KR100202717B1 - Apparatus of compensating offset on speed controller for elevator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엘리베이터의 승차감을 개선하기 위해 속도제어장치의 옵셋 값을 보상하는 기술에 관한 것으로, 종래의 엘리베이터의 주행속도 제어장치에 있어서는 엘리베이터가 정지중일때의 검출된 옵셋값을 엘리베이터의 운행시 일정값으로 감산하는 방식으로 옵셋을 보상하게 되므로 엘리베이터가 운전중일때의 옵셋의 변화를 정확하게 보상하지 못하게 되고, 이로 인하여 권상용 전동기의 토오크 리플이 야기되며, 이러한 토오크 맥동이 엘리베이터 기계계의 공진주파수와 일치되어 엘리베이터의 승차감을 크게 악화시키게 되는 결함이 있었다.The present invention relates to a technique for compensating the offset value of the speed control device in order to improve the ride comfort of the elevator, in the conventional speed control device of the elevator, the offset value detected when the elevator is stopped is fixed at the time of operation of the elevator Since the offset is compensated by subtracting the value, it is impossible to accurately compensate for the offset change when the elevator is operating, which causes torque ripple of the hoisting motor, and this torque pulsation coincides with the resonance frequency of the elevator system. There was a defect that greatly deteriorated the comfort of the elevator.
따라서, 본 발명은 이를 해결하기 위하여,증폭처리된 3상의 전류검출값을 자속성분의 전류(id)와 토오크성분의 전류(iq)로 분리하는 전류변환기(31)와; 상기 자속성분전류(id)에 포함된 운전주파수 성분을 분리한 후 이로부터 D축 옵셋전류 보상전류(id')와 Q축 옵셋전류 보상전류(iq')를 생성하는 옵셋 보상기(32)와; 전류옵셋으로 인한 운전주파수 맥동성분을 제거하기 위하여, 상기 전류변환기(31)에서 출력되는 D,Q축의 2상 전류(id),(iq)로 부터 상기 옵셉 감산기(32)에서 출력되는 D,Q축 옵셋 전류 보상전류(id'),(iq')를 각각 감산처리하여 게이트 구동부(18)측의 제어입력으로 공급하는 감산기(33A),(33B)를 포함하여 구성한 것이다.Accordingly, to solve this problem, the present invention includes: a current converter 31 for separating the current detection value of the three-phase amplified process into a current i d of a magnetic flux component and a current i q of a torque component; An offset compensator 32 that separates an operating frequency component included in the magnetic flux component current i d and generates a D-axis offset current compensation current i d ′ and a Q-axis offset current compensation current i q ′ therefrom. )Wow; In order to remove the operating frequency pulsation component due to the current offset, D output from the current transformer 31, D output from the opposing subtracter 32 from the two-phase current (i d ), (i q ) of the Q-axis And subtractors 33A and 33B for subtracting the Q-axis offset current compensation currents i d ′ and i q ′ and supplying them to the control input on the gate driver 18 side, respectively.
Description
제1도는 일반적인 엘리베이터의 주행속도 제어장치에 대한 블록도.1 is a block diagram of a driving speed control device of a general elevator.
제2도의 (a) 내지 (c)는 제1도 각부의 파형도.(A)-(c) of FIG. 2 is a waveform diagram of each part of FIG.
제3도의 (a) 내지 (d)는 제1도에서 옵셋전류의 보상신호의 파형도.(A) to (d) of FIG. 3 are waveform diagrams of compensation signals of offset current in FIG.
제4도의 (a),(b)는 제1도에서 옵셋전류의 변동을 보인 파형도.(A) and (b) of FIG. 4 are waveform diagrams showing variations in offset current in FIG.
제5도는 일반적인 엘리베이터의 주행속도 제어장치의 동작 신호 흐름도.5 is a flowchart illustrating an operation signal of a traveling speed control device of a general elevator.
제6도는 본 발명 엘리베이터 속도제어계의 옵셋보상 장치에 대한 일실시 예시 블록도.Figure 6 is an exemplary block diagram of an offset compensation device of the elevator speed control system of the present invention.
