JP6707707B2 - Elevator - Google Patents

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Description

本発明は、同期電動機によって駆動されるエレベーターに関する。 The present invention relates to an elevator driven by a synchronous motor.

エレベーターを駆動するためには、小型化や高効率化といった観点から永久磁石を用いた同期式の電動機が利用される。このような同期電動機を制御するためには、回転子の磁極位置を検出する必要がある。磁極位置を検出するためのセンサとして、たとえば光学式や磁気式のロータリーエンコーダや、レゾルバなどが用いられている。 In order to drive the elevator, a synchronous electric motor using a permanent magnet is used from the viewpoint of miniaturization and high efficiency. In order to control such a synchronous motor, it is necessary to detect the magnetic pole position of the rotor. As a sensor for detecting the magnetic pole position, for example, an optical or magnetic rotary encoder, a resolver, or the like is used.

同期電動機を用いたエレベーターにおいて、磁極位置を検出するためのセンサが故障した場合、磁極位置信号が得られず同期電動機の制御が困難になる。特に、つり合い錘を利用するエレベーターを制御する場合には、つり合い錘の重量と乗りかごの重量との差分に相当するトルクを同期電動機が出力できないと、つり合い錘または乗りかごのうちどちらか重量の大きいほうへ引きずられるように乗りかごが移動する。このように、エレベーターの制御では、乗りかごを静止させるためのトルクを基準として乗りかごの加速および減速を行うため、同期電動機のトルクの制御が重要であり、同期電動機が所望のトルクを出力するためには、センサによる磁極位置の検出が重要である。 In an elevator using a synchronous motor, if the sensor for detecting the magnetic pole position fails, the magnetic pole position signal cannot be obtained, making it difficult to control the synchronous motor. In particular, when controlling an elevator that uses a balancing weight, if the synchronous motor cannot output the torque corresponding to the difference between the weight of the balancing weight and the weight of the car, the weight of either the balancing weight or the car cannot be output. The car moves so that it can be dragged to the larger side. As described above, in the elevator control, since the car is accelerated and decelerated based on the torque for stopping the car, it is important to control the torque of the synchronous motor, and the synchronous motor outputs the desired torque. Therefore, it is important to detect the magnetic pole position by the sensor.

センサが故障したときに、救出運転などのために、エレベーターを駆動する従来技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。 As a conventional technique for driving an elevator for rescue operation or the like when a sensor fails, the technique described in Patent Document 1 is known.

特許文献1に記載の技術では、検出電流と、電圧指令と、モータ定数に基づいて、磁極位置を推定し、推定された磁極位置に基づいて同期電動機を駆動する。 In the technique described in Patent Document 1, the magnetic pole position is estimated based on the detected current, the voltage command, and the motor constant, and the synchronous motor is driven based on the estimated magnetic pole position.

特開2016−639号公報JP, 2016-639, A

しかしながら、上記従来技術においては、初期磁極位置の推定精度に起因するモータのつり合いトルク不足により、シーブに回転方向の振動が発生する。さらに、このような振動に対して制御追従性が不十分なため、つり合いトルクまでトルクが補償されず、乗りかごまたはつり合い錘のうちどちらか重いほうへ乗りかごが引きずられて移動してしまう恐れがある。 However, in the above-mentioned conventional technique, vibration in the rotational direction occurs in the sheave due to insufficient balance torque of the motor due to the estimation accuracy of the initial magnetic pole position. Furthermore, because the control followability is insufficient for such vibration, the torque is not compensated up to the balance torque, and the car may be dragged and moved to the heavier of the car and the counterweight. There is.

そこで、本発明は、磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転できるエレベーターを提供する。 Therefore, the present invention provides an elevator that can stably drive a car when a magnetic pole position signal from a magnetic pole position sensor cannot be obtained.

上記課題を解決するために本発明によるエレベーターは、乗りかごを駆動する同期電動機と、同期電動機を制動するブレーキと、同期電動機を制御する制御装置と、を備えるものであって、制御装置は、同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、同期電動機の回転子の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、推定された初期磁極位置において、負荷トルクと、同期電動機のモータトルクとがつり合う場合における、初期磁極位置と、同期電動機の固定子の磁極位置との位相差を算出し、算出される位相差を初期磁極位置に加算することにより、補正された初期磁極位置を算出し、算出される補正された初期磁極位置を磁極位置指令作成部に出力する磁極位相差加算部と、ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、を備え、ブレーキ制御部がブレーキを制動状態から開放する時、磁極位置指令作成部は、磁極位相差加算部から入力する補正された初期磁極位置を磁極位置指令として設定し、ブレーキを開放後、乗りかごが始動される。 To solve the above problems, the elevator according to the present invention includes a synchronous motor that drives a car, a brake that brakes the synchronous motor, and a control device that controls the synchronous motor. A magnetic pole position command creation unit that creates a magnetic pole position command for the synchronous motor, an initial magnetic pole position estimation unit that estimates the initial magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor, a load torque at the estimated initial magnetic pole position, and a synchronous motor Corrected initial magnetic pole position by calculating the phase difference between the initial magnetic pole position and the magnetic pole position of the stator of the synchronous motor when the motor torque is balanced, and adding the calculated phase difference to the initial magnetic pole position. The brake control unit includes a magnetic pole phase difference addition unit that outputs the calculated corrected initial magnetic pole position to the magnetic pole position command creation unit and a brake control unit that controls opening and braking of the brake. When releasing from the braking state, the magnetic pole position command creating unit sets the corrected initial magnetic pole position input from the magnetic pole phase difference adding unit as a magnetic pole position command, and after releasing the brake, the car is started.

また、上記課題を解決するために本発明によるエレベーターは、乗りかごを駆動する同期電動機と、同期電動機を制動するブレーキと、同期電動機を制御する制御装置と、を備えるものであって、制御装置は、同期電動機のモータトルクが定格以上となる一定の電流値の電流指令を作成する電流指令作成部と、同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、電流指令および磁極位置指令に基づいて、磁極位置指令に応じて設定される制御軸によって同期電動機を制御する電流制御部と、同期電動機の回転子の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、負荷トルクと、同期電動機のモータトルクとがつり合う場合における、電流制御部に設定される制御軸と、同期電動機の固定子に設定される制御軸との位相差を算出し、算出される位相差を初期磁極位置に加算することにより、補正された初期磁極位置を算出し、算出される補正された初期磁極位置を磁極位置指令作成部に出力する磁極位相差加算部と、ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、を備え、ブレーキ制御部がブレーキを制動状態から開放する時、磁極位置指令作成部は、補正された初期磁極位置を磁極位置指令として電流制御部に設定し、ブレーキを開放後、乗りかごが始動され、磁極位置指令作成部は、乗りかごの始動後、速度指令に応じた所定パターンの磁極位置指令を出力する。 Further, in order to solve the above problems, an elevator according to the present invention includes a synchronous motor that drives a car, a brake that brakes the synchronous motor, and a control device that controls the synchronous motor. Is a current command creation unit that creates a current command of a constant current value at which the motor torque of the synchronous motor exceeds the rated value, a magnetic pole position command creation unit that creates a magnetic pole position command of the synchronous motor, a current command and a magnetic pole position command. Based on, the current control unit that controls the synchronous motor by the control axis set according to the magnetic pole position command, the initial magnetic pole position estimation unit that estimates the initial magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor, the load torque, and the synchronization. When the motor torque of the electric motor is balanced, the phase difference between the control axis set in the current control unit and the control axis set in the stator of the synchronous motor is calculated, and the calculated phase difference is set to the initial magnetic pole position. A magnetic pole phase difference addition unit that calculates a corrected initial magnetic pole position by adding and outputs the calculated corrected initial magnetic pole position to the magnetic pole position command creation unit, and brake control that controls opening and braking of the brake. When the brake control unit releases the brake from the braking state, the magnetic pole position command creating unit sets the corrected initial magnetic pole position as the magnetic pole position command in the current control unit, and after releasing the brake, The car is started, and the magnetic pole position command creating unit outputs a magnetic pole position command in a predetermined pattern according to the speed command after the car is started.

