JPH10164885A - インバータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価なホール素子等の電流検出器を用いた場
合でも、残留磁束の影響に左右されずにオフセットをキ
ャンセルできるようにする。 【構成】 エレベータが停止する毎に電流検出器のオフ
セット量を記憶手段１８に記憶する。オフセット補正量
算出手段１９では、エレベータが停止する毎に、記憶手
段１８に記憶された最新の１０回分のオフセット量から
その平均値を算出し、その平均値をオフセット補正量と
する。このオフセット補正量を補正信号１７ａとして出
力し、検出信号５ａのオフセットをキャンセルする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機を駆
動し、特に電流帰還制御で速度制御を行うインバータ制
御装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、適用をエレベータ装置を例に記載
する。エレベータにおいては、起動から停止に至るま
で、広範囲でかつ滑らかな速度制御を行う必要があり、
そのために電流帰還制御が行われている。すなわち、各
相の電流指令に対して帰還電流が一致するように電圧指
令を操作し、その電圧指令どおりに誘導電動機に電圧が
印加されるように、ＰＷＭ化された信号でメイントラン
ジスタを駆動する。

【０００３】この場合、制御特性は電流検出器の検出精
度に大きく依存するが、一般に電流検出器は、検出電流
が実際には零にも拘らず微小な信号、すなわちオフセッ
トを出力する。このため、インバータの制御信号には常
にオフセット分が加算または減算された指令が与えられ
ることになり、その結果、直流分によるトルクリップル
が発生し、かごが振動して乗り心地が悪化するなどの問
題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、オフセット
が極力小さくなるように高性能の電流センサを使用する
ことが考えられるが、高性能の電流センサは高価であ
り、全体のコストアップにつながる。

【０００５】また、インバータ停止後のオフセット量
を、次回のインバータ動作時の零とみなすことで、オフ
セットをキャンセルする方法も考えられている。しかし
ホール素子のような安価な電流検出器を用いた場合は、
インバータの停止時に残留磁束の影響を受けてオフセッ
トが本来の値とは異なる値となってしまうため、インバ
ータ停止後のオフセット量を次の動作時の零とみなした
としても、本来のオフセットを完全にキャンセルするこ
とはできない。

【０００６】すなわち、この残留磁束による影響は、そ
のヒステリシス特性により、インバータ停止前の電流値
や電流方向によって大きさや極性が異なり、エレベータ
のように、運転方向及びかご内の荷重状況によって力行
モード或いは回生モードと、毎回負荷の状況が異なるよ
うな場合には、本来のオフセット分に加減算される残留
磁束の影響分も毎回異なった値となる。従って上記の方
法をエレベータに適用し、インバータ停止時のオフセッ
ト量を次回動作時の零とみなしたとしても、その値は本
来のオフセットとは異なる値であるため、この方法では
本来のオフセット分を完全にキャンセルすることはでき
ず、この結果直流分によるトルクリップルが発生するこ
とになる。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、エレベータにホール素子等の安価な
電流センサを用い、残留磁束の影響でインバータ停止時
のオフセットの値が毎回異なるような場合でも、簡単な
構成で確実に本来のオフセットをキャンセルできるよう
にしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エレベータを
複数回（例えば１０回程度）運転すると、その間のかご
内の荷重や負荷運転方向はさまざまとなるため、この間
のエレベータの停止毎のオフセット量を平均すると、残
留磁束の影響分はほぼキャンセルされ、本来のオフセッ
ト分だけが残されることに着目してなされたもので、そ
の特徴とするところは、オフセット補正手段を、エレベ
ータが停止する毎に電流検出器のオフセット量を記憶す
る記憶手段と、最新の複数回分のオフセット量の平均値
を次回起動時のオフセット補正量として算出するオフセ
ット補正量算出手段とで構成したことにある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明では、速度指令信号等によ
りエレベータが停止したことを検出すると、電流検出器
のオフセットを検出し、その量を記憶する。さらに、残
留磁束の影響を取り除くために、今回のオフセット量も
含めて過去の最新の複数回分のオフセット量の平均値を
算出し、その平均値をオフセット補正量とする。そして
このオフセット補正量を次回起動時の補正信号として出
力する。これをエレベータが停止する毎に繰り返し、電
流検出器の検出信号に含まれるオフセットを、この補正
信号でキャンセルする。

