JPS622893A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は誘導電動機により駆動されるエレベータを制
御する装置、特に回生電力の処理に関するものである。

〔従来の技術〕

商用の交流電源をコンバータで直流に変換し。

この直流をインバータで可変電圧・可変周波数の′交流
に変換し【、かご巻上用の誘導電動機を駆動するエレベ
ータにおいて、エレベータが発生する回生電力を電動機
内部で消費させるものがあり。

例えば特開昭５９−１７８７９号公報で提案されている
。

第１図及び第８図は上記文献に示された従来の交流エレ
ベータの制御装置の要部を示す図で、第７図は構成図、
第８図は誘導電動機の簡易等価回路図である。

第７図中、（１）は三相交流電源、（２）は交流電源（
１１に接続された遮断器、（３）は遮断器（２）に接続
されダイオードによる三相全波整流回路を構成するコン
バータ、（４）はコンバータ（３）の直流側に接続され
た平滑コンデンサ、（５）は平滑コンデンサ（４）に接
続すれトランジスタとダイオードにより構成され直流を
可変電圧・可変周波数の三相交流に変換するインバータ
、（６）はインバータ（５）の交流側に接続された三相
誘導電動機、（７）は電動機（６）Ｋより駆動される巻
上機の駆動綱車、（８）は綱車（７）に巻き掛けられ両
端にそれぞれかと（９）及びつり合おもり（ＩＩが結合
された主索、　＋１１）は電動機（６）に直結され電動
機（６）の回転速度を検出するパルス発生器、鰺は制御
手段６３により制御されインバータ（５）を駆動するイ
ンバータ駆動装置である。

従来の交流エレベータの制御装置は上記のように構成さ
れ遮断器（２）が投入されると、交流電源（１）はコン
バータ（３１に接続され、コンバータ（３）は三相交流
を整流して直流に変換し、これが平滑コンデンサ（４）
で平滑にされる。かご（９）に起動指令が出ると、イン
バータ駆動装置ｆｉ２は動作し、インバータ（５）は直
流を可変電圧・可変周波数の三相交流に変換して電動機
（６）に供給する。これで電動機（６１は回転し、かご
（９）は走行する。一方、電動ｄ　（６）の回転速度は
パルス発生器（Ｉｌｌで検出され、その出力である速度
信号が帰還されるととくより、インバータ駆動装置０が
制御され、かご（９）は精度高く速度制御される。

上記制御の詳細については省略するが、これを要約する
と、エレベータのカ行運転時はいわゆる「滑り周波数制
御」により電動機（６）のトルクを制御するが９回生運
転時は回生電力が電動機（６）の内部で消費されるよう
に、以下の制御を行うものである。

電動機（６）の内部で消費される電力Ｐ１を、第８図に
示す等価回路から求めると。

Ｐ、　＝Ｖ２ｇｏ＋　ｒｌ（−）　　＋　ｒ２（Ｈ）・
・・・・・・・［相］Ｚ”　　（Ｘ１＋Ｘ２）２＋（ｒ
１＋ｒ２／ｓ）２　−、、、、＠ここに、　　ｖ：交流
入力電源電圧 ｚ：ｉｔ＋を動機の総合インピーダンスｇｏ：電動機の
励磁コンダクタンス ｂｏ：電動機の励磁サセプタンス ｒｌ：電動機の一次抵抗 ｒ２：電動機の二次抵抗（−次換算値）ｘｌ：電動機の
一次漏れリアクタンス ｘ２：電動機の二次漏れリアクタンス （−次換算値） Ｓ：電動機の滑り 一方０回生電力として発生する電力Ｐｇはｐｇ＝　（−
ｇ）２−　（旦）ｒ２　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・■ここで。

Ｐ　→−ｐ　　＝Ｑ　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・Φｇ となるように、滑り８を制御すれば１回生電力はすべて
電動機の内部で消費されることになる。

■■及び０式を０式に代入し【滑り８を求めると 通常、励磁コンダクタンスｇｇは十分に小さく・のでこ
れを無視すると、０式は次のように筒路化できる。

したがって、滑りを０式によって制御すれば。

回生電力をすべて電動−の内部で一消費することができ
る。この場合１回生電力Ｐｇ　１は０式を０式に代入す
ることにより。

２ｇ１＝−（７）２（ｒ１＋ｒ２）・・・・・・・・・
・・＠で与えられる。０式の物理的意味は０回生電力は
一次抵抗ｒ、及び二次抵抗ｒ２ですべて消費されること
を示している。

（Ｒ１＞１）　　になったとすると９回生電力Ｐ　ｇ　
２は。

ＰＸ３　＝　＝（−）２（Ｒ山＋ｒ２）・・・・・・・
・・・・・・愼となり、　　Ｒ，’＞１であるから、Ｎ
動機（６）の内部で消費できる以上の回生電力が返って
来ることになる。