本発明によれば、負荷トルクとモータトルクとがつり合う場合における、初期磁極位置と同期電動機の固定子の磁極位置との位相差が加算されて、補正された初期磁極位置が磁極位置指令として設定されるので、ブレーキを開放後、乗りかごが、静定状態から始動される。 According to the present invention, when the load torque and the motor torque are in balance, the phase difference between the initial magnetic pole position and the magnetic pole position of the stator of the synchronous motor is added, and the corrected initial magnetic pole position is set as the magnetic pole position command. Therefore, after releasing the brake, the car is started from the static state.

また、本発明によれば、負荷トルクとモータトルクとがつり合う場合における、電流制御部に設定される制御軸と、同期電動機の固定子に設定される制御軸との位相差が加算されて、補正された初期磁極位置が磁極位置指令として電流制御部に設定されるので、ブレーキを開放後、乗りかごが、静定状態から始動される。 Further, according to the present invention, when the load torque and the motor torque are balanced, the phase difference between the control axis set in the current control unit and the control axis set in the stator of the synchronous motor is added, Since the corrected initial magnetic pole position is set in the current controller as the magnetic pole position command, the car is started from the static state after the brake is released.

これらにより、磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転できる。 As a result, when the magnetic pole position signal from the magnetic pole position sensor cannot be obtained, the car can be operated stably.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の一実施形態であるエレベーターを示す全体構成図である。It is the whole lineblock diagram showing the elevator which is one embodiment of the present invention. コントローラの機能ブロックと、電力変換器および同期電動機の関係を示す。The relationship between the functional block of a controller, a power converter, and a synchronous motor is shown. 本実施形態の動作の概要を示す。An outline of the operation of this embodiment will be shown. 同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差との関係を示す。The relationship between the torque of the synchronous motor and the phase difference between the actual q axis of the synchronous motor and the q axis of the controller is shown. 本実施形態におけるコントローラの処理動作の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a flow of processing operation of a controller in this embodiment. 同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差との関係を示す。The relationship between the torque of the synchronous motor and the phase difference between the actual q axis of the synchronous motor and the q axis of the controller is shown. 比較例の動作の概要を示す。An outline of the operation of the comparative example is shown. 比較例について、同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差との関係を示す。For a comparative example, the relationship between the torque of the synchronous motor and the actual phase difference between the q-axis of the synchronous motor and the q-axis of the controller will be shown.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same reference numerals indicate the same constituent elements or constituent elements having similar functions.

図1は、本発明の一実施形態であるエレベーターを示す全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an elevator that is an embodiment of the present invention.

本実施形態において、乗りかご104の移動は、電力変換器101、およびコントローラ100(制御装置)を含む駆動制御装置によって同期電動機103の駆動を制御することにより制御される。コントローラ100は、電流指令作成部1、磁極位置指令作成部2、磁極位相差加算部3、および初期磁極位置推定部4を備える。これらの機能については後述する。また、乗りかご104には、秤センサ7が設けられ、秤センサ7によって乗りかご104の積載荷重が検出される。秤センサ7の検出信号はコントローラ100に入力される。 In the present embodiment, the movement of the car 104 is controlled by controlling the drive of the synchronous motor 103 by the drive control device including the power converter 101 and the controller 100 (control device). The controller 100 includes a current command creation unit 1, a magnetic pole position command creation unit 2, a magnetic pole phase difference addition unit 3, and an initial magnetic pole position estimation unit 4. These functions will be described later. In addition, the car 104 is provided with a scale sensor 7, and the load of the car 104 is detected by the scale sensor 7. The detection signal of the balance sensor 7 is input to the controller 100.

同期電動機103としては、永久磁石式同期電動機が適用される。なお、本実施形態では、表面磁石型などの非突極性の永久磁石式同期電動機が適用される。このため、いわゆるセンサレス制御は適用しにくく、通常時は、図示されない磁極位置センサによって検出される磁極位置に基づいて、同期電動機103は制御される。 A permanent magnet type synchronous motor is applied as the synchronous motor 103. In this embodiment, a non-salient permanent magnet synchronous motor such as a surface magnet type is applied. For this reason, so-called sensorless control is difficult to apply, and normally, the synchronous motor 103 is controlled based on the magnetic pole position detected by a magnetic pole position sensor (not shown).

乗りかご104は、建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に渡って移動する。乗りかご104と、乗りかご104と重量バランスを取るためのつり合い錘とは、主ロープに接続される。すなわち、乗りかご104とつり合い錘は、主ロープを介して、互いに接続されている。また、乗りかご104には、乗り場側扉と係合して開閉する乗りかご側扉が設けられている。 The car 104 moves in the hoistway formed in the building across a plurality of floors. The car 104 and a counterweight for balancing the car 104 and weight are connected to the main rope. That is, the car 104 and the counterweight are connected to each other via the main rope. Further, the car 104 is provided with a car side door that engages with the landing side door to open and close.

乗りかご104は、同期電動機103によって綱車(シーブ)が回転駆動されることにより、綱車に巻き掛けられる主ロープが駆動されると、昇降路内を移動する。同期電動機103には、電力変換器101によって駆動用の電力が供給される。電力変換器101は、通常、コントローラ100が出力する、かご位置制御指令またはかご速度指令あるいはトルク指令に応じて、同期電動機103を制御するための電力を出力する。 The car 104 moves in the hoistway when the sheave (sheave) is driven to rotate by the synchronous motor 103 and the main rope wound around the sheave is driven. Power for driving is supplied to the synchronous motor 103 by the power converter 101. The power converter 101 normally outputs electric power for controlling the synchronous motor 103 according to a car position control command, a car speed command, or a torque command output by the controller 100.

コントローラ100は、乗りかご104を制動させる場合、ブレーキ電源停止指令10および動力電源停止指令を出力する。ブレーキ電源停止指令10によって、ブレーキ電源とブレーキ102間に設けられる電磁接触器(コンタクタ)が開放される。これにより、ブレーキ102への電力供給が遮断されるので、ブレーキ102は制動状態となる。また、動力電源停止指令によって、動力電源と電力変換器101間に設けられる電磁接触器が開放される。これにより、電力変換器101への電力供給が遮断されるので、同期電動機103への電力供給が停止する。 When braking the car 104, the controller 100 outputs the brake power supply stop command 10 and the power supply stop command. By the brake power supply stop command 10, the electromagnetic contactor (contactor) provided between the brake power supply and the brake 102 is opened. As a result, the power supply to the brake 102 is cut off, so that the brake 102 is in the braking state. Further, the electromagnetic contactor provided between the power source and the power converter 101 is opened by the power source stop command. As a result, the power supply to the power converter 101 is cut off, so that the power supply to the synchronous motor 103 is stopped.

