JPH11332299A - 界磁有向性エレベータモータ駆動における回転子時定数と磁化電流の自動微同調 - Google Patents
界磁有向性エレベータモータ駆動における回転子時定数と磁化電流の自動微同調Info
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Abstract
は切り離すことを必要としない、界磁有向性駆動装置に
おけるモータの回転子時定数パラメータの現場での自動
微同調を提供する。 【解決手段】 エレベータ制御装置7はロジック48を
備え、ロジック48は、エレベータを上昇および下降走
行させることによって、界磁有向性電流調整器/モータ
駆動装置20用の回転子時定数(τR)を計算し、上昇
/下降走行によって対する符号調節されたエラー信号の
平均値DXDERRを演算すると共に、τRを変え、かつτ
Rの値を決める。τRの値で上昇および下降エレベータ走
行に対するDXDERRの平均値、が所定の公差内でゼロ
に等しくなる。また、DXDERRの平均値を演算する代
わりに、所定の公差内でDXDERRがゼロに等しくなる
τRの値を決めるために単一のエレベータ走行を使用で
きる。
Description
テムの自動校正に係り、特に界磁有向性(又はベクトル
制御)エレベータ駆動における回転子時定数の微同調に
関する。
6,234(社内整理番号OT−3066)、No.8
/996,265(社内整理番号OT−3064)、社
内整理番号(OT−3054)、No.8/996,2
64(社内整理番号OT−4047),No.8/99
6,266(社内整理番号OT−4046)は、ここに
述べられている主題を含んでいる。
御)モータ駆動がインダクションモータ駆動の高性能な
トルク制御を行うことは、知られている。エレベータイ
ンダクションモータを制御するために、間接的な界磁有
向性駆動を使用することも、エレベータモータ駆動の分
野で知られている。そのような駆動は、多速可変周波数
駆動である。そのような駆動が、界磁有向性を確立する
ために、モータの回転子時定数の正確な知識を必要とす
ることも、知られている。
技術は、高価な試験設備と技術者の延べ時間を使用し
て、モータを解析することである。しかしながら、近代
化又は改良を施すにあたって、新しい駆動装置が現存す
る古い駆動装置と取り替えられるものであり、回転子時
定数パラメータを評価するために、モータをエレベータ
から取り外すことは、不便にして費用がかかる。
ための他の技術は、モータを駆動装置に同調させるため
に、特別な試験設備を使用して、高度な熟練技術者を現
場に急送するものである。しかしながら、そのような技
術は、高価にして時間の浪費であり、近代のエレベータ
駆動装置を、ビルディング所有者にとって味力のないも
のにしている。
定数を設計するために述べられている。一つの技術は、
T.M.ローマン(Rowman)による“インダクシ
ョンマシンの間接界磁有向性用オン−ライン適応”、産
業応用に関するIEEE取り扱い、1991年7/8月
号、第27巻No.4、に述べられている。しかしなが
ら、そのような技術は、例えば双方向性であるエレベー
タモータで生じるようにモータの回転方向が逆である
時、正確なゲイン調節ができない。他の技術は、C.ワ
ング(Wang)による“間接界磁有向性駆動用自動化
回転子時定数測定システム”産業応用に関する取り扱
い、1988年1月/2月24巻No.1で述べられて
いる。しかしながら、そのような技術は、トルク定数と
負荷慣性が前もって正確に知られることを、必要とす
る。
テムから取り除き又は切り離すことを必要としない、エ
レベータ用の界磁有向性駆動装置における、モータの回
転子時定数パラメータの現場での自動微同調を提供する
ことである。
に、本発明の方法は、界磁有向性制御装置によって動作
させられるエレベータモータの回転子時定数(τR)を
計算する方法であって、a)τRを初期値に設定するス
テップと、b)エレベータを第1の方向に走行さるステ
ップと、c)エレベータ走行中にエラー信号(VdERR)
を次のように計算し、VdERR=Vd−R1Id+(ωR+
Iq/(IdτR))LσIqここで、Id=d−軸電
流、Iq=q−軸電流、Vq=q−軸電圧、ωR=モー
タ速度、R1=モータ固定子抵抗、Lσ=モータ過渡イ
ンダクタンス、であり、ここでVd,Id,ωRは界磁
有向性制御装置によって供給される、ステップと、d)
エレベータ走行中に、次式DXDERR=VdERR×(Id
の符号)×(ωRの符号)によって信号調節されたエラ
ー信号を計算するステップ、およびe)τRを変え、ス
テップ(b)−(d)を実行し、かつ所定の公差内でD
XDERRがゼロに等しいτRの値を決めるステップ、によ
って構成されていることを特徴とする。
前記ステップが、f)DXDERRが符号を変えるまでτ
Rを変えるステップ、およびg)DXDERRが、所定の
公差内で、ゼロと交差するτRの値を決めるために、調
査アルゴリズムを行うステップ、によって構成されてい
ることを特徴とする。
側にはエレベータ制御装置7の一部が示されている。エ
レベータ制御装置は、運動制御回路10を含み、ライン
8上の操作制御回路(図示せず)からのフロア目的地指
令を受けると共に、モータ制御回路14にライン12の
速度基準プロフィルωREFを供給する。モータ制御装置
14は速度ループ補償ロジック16によって構成され、
速度ループ補償ロジック16は界磁有向性電流調整器/