제7도는 제6도에서 옵셋 보상기의 일실시 예시 상세 블록도.7 is a detailed block diagram of an embodiment of an offset compensator in FIG.
제8도는 제7도에서 주파수성분 검출기의 주파수특성 그래프.8 is a graph of frequency characteristics of a frequency component detector in FIG.
제9도의 (a) 내지 (d)는 제6도에서 옵셋보상기의 입출력신호 파형도.(A) to (d) of FIG. 9 are waveform diagrams of input and output signals of the offset compensator in FIG.
제10도는 본 발명에 의한 속도제어계의 옵셋보상 장치의 동작 신호 흐름도.10 is a flowchart illustrating an operation signal of an offset compensation device of a speed control system according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 컨버터 2 : 콘덴서1: converter 2: condenser
3 : 인버터 4U-4W : 전류센서3: Inverter 4U-4W: Current Sensor
5 : 권상용 전동기 6 : 시-브5: hoisting motor 6: sheave
7 : 케이지 8 : 균형추7: cage 8: counterweight
9 : 로프 10 : 속도 검출기9: rope 10: speed detector
11 : 속도지령 발생기 12A-12D,33A,33B : 감산기11: Speed command generator 12A-12D, 33A, 33B: Subtractor
13 : 속도 제어기 14 : 자속성분전류 지령기13 speed controller 14 magnetic flux component current commander
15 : 슬립연산기 16 : Q축 전류제어기15: slip calculator 16: Q-axis current controller
17 : D축 전류제어기 18 : 게이트 구동부17: D-axis current controller 18: gate driver
19A-19C : 전류 증폭기 31 : 전류변화기19A-19C: Current Amplifier 31: Current Changer
32 : 옵셋 보상기32: offset compensator
본 발명은 엘리베이터의 승차감을 개선하기 위해 속도제어장치이 옵셋 값을 보상하는 기술에 관한 것으로, 특히 엘리베이터의 운전 여부에 관계없이 유도전동기의 3상 전류검출치에서 옵셋을 연산하여 운전중에도 계속해서 옵셋 값을 보상하도록한 엘리베이터 속도제어계의 옵셋보상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for compensating the offset value by the speed control device to improve the ride comfort of the elevator, and in particular, the offset value is continuously calculated during operation by calculating the offset from the three-phase current detection value of the induction motor regardless of whether the elevator operation. The offset compensation device of the elevator speed control system to compensate for the
대전력 반도체 소자에 관련된 제반 기술발전에 힘입어 엘리베이터의 권상용 전동기는 직류전동기에서 유도전동기로 그 사용 추이가 변화되고 있으며, 최근들어 벡터제어를 이용하여 전류를 자속성분전류(D축전류)와 토오크성분전류(Q축전류)로 분리하여 유도전동기의 구동을 제어하는 기술이 개발되어 유도전동기를 직률전동기와 동일한 특성으로 제어할 수 있게 되었다.With the development of various technologies related to high-power semiconductor devices, the use of elevator hoisting motors has been changing from DC motors to induction motors. Recently, the vector control is used to convert current into magnetic flux component current (D-axis current) and torque. The technology to control the driving of the induction motor by separating the component current (Q-axis current) has been developed to control the induction motor with the same characteristics as the direct current motor.
엘리베이터의 주행속도를 제어하기 위해서는 전류센서를 통해 권상용 모터의 전류를 검출하여 모터가 적절한 토오크를 발생하도록 모터에 전류를 흘려주어야 한다. 전류센서와 그 전류센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기에서는 모터에 전류가 흐르지 않을때에도 임의의 값이 출력되는데, 이를 옵셋(offset)이라 한다.In order to control the running speed of the elevator, current of the hoisting motor must be detected through the current sensor and current must be flowed to the motor to generate the appropriate torque. In the current sensor and the amplifier that amplifies the output signal of the current sensor, an arbitrary value is output even when no current flows in the motor. This is called an offset.