位置センサ5は、遮蔽板6を検出することにより、乗りかご104が戸開可能な位置に位置しているかどうかを検出するドアゾーンセンサである。 The position sensor 5 is a door zone sensor that detects whether the car 104 is located at a position where the door can be opened by detecting the shield plate 6.

図2は、コントローラ100の機能ブロックと、電力変換器101および同期電動機103の関係を示す。 FIG. 2 shows the relationship between the functional blocks of the controller 100 and the power converter 101 and the synchronous motor 103.

電流指令作成部1は、同期電動機103の出力トルクに応じた電流指令を出力する。なお、本実施形態において、電流指令作成部1は、定格トルク以上の出力トルクに応じた電流指令を出力する。また、本実施形態では、この電流指令の値は一定値である。 The current command generator 1 outputs a current command according to the output torque of the synchronous motor 103. In this embodiment, the current command generator 1 outputs a current command according to the output torque equal to or higher than the rated torque. Further, in the present embodiment, the value of this current command is a constant value.

磁極位置指令作成部2は、磁極位相差加算部3から入力する補正された初期磁極位置を基準に、同期電動機103の速度に応じた磁極位置指令を出力する。磁極位置指令作成部2は、初期磁極位置推定部4によって推定され、さらに磁極位相差加算部3によって補正された初期磁極位置を、磁極位置指令として電流制御部21に出力する。その後、ブレーキ指令部23がブレーキ102を開くと、磁極位置指令作成部2は、乗りかご104の始動時は補正された初期磁極位置を出力し、始動後は、乗りかごを動かして保守運転あるいは救出運転するための速度指令に応じた所定パターンの磁極位置指令を出力する。これにより、乗りかご始動後において、磁極位置センサの異常や故障などによって同期電動機の回転子の磁極位置情報が得られなくても、乗りかご104を運転することができる。 The magnetic pole position command creating unit 2 outputs a magnetic pole position command according to the speed of the synchronous motor 103 with reference to the corrected initial magnetic pole position input from the magnetic pole phase difference adding unit 3. The magnetic pole position command generator 2 outputs the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimator 4 and corrected by the magnetic pole phase difference adder 3 to the current controller 21 as a magnetic pole position command. After that, when the brake command unit 23 opens the brake 102, the magnetic pole position command creating unit 2 outputs the corrected initial magnetic pole position when the car 104 is started, and after the start, the car is moved to perform maintenance operation or A magnetic pole position command having a predetermined pattern corresponding to the speed command for the rescue operation is output. As a result, after the car is started, the car 104 can be operated even if the magnetic pole position information of the rotor of the synchronous motor cannot be obtained due to an abnormality or a failure of the magnetic pole position sensor.

初期磁極位置推定部4は、同期電動機103の初期磁極位置を推定する。初期磁極位置を推定する手段としては、公知の技術が適用される。たとえば、ある特定のパターンを有する高調波電流を、電力変換器101を介して同期電動機103へ印加し、電流センサ22によって検出される電流のフィードバック信号のパターンに基づいて、初期磁極位置を推定する。なお、このような推定手段に限らず、様々な初期磁極位置推定手段あるいは検出手段が適用できる。 The initial magnetic pole position estimation unit 4 estimates the initial magnetic pole position of the synchronous motor 103. A known technique is applied as a means for estimating the initial magnetic pole position. For example, a harmonic current having a specific pattern is applied to the synchronous motor 103 via the power converter 101, and the initial magnetic pole position is estimated based on the pattern of the current feedback signal detected by the current sensor 22. . Note that various initial magnetic pole position estimation means or detection means can be applied without being limited to such estimation means.

磁極位相差加算部3は、秤センサ7によって検出される乗りかご104の荷重に応じて、乗りかご側とつり合い錘側がつり合って乗りかご104が停止する場合における、コントローラ100内に設定されている制御用座標軸と、同期電動機103の回転子に設定される制御用座標軸(以下、「制御軸」と記載する)との位相差(後述するΔθ)を算出する。さらに、磁極位相差加算部3は、初期磁極位置推定部4によって推定された初期磁極位置を、算出された位相差に基づいて、すなわち推定された初期磁極位置にこの位相差を加算して補正し、補正された初期磁極位置を出力する。The magnetic pole phase difference addition unit 3 is set in the controller 100 when the car 104 and the weight side are in balance and the car 104 stops according to the load of the car 104 detected by the scale sensor 7. A phase difference (Δθ L described later) between the existing control coordinate axis and the control coordinate axis set on the rotor of the synchronous motor 103 (hereinafter, referred to as “control axis”) is calculated. Further, the magnetic pole phase difference addition unit 3 corrects the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimation unit 4 based on the calculated phase difference, that is, by adding this phase difference to the estimated initial magnetic pole position. Then, the corrected initial magnetic pole position is output.

この位相差は、初期磁極位置推定部4によって推定される初期磁極位置と、同期電動機103の固定子の磁極位置との位相差に相当する。従って、同期電動機103は、この位相差と、回転子の磁束(本実施形態では永久磁石磁束)と、電流指令作成部1が出力する電流指令とに応じて、乗りかご側とつり合い錘側とがつり合うようなモータトルクを発生する。 This phase difference corresponds to the phase difference between the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimation unit 4 and the magnetic pole position of the stator of the synchronous motor 103. Therefore, the synchronous motor 103 is connected to the car side and the counterweight side according to the phase difference, the magnetic flux of the rotor (permanent magnet magnetic flux in this embodiment), and the current command output by the current command creating unit 1. Generates a motor torque that balances them.

ブレーキ指令部23は、ブレーキの開閉指令を出力するが、初期磁極位置が、初期磁極位置推定部4によって推定され、さらに磁極位相差加算部3によって補正されると、ブレーキを開く指令を出力する。 The brake command unit 23 outputs a command to open/close the brake, but when the initial magnetic pole position is estimated by the initial magnetic pole position estimation unit 4 and further corrected by the magnetic pole phase difference addition unit 3, it outputs a command to open the brake. ..

電流制御部21は、電流指令作成部1からの電流指令と磁極位置指令作成部2からの磁極位置指令に基づいて、電力変換器101の制御指令(例えば、電圧指令)を出力する。電流制御部21においては、電流指令と、電流センサからの電流フィードバック信号との差分が零に近づくように、比例積分制御によって制御指令を作成する。なお、本実施形態では、回転座標系のd軸およびq軸電流に基づいて電流制御を行う、いわゆるベクトル制御が適用される。 The current control unit 21 outputs a control command (for example, a voltage command) for the power converter 101 based on the current command from the current command creation unit 1 and the magnetic pole position command from the magnetic pole position command creation unit 2. The current control unit 21 creates a control command by proportional-plus-integral control so that the difference between the current command and the current feedback signal from the current sensor approaches zero. In the present embodiment, so-called vector control is applied in which current control is performed based on the d-axis and q-axis currents of the rotating coordinate system.

