JPH07323981A - エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方法 - Google Patents

エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方法

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JPH07323981A
JPH07323981A JP7023604A JP2360495A JPH07323981A JP H07323981 A JPH07323981 A JP H07323981A JP 7023604 A JP7023604 A JP 7023604A JP 2360495 A JP2360495 A JP 2360495A JP H07323981 A JPH07323981 A JP H07323981A
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induction motor
linear induction
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 騒音がなく、低熱放散にして、視覚的に審美
的で円滑なドアー操作を提するエレベータドアリニアイ
ンダクションモータ用のディジタルオープン電流ループ
制御方法を提供する。 【構成】 エレベータかごのドア17は、可変電圧,可
変周波数リニアインダクションモータによって動かされ
る。ドア17の重量に打ち勝つのに不充分な磁化電流は
リニアフォース電流を持った方形波に加えられる。パル
ス幅調整制御信号は、正しい極性の一定の電圧をローパ
ス3位相フィルタ155を通して、モータの巻線20〜
25に印加するために用いられ、所望の正弦波巻線電流
に同調する。電流のブーストは、遅れを修正するため
に、正弦波巻線電流の各ゼロクロスに従って供給され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流フィードバックセ
ンサを必要としないオープンループにおけるリニアイン
ダクションモータ巻線電流の収差修正に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人の所有する米国特許第4,30
5,481号に示されているような、エレベータのドア
操作機構は、複雑なレバー機構を操作するロタリモータ
を用いる。簡単化し、これにより原価、設備、調整およ
び保守のコストを低減させる試みにあたって、本出願人
の米国特許第3,891,907号と米国特許出願第0
29,203号(1993年3月10日出願)におい
て、リニアインダクションモータの使用が提案されてい
る。リニアインダクションモータを使用すれば、電気誘
導2次巻線よりも機械部品を減らすことができる。ここ
で、2次側は、ドアを取り付けることができるととも
に、1次巻線に印加される電流に応じてドアを開方向と
閉方向に駆動するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】可変電圧、可変周波数
リニアインダクションモータを駆動するために可変位相
モータ電流波形を発生させるためのディジタルコンピュ
ータの使用は、適正なリニアインダクションモータ特性
を生ずる純正弦波波形の近似のみである。ディジタル的
に生じた波形における歪みは不要なノイズを生じ、モー
タ加熱が増加した。技術分野において、ディジタル信号
処理を通して実行された閉ループ電流制御によって電流
ドライバを改良する技術は知られている。しかしなが
ら、閉ループ電流制御は、その装置のコストの増加とと
もに、極めて複雑なものとなる。
【0004】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は騒音がなく、低熱放散にして、視覚的
に審美的で円滑なドアー操作を提するエレベータドアリ
ニアインダクションモータ用のディジタルオープン電流
ループ制御方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の方法は、エレベータドアに所定の運動を
行わせるためにリニアインダクションモータの巻線に流
れる正弦波電流を示す制御波形を発生し、前記制御波形
の各ゼロクロスに直ちにつづく前記制御波形に対する他
の成分を供給するとともに、前記制御波形に応答して前
記巻線を電流源に接続する、ことを特徴とする。
【0006】また、電圧制御波形が、正弦波形を示すデ
ィジタル的に発生したパルス幅変調波形であり、前記制
御波形が、正弦波電流のサイクルに対して、少なくと3
0ディジタルパルス幅期間から成り、前記期間の各々
が、前記期間の他のパルス幅よりも異なるパルス幅を有
しかつ、前記供給ステップが、前記正弦波形のゼロクロ
スにつづく前記期間における他の成分を供給することを
特徴とする。
【0007】さらにまた、前記制御波形が、正弦波電流
のサイクルに対して少なくとも30ディジタルパルス幅
期間を有するディジタル的に発生したパルス幅変調期間
であり、かつ他の成分が、ゼロクロスにつづく前記期間
の第1の期間における前記制御波形に応答して前記巻線
に流れる最大ピーク電流の分数を示す値であり、かつそ
の後に続くサイクルにおいて式x−n/xによって減少
され、ここで、xは4と8の間の数であり、nは前記第
1の期間に続く期間による期間の数である。
【0008】
【作用】本発明は、一定質量と力/応答特性を有する特
殊なタイプの所定のエレベータドアの一部にもとづくも
のである。従って、オープンループ方式で駆動できる
が、繰り返し速度プロフィルにも受け入れ可能である。
【0009】本発明によれば、リニアインダクションモ
