JPS6288787A - 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ル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
変換して、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−か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１例えば特開昭５９−１
７８７９号公報で提案されている。

＠６図及び第７図は上記文猷に示された従来の交流エレ
ベータ−の制御装置の壁部を示す図で。

第６図は構成図、第７図は動作説明図である。

第６図中、（１）は三相交流電源、（２）は交流電源（
１）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
接続されトランジスタとダイオードによりｔｐｔ戊され
直流を可に電圧・可変周波数の王、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
れ両端にそれぞれかと（９）及びつフ合おもりα１が結
合された主索、（ｌυ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、　Ｑ３は制
御手段α沸からの電動機電流信号により制御され、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（１１はコ
ンバータ（３）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
１で平滑にされる。かご（９）Ｋ起動指令が出ると、イ
ンバータ駆動装置α２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
（６１Ｋ供給する。これで電動＠（６）は回転し、かご
（９）は走行する。−力、！動＠（６）の回転速度はパ
ルス発生器（Ｉ］）で検出され、その出力である実速度
信号が帰還されることにより、インバータ駆動装置αの
が制御され、かご（９）はＶ＃度高く速度制御さｎ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−の力行運転時はいわゆるｒｆ＃り周波
数制御」により電動機（６）のトルクを制御するが１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、制御を行うものであり。

カ行運転及び回生運転間の切換えは、滑り周波数指令信
号が零になったときに行われる。

第１図はエレベータ−の運転速度糖と滑シ周波数指令信
号ｆ８の関係を示す。

第１図（ａ）は運転速度Ｖを示し１時間ｔ＝Ｑでかと（
９）が起動し、加速されてｔ：ｔｌで全速に達する。次
に、ｔ＝ｔ２でかと（９）が減速開始点に到達すると９
ｇ速か開始さｎ、ｔ＝ｔ３で停止予定階に着床する。

さて１周知のよ５に、一般にエレベータ−では積載荷重
（実際に使用する際に積載し得る最大荷重）の約５０％
のつり合おもシａＩが使用されているので、かご（９）
に積載荷重近辺の負荷を積んで上昇運転する場合忙は、
第１図（ｔ））　Ｋ示すよ）に、減速中に滑り周波数指
令信号ｆ８は連続して零になる（厳密には負荷、加速度
及び慣性モーメン）Ｋより決定される）。また、積載荷
重の約半分の負荷で運転する場合は、第７図（Ｑ）に示
すように、全速走行中に滑り周波数指令信号ｆ８は連続
的に零になる。この外、積載荷重近辺で下降運転する場
合、及び無負荷近辺で上昇運転する場合は加速中に、無
負荷近辺で下降運転する場合は減速中に。

それぞれ滑り周波数指令信号ｆ８は連続的に零となるこ
とがある。

一般には、滑り周波数指令信号ｆ８は、第１図（（１）
に示すように正から負へ、又は負から正へと瞬時ＫｖＪ
り換えられるが、上述のように、特定条件下では滑９周
波数指令信号ｆＢが連続して平になる期間が存在する。

〔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、
カ行運転と回生運転間の切換えは、滑り周波数指令信号
ｆ８が零のとき行われる。そのため、滑少周波数指令信
号ｆθが連続して零になると、カ行運転と回生運転間の
切換えが頻発して。

電動機（６）のトルクが不安定となり、その結果がと（
９）の乗心地を悪化させる虞れかあるという問題点かあ
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
、カ行運転と回生運転間の切換えを円滑に行って電動機
のトルクを安定にし２乗心地を向上するようにした交流
エレベータ−の制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決する友めの手段〕 この発明に係る交流エレベータ−の制御装置はインバー
タの電流指令信号を発する電流指令手段と、電流指令信
号と電動機電流信号の偏差信号からインバータの電動機
電流信号を発する電圧指令発生装社と、電動機電流信号
の位相を検出する位相検出器と、電流指令信号の位相と
電動機電流信号の位相の差が所定値になるとカ行運転か
ら回生運転に切り換える切換手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、インバータの電動機電流信号と電
流指令信号の位相差が所定値になると、すなわち９回生
運転状態が確認されるとカ行運転から回生運転に切フ換
えられる。