になったとすると９回生電力Ｐ　ｇ　５は。

となり、Ｒ２＞１であるから９回生電力よりも大きい電
力を電動機（６）の内部で消費することＫなる。

すなわち、電源（１）から更Ｋｍ力を供給するととＫな
る。

合は回生電力が電源側に返って来る不具合が生じ力を供
給するため、電動機（６）の発熱が大きくなる。

そして、　　Ｓ＝−一か回生電力と電動機（６）内部消
費電力が平衡する条件である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の交流エレベータの制御装置では、滑
りＳをＳ＝−二に固定して運転するのは容易ではない。

それは−次抵抗ｒ１及び二次抵抗ｒ２の正確な値を測定
することは困難であり。

また温度により抵抗値が大きく変動するからである。こ
のため、滑りＳは８＝−ユの条件を保ちに＜＜１条件が
外れれば回生電力が電源側に返って来たり、電動機（６
）の発熱が大きくなったりする不具合が発生するという
問題点がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、電動機の滑、９Ｓを常に３＝＝　　ｒ２−の近傍に設
定することができ９回生電力を処理する装置を不要とし
９回生運転時に不要な電力を電動機に供給することを防
止できる交流エレベータの制御装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る交流エレベータの制御装置は。

インバータの入力電流を検出する電流検出装置と。

その出力によりインバータへの供給電力を検出する電力
検出装置と、上記供給電力から電動機の滑りを補正する
補正手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、インバータへの供給電力により、
電力が所定（ｉｉＫなるように、電動機の滑止される。

〔実施例〕

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示す図で、第１
図は全体構成図である。

この実施例は第１図から明らかなように、イシバータ（
５）の入力電流を検出する電流検出装置ａ９と。

この電流検出装置ａＳの出力によりインバータ（５）へ
の供給電力を検出する電流検出装置値日と、この電力検
出装置ａＳの出力により電動機（６）の滑りを補正する
補正手段ａηと、この補正手段＋１７１の出力によりイ
ンバータ駆動装置ａ２を制御する制御手段（１３から構
成されている。

第２図は第１図の実施例に使用される回路構成図である
。

図中、　　（１５ａ）は電流検出装置ａ９の出力で、電
流信号、　Ｃ１１ｌはパルス発生器（ＩＤの発生するパ
ルスを計数するカウンタ、■は第１図の補正手段ａη及
び制御手段＋１３を含むマイクロコンピュータ（以下マ
イコンという）で、　　ＣＰＵ（２２Ａ）、　　ａｏＭ
（ｚｚａ）、　　ＲＡＭ（２２０）及びこれらを接続す
る母線（２２Ｄ）を有している。

第３図は、電力検出装置ａＳの回路図、第４図はその動
作説明図である。

図中、（１０１）はリセット可能な積分器で、　演算増
幅器（１０１Ａ）、コンデンサ（１ｏ１Ｂ）ｅ電界効果
トランジスタ（以下ＦＥＴという）　（１０１０）　、
抵抗（１０１Ｄ）〜（１０１Ｆ）　、ダイオード（１０
１Ｇ）により構成されている。（１０２）は比較器で演
算増幅器（１０２Ａ）　、基準電位（１０２Ｆｌ）　、
抵抗（１０２０）　、　　（１０２Ｄ）により構成され
ている。（１０３）はインターフェイスで、　　０ＰＵ
（２２Ａ）から積分器（１０１）　Ｋリセット指令が出
されると。

ＦＩＴ　（１０１０）を導通させてコンデンサ（１０１
Ｂ）の電荷を放電させる。（１０４）は比較器（１ｏ２
）の動作を０ＰＵ（２２Ａ）　Ｋ入力するためのインタ
ーフェイスである。

なお、ｖｌは積分器（１０１）の出力電圧、　ｖ２は基
準電位、　　ｖ５は比較器（１０２）の出力電圧である
。

次に、この実施例の動作を第４図及び第５図を参照しな
がら説明する。第５図はマイコンロのＲＯＭ（２２Ｂ）
に記憶された補正用のプログラムを示すフローチ・ヤー
ドである。

遮断器（２）を投入した後のかと（９１の運転動作は第
７図で説明したものと同様である。

次に、電力の流れＫついて考える。かご（９）に構成荷
重を績んで上昇運転する場合は、カ行運転であるので、
交流電源（１）から電力を供給することに忙り、コンバ
ータ（３）、インバータ（５）を介して電動機（６）に
電力が供給される。この場合は周知の「滑り周波数制御
」Ｋよりインバータ（５）は制御される。

しかし、かご（９）　Ｋ　積載荷重を積んで下降運転す
る場合は回生運転となる。滑りＳを０式に従って制御す
れば、前述したように回生電力はすべて電動機（６１′
の内部で消費される。この場合、インバータ（５）から
電動機（６）には無効電力だけを供給することになり、
有効電力の授受はない。しかしながら。