유도전동기를 이용하는 엘리베이터의 속도제어계에 있어서, 전류센서 및 증폭기의 옵셋을 무시하면 권상용 모터의 출력토오크에 맥동이 발생하게 되고, 이러한 토오크맥동의 영역이 로프를 포함하는 엘리베이터 기계계의 공진영역과 일치하는 경우 엘리베이터의 케이지에 맥동이 증폭되어 나타나므로 엘리베이터의 승차감이 저하된다.In an elevator speed control system using an induction motor, ignoring the offset of the current sensor and the amplifier causes pulsation at the output torque of the hoisting motor, and this torque pulsation region coincides with the resonance region of the elevator mechanical system including a rope. In this case, since the pulsation is amplified in the cage of the elevator, the riding comfort of the elevator is reduced.
따라서, 본 발명에서는 전류센서 및 증폭기의 옵셋을 계속적으로 검출하여 보상하는 방식으로 권상용 전동기의 토오크맥동을 저감시켜 공극적으로 엘리베이터의 승차감을 개선하고자 한다.Therefore, in the present invention, the torque pulsation of the hoisting motor is reduced in a manner of continuously detecting and compensating the offset of the current sensor and the amplifier to improve the riding comfort of the elevator.
제1도는 일반적인 엘리베이터의 주행속도 제어장치에 대한 블록도로서 이의 작용을 제2도 내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram of a driving speed control device of a general elevator, which will be described below with reference to FIGS. 2 to 5.
엘리베이터 운전시 속도지령 발생기(11)에서 제2도의 (a)와 같은 속도지령이 발생되고, 감산기(12A)는 그 속도지령과 속도검출기(10)를 통해 검출된 권상용 전동기(5)의 실제 회전속도를 비교하여 오차값을 구하게 되며, 속도제어기(13)는 그 오차값에 비례하는 토오크성분전류 지령치를 제2도의 (b)와 같이 출력한다. 또한, 자속성분전류지령 발생기(14)는 제2도의 (c)와 같이 일정 크기의 전류지령을 발생한다.During elevator operation, the speed command generator 11 generates a speed command as shown in FIG. 2A, and the subtractor 12A actually rotates the hoisting motor 5 detected through the speed command and the speed detector 10. By comparing the speeds, an error value is obtained, and the speed controller 13 outputs a torque component current command value proportional to the error value as shown in FIG. In addition, the magnetic flux component current command generator 14 generates a current command having a predetermined magnitude as shown in FIG.
상기 권상용 전동기(5)에 유입되는 제3도의 (a)와 같은 3상 전류는 전류센서(4U-4W)에 의해 각상의 전류크기에 비례한 아날로그값으로 변환된 후 전류증폭기(19A-19C)에 의해 디지탈값으로 변환된다. 이때, 상기 전류센서(4U-4W)와 전류증폭기(19A-19C)는 제3도의 (b)와 같이 권상용 전동기(5)에 전류가 흐르지 않는 경우에도 상기 전류센서(4U-4W)의 입력전압 불균형 및 전류증폭기(19A-19C)의 옵셋등으로 인하여 그 전류증폭기(19A-19C)의 후단에 일정한 크기의 전류옵셋값이 발생하게 된다.The three-phase current as shown in (a) of FIG. 3 flowing into the hoisting motor 5 is converted into an analog value proportional to the current size of each phase by the current sensor 4U-4W, and then the current amplifiers 19A-19C. Is converted into a digital value. At this time, the current sensor (4U-4W) and the current amplifier (19A-19C) is the input voltage of the current sensor (4U-4W) even when no current flows in the hoisting motor (5) as shown in FIG. Due to the imbalance and the offset of the current amplifiers 19A-19C, a constant current offset value is generated at the rear end of the current amplifiers 19A-19C.
