JPS5917879A - 交流エレベ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は誘導電動機により駆動されるエレベータ金制
御する装置の改良に関するものである。

エレベータのかこを駆動する電動機に誘導電動機を用い
、これを滑り周波数制御することにより、電動機のトル
クを制御してかごを運転するようにしたものがある。こ
れを第１図及び第２図に示す０図中、（１）は三相交流
電源端子、（２）は端子（１）に接続をね後述するかと
（１１）の起動時閉成し停止時し員数する電磁接触器接
点、（３）は接点（２）を介して三和交流市圧を直流に
整流する整流回路からなるコンノく−タ、（４）はコン
バータ（３）の直流側に接続−ｇ　ｔｔた平滑コンデン
サ、（５）は一端か平滑コンデンサ（４）ノ一端に接続
づれた抵抗、（６）は抵抗（５）の他端と平滑コンデン
サ（４）の他端に接続されたトラ゛ン・ンスタ、（７〕
は平滑コンデンサ（４）の両端に接続されトラン・ンス
ク及びダイオードにより構成−４ｈ一定直流電圧を任意
の電圧及び任意の周波数の交流に変換するノくルス幅ｆ
調方式として周知のインノく一タ、（８）はインパーク
（７虞より１駆動される三相誘導′鴫動機、（９）は電
動機（８）により駆動される巻上機の駆動綱車、ａｏは
納車（９）Ｋ巻き掛けられた主索、（川、　Ｂ）は主索
四の両端にそれぞれ結合さｔ・、たかと及びつり合おも
り、θ騰は電動機（８）に結合され電動機（８）の回転
速度を示す速度信号（１３ａ）を発する速度計用発電機
、０荀は速度指令信号、（【句は速度指令信号（１４）
と速度信号（１３ａ）の偏差信号を出力する加算器、０
呻は加算器（ｌすに接続され速度制御系の応答を良好に
するための補償要素で、Ｇ（８）は伝達関数、（１６ａ
）は補償要素Ｏ〜の出力で滑り周波数指令信号、０７）
は滑り周波数指令信号（１６ａ）と速度信号（１３ａ）
の加算値を出力する加算器、霞は加算器０７）の出力か
ら電圧指令信号（１８ａ、）を発する電圧指令発生器、
（１９）は同じく周波数指令信号（１９ａ）を発する周
波数指令発生器、（２０）は電圧指令信号（１８ａ）と
周波数指令信号（１９ａ）に基きインバータ（７）の出
力電圧及び出力周波数を制御するインバータ制御装置で
あるＯす々わち、速度指令信号０４）と速度信号（１３
ａ）の偏差に対応する滑り周波数指令信号（１６ａ）が
出力されるが、この滑り周波数指令信号（１６ａ）はト
ルり指令信号に相当する。これに加算器ｔｅ２）によっ
て速度信号（１３ａ）が加えられることにより、電圧／
周波数がほぼ一定になる関係を満足きせるように、電圧
指令信号（ＸＳａ）と周波数指令信号（１９ａ）が決め
られる。これらの指令値によって、制御装置□□□Ｖｉ
イ７バータ（７）（コンバータ（３）がサイリスタ等テ
構成されているときは、場合によってはコンバータ（３
）も）の素子をスイソテンク制御し、滑り周波数指令信
号（１６ａ）Ｋ相当するトルクを電動機（８）に発生器
せる。これで、電動機（８）は起動してかと（川は走行
し、その速度ｉ−を梢度高く自動制御づれる。

第２図に電動後（８）の回転速度に対するトルクの曲線
１２υを示す。ここで、ｎｏは同期速度で、インバータ
（７）の出力周波数に相当する回転速度で電動機（８）
が回転したときの動作点である。一般に誘導機は同期速
ｉｎ。の近くでは、トルクは滑り周波数（例えＶよｎ。

−ｎｌ、又はｎ。−ｎ２に相当する）に比例する。した
がって、滑り×周波数に相当する凰ｎ。−ｎ、を制御す
れば、トルクが制御できることＫなる。

妊で、エレベータの場合、かご（１１）を減速停止させ
るとき、東負荷で一定速度下降走行させるとき等には、
′電動機（８）に制動力を発生させなければならない。

これを第２図で示せば必をな制動トルクがＴ″ｃ′ある
ような場合である。この場合、電動機（８）の回転速度
ｎ２は、同期速度ｎ。よりも高くなる。このような運転
では、機械的エネルギが電動機（８）を介して電気的エ
ネルギに変換きれ、回生電力かインバータ（７）を通じ
て直流側へ返される。そのため、直流側電圧が上昇し、
インノく一タ（７〕内の素子を破壊する虞れがある。こ
れを保護するの７５玉抵抗（５）であり、トランジスタ
（６）の導通により、上記回生電力は抵抗（５）で消費
される。捷だ、抵抗（５）の代わりに回生用インノく一
夕を設けて、回生電力音電源側へ返すものもある０ しかし、いずｈの場合も、回生電力処理用の装置がＡ（
曲となることは避けられない。

