JPH08295465A - リニアモータエレベーターの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平板状の二次導体を使用したリニア誘導モー
タで駆動されるエレベーターが二次導体の継目部分で発
生する推力変動を抑制する。 【構成】 二次導体１０の継目１０ａ部分にスリット１
０ｂを設ける。つり合おもり５に設けられた一次巻線７
の上端７ａ及び下端７ｂと一致する光軸を持つ光電装置
からなる継目検出器２０、２１を設置する。この継目検
出器２０、２１によりスリット１０ｂを検出して、一次
巻線７の継目１０ａに対する進入及び脱出を検出し、移
動量検出器（図示しない）により継目１０ａから一次巻
線７までの距離を算出し、これに対応する等価二次抵抗
値を記憶値から抽出して出力し、リニアモータをベクト
ル制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は平板状の二次導体を用
いたリニア誘導モータで駆動されるエレベーターを制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８〜図１１は例えば特開平５−８５６
８４号公報に示された従来のリニアモータエレベーター
を示す図で、図８はつり合おもり部分の正面図、図９は
図８のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は二次導体の継目部
分の拡大図、図１１は推力低下特性図である。

【０００３】図８〜図１０において、１はエレベーター
のかご、２、３は滑車、４は一端がかご１に結合され滑
車２、３に巻き掛けられた主索、５は主索４の他端に結
合されたつり合おもり、６、７はつり合おもり５に搭載
されたリニア誘導モータの一次巻線、８は昇降路壁、
９、１０は昇降路壁８に配置されたリニア誘導モータの
二次導体で、平板状のアルミニウム板が複数板縦方向に
接続して配置されている。９ａ、１０ａはそれぞれ二次
導体９、１０の継目である。

【０００４】１１は一端がつり合おもり５に結合されて
昇降路内に懸垂され一次巻線６、７に電力を供給する移
動ケーブル、１２は移動ケーブル１１の他端が接続され
た中継ターミナル、１３は中継ターミナル１２に接続さ
れ一次巻線６、７に電力を供給するとともに、リニア誘
導モータを制御する制御回路である。このように、一次
巻線６、７で二次導体９、１０を挟んだ形式のリニアモ
ータを平板形両側式リニア誘導モータと呼んでいる。

【０００５】従来のリニアモータエレベーターは上記の
ように構成され、一次巻線６、７を三相交流電源で励磁
して移動磁界を発生させると、二次導体９、１０に誘起
される二次電流と、上記移動磁界との相互作用で一次巻
線６、７と二次導体９、１０の間の上下方向に相対的な
力（以下推力という）が発生する。この推力によりつり
合おもり５が駆動され、主索４を介してかご１は上下方
向へ走行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のリ
ニアモータエレベーターでは、二次導体９、１０はそれ
ぞれ継目９ａ、１０ａを有しているため、一次巻線６、
７は昇降路底面から高さｈ１の位置にある継目９ａ、１
０ａを同時に通過することとなり、このとき図１１に示
すように高さｈ１の位置を中心として推力Ｆが△Ｆ１だ
け低下する。このような推力変動は図１０に示すよう
に、二次導体９、１０の継目９ａ、１０ａにそれぞれす
き間があり、そのため二次導体９、１０に流れるうず電
流Ｉが継目９ａ、１０ａで断続するために発生する。

【０００７】このため、一次巻線６、７が継目９ａ、１
０ａを通過する度に、推力の低下分△Ｆ１の影響による
不円滑なかご１の縦振動を発生し、乗心地を悪くして乗
客に不快感を与えるという問題点がある。

【０００８】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、二次導体の継目における推力変動を抑制
して、乗心地を良好にできるようにしたリニアモータエ
レベーターの制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の第１発明に係
るリニアモータエレベーターの制御装置は、二次導体の
継目を検出する継目検出器と、この継目検出器の出力に
より一次巻線が二次導体の継目に対して進入及び脱出し
たことを検出する進入脱出検出回路と、一次巻線の移動
量を検出する移動量検出器と、二次導体の継目からの距
離に対応するリニア誘導モータの等価二次抵抗値をベク
トル制御の直交座標系に分解した形で記憶する直交軸成
分二次抵抗値記憶装置と、進入脱出検出器の出力と移動
量検出器の出力により二次導体から一次巻線までの距離
を算出し、一次巻線が二次導体の継目と係合している間
は継目位置からの距離に対応する直交軸成分二次抵抗値
を記憶装置から抽出して出力する二次抵抗値出力回路
と、この二次抵抗値出力回路の出力を演算要素の一部と
して制御回路へ供給する係数演算回路とを備えたもので
ある。

