JP4300732B2 - 可変速装置 - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、誘導電動機を可変速制御する可変速装置に関するものである。
背景技術
第７図は従来の可変速装置の構成を示す図である。図において、２０は可変速装置、２１は三相交流電源から交流電力Ｒ，Ｓ，Ｔを直流電力に変換するコンバータ部、２２はコンバータ部２１で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、２３は直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力Ｕ，Ｖ，Ｗに変換するインバータ部である。また、２４はパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１などのデータを記憶する記憶部、２５は始動指令、減速停止指令などにより記憶部２４に設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部、２６はモータである。ここで、加減速基準周波数ｆｓｔｄは、加減速の勾配を算出するために基準とする周波数で、通常は運転周波数の最大値を設定する。
従来の可変速装置２０は、あらかじめ加減速パターン、基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、基準減速時間ｔｄ１、低速時周波数ｆｍｉｎなどをパラメータ設定しておき、始動指令が入力されると、設定された加減速パターンにより指令された運転周波数（＝加減速基準周波数ｆｓｔｄ）まで基準加速時間ｔａ１で加速し、運転周波数（＝加減速基準周波数ｆｓｔｄ）で定速運転する。定速運転中、減速停止指令が入力されると、設定された加減速パターンにより低速時周波数ｆｍｉｎまで基準減速時間ｔｄ１で減速し、低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転した後、停止指令の入力により減速停止するという可変速制御を行う。このうち、基準加速時間ｔａ１は０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間、また基準減速時間ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間として設定される。加速時に目標とする運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準加速時間ｔａ１に加速時に目標とする運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて加速時間ｔａ２を算出し、また減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて減速時間ｔｄ２を算出する。
第８図は従来の可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令／停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄは加減速基準周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数、ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間、Ｂは加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン、Ｃは加速途中に減速停止指令が入力された場合の運転パターンである。また、ｆ２は運転パターンＣにおいて減速停止指令が入力された時点の周波数、ｔｄ２は式（１）で算出される減速時間である。
ｔｄ２＝（ｆ２／ｆｓｔｄ）×ｔｄ１…・・式（１）
減速時間ｔｄ２は式（１）で算出され、直線減速の場合には減速の勾配が一定となるが、Ｓ字曲線減速の場合には、式（１）で算出した減速時間ｔｄ２と減速時の運転周波数ｆ２とを基に再度減速パターンを演算し直すため、必ずしも減速の勾配は一定とならない。
また、図では始動時、停止時の速度変化を滑らかにするＳ字曲線加減速パターンの例を示した。ａ１１，ａ１２は減速停止指令が入力された時点、ｂ１１，ｃ１１，ｄ１１は運転パターンＢにおけるＳ字曲線減速の通過点、ｂ１２，ｃ１２，ｄ１２は運転パターンＣにおけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ１１〜ｂ１１間，ｃ１１〜ｄ１１間およびａ１２〜ｂ１２間，ｃ１２〜ｄ１２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ１１，ｄ１２はＳ字曲線減速終了時点、ｅ１１，ｅ１２は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
次に、従来の可変速装置の減速運転パターンについて説明する。
運転パターンＢの場合において、ａ１１〜ｂ１１間の面積をＳａｂ１１、ｂ１１〜ｃ１１間の面積をＳｂｃ１１、ｃ１１〜ｄ１１間の面積をＳｃｄ１１とし、減速開始時点ａ１１から減速終了時点ｄ１１までの減速時移動距離をＳａｄ１１とすると、運転パターンＢの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１１は、式（２）となる。
Ｓａｄ１１＝Ｓａｂ１１＋Ｓｂｃ１１＋Ｓｃｄ１１…・・式（２）
また、運転パターンＣの場合において、ａ１２〜ｂ１２間の面積をＳａｂ１２、ｂ１２〜ｃ１２間の面積をＳｂｃ１２、ｃ１２〜ｄ１２間の面積をＳｃｄ１２とし、開始時点ａ１２から減速終了時点ｄ１２までの減速時移動距離Ｓａｄ１２とすると、運転パターンＣの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１２は、式（３）となる。
Ｓａｄ１２＝Ｓａｂ１２＋Ｓｂｃ１２＋Ｓｃｄ１２…・・式（３）
ここで、加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された運転パターンＢの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１１と加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＣの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１２とを比較すると、ｆｓｔｄ＞ｆ２で、さらに減速の勾配を一定とするためにｔｄ１＞ｔｄ２となることから、Ｓａｄ１１＞Ｓａｄ１２となる。
第９図はエレベータの運転パターンを示す図である。図において、横軸は位置で、１階、２階、３階、４階、５階の停止位置を示し、縦軸は速度で、ｆｍａｘは最高周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数である。また、ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５は上昇時に、２階、３階、４階、５階の停止位置に停止させるための減速停止指令の指令位置である。下降時の運転パターンは方向が異なるものの同様の動きとなるため、図では上昇時の運転パターンのみを示した。
エレベータにおいては、通常エレベータ昇降路にセンサを取付け、かごの通過を検出して減速停止指令を出力するようになっている。この減速停止指令入力時点となる減速停止指令入力位置（図では、ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５）はエレベータのシステムにより決められ、例えば１階から３階ないし５階へ移動する場合には最高周波数ｆｍａｘで運転中（ｈ３，ｈ４，ｈ５）に減速停止指令が入力されるが、１階から２階への移動する場合には加速途中（ｈ２）に減速停止指令が入力されることになってしまう（２階から３階、３階から４階、４階から５階への移動も同様である）。
上述のように、エレベータでは各階の停止位置に精度良く停止させるために、減速停止指令入力時点の運転周波数にかかわらず、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を一定にする必要があるが、減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２で減速する従来の可変速装置を使用した場合は、減速停止指令入力時点の運転周波数により減速時移動距離は変化してしまうという問題点があった。
また、減速停止指令が入力された時点の運転速度にかかわらず、定位置に停止させるために、低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転する時間を長くするとか、減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２よりも減速時間を長くすることにより、減速時移動距離を合わせることができるが、この場合には低速での運転時間が長くなってしまうという問題点があった。
また、始動時、停止時の速度変化を滑らかにするＳ字曲線加減速パターンを採用していても、加速途中に減速停止指令が入力された場合は、直線加速からＳ字曲線減速に切り換えることになり、衝撃が大きくなるという問題点もあった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は加速途中に減速停止指令が入力された場合においても、定位置に停止させることができる可変速装置の減速停止時制御方法を得るものである。
また、第２の目的は加速途中に減速停止指令が入力された場合に、減速への速度変化の切換が滑らかにできる可変速装置の減速停止時制御方法を得るものである。
発明の開示