ここで、コントローラ100内に設定される制御軸、すなわち電流制御部21におけるベクトル制御の制御軸は、補正された初期磁極位置に応じて設定される。従って、起動時において、コントローラ100内に設定されている制御軸と、同期電動機103の回転子に設定される制御軸との位相差は、乗りかご104とつり合い錘がつり合う場合の位相差となる。このため、エレベーターは、乗りかご104とつり合い錘がつり合って停止した状態で安定に起動される。従って、磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転できる。 Here, the control axis set in the controller 100, that is, the control axis of the vector control in the current control unit 21 is set according to the corrected initial magnetic pole position. Therefore, at startup, the phase difference between the control axis set in the controller 100 and the control axis set in the rotor of the synchronous motor 103 is the phase difference when the car 104 and the counterweight are in balance. .. Therefore, the elevator is stably started in a state where the elevator car 104 and the counterweight are in balance and stopped. Therefore, when the magnetic pole position signal cannot be obtained from the magnetic pole position sensor, the car can be operated stably.

また、ブレーキ102が開かれると、乗りかご104が静定するのを待つことなく、ただちに乗りかご104を昇降させることができる。従って、磁極位置センサが故障した場合、保守作業時間や救出運転時間が短縮できる。 Also, when the brake 102 is opened, the car 104 can be immediately moved up and down without waiting for the car 104 to settle. Therefore, when the magnetic pole position sensor fails, maintenance work time and rescue operation time can be shortened.

なお、ベクトル制御に限らず、他の制御技術を適用しても良い。 Note that other control techniques may be applied instead of the vector control.

図3は、本実施形態の動作の概要を示す。時間経過順に、期間(a),(b),(c)および(d)に分けて以下説明する。 FIG. 3 shows an outline of the operation of this embodiment. In the order of elapsed time, the periods (a), (b), (c) and (d) will be described below separately.

期間(a)においては、電流指令は定格トルク以上(図3では120%)の出力トルクに対応するが、初期磁極位置推定前であり、磁極位置指令は0°である。したがって、図示のように、コントローラにおいて作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間には差がある。また、ブレーキ指令はONであり、ブレーキは制動状態である。すなわち、乗りかごは停止している。なお、ここでは、磁極位置センサの故障により、エレベーターが停止している状態が想定されている。また、電流指令は、期間(a)以降も、定格トルク以上の出力トルクに対応する所定の一定値に保持される。 In the period (a), the current command corresponds to the output torque equal to or higher than the rated torque (120% in FIG. 3), but before the initial magnetic pole position estimation, the magnetic pole position command is 0°. Therefore, as shown in the figure, there is a difference between the magnetic pole position command generated by the controller and the actual magnetic pole position of the synchronous motor. The brake command is ON, and the brake is in the braking state. That is, the car is stopped. Note that, here, it is assumed that the elevator is stopped due to a failure of the magnetic pole position sensor. Further, the current command is maintained at a predetermined constant value corresponding to the output torque equal to or higher than the rated torque even after the period (a).

期間(b)のおいては、初期磁極位置が推定され、さらに推定された初期磁極位置が、乗りかごの積載荷重に基づいて、乗りかごとつり合い錘がつり合うように補正され、補正された初期磁極位置が磁極位置指令としてセットされる。また、期間(a)と同様に、ブレーキは制動状態であり、乗りかごは停止している。このため、図示のように、コントローラ100において作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置(推定された初期磁極位置)との間の差は、期間(a)よりも小さな一定値となり、同期電動機は乗りかごとつり合い錘とがつり合うようなモータトルクを発生する。 In the period (b), the initial magnetic pole position is estimated, and the estimated initial magnetic pole position is corrected based on the load of the car so that the car and the counterweight are balanced, and the corrected initial magnetic pole position is corrected. The magnetic pole position is set as a magnetic pole position command. Further, as in the period (a), the brake is in the braking state and the car is stopped. Therefore, as shown in the figure, the difference between the magnetic pole position command generated by the controller 100 and the actual magnetic pole position of the synchronous motor (estimated initial magnetic pole position) is a constant value smaller than the period (a). Therefore, the synchronous motor generates a motor torque that balances the ride car and the counterweight.

期間(c)は、ブレーキが開いてから乗りかごが制定するまでの期間である。本実施形態では、期間(c)において、ブレーキ指令はOFFに遷移して、ブレーキは開放されるが、この時、磁極位置指令は、上述のように補正された初期磁極位置が磁極位置指令としてセットされている。したがって、乗りかごとつり合い錘がつり合った状態でブレーキが開放されるので、乗りかごが静定するまでに時間をほとんど要さない。 The period (c) is the period from the opening of the brake to the establishment of the car. In the present embodiment, in the period (c), the brake command shifts to OFF and the brake is released. At this time, the magnetic pole position command is the initial magnetic pole position corrected as described above as the magnetic pole position command. It is set. Therefore, since the brake is released in the state where the car and the counterweight are in balance, it takes almost no time until the car is settled.

期間(d)は、速度指令に応じた磁極位置指令を与えることで、同期電動機が回転される。期間(d)の開始時においては、期間(c)において印加される電流に応じた同期電動機のトルクと、乗りかご側の重さとつり合い錘側の重さとの差分による負荷トルクとがつり合って、同期電動機の回転が停止しているため、速度指令に応じた磁極位置をフィードフォワードで与えることにより、同期電動機を安定に回転させることができる。 During the period (d), the synchronous motor is rotated by giving a magnetic pole position command according to the speed command. At the start of the period (d), the torque of the synchronous motor according to the current applied in the period (c) and the load torque due to the difference between the weight on the car side and the weight on the counterweight side are balanced. Since the rotation of the synchronous motor is stopped, it is possible to stably rotate the synchronous motor by giving the magnetic pole position according to the speed command by feedforward.

図4は、同期電動機のトルクと、同期電動機の回転子における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差Δθとの関係を示す。なお、縦軸はトルクTを示し、横軸はΔθを示す。FIG. 4 shows the relationship between the torque of the synchronous motor and the phase difference Δθ r between the actual q axis of the rotor of the synchronous motor and the q axis of the controller. The vertical axis represents the torque T and the horizontal axis represents Δθ r .

図4中、曲線で示される同期電動機のモータトルクTは、電流指令(q軸(トルク)電流指令)をiqcとすると、式(1)で表される。式(1)中、Kはトルク定数である。In FIG. 4, the motor torque T m of the synchronous motor shown by the curve is represented by the equation (1) when the current command (q-axis (torque) current command) is i qc . In Formula (1), Kt is a torque constant.

Figure 0006707707
Figure 0006707707

Δθが0であるとき、同期電動機のトルクTはコントローラが作成する電流指令に応じたトルクと一致する。なお、図4中の直線は、乗りかご側の重さとつり合いおもり側の重さの差分に対する負荷トルクTを示す。When Δθ r is 0, the torque T m of the synchronous motor matches the torque according to the current command created by the controller. The straight line in FIG. 4 indicates the load torque T L with respect to the difference between the weight on the car side and the weight on the counterweight side.