モータ駆動回路20に、ライン18の電流基準信号I
qREFを供給する。回路20は、モータ24例えば3相イ
ンダクションモータ,にライン22の3相電圧VX,
VY,VZを供給する。モータ24は、該モータ24の回
転速度を示すライン36上の速度フィードバック信号ω
Rを制御装置7に供給する。
ンモータの2つの例は、ギャ方式の、定格電力45K
W,定格電圧355ボルト,定格速度1480,定格周
波数50Hzを有するロハー(Loher)によるモデ
ルUGA−225LB−40Aと、タッング(Tatu
ng)(台湾)による定格電力40KW,定格電圧50
0ボルト,定格速度251,および定格周波数16.7
Hzを有するギャレス方式のモデル156MSTであ
る。必要ならば、他の定格パラメータを有する他のモー
タを使用することもできる。
シャフトおよび/若しくはギャボックスによって、シー
ブ28に接続されている。ロープ又はケーブル30は、
シーブ28に巻装され、エレベータかご32に接続され
た一端と、カウンターウェイト34に接続された他端を
持っている。カウンターウェイトの重さは、一般に、空
のかごの重さにかごの最大負荷の40〜50%を加えた
ものに等しい。
造、すなわち、カウンターウェイトの有無、ギャボック
スの有無によるものを、モータ24の出力トルクをエレ
ベータかご32の動きに変換するために使用できる。当
該他のエレベータシスタム構造としては、例えば、二重
リフト、ドラムマシン等があり、二重リフトでは、2つ
のエレベータかごが単一のロープに接続され、かごは反
対方向に動き、各かごは他のかごに対してカウンターウ
ェイトとなる。また、ドラムマシンとしては、モータに
よって駆動されるドラムのまわりにロープが巻装され
る。
上の制御ループを有するいかなる制御補償ロジック、例
えば本願と同時出願中の米国特許出願(社内整理番号N
o.OT−3054)で述べられているような比例積分
外部ループ制御であってもよい。
て、2つの軸に対応する電流および電圧パラメータを使
用することは周知である。特に、図1の界磁有向性電流
調器整/モータ駆動装置20は2つの電流制御ループに
よって構成され、一つはd−軸電流Id用であり、他の
一つはq−軸電流Iq用である。Idループはライン1
4上のIdREFを加減算器102で受ける。ライン104
の測定された又はフィードバックd−軸電流信号Idは
加減算器102の負入力に供給される。加減算器102
の出力はライン106のエラー信号IdERRであり、この
エラー信号は、比例一積分(P−I)電流ループ制御の
ような制御補償ロジック108に供給される。必要なら
ば、他の電流ループ制御補償を使用してもよい。ロジッ
ク108はライン110にd−軸電圧指令信号VdCMDを
供給する。
8のIqREF信号を加減算器114の正入力で受ける。ラ
イン116の測定された又はフィードバックq−軸電流
信号Iqは加減算器114の負入力に供給される。加減
算器114の出力は、ライン118のエラー信号であ
り、ロジック108と同様に、制御補償ロジック120
例えば比例一積分ロジックに供給される。ロジック12
0の出力は、ライン122のq−軸電圧指令信号VqCMD
である。
向性3相変換ロジック124に供給され、3相変換ロジ
ック124、はd−軸電圧指令とq−軸電圧指令を、ラ
イン126の3相電圧指令VXCMD,VYCMD,VZCMDに変
換する。相電圧指令VXCMD,VYCMD,VZCMDは周知の3
相駆動回路(又はインバータ)128に供給され、3相
駆動回路128は、それぞれ相電圧VXCMD,VYCMD,V
ZCMDを、ライン130,132,134に供給して、モ
ータ24(図1)を駆動する。
内で、ライン126の電圧指令VXCMD,VYCMD,VZCMD
は、入力電圧レベルを示すパーセント・デュティ・サイ
クルに変換される。パーセント・デュティ・サイクルは
パルス幅変調駆動信号に変換され、パルス幅変調駆動信
号によってパワートランジスタが駆動され、それぞれラ
イン130,132,134にパルス幅変調可変周波数
3相電圧VX,VY,VZが供給される。駆動装置128
内での変換は、電子構成要素および/若しくはモータ駆
動回路の分野で周知のソフトウェアを使用して行われ
る。入力電圧指令を受け出力相電圧を供給する駆動回路
は他のタイプのものでも使用でき、相電圧はパルス幅変
調でなくてもよい。
電流IX,IY,IZは、それぞれ周知の電流センサ13
6,138,140例えば閉ループホール効果(例えば
LEMS)によって測定される。相電流IX,IY,IZ
は界磁有向性変換ロジック150の3相に供給され、界
磁有向性変換ロジック150は相電流をライン104,
116のd−軸電流とq−軸電流に変換し、d−軸電流
とq−軸電流は、それぞれ、加減算器102,114に
フィードバック電流として供給される。
ニィ(Novotny)による“ベクトルおよびAC駆
動のダイナミックス”、オックスフォード大学、プレス
1996,P203〜251で述べられているような、
ベクトル(d−軸およびq−軸)パラメータと相パラメ
ータとの間の周知の変換を行う。コンバータ124,1
50は、そのような変換を、マイクロプロセッサなどを
用いてソフトウェアで実行される。
−軸とq−軸まで行う必要があることは、界磁有向性駆
動の分野では知られている。特に、τRは、界磁有向性
を達成するために、正しいすべり周波数ωSを確立する
