JP2888671B2 - エレベータ用インバータの速度制御装置 - Google Patents

エレベータ用インバータの速度制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エレベータ用インバー
タによる誘導電動機の速度制御装置に係り、特にオープ
ンループ速度制御系による加減速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のエレベータは原動機に誘導電動機
を採用し、この誘導電動機を可変電圧・可変周波数(V
VVF)になるインバータによって駆動するものが多
い。このような誘導電動機とインバータを組み合わせた
エレベータ駆動装置において、誘導電動機の速度制御
は、一般的には低速エレベータには電圧形インバータに
よるオープンループ制御が採用され、中・高速エレベー
タには速度検出器を設けた速度フィードバック制御が採
用されている。
【0003】このうち、オープンループ速度制御方式
は、速度パターンに従ってインバータの出力周波数さら
には出力電圧を制御することによって該速度パターンに
一致する加速,定速及び減速を得ようとする。この制御
方式では速度検出器を不要にして低コストになると共に
速度検出系の故障に対するバックアップ手段を不要にす
るが、電動機速度すなわちエレベータ乗車かごの速度さ
らには昇降距離データを与える速度検出系を持たないた
め、負荷変動によって着床精度を悪くする。
【0004】この問題を解消する速度制御方式として、
本願出願人は負荷トルクの変化分を補正するものを既に
提案している(例えば、特開平1−268479号公
報)。この概要は、インバータ主回路の直流電流から電
動機のすべり周波数を求め、このすべり周波数から電動
機の出力トルク及び負荷トルクを求めてその回転数(速
度)を算出し、速度パターンとの差からインバータの周
波数及び電圧を補正する。
【0005】また、本願出願人は電動機の低速運転時に
大きい負荷トルクでの必要な駆動力を得るためのトルク
ブースト補正を行うのに、負荷トルクの変化分を上述の
方式と同様に直流電流からトルク検出して補正する方式
を提案している(例えば特開平1−252193号公
報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】速度センサを持たない
オープンループ速度制御方式によるエレベータ用インバ
ータにおいて、従来装置はエレベータの高速一定領域で
の直流電流を検出することによりすべり周波数を求め、
このすべり周波数から電動機速度補正及びトルク補正
し、エレベータかごの着床位置の精度を上げている。
【0007】ところで、速度センサを備えないオープン
ループの速度制御方式においては、エレベータの負荷が
大きくなるほどすべり周波数が大きくなり、インバータ
の出力電流を増加させることになる。
【0008】このインバータ出力電流の増加が、逆変換
主回路のスイッチ素子の定格値を越え、スイッチ素子を
過電流破壊させることがある。このような出力電流の増
加や転流失敗時に素子や電動機(負荷)を保護するた
め、インバータ装置には過電流保護回路を設け、過電流
検出でインバータ装置を停止させるようにしている。
【0009】この過電流停止ではエレベータの運転停止
になり、システムの信頼性を低下させるし、頻繁な保守
点検や修理を必要とする。この問題を解消するには、イ
ンバータ出力電流が過電流停止レベルまで増加する前の
段階でインバータ出力電流を制限することが考えられる
が、この電流制限では速度パターンに従った昇降速度か
ら大きく違ってしまい、着床位置が大きくずれることに
なる。
【0010】本発明の目的は、エレベータの負荷増加に
よる過電流停止を無くし、しかも着床精度を高めた速度
制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、誘導電動機をオープンループ制御のイン
バータで加速・定速・減速の速度制御をし、該減速制御
はエレベータの乗車かごが着床位置から一定の距離Lに
ある減速開始位置に到達したときに一定の減速度Dで減
速させるエレベータ用インバータの速度制御装置におい
て、インバータの出力電流が過電流停止レベルより低い
過電流制限レベルに達したことを検出する過電流制限判
定手段と、この判定手段の検出で現在の速度Viに固定
した定速制御をし、この定速制御で乗車カゴが前記減速