이러한 옵셋전류는 상기 권상용 전동기(5)에 토오크 리플을 유발시켜 엘리베이터의 승차감을 저하시키게 되므로 옵셋검출기(21A-21C)는 제3도의 (c)와 같이 엘리베이터 정지시 작동하는 상기 옵셋 스위치(20A-20C)를 통해 제3도의 (d)와 같이 엘리베이터 정지시 옵셋전류를 기억하하게 되고, 운전중에 옵셋 감산기(12E-12G)는 상기 전류증폭기(19A-19C)의 출력값에서 옵셋검출기(21A-21C)에 저장된 옵셋전류를 감산하여 옵셋전류가 보상된다.Since the offset current causes torque ripple in the hoisting motor 5, thereby lowering the ride comfort of the elevator, the offset detectors 21A-21C operate when the elevator is stopped as shown in (c) of FIG. 3. 20C) stores the offset current when the elevator stops as shown in (d) of FIG. 3, and during operation, the offset subtractors 12E-12G operate on the offset detectors 21A-21C at the output values of the current amplifiers 19A-19C. The offset current is compensated by subtracting the offset current stored in).
상기 옵셋 감산기(12E-12G)에 의해 옵셋값이 보상되어 그의 출력단에 각기 출력되는 3상전류는 다음단의 전류변환기(22)에서 다음의 수식에 따라 D축과 Q축 성분의 전류로 변환된다.The offset value is compensated by the offset subtractor 12E-12G, and the three-phase currents respectively output to the output stage thereof are converted into currents of the D-axis and Q-axis components in the current converter 22 of the next stage according to the following equation.
상기 전류변환기(22)에서 상기 (식3)과 같이 변환된 토오크성분의 전류(iq)와 자속성분의 전류(id)는 감산기(12C),(12D)에 공급되어 속도 제어기(13)와 자속성분 전류지령기(14)에서 각기 출력되는 전류지령과 비교되고, Q축 전류제어기(16) 및 D축 전류제어기(17)는 그 비교결과치에 비례하는 전압지령을 발생하게 되며, 이에 의해 권상용 전동기(5)의 전류가 제어된다.In the current converter 22, the current i q of the torque component and the current i d of the magnetic flux component, which are converted as shown in Equation 3, are supplied to the subtractors 12C and 12D so that the speed controller 13 And the current command output from the magnetic flux component current commander 14, respectively, and the Q-axis current controller 16 and the D-axis current controller 17 generate a voltage command proportional to the comparison result value. The current of the hoisting motor 5 is controlled.
또한, 슬립연산기(15)에서 토오크에 비례하는 권상용 전동기(5)의 슬립주파수를 연산하고, 가산기(12B)는 그 슬립주파수에 권상용 전동기(5)의 회전주파수를 더하여 권상용 전동기(5)의 운전주파수(fd)가 결정된다.In addition, the slip calculator 15 calculates the slip frequency of the hoisting motor 5 proportional to the torque, and the adder 12B adds the rotational frequency of the hoisting motor 5 to the slip frequency to drive the hoisting motor 5. The frequency f d is determined.
상기 운전주파수(fd)와 Q,D축 전류제어기(16),(17)의 출력전압에 따라 게이트 구동부(18)로 부터 인버터(3)에 공급되는 펄스폭변조신호의 펄스폭이 결정되어 권상용 전동기(5)를 원하는 속도로 회전시킬 수 있게 된다.The pulse width of the pulse width modulation signal supplied from the gate driver 18 to the inverter 3 is determined according to the operation frequency f d and the output voltages of the Q and D axis current controllers 16 and 17. The hoisting motor 5 can be rotated at a desired speed.