場合に使用される。回転子時定数τRの値はライン14
4上の2つのコンバータ124,150に供給される。
ック48によって構成され、ロジック48は、後述する
ように、回転子時定数τRと磁化電流(Id)の正しい
値を決める。ロジック48は、マイクロプロセッサ,イ
ンタフェース回路,メモリ,ソフトウェア,および/若
しくはファームウェアを含む公知の電子構成要素によっ
て構成され、ここで述べられている機能を遂行できる。
変用結合回路図180,182は次に規定する回路パラ
メータを持っている。すなわち、Id=d−軸(又は磁
化)電流、Iq=q−軸(又はトルク)電流、Vd=d
−軸電圧、R1=固定子抵抗、L1s=固定子漏れインダ
クタンス、L1r=回転子漏れインダクタンス、Lm=相
互インダクタンス、λds=d−軸固定子磁束、λdr=q
−軸回転子磁束、λqs=q−軸固定子磁束、λqr=q−
軸回転子磁束、ωs=すべり周波数、ωE=モータ電流の
電気周波数、およびR2は回転子抵抗である。
て、図3と4のインダクションモータ回路図は、λqr=
0,λdr=LmId,λqs=LσIq,およびλds=L
sIdであることを必要とし、ここでLσはモータの過
渡インダクタンスである。
は一定の磁化電流で動作する。添え字“I”又は“R”
によって示されている全ての電流および電圧パラメータ
は回転子パラメータであり、他の全ての電流および電圧
モータパラメータは固定子パラメータである。
は正しい方向に置かれ、d−軸は回転子磁束と正確に位
置が合わされる。図4に示すように、定常状態におい
て、過渡状態は安定化されており(すなわち、dId/
dt=0およびdIq/dt=0)、インダクタンスL
m,L1sの電圧は0ボルトである。したがって、界磁有
向性駆動装置用d−軸固定子電圧Vdの式は、 Vd=R1Id−ωELσIq ………(1) ここでLσはモータの過渡インピーダンス、R1固定子
抵抗、ωEはモータ電流の電気周波数、IdとIqは、
それぞれ、d−軸とq−軸固定子電流出ある。ωS=ωE
−ωRおよびωS=Iq/(IdτR)、ここでωRは電気
基準枠についてのモータの回転速度、ωSはすべり周波
数であることも知られている。これを式1に代入すると Vd=R1Id−(ωR+Iq/(IdτR))LσIq ………(2) 式(2)の右辺を左辺に移項すると、新しいVdREFが得
られる。
ち、モータ鉄心損を無視できるとき式(1)が満たされ
ることを示す。VdERRの極正(正または負)は、モータ
の回転子方向(ωRの符号)、トルクの方向(Iqの符
号)および回転子時定数τRが正しい値よりも大きいか
小さいかによる。次の表は、VdERRが正であるかまたは
負であるかどうかの条件を要約したものである。
は方向に拘わらず、回転子時定数τRパラメータが非常
に低いとき負であり、τRが非常に低いとき負であるこ
とがわかった。それ故に、モータ負荷条件(たとえば空
のかご)で、信号DXDERRは、τRをその正しい値に調
節するための正しい条件を示すとともに、界磁有向性を
達成することが分かった。式(4)でωRを使用する代
わりに、望ならば、ωRを使用することができる。
わたって積分されると、XDERRの値が正であれば、回
転子時定数パラメータは下降方向に調節される。値が負
であれば、τR上昇方向に調節される。XDERRの符号が
変わると、τRの値はその正しい値を通っており、τRの
値は、周知の直線補間技術を使用して、XDERRの前と
現在のと戸、τRの前と現在の値に基づいて補間され
る。
校正ロジック48はVdERR計算ロジック50によって構
成され、このVdERR計算ロジック50は式(3)を使用
してVdERRを演算するために必要なパラメータを受け
る。VdERRの値はライン52上の乗算器54に供給さ
れ、乗算器54は、VdERRを速度パラメータωRによっ
て掛け算するとともに、ライン56上の掛け算結果はラ
イン56に供給され、乗算器58によってq−軸電流パ
ラメータIqと掛け算され、ライン60に信号DXD
ERRを形成する。信号DXdERRは積分器62に供給さ
れ、積分器62は積分された出力信号XDERRをライン
64に供給し、ライン64の積分された信号はDXD
ERRの積分を示す。積分された信号DXDERRはτR計算
ロジック66に供給される。
掛け算する代わりに、これらの値のいずれか又は両方は
その値の正しい符号によって置き換えられる。もちろ
ん、乗算器54において、ωRを使用する代わりに、望
むならば、ωEを使用することができる。モータ速度周
波数ωR(又はωE)で乗算することによって、追加され
た平均が得られ、高周波でVdERRにより重く重みをつ
け、電圧測定がより正確になり、モータは定格速度にな
る。
号を積分器62に供給し、エレベータ走行中に積分器6
2を0にリセットする。ロジック66は一定のLσとR
1をライン76上のVdERR計算ロジック50に供給す
る。ロジック66は回転子時定数τRを演算し、回転子
時定数τRは、ライン144上の電流調整器/モータ駆
動回路20とVDERR計算ロジック50に供給される。
72のMODE信号とFLRCMD信号を、それぞれ、
運動制御ロジック10に供給する。MODEフラグによ
り、運動制御ロジックは、ライン72上のFLRCMD
信号からのフロア指令を受ける。
ータ制御10における標準の予め定められたωREFに対
する速度プロフィル(図6)を使用して、指令された階
数(又は特別な目的フロア)に対して、指令された方向