開始位置に達したときから次式 T1=(L/Vi)−(Vi/2D) で求める時間T1だけ定速制御をつづけ、該時間T1後に
前記減速度による減速制御を行う速度補正制御手段とを
備えたことを特徴とする。
【0012】
【作用】上記構成になる本発明によれば、インバータの
出力電流が過電流停止になる前に過電流制限判定を得、
このときの速度で定速制御にして過電流停止を避けたエ
レベータの運転を継続し、定速度Viによる運転でエレ
ベータの乗車かごが減速開始位置に到達したときに一定
時間T1だけ速度Viをつづけ、この後に速度パターンと
同じ減速度Dで減速することで定速度の違いにも減速開
始点から着床位置までの減速度距離を同じにし、着床精
度に速度パターンに従った制御と同等のものを得る。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す装置構成図で
ある。交流電源1の交流電力は整流器2によって直流電
力に変換され、コンデンサ3によって平滑される。この
直流電力は電圧形インバータ主回路4によって出力周波
数及び電圧が制御された交流電力に変換されてエレベー
タの原動機になる誘導電動機5に供給される。インバー
タ主回路4の運転周波数及び電圧の制御は、制御装置6
からのゲートパルス周波数とパルス幅制御によって行わ
れ、これにより電動機5の運転速度が制御される。電動
機5は巻取機7を介して乗車かご8と釣合い錘9の負荷
を駆動する。
【0014】CPU10を中枢部とする制御装置6は、
エレベータの運転指令によって、定められた加減速度を
持ちかつ昇降距離(階床移動距離)に応じた定速度時間
を持つ速度パターンを生成又は与えられ、この速度パタ
ーンとすべり演算回路11からのすべり周波数SからC
PU10が必要なインバータ運転周波数及び電圧(振
幅)を求め、これら周波数と電圧に従ってPWM発生部
12にPWM波形のゲートパルスを得る。
【0015】すべり演算回路11は、従来と同様にイン
バータ主回路4の直流電流Idcを検出する電流検出器1
3の検出信号idcから電流−トルク変換及びトルク−す
べり周波数変換を行うことですべり周波数Sを求める。
なお、直流電流検出値から直接にすべり周波数を算出す
る方法も本願出願人は既に提案しており、この直接変換
による構成でも良い。
【0016】CPU10は、すべり周波数Sから電動機
5の出力トルク及び負荷トルクを求めて電動機5の回転
数を求め、この回転数と速度パターンとの差をインバー
タ制御出力周波数の補正信号とし、この補正した速度に
従って周波数f、電圧Vの指令を発生する。
【0017】上述までの装置構成は従来と同様にされ、
本実施例ではピーク電流検出器14とA/D変換器15
と過電流制限判定部16から成る過電流制限判定手段、
及びCPU10の演算機能として過電流制限判定時の速
度補正制御手段を設ける。
【0018】ピーク電流検出器14は電流検出器13の
検出電流idcのピーク値Ippを検出し、A/D変換回路
15はピーク値Ippをディジタル信号に変換し、過電流
制限判定部16はディジタル量のピーク値Ippが過電流
制限値に達したことを判定する。これら過電流制限判定
手段は、素子破壊保護のための従来の過電流停止判定手
段と同様の構成にされるが、判定レベルが過電流停止に
なるレベルよりも小さく設定され、過電流停止になる前
に過電流制限の判定出力を得る。
【0019】CPU10に設ける速度補正制御手段は、
過電流制限の判定が得られたときに現在速度で定速制御
し、この定速制御でエレベータの乗車かご8が減速開始
位置に達したときから一定時間T1だけ定速制御をつづ
け、該時間T1後に速度パターンと同じ減速度による減
速制御を行う。
【0020】上述の速度補正制御手段による速度補正制
御は、過電流制限判定時に現在速度で定速制御にするこ
とで過電流停止に至るのを防止する。また、この定速制
御では速度パターンの定速度に較べて低い定速になり、
乗車かご8が減速開始位置に達したときに速度パターン
と同じ減速度で減速停止すると着床位置が大きくずれる
のを避けるため、一定時間T1の定速制御をつづけ、こ
の後に定速パターンと同じ減速度による減速で着床精度
を確保する。
【0021】図2は本実施例の動作波形図を示す。速度
パターンVに従った加速・定速・減速制御は制御装置6
によって従来と同様に行われ、減速制御はエレベータの
乗車かご8が着床位置から一定の距離Lにある減速開始
位置Pbに到達したときに一定の減速度に制御される。
