JPH09233898A - 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置Info
- Publication number
- JPH09233898A JPH09233898A JP8040916A JP4091696A JPH09233898A JP H09233898 A JPH09233898 A JP H09233898A JP 8040916 A JP8040916 A JP 8040916A JP 4091696 A JP4091696 A JP 4091696A JP H09233898 A JPH09233898 A JP H09233898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- current
- command
- motor
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】エレベータ駆動用の誘導電動機を、最高の効率
で速度制御すること。 【解決手段】速度指令と実速度の偏差によって得られる
トルク指令に対して、誘導電動機に流れる電流から求め
た電動機トルク推定値を負帰還するトルク制御系を構成
する。その出力に基づき、誘導電動機が最高効率を呈す
るトルク電流成分と励磁電流成分の比に基づき、トルク
電流と励磁電流をそれぞれ制御する。 【効果】エレベータのように乗りかごに乗っている人が
常に変動し、電動機に加わる負荷トルクが変動する駆動
系に対して、大きな省エネルギー効果を発揮する。負荷
状態に拘わらず、電動機の速度が速度指令に追従するよ
うに電動機の瞬時トルクが発せられるので、乗り心地も
向上する。
で速度制御すること。 【解決手段】速度指令と実速度の偏差によって得られる
トルク指令に対して、誘導電動機に流れる電流から求め
た電動機トルク推定値を負帰還するトルク制御系を構成
する。その出力に基づき、誘導電動機が最高効率を呈す
るトルク電流成分と励磁電流成分の比に基づき、トルク
電流と励磁電流をそれぞれ制御する。 【効果】エレベータのように乗りかごに乗っている人が
常に変動し、電動機に加わる負荷トルクが変動する駆動
系に対して、大きな省エネルギー効果を発揮する。負荷
状態に拘わらず、電動機の速度が速度指令に追従するよ
うに電動機の瞬時トルクが発せられるので、乗り心地も
向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は交流電動機の制御装
置の改良に関し、特にエレベータの駆動制御装置に適し
た制御装置に係る。
置の改良に関し、特にエレベータの駆動制御装置に適し
た制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】エレベータの駆動系における効率を改善
するため、特開昭59−149283号公報には、エレベータの
速度指令と実速度の偏差が所定の範囲内にあるときすべ
り角周波数を所定の値に固定することが開示されてい
る。
するため、特開昭59−149283号公報には、エレベータの
速度指令と実速度の偏差が所定の範囲内にあるときすべ
り角周波数を所定の値に固定することが開示されてい
る。
【０００３】また、同期電動機に関して、高精度なトル
ク制御のために、特開平2−84093号公報には、電動機電
流検出値等から電動機の発生トルクを推定し、これをト
ルク指令と一致させるようなトルク制御系を設けること
が開示されている。
ク制御のために、特開平2−84093号公報には、電動機電
流検出値等から電動機の発生トルクを推定し、これをト
ルク指令と一致させるようなトルク制御系を設けること
が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、エレベータで
は、絶えずかご内搭乗人数が変化するため、駆動電動機
に加わる負荷が常時変化する。この結果、電動機に発生
させるべきトルクも負荷に応じて変化すると同時に、速
度が速度指令に追従するようなトルクを発生しなければ
ならない。上記第１の従来の技術では、電動機に加わる
負荷の如何によらず効率を高く維持することはできなか
った。
は、絶えずかご内搭乗人数が変化するため、駆動電動機
に加わる負荷が常時変化する。この結果、電動機に発生
させるべきトルクも負荷に応じて変化すると同時に、速
度が速度指令に追従するようなトルクを発生しなければ
ならない。上記第１の従来の技術では、電動機に加わる
負荷の如何によらず効率を高く維持することはできなか
った。
【０００５】一方、上記第２の従来技術では、高効率化
については考慮されていない。
については考慮されていない。
【０００６】本発明の目的は、電動機に加わる負荷がい
かように変化しようとも、即ち過渡状態も含めて高い効
率を維持できる交流電動機の制御装置及びエレベータの
制御装置を提供することである。
かように変化しようとも、即ち過渡状態も含めて高い効
率を維持できる交流電動機の制御装置及びエレベータの
制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ある一面にお
いて、トルク指令に基づいて交流電動機電流のトルク電
流成分と励磁電流成分とが所定の関係となるように電力
変換器を制御する手段を備えたことを特徴とする。
いて、トルク指令に基づいて交流電動機電流のトルク電
流成分と励磁電流成分とが所定の関係となるように電力
変換器を制御する手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】望ましい一実施態様においては、トルク指
令の操作量に対して、効率が最大になるようなトルク電
流指令と励磁電流指令とに分離し、かかる２指令に対応
した各々の電流が過渡状態でも電動機内に流れるように
誘導電動機を制御する。
令の操作量に対して、効率が最大になるようなトルク電
流指令と励磁電流指令とに分離し、かかる２指令に対応
した各々の電流が過渡状態でも電動機内に流れるように
誘導電動機を制御する。
【０００９】本発明は、他の一面において、交流を直流
に変換するコンバータと、このコンバータの出力電圧を
可変電圧・可変周波数の交流に変換するＰＷＭインバー
タと、前記コンバータとインバータとの間の直流回路に
接続されたコンデンサと、このＰＷＭインバータから給
電される誘導電動機と、この誘導電動機で昇降駆動され
る乗りかごと、エレベータの速度指令を発生する手段
と、この速度指令に前記誘導電動機の回転角速度が追従
するようにトルク指令を発生する速度制御手段を備えた
エレベータにおいて、前記誘導電動機の電流を検出する
手段と、前記トルク指令に基づいて前記電動機電流のト
ルク電流成分と励磁電流成分とが所定の関係となるよう
に前記電力変換器を制御する手段を備えたことを特徴と
する。
に変換するコンバータと、このコンバータの出力電圧を
可変電圧・可変周波数の交流に変換するＰＷＭインバー
タと、前記コンバータとインバータとの間の直流回路に
接続されたコンデンサと、このＰＷＭインバータから給
電される誘導電動機と、この誘導電動機で昇降駆動され
る乗りかごと、エレベータの速度指令を発生する手段
と、この速度指令に前記誘導電動機の回転角速度が追従
するようにトルク指令を発生する速度制御手段を備えた
エレベータにおいて、前記誘導電動機の電流を検出する
手段と、前記トルク指令に基づいて前記電動機電流のト
ルク電流成分と励磁電流成分とが所定の関係となるよう
に前記電力変換器を制御する手段を備えたことを特徴と
する。
【００１０】トルク指令の操作量は現時点で必要とされ
るトルクに応じて、励磁電流／トルク電流比が決定さ
れ、トルク電流指令と励磁電流指令が求められる。
るトルクに応じて、励磁電流／トルク電流比が決定さ
れ、トルク電流指令と励磁電流指令が求められる。
【００１１】この場合、トルク電流指令に対する励磁電
流指令は、現在発生している２次磁束において所望のト
ルクを得るに必要な最小のエネルギー（電動機の入力電
力）になるように決定されうる。このように決定された
励磁電流成分とトルク電流成分の組み合わせは、変動し
ていく速度指令やトルク指令に対応して求められてい
く。
流指令は、現在発生している２次磁束において所望のト
ルクを得るに必要な最小のエネルギー（電動機の入力電
力）になるように決定されうる。このように決定された
励磁電流成分とトルク電流成分の組み合わせは、変動し
ていく速度指令やトルク指令に対応して求められてい
く。
【００１２】従って、乗りかごに搭乗している人数、即
ち、電動機に加わる負荷トルクがいかように変わって
も、速度指令に対応した速度を得るのに必要なトルク
を、望ましくは最小エネルギーで発生できるような励磁
電流成分とトルク電流成分の組み合わせが過渡状態も含
めて決められ、これら二つの電流に対応した電流が電動
機の１次巻線に流れる。
ち、電動機に加わる負荷トルクがいかように変わって
