JP3336870B2 - 回転磁石形多相同期電動機の制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転磁石形多相
同期電動機の制御方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石形同期電動機に対してベクトル
制御を行う場合、一般に固定子巻線の基準点とロータマ
グネットの基準点の２つの基準点に合わせて、絶対位置
検出器を永久磁石形同期電動機に取付け、この絶対位置
情報を制御装置に取り込み、ｄーｑ座標系へ変換する場
合の位相とすることが提案されている。

【０００３】図１０〜図１３に基づいて従来例を詳細に
説明する。図１０は制御装置の詳細を示すブロック図、
図１１は永久磁石形同期電動機の一相分の等価回路、図
１２はｄ軸電流をゼロに制御した場合の永久磁石形同期
電動機のベクトル図、図１３は絶対位置検出器２に取付
け誤差がある場合の永久磁石形同期電動機のベクトル図
を示す。

【０００４】図において同一符号は同一又は相当部分を
示し、１は永久磁石形同期電動機、２は永久磁石形同期
電動機１の回転子の回転に伴う絶対位置（Ｊ１）を検出
する絶対位置検出器、３は絶対位置検出器２の位置出力
（Ｊ１）から永久磁石形同期電動機１の回転子角速度を
演算する回転子角速度演算器、５は永久磁石形同期電動
機１に流れる三相交流電流（Ｉ１ｕ、Ｉ１ｖ、Ｉ１ｗ）
を永久磁石形同期電動機１の固定子巻線に印加される交
流電圧の周波数と同期して回転する二軸の回転座標系
（ｄーｑ軸座標系）での電流（Ｉ１ｄ、Ｉ１ｑ）に変換
する三相ー二相変換器である。

【０００５】又、４はｄーｑ座標系における電圧指令値
を三相の電圧指令値に変換する二相ー三相変換器、６は
永久磁石形同期電動機１の固定子巻線電流のｄ軸成分指
令（Ｉ１ｄｃｏｍ）とその実際値（Ｉ１ｄ）との差を増
幅して指令値通りの電流を流すｄ軸電流コントローラ、
７は永久磁石形同期電動機１の固定子巻線電流のｑ軸成
分を制御するｑ軸電流コントローラ、８は永久磁石形同
期電動機１の回転子角速度（ωｒ）を指令値（ωｒｃｏ
ｍ）通りに制御する速度コントローラである。

【０００６】又、９は絶対位置検出器２の位置出力（Ｊ
１）から回転子の電気角位相（Ｔｈ）を演算する位相演
算器で、この電気角位相（Ｔｈ）は三相のｕ相軸にα相
軸を一致させたα−β軸座標系から見たｄ−ｑ軸座標系
の回転角度を示している。１０は直流電圧を可変電圧、
可変周波数の三相交流電圧に変換するＰＷＭインバー
タ、１１はＰＷＭインバータ１０から永久磁石形同期電
動機１に流れる三相交流電流を検出する電流検出器、１
２、１３、１４は減算器である。

【０００７】このような構成において、ＰＷＭインバー
タ１０は二相−三相変換器４からの出力に応じた周波
数、電圧の出力を発生し、永久磁石形同期電動機１の回
転速度やトルクを制御することになる。永久磁石形同期
電動機１の一相分の等価回路は、図１１に示すように、
電機子巻線抵抗（Ｒａ）、電機子巻線自己インダクタン
ス（Ｌａ）及び永久磁石による速度起電力（Ｖ）を直列
に接続した回路の両端に電動機相電圧（Ｅ）を印加する
と電機子電流（Ｉ）が流れるものとして表わされる。

【０００８】従って、電機子巻線鎖交磁束数をφとする
と、ｄ軸電流をゼロに制御した場合（即ち、絶対位置検
出器２の取付け誤差がない場合）はＩ１ｄ＝０、Ｉ１ｑ
＝Ｉとなり、図１２に示すベクトル図が成立する。ここ
で、Ｖｒは電機子巻線抵抗（Ｒａ）の電機子電流Ｉによ
る電圧降下（Ｖｒ＝Ｒａ×Ｉ）、Ｖｄは電機子巻線自己
インダクタンス（Ｌａ）の電機子電流（Ｉ）による電圧
降下（Ｖｄ＝ω１×Ｌａ×Ｉ）である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の永久磁石形同期
電動機の制御方法及びその装置では、ｄ軸電流をゼロに
制御した場合の永久磁石形同期電動機１の発生トルク
（Ｔ１）は下式で表わすことができる。 Ｔ１＝ｐ×φ×Ｉ１ｑ ここで、ｐは永久磁石形同期電動機１の極対数である。
しかし、絶対位置検出器２の永久磁石形同期電動機１へ
の取付けにおいて、回転方向に機械角（θ）だけ取付け
誤差があったとすると、制御装置が認識している位相と
実際の位相との間に誤差が生じ、図１２の状態で永久磁
石形同期電動機１を制御しようとしても、図１３に示す
ように、電機子電流Ｉはｑ軸に一致しなく、ｑ軸と回転
角（θ１）だけずれたｑ’軸上にずれてしまう。ここ
で、θ１＝ｐ×θである。

【００１０】この状態におけるｄ軸電流をゼロに制御し
た場合の永久磁石形同期電動機１の発生トルク（Ｔ２）
は下式で表わすことができる。 Ｔ２＝ｐ×φ×Ｉ１ｑ×ｃｏｓ（ｐ×θ） したがって、ｃｏｓ（ｐ×θ）の係数だけ発生トルクが
減少してトルクー電流特性の効率が低下し、更に永久磁
石形同期電動機１にｄ軸分電流が流れるために永久磁石
が減磁される状態にさらされるという問題が生じる。

【００１１】そして従来では、絶対位置検出器２の永久
磁石形同期電動機１への取付けは、固定子巻線の基準点
とロータマグネットの基準点の２つの基準点に合わせ
て、人の手で絶対位置検出器２を永久磁石形同期電動機
１に取付けていたので、特に永久磁石形同期電動機１の
極対数が大きい場合には、絶対位置検出器２の取付け精
度が極めて厳しくなるという問題が有った。

【００１２】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、位置検出器の回転磁石形多相同期
電動機への取付け精度の許容値を広げ、かつ制御に用い
る２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系と
の位相差を補正して制御性の良い回転磁石形多相同期電
動機の制御方法及びその装置を得ることを目的としてい
る。

【００１３】更に、回転磁石形多相同期電動機でエレベ
ータ巻上機を駆動する場合において、位置検出器の回転
磁石形多相同期電動機への取付け精度の許容値を広げ、
かつ制御に用いる２軸座標軸と多相交流座標系を換算し
た２軸座標系との位相差を補正して制御性の良い回転磁
石形多相同期電動機の制御方法及びその装置を得ること
を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる永久磁
石形同期電動機の制御方法においては、回転磁石形多相
同期電動機の磁石位置を検出する位置検出器と、前記回
転磁石形多相同期電動機を駆動する駆動装置と、を備
え、前記位置検出器を取り付けた前記回転磁石形多相同
期電動機を前記駆動装置で駆動し、前記回転磁石形多相
同期電動機の速度が一定になった後に、前記回転磁石形
多相同期電動機の電流と駆動電圧を測定し、これらの電
流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期電動機の定数及
び前記一定の速度を用いて、前記位置検出器の取付け誤
差に基づく制御に用いる２軸座標軸のｄ軸電圧成分から
ｑ軸電流成分の電機子巻線自己インダクタンスによる電
圧降下を減じた値をｑ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電
機子巻線抵抗による電圧降下を減じた値で除した値に基
づいて位相補正値を算出するものである。

