JPS5826587A - Control device of dc elevator - Google Patents

Control device of dc elevator

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Publication number
JPS5826587A
JPS5826587A JP56122961A JP12296181A JPS5826587A JP S5826587 A JPS5826587 A JP S5826587A JP 56122961 A JP56122961 A JP 56122961A JP 12296181 A JP12296181 A JP 12296181A JP S5826587 A JPS5826587 A JP S5826587A
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JP
Japan
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pulse width
voltage
phase
current
output voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP56122961A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keishin Hatakeyama
畠山 敬信
Kiyoya Shima
島 清哉
Takeyoshi Ando
武喜 安藤
Hiroaki Kuroba
黒羽 弘晟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56122961A priority Critical patent/JPS5826587A/en
Publication of JPS5826587A publication Critical patent/JPS5826587A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/298Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supply

Abstract

PURPOSE:To improve the power factor reducing the ripple contents of output current by a method wherein a DC motor is provided with the output of power converter making use of the all wave rectifying bridge circuit including a rectifier controlling phase angles subject to chopping by means of a switching device. CONSTITUTION:The comparator PA outputs the voltage command signals Sv comparing the armature current control command Sc corresponding to the speed deviation signals output from the function generator Fm with the armature current. The function generator Fm provides the gate pulse generating circuit PS with the phase command signal Salpha minimizing the control delay angle alpha within the range where the voltage comand signal Sv is larger. The function generating circuit Fp provides the gate pulse generating circuit PP with the pulse width command signal Sp maximizing the pulse width within the range where the voltage command signal Sv is larger and minimizing and specifying the pulse width within the range where said signal Sv is smaller.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流エレベータ−の制御装置に係り、特に、全
波ブリッジを用いて交流電源から直流出力を得て直流電
動機の電機子電流を制御する直流エレベータ−の制御装
置に関する。    ′3相交流電源から可変直流電圧
を得て、それを直流電動機の電機子に与えるようにして
なるエレベータ−の制御装置を第1図に示す。3相交流
電源E、からのU、V、Wの3相の電圧を6個のサイリ
/l’U、 、 U、 、 V、 、 V2. W、 
、W、よりなる3相全波サイリスタブリツジの交流端子
に与えたときの3相全波サイリスタブリツジの出力電圧
ELは、各サイリスタのゲートパルスを発生する位相を
制御することによって制御され、シーブSを回転するこ
とによって、ロープRを介してカウンターウェイトCW
とつるべ状に吊り下げられたケージCを駆動する直流電
動機の電機子Mに印加される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a DC elevator, and particularly to a control device for a DC elevator that uses a full-wave bridge to obtain a DC output from an AC power source to control the armature current of a DC motor. Regarding. 1 shows an elevator control system which obtains a variable DC voltage from a three-phase AC power supply and applies it to the armature of a DC motor. The three-phase voltages U, V, and W from the three-phase AC power supply E are connected to six circuits/l'U, , U, , V, , V2. W,
, W, the output voltage EL of the three-phase full-wave thyristor bridge when applied to the AC terminal of the three-phase full-wave thyristor bridge is controlled by controlling the phase of generating the gate pulse of each thyristor, By rotating the sheave S, the counterweight CW is attached via the rope R.
The voltage is applied to the armature M of the DC motor that drives the cage C suspended in the shape of a crane.

ゲートパルスを発生する位相(サイリスタU。The phase that generates the gate pulse (thyristor U.

については、U、W相の電圧が正に切り替った時点から
の電気角の遅れで表わすことができ、以後これを制御遅
れ角と称する。)がαであるときの直流出力電圧ELは
、 で表わされるが、制御遅れ角αが零で、直流出力電圧E
Lが最大のときと、α=90°°で直流出力電圧ELが
零のときの出力電圧波形、U相電圧波形、U相電流波形
の関係は、第2図(a)、(b)に示す・ようになる。
can be expressed as a delay in electrical angle from the point in time when the voltages of the U and W phases switch to positive, and this is hereinafter referred to as a control delay angle. ) is α, the DC output voltage EL is expressed as: However, when the control delay angle α is zero, the DC output voltage E
The relationships among the output voltage waveform, U-phase voltage waveform, and U-phase current waveform when L is maximum and when α = 90° and DC output voltage EL is zero are shown in Figure 2 (a) and (b). Show/become.

第2図(a)は、直流電動機の電機子Mの時定数が電源
の周期より十分長いと仮定し、がつ、負荷の直流電圧E
o1つまり、直流電動機の逆起電力が出力電圧ELより
わずかに低い値となっていると仮定した場合の波形であ
り、U、V。
Figure 2(a) shows that, assuming that the time constant of the armature M of the DC motor is sufficiently longer than the period of the power supply, the DC voltage of the load E
o1 In other words, this is a waveform assuming that the back electromotive force of the DC motor is slightly lower than the output voltage EL, and U and V.

Wは相電圧、ELは出力電圧、UlはU相電流である。W is the phase voltage, EL is the output voltage, and Ul is the U-phase current.