も、速度指令に対応した速度を得るのに必要なトルク
を、望ましくは最小エネルギーで発生できるような励磁
電流成分とトルク電流成分の組み合わせが過渡状態も含
めて決められ、これら二つの電流に対応した電流が電動
機の１次巻線に流れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す。
【００１４】交流電源１０の交流はコンバータ２０によ
って直流に変換され、この直流電圧は平滑コンデンサ３
０で平滑され、平滑された直流は更にＰＷＭインバータ
４０で、可変電圧，可変周波数の交流に変換される。こ
の交流は誘導電動機（ＩＭ）６０に供給され、この電動
機６０を可変速駆動する。電動機６０で発生したトルク
は電動機のロータ（回転子）に直結されていたギヤ（図
では省略）を介してシーブ７０に伝達され、シーブの回
転動作によってカウンタウエイト８０と乗りかご９０を
連結しているロープを作動させ乗りかご９０を昇降駆動
する。
って直流に変換され、この直流電圧は平滑コンデンサ３
０で平滑され、平滑された直流は更にＰＷＭインバータ
４０で、可変電圧，可変周波数の交流に変換される。こ
の交流は誘導電動機（ＩＭ）６０に供給され、この電動
機６０を可変速駆動する。電動機６０で発生したトルク
は電動機のロータ（回転子）に直結されていたギヤ（図
では省略）を介してシーブ７０に伝達され、シーブの回
転動作によってカウンタウエイト８０と乗りかご９０を
連結しているロープを作動させ乗りかご９０を昇降駆動
する。
【００１５】したがって、電動機にはカウンタウエイト
と乗りかごの重量差が負荷（荷重）として加わる。かか
る負荷は搭乗人員に変動があるエレベータでは絶えず変
動し、運転の大半において電動機出力の半分以下になっ
ている。また、エレベータが停止している場合には、通
常、電源の供給は停止される。このためエレベータ駆動
系で省電力化を図るためには、駆動中（過渡状態）でし
かも負荷が軽い状態で、電動機の駆動効率を高くできる
ことが望ましい。
と乗りかごの重量差が負荷（荷重）として加わる。かか
る負荷は搭乗人員に変動があるエレベータでは絶えず変
動し、運転の大半において電動機出力の半分以下になっ
ている。また、エレベータが停止している場合には、通
常、電源の供給は停止される。このためエレベータ駆動
系で省電力化を図るためには、駆動中（過渡状態）でし
かも負荷が軽い状態で、電動機の駆動効率を高くできる
ことが望ましい。
【００１６】エレベータでは、乗り心地が重要なファク
ターであり、これを加味して加速度パターン(指令)が決
定される。このパターンを発生するのが加速度パターン
発生手段１１０である。該手段１１０から発せられた加
速度パターンは速度指令発生手段１２０に入力される。
該手段１２０では、加速度パターンを積分して速度指令
に変換している。速度指令ωＲは加減算器１３０の加算
側の端子に、誘導電動機６０の回転子に取り付けられた
速度検出器１００から発せられる回転パルスをもとに速
度演算手段１２１で演算された前記誘導電動機の回転子
の回転角速度ωＭが加減算器１３０の減算側の端子に導
入され、両者の偏差がとられ速度偏差を発生させる。該
速度偏差は速度制御手段１４０に入力される。該速度制
御手段１４０では、前記速度偏差が無くなるように誘導
電動機６０で発生すべきトルクを決定すべきトルク指令
τＲを発生する。
ターであり、これを加味して加速度パターン(指令)が決
定される。このパターンを発生するのが加速度パターン
発生手段１１０である。該手段１１０から発せられた加
速度パターンは速度指令発生手段１２０に入力される。
該手段１２０では、加速度パターンを積分して速度指令
に変換している。速度指令ωＲは加減算器１３０の加算
側の端子に、誘導電動機６０の回転子に取り付けられた
速度検出器１００から発せられる回転パルスをもとに速
度演算手段１２１で演算された前記誘導電動機の回転子
の回転角速度ωＭが加減算器１３０の減算側の端子に導
入され、両者の偏差がとられ速度偏差を発生させる。該
速度偏差は速度制御手段１４０に入力される。該速度制
御手段１４０では、前記速度偏差が無くなるように誘導
電動機６０で発生すべきトルクを決定すべきトルク指令
τＲを発生する。
【００１７】トルク指令τＲは加減算器１３１のプラス
端子に入力され、一方、加減算器１３１のマイナス端子
には発生トルク推定手段１５２から式（１）を使って演
算して得られる現時点で電動機内部で発生している瞬時
トルクτＭが入力される。 τＭ＝ｍ・ｐ・{Ｍ／(Ｍ＋ｌ2)｝・φ２・Ｉｔ …（１） 但し、ｍ：相数、ｐ：誘導電動機の極数、Ｍ：励磁イン
ダクタンス、ｌ2 ：漏れインダクタンス、Ｉｔ：検出さ
れたトルク電流、φ２：２次磁束 また、２次磁束φ２は、式（２）をもとに、２次磁束演
算手段１５１で演算することによって推定される現時点
で誘導機内部に発生しているトルク発生に寄与する瞬時
磁束である。
端子に入力され、一方、加減算器１３１のマイナス端子
には発生トルク推定手段１５２から式（１）を使って演
算して得られる現時点で電動機内部で発生している瞬時
トルクτＭが入力される。 τＭ＝ｍ・ｐ・{Ｍ／(Ｍ＋ｌ2)｝・φ２・Ｉｔ …（１） 但し、ｍ：相数、ｐ：誘導電動機の極数、Ｍ：励磁イン
ダクタンス、ｌ2 ：漏れインダクタンス、Ｉｔ：検出さ
れたトルク電流、φ２：２次磁束 また、２次磁束φ２は、式（２）をもとに、２次磁束演
算手段１５１で演算することによって推定される現時点
で誘導機内部に発生しているトルク発生に寄与する瞬時
磁束である。
【００１８】 φ２＝{Ｍ・Ｉｍ}／(１＋Ｔ2・ｓ） …（２） 但し、Ｔ2 ：２次時定数、ｓ ：ラプラス演算子 式（２）のＩｍは励磁分電流で、励磁分／トルク分電流
検出手段１５０から検出される２次磁束φ２を発生させ
るために必要な励磁電流である。ここで、励磁分電流Ｉ
ｍ，トルク分電流Ｉｔは、電流センサ５０，５１，５２
によって検出される三相の１次電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを
基に、上記手段１５０で式（３）の演算を行うことによ
って求められる。
検出手段１５０から検出される２次磁束φ２を発生させ
るために必要な励磁電流である。ここで、励磁分電流Ｉ
ｍ，トルク分電流Ｉｔは、電流センサ５０，５１，５２
によって検出される三相の１次電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを
基に、上記手段１５０で式（３）の演算を行うことによ
って求められる。
【００１９】 Ｉｍ＝(√２／√３)・{ｉｕ・cosθ1*＋ｉｖ・cos(θ1*−２π／３) ＋ｉｗ・cos（θ1*＋２π／３)｝ Ｉｔ＝−(√２／√３)・{ｉｕ・sinθ1*＋ｉｖ・sin（θ1*−２π／３） ＋ｉｗ・sin(θ1*＋２π／３)｝ …（３） 但し、θ1*＝∫ω１ｄｔ，ω１は（４）式に示すよう
に、インバータ角周波数で前記回転角速度ωＭと後述す
るすべり角周波数ωｓとの和で与えられる。
に、インバータ角周波数で前記回転角速度ωＭと後述す
るすべり角周波数ωｓとの和で与えられる。
【００２０】 ω１＝ωＭ＋ωｓ …（４） 上述の速度制御手段１４０で得られたトルク指令τＲ及
び発生トルク推定手段１５２で得られた発生トルクτＭ
との偏差(トルク偏差)がトルク制御手段１６０に入力さ
れる。該トルク制御手段１６０は前記トルク偏差がゼロ
になるようにするためのトルク指令τＲの操作量(補償
量)τ* を決定する。通常、該手段１６０はＰＩ（比例
＋積分）要素で構成される。
び発生トルク推定手段１５２で得られた発生トルクτＭ
との偏差(トルク偏差)がトルク制御手段１６０に入力さ
れる。該トルク制御手段１６０は前記トルク偏差がゼロ
になるようにするためのトルク指令τＲの操作量(補償
量)τ* を決定する。通常、該手段１６０はＰＩ（比例
＋積分）要素で構成される。
【００２１】該操作量τ* はトルク電流指令演算手段１
７０に入力される。該手段１７０では、式（５）によっ
てトルク電流指令Ｉｔ*を演算する。
７０に入力される。該手段１７０では、式（５）によっ
てトルク電流指令Ｉｔ*を演算する。
【００２２】 Ｉｔ*＝{τ*／φ２}・{(Ｍ＋ｌ2)／Ｍ}・{１／(ｍ・ｐ)｝ …（５） 該トルク電流指令Ｉｔ*に対応した励磁電流指令ＩｍＲ
は励磁電流／トルク電流比決定手段１８０によって、以
下に述べる手法によって決定される。両者の関係は、誘
導電動機での損失Ｌが最小になるように決定される。
は励磁電流／トルク電流比決定手段１８０によって、以
下に述べる手法によって決定される。両者の関係は、誘
導電動機での損失Ｌが最小になるように決定される。
【００２３】 Ｌ＝Ａ・Ｉｍ2＋Ｂ・Ｉｔ2 …（６） 但し、Ａ＝(Ｒｓ＋Ｒｍ)， Ｂ＝Ｒｓ＋Ｒｒ・(Ｍ／Ｌｒ)・(Ｍ／Ｌｒ)≒Ｒｓ＋Ｒｒ …（７） Ｌｒ＝Ｍ＋ｌ2 ，Ｒｓ：１次抵抗、Ｒｍ：鉄損抵抗、Ｒ
ｒ：２次抵抗である。
ｒ：２次抵抗である。
【００２４】Ｍ／Ｌｒの値は通常１に近い値、つまり、