にエレベータを走行させる。また、運動制御ロジック1
0は、ライン73のモータ制御装置故障信号MCFAU
LTをロジック66に供給し、エレベータ走行中に故障
が発生したかどうかを示す。エレベータの走行中に、エ
レベータは、正常な安全性を有する空のかごを使用して
正常な速度プロフィルで走行する。
によって与えられるωREFに対する標準の速度プロフィ
ル400は、ランプアップ(上昇傾斜)領域A,定速度
領域B(ここでモータはデュティ又は請負い速度で回転
する),およびランプダウン(下降傾斜)領域Cを有す
る。定速度部Bの期間は、FLRCMD信号によって指
令される階数(又は目的階)に基づくものである。エレ
ベータの上昇又は下降走行が指令されると、指令された
階数は、エレベータ走行の定速度部Bがシステムの過渡
性を安定させるのに充分に長い期間、すなわち少なくと
も3秒であり、ビルディングの高さに応じて約3又は4
階分に相当する。プロフィル400は単なる例示にすぎ
ないものであり、システムの過渡性を安定にさせる定速
度部があれば、他のランプアップ/ダウン,定格速度
(デュティ速度),および全てのプロフィルを使用でき
る。階数又は目的階はリンク82を介してサービス・ツ
ール80によって与えられる。
てサービス・ツール80に連通する。サービスツール8
0は、ディスプレイ84と、サービスツール80内のデ
ータをリンク82を介して制御装置7に入力するキーパ
ッド(又はキーパッドボード)86を含んでいる。特
に、ロジック66は、サービスツール80からリンク8
2を通して始動指令信号を受け、自動校正が始まったと
き又は停止したとき制御する。もちろん、ロッジク15
0は、後述するように、自動校正ロッジク48を実行す
るために必要なパラメータを受ける。ロッジク66は、
もちろん、DONE信号とFAULT信号をリンク82
を介してサービス・ツール80に供給する。DONE信
号は校正が完了した時を示し、FAULT信号は自動校
正中に故障検出されている時を示す。エレベータ運動指
令(目的階)はサービス・ツール80を使用して手動で
入力されるか、又はエレベータはサービス・ツールを使
用して2つの予め定められた階の間を循環するために設
定される。また、実施を簡単にしかつ安全性を高めるた
めに、エレベータの全ての運動は正常なエレベータ制御
システムの制御によるものであり、全ての昇降路安全機
能は有効である。
ック66用のトップレベルフロー図は、ステップ200
で始まり、始動指令がサービス・ツール80(図1)か
ら受けられているかどうかをチェックする。始動指令が
受けられていなければ、ロジック66は終わる。始動指
令が受けられていれば、ステップ202で、自動校正ロ
ジック48を実行するのに必要なパラメータ、例えばL
σ,R1,IdINIT,τR-INITを要求すると共に、サービ
ス・ツール80からそれらを受ける。
τR-INIT,IdINITは、例えば同時出願の米国特許出願
No.8/996,265(社内整理番号OT−306
4)による他のモータテストによって計算されたR1,
Lσ,τR,IdRATEDに基づいて設定される。ここで、 RS(又はR1)=固定子巻線抵抗 LS=固定子巻線インダクタンス Lr=回転子巻線インダクタンス Lm=相互インダクタンス Rr=回転子巻線インダクタンス Lσ=Ls−Lm2/Lr=過渡インダクタンス Lφ=Lm 2/Lr=磁化インダクタンス ωE=入力電流I1の電気周波数 ωR=電気基準フレームについてのモータ出力回転速度
ラジアン/秒 S=すべり=(ωE−ωR)/ωE ωS=すべり周波数=ωE−ωR=(1/τR)(Iq/I
d) ここで、τR=回転子時定数、Iq=q−軸(又はトル
ク)電流、Id=d−軸(又は磁化)電流、 R2=
(Lm2/Lr2)*Rr である。
ク定数KT*は、次のように回路90のパラメータに関
連する。
ルフローチャートはステップ1200で始まる。ステッ
プ1200では、始動指令がサービス・ツールから受け
られているか否かを決める。始動指令が受けられていな
ければ、ロジックは終わる。始動指令が受けられていれ
ば、ステップ1202でパラメータを要求してリンク8
2を介してサービス・ツール80からモータパラメータ
を受ける。モータパラメータは勤務員によって入力され
る。受けられたモータパラメータは、ワット(PWR_
RATED)の定格モータシャフトパワー,定格モータ
速度rpm(RPM_RATED),定格rpm線間電
圧ボルト(VLL_RATED),定格周波数ヘルツ
(HZ_RATED),および極数(POLES)であ
り、これらは全てモータネームプレートデータから得ら
れる。
E=1,ブレーキで回転子をロックするためのBRK=
1,およびIdREF2=0アンペアをセットする。ここで
述べられているテストの各々に対して、回転子はロック
されたままであり(回転子速度ωR=0)、IdREF=0
アンペアである。ωR=0,IdREF=0,すべりS=1
の時、モータ電流I1はq−軸電流Iqに等しく、モー
タ電圧V1はq−軸電圧Vqに等しい。Iq=0の時、
回路によってモータは単相運転で動作する。
信号を周波数FHIGHで基準電流IqR EF2のq−軸に供給
することによって、過渡インダクタンスLφを測定す
る。ここで、FHIGHは、モータインピーダンスが過渡イ
ンピーダンスLσ例えば31.25ヘルツによって支配
される程充分に高い。必要ならば、他の周波数例えば3