出力電圧ELが最大のときには、U相電流U1の中心値
がU相電圧Uの中心値(最大値)に一致しており、U相
電流U、の基本波成分の位相は、U相電圧Uと一致して
おり、力率はこのような制御方式としては最高のものと
なる。
When the output voltage EL is maximum, the center value of the U-phase current U1 matches the center value (maximum value) of the U-phase voltage U, and the phase of the fundamental wave component of the U-phase current U is equal to the U-phase voltage U. The power factor is the highest for this type of control method.

しかし、第2図(b)に示すように、出力電圧ELが零
である場合は、U相電流U、の中心がU相電圧Uの零の
点にあり、U相電流U、の基本波成分は、U相電圧Uか
ら90°遅れており、力率零であるといえる。このよう
に、3相全波サイリスタブリツジの点弧角−を制御する
ことにより、出力電圧Et、を制御する方式は、特に出
力電圧ELが低い範囲で力率が悪くなるという欠点があ
る。
However, as shown in FIG. 2(b), when the output voltage EL is zero, the center of the U-phase current U is at the zero point of the U-phase voltage U, and the fundamental wave of the U-phase current U is The component is delayed by 90° from the U-phase voltage U, and can be said to have a power factor of zero. As described above, the method of controlling the output voltage Et by controlling the firing angle of the three-phase full-wave thyristor bridge has the drawback that the power factor deteriorates particularly in a range where the output voltage EL is low.

また、3相全波ブリッジ回路の出力電圧ELについては
、電源周波数の6倍の周波数のものを基本波にしたリッ
プル成分が含まれるが、このリップル分は、出力電圧E
t、が高いほど低く、出力電圧Et、が零のとき最大と
なり、第2図(a)、(b)のU相電流U、の脈動から
もわかるように、出力電圧Et、が低いときには、出力
電流のリップル分が大きくなる。このため、出力電流の
平均値が等しい場合、出力電圧Et、が低いほど直流電
動機の電磁騒音が大きくなる傾向にある。
Furthermore, the output voltage EL of the three-phase full-wave bridge circuit includes a ripple component whose fundamental wave is six times the power supply frequency, but this ripple component is equal to the output voltage E
The higher t is, the lower it is, and it is maximum when the output voltage Et is zero, and as can be seen from the pulsations of the U-phase current U in FIGS. 2(a) and (b), when the output voltage Et is low, The ripple component of the output current increases. Therefore, when the average values of the output currents are equal, the lower the output voltage Et, the greater the electromagnetic noise of the DC motor tends to be.

このような欠点を改良する直流伝動機の電機子電流制御
方式として、最近、 「Apulsewidth Controlled A
C−tu−DCConverter to Inpro
ve power pactor andWavefo
rm of ACLine CurrentJ  と題
し「IEEE TRANSACTIONS ON IN
DUST’RYAPPLICATION、VOL、IA
−15,A6゜NOVEMBER/DECEMBER,
1979J  K提案されている。この方式は、第1図
の全波プリツ、ジ回路の正側アームのサイリスタU、、
V、、W、を電流遮断機能金有する素子に置き換えた方
式で上記素子を所定の周期でチョッピング動作させると
共に、そのチヨンピングパルス幅を可変することにより
、出力電圧を制御するというものである。この方式によ
れば、交流電圧と電流とが同相となるので力率を1に近
づけることができる。また、その直流出力電圧には、電
源の第6高調波成分が殆んど含まれず、出力電流のリッ
プル成分も小さく抑えることができる。
Recently, as an armature current control method for DC transmissions that improves these drawbacks, "Apulsewidth Controlled A" has been proposed.
C-tu-DCConverter to Inpro
ve power pactor and wavefo
rm of ACLine CurrentJ titled “IEEE TRANSACTIONS ON IN
DUST'RY APPLICATION, VOL, IA
-15, A6゜NOVEMBER/DECEMBER,
1979 JK proposed. This method is based on the full-wave pleats shown in Fig. 1, and the thyristor U on the positive side of the dicircuit.
In this system, V, , W are replaced with elements having a current cutoff function, and the above elements are subjected to a chopping operation at a predetermined cycle, and the output voltage is controlled by varying the chopping pulse width. According to this method, the AC voltage and current are in phase, so the power factor can be brought close to 1. Further, the DC output voltage hardly includes the sixth harmonic component of the power supply, and the ripple component of the output current can also be suppressed to a small level.

しかし、この方式で出力電圧を小さな値まで連続的に制
御するためには、上記素子のチヨツピンクパルス幅を狭
くする必要があるが、そのような制御は困難であり、ま
た限界がある。現在のトランジスタあるいはGTO(ゲ
ートeターン・オフ・サイリスタ)では、出力電圧を定
格の1/10程度以下まで制御することは出来ない。し
たがって直流電動機で駆動される高速エレベータ−は、
定格速度の1/1000以下の速度まで、連続して制御
子る必要があるので、上記制御方式では十分な着床性能
が得られない。
However, in order to continuously control the output voltage down to a small value using this method, it is necessary to narrow the chipping pulse width of the element, but such control is difficult and has limitations. Current transistors or GTOs (gate turn-off thyristors) cannot control the output voltage to about 1/10 of the rated voltage or less. Therefore, a high-speed elevator driven by a DC motor is
Since it is necessary to continuously operate the controller up to a speed of 1/1000 or less of the rated speed, sufficient landing performance cannot be obtained with the above control method.