２次漏れインダクタンスｌ2 は励磁インダクタンスＭに
比べて非常に小さいのでＢに関しては一般に第２項が成
立する。
２次漏れインダクタンスｌ2 は励磁インダクタンスＭに
比べて非常に小さいのでＢに関しては一般に第２項が成
立する。
【００２５】ここで、与えられたトルクτを発生するの
に必要な励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔの組み合わせを
（Ｉｔ，Ｉｍ）とすると、トルクτはＩｔとＩｍと積に
比例する。従って、式（８）を満足する上記の組み合わ
せは無数に存在することになる。
に必要な励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔの組み合わせを
（Ｉｔ，Ｉｍ）とすると、トルクτはＩｔとＩｍと積に
比例する。従って、式（８）を満足する上記の組み合わ
せは無数に存在することになる。
【００２６】 τ＝ｋ・Ｉｔ・Ｉｍ （ｋ：トルク比例定数） …（８） そこで、ある与えられたトルクτを発生するのに、式
（６）で与えられる電動機での損失Ｌが最小になる励磁
電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αmin(＝Ｉｍ／Ｉｔ）
は式（９）になる。
（６）で与えられる電動機での損失Ｌが最小になる励磁
電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αmin(＝Ｉｍ／Ｉｔ）
は式（９）になる。
【００２７】 （αmin)2＝{Ｒｓ＋Ｒｒ・(Ｍ／Ｌｒ)2｝／(Ｒｓ＋Ｒｍ） …（９） 従って、上記の損失を最小にする励磁電流Ｉｍとトルク
電流Ｉｔとの比αminは、１次抵抗Ｒｓ，２次抵抗Ｒ
ｒ，励磁インダクタンスＭ，鉄損抵抗Ｒｍの関数にな
る。ここで、１次抵抗Ｒｓ，２次抵抗Ｒｒは電動機内の
温度，励磁インダクタンスＭは励磁電流Ｉｍ，鉄損抵抗
Ｒｍは電動機の速度（インバータ角周波数）によって変
動することになるため、これら変動に応じて可変にする
必要がある。図１の実施例では、電動機６０の速度に応
じて上記の比αmin を補正する一例が示されている。図
２に発生トルクを変えていった場合での最高効率を与え
る励磁電流とトルク電流の組み合わせによって得られる
励磁電流−トルク電流ラインを示したもので、式（９）
で与えられるパラメータは既に与えられており、変動が
ない場合を示す。図４は速度が変動した場合の励磁電流
−トルク電流ラインを示したもので、最高効率を与える
特性は速度と共に変動している。この変動を補償するた
めには定格の速度ωＭ１０を基準に補正係数Ｋ（ωＭ）
を速度に応じて求めるようにすればよい。
電流Ｉｔとの比αminは、１次抵抗Ｒｓ，２次抵抗Ｒ
ｒ，励磁インダクタンスＭ，鉄損抵抗Ｒｍの関数にな
る。ここで、１次抵抗Ｒｓ，２次抵抗Ｒｒは電動機内の
温度，励磁インダクタンスＭは励磁電流Ｉｍ，鉄損抵抗
Ｒｍは電動機の速度（インバータ角周波数）によって変
動することになるため、これら変動に応じて可変にする
必要がある。図１の実施例では、電動機６０の速度に応
じて上記の比αmin を補正する一例が示されている。図
２に発生トルクを変えていった場合での最高効率を与え
る励磁電流とトルク電流の組み合わせによって得られる
励磁電流−トルク電流ラインを示したもので、式（９）
で与えられるパラメータは既に与えられており、変動が
ない場合を示す。図４は速度が変動した場合の励磁電流
−トルク電流ラインを示したもので、最高効率を与える
特性は速度と共に変動している。この変動を補償するた
めには定格の速度ωＭ１０を基準に補正係数Ｋ（ωＭ）
を速度に応じて求めるようにすればよい。
【００２８】 αmin＝Ｋ(ωＭ)・(ωＭ／ωＭ１０） …（１０） ここで、補正係数Ｋ(ωＭ)は速度ωＭを変数とした関数
テーブルを予め用意して求めておくようにする。この補
償は、主に鉄損抵抗Ｒｍの速度による変動を補償するも
のである。実際には、式（９）のパラメータ電動機の温
度（１次及び２次側の温度），電動機速度及び励磁電流
によって変化するため図４に示すよう手法で求める必要
がある。
テーブルを予め用意して求めておくようにする。この補
償は、主に鉄損抵抗Ｒｍの速度による変動を補償するも
のである。実際には、式（９）のパラメータ電動機の温
度（１次及び２次側の温度），電動機速度及び励磁電流
によって変化するため図４に示すよう手法で求める必要
がある。
【００２９】図４は電動機の温度，励磁電流，電動機の
速度を入力信号（情報）として式（９）の個々のパラメ
ータが変動した場合の最高効率を与えるαmin を演算
し、該αmin に対応した最適なトルク電流指令と励磁電
流指令との組み合わせを求める方法をブロック図で示し
たものである。
速度を入力信号（情報）として式（９）の個々のパラメ
ータが変動した場合の最高効率を与えるαmin を演算
し、該αmin に対応した最適なトルク電流指令と励磁電
流指令との組み合わせを求める方法をブロック図で示し
たものである。
【００３０】ブロック１８１には、１次抵抗Ｒｓ及び２
次抵抗Ｒｒをモータ温度（２次側の温度は通常検出が難
しいため、１次側に換算した温度を使用）の関数として
予め求め、テーブル化したものが用意されている。モー
タ温度（フレーム温度）が（図１の実施例では省略）検
出されると、該温度に対応したＲｓ，Ｒｒ上記テーブル
から求められる。
次抵抗Ｒｒをモータ温度（２次側の温度は通常検出が難
しいため、１次側に換算した温度を使用）の関数として
予め求め、テーブル化したものが用意されている。モー
タ温度（フレーム温度）が（図１の実施例では省略）検
出されると、該温度に対応したＲｓ，Ｒｒ上記テーブル
から求められる。
【００３１】ブロック１８２には、励磁電流に対応した
励磁インダクタンスＭの関数テーブルが用意されてい
て、検出された励磁電流が入力されると、該励磁電流に
対応した励磁インダクタンスＭが得られるようになって
いる。このように励磁インダクタンスの補償が必要なの
は、励磁電流が小さい領域では励磁インダクタンスＭは
ほぼ一定であるが、励磁電流が大きくなると磁束が飽和
し励磁インダクタンスＭは急激に減少するためである。
これは、最近電動機の小型・軽量化が進み、磁束を発生
させる電動機のコアは電動機の小型化に伴って次第に小
さくなり、励磁電流が大きな領域では磁束が飽和し易い
磁気回路となっており励磁インダクタンスが減少するた
めである。
励磁インダクタンスＭの関数テーブルが用意されてい
て、検出された励磁電流が入力されると、該励磁電流に
対応した励磁インダクタンスＭが得られるようになって
いる。このように励磁インダクタンスの補償が必要なの
は、励磁電流が小さい領域では励磁インダクタンスＭは
ほぼ一定であるが、励磁電流が大きくなると磁束が飽和
し励磁インダクタンスＭは急激に減少するためである。
これは、最近電動機の小型・軽量化が進み、磁束を発生
させる電動機のコアは電動機の小型化に伴って次第に小
さくなり、励磁電流が大きな領域では磁束が飽和し易い
磁気回路となっており励磁インダクタンスが減少するた
めである。
【００３２】ブロック１８３では、上記の補償された励
磁インダクタンスＭ，２次抵抗Ｒｒとから式（９）の分
子の第２項を求め、これとブロック１８１から得られた
１次抵抗Ｒｓ，ブロック１８４から検出された電動機速
度に基づいて決定された鉄損抵抗Ｒｍを用いて最高効率
を与えるαminを演算し、該αminにトルク電流指令Ｉｔ
* を乗じて励磁電流指令ＩｍＲを決定する。
磁インダクタンスＭ，２次抵抗Ｒｒとから式（９）の分
子の第２項を求め、これとブロック１８１から得られた
１次抵抗Ｒｓ，ブロック１８４から検出された電動機速
度に基づいて決定された鉄損抵抗Ｒｍを用いて最高効率
を与えるαminを演算し、該αminにトルク電流指令Ｉｔ
* を乗じて励磁電流指令ＩｍＲを決定する。
【００３３】以上のように得られたトルク電流指令Ｉｔ
* と励磁電流指令ＩｍＲとの組み合わせに対応したトル
ク電流Ｉｔと励磁電流指令Ｉｍが誘導電動機６０の内部
に流れるように電流制御が行われる。
* と励磁電流指令ＩｍＲとの組み合わせに対応したトル
ク電流Ｉｔと励磁電流指令Ｉｍが誘導電動機６０の内部
に流れるように電流制御が行われる。
【００３４】先ず、励磁電流指令ＩｍＲに対応した励磁
電流Ｉｍが流れるように励磁電流制御手段１９０が作動
する。ここでは、上記励磁電流指令ＩｍＲと励磁分／ト
ルク分電流検出手段１５０から検出された励磁分電流Ｉ
ｍとの偏差が加減算器１３２でとられ、上記励磁電流制
御手段１９０では該偏差がゼロになるように新たな励磁
電流の操作量Ｉｍ* を発生する。該励磁電流制御手段１
９０は、前記トルク制御手段１６０より早く作動するよ
うに設定される。これは励磁電流の応答を高めること
で、要求トルクに対応した２次磁束を早期に確定し、ト
ルクを安定化するためである。
電流Ｉｍが流れるように励磁電流制御手段１９０が作動