〔実施例〕

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示す図で、（１
）〜Ｑｌ）は上記従来装置と同様のものである。

第１図は全体構成図である。

図中、（Ｌ５＆工かご（９）の走行速度を指令する速度
指令手段、傾は速度指令手段ａ鴎の出力と第２図で説明
するカウンタ（Ｉηの出力を比較して滑り周波数指令信
号ｆ８を演算する滑り制御手段、舖は滑り周波数指令信
号ｆ８からインバータ（５）の電流指令信号を演算する
電流制御手段Ａ、（Ｌｉ３は同じく回生運転時の電流指
令信号を演算する電流制御手段Ｂ。

＠は滑り周波数指令信号ｆ８とカウンタ翰の出力から力
行運転時のインバータ（５）の周波数指令信号を演算す
る周波数制御手段ａｍ＆ｆｉはカウンタ韓の出力から回
生運転時の周波数指令信号を演算する同波数制御手段Ｂ
、＠は第３図に詳細を示すが。

インバータ（５）のＵ相の電動機電流信号（２６Ａａ）
の位相を検出する位相検出器、Ｉ２１は電流制御手段Ａ
。

Ｂ及び周波数制御手段Ａ、Ｂを切夛換える切換手段、Ｉ
２４は切換手段＠の出力に基づいてＵ相電流指令信号（
２４ａ）　、　Ｖ相電流指令信号（２４１１）及びＷ相
電流指令信号（２４りを演算する電流指令手段、（ハ）
は電動機（６）の電流を検出する変流器、（至）はＵ相
〜Ｗ相ごとに設けられ電動機電流信号Ｑ◇の出方と変流
器（ト）の出力から電動機電流信号を発する電圧指令発
生装置、＠はインバータ（５）のトランジスタをパルス
幅変調制御するパルス幅変調装置である。

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、αηはパルス発生器ａ１）からのパルス発生器す
るカウンタ、　　Ｌ２５Ａ）〜（２５りは電動機（６）
の■相〜Ｗ相の電流を検出する変流器、　（２６Ａ）〜
（２６０）は伝達関数（）　（Ｓ）を有する電圧指令発
生装置、、（２７ＡＪ〜（２７０）はＵ相〜Ｗ相用のパ
ルス幅変調装置、（至）は第１図の速度指令手段α啼、
滑り制御手段（１１，電流制御手段Ａ、Ｂ錦、α■１周
波数制御手段Ａ、　Ｂ（至）、（ハ）、切換手段（至）
及び電流指令手段（２）を実現するマイクロコンピュー
タで、中央処理装置（ＣＰＵ）。

（２８Ａ）、　ＲＯＭ　（２８Ｂ）　、　ＲＡ　Ｍ　（
２８０）　、バス（アｙレス、データ等の伝送用）　（
２８Ｄ）　、　Ｄ　／　Ａ変換器（ディジタル量で供給
されるＵ相〜Ｗ相の電流指令信号をアナログ量に変換す
る）　（２９Ａ）〜（２９０）を有している。（３０Ａ
）〜（３０りはＤ　／　Ａ変換器（２９Ａ）〜（２９０
）の出力と変流器（２５Ａ）〜（２５０）の出力の偏差
信号を発生する加算器である。

第３図は位相検出器四の回路図である。

図中、（至）は演算増幅器（５２Ａ）及び抵抗Ｌ５２Ｂ
）　。

（５２りからなる比較器で、　（３２Ａａ）は比較器Ｌ
３２Ａ）の出力信号、＠は比較器信号（５２Ａａ）をＣ
ＰＵ（２８Ａ）に入力するための変換器で、比較器信号
（３２Ａａ）は第４図に示すよ５１．電動機電流信号（
２６Ａりが正の半サイクル間「Ｈ」となり、負の半サイ
クル間「負」となる。