本発明の目的は、力率が良く、シかも、出力電流のリッ
プル成分を減少して電動機騒音を小さくすることができ
る直流エレベータ−の制御装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC elevator control device that has a good power factor and can reduce ripple components of output current to reduce motor noise.

本発明の特徴は、サイリスタ等の位相制御可能な整流手
段で構成された全波ブリッジ回路の出力と負荷である直
流電動機の電機子との間に電流遮断機能をもつ九開閉手
段を接続し、この開閉手段をチョッピングするためのパ
ルス幅を制御する手段を備え、この変換装置の出力が小
さい範囲では、上記パルス幅を一定にして上記整流手段
の位相角を制御し、出力が大きい範囲では、上記位相角
を一定竺して上記開閉手段のパルス幅を制御して成る高
力率交流−直流変換器を用いて前記直流エレベータ−を
制御する構成とし九点にある。
A feature of the present invention is that nine switching means having a current interrupting function are connected between the output of a full-wave bridge circuit composed of a phase-controllable rectifying means such as a thyristor and the armature of a DC motor as a load. A means for controlling the pulse width for chopping the opening/closing means is provided, and in a range where the output of the conversion device is small, the pulse width is kept constant and the phase angle of the rectifying means is controlled, and in a range where the output is large, The DC elevator is controlled using a high power factor AC-DC converter which controls the pulse width of the opening/closing means by keeping the phase angle constant.

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

先ず、本発明の直流エレベータ−を駆動する直流電動機
の電機子電流制御の動作原理を第3図〜第6図を用いて
説明する。
First, the operating principle of armature current control of a DC motor driving a DC elevator according to the present invention will be explained using FIGS. 3 to 6.

なお、・ここでは、3相交流電源の場合を例に挙げ、電
流遮断機能をもち、制御可能な開閉手段としてGTOを
採用した場合について説明するが、後述する単相交流あ
るいは他の開閉手段を用いた場合についても容易に理解
できよう。
Here, we will take the case of a three-phase AC power supply as an example and explain the case where GTO is adopted as a controllable switching means that has a current cutoff function, but single-phase AC power or other switching means described below It will be easy to understand when it is used.

第3図は、本発明の主回路構成の一実施例である。図に
おいて、全波ブリッジは全てサイリスタU、−W、で構
成されており、との全波ブリッジの交流端子には3相交
流電源E、が接続され、その直流端子と負荷である直流
電動機の電機子M間にはゲートターンオフサイリスタG
TO,、GTO12から成るチョッパ回路が接続されて
いる。
FIG. 3 shows an embodiment of the main circuit configuration of the present invention. In the figure, the full-wave bridge is composed of thyristors U, -W, and the three-phase AC power source E is connected to the AC terminal of the full-wave bridge. A gate turn-off thyristor G is installed between armature M.
A chopper circuit consisting of TO, GTO12 is connected.

上記サイリスタU1〜W、およびGTOl、GTO!の
ゲートを制御して電機子Mに加わる電圧を制御する。こ
こでは、電機子Mの時定数は交流電源の周期より十分長
いと仮定し、電機子の逆起電力Et、は出力電圧Eoよ
り少し低い値になっていると仮定する。
The above thyristors U1 to W, and GTOl, GTO! The voltage applied to the armature M is controlled by controlling the gate of the armature M. Here, it is assumed that the time constant of the armature M is sufficiently longer than the period of the AC power supply, and that the back electromotive force Et of the armature is a value slightly lower than the output voltage Eo.

第4図は、第3図の動作説明図であり、相電圧U、V、
W、出力電圧EOおよびU相電流Iuの波形を示す。こ
こで、サイリスタU、〜W2のゲート制御するための位
相角をα(Ul で説明すると、U−W相の電圧が負か
ら正に反転した時点からの遅れ角で表わし、以下制御遅
れ角と称す)、GTO,を周期T、パルス幅PでQTo
、をT−Pのパルス幅でチョッピングするものとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 3, and shows the phase voltages U, V,
W, the waveforms of the output voltage EO and the U-phase current Iu are shown. Here, the phase angle for controlling the gates of thyristors U and ~W2 is expressed as α (Ul), and is expressed as the delay angle from the point when the U-W phase voltage is reversed from negative to positive, and hereinafter referred to as the control delay angle. ), GTO, with period T and pulse width P, QTo
, is chopped with a pulse width of T-P.

第4図(b)は、制御遅れ角α=0°の状態でGTOI
、GTOtをチョッピングした場合の波形である。
Figure 4(b) shows the GTOI when the control delay angle α=0°.
, GTOt are chopped.

この場合、たとえば第3図のループ■で示したように、
GTO,を点弧するとサイリスタU、。
In this case, for example, as shown by loop ■ in Figure 3,
When GTO, is fired, thyristor U,.