する。ここでは、上記励磁電流指令ＩｍＲと励磁分／ト
ルク分電流検出手段１５０から検出された励磁分電流Ｉ
ｍとの偏差が加減算器１３２でとられ、上記励磁電流制
御手段１９０では該偏差がゼロになるように新たな励磁
電流の操作量Ｉｍ* を発生する。該励磁電流制御手段１
９０は、前記トルク制御手段１６０より早く作動するよ
うに設定される。これは励磁電流の応答を高めること
で、要求トルクに対応した２次磁束を早期に確定し、ト
ルクを安定化するためである。
【００３５】上記の過程で得られたトルク電流指令Ｉｔ
*と励磁電流指令の操作量Ｉｍ*に基づき式（１１）によ
って電流指令演算手段２００で演算し３相の交流電流指
令ｉｕ*，ｉｖ*，ｉｗ*を発生する。
*と励磁電流指令の操作量Ｉｍ*に基づき式（１１）によ
って電流指令演算手段２００で演算し３相の交流電流指
令ｉｕ*，ｉｖ*，ｉｗ*を発生する。
【００３６】 ｉｕ*＝Ｉ１・cos（θ1＋δ） ｉｖ*＝Ｉ１・cos（θ1＋δ−２π／３） …（１１） ｉｗ*＝Ｉ１・cos（θ1＋δ＋２π／３） 但し、θ1 ＝∫ω１ｄｔ ω１＝ωＭ＋ωｓ ωｓ＝(Ｍ・Ｉｍ*)／(Ｔ2・φ２），Ｔ2＝（Ｍ＋ｌ2）／ｒ２ δ＝arctan(Ｉｔ*／Ｉｍ*） (Ｉ１)2＝(Ｉｔ*)2＋(Ｉｍ*)2 上記交流電流指令ｉｕ*，ｉｖ*，ｉｗ* は、それぞれ電
流検出器５０，５１，５２から検出された３相の交流電
流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに一致するように電流制御手段２２
０で３相変調波Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*(図１の図中では省
略）発生する。該変調波はＰＷＭ信号発生手段２３０に
入力され、搬送波（三角波、図示せず）と比較されＰＷ
Ｍ信号を発生し、該ＰＷＭ信号は該ＰＷＭインバータ４
０を構成する電力素子のゲートに印加される。
流検出器５０，５１，５２から検出された３相の交流電
流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに一致するように電流制御手段２２
０で３相変調波Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*(図１の図中では省
略）発生する。該変調波はＰＷＭ信号発生手段２３０に
入力され、搬送波（三角波、図示せず）と比較されＰＷ
Ｍ信号を発生し、該ＰＷＭ信号は該ＰＷＭインバータ４
０を構成する電力素子のゲートに印加される。
【００３７】この結果、該ＰＷＭインバータ４０の端子
には上記トルク指令に対応したトルクが発生するような
端子電圧が発生し、電動機内部には常に最高効率を与え
るトルク電流と励磁電流の組み合わせが流れるようにな
る。この関係は負荷の状態にかかわらず維持されること
になるため、過渡状態も含めて常に最高効率で電動機が
駆動されることになり、省エネルギー化を図ることがで
きる。この結果、乗りかごに乗っている人数が常に変動
し、電動機に加わる負荷トルクが変動するエレベータ駆
動系に対して、特に省エネルギー効果が大きい。特に、
エレベータでは稼働している際の電動機に加わる平均的
（統計的）な負荷は、一般に電動機の定格トルクの半分
以下の軽負荷状態で駆動されることが多いため、省エネ
ルギー効果は大きい。
には上記トルク指令に対応したトルクが発生するような
端子電圧が発生し、電動機内部には常に最高効率を与え
るトルク電流と励磁電流の組み合わせが流れるようにな
る。この関係は負荷の状態にかかわらず維持されること
になるため、過渡状態も含めて常に最高効率で電動機が
駆動されることになり、省エネルギー化を図ることがで
きる。この結果、乗りかごに乗っている人数が常に変動
し、電動機に加わる負荷トルクが変動するエレベータ駆
動系に対して、特に省エネルギー効果が大きい。特に、
エレベータでは稼働している際の電動機に加わる平均的
（統計的）な負荷は、一般に電動機の定格トルクの半分
以下の軽負荷状態で駆動されることが多いため、省エネ
ルギー効果は大きい。
【００３８】また、一般にエレベータの加速度パターン
(指令)は、通常、最適な乗り心地になるように決定さ
れ、これを積分して速度指令を発生する。本実施例で
は、速度指令に電動機の速度が負荷状態に拘わらず追従
するように電動機の瞬時トルクが発せられるので、乗り
心地も一層向上するという効果も生じる。
(指令)は、通常、最適な乗り心地になるように決定さ
れ、これを積分して速度指令を発生する。本実施例で
は、速度指令に電動機の速度が負荷状態に拘わらず追従
するように電動機の瞬時トルクが発せられるので、乗り
心地も一層向上するという効果も生じる。
【００３９】なお、この実施例においては、発生トルク
推定手段１５２の出力を負帰還するトルク制御手段１６
０を設けているが、必ずしも、トルク制御手段は必要で
はなく、速度制御手段１４０の出力を直接、トルク電流
指令演算手段１７０に入力しても良い。
推定手段１５２の出力を負帰還するトルク制御手段１６
０を設けているが、必ずしも、トルク制御手段は必要で
はなく、速度制御手段１４０の出力を直接、トルク電流
指令演算手段１７０に入力しても良い。
【００４０】図５にその他の実施例を示す。図１に示す
実施例と相違する部分のみ説明する。
実施例と相違する部分のみ説明する。
【００４１】先ず、実施例と相違するには、トルク電流
指令演算手段１７０から得られたトルク電流指令Ｉｔ*
に対応して、図１では励磁電流指令ＩｍＲを求めていた
が、本実施例では、２次磁束指令φ２*を励磁電流指令
Ｉｍ*を次式によって一旦変換して求め、該２次磁束指
令φ２*に電動機６０の内部で発生している２次磁束φ
２に追従するように構成したものである。
指令演算手段１７０から得られたトルク電流指令Ｉｔ*
に対応して、図１では励磁電流指令ＩｍＲを求めていた
が、本実施例では、２次磁束指令φ２*を励磁電流指令
Ｉｍ*を次式によって一旦変換して求め、該２次磁束指
令φ２*に電動機６０の内部で発生している２次磁束φ
２に追従するように構成したものである。
【００４２】 φ２*＝(ＩｍＲ・Ｍ)／(１＋Ｔ2・ｓ） …（１２） なお、トルク電流指令Ｉｔ* と励磁電流指令ＩｍＲの組
み合わせは上記の図１の実施例で説明したものと同等の
ものを利用する。該２次磁束指令φ２* と２次磁束演算
手段１５１によって式（２）から演算された２次磁束φ
２とを加減算器１３２に導入し、磁束偏差Δφ２を発生
させる。２次磁束制御手段１８６は該磁束偏差Δφ２が
ゼロに収束するように励磁電流の操作量Ｉｍ* を決定す
る。その後、トルク電流指令Ｉｔ*と該励磁電流の操作
量Ｉｍ*を使って、３相の電流指令ｉｕ*，ｉｖ*，ｉｗ*
を電流指令発生手段２００で発生し、該電流指令に電
動機の１次巻線に流れる１次電流が追従して流れるよう
に、変調波発生手段２２０で変調波を発生し、該変調波
に基づいてＰＷＭ信号を発生する。これら一連の操作は
図１の実施例で既に説明済みであるので詳細は省略す
る。
み合わせは上記の図１の実施例で説明したものと同等の
ものを利用する。該２次磁束指令φ２* と２次磁束演算
手段１５１によって式（２）から演算された２次磁束φ
２とを加減算器１３２に導入し、磁束偏差Δφ２を発生
させる。２次磁束制御手段１８６は該磁束偏差Δφ２が
ゼロに収束するように励磁電流の操作量Ｉｍ* を決定す
る。その後、トルク電流指令Ｉｔ*と該励磁電流の操作
量Ｉｍ*を使って、３相の電流指令ｉｕ*，ｉｖ*，ｉｗ*
を電流指令発生手段２００で発生し、該電流指令に電
動機の１次巻線に流れる１次電流が追従して流れるよう
に、変調波発生手段２２０で変調波を発生し、該変調波
に基づいてＰＷＭ信号を発生する。これら一連の操作は
図１の実施例で既に説明済みであるので詳細は省略す
る。
【００４３】本実施例では、トルク制御の基本とも云う
べきトルク電流と２次磁束を最高効率が得られるように
制御する方法であり、この結果、効率を最高に維持でき
ると同時に、トルク制御精度についても更に改善できる
という効果がある。
べきトルク電流と２次磁束を最高効率が得られるように
制御する方法であり、この結果、効率を最高に維持でき
ると同時に、トルク制御精度についても更に改善できる
という効果がある。
【００４４】図６には、今までの実施例で得られた最高
効率を与えるトルク電流指令と励磁電流指令との組み合
わせで電動機７０の内部に流れるようにするための交流
の電流制御手段２１０を設けないで変調波を直接発生さ
せるように構成したものである。前述した実施例と構成
上の差違のみを説明する。
効率を与えるトルク電流指令と励磁電流指令との組み合
わせで電動機７０の内部に流れるようにするための交流
の電流制御手段２１０を設けないで変調波を直接発生さ
せるように構成したものである。前述した実施例と構成
上の差違のみを説明する。
【００４５】トルク電流指令ＩｔＲ(前述実施例まで
は、Ｉｔ*と記述）がトルク電流指令演算手段１７０で