次に、この実施例の動作を第５図を参照しながら説明す
る。

第５図は、　ＲＯＭ　（２ＢＢ）に格納されたプログラ
ムを示すフローチャートである。

遮断器（２１が投入されると、上述のように三相交流は
厘ｆｉＫ整流され、平滑コンデンサ（４）Ｋより平滑さ
れる。

今、かご（９）Ｋ起動指令が出ると、　Ｃ！　Ｐ　Ｕ　
Ｌ２８Ａ）は動作し、速度指令手段α９により速度指令
信号を発する（速度指令手段鱒、滑り制御手段Ｑｌ、１
！流制御手段Ａ　ｐ　Ｂ　ｔｔｌ　＃収９．周波数制御
手段Ａ、Ｂ■。

ＱｌＪ及び電流指令手段（至）の動作を示すフローチャ
ートは省略）。上記速度指令信号は滑り制御手段傾に入
力され、ここで、カウンタ←Ｄの出力すなわち実速度信
号と比較されて滑り周波数指令信号ｆｓが演算される。

この滑り周波数指令信号ｆθは電ｋｈ機（６）のトルク
指令信号に相当し、仮に力行運転時の周波数指令信号１
日を正に定める。

次に２手順（ロ）で滑り周波数指令信号ｆ、の極性を判
定する。カ行運転中は滑り周波数指令信号ｆ。

は正であるから１手順（ロ）で切換手段（ハ）は′ｖＬ
流制御手段Ａ［ｌＩＤ及び周波数制御手段ＡＣ！Ｉを選
択する。この場合は２周知の「滑り周波数制御」により
制御され、ｔａ制御手段ＡＱＳは滑り周波数指令信号ｆ
８に基づいて電流信号を演算する。また１周波数制御手
段Ａ■は滑り周波数指令信号１日とカウンタαＤの示す
実速度信号を加算して周波数指令信号を演算する。そし
て、電流指令手段（２）はこｎらの演算結果を基にして
、Ｕ相〜Ｗ相用のｔｉ指令信号（２４ａ）〜（２４（り
を演算する。この電流指令信号（２４ａ）〜（２４ｃ）
はディジタル値であるが、　Ｄ／Ａ変換器（２９Ａ）〜
（２９りでアナログ値に変換され。

加算器（３０Ａ）〜（，３００）に供給される。次に、
電圧指令発生装置（２６Ａ）〜（２６０）で上記アナロ
グ量の１！流指令信号は増幅され、パルス幅変調装［（
２７Ａ）〜（２７０）でパルス幅変調された後、導通指
令信号として発せられ、インバータ（５）のトランジス
タを制御する。こｎにより、インバータ（５）は動作し
て入力された直流を可変電圧・可変周波数の交流に変換
し、これが”１１１Ｍ機（６）Ｋ印加され、かご（９）
は走行する。一方、′に動機（６）のＵ相〜Ｗ相の電流
は。

それぞれ変流器（２５Ａ）〜（２５Ｃ）で検出され、加
算器（３０Ａ）〜（５０Ｃ）　ＫＷ流帰還信号として供
給される。また、　′ｆＸ＠機（６）の回転速度はパル
ス検出器α乃により検出され、カウンタαｎＫよりパル
ス数が計数され、　ｃ　Ｐ　Ｕ　（２８Ａ）に実速度信
号として帰還される。このようにして、かご（９）の走
行速度は精度同（、かつ乗心地良く制御される。

次に、第７図（（１）に示すように、かご（９）の走行
中に、滑り周波数指令信号ｆ、が正から負に切り換わる
と、すなわちカ行運転から回生運転に切り換わると１手
順−でＵ相電流指令信号（２４ａ）の位相が２Ωπ＋α
になるのを待つ。ここで、ｎは整数。

α＝π／２である。Ｕ相電流指令信号（２４ａ）の位相
が２ｎπ＋αになると１手ｊｌ（ロ）に進み、変換器（
至）を介して信号（３２Ａａ　）を入力する。信号（５
２Ａａ　）がｒＨＪであれば、Ｕ相電流指令信号（２４
ａ）と電動機電流信号（２（ＳＡａ）の位相差はα（＝
π／２）未満である。これは、電動機（６）がまだ回生
制動域に入っていないことを意味し、この場合は再度手
順ＩＡｌ）ＫＭる。手ＪｅＡ　ＧＩ４）で信号（３２Ａ
ａ、）か「Ｌ」の場合は１位相差がα（＝π／２）以上
であり、既に回生制動域に入っていることを意味し１手
順（ハ）に進む。手Ｉ＠（ハ）で切換手段＠は電流制御
手段Ｂ（１！Ｊ及び周波数制御手段Ｂ（Ｊυを選択する
。これらによって演算された電流指令信号及び周波数指
令信号により、■相〜Ｗ相用の電流指令信号（２４ａ）
〜（２４０）が出力され２回生電力は電動機（６）の内
部で消費される。これは、上記の特開昭５９−１７８７
９号公報に記載されているが２次のように制御されるも
のである。

