における磁気飽和発生を加味しつつ前記インダクタンス推定値の導出を行う。これに加えて、前記磁気飽和検出器15は、前記トルク検出信号τsのトルク脈動成分τshを監視することにより、トルク脈動の発生を監視しており、トルク脈動の発生時にはこのときにおける前記トルク直流成分τslと前記インダクタンス推定値Lrから算出したLr2の値との関係を元に回帰分析を行い、前記インダクタンス推定関数L(τ)の更新を行う。   In this way, the magnetic saturation detector 15 derives the estimated inductance value while taking into account the occurrence of magnetic saturation in the high torque range based on the torque detection signal τs. In addition, the magnetic saturation detector 15 monitors the generation of torque pulsation by monitoring the torque pulsation component τsh of the torque detection signal τs, and when the torque pulsation occurs, the torque DC at this time is monitored. Based on the relationship between the component τsl and the value of Lr2 calculated from the estimated inductance value Lr, regression analysis is performed, and the inductance estimation function L (τ) is updated.

前記トルク制御器13は、このようにして前記磁気飽和検出器15により算出された前記電動機6の有するリアクトルのインダクタンスに係る諸定数及びその他の電動機定数を用いて、前記電圧指令信号Vrを出力し、この電圧指令信号Vrは前記電力変換器14によって三相電力に変換されて前記電動機6へと供給されることにより、前記電動機6のトルク制御がなされる。   The torque controller 13 outputs the voltage command signal Vr by using various constants related to the inductance of the reactor of the electric motor 6 and other electric motor constants calculated by the magnetic saturation detector 15 in this way. The voltage command signal Vr is converted into three-phase power by the power converter 14 and supplied to the motor 6, whereby torque control of the motor 6 is performed.

以上のように構成されたエレベータの制御装置においては、電動機へと供給される電力から電動機に係るトルク成分を抽出したトルク検出信号に基づいて、このトルク検出信号から分離されたトルク直流成分をインダクタンス推定関数に代入することにより、前記電動機の有する前記リアクトルの磁気飽和発生時におけるインダクタンス値を推定する。そして、この推定されたインダクタンス値に基づいて電動機のトルク制御を行うため、大電流によるリアクタンスの磁気飽和が発生した場合においても、精度の高いトルク制御を可能として所望のトルクを得ることができ、トルク脈動の発生を抑制して、エレベータ利用者の乗り心地の悪化を招来するおそれを低減することが可能である。   In the elevator control apparatus configured as described above, based on the torque detection signal obtained by extracting the torque component related to the motor from the electric power supplied to the motor, the torque DC component separated from the torque detection signal is inducted. By substituting in the estimation function, an inductance value at the time of occurrence of magnetic saturation of the reactor of the electric motor is estimated. And, since torque control of the electric motor is performed based on the estimated inductance value, even when magnetic saturation of reactance due to a large current occurs, it is possible to obtain a desired torque by enabling highly accurate torque control, It is possible to suppress the occurrence of torque pulsation and to reduce the risk of causing a deterioration in the riding comfort of the elevator user.

また、このように、トルク検出信号に基づいて高トルク域における磁気飽和発生を加味しつつインダクタンス推定値の導出を行うことに加えて、トルク検出信号のトルク脈動成分を監視することによりトルク脈動の発生を監視し、トルク脈動の発生時にはこのときにおけるトルク直流成分とインダクタンス推定値との関係を元に回帰分析を行い、インダクタンス推定関数の更新を行うことにより、インダクタンス推定の精度を向上させることができ、より精度の高いトルク制御が可能となり、トルク脈動の発生をさらに抑制することができる。
さらに、高精度のトルク制御及びトルク脈動発生の抑制に伴い、関連する部品の劣化を抑えて長寿命化を図ることも可能である。
Further, in addition to deriving the estimated inductance value in consideration of the occurrence of magnetic saturation in the high torque range based on the torque detection signal, the torque pulsation component of the torque detection signal is monitored by monitoring the torque pulsation component of the torque detection signal. It is possible to improve the accuracy of inductance estimation by monitoring the occurrence and performing regression analysis based on the relationship between the torque DC component and the estimated inductance value at the time of occurrence of torque pulsation and updating the inductance estimation function. Thus, more accurate torque control is possible, and the occurrence of torque pulsation can be further suppressed.
Furthermore, along with high-accuracy torque control and suppression of torque pulsation, it is possible to extend the service life by suppressing the deterioration of related parts.

