JP2912316B2 - エレベータの速度制御装置 - Google Patents
エレベータの速度制御装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Elevator Control (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
制御装置に係るもので、詳しくは、誘導電動機のトルク
リップルを抑制してエレベータカーの乗車感を向上し得
るエレベータの速度制御装置に関するものである。
本格的に適用し始めたのは1980年代の後半からであ
って、該誘導電動機の速度制御にベクトル制御理論を適
用して直流電動機の速度制御特性と同等な特性を得るよ
うになるため、交流エレベータカーの乗車感が大いに向
上され、該交流エレベータにインバータを適用すると、
消費電力が節減されるという長所がある。
機の速度を制御するとき電流制御器は必須的なもので、
誘導電動機の回転速度が速度指令を追従するように速度
制御器はトルク成分電流指令を電流制御器に入力させ
る。且つ、電流制御のためには誘導電動機に流れる実際
の電流を検出すべきであるが、このとき、上記誘導電動
機の3相の電流中2相の電流のみを検出し、検出された
2相の電流から残りの1相の電流を演算して上記電流制
御器に帰還させ、該電流制御器は検出された電流が電流
指令を追従するように電圧指令を出力する。
は多様な原因によりトルクリップルが発生し、特に電流
検出素子のオフセット、誘導電動機のパラメータの不平
衡、及びデッドタイム (dead-time )により発生するト
ルクリップルがその代表的なものであるが、このように
発生するトルクリップルの周波数が機械系固有の周波数
と一致するか、又は固有周波数に近接すると、エレベー
タカーの乗車感が極めて悪くなる。
置においては、図4に示したように、入力する3相の交
流電圧(AC)を直流電圧に変換させるコンバータ11
と、変換された直流電圧を可変電圧及び可変周波数形態
の交流電圧に変換させるインバータ12と、変換された
交流電圧を用いてエレベータカー15を走行させるため
の駆動力を出力する誘導電動機14と、該誘導電動機1
4に流れる3相の電流中2相の電流(ia)(ib)を
検出する各電流検出器13A,13Bと、上記誘導電動
機14の駆動により各階を走行するエレベータカー15
と、上記誘導電動機14の回転速度を検出する速度検出
器16と、乗降場、又は、エレベータカー15の呼出に
より該エレベータカー15を該当の階に走行させるため
の運転指令及び上記誘導電動機14の速度指令(Wd)
を出力する運転制御部17と、上記誘導電動機14の電
流及び速度を制御する速度制御部18と、該速度制御部
18から出力される速度制御信号を増幅し上記インバー
タ12内のパワートランジスタのベース端に供給する増
幅部19と、を備えて構成されていた。
5に示したように、上記誘導電動機14の回転速度(W
r)と上記運転制御部17から出力された速度指令(W
d)との差を演算する第1減算器21と、該第1減算器
21の演算値に従いトルク成分電流指令(Td)を出力
する速度制御器22と、上記誘導電動機14に入力され
る3相の電流中2相の電流(ia)(ib)を用いて残
りの1相の電流(ic)を演算するC相電流演算部26
と、上記速度制御器22から出力されたトルク成分電流
指令(Td)と誘導電動機14の回転速度(Wr)とを
利用し、上記誘導電動機14に印加する周波数を演算す
る周波数演算部27と、上記3相電流(ia)(ib)
(ic)をトルク電流(Tr)及び励磁電流に変換させ
る2相同期座標変換器28と、該2相同期座標変換器2
8から出力されたトルク電流(Tr)と上記速度制御器
22から出力されたトルク成分電流指令(Td)との差
を演算する第2減算器23と、該第2減算器23の演算
値に従い上記誘導電動機14の電圧指令を出力する電流
制御器24と、該電流制御器24から出力された電圧指
令をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)
信号に変換させるPWM信号発生器25と、を備えて構
成されていた。
度制御動作を説明すると次のようであった。先ず、3相
交流電圧(AC)が入力すると上記コンバータ11によ
り所定レベルの直流電圧に変換され、コンデンサー
(C)により平滑されてインバータ12に供給され、該
インバータ12は供給された直流電圧を可変電圧及び可
変周波数に変換して誘導電動機14に出力する。
5の走行すべき速度指令(Wd)を速度制御部18に出
力し、該速度制御部18は入力された速度指令(Wd)
に従ってエレベータカー15が走行するように上記誘導
電動機14の速度を制御するため、次のような動作を行
っていた。即ち、上記速度制御部18内の第1減算器2
1は上記運転制御部17からの速度指令(Wd)と速度
検出器16により検出された実際の速度(Wr)との差
を演算し、該演算値により速度制御器22は上記誘導電
動機14から出力されるトルク成分電流指令(Td)を
出力する。
電流中2相の電流(ia)(ib)が各電流検出器13
A,13Bにより検出されてC相電流演算部26に入力
すると、それら検出された電流(ia)(ib)によ
り、残りの1相の電流が演算される。このような3相の
電流(ia)(ib)(ic)は、2相同期座標変換器
28に入力してトルク電流(Tr)及び励磁電流に変換