【００１０】但し、エレベータの停止から次回の起動時
まで間隔が開いている場合（３分程度以上）は、残留磁
束によるオフセットずれの影響より、温度依存によるオ
フセットずれの影響の方が大きくなるため、この場合は
起動直前のオフセット値をそのままオフセット補正量と
して使用する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の全体構成を示す図であり、１は
三相交流電源、２は交流電源を直流に変換するコンバー
タ、３はこのコンバータの出力を平滑する平滑コンデン
サ、４はコンバータ２の出力を可変電圧可変周波数の交
流に変換するインバータ、５はインバータ４の出力の各
相の出力電流を検出し、検出信号５ａとして出力する電
流検出器、５ｂはこの検出信号５ａを後述の補正信号１
７ａで補正した後の検出信号、６はインバータ４によっ
て給電されエレベータを駆動する誘導電動機、７はかご
の実際速度を速度帰還信号７ａとして出力する速度検出
器、８は誘導電動機６によって駆動される巻上機の綱
車、９は綱車８に巻掛けられた主索、１０は主索９に結
合されたかご、１１は同じく釣り合い錘、１２は理想の
速度指令信号１２ａを出力する速度指令発生装置、１３
は速度指令信号１２ａとかごの速度帰還信号７ａを入力
し電流指令信号１３ａを出力する電流指令発生装置、１
４はＡＣＲ（電流調節器）、１５はＰＷＭ回路、１６は
ベースドライブ回路である。

【００１２】また、１７はオフセット補正手段としての
マイクロコンピュータであり、エレベータが停止する毎
に検出信号５ａからオフセットを検出し、その値を記憶
する記憶手段１８と、最新の複数回分のオフセット量の
平均値を次回起動時のオフセット補正量として算出し、
そのオフセット補正量を補正信号１７ａとして出力する
オフセット補正量算出手段１９とで構成されている。

【００１３】以上の構成において、速度指令発生装置１
２より速度指令１２ａが発生すると、それに追従してエ
レベータのかご１０が走行するように、電流指令発生装
置１３は誘導電動機６が必要とするトルクに相当する電
流指令信号１３ａを発生する。一方、誘導電動機６に実
際に流れる電流は電流検出器５で検出され、その検出信
号５ａは、後述の手順でマイクロコンピュータ１７によ
り算出された補正信号１７ａによりオフセット分が補正
され、検出信号５ｂとなる。

【００１４】ここで、マイクロコンピュータ１７におけ
る、オフセット補正量の算出の手順について、図２のフ
ローチャートにより説明する。

【００１５】このプログラムは、エレベータが目的階に
到着し停止するとスタートし、まずステップＳ１におい
て、停止した時の検出信号５ａからオフセットを検出
し、その値を記憶する。次にステップＳ２で、最新の１
０回分のオフセット量の平均値を算出し、その平均値を
そのままオフセット補正量として前回の停止時に算出し
た値と置き換える。そしてそのオフセット補正量を、エ
レベータが次に起動し停止するまで出力するようにして
もよいが、前述のようにかごが停止してから所定時間
（例えば３分程度）が経過すると温度依存によるオフセ
ットずれの影響が大きくなるため、ここではエレベータ
の停止から３分以上経過すると、ステップＳ２で算出し
たオフセット補正量ではなく、次の起動時直前のオフセ
ットの値をそのままオフセット補正量として出力するよ
うにしている。

【００１６】すなわち、ステップＳ３でエレベータの停
止から３分経過したか否かを確認し、ステップＳ４でエ
レベータの運転が開始されたことを確認すると、前述の
ステップＳ２で算出したオフセット補正量を補正信号と
して、ステップＳ５で次にエレベータが停止するまで出
力する。

【００１７】一方、エレベータの停止から３分以上経過
した場合は、ステップＳ６とＳ７とで現時点の最新のオ
フセットを検出し、エレベータが運転を開始するとステ
ップＳ８で起動直前のオフセットを補正信号として次に
エレベータが停止するまで出力する。