그런데, 상기 전류센서(4U-4W)와 전류증폭기(19A-19C)의 옵셋은 입력전압, 주위온도등의 운전환경에 따라 변화될 수 있으므로 엘리베이터가 정지중일때와 운정중일때의 옵셋값이 제4도의 (a),(b)와 같이 변화될 수 있다. 따라서, 상기와 같이 엘리베이터가 정지중일때의 검출된 옵셋값을 엘리베이터의 운행시 일정값으로 감산하는 시스템에 있어서는 엘리베이터가 운전중일때의 옵셋의 변화를 정확하게 보상하지 못하게 되는 한계가 있으며, 이와 같은 경우 다음의 수식 전걔에서 보듯이 자속성분의 전류와 토오크성분의 전류에 운전주파수(fd)의 맥동이 발생하게 된다.However, since the offsets of the current sensors 4U-4W and the current amplifiers 19A-19C may be changed according to the operating environment such as the input voltage and the ambient temperature, the offset values when the elevator is stopped and when the vehicle is in operation. It can be changed as shown in (a) and (b) of FIG. Therefore, in the system of subtracting the detected offset value when the elevator is stopped to a certain value during operation of the elevator as described above, there is a limit that does not accurately compensate for the change of the offset when the elevator is in operation. As shown in the following equation, the pulsation of the operating frequency (f d ) occurs in the current of the magnetic flux component and the current of the torque component.
상기의 (식6)에서와 같이 엘리베이터 운행시 전류옵셋을 정확하게 보상하지 않는 경우 제2도의 (b),(c)와 같은 토오크성분의 전류와 자속성분의 전류에 맥동성분이 발생되어 권상용 전동기(5)의 토오크 리플이 야기된다. 이러한 토오크 맥동이 엘리베이터 기계계의 공진주파수와 일치하게 되면 엘리베이터의 승차감을 크게 약화시키는 요인이 된다.When the current offset is not accurately compensated for when operating an elevator as shown in Equation 6, pulsation components are generated in the torque component current and the magnetic flux component current as shown in (b) and (c) of FIG. Torque ripple of 5) is caused. When the torque pulsation coincides with the resonance frequency of the elevator mechanical system, it becomes a factor that greatly weakens the ride comfort of the elevator.
이와 같이 종래 엘리베이터의 주행속도 제어장치에 있어서는 엘리베이터가 정지중일때의 검출된 옵셋값을 엘리베이터의 운행시 일정값으로 감산하는 방식으로 옵셋을 보상하게 되므로 엘리베이터가 운전중일때의 옵셋의 변화를 정확하게 보상하지 못하게 되고, 이로 인하여 토오크성분의 전류와 자속성분의 전류에 맥동성분이 발생되어 권상용 전동기의 토오크 리플이 야기되며, 이러한 토오크 맥동이 엘리베이터 기계계의 공진주파수와 일치되어 엘리베이터의 승차감을 크게 약화시키게 되는 결함이 있었다.As described above, in the conventional elevator speed control device, the offset is compensated by subtracting the detected offset value when the elevator is stopped to a certain value when the elevator is running. Therefore, the change of the offset when the elevator is running is accurately compensated. This causes a pulsation component in the current of the torque component and the current of the magnetic flux component, which causes torque ripple of the hoisting motor, and this torque pulsation coincides with the resonance frequency of the elevator mechanical system, greatly reducing the ride comfort of the elevator. There was a flaw.
따라서, 본 발명의 목적은 엘리베이터의 운전 여부에 관계없이 유도전동기의 3상 전류검출치에서 옵셋을 연산하여 운전중에도 계속해서 옵셋값을 보상하는 엘리베이터 속도제어계의 옵셋보상 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an offset compensation device of an elevator speed control system that continuously compensates for an offset value during operation by calculating an offset from a three-phase current detection value of an induction motor regardless of whether the elevator is operated or not.