0Hzのものも使用できる。正弦波入力信号は、信号処
理装置たとえば5KHzの更新率を有するモトローラD
PS56002プロセッサによって、ディジタル的に発
生される。他のハードウェアおよび/若しくはソフトウ
ェア技術または更新率を、正弦波を発生させるために使
用できる。ステップ1204では、q−軸フィードバッ
ク電流Iqとq−軸出力電圧Vq(前述のように、それ
ぞれ、モータ電流I1とモータ電圧V1に等しい)を読み
出す。
ジタル信号処理装置を使用して、IqとVqの離散フー
リェ変換(DFT)を行い、第1の調波フーリェ係数を
決める。DFTからの測定された信号の調波成分はAs
in(ωt)+Bcos(ωt)であり、ここでω=2
πfは入力周波数(ラジアン/秒)である。第1の調波
はインピーダンスを計算するために使用され、システム
における非直線によって、計算は狂わされない。
テスト周波数でのユニット振幅の正弦波と余弦波は、ロ
ジック内で発生する。測定された信号(Iq,Vq)は
標準の正弦波によって乗じられ、積は信号のフーリェ係
数を生じるために励磁期間にわたって積分される。標準
の信号によって信号を乗算しかつ積分することにより、
B係数が生じる。入力信号の15期間にわたって積分す
ることは、いかなるシステム応答をもフィルタアウトす
るのに充分であることが判った。所望ならば他の周期の
数を使用してもよい。もちろん、ここで論じられている
DFTに対して、所望ならば、他のタイプのフーリェ変
換を使用でき、高速フーリェ変換(FFT)などで所望
の信号の第1の調波が得られる。さらに、フーリェ変換
の代わりに、所望の信号の第1の調波を決めるために他
のフィルタリング又はスペクトラム解析技巧を使用する
ことが出来る。それから、ステップ204で、上記のよ
うに演算された電圧と電流の第1の調波成分を使用し
て、電圧と電流の比(V1/I1=Vq/Iq)を計算す
ることによってモータインピーダンスZMの実部と虚部
を演算する。FIGHヘルツでのモータインピーダンスZM
の虚部は過渡インピーダンスωLσによって制御され
る。従って、過渡インピーダンスLσは、FHIGHHzに
等しい入力周波数を有し周波数ωラジアン/秒(2πF
HIGH)によって割算された過渡リアクタンス(又はZM
の虚部)であり、すなわちLσ=Imag(ZM)aFHIGH
Hz/(2πFHIGH)である。
タインピーダンスZMの実部のように、オプショナルス
テップ1206は回路インピーダンスのトータル抵抗
(RTOT=RS+R2)すなわち固定子抵抗と回転子抵抗
の和を測定する。従って、 RTOT=Real(Zm)aFHIGH である。 特に、ステップ1204で使用した高周波数
FHIGHで、インダクタンスLφは大きく、ZMの実部は
RTOTに等しい。RTOTの値はRSを計算するために後述
での使用に対して保存される。
に、回転子時定数を測定する。ステップ208では、後
述するサーチアルゴリズムによって規定される増加にお
いて0.1から8.0までの低周波数正弦波入力q−軸
基準電流IqREF2の発展を生じる。正弦波入力信号は、
ステップ1204で述べたように、ディジタル的に発生
する。各周波数で、モータ電流Iqとモータ電圧Vq
(前述したように、それぞれ、モータ電流I1とモータ
電圧V1に等しい)が測定され、電流信号I1のDFTと
モータ電圧信号V1は別々に演算される。ステップ12
04で述べたように、基本又は第1の調波フーリェ係数
が得られる。
する電圧(V1/I1)を計算することによって、各周波
数でのモータインピーダンスZMを演算する。それか
ら、ステップ1208では、フーリェ係数からZMの実
部と虚部が計算される。また、ステップ1208では、
モータインピーダンスZMの虚部から過渡リアクタンス
(ωLσ)を引くことによって、回転子インピーダンス
Imag(ZR)=ωLXを計算する。ここで、Lσは
ステップ1204で前もって計算されたものであり、ω
は次のように入力周波数である。
が計算される。特に、モータ変換の周波である回転周波
数で、回転子インピーダンスZRの実と虚部は互いに等
しく、すなわちωLX=RXである。また、この同じ周波
数で、ωLXは1/2ωLφ(磁化リアクタンス)に等
しいことは、以下に示されている。特に、回転子インピ
ーダンスZRは、以下に示すように、R2に並列なjωL
φに等しい。
て、次の式が得られる。
ωLφ)R2 2/(R2 2+ω2Lφ2) 上式は直列インピーダンス、又は以下に示すように、実
部と虚部を持っている。
計算値によって固定子抵抗Rsを計算する。ω=1/τ
Rで回転子インピーダンス(ZR)の実部がR2/2に等
しいことは、以下に示されている。
2/2となる。したがって、 R2=2Real(ZR)aω=1/τR また、R2はR2=Lφ/τRを用いて計算される。ここ
で、LφとτRはステップ1204,1208で予め計
算されている。いずれの場合も、固定子抵抗Rsは、ス
テップ1206で計算されたトータル抵抗(RTOT=R
s+R2)からR2を引くことによって決められる。
れていれば、その値はリンク82を介して制御に供給さ
れ、Rsは、それが期待値の所定のパーセンテージ内で
あることを確実にするためにステップ1212でチェッ
クされた範囲、である。
1212ではファルトフラグFAULT1=1が設定さ
れる。また、Rsの値は、計算されかつサービスツール
に供給され、勤務員がシステムに設備されたモータの型
を決めるのに役立つ。