この発明の実施の形態1におけるエレベータの制御装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the control apparatus of the elevator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における磁気飽和検出器の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the magnetic saturation detector in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるトルク直流成分とインダクタンス推定値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the torque direct current component and inductance estimated value in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 乗りかご
2 主索
3 巻上シーブ
4 ソラセ車
5 釣合い重り
6 電動機
7 エンコーダ
8 速度検出器
9a 第1の減算器
9b 第2の減算器
10 速度指令作成器
11 速度制御器
12 トルク成分抽出器
13 トルク制御器
14 電力変換器
15 磁気飽和検出器
15a 絶対値変換器
15b ローパスフィルタ
15c インダクタンス推定器
15d 制御定数演算器
15e ハイパスフィルタ
15f トルク脈動検出器
15g インダクタンス学習器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Passenger car 2 Main rope 3 Hoisting sheave 4 Solase wheel 5 Balance weight 6 Electric motor 7 Encoder 8 Speed detector 9a 1st subtractor 9b 2nd subtractor 10 Speed command generator 11 Speed controller 12 Torque component extractor 13 torque controller 14 power converter 15 magnetic saturation detector 15a absolute value converter 15b low-pass filter 15c inductance estimator 15d control constant calculator 15e high-pass filter 15f torque pulsation detector 15g inductance learner

Claims (3)

リアクトルを有し、エレベータを駆動する電動機と、
前記電動機を駆動するための電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力から前記電動機に係るトルク成分を抽出してトルク検出信号を出力するトルク成分抽出手段と、
前記トルク検出信号に基づいて、前記電動機の有する前記リアクトルの磁気飽和発生時におけるインダクタンス値を推定する磁気飽和検出手段と、
前記磁気飽和検出手段により推定されたインダクタンス値に基づいて、前記電力供給手段より前記電動機へと供給される電力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。
An electric motor having a reactor and driving the elevator;
Power supply means for supplying power for driving the electric motor;
Torque component extraction means for extracting a torque component related to the motor from the power supplied from the power supply means to the motor, and outputting a torque detection signal;
Magnetic saturation detection means for estimating an inductance value at the time of occurrence of magnetic saturation of the reactor of the electric motor based on the torque detection signal;
An elevator control apparatus comprising: control means for controlling electric power supplied from the power supply means to the electric motor based on an inductance value estimated by the magnetic saturation detection means.
前記磁気飽和検出手段は、
前記トルク検出信号からトルク直流成分を分離するローパスフィルタと、
インダクタンス推定関数に前記トルク直流成分を代入することにより、前記電動機の有する前記リアクトルの磁気飽和発生時におけるインダクタンス値を推定するインダクタンス推定手段と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエレベータの制御装置。
The magnetic saturation detection means is
A low-pass filter for separating a torque DC component from the torque detection signal;
The inductance estimation means for estimating an inductance value at the time of occurrence of magnetic saturation of the reactor of the electric motor by substituting the direct current torque component into an inductance estimation function. Elevator control device.
前記磁気飽和検出手段は、
前記トルク検出信号からトルク脈動成分を分離するハイパスフィルタと、
前記トルク脈動成分に基づいて前記電動機のトルク脈動発生を検出するトルク脈動検出手段と、
前記トルク脈動検出手段により前記電動機のトルク脈動発生が検出されたときに、前記トルク直流成分及び前記インダクタンス推定手段により推定された前記電動機の有する前記リアクトルのインダクタンス値に基づいてインダクタンス推定関数を更新するインダクタンス学習手段と、を備えたことを特徴とする請求項2に記載のエレベータの制御装置。
The magnetic saturation detection means is
A high-pass filter that separates torque pulsation components from the torque detection signal;
Torque pulsation detecting means for detecting occurrence of torque pulsation of the electric motor based on the torque pulsation component;
When the torque pulsation detecting means detects the occurrence of torque pulsation of the motor, the inductance estimation function is updated based on the torque DC component and the inductance value of the reactor of the motor estimated by the inductance estimating means. The elevator control device according to claim 2, further comprising an inductance learning unit.
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