得られるまで同様であるので省略する。
は、Ｉｔ*と記述）がトルク電流指令演算手段１７０で
得られるまで同様であるので省略する。
【００４６】トルク電流指令ＩｔＲと励磁分／トルク分
電流検出手段１５０から検出されるトルク電流Ｉｔとの
トルク電流偏差を加減算器１３３から発生させて該トル
ク電流偏差を基にｑ軸電圧決定手段１７１によってｑ軸
電圧Ｖｑ′を求め、励磁電流指令ＩｍＲ（ここで、Ｉｍ
ＲはＩｔＲをもとに励磁電流／トルク電流比決定手段１
８０から前述の方法で求めたもの）と前記励磁分／トル
ク分電流検出手段150から得られた励磁電流Ｉｍの励磁
電流偏差を加減算器１３２から発生させｄ軸電圧決定手
段１７２によってｄ軸電圧Ｖｄ′を求める点が相違す
る。上記の電圧Ｖｑ′及びＶｄ′をそのまま使用したの
ではｄ軸，ｑ軸間で相互に干渉する。
電流検出手段１５０から検出されるトルク電流Ｉｔとの
トルク電流偏差を加減算器１３３から発生させて該トル
ク電流偏差を基にｑ軸電圧決定手段１７１によってｑ軸
電圧Ｖｑ′を求め、励磁電流指令ＩｍＲ（ここで、Ｉｍ
ＲはＩｔＲをもとに励磁電流／トルク電流比決定手段１
８０から前述の方法で求めたもの）と前記励磁分／トル
ク分電流検出手段150から得られた励磁電流Ｉｍの励磁
電流偏差を加減算器１３２から発生させｄ軸電圧決定手
段１７２によってｄ軸電圧Ｖｄ′を求める点が相違す
る。上記の電圧Ｖｑ′及びＶｄ′をそのまま使用したの
ではｄ軸，ｑ軸間で相互に干渉する。
【００４７】そこで、ｄ軸，ｑ軸間での相互干渉が生じ
るのを式（１３）に基づいて、非干渉化手段２０１で電
圧Ｖｑ′及びＶｄ′を補正し抑制する。
るのを式（１３）に基づいて、非干渉化手段２０１で電
圧Ｖｑ′及びＶｄ′を補正し抑制する。
【００４８】 Ｖｄ*＝ｒ１・Ｉｍ*−ω１・σ・Ｌｓ・Ｉｔ*＋Ｖｄ′ Ｖｑ*＝ｒ１・Ｉｔ*＋ω１{σ・Ｌｓ・Ｉｍ*＋(Ｍ／Ｌｒ)・φ２｝＋Ｖｑ′ σ＝１−(Ｍ／Ｌｓ)・(Ｍ／Ｌｒ），Ｌｓ＝Ｍ＋ｌ1，Ｌｒ＝Ｍ＋ｌ2 …（１３） ｄ軸電圧Ｖｄ*，ｑ軸電圧Ｖｑ*の２相を２相・３相変換
手段２０２で３相の電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ* に変
換（励磁分／トルク分電流検出手段１５０の３相・２相
変換の逆変換に対応）し、該３相の電圧指令を変調波と
してＰＷＭ信号発生手段２３０でＰＷＭ信号を発生し、
該ＰＷＭ信号によってＰＷＭインバータ４０を制御して
誘導電動機６０を駆動する。
手段２０２で３相の電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ* に変
換（励磁分／トルク分電流検出手段１５０の３相・２相
変換の逆変換に対応）し、該３相の電圧指令を変調波と
してＰＷＭ信号発生手段２３０でＰＷＭ信号を発生し、
該ＰＷＭ信号によってＰＷＭインバータ４０を制御して
誘導電動機６０を駆動する。
【００４９】前述した実施例では、交流の電流制御系を
高速に処理する必要があるが、一方、電圧制御系のみ直
流量で処理している高速に処理する必要がなく、応答ゲ
インを高くできるため高速域まで安定に駆動することが
でき、広範囲に渡って高効率駆動することができる。
高速に処理する必要があるが、一方、電圧制御系のみ直
流量で処理している高速に処理する必要がなく、応答ゲ
インを高くできるため高速域まで安定に駆動することが
でき、広範囲に渡って高効率駆動することができる。
【００５０】図７の実施例は加速度パターン決定手段を
付加して電源１０の電圧が変動した時も、高効率で安定
に駆動できるようにしたものである。相違点のみ説明す
る。コンバータ２０の出力側に付加した平滑コンデンサ
３０の電圧を検出する電圧検出器３１を設けて、電源１
０の状態を検出する。該平滑コンデンサの出力電圧は電
圧検出器３１によって検出され、電圧レベル決定手段３
２に導入される。該電圧が所定のレベル以内に入ってい
る場合は、該電圧レベル判定手段３２からトランジスタ
３３，抵抗４３で構成される発電制動ユニット及び加速
度パターン決定手段１１１には信号は送られずそのまま
の状態が保持される。即ち、トランジスタ３３は作動せ
ず、加速度パターン決定手段１１１から何も信号が発生
しないため、最初に決定されている加速度パターンが加
速度パターン発生手段１１１から発生する。
付加して電源１０の電圧が変動した時も、高効率で安定
に駆動できるようにしたものである。相違点のみ説明す
る。コンバータ２０の出力側に付加した平滑コンデンサ
３０の電圧を検出する電圧検出器３１を設けて、電源１
０の状態を検出する。該平滑コンデンサの出力電圧は電
圧検出器３１によって検出され、電圧レベル決定手段３
２に導入される。該電圧が所定のレベル以内に入ってい
る場合は、該電圧レベル判定手段３２からトランジスタ
３３，抵抗４３で構成される発電制動ユニット及び加速
度パターン決定手段１１１には信号は送られずそのまま
の状態が保持される。即ち、トランジスタ３３は作動せ
ず、加速度パターン決定手段１１１から何も信号が発生
しないため、最初に決定されている加速度パターンが加
速度パターン発生手段１１１から発生する。
【００５１】電圧検出器３１から検出される電圧が所定
の値よりも減少した場合は、加速度パターン発生手段１
１１から発生させられる加速度パターンの傾きを下げる
ように修正する。これは、電源電圧が所定の値よりも減
少した分、トルク電流を増加させ必要なトルクを確保し
ようと制御系は作動する。この結果、過大なトルク電流
が加速時に流れて銅損が増加し、かえって効率を低下さ
せることになるからである。
の値よりも減少した場合は、加速度パターン発生手段１
１１から発生させられる加速度パターンの傾きを下げる
ように修正する。これは、電源電圧が所定の値よりも減
少した分、トルク電流を増加させ必要なトルクを確保し
ようと制御系は作動する。この結果、過大なトルク電流
が加速時に流れて銅損が増加し、かえって効率を低下さ
せることになるからである。
【００５２】該加速パターンの傾きを減少させる判定は
次のように行う。先ず、コンデンサ電圧３０が所定より
も減少し、かつトルク電流指令が最大になっていること
をもって行う。ここで、前者だけの判断基準だけだと、
コンデンサ電圧３０が減少している場合でも、負荷が軽
い場合もあり必ずしもトルク指令が最大となっていると
は限らず、トルク電流指令が最大となるまでは高効率制
御を行うことができるからである。当然のことながら、
コンデンサ電圧３０が所定の値にある場合には、トルク
電流指令が最大となっている場合は加速パターンを修正
する必要はない。これは、システム設計上負荷最大で動
作している場合に相当しているからである。これによっ
て、系統内の電源が低下しても効率が損なわれることな
く、安定にエレベータを運行できる。
次のように行う。先ず、コンデンサ電圧３０が所定より
も減少し、かつトルク電流指令が最大になっていること
をもって行う。ここで、前者だけの判断基準だけだと、
コンデンサ電圧３０が減少している場合でも、負荷が軽
い場合もあり必ずしもトルク指令が最大となっていると
は限らず、トルク電流指令が最大となるまでは高効率制
御を行うことができるからである。当然のことながら、
コンデンサ電圧３０が所定の値にある場合には、トルク
電流指令が最大となっている場合は加速パターンを修正
する必要はない。これは、システム設計上負荷最大で動
作している場合に相当しているからである。これによっ
て、系統内の電源が低下しても効率が損なわれることな
く、安定にエレベータを運行できる。
【００５３】図８の実施例は停電用のバッテリーを搭載
している場合の例を示したもので、電源電圧が低下して
コンデンサ電圧３０が所定の値まで減少した場合の対応
法を示したものである。前述の実施例との相違点のみ説
明する。
している場合の例を示したもので、電源電圧が低下して
コンデンサ電圧３０が所定の値まで減少した場合の対応
法を示したものである。前述の実施例との相違点のみ説
明する。
【００５４】コンデンサ３０の出力電圧が降下した場
合、電圧レベル判定手段３２から信号が発生し、バッテ
リー２３１はスイッチ素子２３２を介して該コンデンサ
３０の端子間に接続され、ＰＷＭインバータ４０に直流
電源として供給される。この場合、加速度パターン補正
手段１１２から加速度パターンの加速時の傾きα，最高
値β，降下時の加速度パターンの傾きδ，最高値εを補
正する。
合、電圧レベル判定手段３２から信号が発生し、バッテ
リー２３１はスイッチ素子２３２を介して該コンデンサ
３０の端子間に接続され、ＰＷＭインバータ４０に直流
電源として供給される。この場合、加速度パターン補正
手段１１２から加速度パターンの加速時の傾きα，最高
値β，降下時の加速度パターンの傾きδ，最高値εを補
正する。
【００５５】即ち、加速時は、上記のα，最高値βはバ
ッテリー２３１の出力パワー(容量)に適合した値に補正
する。バッテリー２３１は非常用電源として用いられる