ータ用オープン電流駆動において所望の電流を発生させ
るのに用いられる電流波形の各ゼロクロスの直後に追加
電圧を発生させる。さらに本発明によれば、電圧波形は
ディジタル的に発生したパルス幅正弦波形であり、信号
のパルス幅は、各ゼロクロスに従ってパルス幅の数サイ
クルの間増加する。
【0010】また、本発明によれば、基本的な正弦電流
はリニアインダクションモータに供給される。それはパ
ルス幅変調された電圧によって駆動され、正弦波のゼロ
クロスに従う電圧パルス幅調整によって、リニアインダ
クションモータの巻線に印加される最大電圧パルス幅の
重要な分数である。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図1−図14を参照
しながら説明する。
【0012】図1を参照すると、エレベタードア17
は、閉じた位置において実線で示され、開状態では点線
で示されている。ドア17はリニアインダクションモー
タの2次側18に取り付けられており、その1次側はエ
レベータのかごに固定されている。この発明の実施例で
は、リニアインダクションモータの1次側19は6個の
巻線22−25(図2)を有し、巻線Uに示すように3
巻線U,V,Wを形成し、これらの各々が180度電気
角度だけ離れてN極とS極を形成するように、対として
の20,21と22,23と24,25が接続されてい
る。巻線は、常に、互いに120°離間した位相を有す
る巻線でもって、3相関係で駆動される。例えば図3に
示されるように、ある時点で、巻線Uは比較的に小さい
負電流であり、同時に巻線Vは最大電流であり、巻線W
は中間の負電流である。知られているように、1セット
につき6巻線の多重のセットも可能である。
【0013】2次側18は一般的には導電スプリットか
らなり、そこで2次電流は磁界によって形成され、導電
スプリットは磁気帰還を有する。この磁気帰還は、発明
の如何なる実施において、リニアモータ1次側(例えば
巻線20と21の極間の磁束に2次側18はその上に配
設された光学的なエンコーダ(図示されていない)を有
し、そのエンコーダスプリットはパルスラインを有して
コンピュータ30に供給する光検出器28を用いること
ができる。一定時間(この実施例においては1ミリ秒で
ある)にわたってライン29に与えられたパルスの数は
その時間に走行した距離を示し、それ故にドアの速度を
示すものであり、その集成はドアの電流値を示すもので
ある。以下に図6−11に関して述べられているよう
に、コンピュータ30は、力指令を導きだすためにこの
情報を使用する。この力情報はドアの位置運動プロフィ
ルに対する所望の速度を達成し、かつこれを、図12に
関して十分に述べられているドライバ31における正負
を電圧選択的にオン,オフさせる。ドライバ31によっ
て供給された電圧は、図3に示されているような所望の
電流を生じさせる。知られているように、片側のリニア
インダクションモータには、リニアフォースよりも2か
ら5倍の正常な力なくしてはリニアフォース(図1に示
すようにその一つは2次側を左と右とその逆に動かす)
を供給する事ができない。ノーマルフォースは1次側で
ソレノイドを動作させ、そして2次側の磁性物質を1次
側の方に引き付ける。技術分野において、リニアフォー
スは、そのような結果を生じさせる1次巻線における交
流電流の周波数と振幅を選択することによって、所定の
加速度を与えるために選択されていた。1次側の巻線に
おける電流の周波数と振幅の作用として示すために、ノ
ーマルフォースとリニアフォースの関係が図4にごく粗
雑に示されている。種々の組合せによりリニアフォース
を供給する周波数と振幅を選択することによって、リニ
アインダクションモータを使用するにあたって、最大電
気効率が与えられる。
【0014】図5は、リニアインダクションモータを駆
動するために使用できるAC電流の典型的な正弦波を示
す。正弦波に示されるように、段階をもって総合的に正
弦波を発生させることは知られており、その大きさは、
ステップの周期の間、正弦波の平均の大きさである。一
定の大きさは(図5には示されていないが、正弦波の最
大の大きさに等しい)が、正弦波上に示されているステ
ップに対応する値に等しい期間(ここでは1ミリ秒)の
平均の大きさを生成するために選択された期間に巻線に
導入されるところの従来のパルス幅変調が示されてい
る。実施例においては、0と1ミリ秒間で変化するパル
ス幅の代わりに、0と64マイクロ秒間で変化するパル
ス幅が用いられており、一つのミリ秒間を通して得られ
る同じパルス幅である。
【0015】それゆえに、11°でおおよその正弦波を
得るために、第2の一つのミリ秒期間の50ミリ秒の間
に、20ヘルツの駆動電流と約12マイクロ秒の16パ
ルスの各々が図5の中央に示されている。同様にして、
各々195°で16マイクロ秒の期間を持つ16パルス
の負電圧が巻線に印加される。かくして、巻線における
電流は、所望の電流(すなわち力)倍の正弦駆動関数に
沿った現時点での正弦角の関数であるところの如何なる
一つのミリ秒期間における期間に対する固定振幅電圧
(それは発明による装置のライフサイクルを通して不変
である)を印加することによって、本実施例によって達
成される。その巻線における電流は3つの巻線(図3に
おけるように)間で120°だけ分離されている。本実
施例においては、ノーマルフォオースが時計回りトルク
をオフセットするために用いられ、その時計回りトルク
は、ドア17の右上コーナ上の右方向の力であり、ドア
が開き始たとき、ノーマルフォースの結果として、リニ
アインダクションモータ1次側19方向の垂直な力を与
えることによって、ドアの中心の重力についての反時計
方向のトルクである。これの全ては上述の従来の米国出
願において述べられている。