V!を通して電流が流れ、電源E、に負荷電流が流れる
。次に、GTO,を遮断し、QTo、゛を点弧すると、
負荷電流It、はループ■を流れて電源E、を通らない
。このときの出力電圧、Eoは零となる。したがって、
出力電圧Eoの電圧波形は、第4図(b)に示すように
、′パルス幅Pで決まるパルス状の波形となる。そこで
、パルス幅Pを可変にすることによって、出力、電圧E
O,およ0+相電流IUを制御することができる。
V! A current flows through the power source E, and a load current flows through the power source E. Next, when GTO, is cut off and QTo, ゛ is fired,
The load current It flows through the loop ■ and does not pass through the power supply E. At this time, the output voltage Eo becomes zero. therefore,
The voltage waveform of the output voltage Eo is a pulse-like waveform determined by the pulse width P, as shown in FIG. 4(b). Therefore, by making the pulse width P variable, the output and voltage E
The O, and 0+ phase currents IU can be controlled.

この場合、出力電圧Eoに対する相電流の位相遅れは極
めて小さく、力率を1に近づけることができる。
In this case, the phase delay of the phase current with respect to the output voltage Eo is extremely small, and the power factor can be brought close to 1.

しかし、このパルス幅Pを狭くするには限界があり、定
格の1710程度以下まで出力電圧EOを制御すること
は難しい。
However, there is a limit to narrowing this pulse width P, and it is difficult to control the output voltage EO to below the rated value of about 1710.

そこで、本発明では、パルス幅Pを最短に保持した状態
で、次に、制御遅れ角αを制御することによって、出力
電圧Eoを零まで連続的に制御す委。
Therefore, in the present invention, the output voltage Eo is continuously controlled to zero by controlling the control delay angle α while keeping the pulse width P at its shortest.

第4図(C)は、パルス幅Pを最短に保持した状態で、
制御遅れ角α=約90°、すなわち出力電圧を零付近と
した場合の波形である。すなわち、第3図のサイリスタ
U、〜W、を制御遅れ角90゜で点弧すると共に、GT
Olを、制御遅れ角90゜によって決まる導通可能期間
中にパルス幅Pでチョッピングするわけである。したが
って、図示するように、無効電力を十分小さくすること
ができ、低出力範囲における力率を向上することができ
る。
FIG. 4(C) shows the state in which the pulse width P is kept at the shortest.
This is a waveform when the control delay angle α=approximately 90°, that is, the output voltage is near zero. That is, the thyristors U, ~W in Fig. 3 are fired at a control delay angle of 90°, and the GT
Ol is chopped with a pulse width P during the conduction period determined by the control delay angle of 90°. Therefore, as shown in the figure, the reactive power can be made sufficiently small, and the power factor in the low output range can be improved.

以上述べた、出力電圧に対する位相角および・ζルス幅
の関係を第゛5図に示す。図は、電圧指令Svに対する
パルス幅Spと位相角Saとの関係で示している。横軸
の電圧指令Svは定格電圧に対する比率、縦軸のパルス
幅Pおよび位相角αは、夫々、全導通幅に対する比率、
制御遅れ角度で表わしている。図から判るように、定格
電圧の0.1まではパルス幅Spを可変とし、定格電圧
の0.1以下は位相角saを可変として零電圧まで制御
するわけである。
The relationship between the phase angle and the .zeta. pulse width with respect to the output voltage described above is shown in FIG. The figure shows the relationship between the pulse width Sp and the phase angle Sa with respect to the voltage command Sv. The voltage command Sv on the horizontal axis is the ratio to the rated voltage, and the pulse width P and phase angle α on the vertical axis are the ratio to the total conduction width, respectively.
It is expressed as a control delay angle. As can be seen from the figure, the pulse width Sp is made variable up to 0.1 of the rated voltage, and the phase angle sa is made variable below 0.1 of the rated voltage to control the voltage down to zero.

このような、電圧指令Svに応じたパルス幅Pおよび位
相角αを得る方法は種々考えられるが、その−例を第6
図に示す。この第6図は、図示特性の関数発生器Fiy
およびFpを用いて構成したものである。このSpおよ
びS、を、夫々パルス幅指令および位相角指令とし、G
TO,、GTO2およびサイリスタU1〜w2をゲート
制御することにより、電圧指令Svに応じた電圧制御が
可能となる。
Various methods can be considered to obtain the pulse width P and phase angle α according to the voltage command Sv.
As shown in the figure. This FIG. 6 shows a function generator Fiy with the characteristics shown.
and Fp. These Sp and S are respectively a pulse width command and a phase angle command, and G
By gate-controlling TO, , GTO2 and thyristors U1 to w2, voltage control according to voltage command Sv becomes possible.

すなわち、パルス幅Pを0.1に一定にしておいて、制
御遅れ角αを90’から00まで変えると、出力電圧は
Oから03lXユ1ζE、となる。続いπ 負出力電圧を制御するときはαを90’がらる。
That is, when the pulse width P is kept constant at 0.1 and the control delay angle α is changed from 90' to 00, the output voltage becomes 0 to 031XY1ζE. Continuing π When controlling a negative output voltage, α is set to 90'.