【００１５】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動
する回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位
置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する
駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記
回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前
記エレベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一
定になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流
と駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回
転磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用
いて、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用い
る２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子
巻線自己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ
軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電
圧降下を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算
出するものである。

【００１６】又、回転磁石形多相同期電動機の磁石位置
を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動
機を駆動する駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取
り付けた前記回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置
で駆動し、前記回転磁石形多相同期電動機の速度が一定
になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と
駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転
磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系との
位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させ
て求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値と
し、この位相補正値により前記位置検出器からの前記回
転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正するもので
ある。

【００１７】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動
する回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位
置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する
駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記
回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前
記エレベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一
定になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流
と駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回
転磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用
いて、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用い
る２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系と
の位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に
回転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転さ
せて求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値
とし、この位相補正値により前記位置検出器からの前記
回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正するもの
である。

【００１８】又、前記位相補正値を算出する前記回転磁
石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記多相座標系
から見た電流と駆動電圧の成分であるものである。

【００１９】又、前記位相補正値を算出する前記回転磁
石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記制御に用い
る２軸座標軸から見た電流と駆動電圧の成分であるもの
である。

【００２０】又、前記回転磁石形多相同期電動機に前記
位置検出器を最初に取り付けたときに前記位置検出器の
取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と多相交流
座標系を換算した２軸座標系との位相補正値を算出し、
その後は前記位相補正値の記憶された値を用いて前記位
置検出器からの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子
位置を補正するものである。

【００２１】又、回転磁石形多相同期電動機でエレベー
タ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもりと平
衡させた状態で位相補正値を算出する運転を行うもので
ある。

【００２２】又、回転磁石形多相同期電動機でエレベー
タ巻上機を駆動し、位相補正値は、エレベータ巻上機を
上昇方向に回転させて求めた位相補正値と下降方向に回
転させて求めた位相補正値の平均値とするものである。

【００２３】又、回転磁石形多相同期電動機の磁石位置
を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動
機を駆動する駆動装置と、前記回転磁石形多相同期電動
機の速度が一定になったことを検出する検出タイミング
検出手段と、前記回転磁石形多相同期電動機が一定の速
度に到達したときに前記回転磁石形多相同期電動機の電
流と駆動電圧を測定するデータ取込手段と、これらの電
流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期電動機の定数及
び前記一定の速度を用いて前記位置検出器の取付け誤差
に基づく制御に用いる２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ
軸電流成分の電機子巻線自己インダクタンスによる電圧
降下を減じた値をｑ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機
子巻線抵抗による電圧降下を減じた値で除した値に基づ
いて位相補正値を算出する位相補正値検出手段と、この
位相補正値により前記位置検出器からの前記回転磁石形
多相同期電動機の回転子位置を補正する回転子位置補正
手段と、を備えたものである。

【００２４】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御装置であって、前記巻上機を
駆動する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石
位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期
電動機を駆動する駆動装置と、前記エレベータ即ち回転
磁石形多相同期電動機の速度が一定になったことを検出
する検出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同
期電動機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形
多相同期電動機の電流と駆動電圧を測定するデータ取込
手段と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相
同期電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置
検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸の
ｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線自己インダ
クタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸電圧成分から
ｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧降下を減じた
値で除した値に基づいて位相補正値を算出する位相補正
値検出手段と、この位相補正値により前記位置検出器か
らの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正
する回転子位置補正手段と、を備えたものである。

【００２５】又、回転磁石形多相同期電動機の回転速度
及び磁石位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形
多相同期電動機を駆動する駆動装置と、前記回転磁石形
多相同期電動機の速度が一定になったことを検出する検
出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同期電動
機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形多相同
期電動機の電流と駆動電圧を測定するデータ取込手段
と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期
電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置検出
器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と多相
交流座標系を換算した２軸座標系との位相差を前記回転
磁石形多相同期電動機を正転方向に回転させて求め、さ
らに前記位相差を逆転方向に回転させて求め、得られた
双方の位相差の平均値を位相補正値とする位相補正値検
出手段と、この位相補正値により前記位置検出器からの
前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正する
回転子位置補正手段と、を備えたものである。

【００２６】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御装置であって、前記巻上機を
駆動する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石
位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期
電動機を駆動する駆動装置と、前記エレベータ即ち回転
磁石形多相同期電動機の速度が一定になったことを検出
する検出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同
期電動機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形
多相同期電動機の電流と駆動電圧を測定するデータ取込
手段と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相
同期電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置
検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と
多相交流座標系を換算した２軸座標系との位相差を前記
回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回転させて求
め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させて求め、得
られた双方の位相差の平均値を位相補正値とする位相補
正値検出手段と、この位相補正値により前記位置検出器
からの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補
正する回転子位置補正手段と、を備えたものである。

【００２７】又、前記位相補正値を算出する前記回転磁
石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記多相座標系
から見た電流と駆動電圧の成分であるものである。

【００２８】又、前記位相補正値を算出する前記回転磁
石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記制御に用い
る２軸座標軸から見た電流と駆動電圧の成分であるもの
である。

【００２９】又、前記位相補正値は、制御に用いる２軸
座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線自
己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸電圧
成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧降下
を減じた値で除した値に基づいて算出するものである。

【００３０】更に、回転磁石形多相同期電動機でエレベ
ータ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもりと
平衡させた状態で位相補正値を算出する運転を行うもの
である。

【００３１】そして、回転磁石形多相同期電動機でエレ
ベータ巻上機を駆動し、位相補正値は、エレベータ巻上
機を上昇方向に回転させて求めた位相補正値と下降方向
に回転させて求めた位相補正値の平均値とするものであ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】実施の形態１． この発明の第１の実施の形態を図１〜図４に基づき説明
する。図１は制御装置の詳細を示すブロック図、図２は
位相補正設定を行う制御装置の構成を示すブロック図、
図３は制御装置の動作を示すフローチャート、図４は永
久磁石形同期電動機からの各種データの取込みタイミン
グを示すタイミングチャートである。

【００３３】図において、従来例と同一符号は同一又は
相当部分を示し、１６は後述の位相補正設定を行う制御
装置４９からの位相補正値（θ１）を位相演算器９から
の電気角位相（Ｔｈ）から減算する減算器、４２は商用
電源、４３は永久磁石形同期電動機１の駆動装置、４９
は絶対位置検出器２の位相補正設定を行う制御装置で後
述のデータ取込手段４４、位相補正値検出タイミング検
出手段４５、位相補正値検出手段４６、位相補正値記憶
手段４７、補正値出力手段４８より構成される。

【００３４】データ取込手段４４は駆動装置４３と絶対
位置検出器２とからデータを採取し、位相補正値検出タ
イミング検出手段４５は位相補正値を検出するタイミン
グを検出し、位相補正値検出手段４６は位相補正値検出
タイミング検出手段４５で得られたタイミングで位相補
正量を算出し、位相補正値記憶手段４７は位相補正値検
出手段４６で得られた位相補正値を記憶し、補正値出力
手段４８は位相補正値記憶手段４７で記憶した位相補正
値を出力するものでる。