【0016】図6と7を参照すると、各ミリ秒リアルタ
イムインタラプトがエントリポイント34を通して一つ
のミリ秒に達するように与えられる。第1のテスト35
は、ランプダウンフラグがセットされるか否かを決定す
る。これは、ドアが十分に開くか十分に閉じた時に、セ
ットされるフラグであり、かつ以下に図10に関して充
分に説明されているように、ドッロピングを避けるため
に、残留電圧がゆっくりと下降方向ランプで減少する期
間を規定する。ドアが開いたときと閉じたときは何時で
も、フラグ35はセットされ、テスト35の結果は、肯
定的である。しかし、ほとんどの時間、フラグはセット
されず、テスト35の否定的な結果は、ドアが充分に閉
じられたか否かを決定するためにテスト36に至る。こ
の実施例で考えられているように、テスト36は完全な
ドアの閉を示す正常なエレベータドアの物理的なスイッ
チにもとづいている。しかしながら、ドア位置または完
全に閉じられたドアの他の表示器を必要ならば用いるこ
とができる。
【0017】通常の場合には、着床の場合よりも他の場
合であり、ドアは充分に閉じられる。そのような場合
に、テスト36の肯定的な結果は、エレベータ制御装置
によってドア開指令信号がドア制御装置に送られたかを
見るために、テスト37に至る。ドアが充分に閉じられ
(テスト36)かつドアを開く指令(テスト37)がな
ければ、図6と7の一つのミリ秒インタラプトルーチン
は終了し、コンピュータは戻り点38aを通して他のプ
ログラミングに帰る。結局、エレベータは着床に近くな
り、着床領域内になるとドア開がドアコントローラに供
給され、テスト37の結果が肯定的になる。これによ
り、以下に述べるように使用されるドア開フラグをセッ
トする一対のステップ38,39に至り、1.5ミリ秒
計時は、ドア操作が完全であるべきときに決定するのに
使用されるものであり、この実施例においては、ドアが
おおよそ55cm動き約1.4秒後に充分に開かれる。
勿論、このタイミングは、本発明が適用される特殊なド
ア操作システムに適するどのような場合にも調整できる
ものである。
【0018】1.5秒計時はドアが閉じている間2.5
秒のタイムアウトが開始され、それゆえに、ここでは、
2.5秒計時および1.5/2.5秒計時と呼ばれてい
る。指令と1次側19への印加電圧を公式化するための
実際の処理はエンコーダカウンタのパルスカウンタにお
けるステップ42で始まり、このエンコーダカウンタは
ライン29(図1)上の光学的位置センサパルスによっ
て進められ、『カウント』と呼ばれる言葉で記憶されて
いる。それから、そのカウンタは、ステップ43におい
てその後直ちに更新を始るために一つのミリ秒カウンタ
で再開始される。ステップ44は一つのミリ秒周期にわ
たって速度定数倍(kv)カウントして、ドアの平均速
度を計算する。古い位置(一つのミリ秒期間のスタート
であった場所)を、現在の一つのミリ秒の間に得られた
位置で位置定数(kp)倍のカウントである位置におけ
る偏差の調整された指示に加える事によって、ステップ
45はドアの現在の位置を決める。
【0019】それから、ステップ46において、古い位
置は新しい位置に等しくなるように更新される。サブル
ーチン49は、前述の出願中のものと同じように、ドア
位置の関数としての速度プロフィルを生じさせる方法に
おいて、ドア開定数(ko)を用いる速度指を令発生す
る。このプロフィルは図1においてドアのリーディング
エッジに渡って上書きして示されている。通常の方法で
は、速度エラーは、ステップ50において計算された速
度指令と現在の速度(ステップ44において決定され
た)との差として取られる。
【0020】それから、力指令はサブルーチンにおい
て、比例定数(kp)と積分定数(ki)を用いる速度
エラーの比例と積分関数として発生する。力指令は周知
の方法でローパスウオシュアウトフィルタサブルーチン
を通して処理され、フィルタされた結果は、ステップ5
3において振幅定数(ka)によって掛算され、これに
より、所望の速度においてリニアモータを駆動するため
に選ばれた振幅と周波数の関係により所望のリニアフォ
ースを得るのに必要な電流を示す振幅ファクタを発生す
る。
【0021】周知のように、リニアインダクションモー
タは、導電2次側18において2次電流を発生させる磁
界を確立するために、磁化電流を発生させる磁界を確立
するために、磁化電流を必要とする。これは1次側19
の各巻線U,V,W用の一定の交流電流である。この電
流はリニアフォースを有する方形波であり、二つのもの
は、サブルーチン55において矩形の和の平方根として
結合される。磁化電流の大きさが一定であり、かつ一つ
のミリ秒インタラプトルーチンの全ての動作が同じであ
るので、ステップ54において発生するパルス幅の大き
さの数に等しい数が容易に蓄えられ、サブルーチン55
からの出力フローとしての数に関連したパルス幅が生じ
る。
【0022】本発明によれば、磁化電流の大きさは、最
大電流効率を達成するために用いられた従来のものの略
4分の1にできる。本実施例においては、これは約32
のパルス幅カウントとして表現される。サブルーチン5
5が完成された後に、プログラムは、図7に示すよう
に、変換点56を通して、位相部分に進む。
【0023】図8において、第一のステップ59は、ス
テップ54(図7)において発生したカウントとして、
力誘導振幅が8に等しいか又は大きいかを決定する。図
3に示すように関数としての所望のすべり周波数の直線
近似の第1のブレーク点であり、図1に点線カーブで示
されている。しかしながら、ドア操作のためには、図1
4において実線で示されている直線近似は充分であるこ
とが決定されている。これは単に処理を簡単にするに過
ぎない。
【0024】しかし、本発明の実施にあたって所望なら