以上述べた動作原理に基づく本発明の直流電動機制御の
具体的一実施例について、以下第7図。
A specific embodiment of the DC motor control of the present invention based on the operating principle described above is shown in FIG. 7 below.

第8図を用りて説明する。This will be explained using FIG.

第7図は、本発明による電力変換装置の全体構10 成
因、第8図はその動作説明図である。
FIG. 7 is an overall configuration 10 of the power converter according to the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram of its operation.

次にその詳細を説明する。図において、PSはサイリス
タのゲートパルス発生回路で3相電源E、をトランスT
2で中性点を有する線間電圧UW、VU、WV17Cf
換L、3相移相iPU、PV。
Next, the details will be explained. In the figure, PS is a gate pulse generation circuit of a thyristor, and a three-phase power supply E is connected to a transformer T.
Line voltage UW, VU, WV17Cf with neutral point at 2
Switch L, 3-phase phase shift iPU, PV.

PWに入力している。この移相器PU、PV、PWKは
位相指令信号Saも入力する。位相指令信号Saは電圧
指令信号Svが大きい範囲、すなわち、出力電圧が大き
い範囲で制御遅れ角αが0になるような出力(第6図特
性)を有す関数発生器F、で作られる。したがって移相
器PU、PV。
Entering PW. The phase shifters PU, PV, and PWK also receive a phase command signal Sa. The phase command signal Sa is generated by a function generator F having an output (characteristics in FIG. 6) such that the control delay angle α becomes 0 in a range where the voltage command signal Sv is large, that is, a range where the output voltage is large. Hence the phase shifters PU, PV.

PWは、位相指令信号saに相自する第8図(a)のよ
うな広幅のパルスを発生し、これらのパルスをサイリス
タU、〜W、のゲートに印加する。ここで、移相器PU
、PV、PWのピン番号1からは電源E、の正の半波、
ピン番号2がらは電源E1の負の半波を制御するゲート
パルスを発生する。
PW generates wide pulses as shown in FIG. 8(a) that are compatible with the phase command signal sa, and applies these pulses to the gates of thyristors U, ~W. Here, phase shifter PU
, PV, from pin number 1 of PW, the positive half wave of the power supply E,
Pin number 2 generates a gate pulse that controls the negative half wave of power supply E1.

GTOゲートパルス発生回路PPには、パルス幅指令信
号Spを入力する。このGToパルス幅指令信号Spは
電圧指令信号Svが小さい範囲、すなわち、出力電圧が
小さい範囲ではパルス幅が小さく一定になる信号を、電
圧指令信号Svが大きい範囲、すなわち、出力電圧が大
きい範囲ではパルス幅が大きくなる信号(第6図特性)
を発生する関数発生器Fpによって得られる。
A pulse width command signal Sp is input to the GTO gate pulse generation circuit PP. This GTo pulse width command signal Sp is a signal in which the pulse width is small and constant in the range where the voltage command signal Sv is small, that is, in the range where the output voltage is small, and in the range where the voltage command signal Sv is large, that is, in the range where the output voltage is large. Signal with increasing pulse width (Characteristics in Figure 6)
is obtained by a function generator Fp that generates .

したがって、GTOのゲートパルス発“生回路PPはパ
ルス幅指令信号S’pに相当する第8図中)のようなパ
ルス幅P、、P2のパルスGT、、GT。
Therefore, the gate pulse generation circuit PP of the GTO generates pulses GT, . . . GT with pulse widths P, .

を発生し、これらをGTO,、GTO,のゲートに印加
する。
are generated and applied to the gates of GTO, , GTO,.

これらのパルスにより、P、の期間はGTO。These pulses cause the period of P to be GTO.

を導通、GTO,を非導通、P2の期間はGTO。is conductive, GTO is non-conductive, and GTO is in the P2 period.

を非導通、GT02tl−導通制御する。Non-conduction, GT02tl - conduction control.

上記した本発明に係る回路方式を用いて電流エレベータ
−を制御する回路の一実施例を第9図に示す。
FIG. 9 shows an embodiment of a circuit for controlling a current elevator using the above-described circuit system according to the present invention.

図において、速度指令と直流電動機に連結された速度発
電機PGの出力とを比較器PCで比較し、その出力を電
機子電流制御指令Seを得るための関数発生器Fffl
に入力する。
In the figure, a comparator PC compares the speed command and the output of a speed generator PG connected to a DC motor, and the function generator Fffl uses the output to obtain an armature current control command Se.
Enter.

この電機子電流制御指令Seと電機子電流を検出する直
流変流器CTの出力を比較器PAで比較し、これらの偏
差を前記した位相角制御用関数発生器Frsパルス幅制
御用関数発生器FPK入力し、サイリスタのゲートパル
ス発生回路PSおよびGTOのパルス幅発生回路PPを
介して、サイリスタU、−W、の制御遅れ角とG’T 
O,、GTO。
This armature current control command Se and the output of the DC current transformer CT that detects the armature current are compared by a comparator PA, and the deviation is calculated by the phase angle control function generator Frs, which is a pulse width control function generator. FPK is input, and the control delay angles and G'T of thyristors U and -W are input through the thyristor gate pulse generation circuit PS and the GTO pulse width generation circuit PP.
O,,GTO.