図4においては、乗りかご内の負荷が最大積載重量の半分以下、すなわち負荷が50%以下である。従って、図4では、磁極位置センサが故障した状態で、小さな負荷で乗りかごを運転する場合が想定されている。そのような場合として、例えば、磁極位置センサの故障に対する保守作業を行うために、乗りかごを保守運転する場合がある。 In FIG. 4, the load in the car is half or less of the maximum load weight, that is, the load is 50% or less. Therefore, in FIG. 4, it is assumed that the car is driven with a small load while the magnetic pole position sensor has failed. In such a case, for example, the car may be operated for maintenance in order to perform maintenance work for a failure of the magnetic pole position sensor.

ここで、本実施形態では、50%負荷に対して、乗りかごとつり合い錘が釣り合うように、つり合い錘の重量が設定されている。従って、図4において、つり合い錘は乗りかご側よりも重いので、Tは、つり合い錘を下降させ、乗りかごを上昇させる方向に働く。Here, in the present embodiment, the weight of the balancing weight is set so that the riding cage and the balancing weight are balanced with respect to a 50% load. Therefore, in FIG. 4, since the counterweight is heavier than the car side, TL acts in the direction of lowering the counterweight and raising the car.

なお、つり合い錘とつり合うための乗りかごの積載重量は、50%負荷に限らず、例えば40%負荷でも良い。このような場合においても、つり合い錘側が乗りかご側よりも重ければ、本実施形態は、適用可能である。 The loading weight of the car for balancing with the counterweight is not limited to 50% load, but may be 40% load, for example. Even in such a case, the present embodiment is applicable as long as the counterweight side is heavier than the car side.

また、TがTとつり合うだけの値を取り得るように、電流指令iqcが設定される。なお、本実施形態では、上述のように、電流指令作成部1は、定格トルク以上の出力トルクに応じた一定値の電流指令を出力する。Further, the current command i qc is set so that T m can take a value that is in balance with T L. In the present embodiment, as described above, the current command creating unit 1 outputs the current command of a constant value according to the output torque equal to or higher than the rated torque.

推定される初期磁極位置に対して、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差が点Aの位置であった場合、ブレーキを開くとモータトルクTmと負荷トルクTがつり合わないため、点Bの方へΔθが移動する。すなわち、同期電動機およびシーブが、TとTとがバランスする方向へ回転する。このため、乗りかごを安定に始動することが難しい。When the phase difference between the actual q-axis in the synchronous motor and the q-axis in the controller is the position of point A with respect to the estimated initial magnetic pole position, the motor torque Tm and the load torque T L are balanced when the brake is opened. Since there is none, Δθ r moves toward point B. That is, the synchronous motor and the sheave rotate in the direction in which T m and T L are balanced. Therefore, it is difficult to stably start the car.

これに対し、本実施形態では、ブレーキ開放前に、点Bの状態となるように、すなわちTとバランスするTmを発生するように、同期電動機が制御される。本制御においては、磁極位相加算部は、予めコントローラ内に記憶される無負荷時の乗りかごの重さと秤センサによって検出される乗りかご内の積載荷重とに基づいて乗りかご側の重さを算出する。また、磁極位相加算部は、算出された乗りかご側の重さと、予めコントローラ内に記憶されるつり合い錘側の重さに基づいて、両者の差分に対するトルク、すなわち負荷トルクTを算出する。さらに、磁極位相加算部は、点Bにおける位相差Δθを式(2)により算出する。なお、iqcおよびKは、式(1)と同様に、それぞれ、電流指令(q軸(トルク)電流指令)およびトルク定数である。On the other hand, in the present embodiment, before releasing the brake, the synchronous motor is controlled so as to be in the state of point B, that is, to generate Tm that balances with TL . In this control, the magnetic pole phase addition unit calculates the weight of the car side based on the weight of the car without load stored in the controller in advance and the load in the car detected by the scale sensor. calculate. In addition, the magnetic pole phase addition unit calculates the torque for the difference between the two, that is, the load torque T L , based on the calculated weight on the car side and the weight on the counterweight side stored in advance in the controller. Further, the magnetic pole phase addition unit calculates the phase difference Δθ L at the point B by the formula (2). It should be noted that i qc and K t are a current command (q-axis (torque) current command) and a torque constant, respectively, as in equation (1).

Figure 0006707707
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磁極位相差加算部は、算出されたΔθを、初期磁極位置推定部によって推定された初期磁極位置に加算し、補正された初期磁極位置として、磁極位置指令作成部に出力する。磁極位置指令作成部は、補正された初期磁極位置を、磁極位置指令として電流制御部に設定する。電流制御部は、補正された初期磁極位置に応じて、電力変換器を制御して、同期電動機にモータトルクを発生させる。The magnetic pole phase difference addition unit adds the calculated Δθ L to the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimation unit, and outputs the corrected initial magnetic pole position to the magnetic pole position command creation unit. The magnetic pole position command creation unit sets the corrected initial magnetic pole position in the current control unit as a magnetic pole position command. The current controller controls the electric power converter according to the corrected initial magnetic pole position to cause the synchronous motor to generate a motor torque.

ここで、電流制御部においては、補正された初期磁極位置(推定された初期磁極位置+Δθ)に応じて制御軸が設定される。このため、推定された初期磁極位置における同期電動機の実際の制御軸(q軸)とコントローラ(電流制御部)における制御軸(q軸)との位相差はΔθ(図4中の点B)となる。これにより、モータトルクと負荷トルクが釣り合った状態でブレーキが開放される。従って、ブレーキ開放時に、乗りかごが急激に昇降し出すことなく、乗りかごを静定状態から安定に始動できる。Here, in the current controller, the control axis is set according to the corrected initial magnetic pole position (estimated initial magnetic pole position+Δθ L ). Therefore, the phase difference between the actual control axis (q axis) of the synchronous motor and the control axis (q axis) of the controller (current control unit) at the estimated initial magnetic pole position is Δθ L (point B in FIG. 4). Becomes As a result, the brake is released while the motor torque and the load torque are in balance. Therefore, when the brake is released, the car can be stably started from the static state without the car suddenly moving up and down.

図5は、本実施形態におけるコントローラ100(図2参照)の処理動作の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing operations of the controller 100 (see FIG. 2) in this embodiment.

まず、電流指令作成部1によって、電流指令iqcが出力される(ステップS101)。 First, the current command generator 1 outputs the current command iqc (step S101).

次に、初期磁極位置推定部4によって、初期磁極位置が推定される(ステップS102)。 Next, the initial magnetic pole position estimation unit 4 estimates the initial magnetic pole position (step S102).

次に、ステップS102で推定された初期磁極位置が、磁極位相差加算部3にセットされる(ステップS103)。 Next, the initial magnetic pole position estimated in step S102 is set in the magnetic pole phase difference adder 3 (step S103).

次に、モータトルクTと負荷トルクTがつり合う場合における磁極位相差(上述のΔθ)を算出し、算出された磁極位相差が、推定された初期磁極位置に加算される。推定された初期磁極位置に磁極位相差が加算された、補正された初期磁極位置に応じて、同期電動機103が制御される(ステップS104)。Next, the magnetic pole phase difference (Δθ L described above) in the case where the motor torque T m and the load torque T L are in balance is calculated, and the calculated magnetic pole phase difference is added to the estimated initial magnetic pole position. The synchronous motor 103 is controlled according to the corrected initial magnetic pole position obtained by adding the magnetic pole phase difference to the estimated initial magnetic pole position (step S104).