この発明は上記不具合を改良するもので、電動機のカ行
時は滑り周波数を制御してトルりを制御し、回生制動時
は周波数を制御して回生電力を制御することにより、特
別な装置を持つことなく回生電力が処理できるようべし
た交流エレベータの制御装置ｉを提供することを目的と
する。

以下、第３図〜第５図によりこの発明の一実施例を説明
する。

図中、弘やは滑り周波数指令信号（１６ａ）が正（零を
営む）のときハ接触子（２３ａ　）　、　（２３ｂ）を
接点（ａ）　Ｋ接触させ、信号（１６ａ）か負になると
これを接点（ｂ）に接触さぜる切換装）６、■は接触子
（２３ａ）の接点（ｂｌと制御装置＆Ｏ１の間に接続さ
れ入力の値に応じて設定芒れた値の出力を発する利得質
換器、■は接触子（２ｖｂ）の接点（ｂ）と制御装置（
２０）の間に接続され回生電力が岑となるような周波数
指令信号を発する車力制御装置である。上記以外は第１
図と同様である。

次に、この実施例の動作を説明する。

ます、第４図によりその原理を肌用する。

第４図は誘導電動機の特性を図式に求めることができる
周知のハイランド円線図である。

図中、点Ｐ。−ｐ、−ｐ、が力行領域（誘導電動機領域
）、ｐ、、−ｐ２−Ｐ３−ｐ、が回生制動領域（籾導籟
電機領域）である。例えば、電動機（８）が点Ｐ１で運
転している場合、電気的入力１１Ｐ、−ｃ、、発生トル
クはｐ、−ｂｌ、機械的出力はＰ　＋　　ａ　１にそれ
ぞれ比例する。また、回生制動領域の点Ｐ２で運転し又
いる場合、電気的出力はＰ２　　Ｃ２、発生トルクはＰ
２−ｂ２、機械的入力はＰ　２　　ａ２にそれぞれ比例
する。滑りはそれぞｈ　ａ　１ｂ　＋　／　ｐ　１ｂ　
＋及びａ　２　ｂ　２／　Ｐ　２　ｂ　２である。今、
電動機（８）を点Ｐ３で運転させると、電気的出力は零
であり、発生トルクはＰ３−ｂ３、機械的入力はＰ　３
　　ａ　３となり、滑りはａ３ｂ３／Ｐ３ｂ３である。

つまり、動作点をＰ３とすれば、有効電力の授受なしで
電動機（８）に制動力を発生きせることかできる。発生
トルクの大きさを制御するには、円線図の大きさ、すな
わち′電圧を制御することで可能である。なお、有効電
力の授受なしで制動力が得られる動作点−１同図から、
円と横軸とが父わる点としてもう一点求するが、制動ト
ルクが制限されるので実用的ではない。

電動機（８）のカ行時は、速度指令信号（１４）と速度
信号（１３ａ）の偏差は正であり、滑り周波数指令信号
（１６ａ）は正であり、切換装置脅は動作せず、接触子
（２ａａ）、（２３ｂ）はいずれも接点（ａ）に接触し
ているので、第３図の動作は第１図と同様である。

電動機（８）が制動に入ると、滑り周波数指令信号（１
６ａ）は負になるので、切換装置（社）は動作し、接触
子（２３ａ　）　、　（２３ｂ）はいずれも接点（ｂ）
に切り換えられる。これで、電力制御装置（ハ）は速度
信号（１３ａ）を入力とし、回生電力が零となるような
周波数指令信号が制御装置間へ出力される。一方、滑り
周波数指令信号（１６ａ）は、利得変換器（ハ）へ入力
源れ、その出力が電圧指令信号として制御装置（２０）
へ出力きれる。