τR,およびステップ1202で得られたパラメータP
WR_RATED,RPM_RATED,VLL_RA
TED,HZ_RATED,POLESを、モータパラ
メータをシミュレートするためにおよび繰り返すために
使用し、定格磁化電流IdRATEDおよびトルク定数KT*
を計算する。
τRINIT,IdINITのあるもの又は全てのものは、次のよ
うに、概算される。
IdINIT=INO-LOAD ここで、R1は固定子巻線、Lsは固定子巻線インダク
タンス、Lmはモータ相互インピーダンス、Rrは回転
子巻線抵抗、およびINO-LOADは無負荷電流であり、
R1,Ls,Lm,Lr,RrおよびINO-LOADはすべて
モータデータシートから得られる。その場合、勤務員は
パラメータLσ,τRINIT,IdINITを計算し、サービス
・ツール80によってそれらをロジックに供給する。そ
の代わりに、勤務員はサービス・ツール80によってパ
ラメータR1,Ls,Lm,Lr,RrおよびINO-LOAD
をロジック48に供給し、ロジック48はパラメータL
σ,τRINIT,IdINITを計算する。本発明を実施するた
めに必要な初期パラメータを得るために他の技術を使用
できる。
=0の時INO-LOADが全モータ電流に等しいことは、モ
ータの技術分野によって理解できるものである。従っ
て、INO-LOADは定格d−軸(又は磁化)電流IdRATED
に等しい。
は、可変COUNTを0にセットし、MODEフラグを
1にセットし、回転子τRを初期値τRINITにセットす
る。それから、ステップ206で、積分器62(図1)
を0にセットする。次に、ステップ208で、前述した
(図6)標準プロフィルヲ使用して、エレベータに上昇
方向に走行するように指令する。それから、ステップ2
10で、エレベータの走行中に故障が検出されたかどう
かをチェックする。故障が検出されていれば、ステップ
212で故障信号を1にセットし、サービス・ツール8
0(図1)に送信する。
サービス・ツール80から受けられているかどうかをチ
ェックする。停止指令概算サービス・ツールから受けら
れていなければ、ステップ214で、XDERRの値をパ
ラメータXDERRとして保存する。
の次の走行のために積分器62を0にリセットする。
6)の標準プロフィルヲ使用してエレベータに下降方向
に走行するように指令する。それから、ステップ220
で、エレベータの走行中に故障が発生したかどうかをチ
ェックする。故障が発生していれば、ステップ212
で、FAULTフラグをセットしてロジックは終わる。
故障が発生していなければ、ステップ222で、停止指
令がサービス・ツールから受けられているかどうかをチ
ェックする。故障が発生していなければ、ロジックはス
テップ224でXDERRをXDERR(2)として保存す
る。
XDERR-AVG(1)とXDERR-AVG(2)の平均として演
算する。次に、ステップ230で、XDERR-AVGがエレ
ベータの直前の上昇/下降のXDERR-AVGから符号を変
えているかどうかをチェックする。XDERR-AVGが符号
を変えていなければ、ステップ232で、COUNT変
数が10に等しいか10よりも大きいかどうか、すなわ
ちループが10回繰り返されているかどうかをチェック
する。少なくとも10回繰り返されていれば、直列リン
ク82(図1)を介してサービス・ツール80に伝送さ
れるFAULTを1にセットし、ロジック終わる。10
回以下繰り返されていれば、ステップ326で、XD
ERRの符号が正であるかどうかをチェックし、正出あれ
ば、ステップ328で、所定量たとえば10%だけτR
を減少させる。XDERRの符号が正でなければ、ステッ
プ240で、所定量たとえば10%だけ増加させる。望
むならば、τRに対する他のパーセント変化を使用でき
る。次に、ステップ242で、COUNTを1だけ増加
させ、ロジックは再びステップ206に進む。
ていれば、ステップ246で、前と現在のエレベータ走
行に対するXDERRの値と前と現在の走行に対する対応
するτRの間を直線的に補間し、XDERRが0に交差する
(すなわち、符号を変化させるτRの値を決める。ステ
ップ248でDONEフラグを1にセットし、このDO
NEフラグを直列リンク82(図1)を介してサービス
・ツール80に送り、それからロジックが終わる。
46において、XDERR‐AVGを概算する代わりに、XD
ERR(1)又はXDERR(2)のどちらかを個々に使用で
きる。しかしながら、平均値XDERR−AVGを使用
すると、τRに対してより粗野な値が得られる。その場
合に、エレベータの上昇/下降走行に対して、XDERR
(1),(2)の値は異なる符号を持ち、τRの値は繰
り返しを停止するのに充分に近いものと判断される。し
かしながら、XDERR(1),(2)の値の両方の値の
符号が変われば、パラメータXDERR(1),(2)の
一つが、τRの値を保間するために選択される。
するXDERRのグラフが、曲線310で示されている上
昇方向における七つの 走行に対してプロットされてい
ると共に、曲線312によって示されている下降方向に
対する七つの走行に対してもプロットされている。上昇
/下降走行は、τRを次の値に変える前に、ロッジク6
6によって指示されるように交互に行われる。従って、
上昇走行値は曲線310によって示され、下降走行は曲
線312によって示されている。上述した保間処理の目
的は、ゼロに等しいXDERRの値に対応するτRの値を得
