JPS60128176A - エレベ−タ−制御装置 - Google Patents

エレベ−タ−制御装置

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JPS60128176A
JPS60128176A JP58231544A JP23154483A JPS60128176A JP S60128176 A JPS60128176 A JP S60128176A JP 58231544 A JP58231544 A JP 58231544A JP 23154483 A JP23154483 A JP 23154483A JP S60128176 A JPS60128176 A JP S60128176A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、誘導電動機を巻上機駆動に用いたエレベータ
−の制御装置に係り、特にこのようなエレベータ−の着
床レベル補償運転のための制御装置に関する。
〔発明の背景〕
一般に、広範囲高精度の制御性と優れた乗心地が要求さ
れるエレベータ−の駆動電動機としては、従来より直流
電動機が広く用いられているが、直流電動機には5機械
的な整流機構に基づ(種々の制約があるため、近年構造
が簡単で堅牢、安価な特徴のため一般産業分野に多用さ
れている誘導電動機を駆動用としたエレベータ−が種々
開発され、実用化されるようになってきた。
そして、このような誘導電動機を用いたエレベータ−の
うちで、従来から広く用いられているものに1次電圧を
制御して速度制御を行なう方式のエレベータ−がある。
しかしながら、この方式のものは、その1次電圧制御と
いう性格上、例えば、ワードレオナード方式やサイリス
タレオナード方式を用いたギヤレスエレベータ−で達成
されている、次に記載するような制御を行なうKはおの
ずと限界がある。
(1) ギヤレス駆動の電動機あ定格回転数は、360
rll/minの高速エレベータ−においても、200
RPM以下であり、更に低い定格速度のエレベータ−を
誘導電動機の定格回転数付近で制御する場合、1次電圧
制御では、多極数の電動機が必要になる。
(2)誘導電動機の制御は、種々の非線形要素を含むた
め、直流機の制御のように広範囲にわたって安定制御が
困難である。
(3)現在の直流ギヤレスエレベータ−では、エレベー
タ−停止時の乗かご床レベルと乗り揚床レベルの微小な
差を検出し、微小速度で、レベル差を零とする運転、い
わゆる着床レベル補償運転を行なっているが、1次電圧
制御では速度零付近での正確なトルク制御がほとんど不
可能で、このような運転ができない。
すなわち、現在の直流ギヤレスエレベーターは非常に優
れた運転特性を実現できるが、1次電圧制御忙よる誘導
電動機駆動の交流エレベータ−で上記のような制御を実
現することはほとんど不可能に近い。
たとえば、1次電圧制御の場合、第1図に示すように、
2s類の巻線をもつ誘導電動機2を用い、そのうちの巻
線01には、速度指令に見合った交流電圧を交流電圧制
御装置101よりかける。しかし、これでは、微小速度
指令とすることが困難なため、別の巻線C2に対して、
制動力となる直流電圧を直流電圧制御装置 102より
かけ、これらの力のつり合いによって微小な速度指令−
どなるトルクを与える。しかし、この方法では、乗り場
の床レベルと乗かご床レベルの差が小さくなるにつれ、
上記交流電圧制御装置101、直流電圧制御装置102
の出力を変化させ、最終的には、速度零で、乗かととつ
り合いおもりのアンバランス分を補正するトルクだけが
出力されるように1制御しなければならない。これは、
制御が非常に複雑、高価となり、現実的にはレベル誤差
零、速度零として停止させることは不可能に近いことに
なってしまりのである。
以上述べた誘導電動機の1次電圧制御に対し、更に優れ
た制御方式として1次周波数制御がある。
しかして、この1次周波数制御方式にも種々の方式があ
るが、第2図はそれらのなかでも最も制御性能の優れた
方式の1つである、すべり周波数制御のブロック図であ
る。この制御方式は周知なので詳細な説明は省略するが
、図に示すように、制御系は閉ループを構成し、速度指
令発生回路13から与えられる速度指令ωと、タコジェ
ネレータ103及び速度検出回路104によって検出さ
れた誘導電動機2の実回転周波数ω、とを比較し、その
偏差を速度制御回路105に入力してすべり周波数ω5
を得、このすべり周波数ω5を電流制御回路106 V
C入ヵして周波数変換装置lの出力電流値を制御させる
と共に、すべり周波数ω、と実回転周波数ω、との和に
よって1欠周波数ω1を得、これを周波数制御回路10
7に入力して周波数変換装置lの出力周波数を制御する
ようになっている。
すなわち、このすべり周波数制御では、すべり周波数1
を直接制御することたより誘導電動機2のトルクを制御
するようになっている。
このすべり周波数制御は、下記のような特徴を有する。
(イ)閉ループにより精密な速度制御ができる。
(ロ)電動機の能力を十分活用できるので、電動機を小
型化できる。
(/−1広範囲な速度制御ができ4象限運転が容易であ
る。
に)負荷変動や速度変動に対して安定性がよ〜1゜(ホ