【００１０】また、第２発明に係るリニアモータエレベ
ーターの制御装置は、第１発明のものにおいて、二次導
体の隣接する継目間の距離を一次巻線の長さよりも長く
設定したものである。

【００１１】また、第３発明に係るリニアモータエレベ
ーターの制御装置は、第１発明のものにおいて、継目検
出器をかご又はつり合おもりに設置し、二次導体と係合
してその継目位置を検出する構成としたものである。

【００１２】また、第４発明に係るリニアモータエレベ
ーターの制御装置は、第１発明のものにおいて、継目検
出器を、昇降路の所定位置から二次導体の各継目位置ま
での距離を記憶する継目位置記憶装置と、所定位置から
の移動量検出器の出力が継目位置記憶装置に記憶された
距離に等しくなったことを検出する継目検出回路とで構
成したものである。

【００１３】また、第５発明に係るリニアモータエレベ
ーターの制御装置は、第１〜第３発明のものにおいて、
二次導体の継目にスリットを設け、このスリットを光電
装置で検出する構成の継目検出器を用いたものである。

【００１４】

【作用】この発明の第１発明においては、二次導体の継
目を検出して、この継目位置からの一次巻線の距離を算
出し、一次巻線が二次導体の継目と係合している間は継
目位置からの距離に対応する直交軸成分二次抵抗値を記
憶値から抽出して、ベクトル制御の演算要素の一部とし
て供給するようにしたため、リニアモータは正確な二次
抵抗値で制御される。

【００１５】また、第２発明においては、二次導体の隣
接する継目間の距離を一次巻線の長さよりも長く設定し
たため、一次巻線が同時に複数の継目と係合することは
ない。

【００１６】また、第３発明においては、継目検出器を
かご又はつり合おもりに設置し、二次導体との係合によ
りその継目を検出するようにしたため、二次導体の継目
は継目検出器によって直接検出される。

【００１７】また、第４発明においては、昇降路の所定
位置から二次導体の継目位置までの距離を記憶させ、上
記所定位置から一次巻線までの距離が上記記憶値に等し
くなったことで継目を検出するようにしたため、かご又
はつり合おもりに継目検出器の設置は必要ない。

【００１８】また、第５発明においては、二次導体の継
目にスリットを設け、このスリットを光電装置で検出す
るようにしたため、モータという磁気系の中で使用する
際に磁界の影響を受けることがない。

【００１９】

【実施例】

実施例１．図１〜図７はこの発明の第１〜第３及び第５
発明の一実施例を示す図で、図１はつり合おもり部分の
正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は移動
量検出器部分の拡大図、図４は二次導体の継目部分図、
図５は固定座標系と回転座標系のベクトル図、図６は二
次導体の抵抗値変化説明図であり、従来装置と同様の部
分は同一符号で示す。

【００２０】図１〜図４において、２０はつり合おもり
５に設けられた光電式の継目検出器で、投光器２０ａ及
び受光器２０ｂからなっており、投光器２０ａからの光
線２０ｃを受光器２０ｂで受光するものである。そし
て、この光線２０ｃの光軸の位置は一次巻線７の上端７
ａと一致している。２１も同様の継目検出器でそれぞれ
投光器２１ａ、受光器２１ｂ及び光線２１ｃ（いずれも
図示しない）を有し、その光軸の位置は一次巻線７の下
端７ｂと一致している。二次導体１０の継目１０ａ部分
には、隣接する上下の二次導体１０、１０をわずかに切
り欠いたスリット１０ｂが形成され、上記光軸はこのス
リット１０ｂを通過するように構成されている。

【００２１】２２はつり合おもり５に設置された移動量
検出器で、固定台２２ａを介して固定されたエンコーダ
２２ｂからなり、エンコーダ２２ｂは軸２２ｃとこれに
結合されたローラ２２ｄを有し、ローラ２２ｄは二次導
体９の側面に当接している。