この発明の可変速装置は、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、このコンバータ部で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、減速停止指令が入力された場合にあらかじめ設定されている基準減速時間に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で低速時周波数まで減速した後、減速停止するように前記インバータ部を制御する制御部と、を有する可変速装置において、前記制御部は、加速途中に減速停止指令が入力された時に、定速運転させる第１の定速運転周波数を演算する定速運転周波数演算手段と、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記第１の定速運転周波数による第１の定速運転時間を演算する定速運転時間演算手段と、を備え、加速途中で減速停止指令が入力された場合、前記第１の定速運転時間だけ前記第１の定速運転周波数により運転した後、前記基準減速時間に前記第１の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で前記低速時周波数まで減速するようにしたものである。
また、前記制御部は、前記第１の定速運転時間があらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい場合に、この定速運転保持時間で運転する第２の定速運転周波数を演算する定速運転周波数補正手段を備え、
加速途中で減速停止指令が入力された場合で、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間が、あらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい時には、さらに第２の定速運転周波数まで加速を継続し、前記定速運転保持時間だけ前記第２の定速運転周波数により運転した後、前記基準減速時間に前記第２の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で前記低速時周波数まで減速するようにしたものである。
また、前記制御部は、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間を判定し、前記第１の定速運転時間が負となる場合には、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記基準減速時間に前記第１の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間を短縮する減速時間短縮手段を、備えたものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、２１〜２３、２６は従来例としての第７図と同様であり、その説明を省略する。１ａは可変速装置、２ａはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１などのデータを記憶する記憶部、３ａは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ａに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。
制御部３ａは、加速途中に減速停止指令が入力された場合に、減速停止指令が入力された時点からＳ字曲線加速で求まる第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１を演算する定速運転周波数演算手段１１と、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速時移動距離を加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の減速時移動距離と等しくするために、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する時間としての第１の定速運転時間ｔｒ１を演算する定速運転時間演算手段１２とを備える。
第２図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令／停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄは加減速基準周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数、ｆｏｕｔ１は加速途中に減速停止指令が入力された場合に、定速運転周波数演算手段１１が演算した第１の定速運転周波数である。また、ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間、ｔｄ３は基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間、ｔｒ１は定速運転時間演算手段１２が演算した第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間である。また、Ａ１は加速途中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン、Ｂは加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン（従来例第６図の運転パターンＢと同様）で、また加減速はＳ字曲線加減速の例を示した。
また、ａ１，ａ１１は減速停止指令が入力された時点、ｇ１はＳ字曲線加速終了時点（第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での運転開始時点）、ｈ１は第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１だけ定速運転後に減速開始される時点である。また、ｂ１，ｃ１，ｄ１は運転パターンＡ１におけるＳ字曲線減速の通過点、ｂ１１，ｃ１１，ｄ１１は運転パターンＢにおけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ１〜ｇ１間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ１〜ｂ１間，ｃ１〜ｄ１間およびａ１１〜ｂ１１間，ｃ１１〜ｄ１１間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ１，ｄ１１はＳ字曲線減速終了時点、ｅ１，ｅ１１は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
次に、実施の形態１に係る可変速装置の動作について、第１図および第２図により説明する。
始動指令により加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速し、減速停止指令により低速時周波数ｆｍｉｎまで減速し、停止指令により減速停止するという可変速制御を行うという通常運転の動作は、従来装置と同様である。
加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された運転パターンＢの場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１１は、上述の従来例で示したように式（２）となる。
Ｓａｄ１１＝Ｓａｂ１１＋Ｓｂｃ１１＋Ｓｃｄ１１…・・式（２）
また、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１の場合の動作は、減速停止指令が入力される（ａ１）と、Ｓ字曲線加速で求まる第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１まで加速し（ｇ１）、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転をした後（ｈ１）、低速時周波数ｆｍｉｎへの減速を開始する。ｈ１〜ｄ１間をＳ字曲線減速により、低速時周波数ｆｍｉｎまで減速した後、低速時周波数ｆｍｉｎで運転し、停止指令が入力される（ｅ１）と減速停止する。
また、ａ１〜ｇ１間の面積をＳａｇ１、ｇ１〜ｈ１間の面積をＳｇｈ１、ｈ１〜ｂ１間の面積をＳｈｂ１、ｂ１〜ｃ１間の面積をＳｂｃ１、ｃ１〜ｄ１間の面積をＳｃｄ１とすると、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１は、式（４）となる。
Ｓａｄ１＝Ｓａｇ１＋Ｓｇｈ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１…・・式（４）
加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力されたパターンＢと加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１とにおいて、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を等しくするためには、Ｓａｄ１＝Ｓａｄ１１とする必要がある。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での定速運転（ｇ１〜ｈ１間）の面積Ｓｇｈ１は、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と時間ｔｒ１との積で表されることから、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、式（２）および式（４）より式（５）で求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ１／ｆｏｕｔ１ …・・式（５）