ため、受電電源１０の電圧（コンデンサ３０の電圧）に
比べて、通常はバッテリー２３１の電圧は低いものが設
置される。この場合、上記のα，最高値βはこれらの値
を規定した時の受電電源１０の電圧に対して設置される
バッテリーの電圧の減少分に対応させて減少させる。こ
のように減少させることによってエレベータの最高速度
は低く抑えられるため、誘導電動機６０に入力されるパ
ワーは減少する。この操作によって、バッテリー２３１
の容量に見合う少ないパワーでエレベータを動作させる
ことができる。即ち、バッテリー２３１の能力を最大限
活かし効率よく作動できるため、受電電源１０の電圧が
停電等でもかご内に閉じ込めることなしに、持続して運
転できエレベータの信頼性も向上するという他の効果も
現れる。
ッテリー２３１の出力パワー(容量)に適合した値に補正
する。バッテリー２３１は非常用電源として用いられる
ため、受電電源１０の電圧（コンデンサ３０の電圧）に
比べて、通常はバッテリー２３１の電圧は低いものが設
置される。この場合、上記のα，最高値βはこれらの値
を規定した時の受電電源１０の電圧に対して設置される
バッテリーの電圧の減少分に対応させて減少させる。こ
のように減少させることによってエレベータの最高速度
は低く抑えられるため、誘導電動機６０に入力されるパ
ワーは減少する。この操作によって、バッテリー２３１
の容量に見合う少ないパワーでエレベータを動作させる
ことができる。即ち、バッテリー２３１の能力を最大限
活かし効率よく作動できるため、受電電源１０の電圧が
停電等でもかご内に閉じ込めることなしに、持続して運
転できエレベータの信頼性も向上するという他の効果も
現れる。
【００５６】また、バッテリーの過放電も防止されるた
めバッテリー自体の寿命も向上するという効果もある。
めバッテリー自体の寿命も向上するという効果もある。
【００５７】カウンタウエイト８０の重量に対抗してエ
レベータが降下する場合、加速するパワーが必要である
がこの場合も加速度パターンの傾きδ，最高値εを上述
と同様な考えで減少させることによって同様な効果が得
られる。
レベータが降下する場合、加速するパワーが必要である
がこの場合も加速度パターンの傾きδ，最高値εを上述
と同様な考えで減少させることによって同様な効果が得
られる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、トルク指令に対して、
過渡的に高い効率で追従できる励磁分電流とトルク分電
流との比率を維持できるように、電動機の内部で発生し
ている瞬時トルクを制御できるので、過渡状態まで含め
て高い効率で電動機を制御できる。この結果、エレベー
タのように乗りかごに乗っている人数が常に変動し、電
動機に加わる負荷トルクが変動する駆動系に対して、特
に省エネルギー効果が大きい。
過渡的に高い効率で追従できる励磁分電流とトルク分電
流との比率を維持できるように、電動機の内部で発生し
ている瞬時トルクを制御できるので、過渡状態まで含め
て高い効率で電動機を制御できる。この結果、エレベー
タのように乗りかごに乗っている人数が常に変動し、電
動機に加わる負荷トルクが変動する駆動系に対して、特
に省エネルギー効果が大きい。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】ある状態での最高効率を与えるトルク分電流と
励磁分電流（又は磁束）との関係を説明する図である。
励磁分電流（又は磁束）との関係を説明する図である。
【図３】電動機の速度を可変にした時の最高効率を与え
るトルク分電流と励磁分電流（又は磁束）との関係を説
明する図である。
るトルク分電流と励磁分電流（又は磁束）との関係を説
明する図である。
【図４】電動機の種々のパラメータが変動した時の最高
効率を与える励磁分電流とトルク分電流との比を求める
ブロック図である。
効率を与える励磁分電流とトルク分電流との比を求める
ブロック図である。
【図５】図１の構成の中で２次磁束指令とトルク電流指
令とから最高効率を与えるパターンを得、トルク制御を
行うようにした本発明の他の一実施例のブロック図であ
る。
令とから最高効率を与えるパターンを得、トルク制御を
行うようにした本発明の他の一実施例のブロック図であ
る。
【図６】図１の電流制御系からＰＷＭ制御の変調波を得
ていたものを直接ｄ−ｑ軸電圧制御系を構成してトルク
制御を行うようにした本発明の他の一実施例のブロック
図である。
ていたものを直接ｄ−ｑ軸電圧制御系を構成してトルク
制御を行うようにした本発明の他の一実施例のブロック
図である。
【図７】受電電圧が変動した場合でも最高効率でエレベ
ータ駆動できるようにした本発明の他の一実施例のブロ
ック図である。
ータ駆動できるようにした本発明の他の一実施例のブロ
ック図である。
【図８】瞬時停電した場合にも対応できるようにバッテ
リーを具備したエレベータの駆動系においても受電電圧
変動に拘わらず最高効率でトルク制御を行えるようにし
た本発明の他の一実施例のブロック図である。
リーを具備したエレベータの駆動系においても受電電圧
変動に拘わらず最高効率でトルク制御を行えるようにし
た本発明の他の一実施例のブロック図である。
１０…電源、２０…コンバータ、３０…平滑コンデン
サ、４０…ＰＷＭインバータ、６０…誘導電動機、８０
…カウンタウエイト、９０…乗りかご、１１０…加速度
パターン発生手段、１２０…速度指令発生手段、１４０
…速度制御手段、１５２…発生トルク推定手段、１６０
…トルク制御手段、１７０…トルク電流指令演算手段、
１８０…励磁電流／トルク電流比決定手段、１９０…励
磁電流制御手段、２００…電流指令演算手段、２１０…
電流制御手段。
サ、４０…ＰＷＭインバータ、６０…誘導電動機、８０
…カウンタウエイト、９０…乗りかご、１１０…加速度
パターン発生手段、１２０…速度指令発生手段、１４０
…速度制御手段、１５２…発生トルク推定手段、１６０
…トルク制御手段、１７０…トルク電流指令演算手段、
１８０…励磁電流／トルク電流比決定手段、１９０…励
磁電流制御手段、２００…電流指令演算手段、２１０…
電流制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺谷 雅宏 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステムサービス内 (72)発明者 安藤 武喜 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステムサービス内
Claims (14)
- 【請求項１】可変電圧可変周波数交流を出力する電力変
換器と、この電力変換器から給電され可変速駆動される
交流電動機と、この交流電動機に対する速度指令を発生
する手段と、この速度指令に前記交流電動機の回転速度
が追従するようにトルク指令を発生する速度制御手段と
を備えた電動機制御装置において、電動機電流検出手段
と、前記トルク指令に基づいて前記電動機電流のトルク
電流成分と励磁電流成分とが所定の関係となるように前
記電力変換器を制御する手段を備えたことを特徴とする
交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】可変電圧可変周波数交流を出力する電力変
換器と、この電力変換器から給電され、可変速駆動され
る交流電動機と、この交流電動機に対する速度指令を発
生する手段と、この速度指令に前記交流電動機の速度が
追従するようにトルク指令を発生する速度制御手段とを
備えた電動機制御装置において、電動機電流検出手段
と、この電流検出値から電動機の発生トルク又は相当値
を推定する手段と、前記トルク指令と前記推定値とが一
致するように構成したトルク制御手段と、このトルク制
御手段の出力に基づいて前記電動機電流のトルク電流成
分と励磁電流成分とが所定の関係となるように前記電力
変換器を制御する手段を備えたことを特徴とする交流電
動機の制御装置。 - 【請求項３】請求項１又は２において、前記所定の関係
とは、前記トルク指令の大きさに応じて決まるトルク電
流と励磁電流の比であることを特徴とする交流電動機の
制御装置。 - 【請求項４】請求項３において、前記トルク指令の大き
さに応じて決まるトルク電流と励磁電流の比は、前記電
動機の速度又は前記インバータの周波数に関係付けられ
決定されることを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項５】請求項３において、前記トルク指令の大き
さに応じて決まるトルク電流と励磁電流の比は、前記電
動機の温度に関係付けられ決定されることを特徴とする
交流電動機の制御装置。 - 【請求項６】請求項１又は２において、前記所定の関係
とは、前記トルク指令に応じたトルクを前記電動機に発
生させるに必要なトルク電流値と励磁電流値の関係のう
ち、電動機入力電力値が小さくなる領域のトルク電流値
と励磁電流値であることを特徴とする交流電動機の制御