【００３５】次に、位相補正設定を行う制御装置４９の
動作について説明する。まず絶対位置検出器２を永久磁
石形同期電動機１に組付け後、後述の補正値検出フラグ
をリセットする。次に位相補正量算出運転として、補正
値出力手段４８の出力（θ１）を０に設定し、永久磁石
形同期電動機１を駆動装置４３によりｄ軸電流をゼロに
するよう制御しながら駆動し、データ取込手段４４に駆
動装置４３からのデータ（Ｋ２１）と絶対位置検出器２
とからの速度データ（Ｋ２０）（図４（ａ）に示す。）
を取り込む。

【００３６】位相補正値検出タイミング検出手段４５
は、データ取込手段４４からのデータ（Ｋ２３）に基づ
いて、永久磁石形同期電動機１の速度が一定になったこ
とを検出したら、図４（ｅ）に示すように一定速検出タ
イミング信号（Ｋ２４）を位相補正値検出手段４６へ出
力する。そして、位相補正値検出手段４６は、この一定
速検出タイミング信号（Ｋ２４）を受けた後、データ取
込手段４４を介して駆動装置４３より電機子電流（Ｉ）
の値と電動機相電圧（Ｅ）のデータ（Ｋ２２）を取り込
む。そして、次に示す式を用いて回転角（θ１＝ｐ×
θ）を算出する。

【００３７】 Ｅ²＝（Ｖｒ＋Ｖ×ｃｏｓθ１）²＋（Ｖｄ＋Ｖ×ｓｉｎθ１）² θ１＝ａｒｃｓｉｎ（（Ｅ²−（Ｒａ×Ｉ）²−（ω１×Ｌａ×Ｉ）²−Ｖ²）／ （２Ｖ×（（Ｒａ×Ｉ）²＋（ω１×Ｌａ×Ｉ）² )^1/2）−ａｒｃｔａ ｎ（Ｒａ／（ω１×Ｌａ）） ここで、Ｒａ、Ｌａは永久磁石形同期電動機１の定数で
あり、ω１は永久磁石形同期電動機１の駆動周波数から
求められ、又Ｖは固定子巻線に誘起される速度起電力で
駆動周波数から求められる。従って、電機子電流（Ｉ）
と電動機相電圧（Ｅ）を測定すれば、回転角（θ１）を
算出することができる。

【００３８】このように、位相補正値検出手段４６で算
出された回転角（θ１）は、位相補正値として位相補正
値格納手段４７に記憶（データ（Ｋ２５）として）され
る。そして、絶対位置検出器２を永久磁石形同期電動機
１に組付け後に位相補正値算出運転を行ったことを示す
補正値検出フラグをセットする。以後の運転では、この
補正値検出フラグをチェックして、リセットされている
場合は再度位相補正値算出運転を行い、セットされてい
る場合は、補正値出力手段４８が位相補正値格納手段４
７に記憶されている位相補正値（θ１）を、データ（Ｋ
２６）として呼出し、駆動装置４３に出力して位相演算
器９からの電気角位相（Ｔｈ）を補正する。

【００３９】更に、図３に示すフローチャートに基づき
データの処理方法を説明する。まずステップＳ５０にお
いて、位相補正値が検出済みかどうかをチェックする。
検出済みであればステップＳ５１で位相補正値（θ１）
を位相補正値記憶手段４７から読み出し、駆動装置４３
に出力して位相を補正する。一方、検出済みでなけれ
ば、ステップＳ５２において位相補正値をゼロに設定
し、ステップＳ５３で一定速度で運転中かどうかをチェ
ックする。一定速度で運転中でなければ終了し、一定速
度で運転中であればステップＳ５４へ進む。そこで駆動
装置４３からデータを取込み、次にステップＳ５５で位
相補正値（θ１）を算出し、ステップＳ５６でこの位相
補正値（θ１）を位相補正値記憶手段４７に格納し、更
にステップＳ５７で補正値検出フラグをセットする。

【００４０】以上詳述したように、位相補正設定を行う
制御装置４９は、絶対位置検出器２を永久磁石形同期電
動機１に最初に組付けた後においては、電機子電流
（Ｉ）と電動機相電圧（Ｅ）とを測定し、永久磁石形同
期電動機１に関する他の定数と組み合わせて位相補正値
（θ１）を算出し、この位相補正値（θ１）を用いて電
機子電流Ｉをｑ軸に一致させる（図１３に示したベクト
ル図において、ｄ軸とｄ’軸とが一致させる。）ように
制御するので、ｃｏｓ（θ１）の係数だけ発生トルクが
減少してトルクー電流特性の効率が低下することを防ぐ
と共に永久磁石形同期電動機１にｄ軸分電流が流れるこ
とによる永久磁石の減磁という問題も解消することがで
きる。

【００４１】又、このように絶対位置検出器２を永久磁
石形同期電動機１に組付けた後に、そこから得られるデ
ータに基づいて検出器の取付け誤差に起因する位相補正
値（θ１）を算出してこれを制御に用いるので、取付け
精度が極めて厳しい場合においても、従来のように取付
け精度を人手に依存する場合と異なって、ある程度ラフ
に取り付けることができ作業性が向上する。

【００４２】又、補正値検出フラグを用いて、絶対位置
検出器２を永久磁石形同期電動機１に最初に組付けた後
においてのみ位相補正設定を行うようにし、一度設定さ
れた場合には再度位相補正設定を行うことなく、位相補
正値記憶手段４７に格納された位相補正値（θ１）を用
いるので制御効率を向上させることができる。

【００４３】更に、位相補正値（θ１）を算出するため
のデータを取り込む場合には、永久磁石形同期電動機１
の速度が一定になったかどうかを検出して行っているの
で、再現性のある正確な位相補正値（θ１）を算出する
ことができる。

【００４４】実施の形態２． この発明の第２の実施の形態である位相補正値（θ１）
の他の算出方法を図５及び図６に基づき説明する。図５
は制御装置の詳細を示すブロック図、図６はｄ−ｑ座標
軸の制御量から位相補正値（θ１）を生成するブロック
図である。図において、従来例及び第１の実施の形態と
同一符号は同一又は相当部分を示し、２１ａは位相補正
設定を行う制御装置、２２は係数Ｊ２演算器、２３は係
数Ｊ３演算器、２４は係数Ｊ４演算器、２５は係数Ｊ５
演算器、２６はａｒｃｓｉｎテーブルから入力のａｒｃ
ｓｉｎを演算するａｒｃｓｉｎ演算器、２７は加算器、
２８、２９は乗算器、３０、３１、３２は減算器、３３
は除算器である。

【００４５】この実施の形態では、絶対位置検出器２を
永久磁石形同期電動機１に最初に組付けた後の位相補正
設定においては、永久磁石形同期電動機１を駆動装置４
３によりｄ軸電流をゼロにするよう制御しながら駆動
し、絶対位置検出器２からの速度データ（Ｋ２０）（図
４（ａ）に示す。）を取り込み、第１の実施の形態にお
いて用いた駆動装置４３からのデータ（Ｋ２１）の代わ
りに、三相ー二相変換器５からｑ軸電流Ｉ１ｑを、ｄ軸
電流コントローラ６からｄ軸電圧Ｖ１ｄを、ｑ軸電流コ
ントローラ７からｑ軸電圧Ｖ１ｑをそれぞれ取り込む。