ここで、上述のＳｇｈ１は式（２）および式（４）より、
Ｓｇｈ１＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１）として求めることができる。
なお、上述において加減速方式をＳ字加減速として説明したが、直線加減速であっても同等の効果が得られる。直線加減速の場合には、第１図において、ａ１＝ｇ１、ｈ１＝ｂ１、ａ１１＝ｂ１１、ｃ１＝ｄ１、ｃ１１＝ｄ１１となる。
実施の形態１においては、加速途中で減速停止指令が入力された場合に、定速運転周波数演算手段１１において減速停止指令が入力された時点の運転周波数から第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１を演算し、さらに定速運転時間演算手段１２において第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１を演算し、減速停止指令が入力された時点ですぐに減速せず、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転した後、減速するようにしたので、加速途中に減速停止指令が入力された場合においても、減速への速度変化の切換が滑らかにできるとともに、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２よりも減速時間を延ばすとか低速時周波数ｆｍｉｎによる低速で長時間運転することなく、定位置に停止させることができる。
実施の形態２．
第３図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、図において、１１、１２、２１〜２３、２６は第１図と同様であり、その説明を省略する。１ｂは可変速装置、２ｂはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１、定速運転保持時間ｔｒ０などのデータを記憶する記憶部、３ｂは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ｂに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。ここで、定速運転保持時間ｔｒ０は、加減速基準周波数ｆｓｔｄより低速で定速運転しても長いと感じられない限度の運転時間である。
制御部３ｂは、定速運転周波数演算手段１１と、定速運転時間演算手段１２と、定速運転時間演算手段１２で演算した第１の定速運転時間ｔｒ１と定速運転保持時間ｔｒ０とを比較し、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合に、定速運転保持時間ｔｒ０で運転して減速時移動距離を等しくできる第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２を演算する定速運転周波数補正手段１３とを備え、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合は、加速途中に減速指令が入力された後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速した後、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転保持時間ｔｒ０定速運転し、基準減速時間ｔｄ１に第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ４で低速時周波数まで減速する。ここで、定速運転周波数補正手段１３は、加速途中に減速停止指令が入力された場合に、定速運転時間演算手段１２が演算した第１の定速運転時間ｔｒ１と予め設定しておいた定速運転保持時間ｔｒ０とを比較して、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合は、定速運転保持時間ｔｒ０で運転して減速時移動距離を等しくできる第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２（ｆｏｕｔ１＜ｆｏｕｔ２≦ｆｓｔｄ）を演算する。
第４図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令・停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄ、ｆｍｉｎ、ｆｏｕｔ１、ｔｄ３、ｔｒ１、ａ１、ｇ１、ｈ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は第２図と同様であり、その説明を省略する。また、ｆｏｕｔ２は第２の定速運転周波数である。また、ｔｒ２は第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転する運転時間で通常は定速運転保持時間ｔｒ０とする。また、ｔｄ４は基準減速時間ｔｄ１に第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間である。また、Ａ１は加速途中に減速指令が入力された場合の運転パターンＡ１（第２図の運転パターンＡ１と同様）、Ａ２は加速途中に減速指令が入力された後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速する場合の運転パターンである。
また、ａ１は減速指令が入力された時点、ａ２は継続加速終了時点、ｇ２はＳ字曲線加速終了時点（第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２での運転開始時点）、ｈ２はＳ字曲線減速開始時点、ｂ２，ｃ２，ｄ２は運転パターンＡ２におけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ２〜ｇ２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ２〜ｂ２間およびｃ２〜ｄ２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ２はＳ字曲線減速終了時点、ｅ２は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ２の算出について、以下に説明する。
ａ１〜ａ２間の面積をＳａａ２、ａ２〜ｇ２間の面積をＳａｇ２、ｇ２〜ｈ２間の面積をＳｇｈ２、ｈ２〜ｂ２間の面積をＳｈｂ２、ｂ２〜ｃ２間の面積、ｃ２〜ｄ２間の面積をＳｃｄ２とすると、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ２の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ２は、式（６）となる。
Ｓａｄ２＝Ｓａａ２＋Ｓａｇ２＋Ｓｇｈ２＋Ｓｈｂ２＋Ｓｂｃ２＋Ｓｃｄ２…・・式（６）
第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２での定速運転（ｇ２〜ｈ２間）の面積Ｓｇｈ２は、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と運転時間ｔｒ２との積で表されることから、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２は、式（２）および式（６）より式（７）で求めることができる。
ｆｏｕｔ２＝Ｓｇｈ２／ｔｒ２ …・・式（７）
ここで、ｔｒ２＝ｔｒ０、またＳｇｈ２は、式（２）および式（６）より、Ｓｇｈ２＝Ｓａｄ１１−（Ｓａａ２＋Ｓａｇ２＋Ｓｈｂ２＋Ｓｂｃ２＋Ｓｃｄ２）として求めることができる。
上述においては、定速運転保持時間ｔｒ０を予め可変速装置にパラメータ設定しておく例で説明したが、運転速度に対応して定速運転保持時間を設定できるようにしてもよい。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１は、実施の形態１で示したように減速停止指令が入力された時点の運転周波数を基に演算するものであり、減速停止指令が入力された時点の運転周波数と同じ（直線加速の場合）かまたは減速停止指令が入力された時点の運転周波数より若干高め（Ｓ字曲線加速の場合）であり、減速停止指令が入力された時点の運転周波数が低い場合には、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１も低い値となってしまうことになる。
実施の形態２では、演算した第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１の長短を判定し、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合には、運転パターンＡ２に示すように減速指令が入力された（ａ１）後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速を継続し、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２でｔｒ２時間（ｔｒ２≦ｔｒ０）定速運転した後、減速時間ｔｄ４で低速時周波数ｆｍｉｎへ減速するようにしたものである。