前述のように、滑り８を正確に０式に従って制御するこ
とは不可能であるので、実際には有効電力の授受が行わ
れる。

したがって１回生運転時に、以下の手順で有効電力を検
出し、滑りＳを補正する。まず、インバータ（５）の入
力電流は電力検出装置鱈で計測され。

電力検出装置ａＳ内の積分器（１０１）　Ｋより積分さ
れる。

カ行運転時の電流方向を正にとると、カ行運転時はイン
バータ入力電流の平均値が正の唾を持つので、積分器（
１０１）の出力電圧Ｖ、は負の積分値となり、その勾配
は電流に比例して急になる。また。

積分値は所定の時間ごとにリセットされるものとする。

このようすを第４図に示す。次に、比較器（１０２）は
電圧ｖ１と基準電位ｖ２とを比較し。

■、＜−ｖ２の場合に動作して出力電圧ｖ５がｒＨＪ　
４Ｃなる。

なお９回生運転時は、電流の方向が逆になって。

電圧ｖ１は正の積分値となる。また、無効電力だけを供
給している場合は、インバータ入力電流の平均値は零と
なるので電圧Ｖ、も零となる。

さて、マイコンの内の補正手段ｏｎでは、第５図に示す
ような滑りの補正が行われる。第１図に示す装置は９回
生電力の処理装置を備えていないので、絶対に回生電力
が電源側に返って来ることがないよう滑りＳの初期値を
８（−ユに設定すると共に、常圧ややカ行側で運転する
よう滑りＳを補正する。

に設定する。手順（２０２）でインタフェイス（１０４
）を介して電圧Ｖ５を入力し、比較器（１０２）の動作
状況を調べる。もし、比較器（１０２）が動作し℃いれ
ば。

手順（２０３）で滑りＳＫ所定値Ｋを加算して滑りを補
正する。不動作ならば０手順（２０４）で滑りＳから所
定値Ｋを減算する。次に９手順（２０５）で、インタフ
ェイス（１０３）を介して積分器（１０１）をリセット
する。手順（２０６）で経過時間を計数して、所定時間
が経過したら再び手順（２０２）に戻り、上述した滑り
補正を繰り返えす。このようＫして、滑りＳは常に最適
値に補正される。

第、６図はこの発明の他の実施例を示す。

図中、　　（１０５）は比較器であり、演算増幅器（１
０５Ａ）。

基準電位（１０５Ｂ）　、抵抗（１ｏｓａ）　、　　（
１０５Ｄ）Ｋより構成される。基準電位（１０５Ｂ）は
、基準電位（１０２Ｂ）とは異なる電位を持つものとす
る。また、　　（１０６）は比較器（１０５）の動作を
ＯＰＵ　（２２Ａ）に入力するためのインタフェイスで
ある。上記の構成において、滑り補正を例えは、比較器
（１０２）の動作時は８−８＋Ｋ。

また、比較器（１０５）が不動作罠なったら９＋１ｉｌ
−にとすることにより滑りを補正することができる。

このように構成すると、滑り補正の回数が減少するので
、安定したトルク制御が期待できる。

なお、比較器（１０２）、　（１０５）の基準電位は上
記に限ることなく、制御装置に応じて任意の値に設定し
ても同様に滑り補正を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおりこの発明では、インバータ入力電流
からインバータへ供給する電力を検出し。

これにより誘導電動機のすべりを補正するよ５にしたの
で０回生運転時の滑りを最適値に設定することができ１
回生運転時に不要な電力を電動機に供給することが防止
できるとともに９回生電力を処理するための装置を不要
にして、制御装置を簡略化することができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５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図で、第１図は全体構成図、第２
図は回路構成図、第３図は第２図の電力検出装置の回路
図、第４図は第３図の動作説明図、第５図は第１図の補
正手段の動作を示すフローチャート、第６図はこの発明
の他の実施例を示す電力検出装置の回路図、第７図は従
来の又ηこエレベータの制御装置を示す構成図、第８図
は第７図の誘導電動機の簡易等価回路図である。 図中、（３）はコンバータ、（５）はインバータ、（６
）は三相誘導電動機、（９）はかご、ａ２はインバータ
駆動装置、（Ｉ３は制御手段、ａＳは電流検出装置、　
ａＳは電力検出装置、　＋１７１は補正手段、ｃ！Ｘ５
はマイクロコンピュータである。 なお９図中同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 三相交流をコンバータで直流に変換し、この直流を制御
   手段により制御されるインバータで可変周波数の交流に
   変換してかご巻上用の誘導電動機を駆動するものにおい
   て、上記インバータの入力電流を検出する電流検出装置
   、この電流検出装置の出力により上記インバータへの供
   給電力を検出する電力検出装置、及び上記電力検出装置
   の出力により上記電動機の滑りを補正して上記制御手段
   を動作させる補正手段を備えたことを特徴とする交流エ
   レベータの制御装置。