次に、ブレーキ指令部23によって、ブレーキが開放される(ステップS105)。 Next, the brake command unit 23 releases the brake (step S105).

次に、磁極位置指令作成部2によって、速度指令に対応する磁極位置指令作成し、磁極位置指令に応じて、同期電動機103が制御される。 Next, the magnetic pole position command creating unit 2 creates a magnetic pole position command corresponding to the speed command, and controls the synchronous motor 103 according to the magnetic pole position command.

図6は、同期電動機のトルクTと、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差Δθとの関係を示す。なお、図4と同様に、縦軸はトルクTを示し、横軸はΔθを示す。FIG. 6 shows the relationship between the torque T m of the synchronous motor and the phase difference Δθ r between the actual q axis of the synchronous motor and the q axis of the controller. As in FIG. 4, the vertical axis represents the torque T and the horizontal axis represents Δθ r .

図6においては、図4とは異なり、乗りかご内の負荷が最大積載重量の半分以上、すなわち負荷が50%以上である。従って、図6では、磁極位置センサが故障した状態で、大きな負荷で乗りかごを運転する場合が想定されている。そのような場合として、例えば、磁極位置センサが故障して、乗りかごが非常停止したため、乗りかごを救出運転する場合がある。 In FIG. 6, unlike FIG. 4, the load inside the car is half or more of the maximum load weight, that is, the load is 50% or more. Therefore, in FIG. 6, it is assumed that the car is driven with a large load in the state where the magnetic pole position sensor has failed. In such a case, for example, the car may be in a rescue operation because the car has stopped due to a failure of the magnetic pole position sensor.

負荷が50%以上であり、乗りかご側はつり合い錘側よりも重いので、図6に示すように、負荷トルクTは、図4とは正負が逆転し、つり合い錘を上昇させ、乗りかごを下降させる方向に働く。Since the load is 50% or more and the car side is heavier than the counterweight side, as shown in FIG. 6, the load torque TL is reversed in sign from that in FIG. Works in the direction of lowering.

図6に示すように、TとTとがつり合う点Bにおける位相差Δθは、図4の場合とは値は異なるが、Tの正負に関わらず前式(2)によって算出することができる。従って、初期磁極位置推定部4によって推定された初期磁極位置に前式(2)によって算出されたΔθを加算して得られる補正された初期磁極位置に基づいて同期電動機を同様に制御することにより、ブレーキ開放時に、乗りかごを静定状態から安定に始動できる。As shown in FIG. 6, although the phase difference Δθ L at the point B where T m and T L are in balance is different from that in the case of FIG. 4, it is calculated by the above expression (2) regardless of whether the T L is positive or negative. be able to. Therefore, the synchronous motor is similarly controlled based on the corrected initial magnetic pole position obtained by adding Δθ L calculated by the above equation (2) to the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimation unit 4. As a result, when the brake is released, the car can be stably started from the static state.

上述のような実施形態によれば、磁極位置センサの故障や異常により、磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転できる。このため、保守作業や、救出作業を円滑に行うことができるので、作業時間が短縮できる。 According to the above-described embodiment, when the magnetic pole position signal cannot be obtained from the magnetic pole position sensor due to a failure or abnormality of the magnetic pole position sensor, the car can be operated stably. Therefore, the maintenance work and the rescue work can be smoothly performed, and the work time can be shortened.

なお、同期電動機の回転子の磁極方向すなわちd軸方向の初期位相(上記の推定された初期磁極位置)に対して、位相差Δθの方向に固定子による磁束が発生されるように同期電動機を制御できる制御手段であれば、ベクトル制御以外の制御手段を用いることができる。It should be noted that, with respect to the magnetic pole direction of the rotor of the synchronous motor, that is, the initial phase in the d-axis direction (the estimated initial magnetic pole position), the synchronous motor is generated so that the magnetic flux by the stator is generated in the phase difference Δθ L direction. Any control means other than vector control can be used as long as it can control the.

次に、上記の実施形態に対する比較例について、図7および図8を用いて説明する。なお、主に、図3および図4とは異なる点について説明する。 Next, a comparative example with respect to the above embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Note that the points different from those in FIGS. 3 and 4 will be mainly described.

図7は、比較例の動作の概要を示す。本比較例は、磁極位相差加算部を備えず、初期磁極位置推定部で推定された初期磁極位置が、補正されずに、磁極位置指令作成部にセットされる。なお、図7は、図3と同様に、時間経過順に、期間(a),(b),(c)および(d)に分けている。 FIG. 7 shows an outline of the operation of the comparative example. In this comparative example, the magnetic pole phase difference addition unit is not provided, and the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimation unit is set in the magnetic pole position command creation unit without correction. Note that FIG. 7 is divided into periods (a), (b), (c), and (d) in the order of elapsed time, as in FIG.

期間(a)における動作は、図3(実施形態)と同様である。 The operation in the period (a) is the same as that in FIG. 3 (embodiment).

期間(b)においては、推定された初期磁極位置が磁極位置指令にセットされる。また、期間(a)と同様に、ブレーキは制動状態であり、乗りかごは停止している。このため、図示のように、コントローラにおいて作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間の誤差は、期間(a)よりも小さな一定値となる。ここで、誤差の大きさは、初期磁極位置推定の精度に依存する。 In the period (b), the estimated initial magnetic pole position is set in the magnetic pole position command. Further, as in the period (a), the brake is in the braking state and the car is stopped. Therefore, as shown in the figure, the error between the magnetic pole position command created by the controller and the actual magnetic pole position of the synchronous motor is a constant value smaller than the period (a). Here, the magnitude of the error depends on the accuracy of the initial magnetic pole position estimation.

期間(c)においては、ブレーキ指令はOFFであり、ブレーキは開放される。磁極位置指令は、同期電動機およびシーブの回転方向の振動が収まるまでの所定時間(期間(c)の時間)、初期磁極位置に維持される。従って、期間(c)においては、乗りかごの制御状態は、まだ運転状態とはならず、いわば待機状態である。また、同期電動機およびシーブの回転方向の振動に応じて、コントローラにおいて作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間の誤差も振動している。なお、同期電動機およびシーブの回転方向の振動については、後述する。 In the period (c), the brake command is OFF and the brake is released. The magnetic pole position command is maintained at the initial magnetic pole position for a predetermined time (time period (c)) until the vibration in the rotational direction of the synchronous motor and the sheave is stopped. Therefore, in the period (c), the control state of the car does not yet become the driving state, but is a standby state. Further, the error between the magnetic pole position command created by the controller and the actual magnetic pole position of the synchronous motor also vibrates in response to the vibrations of the synchronous motor and the sheave in the rotational direction. The vibration of the synchronous motor and the sheave in the rotation direction will be described later.

期間(d)は、速度指令に応じた磁極位置指令を与えることで、同期電動機が回転される。期間(d)の開始時においては、期間(c)において印加される電流に応じた同期電動機のトルクと、乗りかご側の重さとつり合い錘側の重さとの差分による負荷トルクとがつり合う磁極位置にて、同期電動機の回転が停止しているため、初期磁極位置を基準として、速度指令に応じた磁極位置をフィードフォワードで与えることにより、同期電動機が速度指令に応じて回転される。 During the period (d), the synchronous motor is rotated by giving a magnetic pole position command according to the speed command. At the start of the period (d), the magnetic pole position where the torque of the synchronous motor according to the current applied in the period (c) and the load torque due to the difference between the weight on the car side and the weight on the counterweight side are balanced. Since the rotation of the synchronous motor is stopped, the synchronous motor is rotated according to the speed command by feeding forward the magnetic pole position according to the speed command with the initial magnetic pole position as a reference.