ば、表または平方根式計算を用いることができる。P,
W,M値が8に等しくないか大きくなければ、所望のす
べり周波数8に対する4Hzの直線傾斜であり、そして
ステップ60において発生される。しかしカウントが8
より大きければ、テスト59の肯定的な結果は、カウン
トが128に等しいか大きいかを決定するためにテスト
61に至る。そうであれば、ステップ62に至り、18
Hzのすべり周波数を発生する。しかし、カウントが8
と128の間であれば、テスト61の否定的な結果はテ
スト161に至り、そこで4Hzプラス倍のP,W,M
マイナス8カウントに等しくなるようにセットされ、図
14の実線に従う。
【0025】そのようにして発生したすべり周波数は、
リニアインダクションモータの2次と1次との間のすべ
り周波数であり、それは知られているように、所望の方
法における1次側により2次側を動かす吸引力を発生さ
せるために必要である。1次側において発生したそのよ
うな周波数は、ドアが一旦開けば、ドアの運動により効
果的でなくなる。換言すれば、力を生み出すのに必要な
位相変化は、1次側に対して2次側の運動から生じるも
のに加えられなければならない。
【0026】このような状況を調節するために、2次と
1次間の速度に関連した位相ファクターは、速度定数
(Kv)倍の速度として、ステップ67において発生さ
れ、巻線間の空間ユニットに対して60電気角度の比で
あり、実施例では16ミリメートルのオーダである。す
べり周波数位相は、ステップ68において、サイクルに
つき360°の関係で発生する。総合位相は、ステップ
67と68にで発生した位相の和として、ステップ69
において誘起される。現サイクル間に達成される実際の
位相は、総合位相とともに図5の正弦波に沿って前以て
なされた位相の和であり、ステップ70において確立さ
れる。そして、ステップ70の現在の位相はステップ7
1における次の一つのミリ秒インタラプトサイクルのた
めにセーブされる。
【0027】図3について述べたように、三つの巻線に
対する位相は各瞬間で同じ状態にある。ステップ70で
発生した位相はステップ73における巻線Uの位相であ
り、必要なら他の位相についても得る事が出来る。テス
ト74では、ドアの力が、ステップ53の振幅の関数と
して、正又は負(開又は閉)あるか否かを決める。ドア
が開であれば振幅は正であり、巻線VとWは、ステップ
75と76において、本実施例では、120°と240
°進みとして確立される。他方、ドアが閉で力が負であ
れば、テストの結果は巻線VとWを位相Uから−120
°と−240°の遅れ(後退)となる。図9における巻
線Uに関連する1ミリ秒インタラプトルーチンは変換点
79を通して到達する。
【0028】図9において、巻線Uの位相はテスト84
と85によって0と359°の間で正常化される。巻線
Uのパルス幅はステップ55のAC振幅としてステップ
86において確立される。ステップ55はパルス幅カウ
ントとして表現されている。
【0029】図15に、巻線Uの駆動電流が実線で示さ
れている。どのような理由(おそらく隣接する極磁界と
磁気ヒステリシスに関連した)であろうとも、駆動電圧
の正弦波の正から負へのクロスオーバは、負から正と同
様に、閉電流ループ制御によって補償されなければ、電
流遅れをもたらすことが知られている。本実施例におい
ては、モータの実際の電流を示す電流フィードバックは
なく、ゼロクロッシングで起る電流遅れの修正はできな
い。従って、本発明によれば電流遅れは、(各ドアの開
閉操作を通して各クロスオーバに従う)最初の2,3サ
イクルで電圧ブースト(昇圧)を行うことによって基本
的に低減される。これを達成するために、ゼロクロスが
検出され、フラグがセットされ、次の数サイクルで最大
極幅の分数が、これらの数サイクルの間のパルス幅に等
しいカウントを加えることによって印加される。
【0030】図9において、テスト87はゼロクロスフ
ラグがセットされたか否かを判定する。クロスオーバに
従う2,3サイクルを除いてU相用の位相の三角正弦波
が正または負の数であるか否かを判定するために、フラ
グがセットされ、否であればテスト88に至る。もしそ
れが正の数であれば、テスト88の結果は肯定的であ
り、次のミリ秒サイクルにおけるU巻線の移相が正符号
であったか否かを判断する。もしそれがそうであれば、
ゼロクロスオーバでなく、ステップ数はバイパスされ
る。しかし、前のサイクルが負であれば、図4ではそう
であるが、テスト89の否定的な結果により、ステップ
S91に至る。ステップ91は、ゼロクロスフラグをゼ
ロに等しくなるようにセットする(昇圧信号が印加され
る2,3サイクルをカウントするために)。
【0031】そして、ステップ93では、U巻線の位相
の正弦波が次のサイクル(正弦波位相U)において使用
するために記憶される。それから、巻線U用のブースト
数は、ステップ98において、指数関数倍の分数として
発生し、そのKbは、例えば60と90、または本実施
例においては75のカウントである重要な分数である。
分数はブーストが印加されるべきサイクル数であり、そ
れは4から8又はUカウンタ(ステップ92において0
ではじまる)の設定をマイナスするものであるが、この
実施例においては75のカウントである、1/2と2の
間であってもよい。指数(Kb)は1つであってもよ
く、本実施例の例で示されるように、必要なこととは、
巻線における電流が実際に正弦波に近くなるように、ス
テップ78のパラメータを工夫することである。
【0032】一旦ブーストファクターがステップ98に
おいて発生すると、Uカウンタの値はステップ99にお
いてインクリメントされる。それから、テスト100に
よってUカウンタが設定6に進んでいるか否かを判断す
る。ゼロクロス後に第1のサイクルにおいて6にはセッ