ることである。
めに他の調査技術を使用できる。τRに対する別の調査
アルゴリズムは、τR又はXDERRの変化が所定の公差内
になるまで調査範囲が連続的な走行において狭められる
バイナリタイプの調査を使用することである。
の順序は、本発明にとって重要なものではなく、例えば
エレベータはステップ2082で下降走行しステップ2
18(図5)で上昇走行する。しかしながら、勤務員
は、サービス又は校正を始めるために、エレベータを地
階又は1階に走行させる。その場合に、エレベータを上
昇させることは、標準プロフィルで前述したように、充
分に長い期間を有する走行を必要とする。
正味負荷不均衡がかごとカウンタウェイトの間で与えら
れれば、発明は、全負荷又は部分負荷でも働く。しかし
ながら、正味負荷不均衡を生じる負荷条件(例えば全負
荷)たとえばかごにその負荷を加えたものはカウンタウ
ェイトよりも重く、図7のグラフの傾斜は変化し、調査
ロジックは対応して変わる。
又は他のタイプのフィルタをDXDERRの過渡変化をフ
ィルタする代わりに使用でき、所定のエレベータ走行に
わたるDXDERR の平均値が得られる。その場合に、例
えば走行の一定またはデュティ速度部分の間にモータ速
度がゼロになる前に、フィルタ(積分器)62の出力は
ロッジク66によって収集される。
に、信号DXDERRは、フィルタ積分器無くして、ロジ
ック66によって直接に収集される。その場合に、ロジ
ック66は、ステップ214,224における走行の定
速度部の終わり(又はその間)DXDERRでの値を収集
し、DXDERRはXDERRを取り代える。また、フィルタ
するVDERRの代わりに又はフィルタリングDXDERRに
加えて、VDERR用の式(4)への入力信号はフィルタ
される。また、VDERR計算ロジック50は、モータ速
度がある速度以上である時又は所定の期間に対するデュ
ティ速度である時のみ、VDERRを計算する。
いるけれども、本発明の精神と範囲から逸脱することな
く、前述の、および種々な他の変形、省略および追加が
できることは、当業者によって理解されるべきである。
測定に基づくエレベータシステム用の界磁有向性(又は
ベクトル制御)エレベータ駆動装置の現場での自動微同
調を設けることによって、従来技術に勝って、大きな改
良を行っている。本発明によれば、モータを現場から切
り離し又はモータをエレベータシステムから取り除く必
要がない。したがって、発明は、産業上の駆動装置でな
く負荷条件のもとにそのような同調を行う。もちろん、
本発明によれば、モータ/駆動システムを同調させるた
めに、特別な試験設備を有する特別に訓練された技術者
を必要とすることもない。かくして、本発明によれば、
新しいモータ駆動装置が現場に設置される時、モータ駆
動を同調させることに関連するコストが低減される。従
って、モータパラメータを自動的に微同調させるにあた
って、時間とお金の両方が節約される。結果として、本
発明は、エレベータシステムを現代の制御にまで向上さ
せるにあたって、現在の現場で見られる古いモータのパ
ラメータを決めるための高いコストによって経済的に実
用的でないビルディング所有者にとって味力的である。
さらにまた、本発明は、エレベータ運動制御および安全
システムを、発明の校正処理中に、そのままに残してお
くことができる。
び利点は、添付図面に示されているような上述の模範的
な詳細な説明に鑑みて、より明白になる。
制御装置の概略ブロック図。
モータ駆動回路の概略ブロック図。
化に対するインダクションモータ結合回路図。
化に対するインダクションモータ結合回路図。
のフロー図。
のグラフ。
転子時定数のグラフ。
ー図。
Claims (10)
- 【請求項1】 界磁有向性制御装置によって動作させら
れるエレベータモータの回転子時定数(τR)を計算す
る方法であって、 a)τRを初期値に設定するステップと、 b)エレベータを第1の方向に走行さるステップと、 c)エレベータ走行中にエラー信号(VdERR)を次のよ
うに計算し、 VdERR=Vd−R1Id+(ωR+Iq/(IdτR))
LσIq ここで、Id=d−軸電流、 Iq=q−軸電流、 Vq=q−軸電圧、 ωR=モータ速度、 R1=モータ固定子抵抗、 Lσ=モータ過渡インダクタンス、 であり、ここでVd,Id,ωRは界磁有向性制御装置
によって供給される、ステップと、 d)エレベータ走行中に、次式 DXDERR=VdERR×(Idの符号)×(ωRの符号) によって信号調節されたエラー信号を計算するステッ
プ、および e)τRを変え、ステップ(b)−(d)を実行し、か
つ所定の公差内でDXDERRがゼロに等しいτRの値を決
めるステップ、 によって構成されていることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 (e)を変える前記ステップが、 f)DXDERRが符号を変えるまでτRを変えるステッ
プ、および g)DXDERRが、所定の公差内で、ゼロと交差するτR
の値を決めるために、調査アルゴリズムを行うステッ
プ、 によって構成されていることを特徴とする、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】前記調査アルゴリズムが、DXDERRの値
と現在と前のエレベータ走行に対するτRの値との間で
補間するステップによって構成されていることを特徴と