제6도는 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 엘리베이터 속도제어계의 옵셋보상 장치의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 3상 교류전원(AC)을 직류전원으로 변환하는 컨버터(1) 및 콘덴서(2)와; 게이트 구동부(18)의 출력신호에 따라 상기 직류전원을 스위칭하여 권상용 전동기(5)에 3상구동전원을 공급하는 인버터(5)와; 상기 권상용 전동기(5)에 유입되는 3상전류를 검출하는 전류센서(4U-4W) 및 그 검출된 전류를 적정 레벨로 증폭하는 전류증폭기(19A-19C)와; 상기 증폭처리된 3상의 전류검출값을 자속성분의 전류(id)와 토오크성분의 전류(iq)로 분리하는 전류변환기(31)와; 상기 전류변환기(31)의 출력전류(id),(iq) 중에서 맥동을 포함하는 자속성분전류(id)를 공급받아 여기에 포함된 운전주파수 성분을 분리한 후 이로부터 D축 옵셋전류 보상전류(id')와 Q축 옵셋전류 보상전류(iq')를 생성하는 옵셋 보상기(32)와; 전류 옵셋으로 인한 운전주파수 맥동성분을 제거하기 위하여, 상기 전류변환기(31)에서 출력되는 D,Q축의 2상 전류(id),(iq)로 부터 상기 옵셉 감산기(32)에서 출력되는 D,Q축 옵셋 전류 보상전류(id'),(iq')를 각각 감산처리하는 감산기(33A),(33B)와; 상기 감산기(33A),(33B)에 의해 보상된 토오크성분의 전류(iq)와 자속성분의 전류(id)를 속도 제어기(13)와 자속성분 전류지령기(14)에서 각기 출력되는 전류지령과 비교하는 감산기(12C),(12D)와; 상기 감산기(12C),(12D)의 비교결과에 상응되는 전압지령을 발생하는 Q축 전류제어기(16) 및 D축 전류제어기(17)와; 상기 전압지령에 따라 인버터(3)의 스위칭을 제어하는 게이트 구동부(18)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제7도 내지 제10도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of an offset compensation device of an elevator speed control system according to the present invention for achieving the above object. As shown in FIG. 6, a converter 1 for converting a three-phase AC power source into a DC source; A condenser 2; An inverter (5) for supplying three-phase driving power to the hoisting motor (5) by switching the DC power source in accordance with the output signal of the gate driver (18); A current sensor (4U-4W) for detecting three-phase current flowing into the hoisting motor (5), and current amplifiers (19A-19C) for amplifying the detected current to an appropriate level; A current converter 31 for separating the current detection value of the three-phase amplified process into a current i d of a magnetic flux component and a current i q of a torque component; The magnetic flux component current i d including the pulsation is supplied from the output currents i d and i q of the current converter 31 to separate an operating frequency component included therein, and thereafter, a D-axis offset current. An offset compensator 32 for generating a compensation current i d ′ and a Q axis offset current compensation current i q ′; In order to remove the operating frequency pulsation component due to the current offset, D output from the current transformer 31, D output from the opposing subtracter 32 from the two-phase current (i d ), (i q ) of the Q-axis Subtractors 33A and 33B which subtract the Q-axis offset current compensation current i d ′ and i q ′, respectively; Currents outputted from the speed controller 13 and the magnetic flux component current commander 14 respectively by the torque component current i q and the flux component current i d compensated by the subtractors 33A and 33B. A subtractor 12C and 12D to compare with the instruction; A Q-axis current controller 16 and a D-axis current controller 17 for generating a voltage command corresponding to the comparison result of the subtracter 12C, 12D; The gate driver 18 is configured to control the switching of the inverter 3 according to the voltage command. The operation and effects of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 10. same.
3상 교류전원(AC)이 컨버터(1)를 통해 전파정류된 후 콘덴서(2)에 의해 평활되어 인버터(3)의 입력단에 직류전압이 공급되고, 이와 같은 상태에서 그 인버터(3)는 게이트 구동부(18)로 부터 공급되는 펄스폭변조된 형태의 게이트 구동신호에 의해 스위칭되어 권상용 전동기(5)에 3상 구동전원이 공급되고, 이에 의해 그 권상용 전동기(5)가 목표속도를 향해 회전되기 시작한다.After the three-phase AC power source AC is full-wave rectified through the converter 1, it is smoothed by the capacitor 2 to supply a DC voltage to the input terminal of the inverter 3, and in this state, the inverter 3 is gated. The three-phase driving power is supplied to the hoisting motor 5 by being switched by a pulse width-modulated gate driving signal supplied from the driving unit 18, whereby the hoisting motor 5 is rotated toward the target speed. To start.