トされず、ステップ100の結果が否であればステップ
101に至る。ステップ101では、U巻線用のパルス
幅値(ステップ86において設定された)はステップ9
8で計算されたブースト値に加えられる。
【0033】図15に見られるように、もし、指数(K
b)が所定値以下でなければ、ゼロクロス後の第1のミ
リ秒の間、ブースト値は、(Kb)の十分な値例えば7
5カウントになる。クロスオーバにつづく第2のミリ秒
サイクルではステップ88の分数は4/5になり、第3
のサイクルにおいては3/5になり、そのようにして第
5のサイクルでは0である。それからUカウンタはステ
ップ99において6にインクリメントされ、テスト10
0の肯定的な結果は、ゼロクロスフラグがセットされて
いるステップ102に至る。これにより、前述のよう
に、テスト88−90においてプログラムがゼロクロス
を探すことができる。
【0034】巻線V用のサブルーチン103と巻線W用
のサブルーチン104は、巻線Uに関して述べたステッ
プおよびテスト84−102と同じであり、実行され
る。これが完成されると、ミリ秒インタラプトルーチン
のランプダウン部分が変換点105を通して図10に至
る。
【0035】図9において、第1のテスト107はドア
が閉じられたか否かを判断する。このフラグは、ドアが
閉じられたときにセットするだけである。フラグがセッ
トされないと、テスト107の結果が否であり、テスト
108に至り、1.5/2.5秒クロックがタイムアウ
トしたか否かを見る。一般の場合においては、ドアが開
くにつれて、タイムアウトでなく、1ミリ秒インタラプ
トルーチンの終わりになり、他のプログラミングは戻り
点110を通して戻る。
【0036】ドアが開かれるか又はドアが閉じられてい
る時は、開閉後の11/2秒サイクル(図6)後に1.
5/2.5秒クロックはタイムアウトし、テスト109
の結果が否であればステップ111に至る。ステップ1
11ではフラグをセットし、一連のステップ112−1
14では、巻線U,V,Wのパルス幅値が1つのカウン
トによってデクリメントされる。ランプダウンフラグは
前述したように、ミリ秒インタラプトルーチンの束がバ
イパスされるべきか否かを決定するのに用いられる。デ
クリメントの後、各パルス幅はステップ115−117
においてゼロまで減少したか否かをテストされる。いず
れかの値がゼロでなければ、結果は否となり戻り点11
0に至る。
【0037】次のミリ秒インタラプトにおいて、ルーチ
ンは図6のエントリ点34に至る。ランプダウンフラグ
が、1.5秒タイムアウトの結果として、変換点105
にセットされているので、テスト35の結果が正であれ
ば図10におけるミリ秒インタラプトルーチンのランプ
ダウン部分に直接に至る。1.5/2.5秒クロック
は、それがドアが動いている期間を通して続くときを除
いて、常にタイムアウト状態であり、テスト109の結
果が正となりステップ111−114に至る。ステップ
111−114ではランプダウンフラグが余分にセット
されており(何も害することなく)、パルス幅が再び決
定される。
【0038】テスト115−117ではパルス幅の全て
がゼロまで減少しているか否かを判断する。最初は、ス
テップ115−117は戻り点110には至らない。続
くミリ秒期間において、ミリ秒インタラプトルーチンは
再びエントリ点34を通して図6,7に至り、テスト5
の肯定的な結果はランプダウン切換点105に至り、再
びテスト109に至る。
【0039】値が、1.5秒の末期にそれらを有するも
のがなくても、この実施例において使用される最大カウ
ントは常に256以下であるので、それらは256ミリ
秒以内にゼロまで減少する。ある時点(一般には1.5
秒タイムアウトの後の2,3サイクル以内)でパルス幅
値の全てがゼロまで減少し、テスト114−116の一
連の肯定的な結果はテスト120に至り、このテスト1
20で、ステップ38におけるドア開フラグセットをテ
ストすることによってドアが開いているか否かを判断す
る。
【0040】ドアが開いておれば、フラグがセットさ
れ、テスト120の結果が正であれば、ステップ121
に至りドア開フラグをリセットするとともに、ステップ
122に至りドアオープンフラグをセットする。ドアオ
ープンフラグは、ドアが開いていることを示し、以下に
より充分に説明するように、ドア閉指令がエレベータ制
御装置から受けられるまで残る。ステップ112−11
4におけるカウントをランプダウンする必要がないの
で、ステップ123でランプダウンフラグをリセット
し、ステップ124でドア閉フラグをリセットする。
【0041】ドア閉フラグの目的は以下に述べるが、別
に害はない。それから、コンピュータは戻り点110を
通して他のプログラミングに帰る。
【0042】ステップ123でダウンランプフラグがリ
セットされると、ミリ秒インタラプトが生じる次の時間
に、テスト35,36および109はテスト127に至
り、ドアオープンフラグがセットされたかどうかを判断
する。それは、ステップ122でセットされているの
で、ルーチンはステップ128におけるドア閉指令を探
す。ドアが開で乗客が出入りする間(エレベータ制御装
置とエレベータかご内のドア開ボタンによってある期間
が決められる)、ドア閉指令はなく、テスト128の結
果が否であると戻り点129を通して他のプログラミン
グに逆戻りさせる。
【0043】結局、エレベータ制御装置はドアが閉じら
れることを指令し、ミリ秒インタラプトはテスト128
の肯定的な結果を検出してステップ130と131に至
る。ステップ130はドアオープンフラグをリセット
し、ステップ131は2.5秒クロックを始める。これ
はドア閉操作の始まりである。ドアが閉じる時、安全面
からドアの総合慣性を制限する必要から、ドア閉には2
