JPH03253287A - エレベータの速度制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は速度検出器からの速度検出値を帰還させて、乗
かご巻上用の誘導電動機のトルク制御を行うエレベータ
の速度制御装置および方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体技術の発展に伴って、インバータ等の電力
変換器の大容量化が可能になったことから、エレベータ
の巻上機に誘導電動機を用いて半導体電力変換器により
制御する方式が一般化している。ここで誘導電動機のト
ルク制御には、例えば、特開昭６０−８２５８２号公報
に記載されたように、すべり角周波数形ベクトル制御が
ある。

このすべり角周波数形ベクトル制御では、速度検出器に
よる速度検出値を速度帰還値用として用いる他、誘導電
動機に与える一次電流の角周波数演算用にも用いている
。そのため、速度検出器の速度検出値に誤差が含まれる
と等価的にすベリ角周波数の計算に誤差が含まれること
になり、出力トルクが変動してベクトル制御本来の目的
である速やかな応答が望めなくなる。

そこで、上記公報では、乗かご巻上用の誘導電動機の回
転を増速する機構に第１の速度検出部を連結するととも
に、前記誘導電動機の回転軸に第２の速度検出部を直結
して、第１の速度検出部からの速度検出値を第２の速度
検出部からの速度検出値で補正して、第１の速度検出部
からの速度検出値の精度向上を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では、速度検出器の回転周
波数に依存して発生する速度検出値の脈動の点について
配慮がされておらず、エレベータ機械系の共振周波数と
速度検出器の回転周波数とが一致した場合に大きな乗か
ご脈動が生じ、乗り心地が悪化するという問題がある。

本発明は、エレベータの制御応答を悪化させずに速度検
出値の脈動を排除して、乗り心地の良いエレベータを実
現できるエレベータの速度制御装置および方法を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、乗かご巻上用の
誘導電動機と、該誘導電動機に連結され、前記乗かごの
速度を検出して速度検出値を出力する速度検出器と、前
記乗かごの速度指令値を発生する速度指令部と、前記速
度指令値と速度検出値との偏差から前記誘導電動機のト
ルク指令を演算する速度制御演算部と、前記トルク指令
と速度検出値から前記誘導電動機に与える一次電流の瞬
時ベクトルを演算するベクトル制御演算部と、該ベクト
ル制御演算部で演算された指令値に応じて、前記誘導電
動機を駆動する電力変換器のスイッチング動作を制御す
るＰＷＭ制御部と、を備えたエレベータの速度制御装置
において、前記速度検出器から出力された現在の速度検
出値と、それ以前の速度検出値とを平均値処理し、その
結果を前記速度制御演算部とベクトル制御演算部に帰還
させる手段を設けたものである。

この場合、前記手段は、前記速度検出器の回転周期を速
度検出値のサンプリング周期の２倍で除した値にサンプ
リング周期を乗じた時間だけ以前の速度検出値と、現在
の速度検出値とで平均値化処理を行う構成となっている
。

また、エレベータの制御応答を悪化させないために、前
記手段は、エレベータの機械系共振周波数と、前記速度
検出器の回転周波数とが近くなる速度範囲でのみ速度検
出値の平均値化処理を行う構成となっている。

さらに、速度検出値の脈動を排除する効果を高めるため
に、前記手段は、前記速度検出器の回転周波数に応じて
、速度検出値のサンプリング周期を変化させる構成とな
っている。

また、本発明は、乗かご巻上用の誘導電動機と、該誘導
電動機に連結され、前記束かごの速度を検出して速度検
出値を出力する速度検出器と、前記束かごの速度指令値
を発生する速度指令部と、前記速度指令値と速度検出値
との偏差から前記誘導電動機のトルク指令を演算する速
度制御演算部と、前記トルク指令と速度検出値から前記
誘導電動機に与える一次電流の瞬時ベクトルを演算する
ベクトル制御演算部と、該ベクトル制御演算部で演算さ
れた指令値に応じて、前記誘導電動機を駆動する電力変
換器のスイッチング動作を制御するＰＷＭ制御部と、を
備えたエレベータの速度制御装置において、前記速度検
出値を逐次保存する保存手段と、現在の速度検出値と前
記保存手段からサンプリングした以前の速度検出値とを
平均値化処理し、その結果を前記速度制御演算部とベク
トル制御演算部に帰還させる平均値化処理手段と、を設
けたものである。