【００４６】そして次に示す式を用いて位相補正値（θ
１）を算出する。 θ１＝ａｒｃｓｉｎ（（（Ｖ１ｄ²＋Ｖ１ｑ²）／３−（Ｒａ×Ｉ１ｑ／ ３^1/2）²−（ω１×Ｌａ×Ｉ１ｑ／３^1/2）²−Ｖ²）／（２Ｖ×（（ Ｒａ×Ｉ１ｑ／３^1/2）²＋（ω１×Ｌａ×Ｉ１ｑ／３^1/2）²）^1/2）） −ａｒｃｔａｎ（Ｒａ／（ω１×Ｌａ）） ここで、Ｒａ、Ｌａは永久磁石形同期電動機１の定数で
あり、ω１は永久磁石形同期電動機１の駆動周波数から
求められ、又Ｖは固定子巻線に誘起される速度起電力で
駆動周波数から求められる。従って、三相ー二相変換器
５からｑ軸電流Ｉ１ｑを、ｄ軸電流コントローラ６から
ｄ軸電圧Ｖ１ｄを、ｑ軸電流コントローラ７からｑ軸電
圧Ｖ１ｑをそれぞれ取り込めば、回転角（θ１）を算出
することができる。

【００４７】上述の回転角（θ１）を算出する式を以下
に示すように変形することにより、図６に示す回路を導
くことができる。 θ１＝ａｒｃｓｉｎ（（Ｊ２×（Ｖ１ｄ²＋Ｖ１ｑ²）／３−Ｊ３）／（Ｉ１ｑ ／３^1/2）−Ｊ４×（Ｉ１ｑ／３^1/2））−Ｊ５ Ｊ２＝１／（２Ｖ×（Ｒａ²＋（ω１×Ｌａ）²）^1/2） Ｊ３＝１／（２（Ｒａ²＋（ω１×Ｌａ）²）^1/2） Ｊ４＝（Ｒａ²＋（ω１×Ｌａ）²）^1/2／（２Ｖ） Ｊ５＝ａｒｃｔａｎ（Ｒａ／（ω１×Ｌａ））

【００４８】即ち図６において、入力されたｄ及びｑ軸
電圧Ｖ１ｄ及びＶ１ｑをそれぞれ２剰し、信号Ｋ１＝Ｖ
１ｄ²、信号Ｋ２＝Ｖ１ｑ²を得る。これらを加算器２７
で加え合わせ３で割ったものを信号Ｋ３とする。これに
乗算器２８で係数Ｊ２演算器２２からの係数Ｊ２を掛
け、更に減算器３０で係数Ｊ３演算器２３からの係数Ｊ
３を引いたものを信号Ｋ４とする。一方、除算器３３に
おいて信号Ｋ４を入力されたｑ軸電流Ｉ１ｑを３^1/2で
割ったものを信号Ｋ５とし、乗算器２９においてｑ軸電
流Ｉ１ｑを３^1/2で割ったものに係数Ｊ４演算器２４か
らの係数Ｊ４を掛けたもの信号Ｋ６とする。

【００４９】そして、減算器３１において信号Ｋ５から
信号Ｋ６を引き、ａｒｃｓｉｎ演算器２６でこの値に対
する位相角を算出し、減算器３２において、この位相角
から係数Ｊ５演算器２５からの係数Ｊ５を引いたものを
回転角（θ１）として出力する。ここで、このようにし
て算出された位相補正値（θ１）は、位相補正設定を行
う制御装置２１ａに含まれている図２に示すような位相
補正値記憶手段４７に格納され、位相補正値を算出した
後の通常の運転ではこの位相補正値記憶手段４７に格納
された位相補正値（θ１）を読み出して、減算器１６で
位相演算器９からの電気角位相（Ｔｈ）から減算し位相
を補正することになる。

【００５０】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、永久磁石形同期電動機１の駆動制御に用いている
ｄ−ｑ軸座標系の制御量であるＩ１ｑ、Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑ
を用いて位相補正値（θ１）を算出しているので、制御
システム内での位相補正値（θ１）の算出には演算の簡
略化の点で極めて有利である。

【００５１】実施の形態３． この発明の第３の実施の形態である位相補正値（θ１）
の更に他の算出方法を図７及び図８に基づき説明する。
図７は制御装置の詳細を示すブロック図、図８はｄ−ｑ
座標軸の制御量から位相補正値（θ１）を生成するブロ
ック図である。図において、従来例及び第１、２の実施
の形態と同一符号は同一又は相当部分を示し、２１ｂは
位相補正設定を行う制御装置、３５は乗算器、３６、３
９はそれぞれ電機子巻線抵抗（Ｒａ）、電機子巻線自己
インダクタンス（Ｌａ）の係数器、３７、４０は減算
器、３８は除算器、４１はａｒｃｔａｎテーブルから入
力のａｒｃｔａｎを演算するａｒｃｔａｎ演算器であ
る。

【００５２】この実施の形態では、絶対位置検出器２を
永久磁石形同期電動機１に最初に組付けた後の位相補正
設定においては、永久磁石形同期電動機１を駆動装置４
３によりｄ軸電流をゼロにするよう制御しながら駆動
し、絶対位置検出器２からの速度データ（Ｋ２０）（図
４（ａ）に示す。）を取り込み、第２の実施の形態と同
様に、三相ー二相変換器５からｑ軸電流Ｉ１ｑを、ｄ軸
電流コントローラ６からｄ軸電圧Ｖ１ｄを、ｑ軸電流コ
ントローラ７からｑ軸電圧Ｖ１ｑをそれぞれ取り込み、
更に角速度演算器３から電気角速度ωｒを取り込む。

【００５３】そして、位相補正値（θ１）は図１１に示
す永久磁石形同期電動機１の一相分の等価回路と図１３
に示す絶対位置検出器２に取付け誤差がある場合の永久
磁石形同期電動機のベクトル図から、以下に示すように
算出することができる。 θ１＝ａｒｃｔａｎ（（Ｖ１ｄ−ωｒ×Ｌａ×Ｉ１ｑ）／（Ｖ１ｑ−Ｒａ× Ｉ１ｑ）） ここで、Ｒａ、Ｌａは永久磁石形同期電動機１の定数で
あり、ωｒは永久磁石形同期電動機１の電気角速度から
求められる。従って、三相ー二相変換器５からｑ軸電流
Ｉ１ｑを、ｄ軸電流コントローラ６からｄ軸電圧Ｖ１ｄ
を、ｑ軸電流コントローラ７からｑ軸電圧Ｖ１ｑをそれ
ぞれ取り込めば、回転角（θ１）を算出することができ
る。

【００５４】即ち図８において、乗算器３５において入
力されたｑ軸電流Ｉ１ｑに電気角速度ωｒを掛け、これ
に係数器３６で電機子巻線自己インダクタンス（Ｌａ）
を掛け、更に減算器３７で入力されたｄ軸電圧Ｖ１ｄか
ら引き、これを信号Ｋ１４とする。一方、入力されたｑ
軸電流Ｉ１ｑに係数器３９で電機子巻線抵抗（Ｒａ）を
掛け、更に減算器４０で入力されたｑ軸電圧Ｖ１ｑから
引き、これを信号Ｋ１６とする。そして、除算器３８に
おいて信号Ｋ１４を信号Ｋ１６で割り、この信号をａｒ
ｃｔａｎ演算器４１に入力し、この値に対する位相角を
回転角（θ１）として出力する。

【００５５】ここで、このようにして算出された位相補
正値（θ１）は、位相補正設定を行う制御装置２１ｂに
含まれている図２に示すような位相補正値記憶手段４７
に格納され、位相補正値を算出した後の通常の運転では
この位相補正値記憶手段４７に格納された位相補正値
（θ１）を読み出して、減算器１６で位相演算器９から
の電気角位相（Ｔｈ）から減算し位相を補正することに
なる。