されるが、同期座標の変換時に、上記速度検出器16か
ら検出された速度(Wr)と速度制御器22から出力さ
れたトルク成分電流指令(Td)とを用いて周波数演算
部27は同期周波数を演算する。
出力されたトルク電流(Tr)と速度制御器22から出
力されたトルク成分電流指令(Td)との差を第2減算
器23が演算し、よって、電流制御器24はPWM信号
発生器25によりPWM信号に変換された電圧指令を上
記誘導電動機14に印加する。次いで、このように出力
されたPWM信号は増幅部19により適正レベルに増幅
されて上記インバータ12に帰還され、該インバータ1
2内のパワートランジスタのベース駆動信号として供給
されて該パワートランジスタがスイッチングされるた
め、上記誘導電動機14には可変された形態の交流電圧
が供給される。
成された従来エレベータの速度制御装置においては、上
記C相電流演算部26によるC相の電流演算は誘導電動
機14のパラメータが3相平衡で、且つ、電流検出回路
の利得が同様であるという条件下で可能なものである
が、実際には、誘導電動機のパラメータは正確には3相
が平衡でなく、電流検出回路の利得も正確には同様でな
いため、上記誘導電動機14には零相分(zero phase)
の電流が流れて周波数のトルクリップルが発生し、エレ
ベータが加速する間、該トルクリップルが任意の速度で
機械系の2次固有周波数と一致すると増幅されてエレベ
ータカーに伝達され、よって、乗車感が低下されるとい
う不都合な点があった。
なされたもので、誘導電動機のパラメータの不平衡及び
各相電流検出回路の利得誤差により発生される周波数の
トルクリップルを抑制してエレベータカーの乗車感を向
上し得るエレベータの速度制御装置を提供することを目
的とする。
るため本発明に係るエレベータの速度制御装置において
は、誘導電動機の実際の回転速度(Wr)と運転制御部
から出力された速度指令(Wd)との差によりトルク成
分電流指令(Td)を出力する速度制御器(42)と、
上記誘導電動機から検出された3相の電流(ia)(i
b)(ic)を用いて上記誘導電動機に流れるトルク電
流(Tr)を出力する2相同期座標変換部(48)と、
該2相同期座標変換部(48)から出力されたトルク電
流(Tr)と上記速度制御器(42)から出力されたト
ルク成分電流指令(Td)との差により上記誘導電動機
の電圧指令を出力する電流制御器(44)とを備えたエ
レベータの速度制御装置において、上記誘導電動機に流
れる3相の電流(ia)(ib)(ic)をそれぞれ検
出する各電流検出器(33A〜33C)と、上記検出さ
れた3相の電流(ia)(ib)(ic)から零相分電
流(i0 )が補正された補正電流(ia′)(ib′)
(ic′)を上記2相同期座標変換部(48)に入力さ
せる電流補正部(46)とを更に備え、上記電流補正部
(46)は、前記誘導電動機の3相の電流(ia)(i
b)(ic)を加算して零相分電流(i0 )を演算する
零相分電流演算器(51)と、上記零相分電流(i0 )
に所定利得(k)を乗算し、各相に分配される分配零相
分電流(i0 ′)を出力する利得乗算器(52)と、上
記分配零相分電流(i0′)を、上記検出された3相の
電流(ia)(ib)(ic)にそれぞれ加算して上記
2相同期座標変換部(48)に入力させる補正電流(i
a′)(ib′)(ic′)を出力する各加算器(53
A〜53C)とから成り、前記所定利得(k)は、−1
/3とされることを特徴とするエレベータの速度制御装
置が提供される。
し、図面に基づいて説明する。本発明に係るエレベータ
の速度制御装置においては、図1及び図2に示したよう
に、誘導電動機34の3相電流(ia)(ib)(i
c)をそれぞれ検出する各電流検出器33A,33B,
33Cと、上記誘導電動機34に入力する3相の電流
(ia)(ib)(ic)を零相分電流が相殺されるよ
うに補正した補正電流(ia′)(ib′)(ic′)
に変換する電流補正部46と、を更に包含して構成さ
れ、その他の構成要素は従来の技術と同様に構成されて
いる。
図3に示したように、誘導電動機34の3相の電流(i
a)(ib)(ic)を加算して零相分電流(i0 )を
演算する零相分電流演算器51と、上記零相分電流(i
0 )に所定利得(k)を乗算し各相に分配される分配零
相分電流(i0 ′)を出力する利得乗算器52と、上記
分配零相分電流(i0 ′)を検出された3相の電流(i
a)(ib)(ic)に加算して補正電流(ia′)
(ib′)(ic′)を出力する各加算器53A,53
B,53Cと、を備えて構成されている。
エレベータの速度制御装置の速度制御過程を説明する。
先ず、3相の交流電圧ACが入力すると、コンバータ3
1により所定レベルの直流電圧に変換され、コンデンサ
ー(C)により平滑されてインバータ32に供給され、
該インバータ32は供給された直流電圧を可変電圧及び
可変周波数に変換して誘導電動機34に出力する。
5が走行すべき速度指令(Wd)を速度制御部38に出
力し、該速度制御部38は入力された速度指令(Wd)
に従ってエレベータカー35が走行するように上記誘導
電動機34の速度を制御するため、次のような動作を行
う。即ち、上記速度制御部38内の第1減算器41は運
転制御部37からの速度指令(Wd)と速度検出器36
により検出された実際の速度(Wr)との差を演算し、
該演算値により速度制御器42は上記誘導電動機34か