さらに、本発明は、誘導電動機に連結された速度検出器
によって乗かごの速度を検出するとともに、検出した速
度検出値を速度帰還値として帰還させることにより、前
記誘導電動機のトルク制御を行って前記束かごの速度を
制御するエレベータの速度制御方法において、前記速度
帰還値を、現在の速度検出値とそれ以前の速度検出値と
を平均値化処理して求めるようにしたことである。

〔作用〕

上記構成によれば、現在の速度検出値とそれ以前の速度
検出値とを平均値化処理することにより、速度検出値の
脈動成分と、その逆位相成分とが平均化されて、速度検
出値の脈動が排除され、乗かごの脈動を低減させること
ができる。

また、エレベータ制御応答の観点から見ると、速度検出
値を平均値化処理することは制御遅れを生じることにな
り、好ましくない。そこで、平均値化処理を行う速度範
囲を、エレベータの機械系共振周波数と速度検出器の回
転周波数が近くなる範囲に限定することにより、制御遅
れの問題発生を防止できる。

さらに、速度検出値の脈動に対する逆位相成分を正確に
捕えるようにするため、速度検出値のサンプリング周期
を速度検出器の回転周期に応して変化させ、これにより
速度検出値の脈動を排除する効果を高めることができる
。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明に係るエレベータの速度制御装置の全体
構成図である。図に示すように、三相交流電源ｌは電力
変換器２を介して誘導電動機３に接続されている。電力
変換器２は三相交流電源１を可変電圧、可変周波数で制
御し、誘導電動機３を駆動するものである。誘導電動機
３にはつな車５が連結され、誘導電動機３を駆動するこ
とによりつな車５を回転させ、エレベータの乗かご６を
カウンターウェイト７とバランスさせながら昇降させる
ことができる。そのとき、乗かご６の昇降速度は速度検
出器４により検出され、その検出信号は電力変換器２を
制御するマイクロコンピュータ（以下マイコンという）
へ送信される。

マイコン８は、乗かご６の速度指令値０１本を発生する
速度指令部１２と、速度検出器４からの速度検出値ω、
　を逐次保存するデータ保存部１４と、速度検出値ω１
　を平均値化し、速度帰還値ω、を算出する速度データ
平均値化処理部１３と、速度指令値ω、木と速度帰還値
ω、との偏差から必要なトルク指令τ本を演算する速度
制御演算部１１と、トルク指令τ本と速度帰還値ω。

から誘導電動機３に与える一次電流の電流指令値Ｉ宰、
位相指令値０本、周波数指令値１本を演算するベクトル
制御演算部１０と、ベクトル制御演算部１０で演算され
た各指令値に対応して電力変換器２のスイッチング動作
用ＰＷＭパルスを発生するＰＷＭ制御部９と、から構成
される。

次に、上記した速度データ平均値化処理部１３の動作に
ついて、第２図と第３図を用いて説明する。

まず、第２図はエレベータの機械系共振周波数と速度検
出器の回転周波数との関係を示し、第３図は速度３００
　ｍ／ｗｉｎ走行時の速度検出値を示している。第２図
の点Ａで分かるように、定格速度３００ｍ／ｌ１ｌｉｎ
時には速度検出器の回転周波数と乗かごの機械系共振振
動系が一致している。この時の速度検出値は、第３図に
示すように、速度検出器の回転周波数で脈動している。