【００５６】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、永久磁石形同期電動機１の駆動制御に用いている
ｄ−ｑ軸座標系の制御量であるＩ１ｑ、Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑ
を用いて位相補正値（θ１）を算出しているので、制御
システム内での位相補正値（θ１）の算出には演算の簡
略化の点で極めて有利である。

【００５７】又、永久磁石形同期電動機１の回転周波数
（ω）としては、駆動周波数（ω１）だけでなく、角速
度演算器３で求めた実際の電気角速度（ωｒ）を用いる
こともでき、更に、図１３に示す絶対位置検出器２に取
付け誤差がある場合の永久磁石形同期電動機のベクトル
図より導いた位相補正値（θ１）の算出式を用いるの
で、制御装置の回路構成が簡単になる利点がある。

【００５８】実施の形態４． この発明の第４の実施の形態である位相補正設定を行う
制御装置をエレベータを駆動する永久磁石形同期電動機
１に用いた場合について、図９に基づき説明する。図９
は制御装置の詳細を示すブロック図である。図におい
て、従来例及び第１、２、３の実施の形態と同一符号は
同一又は相当部分を示し、２１ｃは位相補正設定を行う
制御装置、５８はエレベータ巻上機綱車、５９は釣合お
もり、６０は綱車５８に掛けられたロープ、６１はエレ
ベータのかご、６２は位相補正モード設定スイッチであ
る。

【００５９】この実施の形態では、絶対位置検出器２を
永久磁石形同期電動機１に最初に組付けた後の位相補正
設定においては、永久磁石形同期電動機１を駆動装置４
３によりｄ軸電流をゼロにするよう制御しながら駆動
し、絶対位置検出器２からの速度データ（Ｋ２０）（図
４（ａ）に示す。）を取り込み、第２の実施の形態と同
様に、三相ー二相変換器５からｑ軸電流Ｉ１ｑを、ｄ軸
電流コントローラ６からｄ軸電圧Ｖ１ｄを、ｑ軸電流コ
ントローラ７からｑ軸電圧Ｖ１ｑをそれぞれ取り込み、
更に角速度演算器３から電気角速度ωｒを取り込む。

【００６０】そして、第３の実施の形態と同様に、位相
補正値（θ１）は図１１に示す永久磁石形同期電動機１
の一相分の等価回路と図１３に示す絶対位置検出器２に
取付け誤差がある場合の永久磁石形同期電動機のベクト
ル図から、以下に示すように算出することができる。 θ１＝ａｒｃｔａｎ（（Ｖ１ｄ−ωｒ×Ｌａ×Ｉ１ｑ）／（Ｖ１ｑ−Ｒａ× Ｉ１ｑ）） ここで、Ｒａ、Ｌａは永久磁石形同期電動機１の定数で
あり、ωｒは永久磁石形同期電動機１の電気角速度から
求められる。従って、三相ー二相変換器５からｑ軸電流
Ｉ１ｑを、ｄ軸電流コントローラ６からｄ軸電圧Ｖ１ｄ
を、ｑ軸電流コントローラ７からｑ軸電圧Ｖ１ｑをそれ
ぞれ取り込めば、回転角（θ１）を算出することができ
る。

【００６１】ところで、上式を用いて回転角（θ１）を
算出する際に、上式の分子に含まれる項（ωｒ×Ｌａ×
Ｉ１ｑ）と分母に含まれる項（Ｒａ×Ｉ１ｑ）を可能な
限り小さくして、Ｒａの値の温度変化による算出精度へ
の影響とＩ１ｑの測定誤差による算出精度への影響を少
なくすることが、エレベータを駆動する永久磁石形同期
電動機１の制御装置としては極めて重要である。

【００６２】そこで、エレベータのかご６１に釣合おも
り５９と平衡する平衡荷重を積み、位相補正モード設定
スイッチ６２により通常制御モードから位相補正モード
に切り換えてから、第３の実施の形態と同様の方法で位
相補正値算出運転を行う。

【００６３】このとき、まずエレベータのかご６１を上
昇させる方向に駆動して位相補正値算出運転を行い、上
昇側位相補正値（θ１ｕ）を求める。次に、エレベータ
のかご６１を下降させる方向に駆動して位相補正値算出
運転を行い、下降側位相補正値（θ１ｄ）を求める。そ
して、減算器１６で位相演算器９からの電気角位相（Ｔ
ｈ）から減算する位相補正値としては、 θ１＝（θ１ｕ＋θ１ｄ）／２ として、両者の平均値を用いることもできる。

【００６４】以上のように、この実施の形態によれば、
位相補正値（θ１）を算出する際に、永久磁石形同期電
動機１の負荷をほとんどゼロにした状態で行うので、位
相補正値（θ１）を算出する場合の誤差の要因であるＲ
ａの値の温度変化の影響やＩ１ｑの測定誤差の影響を取
り除くことができ、エレベータの駆動に欠くことのでき
ない制御性の良さを確保することができる。

【００６５】更に、電子的に位相補正値を算出する制御
装置を用いれば、通常のエレベータの制御に必要としな
い特殊な測定計器を用いて位相補正値を算出する必要が
なく、又エレベータの機械室で容易に制御装置を操作す
ることもできる。

【００６６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６７】回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検
出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を
駆動する駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付
けた前記回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆
動し、前記回転磁石形多相同期電動機の速度が一定にな
った後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と駆動
電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石
形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用いて、
前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸
座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線自
己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸電圧
成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧降下
を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算出する
ので、位置検出器を回転磁石形多相同期電動機に組付け
た後にそこから得られるデータに基づいて検出器の取付
け誤差に起因する位相補正値を算出し、これを制御に用
いることになり、検出器の取付け精度を緩和すると共に
発生トルクが減少してトルクー電流特性の効率が低下す
ることを防ぎ、さらに回転磁石形多相同期電動機に取り
付ける位置検出器を変更したときのみ位相補正値を算出
することになり、通常運転における位相補正値の入手を
高速化し制御性を高めるという効果がある。

【００６８】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動
する回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位
置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する
駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記
回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前
記エレベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一
定になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流
と駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回
転磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用
いて、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用い
る２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子
巻線自己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ
軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電
圧降下を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算
出するので、位置検出器を回転磁石形多相同期電動機に
組付けた後にそこから得られるデータに基づいて検出器
の取付け誤差に起因する位相補正値を算出し、これを制
御に用いることになり、検出器の取付け精度を緩和する
と共に発生トルクが減少してトルクー電流特性の効率が
低下することを防ぎ、さらに回転磁石形多相同期電動機
に取り付ける位置検出器を変更したときのみ位相補正値
を算出することになり、通常運転における位相補正値の
入手を高速化し制御性を高めるという効果がある。

【００６９】又、回転磁石形多相同期電動機の磁石位置
を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動
機を駆動する駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取
り付けた前記回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置
で駆動し、前記回転磁石形多相同期電動機の速度が一定
になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と
駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転
磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系との
位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させ
て求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値と
し、この位相補正値により前記位置検出器からの前記回
転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正するので、
位置検出器を回転磁石形多相同期電動機に組付けた後に
そこから得られるデータに基づいて検出器の取付け誤差
に起因する位相補正値を算出し、これを制御に用いるこ
とになり、検出器の取付け精度を緩和すると共に発生ト
ルクが減少してトルクー電流特性の効率が低下すること
を防ぎ、さらに異なる２つの状態において求めた位相補
正値の平均値を採用することになり、正転と逆転におけ
る制御性を平均化することができる効果がある。