ら出力されるトルク成分電流指令(Td)を出力する。
電流(ia)(ib)(ic)が各電流検出器33A,
33B,33Cにより検出されて電流補正部46に入力
すると、該電流補正部46は零相分電流が相殺されるよ
うに補正した補正電流(ia′)(ib′)(ic′)
を出力する。詳しくは、上記電流補正部46内の零相分
電流演算器51では各電流検出器33A,33B,33
Cにより検出されて入力した3相電流(ia)(ib)
(ic)をそれぞれ加算して零相分電流(i0 )を演算
し、利得乗算器52は、上記零相分電流(i0 )に所定
利得(k)を乗算して各相に分配される分配零相分電流
(i0 ′)を出力し、該分配零相分電流(i0 ′)は各
加算器53A,53B,53Cにより3相の電流(i
a)(ib)(ic)にそれぞれ加算されて、各相電流
に包含された零相分電流を相殺した補正電流(ia′)
(ib′)(ic′)に変換されるようになる。このと
き、前記所定の利得(k)は、−1/3とされる。
a′)(ib′)(ic′)は、2相同期座標変換部4
8に入力してトルク電流(Tr)及び励磁電流に変換さ
れるが、同期座標の変換時に、上記速度検出器36から
検出された速度(Wr)と速度制御器42から出力され
たトルク成分電流指令(Td)とを用いて周波数演算部
47は同期周波数を演算する。
出力されたトルク電流(Tr)と速度制御器42から出
力されたトルク成分電流指令(Td)との差は上記第2
減算器43により演算され、電流制御器44はPWM信
号発生部45によりPWM信号に変換された電流指令を
上記誘導電動機34に印加する。このように出力された
PWMは増幅部39により適正のレベルに増幅されて上
記インバータ32に帰還され、該インバータ32内のパ
ワートランジスタのベース駆動信号として供給されるた
め、誘導電動機34には零相分電流が相殺されて3相が
平衡になった電流が流れるようになる。
ベータの速度制御装置においては、誘導電動機の3相の
入力電流をそれぞれ検出して零相分電流を求めた後、該
零相分電流が相殺されるように補正した補正電流に変換
して上記誘導電動機に帰還させるようになっているた
め、上記誘導電動機のパラメータが3相平衡になって入
力周波数のトルクリップルが発生せず、よって、エレベ
ータカーの乗車感を向上し得るという効果がある。
たブロック図である。
る。
る。
ク図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 誘導電動機の実際の回転速度(Wr)と
運転制御部から出力された速度指令(Wd)との差によ
りトルク成分電流指令(Td)を出力する速度制御器
(42)と、 上記誘導電動機から検出された3相の電流(ia)(i
b)(ic)を用いて上記誘導電動機に流れるトルク電
流(Tr)を出力する2相同期座標変換部(48)と、 該2相同期座標変換部(48)から出力されたトルク電
流(Tr)と上記速度制御器(42)から出力されたト
ルク成分電流指令(Td)との差により上記誘導電動機
の電圧指令を出力する電流制御器(44)とを備えたエ
レベータの速度制御装置において、 上記誘導電動機に流れる3相の電流(ia)(ib)
(ic)をそれぞれ検出する各電流検出器(33A〜3
3C)と、 上記検出された3相の電流(ia)(ib)(ic)か
ら零相分電流(i0 )が補正された補正電流(ia′)
(ib′)(ic′)を上記2相同期座標変換部(4
8)に入力させる電流補正部(46)とを更に備え、 上記電流補正部(46)は、前記誘導電動機の3相の電
流(ia)(ib)(ic)を加算して零相分電流(i
0 )を演算する零相分電流演算器(51)と、 上記零相分電流(i0 )に所定利得(k)を乗算し、各
相に分配される分配零相分電流(i0 ′)を出力する利
得乗算器(52)と、 上記分配零相分電流(i0 ′)を、上記検出された3相
の電流(ia)(ib)(ic)にそれぞれ加算して上
記2相同期座標変換部(48)に入力させる補正電流
(ia′)(ib′)(ic′)を出力する各加算器
(53A〜53C)とから成り、 前記所定利得(k)は、−1/3とされることを特徴と
するエレベータの速度制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
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KR (1) | KR100226056B1 (ja) |
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-
1998
- 1998-01-10 CN CN98104170A patent/CN1084288C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-12 JP JP10003811A patent/JP2912316B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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CN1084288C (zh) | 2002-05-08 |
CN1190639A (zh) | 1998-08-19 |
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