【００１８】以後もエレベータが停止する毎に同様の手
順を繰り返すと、オフセット補正量はエレベータが停止
する毎に更新され、しかも負荷状況の如何に拘らず残留
磁束の影響はキャンセルされ、常に本来のオフセットに
相当する値がオフセット補正量として算出されることに
なる。

【００１９】図１に戻り、上記のように補正信号１７ａ
で本来のオフセット分がキャンセルされた検出信号５ｂ
は、電流指令信号１３ａと比較され、その偏差分がＡＣ
Ｒ１４で増幅されて、ＰＷＭ回路１５でキャリア信号と
の比較によりパルス幅変調が行われる。ベースドライブ
回路１６はこのパルス幅変調信号に応じてインバータを
構成するトランジスタ等のスイッチング素子を制御する
が、上記のようにオフセット分はキャンセルされている
ので、インバータの出力は直流分を生じることなく所望
の交流電力を誘導電動機に供給し、その結果、エレベー
タのかご１０は振動を生じることなく速度指令に追従し
て昇降することになる。

【００２０】なお、上記の説明においては、１０回分の
オフセットの量を平均してオフセット補正量を算出する
ようにしているが、勿論この回数に限られるものではな
く、残留磁束の影響分がほぼキャンセルされると思われ
る複数回であれば何回であってもかまわない。また、所
定時間も３分に限らず、温度依存による影響が大きくな
ると思われる時間であればよいことは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、安価なホール素子等の
電流検出器を用いたとしても、残留磁束の影響を受ける
ことなくオフセットを確実にキャンセルすることがで
き、トルクリップルの発生による乗り心地の悪化を防止
することができる。

【００２２】また、経年変化等によりオフセット量が変
動するような場合でも、本発明によればオフセット補正
量もそれに応じて更新されていくため、長期間にわたっ
て安定した制御を行うことができる。また、エレベータ
の停止から所定時間以上経過した場合は、次の起動直前
のオフセットをそのままオフセット補正量として使用す
ることにより、温度依存によるオフセットずれの影響を
も防止するようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す図である。

【図２】本発明におけるオフセット補正手段の処理手順
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 三相交流電源 ２ コンバータ ３ 平滑コンデンサ ４ インバータ ５ 電流検出器 ６ 誘導電動機 １０ かご １２ 速度指令発生装置 １３ 電流指令発生装置 １４ ＡＣＲ １５ ＰＷＭ回路 １６ ベースドライブ回路 １７ マイクロコンピュータ １８ 記憶手段 １９ オフセット補正量算出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 裕 大阪府茨木市庄１丁目28番10号 フジテッ ク株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を直流に変換するコンバータ
   と、該コンバータの出力を可変電圧可変周波数の交流に
   変換し、誘導電動機に給電するインバータとで構成さ
   れ、インバータ出力の各相に設けられた電流検出器のオ
   フセット補正手段を備えたインバータ制御装置におい
   て、前記オフセット補正手段は、エレベータ等間欠負荷
   の運転が停止する毎に上記電流検出器のオフセット量を
   記憶する記憶手段と、最新の複数回分のオフセット量の
   平均値を次回起動時のオフセット補正量として算出する
   オフセット補正量算出手段とからなることを特徴とする
   インバータ制御装置。
2. 【請求項２】 交流電源を直流に変換するコンバータ
   と、該コンバータの出力を可変電圧可変周波数の交流に
   変換し、誘導電動機に給電するインバータとで構成さ
   れ、インバータ出力の各相に設けられた電流検出器のオ
   フセット補正手段を備えたインバータ制御装置におい
   て、前記オフセット補正手段は、エレベータ等間欠負荷
   の運転が停止する毎に上記電流検出器のオフセット量を
   記憶する記憶手段と、次回起動時までの経過時間が所定
   値以内の場合は、最新の複数回分のオフセット量の平均
   値を次回起動時のオフセット補正量として算出し、次回
   起動時までの経過時間が所定値を超えた場合は、起動直
   前のオフセットを次回起動時のオフセット補正量として
   算出するオフセット補正量算出手段とからなることを特
   徴とするインバータ制御装置。