【００７０】エレベータのかごと釣合い重りを昇降させ
る巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動する
回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位置検
出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する駆動
装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記回転
磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前記エ
レベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一定に
なった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と駆
動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁
石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系との
位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させ
て求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値と
し、この位相補正値により前記位置検出器からの前記回
転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正するので、
位置検出器を回転磁石形多相同期電動機に組付けた後に
そこから得られるデータに基づいて検出器の取付け誤差
に起因する位相補正値を算出し、これを制御に用いるこ
とになり、検出器の取付け精度を緩和すると共に発生ト
ルクが減少してトルクー電流特性の効率が低下すること
を防ぎ、さらに異なる２つの状態において求めた位相補
正値の平均値を採用することになり、正転と逆転におけ
る制御性を平均化することができる効果がある。

【００７１】又、位相補正値を算出する回転磁石形多相
同期電動機の電流と駆動電圧は多相座標系から見た電流
と駆動電圧の成分であるので、位置検出器を回転磁石形
多相同期電動機に組付けた後にそこから得られる実際の
データに基づいて検出器の取付け誤差に起因する位相補
正値を算出し、これを制御に用いることになり、検出器
の取付け精度を緩和すると共に発生トルクが減少してト
ルクー電流特性の効率が低下することを防ぐという効果
がある。

【００７２】又、位相補正値を算出する回転磁石形多相
同期電動機の電流と駆動電圧は制御に用いる２軸座標軸
から見た電流と駆動電圧の成分であるので、回転磁石形
多相同期電動機の駆動制御に用いているｄ−ｑ軸座標系
の制御量を用いて位相補正値を算出することになり、制
御システム内での位相補正値の算出のための演算が簡略
化される効果がある。

【００７３】又、回転磁石形多相同期電動機に位置検出
器を最初に取り付けたときに位置検出器の取付け誤差に
基づく制御に用いる２軸座標軸と多相交流座標系を換算
した２軸座標系との位相補正値を算出し、その後は位相
補正値の記憶された値を用いて位置検出器からの回転磁
石形多相同期電動機の回転子位置を補正するので、回転
磁石形多相同期電動機に取り付ける位置検出器を変更し
たときのみ位相補正値を算出することになり、通常運転
における位相補正値の入手を高速化し制御性を高める効
果がある。

【００７４】又、回転磁石形多相同期電動機でエレベー
タ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもりと平
衡させた状態で位相補正値を算出する運転を行うので、
回転磁石形多相同期電動機の負荷電流の少ない状態で位
相補正値を算出することになり、流れる電流量により変
動する回転磁石形多相同期電動機の定数や流れる電流量
の測定誤差の影響を最小にし位相補正値の測定精度を向
上させる効果がある。

【００７５】又、回転磁石形多相同期電動機でエレベー
タ巻上機を駆動し、位相補正値は、エレベータ巻上機を
上昇方向に回転させて求めた位相補正値と下降方向に回
転させて求めた位相補正値の平均値とするので、異なる
２つ状態において求めた位相補正値の平均値を採用する
ことになり、エレベータ巻上機の上昇運転と下降運転に
おける制御性を平均化することのできる効果がある。

【００７６】又、回転磁石形多相同期電動機の磁石位置
を検出する位置検出器と、回転磁石形多相同期電動機を
駆動する駆動装置と、回転磁石形多相同期電動機の速度
が一定になったことを検出する検出タイミング検出手段
と、回転磁石形多相同期電動機が一定の速度に到達した
ときに回転磁石形多相同期電動機の電流と駆動電圧を測
定するデータ取込手段と、これらの電流、駆動電圧、回
転磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用
いて位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸
座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線自
己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸電圧
成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧降下
を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算出する
位相補正値検出手段と、この位相補正値により位置検出
器からの回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正
する回転子位置補正手段と、を備えたので、位置検出器
を回転磁石形多相同期電動機に組付けた後にそこから得
られるデータに基づいて検出器の取付け誤差に起因する
位相補正値を算出し、これを制御に用いることになり、
検出器の取付け精度を緩和すると共に発生トルクが減少
してトルクー電流特性の効率が低下することを防ぎ、さ
らに回転磁石形多相同期電動機に取り付ける位置検出器
を変更したときのみ位相補正値を算出することになり、
通常運転における位相補正値の入手を高速化し制御性を
高めるという効果がある。

【００７７】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御装置であって、巻上機を駆動
する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石位置
を検出する位置検出器と、回転磁石形多相同期電動機を
駆動する駆動装置と、エレベータ即ち回転磁石形多相同
期電動機の速度が一定になったことを検出する検出タイ
ミング検出手段と、回転磁石形多相同期電動機が一定の
速度に到達したときに前記回転磁石形多相同期電動機の
電流と駆動電圧を測定するデータ取込手段と、これらの
電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期電動機の定数
及び前記一定の速度を用いて位置検出器の取付け誤差に
基づく制御に用いる２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸
電流成分の電機子巻線自己インダクタンスによる電圧降
下を減じた値をｑ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子
巻線抵抗による電圧降下を減じた値で除した値に基づい
て位相補正値を算出する位相補正値検出手段と、この位
相補正値により位置検出器からの回転磁石形多相同期電
動機の回転子位置を補正する回転子位置補正手段と、を
備えたので、位置検出器を回転磁石形多相同期電動機に
組付けた後にそこから得られるデータに基づいて検出器
の取付け誤差に起因する位相補正値を算出し、これを制
御に用いることになり、検出器の取付け精度を緩和する
と共に発生トルクが減少してトルクー電流特性の効率が
低下することを防ぎ、さらに回転磁石形多相同期電動機
に取り付ける位置検出器を変更したときのみ位相補正値
を算出することになり、通常運転における位相補正値の
入手を高速化し制御性を高めるという効果がある。

【００７８】又、回転磁石形多相同期電動機の回転速度
及び磁石位置を検出する位置検出器と、回転磁石形多相
同期電動機を駆動する駆動装置と、回転磁石形多相同期
電動機の速度が一定になったことを検出する検出タイミ
ング検出手段と、回転磁石形多相同期電動機が一定の速
度に到達したときに回転磁石形多相同期電動機の電流と
駆動電圧を測定するデータ取込手段と、これらの電流、
駆動電圧、回転磁石形多相同期電動機の定数及び一定の
速度を用いて位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用
いる２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系
との位相差を回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
転させて求め、さらに位相差を逆転方向に回転させて求
め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値とする
位相補正値検出手段と、この位相補正値により位置検出
器からの回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正
する回転子位置補正手段と、を備えたので、位置検出器
を回転磁石形多相同期電動機に組付けた後にそこから得
られるデータに基づいて検出器の取付け誤差に起因する
位相補正値を算出し、これを制御に用いることになり、
検出器の取付け精度を緩和すると共に発生トルクが減少
してトルクー電流特性の効率が低下することを防ぎ、さ
らに異なる２つの状態において求めた位相補正値の平均
値を採用することになり、正転と逆転における制御性を
平均化することができる効果がある。