【００２２】上記のように構成されたリニアモータエレ
ベーターにおいては、継目検出器２０、２１で二次導体
１０の継目１０ａを検出し、移動量検出器２２でつり合
おもり５、つまり一次巻線６、７の移動距離を検出す
る。すなわち、つり合おもり５が下方へ移動して、継目
検出器２１の光軸がスリット１０ｂと一致すると、受光
器２１ｂは投光器２１ａからの光線２１ｃを受光し、一
次巻線７の下端７ｂがスリット１０ｂに係合したことを
検出し、一次巻線７が継目１０ａに進入したことを検出
する。

【００２３】更に、つり合おもり５が下方へ移動して、
継目検出器２０の光軸がスリット１０ｂと一致すると、
受光器２０ｂは投光器２０ａからの光線２１ｃを受光
し、一次巻線７の上端７ａがスリット１０ｂに係合した
ことを検出し、一次巻線７が継目１０ａから脱出したこ
とを検出する。左右の一次巻線７、６の上端７ａ及び下
端７ｂは、それぞれ水平方向で同じレベルになるように
構成されている。また、左右の二次導体１０、９の継目
１０ａ、９ａも、水平方向で同じレベルになるように構
成されている。

【００２４】また、つり合おもり５が移動すると、ロー
ラ２２ｄは二次導体９上を転動し、エンコーダ２２ｂは
軸２２ｃの回転角度に対応したパルスを発生する。これ
で、エンコーダ２２ｂはつり合おもり５の移動量に応じ
たパルスを発生するため、これをカウントすることによ
り、つり合おもり５、つまり一次巻線６、７の移動量が
検出される。

【００２５】次に、この実施例の制御動作を数１及び図
５〜図７を参照して説明する。数１の(１)式はリニア誘
導モータの固定座標系（αβ軸）における電圧方程式で
あり、二次導体６、７の等価二次抵抗を直交αβ軸成分
に分解した形で表現されている。また、(２)式及び(３)
式は(１)式を固定座標系（αβ軸）から回転座標系（ｄ
ｑ軸）に変換した電圧方程式である。

【００２６】

【数１】

【００２７】ここに、υαs：α軸一次電圧 υβs：β軸一次電圧 υｄs：ｄ軸一次電圧 υｑs：ｑ軸一次電圧 Ｒs：一次抵抗 Ｌs：一次インダクタンス Ｍ：相互インダクタンス Ｌr：二次インダクタンス Ｐ：微分演算子（ｄ／ｄｔ） σ：１−（Ｍ²／ＬsＬr） Ｒαr：α軸二次抵抗 Ｒβr：β軸二次抵抗 ｉαs：α軸一次電流 ｉβs：β軸一次電流 ｉｄs：ｄ軸一次電流 ｉｑs：ｑ軸一次電流 ω：一次電圧角速度 ωre：モータ速度 ωs：すべり周波数 λαr：α軸二次磁束 λβr：β軸二次磁束

【００２８】図５に固定座標系（αβ軸）と回転座標系
（ｄｑ軸）の関係を示す。ここにθは両座標系のある時
刻における位相角（角度・位置）を示し、ｄθ／ｄｔ＝
ω（一次電圧の周波数）となる。従来のリニア誘導モー
タの制御では、上記の式(１)(３)において、Ｒαr＝Ｒ
βr＝Ｒr（一定値の等価二次抵抗値）としている。しか
し、実際の二次抵抗Ｒαr、Ｒβrは、二次導体９、１０
の継目９ａ、１０ａと一次巻線６、７との相対位置関係
に対応して図６(Ａ)に示すように変化することが知られ
ている。したがって、Ｒαr＝Ｒβr＝Ｒr（一定値）と
して制御したのでは、精密な制御はできず、図１１に示
すような推力変動が発生する。

【００２９】実施例１では、使用するリニア誘導モータ
について、あらかじめ二次導体９、１０の継目９ａ、１
０ａからの距離χ₁〜χnに対応する二次抵抗Ｒαr、Ｒ
βrを測定しておき、図６(Ａ)を図６(Ｂ)に示すような
表にして、制御装置の制御コンピュータのメモリによっ
て構成される直交軸成分二次抵抗値記憶装置２５に記憶
させてある。

【００３０】図７において、３０は誘導電動機のベクト
ル制御回路で、例えば特開昭６０−１２８８８５号公報
に示されているので、詳細な説明は省略する。３１は二
次抵抗値補正回路で、実施例１として付加された部分で
あり、以下この部分について説明する。