電動機（６）の内部で消費される電力Ｐ１はここに、ｖ
：交流入力電圧 ２：電動機（６）の総合インピーダンスｇｏ：′ｋＬ動
機（６）の励磁コンダクタンスｒ＋、ｒｚ：ｖＬ動機（
６）の−次抵抗及び二次抵抗（−次換算値〕 Ｘ　１．　Ｘ２　：電動機（６）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〕 ａ：’を動機（６）の滑り 一方２回生電力として発生する電力Ｐｇは。

ここで、　Ｐｌ　＋　Ｐｇ　＝　Ｏとなるように、滑り
Ｓを制御すれば１機械的エネルギはすべて電動機（６）
の内部で消費されることになる。

なお８手順（ハ）の動作は、滑り周波数指令信号ｆＢが
再び工匠なるまで継続される。

したかって、第１図（ａ）〜（Ｃ）のように、滑り周波
数指令信号ｆ、が連続して零になった場合でも。

電流指令信号（２４ａ）と電動機電流信号（２６Ａａ）
の位相差を検出して、カ行運転から回生運転に切り換え
ているので、カ行運転と回生運転の切換えが頻発するこ
となく、安定した乗心地が得られる。

実施例では、Ｕ相電流指令信号（２４ａ）とり＠電動機
電流信号（２６Ａａ　）の位相遅を検出するようにした
が、Ｕ相に限ることな（、Ｖ相又はＷ相を用いでも同様
の作用が得られる。

また、α＝π／２として説明したが２回路構成上又は乗
心地向上のため、αは増減してもさしつかえない。

〔発明の効果〕

以上説明したと訃りこの発明では、インバータの電流指
令信号と電動機電流信号の偏差信号からインバータの電
動機電流信号を発生し、この電動機電流信号の位相を検
出し、電流指令信号の位相と電動機電流信号の位相の差
が所定値になるとカ行運転から回生運転に切り換えるよ
うＫしたので、力行運転と回生運転の切換えが頻発する
のを防止でき。

電動機のトルクを安定にして乗心地を向上させることが
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
＃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図の位相検出器の回路
図、第４図は第２図及び第３図の谷部波形図、第５図は
第２図の動作を示すフローチャート、第６図及び第７図
は従来の交流エレベータ−の制御装置を示す図で、第６
図は構成図、第７図は第６図の動作説明図である。 図中、（１）は三相交流電源；（３１はコンバータ、（
５１はインバータ、（６）は三相誘導電動機、（９）は
かご。 縛は位相検出器、ｃ！３は切換手段、ｃ！４は電流指令
手段、　＠、　（２５Ａ）〜（２５０）は変流器、翰、
　　（２６ｋ）〜（２６０）は電圧指令発生装置、　＠
、　　（２７Ａ）〜（２７０）はパルス１ｈ変調装置で
ある。 なお１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、この直流を電圧
   指令信号により制御されるインバータで可変電圧・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
   し、この電動機の力行運転時は滑り周波数制御によつて
   トルクを制御し、回生運転時は上記電動機の内部で回生
   電力を消費させるものにおいて、上記電動機の電流を検
   出して電動機電流信号を発する変流器、上記インバータ
   の電流指令信号を発する電流指令手段、上記電流指令信
   号と上記電動機電流信号の偏差信号から上記電圧指令信
   号を発する電圧指令発生装置、上記電圧指令信号の位相
   を検出する位相検出器、及び上記電流指令信号の位相と
   上記電圧指令信号の位相の差が所定値になると上記力行
   運転から上記回生運転に切り換える切換手段を備えたこ
   とを特徴とする交流エレベーターの制御装置。