実施の形態２では、加速途中に減速停止指令が入力された（ａ１）場合、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１および第１の定速運転時間ｔｒ１を演算した後、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合には、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２（ｆｏｕｔ２＞ｆｏｕｔ１）を演算し、加速途中に減速停止指令が入力された（ａ１）後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速を継続し、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転保持時間ｔｒ０定速運転した後、減速するようにしたので、運転周波数が低い加速途中で減速停止指令が入力された場合でも、低速で長時間運転することなく定位置に停止させることができる。
実施の形態３．
第５図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、１１、１２、２１〜２３、２６は第１図と同様であり、その説明を省略する。１ｃは可変速装置、２ｃはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１、定速運転保持時間ｔｒ０、減速下限時間ｔｍｉｎなどのデータを記憶する記憶部、３ｃは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ｃに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。
制御部３ｃは、定速運転周波数演算手段１１と、定速運転時間演算手段１２と、定速運転時間演算手段１２で演算した第１の定速運転時間ｔｒ１を判定し、第１の定速運転時間ｔｒ１が負となった場合に、減速時間を短縮する減速時間短縮手段１４を備える。
加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１は、上述の実施の形態１で示したように式（４）として求めることができる。
Ｓａｄ１＝Ｓａｇ１＋Ｓｇｈ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１…・・式（４）
また、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、上述の実施の形態１に示したように式（５）として求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ１／ｆｏｕｔ１ …・・式（５）
ここで、上述のＳｇｈ１は、Ｓａｄ１＝Ｓａｄ１１からＳｇｈ１＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１）として求めることができる。
加速途中で減速停止指令が入力された時点（ａ１）が、加減速基準周波数ｆｓｔｄの近傍であったような場合には、曲線加速区間（ａ１〜ｇ１）および定速運転区間（ｇ１〜ｈ１）での移動により、式（５）で求めた第１の定速運転時間ｔｒ１が負となることがある。第１の定速運転時間ｔｒ１が負となる場合においては、例え第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１をゼロとしても、減速時移動距離はオーバーシュートしてしまうことになる。
第６図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令・停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄ、ｆｍｉｎ、ｔｄ１、ｆｏｕｔ１、ｔｒ１、ｔｄ３は第２図と同様であり、その説明を省略する。また、ａ３は減速停止指令が入力された時点、ｇ３はＳ字曲線加速終了時点（第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での運転開始時点）、ｈ３は第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転後に減速開始される時点である。また、ｂ３，ｃ３，ｄ３は運転パターンＡ３におけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ３〜ｇ３間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ３〜ｂ３間，ｃ３〜ｄ３間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ３はＳ字曲線減速終了時点、ｅ３は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力される時点である。
また、ａ３〜ｇ３間の面積をＳａｇ３、ｇ３〜ｈ３間の面積をＳｇｈ３、ｈ３〜ｂ３間の面積をＳｈｂ３、ｂ３〜ｃ３間の面積をＳｂｃ３、ｃ３〜ｄ３間の面積をＳｃｄ３とすると、加速途中に減速停止指令が入力されたパターンＡ３の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ３は、上述の実施の形態１に示した運転パターンＡ１における式（４）と同様であり、式（８）となる。
Ｓａｄ３＝Ｓａｇ３＋Ｓｇｈ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３…・・式（８）
また、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、上述の実施の形態１に示した式（５）と同様であり、式（９）により求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ３／ｆｏｕｔ１ …・・式（９）
ここで、上述のＳｇｈ３はＳａｄ３＝Ｓａｄ１１より、
Ｓｇｈ３＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３）
として求めることができる。
ｔｒ１＝０の場合には、Ｓｇｈ３＝０であり、
Ｓａｄ１１＝Ｓａｇ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３
となるが、Ｓａｇ３、Ｓｈｂ３、Ｓｃｄ３はＳ字曲線加減速部分であり、Ｓｂｃ３を少なくする（ｂ３〜ｃ３の時間を短くする）ことにより、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を一定にする。したがって、減速時間ｔｄ５は、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３よりも短くする（ｔｄ３＞ｔｄ５＞減速下限時間ｔｍｉｎ）必要がある。ここで、減速下限時間ｔｍｉｎは、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３を変更する場合に下限となる時間である。
上述の実施の形態１においては、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３により低速時周波数ｆｍｉｎまで減速するようにした例を示したが、実施の形態３においては、第１の定速運転時間ｔｒ１が負となる場合には、減速時間ｔｄ５を、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３よりも短くすることで移動距離を合わせるようにしたので、減速停止指令が入力された時点の速度が加減速基準周波数に近い場合であっても、滑らかに減速停止することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる可変速装置の減速停止時制御方法はエレベータのように定位置停止する用途において用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の構成を示す図である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第３図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の構成を示す図である。
第４図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の構成を示す図である。
第６図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第７図は従来の可変速装置の構成を示す図である。
第８図は従来の可変速装置の制御方法を示す図である。
第９図はエレベータの運転パターンを示す図である。
この発明は、誘導電動機を可変速制御する可変速装置に関するものである。
背景技術
第７図は従来の可変速装置の構成を示す図である。図において、２０は可変速装置、２１は三相交流電源から交流電力Ｒ，Ｓ，Ｔを直流電力に変換するコンバータ部、２２はコンバータ部２１で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、２３は直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力Ｕ，Ｖ，Ｗに変換するインバータ部である。また、２４はパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１などのデータを記憶する記憶部、２５は始動指令、減速停止指令などにより記憶部２４に設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部、２６はモータである。ここで、加減速基準周波数ｆｓｔｄは、加減速の勾配を算出するために基準とする周波数で、通常は運転周波数の最大値を設定する。