パルス秒を要する。ドアが閉じている限り、各サイクル
において、ステップ132では、2つのドア間の光線を
しゃ断することによって乗客がドアを反転させ、シュー
を安全に操作したかどうか等を判断する。ドアの反転が
生じると、ドア閉操作は、失敗し、ドア開操作が始ま
る。反転が生じる時はいつでも、ドア開操作のための図
6−9に関して上述した信号処理が遂行される。ルーチ
ンが位置ループであるから、このポーズは全く問題では
なく、それはドアがインである位置で閉操作を拾い上げ
る。ある大きな位相の増加,速度エラーなどがあり得
る。しかし、これは単に適正なドア開ルーチンに復帰す
る結果にすぎない。
【0044】ドアの反転が無ければ、テスト132の結
果は否であり、ステップ135−139に至る。ステッ
プ135−139は、速度と増加した位置が負(閉方向
に対して)であることを除いて、ステップ42−46と
同じである。サブルーチン140は、閉定数(KC)
と、最大位置と電流位置間の差の関数として、負の速度
指令を発生し、その外はサブルーチン49と同じであ
る。それから、ステップおよびサブルーチン50−55
は、(パルス幅を示すカウントとして表現された)AC
振幅と一致する前に、実行される。
【0045】図8において、同じステップおよび59−
73が、これらは方向検出でないので、前述のようにド
ア開操作として実行される。テスト74はステップ53
の振幅が正であることを判断し、テスト74の結果が否
であればステップ77,78に至り、巻線Uの位相から
−120°および−240°である巻線VおよびWの位
相を発生する。
【0046】図9において、ステップおよびテスト84
−102とサブルーチン103と104は、開方向につ
いて前述したように、閉方向が同じである。図10を通
しての第1のパルスにおいて、ドアは単に閉じ始めかつ
まだ閉じられていないので、ドア閉フラグはセットされ
ない。1.5/2.5秒タイムアウトは生せず、テスト
108の結果が否となり、戻り点110を通して他のプ
ログラミングを反転させる。
【0047】次のミリ秒期間において、ミリ秒インタラ
プトプログラムがエントリ点34を通して図6,7に至
る。この場合に、テスト35,36,109および12
7の結果が正であればテスト132は反転があったか否
かを判断する。反転が無ければ、ミリ秒ルーチンが実行
される。これは、図10の肯定的な結果に示されている
ように、最終的に1.5/2.5秒クロックタイムアウ
トまで発生し続ける。それから、ランプダウンフラグは
ステップ111でセットされ、3つの巻線用のパルス幅
値の判断とテストがステップ112−114とテスト1
15−117において行われる。
【0048】1.5/2.5秒クロックがタイムアウト
した後のあるサイクル後、パルス幅はゼロまで減少して
おり、テスト115−117の結果が正であればテスト
120に至る。この場合、ドアが閉じているので、ドア
開フラグはセットされず否となりステップ143に至り
ドア閉フラグを設定する。このフラグは、図10のルー
チンと、全てのエレベータに共通にドアが完全に閉ざさ
れていることを示す物理的なスイッチとの間の同期を単
にとらせるのに用いられる。そのスイッチの設定はテス
ト144において決定される。ミリ秒インタラプトルー
チンを通す次のパスにおいて、ランプダウンフラグ(図
6,7)とドア閉フラグ(テスト107,図10)はテ
スト144に至る。
【0049】物理スイッチまで閉じていなければ、テス
ト143の結果は否となり戻り点110に至る。結局、
ドアが完全に閉ざされたスイッチは閉ざされ、テスト1
44の結果が正であればステップ123,124に至
る。テスト123ではランプダウンフラグはリセットさ
れ、ステップ124ではドア閉フラグ(ステップ143
でセットされた)はもちろんリセットされる。ドア開操
作が無関係である末期にドアフラグは当然にリセットさ
れることに注意すべきである。
【0050】ミリ秒インタラプトルーチンは、巻線U,
VおよびW用の各々の2つの数を持っている。これらの
数の1つはステップ86において発生したパルス幅であ
り、図9のステップ101において検討され、他の数は
位相であり、この位相は図9のステップ84およびテス
ト84,85によって正常化される。モニタ巻線が位相
はパルス幅を発生するときに用いられ、全ての位相は、
モータ巻線が駆動正弦波の正又は負の半サイクルで駆動
されるべきであるか否かを判断するために、三角正弦波
である。
【0051】図11において、64マイクロ秒インタラ
プトルーチンは、エントリポイント145を通して至
り、一連のステップ146−148はU,VおよびW巻
線の各カウンタを、各巻線用のステップ86と101に
おいて発生したパルス幅に設定する。それから、U巻線
の位相の三角波形正弦波の信号はテスト149において
テストされる。信号が正であれば、このことは正電圧が
リニアインダクションモータの1次側19(図1)の
(20,21,図2)に示すU巻線に印加されるべきこ
とを意味する。これはステップ150によって成し遂げ
られるものであり、ステップ150ではライン152上
の一定の正電圧(図13)スイッチ153を通してフィ
ルタ155の入力端子154(U巻線に関して)に接続
する。他方、テスト149がU巻線の位相の記号が正で
ないと決定すれば、ステップ156は端子154に至
り、スイッチ158を通して電源157から一定の負電
圧を印加させる。同様にして、図11におけるテストお
よびステップ161−166は正又は負の電圧をスイッ
チ171−174を通してライン152,157上の電
源からフィルタ155の他の端子169,170に印加
させる。図11において、すべてのカウンタがセットさ
れ3つのスイッチがターンオンした時、他のプログラミ
ングは戻り点175を通して戻される。