このときのインバータ出力電流Ioutは実線で示すよう
に加速時と減速時にピークを持つ波形になる。
【0022】ここで、エレベータの負荷が大きく、イン
バータ出力電流が破線で示すように増加し、過電流停止
電流Iocにまで上昇しようとし、該電流が判定部16に
設定する過電流制限電流ICL(≦Ioc)に達したとき
(時刻t1)、該判定部16の判定出力によってCPU
10の速度補正制御手段により速度パターンVの速度に
追従することなく現在速度Viに固定し、該速度Viで
定速制御を行う。これにより、インバータ出力電流I
outは過電流停止の判定値Iocに至ることなく、過電流
停止が避けられ、エレベータ運転が継続される。
【0023】次に、乗車かご8が減速開始点Pbに達す
ると、CPU10には減速開始点に到達したことの信号
が与えられ、この信号タイミングから一定時間T1だけ
速度Viを続け、このT1後のタイミング(時刻t2)で
速度パターンVの減速度と同じ減速度で減速停止させ
る。
【0024】この減速制御において、徐線で示す領域A
とBの面積が一致するよう時間T1が予め求められる。
即ち、速度パターンVにおいて減速開始点Pbからの一
定の減速度によって減速停止するまでの距離は該部分の
面積に相当し、この距離が減速開始点から着床位置まで
の距離に一致するよう減速開始点が設定される。一方、
過電流制限の判定によって速度Viからの同じ減速度に
よる減速停止が上記距離に一致すれば同じ着床位置にな
り、このときの距離は減速開始点Pb以降の面積に相当
し、両者を一致させるには領域A,Bの面積を一致させ
るよう時間T1を演算しておく。
【0025】このように、速度パターンの定速度とは異
なる速度からの減速に着床位置を合わせるための制御方
式は、本願出願人は既に提案しており、時間T1は次式
から求められる。
【0026】T1=(L/Vi)−(Vi/2D) 但し、L:着床位置から減速開始位置までの距離 Vi:現在速度 D:速度パターンの減速度
【0027】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、エレベ
ータの負荷増によりインバータ出力電流が過電流停止レ
ベル荷まで達する前の過電流制限レベルとして判定・検
出し、この検出時の速度による定速制御を行い、乗車か
ごが減速開始点に到達したときに速度パターンによる減
速と同じ減速距離になるよう一定時間T1の減速と同じ
減速制御を行うようにしたため、エレベータの負荷増に
よる過電流停止を無くし、しかも着床精度を速度パター
ンによる場合と同等のものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す装置構成図。
【図2】実施例の動作波形図。
【符号の説明】
4…インバータ主回路、5…誘導電動機、6…制御装
置、10…CPU、11…すべり演算回路、13…電流
検出器、14…ピーク電流検出器、16…過電流制御判
定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−124981(JP,U) 特公 昭48−35553(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B66B 1/00 - 1/52 B66B 5/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導電動機をオープンループ制御のイン
    バータで加速・定速・減速の速度制御をし、該減速制御
    はエレベータの乗車かごが着床位置から一定の距離
    (L)にある減速開始位置に到達したときに一定の減速
    度(D)で減速させるエレベータ用インバータの速度制
    御装置において、インバータの出力電流が過電流停止レ
    ベルより低い過電流制限レベルに達したことを検出する
    過電流制限判定手段と、この判定手段の検出で現在の速
    度(Vi)に固定した定速制御をし、 この定速制御で乗車カゴが前記減速開始位置に達したと
    きから次式 T1=(L/Vi)−(Vi/2D) で求める時間T1だけ定速制御をつづけ、該時間T1後に
    前記減速度による減速制御を行う速度補正制御手段とを
    備えたことを特徴とするエレベータ用インバータの速度
    制御装置。
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