従来の可変速装置２０は、あらかじめ加減速パターン、基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、基準減速時間ｔｄ１、低速時周波数ｆｍｉｎなどをパラメータ設定しておき、始動指令が入力されると、設定された加減速パターンにより指令された運転周波数（＝加減速基準周波数ｆｓｔｄ）まで基準加速時間ｔａ１で加速し、運転周波数（＝加減速基準周波数ｆｓｔｄ）で定速運転する。定速運転中、減速停止指令が入力されると、設定された加減速パターンにより低速時周波数ｆｍｉｎまで基準減速時間ｔｄ１で減速し、低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転した後、停止指令の入力により減速停止するという可変速制御を行う。このうち、基準加速時間ｔａ１は０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間、また基準減速時間ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間として設定される。加速時に目標とする運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準加速時間ｔａ１に加速時に目標とする運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて加速時間ｔａ２を算出し、また減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて減速時間ｔｄ２を算出する。
第８図は従来の可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令／停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄは加減速基準周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数、ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間、Ｂは加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン、Ｃは加速途中に減速停止指令が入力された場合の運転パターンである。また、ｆ２は運転パターンＣにおいて減速停止指令が入力された時点の周波数、ｔｄ２は式（１）で算出される減速時間である。
ｔｄ２＝（ｆ２／ｆｓｔｄ）×ｔｄ１…・・式（１）
減速時間ｔｄ２は式（１）で算出され、直線減速の場合には減速の勾配が一定となるが、Ｓ字曲線減速の場合には、式（１）で算出した減速時間ｔｄ２と減速時の運転周波数ｆ２とを基に再度減速パターンを演算し直すため、必ずしも減速の勾配は一定とならない。
また、図では始動時、停止時の速度変化を滑らかにするＳ字曲線加減速パターンの例を示した。ａ１１，ａ１２は減速停止指令が入力された時点、ｂ１１，ｃ１１，ｄ１１は運転パターンＢにおけるＳ字曲線減速の通過点、ｂ１２，ｃ１２，ｄ１２は運転パターンＣにおけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ１１〜ｂ１１間，ｃ１１〜ｄ１１間およびａ１２〜ｂ１２間，ｃ１２〜ｄ１２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ１１，ｄ１２はＳ字曲線減速終了時点、ｅ１１，ｅ１２は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
次に、従来の可変速装置の減速運転パターンについて説明する。
運転パターンＢの場合において、ａ１１〜ｂ１１間の面積をＳａｂ１１、ｂ１１〜ｃ１１間の面積をＳｂｃ１１、ｃ１１〜ｄ１１間の面積をＳｃｄ１１とし、減速開始時点ａ１１から減速終了時点ｄ１１までの減速時移動距離をＳａｄ１１とすると、運転パターンＢの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１１は、式（２）となる。
Ｓａｄ１１＝Ｓａｂ１１＋Ｓｂｃ１１＋Ｓｃｄ１１…・・式（２）
また、運転パターンＣの場合において、ａ１２〜ｂ１２間の面積をＳａｂ１２、ｂ１２〜ｃ１２間の面積をＳｂｃ１２、ｃ１２〜ｄ１２間の面積をＳｃｄ１２とし、開始時点ａ１２から減速終了時点ｄ１２までの減速時移動距離Ｓａｄ１２とすると、運転パターンＣの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１２は、式（３）となる。
Ｓａｄ１２＝Ｓａｂ１２＋Ｓｂｃ１２＋Ｓｃｄ１２…・・式（３）
ここで、加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された運転パターンＢの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１１と加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＣの場合の減速時移動距離Ｓａｄ１２とを比較すると、ｆｓｔｄ＞ｆ２で、さらに減速の勾配を一定とするためにｔｄ１＞ｔｄ２となることから、Ｓａｄ１１＞Ｓａｄ１２となる。
第９図はエレベータの運転パターンを示す図である。図において、横軸は位置で、１階、２階、３階、４階、５階の停止位置を示し、縦軸は速度で、ｆｍａｘは最高周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数である。また、ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５は上昇時に、２階、３階、４階、５階の停止位置に停止させるための減速停止指令の指令位置である。下降時の運転パターンは方向が異なるものの同様の動きとなるため、図では上昇時の運転パターンのみを示した。
エレベータにおいては、通常エレベータ昇降路にセンサを取付け、かごの通過を検出して減速停止指令を出力するようになっている。この減速停止指令入力時点となる減速停止指令入力位置（図では、ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５）はエレベータのシステムにより決められ、例えば１階から３階ないし５階へ移動する場合には最高周波数ｆｍａｘで運転中（ｈ３，ｈ４，ｈ５）に減速停止指令が入力されるが、１階から２階への移動する場合には加速途中（ｈ２）に減速停止指令が入力されることになってしまう（２階から３階、３階から４階、４階から５階への移動も同様である）。
上述のように、エレベータでは各階の停止位置に精度良く停止させるために、減速停止指令入力時点の運転周波数にかかわらず、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を一定にする必要があるが、減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２で減速する従来の可変速装置を使用した場合は、減速停止指令入力時点の運転周波数により減速時移動距離は変化してしまうという問題点があった。
また、減速停止指令が入力された時点の運転速度にかかわらず、定位置に停止させるために、低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転する時間を長くするとか、減速停止指令入力時の運転周波数が加減速基準周波数ｆｓｔｄと異なる場合には、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２よりも減速時間を長くすることにより、減速時移動距離を合わせることができるが、この場合には低速での運転時間が長くなってしまうという問題点があった。
また、始動時、停止時の速度変化を滑らかにするＳ字曲線加減速パターンを採用していても、加速途中に減速停止指令が入力された場合は、直線加速からＳ字曲線減速に切り換えることになり、衝撃が大きくなるという問題点もあった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は加速途中に減速停止指令が入力された場合においても、定位置に停止させることができる可変速装置の減速停止時制御方法を得るものである。
また、第２の目的は加速途中に減速停止指令が入力された場合に、減速への速度変化の切換が滑らかにできる可変速装置の減速停止時制御方法を得るものである。
発明の開示
この発明の可変速装置は、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、このコンバータ部で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、減速停止指令が入力された場合にあらかじめ設定されている基準減速時間に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で低速時周波数まで減速した後、減速停止するように前記インバータ部を制御する制御部と、を有する可変速装置において、前記制御部は、加速途中に減速停止指令が入力された時に、定速運転させる第１の定速運転周波数を演算する定速運転周波数演算手段と、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記第１の定速運転周波数による第１の定速運転時間を演算する定速運転時間演算手段と、を備え、加速途中で減速停止指令が入力された場合、前記第１の定速運転時間だけ前記第１の定速運転周波数により運転した後、前記基準減速時間に前記第１の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で前記低速時周波数まで減速するようにしたものである。
また、前記制御部は、前記第１の定速運転時間があらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい場合に、この定速運転保持時間で運転する第２の定速運転周波数を演算する定速運転周波数補正手段を備え、