次に、比較例における同期電動機およびシーブの回転方向の振動(以下、単に「振動」と記す)に関し、この振動が静まるまでの現象について、以下、図8を用いて説明する。 Next, with respect to vibration in the rotational direction of the synchronous motor and the sheave in the comparative example (hereinafter, simply referred to as “vibration”), a phenomenon until the vibration subsides will be described below with reference to FIG.

図8は、比較例における同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のq軸とコントローラにおけるq軸の位相差Δθとの関係を示す。FIG. 8 shows the relationship between the torque of the synchronous motor in the comparative example and the phase difference Δθ r between the actual q axis of the synchronous motor and the q axis of the controller.

図8中、同期電動機のトルクTは、図4と同様に、前式(1)で表される。また、図4と同様に、負荷が50%以下であり、負荷トルクTは、つり合い錘を下降させ、乗りかごを上昇させる方向に働く。In FIG. 8, the torque T m of the synchronous motor is represented by the above equation (1), as in FIG. Further, as in FIG. 4, the load is 50% or less, and the load torque T L acts in the direction of lowering the counterweight and raising the car.

推定される初期磁極位置に対して、位相差Δθが点Aの位置であった場合、ブレーキを開くとモータトルクTmと負荷トルクTがつり合わないため、点Bの方へΔθが移動する。すなわち、同期電動機およびシーブが、TとTとがバランスする方向へ回転する。同期電動機およびシーブは、TとTとがバランスする位置を越えて回転する。すなわちΔθが点Bを越える。この時、TとTの大小関係が、点Bを越える前とは逆転するので、Δθは、その移動方向が反転し、点Bへ向かって移動する。すなわち、同期電動機およびシーブは、回転方向を反転させて、TとTとがバランスする方向へ回転する。Δθは、このような移動を繰り返し、待機時間中に、点Bへ収束する。すなわち、同期電動機およびシーブは、回転振動した後、TとTがつり合う位置に静定する。When the phase difference Δθ r is at the position of the point A with respect to the estimated initial magnetic pole position, the motor torque Tm and the load torque T L do not balance when the brake is opened, and therefore Δθ r becomes closer to the point B. Moving. That is, the synchronous motor and the sheave rotate in the direction in which T m and T L are balanced. The synchronous motor and sheave rotate beyond the position where T m and T L are balanced. That is, Δθ r exceeds point B. At this time, the magnitude relationship between T m and T L is reversed from that before the point B is exceeded, and therefore Δθ r moves toward point B with its moving direction reversed. That is, the synchronous motor and the sheave rotate in a direction in which the rotation directions are reversed and T m and T L are balanced. Δθ r repeats such movement and converges to the point B during the waiting time. That is, the synchronous motor and the sheave settle at a position where T m and T L are in balance after rotationally vibrating.

このように、本比較例では、乗りかごを安定に始動するためには、同期電動機およびシーブの振動が静まるまで、乗りかごを待機状態にする必要があり、待機時間(期間(c))が長くなる。これに対し、本実施形態では、図3における期間(c)に示すように、ブレーキ開放後における同期電動機およびシーブの回転振動が防止されるので、待機時間が大幅に短縮され、ほぼ待機時間を要することなく、乗りかごを安定に始動することができる。 As described above, in this comparative example, in order to stably start the car, it is necessary to put the car in a standby state until the vibrations of the synchronous motor and the sheave are suppressed, and the waiting time (period (c)) is reduced. become longer. On the other hand, in the present embodiment, as shown in the period (c) in FIG. 3, the rotational vibration of the synchronous motor and the sheave after the brake is released is prevented, so that the standby time is significantly shortened and the standby time is almost reduced. It is possible to stably start the car without the need.

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those including all the configurations described. Further, it is possible to add/delete/replace other configurations with respect to a part of the configurations of the embodiment.

例えば、同期電動機は、永久磁石式同期電動機に限らず、巻線界磁式同期電動機でも良い。また、永久磁石式同期電動機は、表面磁石型に限らず埋め込み磁石型でも良い。 For example, the synchronous motor is not limited to the permanent magnet type synchronous motor, but may be a wound field type synchronous motor. Further, the permanent magnet type synchronous motor is not limited to the surface magnet type and may be an embedded magnet type.

また、エレベーターは、昇降路上部に機械室を備えるものでも良いし、機械室を備えず巻上機や制御装置が昇降路内に設置される、いわゆる機械室レスエレベーターでも良い。 Further, the elevator may have a machine room above the hoistway, or may be a so-called machine roomless elevator in which the hoisting machine and the control device are installed in the hoistway without the machine room.

また、エレベーターは、釣合い錘を備えていないものでも良い。この場合、負荷トルクは、乗りかご側の重さに依存する。 Further, the elevator may not have a counterweight. In this case, the load torque depends on the weight of the car.

1 電流指令作成部,2 磁極位置指令作成部,3 磁極位相差加算部,4 初期磁極位置推定部,5 位置センサ,6 遮蔽板,7 秤センサ,10 ブレーキ電源停止指令,21 電流制御部,22 電流センサ,23 ブレーキ指令部,100 コントローラ,101 電力変換器,102 ブレーキ,103 同期電動機,104 乗りかご 1 current command creation unit, 2 magnetic pole position command creation unit, 3 magnetic pole phase difference addition unit, 4 initial magnetic pole position estimation unit, 5 position sensor, 6 shielding plate, 7 scale sensor, 10 brake power supply stop command, 21 current control unit, 22 current sensor, 23 brake command section, 100 controller, 101 power converter, 102 brake, 103 synchronous motor, 104 car

Claims (10)