【0052】フィルタ155は、この実施例において
は、スイッチ153,158,171−174とリニア
インダクションモータ1次側19間に配設されている。
フィルタは、対の巻線(U,V;V,W;W,U)を介
してデルタ接続された3つのコンデンサ177−179
からなる。各スイッチと対応する巻線間で、コイル18
0−182はコンデンサ177−179がスイッチ15
3,158,177−174を介して短絡するのを防
ぐ。フィルタ155のコンデンサとコイルは、約140
ヘルツ以上の周波数を減衰するローパスフィルタとなる
ように選ばれ、140ヘルツ以下の周波数は人間に聴こ
えないので、このブレークポイント周波数が選ばれる。
フィルタ155は基本的なドア電流周波数のハーモニッ
クスをフィルタアウトする。このドア電流周波数は図5
において20ヘルツが示されているが、本発明において
は0と24ヘルツ間の範囲でもよい。
【0053】図5に示すように、各巻線は、ミリ秒期間
内に一連の約16パルスが与えられ、それぞれ、特殊な
巻線に高周可能な正弦波振幅を示すパルス幅を有する。
これらのパルス幅のタイミングはU,VおよびWカウン
タがテクリメントされることによってとられ、図11の
ステップ146−148において正しいパルス幅がセッ
トされている。それらが、ゼロまで減少した時、例えば
図12に示されているU巻線用のUカウンタインタラプ
トのような関連するインタラプトを生じさせる。パルス
幅がU巻線用に完成すると、Uカウンタはエントリ点1
85を通してインタラプトを図12に至らせ、一連のス
テップ186,187はプラスUスイッチ153とマイ
ナスUスイッチ158をオフにし(1つがオンであって
も)、それから戻り点188を通して他のプラミングに
反転させる。同様なカウンタインタラプトルーチン(図
示されていない)がV巻線用およびW巻線用として設け
られている。
【0054】本実施例において、リニアインダクション
モータの巻線に流れる正弦波電流はパルスからなる電圧
波形によって表される。パルスの全ては同じ大きさを有
しているが、幅は正弦に沿った点の最大値の正弦角を示
している。
【0055】ミリ秒制御期間に対応する50ヘルツでも
異なった周波数を除いて、電圧波形は同じ種類のパルス
幅変調である。必要ならば、電圧波形は純正弦波形であ
ってもよい。本発明は可変電圧,可変周波数リニアイン
ダクションモータエレベータかごドアシステムのオープ
ン電流ループ操作を向上させるのに用いることが出来
る。本実施例においては、巻線に流れる電流の性能を高
めるために用いられる他の電圧成分はここで「ブース
ト」として呼ばれている他のディジタル幅成分であり、
各制御サイクルにおけるパルス幅の全てに適用されてい
る。他の電圧成分として、巻線における正弦波電流を得
るために、純正弦波電圧を用いているシステムでは純電
圧の大きさであってもよく、または他の実施例における
適正な種類のパルス幅成分であってもよい。
【0056】前述したことは、本発明は実行するために
用いることができる、物理的装置と論理的および演算的
機能を、簡単に述べたものである。ロジックフローは、
本発明を実施するのに用いられるべきコンピュータソフ
トウェアと文字的に同等なものであるとすべきでなく、
むしろ、良く知られているプログラム技術で実施できる
実施例の一例を示すものである。本発明は、単に、例示
の目的のための特殊な数および値について述べているに
すぎない。明らかに、如何なる実施例においても本発明
を使用することの利益を大きくするために述べられたよ
うに、他の数と値を用いることが出来る。ここに述べら
れたルーチンにおける数点での計算の代わりに、表を用
いることもできる。この発明は、1次側に垂直な極を有
し、水平な2次側を有するリニアインダクションモータ
を使用するものについて述べている。この本発明は、例
えば水平な極と1次側から水平に配置した2次側を有す
る他のタイプのリニアインダクションモータにとって
も、もちろん、有用である。
【0057】かくして、本発明は、代表的な実施例につ
いて図示および説明されているが、発明の思想と範囲か
ら逸脱することなく、前述および種々の他の変形、省略
および追加することは当業者にとって理解されるべきで
ある。
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、リニアインダクション
モータにおける所望の巻線電流を得るために発生した電
圧によってリニアインダクションモータを駆動できる。
一方電流フィードバックセンサ又は制御を必要とするこ
となく巻線の基本的な所望の電流であることを確認す
る。それにより、本発明によれば、知覚的又は視覚又は
聴覚の変則性がなく、非常に低コストで円滑なエレベー
タドア操作を遂行することが出来る。
【0059】また、本発明の他の目的、特徴および利点
は、添付図面に示されているような実施例の詳細な説明
から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による、リニアインダクション
モータを用いた、エレベータドア操作システムの簡略化
された一部破断概略図。
【図2】図1のリニアインダクションモータにおける巻
線の概略図。
【図3】図2における3巻線の電流関係の波形図。
【図4】図1のリニアインダクションモータにおける電
流の周波数と振幅の関係としての通常の力とリニアの力
を示す波形図。
【図5】制御サイクル内のパルス幅を示す、時間ベース
にもとづく一連の波形図。
【図6】図1のコンピュータ内で用いられる1つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。
【図7】図1のコンピュータ内で用いられる1つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。