加速途中で減速停止指令が入力された場合で、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間が、あらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい時には、さらに第２の定速運転周波数まで加速を継続し、前記定速運転保持時間だけ前記第２の定速運転周波数により運転した後、前記基準減速時間に前記第２の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で前記低速時周波数まで減速するようにしたものである。
また、前記制御部は、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間を判定し、前記第１の定速運転時間が負となる場合には、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記基準減速時間に前記第１の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間を短縮する減速時間短縮手段を、備えたものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、２１〜２３、２６は従来例としての第７図と同様であり、その説明を省略する。１ａは可変速装置、２ａはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１などのデータを記憶する記憶部、３ａは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ａに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。
制御部３ａは、加速途中に減速停止指令が入力された場合に、減速停止指令が入力された時点からＳ字曲線加速で求まる第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１を演算する定速運転周波数演算手段１１と、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速時移動距離を加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の減速時移動距離と等しくするために、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する時間としての第１の定速運転時間ｔｒ１を演算する定速運転時間演算手段１２とを備える。
第２図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令／停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄは加減速基準周波数、ｆｍｉｎは低速時周波数、ｆｏｕｔ１は加速途中に減速停止指令が入力された場合に、定速運転周波数演算手段１１が演算した第１の定速運転周波数である。また、ｔｄ１は加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間、ｔｄ３は基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間、ｔｒ１は定速運転時間演算手段１２が演算した第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間である。また、Ａ１は加速途中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン、Ｂは加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された場合の運転パターン（従来例第６図の運転パターンＢと同様）で、また加減速はＳ字曲線加減速の例を示した。
また、ａ１，ａ１１は減速停止指令が入力された時点、ｇ１はＳ字曲線加速終了時点（第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での運転開始時点）、ｈ１は第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１だけ定速運転後に減速開始される時点である。また、ｂ１，ｃ１，ｄ１は運転パターンＡ１におけるＳ字曲線減速の通過点、ｂ１１，ｃ１１，ｄ１１は運転パターンＢにおけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ１〜ｇ１間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ１〜ｂ１間，ｃ１〜ｄ１間およびａ１１〜ｂ１１間，ｃ１１〜ｄ１１間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ１，ｄ１１はＳ字曲線減速終了時点、ｅ１，ｅ１１は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
次に、実施の形態１に係る可変速装置の動作について、第１図および第２図により説明する。
始動指令により加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速し、減速停止指令により低速時周波数ｆｍｉｎまで減速し、停止指令により減速停止するという可変速制御を行うという通常運転の動作は、従来装置と同様である。
加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力された運転パターンＢの場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１１は、上述の従来例で示したように式（２）となる。
Ｓａｄ１１＝Ｓａｂ１１＋Ｓｂｃ１１＋Ｓｃｄ１１…・・式（２）
また、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１の場合の動作は、減速停止指令が入力される（ａ１）と、Ｓ字曲線加速で求まる第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１まで加速し（ｇ１）、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転をした後（ｈ１）、低速時周波数ｆｍｉｎへの減速を開始する。ｈ１〜ｄ１間をＳ字曲線減速により、低速時周波数ｆｍｉｎまで減速した後、低速時周波数ｆｍｉｎで運転し、停止指令が入力される（ｅ１）と減速停止する。
また、ａ１〜ｇ１間の面積をＳａｇ１、ｇ１〜ｈ１間の面積をＳｇｈ１、ｈ１〜ｂ１間の面積をＳｈｂ１、ｂ１〜ｃ１間の面積をＳｂｃ１、ｃ１〜ｄ１間の面積をＳｃｄ１とすると、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１は、式（４）となる。
Ｓａｄ１＝Ｓａｇ１＋Ｓｇｈ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１…・・式（４）
加減速基準周波数ｆｓｔｄで運転中に減速停止指令が入力されたパターンＢと加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ１とにおいて、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を等しくするためには、Ｓａｄ１＝Ｓａｄ１１とする必要がある。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での定速運転（ｇ１〜ｈ１間）の面積Ｓｇｈ１は、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と時間ｔｒ１との積で表されることから、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、式（２）および式（４）より式（５）で求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ１／ｆｏｕｔ１ …・・式（５）
ここで、上述のＳｇｈ１は式（２）および式（４）より、
Ｓｇｈ１＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１）として求めることができる。
なお、上述において加減速方式をＳ字加減速として説明したが、直線加減速であっても同等の効果が得られる。直線加減速の場合には、第１図において、ａ１＝ｇ１、ｈ１＝ｂ１、ａ１１＝ｂ１１、ｃ１＝ｄ１、ｃ１１＝ｄ１１となる。
実施の形態１においては、加速途中で減速停止指令が入力された場合に、定速運転周波数演算手段１１において減速停止指令が入力された時点の運転周波数から第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１を演算し、さらに定速運転時間演算手段１２において第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１を演算し、減速停止指令が入力された時点ですぐに減速せず、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転した後、減速するようにしたので、加速途中に減速停止指令が入力された場合においても、減速への速度変化の切換が滑らかにできるとともに、基準減速時間ｔｄ１に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ２よりも減速時間を延ばすとか低速時周波数ｆｍｉｎによる低速で長時間運転することなく、定位置に停止させることができる。
実施の形態２．