【００７９】又、エレベータのかごと釣合い重りを昇降
させる巻上機に関する制御装置であって、巻上機を駆動
する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石位置
を検出する位置検出器と、回転磁石形多相同期電動機を
駆動する駆動装置と、エレベータ即ち回転磁石形多相同
期電動機の速度が一定になったことを検出する検出タイ
ミング検出手段と、回転磁石形多相同期電動機が一定の
速度に到達したときに回転磁石形多相同期電動機の電流
と駆動電圧を測定するデータ取込手段と、これらの電
流、駆動電圧、回転磁石形多相同期電動機の定数及び前
記一定の速度を用いて位置検出器の取付け誤差に基づく
制御に用いる２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２
軸座標系との位相差を回転磁石形多相同期電動機を正転
方向に回転させて求め、さらに位相差を逆転方向に回転
させて求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正
値とする位相補正値検出手段と、この位相補正値により
位置検出器からの回転磁石形多相同期電動機の回転子位
置を補正する回転子位置補正手段と、を備えたので、位
置検出器を回転磁石形多相同期電動機に組付けた後にそ
こから得られるデータに基づいて検出器の取付け誤差に
起因する位相補正値を算出し、これを制御に用いること
になり、検出器の取付け精度を緩和すると共に発生トル
クが減少してトルクー電流特性の効率が低下することを
防ぎ、さらに異なる２つの状態において求めた位相補正
値の平均値を採用することになり、正転と逆転における
制御性を平均化することができる効果がある。

【００８０】又、位相補正値を算出する回転磁石形多相
同期電動機の電流と駆動電圧は多相座標系から見た電流
と駆動電圧の成分であるので、位置検出器を回転磁石形
多相同期電動機に組付けた後にそこから得られる実際の
データに基づいて検出器の取付け誤差に起因する位相補
正値を算出し、これを制御に用いることになり、検出器
の取付け精度を緩和すると共に発生トルクが減少してト
ルクー電流特性の効率が低下することを防ぐという効果
がある。

【００８１】又、位相補正値を算出する回転磁石形多相
同期電動機の電流と駆動電圧は制御に用いる２軸座標軸
から見た電流と駆動電圧の成分であるので、回転磁石形
多相同期電動機の駆動制御に用いているｄ−ｑ軸座標系
の制御量を用いて位相補正値を算出することになり、制
御システム内での位相補正値の算出のための演算が簡略
化される効果がある。

【００８２】又、回転磁石形多相同期電動機に位置検出
器を最初に取り付けたときに位置検出器の取付け誤差に
基づく制御に用いる２軸座標軸と多相交流座標系を換算
した２軸座標系との位相補正値を算出し、その後は位相
補正値の記憶された値を用いて位置検出器からの回転磁
石形多相同期電動機の回転子位置を補正するので、回転
磁石形多相同期電動機に取り付ける位置検出器を変更し
たときのみ位相補正値を算出することになり、通常運転
における位相補正値の入手を高速化し制御性を高める効
果がある。

【００８３】更に、回転磁石形多相同期電動機でエレベ
ータ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもりと
平衡させた状態で位相補正値を算出する運転を行うの
で、回転磁石形多相同期電動機の負荷電流の少ない状態
で位相補正値を算出することになり、流れる電流量によ
り変動する回転磁石形多相同期電動機の定数や流れる電
流量の測定誤差の影響を最小にし位相補正値の測定精度
を向上させる効果がある。

【００８４】そして、回転磁石形多相同期電動機でエレ
ベータ巻上機を駆動し、位相補正値は、エレベータ巻上
機を上昇方向に回転させて求めた位相補正値と下降方向
に回転させて求めた位相補正値の平均値とするので、異
なる２つ状態において求めた位相補正値の平均値を採用
することになり、エレベータ巻上機の上昇運転と下降運
転における制御性を平均化することのできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による制御装置の詳
細を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による位相補正設定
を行う制御装置の構成を示すブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による制御装置の動
作を示すフローチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態１による永久磁石形同
期電動機からの各種データの取込みタイミングを示すタ
イミングチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態２による制御装置の詳
細を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態２によるｄ−ｑ座標軸
の制御量から位相補正値（θ１）を生成するブロック図
である。

【図７】 この発明の実施の形態３による制御装置の詳
細を示すブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態３によるｄ−ｑ座標軸
の制御量から位相補正値（θ１）を生成するブロック図
である。