))保守の軽減化が可能で耐環境性がよい。
従って、このすべり周波数制御によれば、(1)項で記
した定格速度の問題は解決される。また、(2)項に記
した広範囲にわたる制御の安定性も実現できる。
しかしながら(3)項で示した微小速度領域では次のよ
うな問題がある。
例えば、微小速度運転時には、一般に乗かどの戸は開い
た状態であり、乗客の乗り降りにより誘導電動機からみ
ると、トルク外乱が発生した状態となる。
一方、すべり周波数制御におけるトルク変動は、すべり
周波数の変化、−次電流の変化のみであり電流の位相は
制御していない。そのため、トルク変動前に比べ励磁電
流成分が変化し、トルクの応答遅れが大きくなって微小
速度運転時には滑らかなトルク制御が困難である。
従って、すべり周波数制御方式では、微小速度運転時に
充分な乗心地を与えることができず、かつ着床レベル制
御も充分に得られないという問題があるのである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、誘導
電動機を巻上機駆動用としたエレベータ−において、優
れた微小速度運転特性が得られるようにしたエレベータ
−制御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、エレベータ−の乗
かとが所定の階床に到達後、乗かご床レベルと乗り揚床
レベルの差を表わすレベル差信号と、誘導電動機の回転
角速度の偏差信号をベクトル制御装置に入力することに
より、その入力に応じて誘導電動機の1次電流の瞬時値
を制御し、エレベータ−に適した制御性能を得るように
した点を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明によるエレベータ−制御装置について、図
示の実施例を用いて詳細に説明する。
第3図は本発明の一実施例で、図において、1は誘導電
動機2VC供給すべき1次電流の瞬時値を制御するため
の周波数変換装置、3は誘導電動機20回転角速度を検
出する角速度検出装置、41〜4、は電源母線、5,6
.7は1次電流の各瞬時値を検出するための直流変流器
、8は直流変流器5゜6.7の検出値を演算回路内の信
号レベルに変換する電流検出回路、9は誘導電動機20
回転子に結合された綱車、10は乗かご、11はつり合
い錘、12は綱車9を介して乗かご10とつり合い錘1
1を結ぶメインロープ、13は速度指令発生回路、14
はレベル差検出器、15はレベル差を速度指令の信号レ
ベルに変換する微小速度指令回路、16は磁束指令回路
、17は速度指令と速度信号が等しくなるように制御す
るための速度制御回路、18は速度制御回路17の出力
信号と磁束指令、それに磁束位置信号とを入力し、1次
電流のα軸成分瞬時基準値、β軸成分瞬時基準値とを出
力する1次電流演算回路、19は回転子の回転角速度と
トルク指令を入力し、磁束位置を検出する磁束位置検出
回路、2Oはα軸成分、β軸成分の1次電流瞬時値を入
力し、3相信号に変換する3相変換回路、21U、21
V、21Wは3相信号を基準として誘導電動機2の一次
電流値を制御する電流制御装置である。
次に、この実施例の動作につt・て説明する。
誘導電動機2の回転磁界上で、1次電流■、を磁束方向
と、磁束と直交する方向に分解すると、励磁電流成分稲
と2次電流の起磁力を打ち消すように流れるトルク電流
I、Ic分解できる。これを式で表わせば、 I、 =I□+■1 である。ここで、第4図に示すように直交ベクトルであ
る、−と11を独立に制御し、Tmを一定とし、トルク
が大きい領域では、■1を■、、トt、、卜、りが小さ
い領域では、Itを■1.とすることにより、直流電動
機と同等の制御が可能である。なお、これはベクトル制
御方式として周知である。
ここで、速度制御回路17の出力である11と磁束指令
回路16の出力であるI謎は回転磁界上での座標である
ので、固定子側から観測した座標系に変換する必要があ
る。まず、直交するα軸、β軸を考えると、回転磁界位
置信号sinω、t 、 CoSω11(磁束位置検出
回路19の出力)より f=sinω1tI +cosa++t11Lβ=−c
osω1t I m + s + nω、 tItと表
わ1ことができる。ここで、Lα、Lβは1次電流演算
回路18の出力であり、また、角速度ω、は、回転子の
回転角速度ω、とトルク指令に比例するすべり周波数ω
、の和で表わされる。
また、3相の1次電流に変換するKは、各相の1次電流
が、120’づつ位相がずれていることから、3相変換
回路2Oの出力である3相の1次電流LU。
LV、LWは、 と表わせる。この1次電流を瞬時基準値として誘導電動
機に供給することにより、直流電動機と同等の制御性能
が得られる。
ゆえK、微小速度指令回路15の出力信号より速度制御
回路17がトルク指令Itを出力すれば、直流電動機と
同等の微小速度運転特性が得られる。
そこで、この微小速度指令が与えられる特性を、第5図
に示すようk、レベル差が0に近づ(はど速度指令が小
さくなるようにすると、乗かご床レベルと、乗り場床レ
ベルのレベル差がOとなるように制御可能となる。
従って、この一実施例によれば、誘導電動機2のトルク