する請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】前記ステップ(d)が,さらに、エレベー
タ走行中にフィルターにかけるステップによって構成さ
れていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】前記フィルターが積分器によって構成され
ていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】前記ステップ(d)が、さらに、 i)前記第1の方向とは反対の第2の方向に、エレベー
タを走行させるステップと、 j)エレベータの前記第2の方向への走行中に、ステッ
プ(c)−(d)を繰り返すステップおよび、 二つのエレベータ走行に対するDXDERRの平均値をD
XDERRとして演算するステップ、 によって構成されていることを特徴とする、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項7】ステップ(e)を変える前記ステップが、
さらに、 f)τRを変え、かつDXDERRが符号を変えるまでス
テップ(c)−(d)、 j)(i)−(k)を実行す
るステップおよび g)DXDERRが所定の公差内でゼロと公差するτRの値
を決めるために,前記調査アルゴリズムを実行するステ
ップ、 によって構成されていることを特徴とする、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項8】前記調査アルゴリズムが、DXDERRの値
と、現在と前のエレベータの走行に対するτRの値との
間を、補間するステップによって構成されていることを
特徴とする、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】前記ステップ(a)−(e)が、サービス
・ツールから指令をうけると自動的に実行されることを
特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】前記ステップ(a)−(e)と(i)−
(k)が、サービス・ツールから指令をうけると自動的
に実行されることを特徴とする、請求項6に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/996,263 US5896954A (en) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Automatic fine tuning of rotor time constant in field-oriented elevator motor drive |
US08/996263 | 1997-12-22 | ||
US09/001,728 US5880414A (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Elevator door brake, brake, lock, and hold-open |
US09/001728 | 1997-12-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11332299A true JPH11332299A (ja) | 1999-11-30 |
JP4160675B2 JP4160675B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=26669414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35876598A Expired - Lifetime JP4160675B2 (ja) | 1997-12-22 | 1998-12-17 | 界磁有向性エレベータモータ駆動における回転子時定数と磁化電流の自動微同調 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4160675B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8922146B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-12-30 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for estimating rotor time constant of induction motor |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP35876598A patent/JP4160675B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8922146B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-12-30 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for estimating rotor time constant of induction motor |
Also Published As
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