の通流パルス幅を制御して電機子電流を一方向に制御す
る。
The armature current is unidirectionally controlled by controlling the pulse width of the current.

一方、速度指令と速度発電機の出力との偏差を界磁電流
制御指令St’Fe−得るための関数発生器Ftに入力
する。
On the other hand, the deviation between the speed command and the output of the speed generator is input to a function generator Ft for obtaining a field current control command St'Fe-.

この界磁電流制御指令Stに応じて界磁電流制御用移相
器FPSおよびプッシュプルサイリスタ増幅器thで界
磁巻線Fに流れる電流を正負の両方向に制御する。
In accordance with this field current control command St, the field current control phase shifter FPS and push-pull thyristor amplifier th control the current flowing through the field winding F in both positive and negative directions.

電機子電流と界磁電流は、関数発生器FffiとFtに
より、エレベータ−が一定速度での走行時のように、比
較的大きなトルクを必要としない場合には、電機子は定
格値になるように一定値制御し、界磁電流の大きさと極
性を変化せしめ、また加減速時のように大きなトルクが
必要な場合は、界磁電流は一定にしておき、電機子電流
を定格値よりも増加させるように制御するものである。
The armature current and field current are controlled by function generators Fffi and Ft so that the armature reaches its rated value when relatively large torque is not required, such as when the elevator is running at a constant speed. The field current is controlled at a constant value, and the magnitude and polarity of the field current are varied. Also, when large torque is required, such as during acceleration and deceleration, the field current is kept constant and the armature current is increased above the rated value. It is controlled so that the

このような制御方式においては電機子電流は一方向で正
逆転、カ行、回生の4象限運転が可能となる特徴がある
This type of control system has the feature that the armature current is unidirectional and four-quadrant operation of forward/reverse, forward/reverse, and regenerative operation is possible.

このように本実施例によれば、3相交流電力の変換およ
び逆変換の力率が改善さ五、電源の容量を低減できる。
As described above, according to this embodiment, the power factor of three-phase AC power conversion and inverse conversion is improved, and the capacity of the power supply can be reduced.

また、第1図の従来の実施例においては、回生状態にお
いて停電が生じた場合にサイリスタ回路の出力電圧が零
となるため電機子電流が急増し、サイリスタが破壊する
欠点を除くため電機子回路には通常直流コンタクタを挿
入しておく必要がある。しかし、本実施例では、全波ブ
リッジの直流端子と電動機間にGTO,、GTO2から
成るチョッパ回路を接続しているため、電機子電流があ
るレベルを越える−とGTOs  、GTO2をターン
オフするようにオフパルスゲート信号を与えることによ
り電機子電流を切ることが可能となる。したがって直流
コンタクタが不要となり、装置の小形化と原価低減が図
れる。
In addition, in the conventional embodiment shown in Fig. 1, in order to eliminate the drawback that when a power outage occurs in a regenerative state, the output voltage of the thyristor circuit becomes zero, the armature current increases rapidly, and the thyristor is destroyed. Normally, it is necessary to insert a DC contactor. However, in this embodiment, a chopper circuit consisting of GTOs and GTO2 is connected between the DC terminal of the full-wave bridge and the motor, so that when the armature current exceeds a certain level, the GTOs and GTO2 are turned off. By applying an off-pulse gate signal, it is possible to cut off the armature current. Therefore, a DC contactor is not required, and the device can be made smaller and the cost can be reduced.

上記実施例では、電力変換器に3相−直流変換器を用い
た場合について説明したが、その他の多相交流あるいは
単相交流との電力変換を用いてエレベータ−を制御して
も本発明が適用できることは勿論である。
In the above embodiment, a case was explained in which a three-phase to DC converter was used as the power converter, but the present invention can be applied even if the elevator is controlled using power conversion with other multi-phase AC or single-phase AC. Of course, it can be applied.

第10図は、単相交流と直流間の電力変換する場合の一
実施例であり、第11図はその動作波形である。   
                  、第10図に示
すように、サイリスタR,r−”S。
FIG. 10 shows an example of power conversion between single-phase alternating current and direct current, and FIG. 11 shows its operating waveform.
, as shown in FIG. 10, the thyristors R, r-"S.

から成る全波ブリッジ回路の直流端子と直流電動機Mと
の間にG T O+ 、 G T Otから成るチョッ
パ回路を接続している。
A chopper circuit consisting of G T O+ and G T Ot is connected between the DC terminal of the full-wave bridge circuit consisting of G T O+ and G T Ot.