第３図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、図において、１１、１２、２１〜２３、２６は第１図と同様であり、その説明を省略する。１ｂは可変速装置、２ｂはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１、定速運転保持時間ｔｒ０などのデータを記憶する記憶部、３ｂは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ｂに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。ここで、定速運転保持時間ｔｒ０は、加減速基準周波数ｆｓｔｄより低速で定速運転しても長いと感じられない限度の運転時間である。
制御部３ｂは、定速運転周波数演算手段１１と、定速運転時間演算手段１２と、定速運転時間演算手段１２で演算した第１の定速運転時間ｔｒ１と定速運転保持時間ｔｒ０とを比較し、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合に、定速運転保持時間ｔｒ０で運転して減速時移動距離を等しくできる第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２を演算する定速運転周波数補正手段１３とを備え、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合は、加速途中に減速指令が入力された後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速した後、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転保持時間ｔｒ０定速運転し、基準減速時間ｔｄ１に第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ４で低速時周波数まで減速する。ここで、定速運転周波数補正手段１３は、加速途中に減速停止指令が入力された場合に、定速運転時間演算手段１２が演算した第１の定速運転時間ｔｒ１と予め設定しておいた定速運転保持時間ｔｒ０とを比較して、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合は、定速運転保持時間ｔｒ０で運転して減速時移動距離を等しくできる第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２（ｆｏｕｔ１＜ｆｏｕｔ２≦ｆｓｔｄ）を演算する。
第４図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令・停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄ、ｆｍｉｎ、ｆｏｕｔ１、ｔｄ３、ｔｒ１、ａ１、ｇ１、ｈ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１は第２図と同様であり、その説明を省略する。また、ｆｏｕｔ２は第２の定速運転周波数である。また、ｔｒ２は第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転する運転時間で通常は定速運転保持時間ｔｒ０とする。また、ｔｄ４は基準減速時間ｔｄ１に第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間である。また、Ａ１は加速途中に減速指令が入力された場合の運転パターンＡ１（第２図の運転パターンＡ１と同様）、Ａ２は加速途中に減速指令が入力された後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速する場合の運転パターンである。
また、ａ１は減速指令が入力された時点、ａ２は継続加速終了時点、ｇ２はＳ字曲線加速終了時点（第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２での運転開始時点）、ｈ２はＳ字曲線減速開始時点、ｂ２，ｃ２，ｄ２は運転パターンＡ２におけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ２〜ｇ２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ２〜ｂ２間およびｃ２〜ｄ２間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ２はＳ字曲線減速終了時点、ｅ２は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力された時点である。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ２の算出について、以下に説明する。
ａ１〜ａ２間の面積をＳａａ２、ａ２〜ｇ２間の面積をＳａｇ２、ｇ２〜ｈ２間の面積をＳｇｈ２、ｈ２〜ｂ２間の面積をＳｈｂ２、ｂ２〜ｃ２間の面積、ｃ２〜ｄ２間の面積をＳｃｄ２とすると、加速途中に減速停止指令が入力された運転パターンＡ２の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ２は、式（６）となる。
Ｓａｄ２＝Ｓａａ２＋Ｓａｇ２＋Ｓｇｈ２＋Ｓｈｂ２＋Ｓｂｃ２＋Ｓｃｄ２…・・式（６）
第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２での定速運転（ｇ２〜ｈ２間）の面積Ｓｇｈ２は、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２と運転時間ｔｒ２との積で表されることから、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２は、式（２）および式（６）より式（７）で求めることができる。
ｆｏｕｔ２＝Ｓｇｈ２／ｔｒ２ …・・式（７）
ここで、ｔｒ２＝ｔｒ０、またＳｇｈ２は、式（２）および式（６）より、Ｓｇｈ２＝Ｓａｄ１１−（Ｓａａ２＋Ｓａｇ２＋Ｓｈｂ２＋Ｓｂｃ２＋Ｓｃｄ２）として求めることができる。
上述においては、定速運転保持時間ｔｒ０を予め可変速装置にパラメータ設定しておく例で説明したが、運転速度に対応して定速運転保持時間を設定できるようにしてもよい。
第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１は、実施の形態１で示したように減速停止指令が入力された時点の運転周波数を基に演算するものであり、減速停止指令が入力された時点の運転周波数と同じ（直線加速の場合）かまたは減速停止指令が入力された時点の運転周波数より若干高め（Ｓ字曲線加速の場合）であり、減速停止指令が入力された時点の運転周波数が低い場合には、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１も低い値となってしまうことになる。
実施の形態２では、演算した第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１の長短を判定し、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合には、運転パターンＡ２に示すように減速指令が入力された（ａ１）後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速を継続し、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２でｔｒ２時間（ｔｒ２≦ｔｒ０）定速運転した後、減速時間ｔｄ４で低速時周波数ｆｍｉｎへ減速するようにしたものである。
実施の形態２では、加速途中に減速停止指令が入力された（ａ１）場合、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１および第１の定速運転時間ｔｒ１を演算した後、第１の定速運転時間ｔｒ１が定速運転保持時間ｔｒ０よりも大きい場合には、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２（ｆｏｕｔ２＞ｆｏｕｔ１）を演算し、加速途中に減速停止指令が入力された（ａ１）後も第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２まで加速を継続し、第２の定速運転周波数ｆｏｕｔ２で定速運転保持時間ｔｒ０定速運転した後、減速するようにしたので、運転周波数が低い加速途中で減速停止指令が入力された場合でも、低速で長時間運転することなく定位置に停止させることができる。
実施の形態３．
第５図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の構成を示す図である。図において、１１、１２、２１〜２３、２６は第１図と同様であり、その説明を省略する。１ｃは可変速装置、２ｃはパラメータ設定される直線加減速またはＳ字曲線加減速などの加減速パターン、加減速基準周波数ｆｓｔｄ、低速時周波数ｆｍｉｎ、０Ｈｚから加減速基準周波数ｆｓｔｄまで加速する基準加速時間ｔａ１、加減速基準周波数ｆｓｔｄから低速時周波数ｆｍｉｎまで減速する基準減速時間ｔｄ１、定速運転保持時間ｔｒ０、減速下限時間ｔｍｉｎなどのデータを記憶する記憶部、３ｃは始動指令、減速停止指令などにより記憶部２ｃに設定された各種データに基づきインバータ部２３を制御する制御部である。
制御部３ｃは、定速運転周波数演算手段１１と、定速運転時間演算手段１２と、定速運転時間演算手段１２で演算した第１の定速運転時間ｔｒ１を判定し、第１の定速運転時間ｔｒ１が負となった場合に、減速時間を短縮する減速時間短縮手段１４を備える。
加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ１は、上述の実施の形態１で示したように式（４）として求めることができる。