【００３１】３１Ａは継目検出器２０、２１に接続され
た進入脱出検出回路、３１Ｂは進入脱出検出回路３１Ａ
及び移動量検出器２２に接続された二次抵抗値出力回
路、３１Ｃは二次抵抗値出力回路３１Ｂに接続され、
(３)式の係数ＫRd、ＫRq、ＫRdqを演算して出力する係
数演算回路であり、ベクトル制御回路３０の二次磁束演
算回路３０Ａ及びすべり周波数演算回路３０Ｂに接続さ
れている。

【００３２】次に、二次抵抗値補正回路３１の動作を説
明する。進入脱出検出回路３１Ａは継目検出器２０、２
１の出力信号によって、一次巻線７が二次導体１０の継
目１０ａに進入したか、継目１０ａから脱出したかを検
出する。二次抵抗値出力回路３１Ｂは進入脱出検出回路
３１Ａからの信号と、移動量検出器２２からの信号によ
り、二次導体１０の継目１０ａと一次巻線７との相対距
離χ(ｎ)を算出する。そして、二次抵抗記憶装置２５か
ら相対距離χ(ｎ)に対応するα軸二次抵抗値Ｒαr(ｎ)
及びβ軸二次抵抗値Ｒβr(ｎ)を抽出して出力する。

【００３３】係数演算回路３１Ｃは入力された二次抵抗
値Ｒαr(ｎ)、Ｒβr(ｎ)により上記(３)式を演算して、
係数ＫRd、ＫRdqをベクトル制御回路３０の二次磁束演
算回路３０Ａへ出力し、係数ＫRd、ＫRq、ＫRdqをすべ
り周波数演算回路３０Ｂへ出力する。これで、上記(２)
式に従って従来のベクトル制御と同様に制御される。こ
のようにして、一次巻線７が継目１０ａと係合している
間は、二次抵抗値Ｒαr、Ｒβrは位置によって変化する
実際に近い値で制御されるため、リニア誘導モータは指
令値に正確に追従するように制御される。

【００３４】実施例２．この実施例はこの発明の第４発
明の一実施例を示すものであり、図１〜図７を参照す
る。ただし、図１及び図４に示すスリット１０ｂは設け
られていない。実施例１では継目検出器２０、２１によ
って継目１０ａのスリット１０ｂを検出するものとした
が、実施例２では距離演算によって継目１０ａを検出し
ようとするものである。

【００３５】すなわち、昇降路の所定位置から二次導体
９、１０の各継目９ａ、１０ａまでの距離をメモリから
なる継目位置記憶装置（図示しない）に記憶させる。一
方、移動量検出器２２によって上記所定位置からの移動
距離を求め、これが継目位置記憶装置に記憶された距離
に等しくなった点を継目位置として検出する継目検出回
路（図示しない）を設けることにより実現できる。この
ようにして、距離演算によって継目９ａ、１０ａを検出
しているため、図１及び図４に示すスリット及び光電装
置等の継目検出器２０、２１は不要となる。

【００３６】なお、次のように実施することも可能であ
る。 （１）上記各実施例は、両側式リニア誘導モータとして
説明したが、これを片側式リニア誘導モータに適用す
る。 （２）実施例１では継目検出器２０、２１として光電式
のものを示したが、これに限らず磁気式のものを用い
る。 （３）移動量検出器２２として回転式のエンコーダ２２
ｂを用いるものを示したが、これをリニアエンコーダ、
交差誘導線等を用いるものとする。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第１発明
では、二次導体の継目を検出して、この位置からの一次
巻線の距離を算出し、一次巻線が二次導体の継目と係合
している間は継目位置からの距離に対応する直交軸成分
二次抵抗値を記憶値から抽出して、ベクトル制御の演算
要素の一部として供給するようにしたので、リニアモー
タは正確な二次抵抗値で制御され、指令値に正確に追従
して推力変動は小さくなり、乗心地を大幅に改善するこ
とができる効果がある。

【００３８】また、第２発明では、二次導体の隣接する
継目間の距離を一次巻線の縦方向の長さよりも長く設定
したので、一次巻線が同時に複数の継目と係合すること
はなく、制御を単純化することができる効果がある。

【００３９】また、第３発明では、継目検出器をかご又
はつり合おもりに設置し、二次導体との係合によりその
継目を検出するようにしたので、二次導体の継目は継目
検出器によって直接検出され、正確に継目を検出するこ
とができる効果がある。