ここで、第５図に示す誘導電動機の等価回路から、回生
電力が零となる周波数を求めると、それは印加電圧に無
関係になることが分かる。

第５図で電動機（８）の内部で消費される′重力Ｐ１は Ｖ２　　　　　Ｖ２ ｐ１＝　ｖ２ｇｏ十ｒ、（−）　＋　ｒ２（−）　　　
−−−−■Ｚ　　　　　　　　ｚ ここに、■＝父泥流入力電 圧：電動機（８）の総合インピータ゛ンスｇｏ：励磁コ
ンダクタンス ｒｌ、ｒ２　：電動機（８）の−次抵抗及び二次抵抗（
−次換算値） ＸＩ、Ｘ２　ａ電動機（８）の−次漏れリアクタンス及
び二次漏れリアクタンス （−次換算値） ８：電動機（８）の滑り 一方、回生電力として発生する電力Ｐｇハここで、Ｐ工
＋ｐｇ＝ｏ　　　　　　　　　・・・・■となるように
、滑り８を制御すれば、機械的エネルギはすべて電動機
（８）内部で消費式れることになる０ ０式及び０式を０式に代入すると、 ただし、ｚ＝ｚ（８）となり、入力電圧Ｖと関係なく０
式を満たす日を求めることＫよって、電力授受がなくて
制動力を発生させる滑り８が求まり、更に速度信号（１
３ａ）が与えられれば、インバータ（７）への周波数指
令信号が決まる。したがって、電力制御装置（２）に速
度信号（１３ａ）だけが与えられればよいことが分かる
。なお、図中のす。は励磁サセプタンスである。

芒で、接触子（２３ａ）　、　（２３ｂ）が切り換えら
れると、上述のように１回生電力が発生しない周波数指
令信号、及び滑り周波数指令信号に応じた電圧指令信号
が、それぞれインバータ（７）に与えられる。このとき
、上記切換えを、滑り周波数指令信号（１６ａ）が零の
ときに行うようにすれば、切換え直後の電圧は零である
ので、周波数が階段状に切り換わったとしても、トルク
の階段的なｙ化はなく、トルりは清らかに力行トルクか
ら制動トルクへ移行して行く。

第６図はこの発明の他の実施例を示す。

この実施例は、接触子（２３ａ）の接点（ｂ）の出力が
電力制御装置四に人力されている以外は、第３図と同様
である。

第５図の簡易等価回路では、一般に印加電圧に関係なく
・回動電力の授受のない滑りが求められたカ、鉄心の非
線形性、インバータ（７）のスイッチング損失等を含め
て考えると、上記滑りが影響を受けるので、印加電圧及
び速度を入力として有効電力の授受のない滑りを、電力
制御装置に）で演算させるようにしたものでめる〇 なお、演算した結果を記憶装置（図示しない）に入れて
おき、電圧と速度によって所要の周波数指令信号を出力
きせるようにしてもよい。

以上説明したとおりこの発明では、直流電源をインバー
タで交流電力に変換してかごを運転する誘導電動機を駆
動する場合、電動機のカ行時は速度指令信号と速度信号
の偏差に相当する滑り周波数信号によりトルクを制御し
、回生制動時は速度信号によりインバータに与える周波
数指令信号を制御して、電動機の回生電力を制御するよ
うにしたので、特別な装置を持つことなく回生電力を処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交流エレベータの制御装置を示す構成図
、第２図は第１図の誘導電動機のトルク特性曲線図、第
３図はこの発明による交流エレベータの制御装置の一実
施例を示す構成図、第４図は第３図の誘導電動機のハイ
ランド円線図、第５図は同じく簡易等価回路図、第６図
はこの発明の他の実施例を示すブロック回路図で第３図
の回路部分和尚図である。 （３）　　コンバータ、（４）・平滑コンデンサ、（７
）用インパ二り、（８）・・・三相誘導電動機、（１１
）・・かご、霞・・・速度計開発′市機、（１３ａ）・
・・速度信号、Ｈ・速度指令信号、（＋５１　、　（１
７）　　加算器、（１８）・・電圧指令発生器、（１９
）　　周波数指令発生器、（２０）・インバータ制御装
置、（ハ）・・切換装置、に）　・嘔カ制御装置なお、
図中同一部分は同一符号により示す。 代理人　葛野信−（外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源をインバータに接続して直流電力を可変電圧及
   び可変周波数の交流電力に変換し、この変換された交流
   電力によって誘導電動機を駆動してかごを運転するよう
   にしたものにおいて、速度指令信号と上記電動機の速度
   信号の偏差に相当する滑り周波数信号により上記電動機
   のトルクを制御する第１の回路、上記速度信号により上
   記インバータに与える周波数指令信号を制御して上記電
   動機の回生電力を制御する第２の回路、及び上記滑り周
   波数信号が正のときは上記第１の回路を用い、上記滑り
   周波数信号が負になると上記第２の回路にりｊり換える
   切換装置を備えたことを特徴とする交流エレベータの制
   御装置。