がその停止時も含めた極低速領域でも充分滑らかに、し
かも精度良く制御できるため、乗かご床レベルと乗り場
床レベルのレベル差を補正する精度が高くなり、また、
このレベル差補正運転状態での乗心地も改善できる。
次に、別の実施例として、微小速度運転中の負荷トルク
外乱に対しても、乗心地よく運転を行なうことができる
ようにしたものを第6図を示す。
この第6図の実施例は、第3図で示した実施例 1に、
さらに、荷重検出器30と負荷補償トルク指令回路31
を追加したものである。
従って、この実施例によれば、微/J%速度運転中での
乗客の乗り降りにより発生した負荷トルクの変化に対し
ても速度が太き(変化することカtなくなり、乗心地よ
く乗り場床レベルと乗力)ご床レベルを合せることがで
きる。
すなわち、第7図にしたがって説明すれif、外乱トル
クを補正しない第7図(a)の場合、外乱カー発生した
ことにより、速度指令と実速度に差力玉発生し、この偏
差からさらにトルク指令カー作り出されるため、実速度
は、図のように波を打ち、なめらかな運転ができない。
これに対して荷重検出器30と負荷補償トルク指令回路
31とを追加することにより第7図(b)に示すようI
c、 )ルク指令とトルク変化に時間差を生じないよう
にできるため、図示のように実速度の波打ちがなくなり
微小速度運転がなめら力)K行なえる。
〔発明の効果〕
以上訝、明したように、本廃明によれば、誘導電動機を
用いたエレベータ−の着床レベル補償運転をベクトル制
御によって行なうようにしたから、従来技術の欠点を除
き、常に滑らかに乗かとを微小速度で運転させ、乗心地
よく、しかも高い精度で着床レベルの補正を行なうこと
ができ、直流電動機を用いたエレベータ−と同等以上の
性能をもちながら保守や点検が容易で、かつローコスト
の高性能エレベータ−を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1次電圧制御方式によるエレベータ−制御装置
の従来例を示す回路図、第2図はすべり周波数制御方式
によるエレベータ−制御装置の従来例を示すブロックM
、第3図は本発明によるエレベータ−制御装置の一実施
例を示すブロック図、第4図はその動作説明用のベクト
ル図、第5図はレベルと速度指令の関係を示す特性図、
第6図は本発明によるエレベータ−制御装置の他の一実
施例を示すブロック図、第7図(a)、(b)はその動
作を示す説明図である。 1・・・・・・周波数変換装置、2・・・・・・誘導電
動機、3・・・・・・角速度検出装置、41〜4.・・
・・・・電源母線、5・〜7・・・・・・直流変流器、
8・・・・・・電圧検出回路、9・・・・・・綱車、1
0・・・・・・乗かご、】1・・・・・・つり合い錘、
12・・・・、・メインロープ、13・・・・・・速度
指令発生回路、14・・・・・・レベル差検出器、15
・・・・・・微小速度指令回路、16・・・・・・磁束
指令回路、17・・・・・・速度制御回路、18・・・
・・・1次電流演算回路、19・・・・・・磁束位置検
出回路、20・・・・・・3相変換回路、21U 、 
21V 、 21W・・・・・・電流制御装置、30・
・・・・・荷重検出器、31・・・・・・負荷補償トル
ク指令回路。 代理人 弁理士 武 順次部(をデか1名)第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周波数変換装置によって駆動される誘導電動機ヲ用
    いたエレベータ−において、乗り場の床レベルと乗かど
    の床レベルとのレベル差を検出するレベル差検出手段と
    、上記誘導電動機の回転角速度を検出する角速度検出手
    段と、これらレベル差検出手段の出力信号と角速度検出
    手段の出力信号との偏差に基づいてトルク指令信号を出
    力するトルク演算手段と、このトルク指令信号に基づい
    て上記誘導電動機の1次電流瞬時値基準信号を演算する
    瞬時値演算手段とを設け、該1次電流瞬時値基準信号に
    より上記周波数変換装置を制御することにより乗り揚床
    レベルと乗かご床レベルとを一致させるためのレベル補
    償運転の制御を行なうように構成したことを特徴とする
    エレベータ−制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上記トルク指令信
    号に基づく上記瞬時値演算手段の演算が、磁束指令信号
    と、上記誘導電動機の回転子と同一角速度で回転する座
    標系から固定子の座標系に座標変化するための座標変換
    信号との存在下で行なわれるように構成されていること
    を特徴とするエレベータ−制御装置。 3、特許請求の範囲第1項において、乗かご停止時での
    負荷トルクを検出する手段を設け、この負荷トルクに応
    じて上記トルク指令信号を補正するように構成したこと
    を特徴とするエレベータ−制御装置。
JP58231544A 1983-12-09 1983-12-09 エレベ−タ−制御装置 Granted JPS60128176A (ja)

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