これは速度検出器の制作誤差や取付誤差等により機械的
に生じるものであって、特に高速度領域で大きくなり、
第２図の点Ａのようにエレベータ機械系の共振周波数と
一致すると、乗かごに大きな脈動を生じさせる。

そこで本実施例では、第３図に示すように、時刻ｔ（。

）における速度検出値ω、′１１と、時刻ｊｌａ＋から
３サンプリング時間前（サンプリング周期１０＋＋＋ｓ
）の時刻ｔＩ−ａｌにおける速度検出値ω。

Ｃ−１）との平均値を求め、時刻ｊｌａ）における速度
帰還値ω７．。〉とする速度データ平均値化処理を行う
ものである。同図に破線で示すように、３サンプリング
時間前の時刻ｊｌ−３１の速度検出値は、その脈動成分
に対して逆位相であるため、前述の速度データの平均値
化処理を行った後の速度帰還値ω、には速度検出器の回
転周波数に依存する脈動分が含まれない。

次に本実施例における速度データの平均値化処理の方法
について、第４図を用いて説明する。

ステップ４０１において速度帰還値ω、のサンプリング
要求があるか否かを判別し、サンプリング要求がない場
合は何もせず、サンプリング要求がある場合はステップ
４０２へ進み、現在から３サンプリング前までの速度デ
ータを保存するとともに速度データの更新を行う。ステ
ップ４０３では現在の速度検出値ωｒ　　ｔｏ）を速度
検出器４から取り込む。次に、ステップ４０４において
速度検出値ωｒ　　ｌｏｔが機械系共振周波数に近い範
囲であるか否かを判別し、近い範囲の場合はステップ４
０５に進み、データ保存部１４に保存した３サンプリン
グ時間前の速度検出値ωｒｌ−ｓ、と、現在の速度検出
値ωｒ’　　ｌａｌとの平均値を求め、その求めた平均
値をステップ４０６で速度帰還値ω、１として出力する
。また、ステップ４０４において、速度検出値ω、　、
１が機械系共振周波数に近い範囲でないと判別された場
合はステップ４０７へ進み、速度検出値ωｒ　　ｌ＠）
をそのまま速度帰還値ω０．とじてステップ４０６にお
いて出力する。なお、データ保存部１４のデータ更新は
、次の速度帰還値ωｒｌ’ａｌのデータに対するサンプ
リング要求毎に行う。

以上のような流れで速度データの平均値化処理が行われ
るが、この平均値化処理による制御遅れが発生する。そ
こで、本実施例では、速度検出値ωｒ　　ｌｏｌが機械
系共振周波数に近くなる範囲でのみ平均値化処理を行う
ようにして、平均値化処理による制御遅れを最小に押え
ている。

本実施例によれば、速度検出器４の回転周波数に依存す
る速度検出値の脈動成分を排除でき、しかも制御応答の
遅れを防ぐこともできる。

なお、本実施例では、平均値化に用いる速度検出値の検
出時刻と、現時刻との間のサンプリング回数Ｎを３回に
設定しているが、速度検出器の回転周期ＴＥ、サンプリ
ング周期Ｔｓおよびサンプリング回数Ｎとの間には次式
の関係があり、２Ｔｓ エレベータ機械系の共振周波数に応じて、サンプリング
回数Ｎの値を設定すれば、種々の機械系共振を持つエレ
ベータに本発明を適用できる。