【図９】 この発明の実施の形態４による制御装置の詳
細を示すブロック図である。

【図１０】 従来の制御装置の詳細を示すブロック図で
ある。

【図１１】 従来の永久磁石形同期電動機の一相分の等
価回路図である。

【図１２】 従来のｄ軸電流をゼロに制御した場合の永
久磁石形同期電動機のベクトル図ある。

【図１３】 従来の絶対位置検出器２に取付け誤差があ
る場合の永久磁石形同期電動機のベクトル図ある。

【符号の説明】

１ 永久磁石形同期電動機、２ 絶対位置検出器、３
回転子角速度演算器、４ 二相ー三相変換器、５ 三相
ー二相変換器、９ 位相演算器、１１ 電流検出器、１
６ 減算器、２１ａ、２１ｂ，２１ｃ，４９ 位相補正
設定を行う制御装置、４３ 駆動装置、４４ データ取
込手段、４５ 位相補正値検出タイミング検出手段、４
６ 位相補正値検出手段、４７ 位相補正値記憶手段、
４８ 補正値出力手段、５８ エレベータ巻上機綱車、
５９ 釣合おもり、６１ エレベータのかご、６２ 位
相補正モード設定スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−56199（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−91092（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 H02M 7/42 - 7/98 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を
   検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機
   を駆動する駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り
   付けた前記回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で
   駆動し、前記回転磁石形多相同期電動機の速度が一定に
   なった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と駆
   動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁
   石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
   て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
   ２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻
   線自己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸
   電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧
   降下を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算出
   することを特徴とする回転磁石形多相同期電動機の制御
   方法。
2. 【請求項２】 エレベータのかごと釣合い重りを昇降さ
   せる巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動す
   る回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位置
   検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する駆
   動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記回
   転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前記
   エレベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一定
   になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と
   駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転
   磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
   て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
   ２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻
   線自己インダクタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸
   電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧
   降下を減じた値で除した値に基づいて位相補正値を算出
   することを特徴とする回転磁石形多相同期電動機の制御
   方法。
3. 【請求項３】 回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を
   検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機
   を駆動する駆動装置と、を備え、前記位置検出器を取り
   付けた前記回転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で
   駆動し、前記回転磁石形多相同期電動機の速度が一定に
   なった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と駆
   動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁
   石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
   て、前記位置検出器の取付け誤差 に基づく制御に用いる
   ２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系との
   位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
   転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させ
   て求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値と
   し、この位相補正値により前記位置検出器からの前記回
   転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正することを
   特徴とする回転磁石形多相同期電動機の制御方法。
4. 【請求項４】 エレベータのかごと釣合い重りを昇降さ
   せる巻上機に関する制御であって、前記巻上機を駆動す
   る回転磁石形多相同期電動機の磁石位置を検出する位置
   検出器と、前記回転磁石形多相同期電動機を駆動する駆
   動装置と、を備え、前記位置検出器を取り付けた前記回
   転磁石形多相同期電動機を前記駆動装置で駆動し、前記
   エレベータ即ち回転磁石形多相同期電動機の速度が一定
   になった後に、前記回転磁石形多相同期電動機の電流と
   駆動電圧を測定し、これらの電流、駆動電圧、前記回転
   磁石形多相同期電動機の定数及び前記一定の速度を用い
   て、前記位置検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる
   ２軸座標軸と多相交流座標系を換算した２軸座標系との
   位相差を前記回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回
   転させて求め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させ
   て求め、得られた双方の位相差の平均値を位相補正値と
   し、この位相補正値により前記位置検出器からの前記回
   転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正することを
   特徴とする回転磁石形多相同期電動機の制御方法。
5. 【請求項５】 前記位相補正値を算出する前記回転磁石
   形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記多相座標系か
   ら見た電流と駆動電圧の成分であることを特徴とする請
   求項１〜４のいずれかに記載の回転磁石形多相同期電動
   機の制御方法。
6. 【請求項６】 前記位相補正値を算出する前記回転磁石
   形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記制御に用いる
   ２軸座標軸から見た電流と駆動電圧の成分であることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転磁石形
   多相同期電動機の制御方法。
7. 【請求項７】 前記回転磁石形多相同期電動機に前記位
   置検出器を最初に取り付けたときに前記位置検出器の取
   付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と 多相交流座
   標系を換算した２軸座標系との位相補正値を算出し、そ
   の後は前記位相補正値の記憶された値を用いて前記位置
   検出器からの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位
   置を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の回転磁石形多相同期電動機の制御方法。
8. 【請求項８】 前記回転磁石形多相同期電動機でエレベ
   ータ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもりと
   平衡させた状態で前記位相補正値を算出する運転を行う
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転
   磁石形多相同期電動機の制御方法。
9. 【請求項９】 前記回転磁石形多相同期電動機でエレベ
   ータ巻上機を駆動し、前記位相補正値は、前記エレベー
   タ巻上機を上昇方向に回転させて求めた位相補正値と下
   降方向に回転させて求めた位相補正値の平均値とするこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転磁
   石形多相同期電動機の制御方法。
10. 【請求項１０】 回転磁石形多相同期電動機の磁石位置
    を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期電動
    機を駆動する駆動装置と、前記回転磁石形多相同期電動
    機の速度が一定になったことを検出する検出タイミング
    検出手段と、前記回転磁石形多相同期電動機が一定の速
    度に到達したときに前記回転磁石形多相同期電動機の電
    流と駆動電圧を測定するデータ取込手段と、これらの電
    流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期電動機の定数及
    び前記一定の速度を用いて前記位置検出器の取付け誤差
    に基づく制御に用いる２軸座標軸のｄ軸電圧成分からｑ
    軸電流成分の電機子巻線自己インダクタンスによる電圧
    降下を減じた値をｑ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機
    子巻線抵抗による電圧降下を減じた値で除した値に基づ
    いて位相補正値を算出する位相補正値検出手段と、この
    位相補正値により前記位置検出器からの前記回転磁石形
    多相同期電動機の回転子位置を補正する回転子位置補正
    手段と、を備えたことを特徴とする回転磁石形多相同期
    電動機の制御装置。
11. 【請求項１１】 エレベータのかごと釣合い重りを昇降
    させる巻上機に関する制御装置であって、前記巻上機を
    駆動する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石
    位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期
    電動機を駆動する駆動装置と、前記エレベータ即ち回転
    磁石形多相同期電動機の速度が一定になったことを検出
    する検出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同
    期電動機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形
    多相同期電動機の電流と駆動電圧を測定するデータ取込
    手段と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相
    同期電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置
    検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸の
    ｄ軸電圧成分からｑ軸電流成分の電機子巻線自己インダ
    クタンスによる電圧降下を減じた値をｑ軸電圧成分から
    ｑ軸電流成分の電機子巻線抵抗による電圧降下を減じた
    値で除した値に基づいて位相補正値を算出する位相補正
    値検出手段と、この位相補正値により前記位置検出器か
    らの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正
    する回転子位置補正手段と、を備えたことを特徴とする
    回転磁石形多相同期電動機の制御装置。
12. 【請求項１２】 回転磁石形多相同期電動機の回転速度
    及び磁石位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形
    多相同期電動機を駆動する駆動装置と、前記回転磁石形
    多相同期電動機の速度が一定になったことを検出する検
    出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同期電動
    機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形多相同
    期電動機の電流と駆動電圧を測定するデータ取込手段
    と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相同期
    電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置検出
    器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と多相
    交流座標系を換算した２軸座標系との位相差を前記回転
    磁石形多相同期電動機を正転方向に回転させて求め、さ
    らに前記位相差を逆転方向に回転させて求め、得られた
    双方の位相差の平均値を位相補正値とする位相補正値検
    出手段と、この位相補正値により前記位置検出器からの
    前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補正する
    回転子位置補正手段と、を備えたことを特徴とする回転
    磁石形多相同期電動機の制御装置。
13. 【請求項１３】 エレベータのかごと釣合い重りを昇降
    させる巻上機に関する制御装置であって、前記巻上機を
    駆動する回転磁石形多相同期電動機の回転速度及び磁石
    位置を検出する位置検出器と、前記回転磁石形多相同期
    電動機を駆動する駆動装置と、前記エレベータ即ち回転
    磁石形多相同期電動機の速度が一定になったことを検出
    する検出タイミング検出手段と、前記回転磁石形多相同
    期電動機が一定の速度に到達したときに前記回転磁石形
    多相同期電動機の電流と駆動電 圧を測定するデータ取込
    手段と、これらの電流、駆動電圧、前記回転磁石形多相
    同期電動機の定数及び前記一定の速度を用いて前記位置
    検出器の取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と
    多相交流座標系を換算した２軸座標系との位相差を前記
    回転磁石形多相同期電動機を正転方向に回転させて求
    め、さらに前記位相差を逆転方向に回転させて求め、得
    られた双方の位相差の平均値を位相補正値とする位相補
    正値検出手段と、この位相補正値により前記位置検出器
    からの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子位置を補
    正する回転子位置補正手段と、を備えたことを特徴とす
    る回転磁石形多相同期電動機の制御装置。
14. 【請求項１４】 前記位相補正値を算出する前記回転磁
    石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記多相座標系
    から見た電流と駆動電圧の成分であることを特徴とする
    請求項１０〜１３のいずれかに記載の回転磁石形多相同
    期電動機の制御装置。
15. 【請求項１５】 前記位相補正値を算出する前記回転磁
    石形多相同期電動機の電流と駆動電圧は前記制御に用い
    る２軸座標軸から見た電流と駆動電圧の成分であること
    を特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の回転
    磁石形多相同期電動機の制御装置。
16. 【請求項１６】 前記回転磁石形多相同期電動機に前記
    位置検出器を最初に取り付けたときに前記位置検出器の
    取付け誤差に基づく制御に用いる２軸座標軸と多相交流
    座標系を換算した２軸座標系との位相補正値を算出し、
    その後は前記位相補正値の記憶された値を用いて前記位
    置検出器からの前記回転磁石形多相同期電動機の回転子
    位置を補正することを特徴とする請求項１０〜１３のい
    ずれかに記載の回転磁石形多相同期電動機の制御装置。
17. 【請求項１７】 前記回転磁石形多相同期電動機でエレ
    ベータ巻上機を駆動し、エレベータのかごと釣合おもり
    と平衡させた状態で前記位相補正値を算出する運転を行
    うことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載
    の回転磁石形多相同期電動機の制御装置。
18. 【請求項１８】 前記回転磁石形多相同期電動機でエレ
    ベータ巻上機を駆動し、前記位相補正値は、前記エレベ
    ータ巻上機を上昇方向に回転させて求めた位相補正値と
    下降方向に回転させて求めた位相補正値の平均値とする
    ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の
    回転磁石形多相同期電動機の制御装置。