【図8】図1のコンピュータ内で用いられる1つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。
【図9】図1のコンピュータ内で用いられる1つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。
【図10】図1のコンピュータ内で用いられる1つのミ
リ秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。
【図11】図1のコンピュータにおいて用いられる64
ミリ秒インタラプトのロジックフロー図。
【図12】図1のコンピュータにおいて用いられる巻線
U用のパルス幅カウンタインタラプトのロジックフロー
図。
【図13】図1のリニアインダクションモータのフィル
タとその巻線との接続を含む、図1のドライバーのブロ
ック図。
【図14】所定の力を供給するのに必要なすべり周波数
図。
【図15】本発明によるブーストを示す簡略化された波
形図。
【符号の説明】
17…エレベータドア 18…リニアインダクションモータの2次側 19…リニアインダクションモータの1次側 20〜25…巻線 28…光検出器 29…ライン 30…コンピュータ 31…ドライバ 155…フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 トーマス エム.マックヒュー アメリカ合衆国,コネチカット,ファーミ ントン,タンクシス ヴィレッジ 132 (72)発明者 エドワード イー.アヒジャン アメリカ合衆国,コネチカット,ウエスト ハートフォード,メイプルウッド アヴ ェニュー 65 (72)発明者 ジェロウム エフ.ジャミネット アメリカ合衆国,コネチカット,サウス ウインザー,バーチ ロード 59 (72)発明者 トーマス ヒー アメリカ合衆国,コネチカット,ユニオン ヴィル,ウッドサイド ドライブ 54 (72)発明者 トーマス エム.コワルツィク アメリカ合衆国,コネチカット,ファーミ ントン,シカモア レイン 15 (72)発明者 リチャード イー.キューラック アメリカ合衆国,コネチカット,ブリスト ル,アルドボーン ドライブ 80 (72)発明者 デイヴィッド ダブリュー.バーレット アメリカ合衆国,コネチカット,イースト ハートランド,ペル ロード 29

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エレベータドアに所定の運動を行わせる
    ためにリニアインダクションモータの巻線に流れる正弦
    波電流を示す制御波形を発生し、 前記制御波形の各ゼロクロスに直ちにつづく前記制御波
    形に対する他の成分を供給するとともに、前記制御波形
    に応答して前記巻線を電流源に接続する、ことを特徴と
    する、 エレベータかごのドアを駆動する可変電圧、可変周波数
    リニアインダクションモータの巻線をオープンループ電
    流制御するエレベータかごのドア駆動用リニアインダク
    ションモータの制御方法。
  2. 【請求項2】 電圧制御波形が、正弦波形を示すディジ
    タル的に発生したパルス幅変調波形であることを特徴と
    する、請求項1によるエレベータかごのドア駆動用リニ
    アインダクションモータの制御方法。
  3. 【請求項3】 前記制御波形が、正弦波電流のサイクル
    に対して、少なくとも30ディジタルパルス幅期間から
    成り、前記期間の各々が、前記期間の他のパルス幅より
    も異なるパルス幅を有しかつ、 前記供給ステップが、前記正弦波形のゼロクロスにつづ
    く前記期間における他の成分を供給する、ことを特徴と
    する請求項2による、 エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモー
    タの制御方法。
  4. 【請求項4】 前記他の電圧成分が、前記制御波形の結
    果として、前記巻線に流れる最大ピーク電流の分数であ
    る前記巻線における電流の大きさに対応する値を有する
    ことを特徴とする請求項1によるエレベータかごのドア
    駆動用リニアインダクションモータの制御方法。
  5. 【請求項5】 前記分数が、四分の一から三分の二のオ
    ーダであることを特徴とする請求項4によるエレベータ
    かごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方
    法。
  6. 【請求項6】 前記制御波形が、正弦波電流のサイクル
    に対して少なくとも30ディジタルパルス幅期間を有す
    るディジタル的に発生したパルス幅変調期間であり、か
    つ他の成分が、ゼロクロスにつづく前記期間の第1の期
    間における前記制御波形に応答して前記巻線に流れる最
    大ピーク電流の分数を示す値であり、かつその後に続く
    サイクルにおいて式x−n/xによって減少され、ここ
    で、xは4と8の間の数であり、nは前記第1の期間に
    続く期間による期間の数である、ことを特徴とする、エ
    レベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータ
    の制御方法。
JP7023604A 1994-04-06 1995-02-13 エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方法 Expired - Lifetime JP2774252B2 (ja)

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