乗りかごを駆動する同期電動機と、
前記同期電動機を制動するブレーキと、
前記同期電動機を制御する制御装置と、
を備えるエレベーターにおいて、
前記制御装置は、
前記同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、
前記ブレーキが制動状態の時に前記同期電動機の回転子の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、
前記ブレーキが制動状態の時に、前記初期磁極位置推定部によって推定された前記初期磁極位置において、負荷トルクと、前記同期電動機のモータトルクとがつり合う場合における、前記初期磁極位置と、前記同期電動機の固定子の磁極位置との位相差を算出し、算出される前記位相差を前記初期磁極位置に加算することにより、補正された初期磁極位置を算出し、算出される前記補正された初期磁極位置を前記磁極位置指令作成部に出力する磁極位相差加算部と、
前記ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、
を備え、
前記制御装置における制御軸が、前記磁極位相差加算部によって算出された前記補正された初期磁極位置に応じて設定され、
前記ブレーキ制御部が前記ブレーキを制動状態から開放する時、
前記磁極位置指令作成部は、前記磁極位相差加算部から入力する前記補正された初期磁極位置を前記磁極位置指令として設定し、
前記ブレーキを開放後、前記乗りかごが始動されることを特徴とするエレベーター。
A synchronous motor that drives the car,
A brake for braking the synchronous motor,
A control device for controlling the synchronous motor,
In an elevator equipped with
The control device is
A magnetic pole position command creating unit for creating a magnetic pole position command for the synchronous motor;
An initial magnetic pole position estimation unit that estimates an initial magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor when the brake is in a braking state,
When the brake is in a braking state, at the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimating unit, when the load torque and the motor torque of the synchronous motor are in balance, the initial magnetic pole position and the synchronous motor A corrected initial magnetic pole position is calculated by calculating a phase difference from the magnetic pole position of the stator and adding the calculated phase difference to the initial magnetic pole position, and the calculated corrected initial magnetic pole position. And a magnetic pole phase difference adding unit for outputting to the magnetic pole position command creating unit,
A brake control unit that controls opening and braking of the brake,
Equipped with
A control axis in the control device is set according to the corrected initial magnetic pole position calculated by the magnetic pole phase difference addition unit,
When the brake control unit releases the brake from the braking state,
The magnetic pole position command creation unit sets the corrected initial magnetic pole position input from the magnetic pole phase difference addition unit as the magnetic pole position command,
An elevator characterized in that the car is started after the brake is released.
請求項1に記載のエレベーターにおいて、
前記制御装置は、
前記同期電動機の電流指令を作成する電流指令作成部を備え、
前記電流指令は、定格以上の前記モータトルクが得られる一定の電流値であることを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 1,
The control device is
A current command creating unit for creating a current command for the synchronous motor,
The said electric current command is a constant electric current value with which the said motor torque more than a rating is obtained, The elevator characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のエレベーターにおいて、
前記乗りかごの積載荷重を検出する秤センサを備え、
前記磁極位相差加算部は、前記秤センサによって検出される前記積載荷重に基づいて、前記負荷トルクを算出することを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 1,
A scale sensor for detecting the load of the car,
The elevator according to claim 1, wherein the magnetic pole phase difference addition unit calculates the load torque based on the loaded load detected by the scale sensor.
請求項1に記載のエレベーターにおいて、
前記同期電動機は綱車を備え、前記綱車に巻き掛けられる主ロープにつり合い錘および前記乗りかごが接続されることを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 1,
An elevator characterized in that the synchronous motor includes a sheave, and a balance weight and the car are connected to a main rope wound around the sheave.
請求項4に記載のエレベーターにおいて、
前記磁極位相差加算部は、前記乗りかご側の重さと前記つり合い錘側の重さとの差分に基づいて、前記負荷トルクを算出することを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 4,
The elevator according to claim 1, wherein the magnetic pole phase difference addition unit calculates the load torque based on a difference between the weight on the side of the car and the weight on the side of the counterweight.
請求項1に記載のエレベーターにおいて、
前記位相差は、前記制御装置に設定される前記制御軸と、前記初期磁極位置における前記同期電動機の制御軸との位相差であることを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 1,
The phase difference is a phase difference between the control axis set in the control device and the control axis of the synchronous motor at the initial magnetic pole position.
請求項6に記載のエレベーターにおいて、
前記同期電動機の前記制御軸および前記制御装置に設定される前記制御軸は、ベクトル制御におけるq軸であることを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 6,
An elevator characterized in that the control axis of the synchronous motor and the control axis set in the control device are q axes in vector control.
請求項7に記載のエレベーターにおいて、
前記磁極位相差加算部は、前記負荷トルクをTとし、q軸電流をiqcとし、トルク定数をKとして、前記位相差(Δθ)を、式(2)、
Figure 0006707707
によって算出することを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 7,
The magnetic pole phase difference addition unit sets the load torque to T L , the q-axis current to iqc, the torque constant to K t , and the phase difference (Δθ L ) to Equation (2),
Figure 0006707707
Elevator characterized by calculating by.
請求項1に記載のエレベーターにおいて、
前記磁極位置指令作成部は、前記乗りかごの始動後、速度指令に応じた所定パターンの磁極位置指令を出力することを特徴とするエレベーター。
In the elevator according to claim 1,
An elevator characterized in that the magnetic pole position command generator outputs a magnetic pole position command in a predetermined pattern according to a speed command after the car is started.
乗りかごを駆動する同期電動機と、
前記同期電動機を制動するブレーキと、
前記同期電動機を制御する制御装置と、
を備えるエレベーターにおいて、
前記制御装置は、
前記同期電動機のモータトルクが定格以上となる一定の電流値の電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、
前記電流指令および前記磁極位置指令に基づいて、前記磁極位置指令に応じて設定される制御軸によって前記同期電動機を制御する電流制御部と、
前記ブレーキが制動状態の時に前記同期電動機の回転子の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、
前記ブレーキが制動状態の時に、前記初期磁極位置推定部によって推定された前記初期磁極位置において、負荷トルクと、前記同期電動機のモータトルクとがつり合う場合における、前記電流制御部に設定される前記制御軸と、前記同期電動機の固定子に設定される制御軸との位相差を算出し、算出される前記位相差を前記初期磁極位置に加算することにより、補正された初期磁極位置を算出し、算出される前記補正された初期磁極位置を前記磁極位置指令作成部に出力する磁極位相差加算部と、
前記ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、
を備え、
前記制御装置における制御軸が、前記磁極位相差加算部によって算出された前記補正された初期磁極位置に応じて設定され、
前記ブレーキ制御部が前記ブレーキを制動状態から開放する時、
前記磁極位置指令作成部は、前記補正された初期磁極位置を前記磁極位置指令として前記電流制御部に設定し、
前記ブレーキを開放後、前記乗りかごが始動され、
前記磁極位置指令作成部は、前記乗りかごの始動後、速度指令に応じた所定パターンの磁極位置指令を出力することを特徴とするエレベーター。
A synchronous motor that drives the car,
A brake for braking the synchronous motor,
A control device for controlling the synchronous motor,
In an elevator equipped with
The control device is
A current command creating unit that creates a current command of a constant current value at which the motor torque of the synchronous motor is equal to or higher than a rating,
A magnetic pole position command creating unit for creating a magnetic pole position command of the synchronous motor,
A current controller that controls the synchronous motor by a control axis set according to the magnetic pole position command based on the current command and the magnetic pole position command;
An initial magnetic pole position estimation unit that estimates the initial magnetic pole position of the rotor of the synchronous motor when the brake is in a braking state,
The control set in the current control unit when the load torque and the motor torque of the synchronous motor are balanced at the initial magnetic pole position estimated by the initial magnetic pole position estimating unit when the brake is in the braking state. Calculating a phase difference between the shaft and a control axis set on the stator of the synchronous motor, and adding the calculated phase difference to the initial magnetic pole position to calculate a corrected initial magnetic pole position, A magnetic pole phase difference adding unit that outputs the calculated initial magnetic pole position that has been corrected to the magnetic pole position command creating unit;
A brake control unit for controlling opening and braking of the brake,
Equipped with
A control axis in the control device is set according to the corrected initial magnetic pole position calculated by the magnetic pole phase difference addition unit,
When the brake control unit releases the brake from the braking state,
The magnetic pole position command creating unit sets the corrected initial magnetic pole position in the current control unit as the magnetic pole position command,
After releasing the brake, the car is started,
An elevator characterized in that the magnetic pole position command generator outputs a magnetic pole position command in a predetermined pattern according to a speed command after the car is started.
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