装置。 - 【請求項７】請求項１又は２において、トルク指令から
定められる、電動機の２次磁束とトルク電流の比に基づ
いて決定された２次磁束指令に対応する２次磁束を前記
電動機が発生するような励磁電流指令に追従するように
作動する励磁電流制御手段を備えた交流電動機の制御装
置。 - 【請求項８】可変電圧可変周波数交流を出力する電力変
換器と、この電力変換器から給電され、可変速駆動され
る交流電動機と、この交流電動機に対する速度指令を発
生する手段と、この速度指令に前記交流電動機の速度が
追従するようにトルク指令を発生する速度制御手段とを
備えた電動機制御装置において、電動機電流検出手段
と、この電動機電流検出値から励磁電流とトルク電流と
を検出する手段と、検出された励磁電流から前記誘導電
動機で発生している２次磁束を推定する手段と、この推
定２次磁束とトルク電流とを使って前記誘導電動機で発
生している瞬時トルクを求める手段と、この瞬時トルク
が前記トルク指令と一致するように前記電力変換器を制
御する手段を備えたことを特徴とする交流電動機の制御
装置。 - 【請求項９】交流を直流に変換するコンバータと、この
コンバータの出力電圧を可変電圧・可変周波数の交流に
変換するＰＷＭインバータと、前記コンバータとインバ
ータとの間の直流回路に接続されたコンデンサと、この
ＰＷＭインバータから給電される誘導電動機と、この誘
導電動機で昇降駆動される乗りかごと、エレベータの速
度指令を発生する手段と、この速度指令に前記誘導電動
機の回転角速度が追従するようにトルク指令を発生する
速度制御手段を備えたエレベータにおいて、前記誘導電
動機の電流を検出する手段と、前記トルク指令に基づい
て前記電動機電流のトルク電流成分と励磁電流成分とが
所定の関係となるように前記電力変換器を制御する手段
を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。 - 【請求項１０】交流を直流に変換するコンバータと、こ
のコンバータの出力電圧を可変電圧・可変周波数の交流
に変換するＰＷＭインバータと、前記コンバータとイン
バータとの間の直流回路に接続されたコンデンサと、こ
のＰＷＭインバータから給電される誘導電動機と、この
誘導電動機で昇降駆動される乗りかごと、エレベータの
速度指令を発生する手段と、この速度指令に前記誘導電
動機の回転角速度が追従するようにトルク指令を発生す
る速度制御手段を備えたエレベータにおいて、前記誘導
電動機の電流を検出する手段と、この電動機電流検出値
から電動機の発生トルク又は相当値を推定する手段と、
前記トルク指令と前記推定値とが一致するように構成し
たトルク制御手段と、このトルク制御手段の出力に基づ
いて前記電力変換器を制御する手段を備えたことを特徴
とするエレベータの制御装置。 - 【請求項１１】交流を直流に変換するコンバータと、こ
のコンバータの出力電圧を可変電圧・可変周波数の交流
に変換するＰＷＭインバータと、前記コンバータとイン
バータとの間の直流回路に接続されたコンデンサと、こ
のＰＷＭインバータから給電される誘導電動機と、この
誘導電動機で昇降駆動される乗りかごと、エレベータの
速度指令を発生する手段と、この速度指令に前記誘導電
動機の回転角速度が追従するようにトルク指令を発生す
る速度制御手段を備えたエレベータにおいて、前記誘導
電動機の電流を検出する手段と、この電動機電流検出値
から電動機の発生トルク又は相当値を推定する手段と、
前記トルク指令と前記推定値との偏差に基づいて前記電
動機電流のトルク電流成分と励磁電流成分とが予定の関
係となるように前記電力変換器を制御する手段を備えた
ことを特徴とするエレベータの制御装置。 - 【請求項１２】請求項９，１０又は１１において、加速
度指令を発生する手段と、この加速度指令を積分して前
記速度指令を演算する手段を備えたことを特徴とするエ
レベータの制御装置。 - 【請求項１３】請求項１２において、前記加速度指令の
傾きは、前記コンバータに印加される電源電圧が所定の
値以下に減少したことに応じて減少させる手段を備えた
ことを特徴とするエレベータの制御装置。 - 【請求項１４】交流を直流に変換するコンバータと、こ
のコンバータの出力電圧を可変電圧・可変周波数の交流
に変換するＰＷＭインバータと、前記コンバータとイン
バータとの間の直流回路に接続されたコンデンサと、こ
のＰＷＭインバータから給電される誘導電動機と、この
誘導電動機で昇降駆動される乗りかごと、エレベータの
加速度指令発生手段と、この加速度指令を積分して速度
指令を発生する手段と、この速度指令に前記誘導電動機
の回転角速度が追従するようにトルク指令を発生する速
度制御手段と、前記誘導電動機の電流を検出する手段
と、この電流検出値から電動機の発生トルク又は相当値
を推定する手段と、前記トルク指令と前記推定値との偏
差に基づいて前記誘導電動機電流のトルク電流成分と励
磁電流成分とが予定の関係となるように前記電力変換器
を制御する手段を備えたことを特徴とするエレベータの
制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040916A JPH09233898A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置 |
| GB9702685A GB2310770B (en) | 1996-02-28 | 1997-02-10 | Control device for controlling AC motor such as that in elevator with high driving efficiency |
| TW086216931U TW376904U (en) | 1996-02-28 | 1997-02-11 | Motor control device, elevator device and converter used therein |
| KR1019970004957A KR970069851A (ko) | 1996-02-28 | 1997-02-19 | 높은 구동 효율로 엘리베이터 교류 전동기를 제어하는 제어장치 |
| SG9700473A SG89247A1 (en) | 1996-02-28 | 1997-02-25 | Control device for controlling ac motor such as that in elevator with high driving efficiency |
| CN97102891A CN1176933A (zh) | 1996-02-28 | 1997-02-28 | 控制高驱动效率电梯等内的交流电动机的控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040916A JPH09233898A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233898A true JPH09233898A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12593834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8040916A Pending JPH09233898A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09233898A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005102895A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エレベータの制御装置 |
| WO2006094524A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Otis Elevator Company | Control system for controlling the speed of a passenger conveyor |
| WO2007013448A1 (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Mitsubishi Electric Corporation | エレベータ装置 |
| WO2007055023A1 (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エレベータの制御装置 |
| KR100735352B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-07-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터의 제어장치 |