Ｓａｄ１＝Ｓａｇ１＋Ｓｇｈ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１…・・式（４）
また、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、上述の実施の形態１に示したように式（５）として求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ１／ｆｏｕｔ１ …・・式（５）
ここで、上述のＳｇｈ１は、Ｓａｄ１＝Ｓａｄ１１からＳｇｈ１＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ１＋Ｓｈｂ１＋Ｓｂｃ１＋Ｓｃｄ１）として求めることができる。
加速途中で減速停止指令が入力された時点（ａ１）が、加減速基準周波数ｆｓｔｄの近傍であったような場合には、曲線加速区間（ａ１〜ｇ１）および定速運転区間（ｇ１〜ｈ１）での移動により、式（５）で求めた第１の定速運転時間ｔｒ１が負となることがある。第１の定速運転時間ｔｒ１が負となる場合においては、例え第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１をゼロとしても、減速時移動距離はオーバーシュートしてしまうことになる。
第６図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の制御方法を示す図で、（ａ）は運転パターン、（ｂ）は減速停止指令・停止指令の状態を示すものである。図において、ｆｓｔｄ、ｆｍｉｎ、ｔｄ１、ｆｏｕｔ１、ｔｒ１、ｔｄ３は第２図と同様であり、その説明を省略する。また、ａ３は減速停止指令が入力された時点、ｇ３はＳ字曲線加速終了時点（第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１での運転開始時点）、ｈ３は第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で第１の定速運転時間ｔｒ１定速運転後に減速開始される時点である。また、ｂ３，ｃ３，ｄ３は運転パターンＡ３におけるＳ字曲線減速の通過点である。ａ３〜ｇ３間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線加速区間、ｈ３〜ｂ３間，ｃ３〜ｄ３間はＳ字曲線加減速パターンにおける曲線減速区間である。また、ｄ３はＳ字曲線減速終了時点、ｅ３は低速時周波数ｆｍｉｎで定速運転後に停止指令が入力される時点である。
また、ａ３〜ｇ３間の面積をＳａｇ３、ｇ３〜ｈ３間の面積をＳｇｈ３、ｈ３〜ｂ３間の面積をＳｈｂ３、ｂ３〜ｃ３間の面積をＳｂｃ３、ｃ３〜ｄ３間の面積をＳｃｄ３とすると、加速途中に減速停止指令が入力されたパターンＡ３の場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離Ｓａｄ３は、上述の実施の形態１に示した運転パターンＡ１における式（４）と同様であり、式（８）となる。
Ｓａｄ３＝Ｓａｇ３＋Ｓｇｈ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３…・・式（８）
また、第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１で定速運転する第１の定速運転時間ｔｒ１は、上述の実施の形態１に示した式（５）と同様であり、式（９）により求めることができる。
ｔｒ１＝Ｓｇｈ３／ｆｏｕｔ１ …・・式（９）
ここで、上述のＳｇｈ３はＳａｄ３＝Ｓａｄ１１より、
Ｓｇｈ３＝Ｓａｄ１１−（Ｓａｇ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３）
として求めることができる。
ｔｒ１＝０の場合には、Ｓｇｈ３＝０であり、
Ｓａｄ１１＝Ｓａｇ３＋Ｓｈｂ３＋Ｓｂｃ３＋Ｓｃｄ３
となるが、Ｓａｇ３、Ｓｈｂ３、Ｓｃｄ３はＳ字曲線加減速部分であり、Ｓｂｃ３を少なくする（ｂ３〜ｃ３の時間を短くする）ことにより、減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を一定にする。したがって、減速時間ｔｄ５は、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３よりも短くする（ｔｄ３＞ｔｄ５＞減速下限時間ｔｍｉｎ）必要がある。ここで、減速下限時間ｔｍｉｎは、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３を変更する場合に下限となる時間である。
上述の実施の形態１においては、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３により低速時周波数ｆｍｉｎまで減速するようにした例を示したが、実施の形態３においては、第１の定速運転時間ｔｒ１が負となる場合には、減速時間ｔｄ５を、基準減速時間ｔｄ１に第１の定速運転周波数ｆｏｕｔ１と加減速基準周波数ｆｓｔｄとの比を掛けて算出した減速時間ｔｄ３よりも短くすることで移動距離を合わせるようにしたので、減速停止指令が入力された時点の速度が加減速基準周波数に近い場合であっても、滑らかに減速停止することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる可変速装置の減速停止時制御方法はエレベータのように定位置停止する用途において用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の構成を示す図である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第３図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の構成を示す図である。
第４図はこの発明の実施の形態２に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の構成を示す図である。
第６図はこの発明の実施の形態３に係る可変速装置の制御方法を示す図である。
第７図は従来の可変速装置の構成を示す図である。
第８図は従来の可変速装置の制御方法を示す図である。
第９図はエレベータの運転パターンを示す図である。
Claims (2)
- 交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、このコンバータ部で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、減速停止指令が入力された場合にあらかじめ設定されている基準減速時間に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で低速周波数まで減速した後、減速停止するように前記インバータ部を制御する制御部と、を有する可変速装置において、
前記制御部は、加速途中に減速停止指令が入力された時に、定速運転させる第１の定速運転周波数を演算する定速運転周波数演算手段と、
加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記第１の定速運転周波数による第１の定速運転時間を演算する定速運転時間演算手段と、前記第１の定速運転時間があらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい場合に、この定速運転保持時間で運転する第２の定速運転周波数を演算する定速運転周波数補正手段と、を備え、
加速途中で減速停止指令が入力された場合で、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間が、あらかじめ設定されている定速運転保持時間よりも大きい時には、さらに第２の定速運転周波数まで加速を継続し、前記定速運転保持時間だけ前記第２の定速運転周波数により運転した後、前記基準減速時間に前記第２の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で前記低速時周波数まで減速するようにしたことを特徴とする可変速装置。 - 交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、このコンバータ部で変換された直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、減速停止指令が入力された場合にあらかじめ設定されている基準減速時間に減速停止指令入力時の運転周波数と加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間で低速周波数まで減速した後、減速停止するように前記インバータ部を制御する制御部と、を有する可変速装置において、
前記制御部は、加速途中に減速停止指令が入力された時に、定速運転させる第１の定速運転周波数を演算する定速運転周波数演算手段と、
加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離を加減速基準周波数で運転中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記第１の定速運転周波数による第１の定速運転時間を演算する定速運転時間演算手段と、前記定速運転時間演算手段で演算した第１の定速運転時間を判定し、前記第１の定速運転時間が負となる場合には、加速途中に減速停止指令が入力された場合の減速開始から減速終了するまでの減速時移動距離と等しくするために、前記基準減速時間に前記第１の定速運転周波数と前記加減速基準周波数との比を掛けて算出した減速時間を短縮する減速時間短縮手段と、を備えたことを特徴とする可変速装置。
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