また１本実施例では、サンプリング周期Ｔｓを１０　ｍ
　ｓの一定としているため、本発明の効果が最大となる
速度は（１）式の関係に基づいたある一点に限られるが
、サンプリング周期Ｔｓを可変に設定することで本発明
の効果を多数の共振点で連続して得ることが可能となる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、速度検出器の回
転周波数に依存する速度検出値の脈動と、それに対する
逆位相成分とを平均値化処理することにより、速度検出
値の脈動を排除できるため、乗かご振動が極めて少ない
エレベータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエレベータの速度制御装置を示す全体
構成図、第２図はエレベータ機械系共振周波数と速度検
出器の回転周波数との関係図、第３図は平均値化処理の
動作説明図、第４図は平均値化処理の流れを示すフロー
チャートである。 １・・・三相交流電源、２・・・電力変換器、３・・・
誘導電動機、４・・・速度検出器、５・・・つな車、６
・・・乗かご、 ７・・・カウンターウェイト、８・・・マイコン、９・
・・ＰＷＭ判御部、１０・・・ベクトル制御演算部、１
１・・・速度制御演算部、１２・・・速度指令部、１３
・・・速度データ平均値化処理部、１４・・・データ保
存部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、乗かご巻上用の誘導電動機と、該誘導電動機に連結
   され、前記乗かごの速度を検出して速度検出値を出力す
   る速度検出器と、前記乗かごの速度指令値を発生する速
   度指令部と、前記速度指令値と速度検出値との偏差から
   前記誘導電動機のトルク指令を演算する速度制御演算部
   と、前記トルク指令と速度検出値から前記誘導電動機に
   与える一次電流の瞬時ベクトルを演算するベクトル制御
   演算部と、該ベクトル制御演算部で演算された指令値に
   応じて、前記誘導電動機を駆動する電力変換器のスイッ
   チング動作を制御するＰＷＭ制御部と、を備えたエレベ
   ータの速度制御装置において、 前記速度検出器から出力された現在の速度検出値と、そ
   れ以前の速度検出値とを平均値化処理し、その結果を前
   記速度制御演算部とベクトル制御演算部に帰還させる手
   段を設けたことを特徴とするエレベータの速度制御装置
   。 ２、請求項１記載の速度制御装置において、前記手段は
   、前記速度検出器の回転周期を速度検出値のサンプリン
   グ周期の２倍で除した値にサンプリング周期を乗じた時
   間だけ以前の速度検出値と、現在の速度検出値とで平均
   値化処理を行うことを特徴とするエレベータの速度制御
   装置。 ３、請求項１記載の速度制御装置において、前記手段は
   、エレベータの機械系共振周波数と、前記速度検出器の
   回転周波数とが近くなる速度範囲でのみ速度検出値の平
   均値化処理を行うことを特徴とするエレベータの速度制
   御装置。 ４、請求項２記載の速度制御装置において、前記手段は
   、前記速度検出器の回転周波数に応じて、速度検出値の
   サンプリング周期を変化させることを特徴とするエレベ
   ータの速度制御装置。 ５、乗かご巻上用の誘導電動機と、該誘導電動機に連結
   され、前記乗かごの速度を検出して速度検出値を出力す
   る速度検出器と、前記乗かごの速度指令値を発生する速
   度指令部と、前記速度指令値と速度検出値との偏差から
   前記誘導電動機のトルク指令を演算する速度制御演算部
   と、前記トルク指令と速度検出値から前記誘導電動機に
   与える一次電流の瞬時ベクトルを演算するベクトル制御
   演算部と、該ベクトル制御演算部で演算された指令値に
   応じて、前記誘導電動機を駆動する電力変換器のスイッ
   チング動作を制御するＰＷＭ制御部と、を備えたエレベ
   ータの速度制御装置において、 前記速度検出値を逐次保存する保存手段と、現在の速度
   検出値と前記保存手段からサンプリングした以前の速度
   検出値とを平均値化処理し、その結果を前記速度制御演
   算部とベクトル制御演算部に帰還させる平均値化処理手
   段と、を設けたことを特徴とするエレベータの速度制御
   装置。 ６、誘導電動機に連結された速度検出器によって乗かご
   の速度を検出するとともに、検出した速度検出値を速度
   帰還値として帰還させることにより、前記誘導電動機の
   トルク制御を行って前記乗かごの速度を制御するエレベ
   ータの速度制御方法において、 前記速度帰還値を、現在の速度検出値とそれ以前の速度
   検出値とを平均値化処理して求めることを特徴とするエ
   レベータの速度制御方法。