| KR100881370B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2009-02-02 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터의 제어 장치 |
| JP2011205857A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Sanken Electric Co Ltd | 誘導電動機の制御装置及び制御方法 |
| JP5095223B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2012-12-12 | 三菱電機株式会社 | エレベータ装置 |
| JP5328892B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2013-10-30 | 三菱電機株式会社 | エレベータのドア制御装置 |
| US20200122960A1 (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Otis Elevator Company | Power management in an elevator system |
| CN112590765A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8040916A patent/JPH09233898A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005102895A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エレベータの制御装置 |
| WO2006094524A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Otis Elevator Company | Control system for controlling the speed of a passenger conveyor |
| EP1908719A4 (en) * | 2005-07-26 | 2013-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | ELEVATOR |
| WO2007013448A1 (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Mitsubishi Electric Corporation | エレベータ装置 |
| JP5095223B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2012-12-12 | 三菱電機株式会社 | エレベータ装置 |
| EP1908719A1 (en) * | 2005-07-26 | 2008-04-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator device |
| US7931128B2 (en) | 2005-07-26 | 2011-04-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator device |
| KR100947695B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2010-03-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터 장치 |
| US7588125B2 (en) | 2005-11-14 | 2009-09-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator control device |
| WO2007055023A1 (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エレベータの制御装置 |
| KR100735352B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-07-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터의 제어장치 |
| KR100881370B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2009-02-02 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터의 제어 장치 |
| JP5328892B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2013-10-30 | 三菱電機株式会社 | エレベータのドア制御装置 |
| JP2011205857A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Sanken Electric Co Ltd | 誘導電動機の制御装置及び制御方法 |
| US20200122960A1 (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Otis Elevator Company | Power management in an elevator system |
| CN112590765A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
| CN112590765B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-03-01 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6264005B1 (en) | Method for controlling rescue operation of elevator car during power failure | |
| US6166514A (en) | Apparatus and method for controlling induction motor | |
| JP3399156B2 (ja) | ブラシレスｄｃモータの制御装置 | |
| EP0536569A2 (en) | AC motor control apparatus and control apparatus of electric rolling stock using the same | |
| JPH09233898A (ja) | 交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置 | |
| GB2310770A (en) | Control device for controlling an ac motor such as that driving an elevator | |
| JP3773794B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3279457B2 (ja) | 永久磁石同期電動機の制御装置 | |
| JP2001086794A (ja) | 交流電動機制御装置 | |
| JP3787803B2 (ja) | 永久磁石式同期モータの制御装置 | |
| JP2001199644A (ja) | エレベータの制御装置 | |
| JPH10194650A (ja) | エスカレーターの制御装置 | |
| JP2005124366A (ja) | 電気車制御装置 | |
| JP2005304175A (ja) | 電動機の速度制御装置 | |
| JPH0880098A (ja) | 電動機のベクトル制御装置 | |
| JP3738865B2 (ja) | Ｉｐｍモータの制御方法 | |
| JPH08208140A (ja) | エレベータの制御装置 | |
| JPH0937559A (ja) | 電力変換器の制御方法 | |
| JP2000095453A (ja) | エレベータの制御装置 | |
| JPH1084689A (ja) | ビートレス制御装置 | |
| JPH0454890A (ja) | 誘導電動機制御装置およびその運転方法 | |
| JP2005130638A (ja) | 電気自動車用電力変換装置 | |
| JP3425438B2 (ja) | 誘導電動機の駆動装置 | |
| JP3323900B2 (ja) | リニアモータ電気車の制御装置 | |
| JPH10167594A (ja) | エレベータの制御装置 |