このサイリスタR5〜8.の位相角αのみ制御した場合
の出力電圧Eoを第11図(a)に示し、この位相角α
に加えてGTOR,、GTO8,をパルス幅Pで開閉し
た場合の出力電圧Eoを同図(b)に示す。この図は、
制御遅れ、角αを90’として出力電圧Eoを零とした
場合であり、前記実施例と同様に、パルス幅Pを最小に
すれば出力電圧Eoを零としたときの力率を飛躍的に改
善することができる。また、同様に遅れ角αをθ〜18
0°まで制御し、パルス幅Pを最大から最小まで制御す
れば、順変換から逆変換までの全範囲にわたって制御す
ることができる。
This thyristor R5-8. Figure 11(a) shows the output voltage Eo when only the phase angle α is controlled.
In addition, the output voltage Eo when GTOR, GTO8, is opened and closed with a pulse width P is shown in the same figure (b). This diagram is
This is a case where the control delay and the angle α are set to 90' and the output voltage Eo is set to zero.As in the previous embodiment, if the pulse width P is minimized, the power factor when the output voltage Eo is set to zero can be dramatically reduced. It can be improved. Similarly, the delay angle α is set to θ~18
By controlling the pulse width P to 0° and controlling the pulse width P from the maximum to the minimum, it is possible to control the entire range from forward conversion to inverse conversion.

以上の実施例においては、基本波力率は改善できるが、
第4図に示すように交流電源には断続した電流が流れる
ため、高調波が発生する。
In the above embodiments, the fundamental wave power factor can be improved, but
As shown in FIG. 4, harmonics are generated because an intermittent current flows through the AC power source.

この高調波は、全波ブリッジとチョッパ回路との間にフ
ィルタ回路を挿入することにより低減できる。その一実
施例を第12図に、動作波形図を第13図に示す。
These harmonics can be reduced by inserting a filter circuit between the full-wave bridge and the chopper circuit. An example thereof is shown in FIG. 12, and an operation waveform diagram is shown in FIG. 13.

図においi、Loはりアクドル、CDはコンデンサで、
これらでフィルタ回路を構成し、LDに流れる電流IL
D  が連続する定数に選定するものとすると、サイリ
スタU、〜W2の制御遅れ角αを0にしたときの全波ブ
リッジの出力電圧Eoは第13図中)の波形となる。
In the diagram, i and Lo are the accelerator, and CD is the capacitor.
These constitute a filter circuit, and the current IL flowing through the LD
If D is selected to be a continuous constant, the output voltage Eo of the full-wave bridge when the control delay angle α of the thyristors U, -W2 is set to 0 has a waveform as shown in FIG.

そして、上記制御遅れ角α=Oを保持しつつ、前記実施
例と同様にGTO,をパルス幅Pで、GTOtをT−P
のパルス幅で第13図(g)のように開閉制御したとき
のコンデンサCDの端子電圧EC0%負荷りの端子電圧
EL、’JアクドルLnを流れる電流It、n XU相
の電流Itrは第13図(C)〜(0のようになる。
Then, while maintaining the control delay angle α=O, GTO is set to pulse width P and GTOt is set to T-P as in the above embodiment.
Terminal voltage EL of capacitor CD when opening/closing is controlled as shown in Fig. 13(g) with a pulse width of The result will be as shown in Figures (C) to (0).

このようにすると、電源電流波形を改善できるだけでな
く、全波ブリッジの出力電流ILDが連続するので、サ
イリスタU1〜W、のゲートパルスは狭幅のパルスでも
点弧できるため、制御回路が簡単になるという効果もあ
る。
By doing this, not only can the power supply current waveform be improved, but since the output current ILD of the full-wave bridge is continuous, the gate pulses of the thyristors U1 to W can be fired even with narrow width pulses, which simplifies the control circuit. It also has the effect of becoming.