【００４０】また、第４発明では、昇降路の所定位置か
ら二次導体の継目位置までの距離を記憶させ、上記所定
位置から一次巻線までの距離が、上記記憶値に等しくな
ったことで継目位置を検出するようにしたので、かご又
はつり合おもりに継目検出器の設置は必要なく、継目検
出を安価に実現することができる効果がある。

【００４１】また、第５発明では、二次導体の継目にス
リットを設け、このスリットを光電装置で検出するよう
にしたので、モータという磁気系の中で使用する際に磁
界の影響を受けることがなく、誤動作のない継目検出を
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すつり合おもり部分の
正面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図３】図２の移動量検出器部分の拡大図。

【図４】図１の二次導体の継目部分図。

【図５】この発明の実施例１を示すリニア誘導モータの
固定座標系と回転座標系の関係を表すベクトル図。

【図６】この発明の実施例１を示す二次導体の抵抗値変
化説明図で、(Ａ)は抵抗値変化曲線図、(Ｂ)は直交軸成
分二次抵抗値記憶装置の内容図。

【図７】この発明の実施例１を示す制御回路のブロック
線図。

【図８】従来のリニアモータエレベーターのつり合おも
り部分の正面図。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。

【図１０】図８の二次導体の継目部分の拡大図。

【図１１】図８によるリニアモータエレベーターの推力
低下特性図。

【符号の説明】

１ かご、５ つり合おもり、６，７ 一次巻線、８
昇降路壁、９，１０二次導体、９ａ，１０ａ 継目、１
０ｂ スリット、２０，２１ 継目検出器、２２ 移動
量検出器、２５ 直交軸成分二次抵抗値記憶装置、３０
制御回路、３１Ａ 進入脱出検出回路、３１Ｂ 二次
抵抗値出力回路、３１Ｃ 係数演算回路。 化学式等を記載した書面 明細書

【数１】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かご又はつり合おもりに搭載されたリニ
   ア誘導モータの一次巻線と、昇降路に配置された複数の
   平板が縦方向に接続され上記一次巻線と係合する二次導
   体を有し、この二次導体の抵抗値を演算要素の一部とし
   て上記一次巻線をベクトル制御方式によって制御して上
   記かごを走行させる制御回路を有する装置において、上
   記二次導体の継目を検出する継目検出器と、この継目検
   出器の出力により上記一次巻線が上記二次導体の継目に
   対して進入及び脱出したことを検出する進入脱出検出回
   路と、上記一次巻線の移動量を検出する移動量検出器
   と、上記二次導体の継目からの距離に対応する上記リニ
   ア誘導モータの等価二次抵抗値を上記ベクトル制御の直
   交座標系に分解した形で記憶する直交軸成分二次抵抗値
   記憶装置と、上記進入脱出検出器の出力と移動量検出器
   の出力により上記二次導体の継目と上記一次巻線との相
   対距離を算出し、上記一次巻線が上記二次導体の継目と
   係合している間は上記継目位置からの距離に対応する上
   記直交軸成分二次抵抗値を上記記憶装置から抽出して出
   力する二次抵抗値出力回路と、この二次抵抗値出力回路
   の出力を上記演算要素の一部として上記制御回路へ供給
   する係数演算回路とを備えたことを特徴とするリニアモ
   ータエレベーターの制御装置。
2. 【請求項２】 二次導体の隣接する継目間の距離を一次
   巻線の長さよりも長く設定したことを特徴とする請求項
   １記載のリニアモータエレベーターの制御装置。
3. 【請求項３】 継目検出器をかご又はつり合おもりに設
   置し、二次導体と係合してその継目位置を検出する構成
   としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータエ
   レベーターの制御装置。
4. 【請求項４】 継目検出器を、昇降路の所定位置から二
   次導体の各継目位置までの距離を記憶する継目位置記憶
   装置と、上記所定位置からの移動量検出器の出力が上記
   継目位置記憶装置に記憶された距離に等しくなったこと
   を検出する継目検出回路とで構成したことを特徴とする
   請求項１記載のリニアモータエレベーターの制御装置。
5. 【請求項５】 二次導体の継目にスリットを設け、この
   スリットを光電装置で検出する構成の継目検出器を用い
   たことを特徴とする請求項１〜請求項３記載のリニアモ
   ータエレベーターの制御装置。