以上述べたように、本発明によれば直流エレベータ−の
制御において広い範囲にわたって力率よく電力変換する
ことができ、出力電流のリップル成分も減少して電動機
騒音を小さくすることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform power conversion with a good power factor over a wide range in controlling a DC elevator, and the ripple component of the output current is also reduced, thereby making it possible to reduce motor noise.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一般の3相−直流変換器の主回路図、第2図は
従来の3相−直流変換器における波形図、第3図は本発
明の一実施例の主回路図、第4図は第3図回路の動作説
明用波形図、第5図は電圧指令に対するパルス幅と位相
角の特性図、第6図は第5図の特性を得るための関数発
生回路図、第7図は本発明を用いて直流電動機の電機子
電流を制御する場合の回路図、第8図は第7図の動作説
明用波形図、第9図は本発明に係る回路方式を用いて直
流エレベータ−を制御する回路図、第10図は本発明の
主回路の他の実施例図、第11図は第10図の動作波形
図、第12図は本発明の他の実施例の主回路図、第13
図は第12図の動作波形図である。 E、・・・3相交流電源、U、V、W・・・3相電圧、
GTo、、GTO,・・・ケートターンオフサイリスタ
、U+  、’ Vb  、Wt  、Us  、L 
 、Wt ”’−サイリスタ、α・・・制御遅れ角、P
・・・開閉時間幅、PS、PP・・・ゲートパルス発生
回路、Fa、FP・・・関数発生器、LD・・・リアク
トル、CD・・・コンデンサ、M・・・直流電動機電機
子、S・・・シーブ、C・・・ケージ、T、・・・変圧
器、PA、PC・・・比較器、th・・・プッシュプル
サイリスタ増幅器、CT・・・直流変流器、PG・・・
速度発電機。 代理人 弁理士 高橋明夫−′−1− 2,1: \、〜 / #+rsn ?710口 覇115fJ ζ4) 第121!1
Fig. 1 is a main circuit diagram of a general three-phase to DC converter, Fig. 2 is a waveform diagram in a conventional three-phase to DC converter, Fig. 3 is a main circuit diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a main circuit diagram of a conventional three-phase to DC converter. Figure 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit, Figure 5 is a characteristic diagram of pulse width and phase angle with respect to voltage command, Figure 6 is a function generation circuit diagram to obtain the characteristics shown in Figure 5, and Figure 7 is a circuit diagram when controlling the armature current of a DC motor using the present invention, FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 7, and FIG. FIG. 10 is a diagram of another embodiment of the main circuit of the present invention, FIG. 11 is an operation waveform diagram of FIG. 10, and FIG. 12 is a main circuit diagram of another embodiment of the present invention. 13th
The figure is an operation waveform diagram of FIG. 12. E,...3-phase AC power supply, U, V, W...3-phase voltage,
GTo,, GTO,...Kate turn-off thyristor, U+, 'Vb, Wt, Us, L
, Wt "'-thyristor, α... control delay angle, P
... Opening/closing time width, PS, PP... Gate pulse generation circuit, Fa, FP... Function generator, LD... Reactor, CD... Capacitor, M... DC motor armature, S ... Sheave, C ... Cage, T, ... Transformer, PA, PC ... Comparator, th ... Push-pull thyristor amplifier, CT ... DC current transformer, PG ...
speed generator. Agent Patent Attorney Akio Takahashi -'-1- 2,1: \, ~ / #+rsn? 710 wins 115fJ ζ4) No. 121!1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、直流電動機によって駆、動され複数階床を走行する
直流エレベータ−の制御装置において、位相角制御可能
な整流手段を含む全波ブリッジ回路を用いた交流直流間
の電力変換製置去、この変換装置出力をチョッピングす
る開閉手段と、上記変換装置の所望の出力電圧に応じて
上記整流手段の位相角を制御する手段及び上記開閉手段
をチョッピングするためのパルス幅を制御する手段とを
備えたことを特徴とする直流エレベータ−の制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上記電力変換装置
は上記所望出力電圧が所定値以下のとき上記位相角を変
えて、上記所望出力電圧が所望値以上のとき上記パルス
幅を変えるように構成したことを特徴とする直流上4レ
ベーターの制御装置。 3、特許請求の範囲第2項において、上記位相角の可変
手段は、上記所望電圧が所定値以下のとき当該所望電圧
に応じて上記位相角を変え、上記所望電圧が所定値以上
のとき上記位相角を最小(制御遅れ角の場合)に保持す
るように構成したことを特徴とする直流エレベータ−の
制御装置。 4、特許請求の範囲第2項において、上記パルス幅可変
手段は、上記所望電圧が所定値以下のとき上記パルス幅
を最小に保持し、上記所望電圧が所定値以上のとき当該
所望電圧に応じてパルス幅を変えるように構成したこと
を特徴とする直流エレベータ−の制御装置。
[Scope of Claims] 1. In a control device for a DC elevator that is driven and operated by a DC motor and runs on multiple floors, power between AC and DC using a full-wave bridge circuit including a rectifier that can control the phase angle. switching means for chopping the converter output, means for controlling the phase angle of the rectifying means in accordance with a desired output voltage of the converter, and controlling the pulse width for chopping the switching means; What is claimed is: 1. A control device for a DC elevator, comprising: means for controlling a DC elevator; 2. In claim 1, the power conversion device changes the phase angle when the desired output voltage is below a predetermined value, and changes the pulse width when the desired output voltage is above a desired value. 1. A control device for a DC upper 4-lever, characterized by the following configuration: 3. In claim 2, the phase angle variable means changes the phase angle according to the desired voltage when the desired voltage is below a predetermined value, and changes the phase angle according to the desired voltage when the desired voltage is above a predetermined value. A control device for a DC elevator, characterized in that it is configured to maintain a phase angle to a minimum (in the case of a control delay angle). 4. In claim 2, the pulse width variable means maintains the pulse width at a minimum when the desired voltage is below a predetermined value, and adjusts the pulse width according to the desired voltage when the desired voltage is above a predetermined value. 1. A control device for a DC elevator, characterized in that the control device is configured to change the pulse width by changing the pulse width.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219977A (en) * 1984-04-12 1985-11-02 Taitetsuku:Kk Capacitor-run type induction motor drive system
JPS60219978A (en) * 1984-04-12 1985-11-02 Taitetsuku:Kk Induction motor control system
EP0671810A1 (en) * 1994-03-09 1995-09-13 Whirlpool Europe B.V. High frequency control circuit for DC motors, particularly for washing machines

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