이때, 전류센서(4U-4W)는 상기 인버터(3)로 부터 권상용 전동기(5)에 유입되는 각 상의 전류를 검출하게 되고, 이는 각각의 전류증폭기(19A-19C)를 통해 처리하는데 적당한 레벨로 증폭된다. 이와 같은 경로를 통해 검출된 전류는 상기 전류센서(4U-4W)와 전류증폭기(19A-19C)의 옵셋을 포함하게 된다.At this time, the current sensors 4U-4W detect the current of each phase flowing from the inverter 3 into the hoisting motor 5, which is at a level suitable for processing through the respective current amplifiers 19A-19C. Is amplified. The current detected through such a path includes offsets of the current sensors 4U-4W and current amplifiers 19A-19C.
이와 같이 옵셋을 포함하는 3상의 전류검출값은 다시 전류변환기(31)를 통해 자속성분의 전류와 토오크성분의 전류로 분리되는데, 이때, 종래의 기술에서 설명한 바와 같이 (식4)-(식6)에 의거하여 3상 전류가 D,Q축의 2상 전류(id),(iq)로 변환되고, 전류검출값의 옵셋으로 인하여 각 성분의 전류에는 제9도의 (a),(b)에서와 같이 권상용 전동기(5)의 운전주파수의 맥동성분이 나타나게 된다.As described above, the three-phase current detection value including the offset is separated into the current of the magnetic flux component and the current of the torque component through the current converter 31. At this time, the equation (4)-(6) The three-phase current is converted into two-phase currents (i d ) and (i q ) on the D and Q axes, and the current of each component is offset by the offset of the current detection value. As in the pulsation component of the operating frequency of the hoisting motor (5) appears.
상기 전류변환기(31)의 출력전류(id),(iq) 중에서 맥동을 포함하는 자속성분전류(id)는 제7도와 같이 구성된 옵셋보상기(32)에 입력된다. 여기서, 주파수성분 검출기(71)에 의해 자속성분전류(id)에 포함된 운전주파수 성분이 제9도의 (c)에서와 같이 분리된 후 상수곱셈기(72)를 통해 소정의 상수(K)와 곱해져 D축 옵셋전류 보상전류(id')로 출력되며, 미분기(73)를 통해서는 미분처리되어 상기 D축 옵셋전류 보상전류(id')와 90의 위상차를 갖는 Q축 옵셋전류 보상전류(iq')로 출력된다.The magnetic flux component current i d including the pulsation among the output currents i d and i q of the current converter 31 is input to the offset compensator 32 configured as shown in FIG. 7. Here, the frequency component detector 71 separates the operating frequency components included in the magnetic flux component current i d as shown in FIG. 9C, and then, through the constant multiplier 72, product becomes D-axis offset is output, the differential process is the D-axis offset current compensation current (i d through the differentiator 73, a current compensation current (i d) ") and 90 The Q-axis offset current compensation current (i q ') having a phase difference of is output.
상기 주파수성분 검출기(71)의 특성은 제8도에서와 같이 슬립연산기(15)의 슬립주파수와 권상용 전동기(5) 회전수파수의 합으로 계산되는 운전주파수(W) 성분만을 검출하는 특성을 갖고 있으며, 그 운전주파수(W)는 권상용 전동기(5)의 회전주파수에 비례하게 된다.As shown in FIG. 8, the frequency component detector 71 has a characteristic of detecting only an operating frequency W component calculated as the sum of the slip frequency of the slip operator 15 and the rotational frequency of the hoisting motor 5. The operating frequency W is proportional to the rotational frequency of the hoisting motor 5.
따라서, 감산기(33A),(33B)는 상기 전류변환기(31)에서 출력되는 D,Q축의 2상 전류(id),(iq)로 부터 상기 옵셉 감산기(32)에서 출력되는 D,Q축 옵셋전류 보상전류(id'),(iq')를 각각 감산하여 전류옵셋으로 인한 운전주파수 맥동성분이 제거된다.Accordingly, the subtractor (33A), (33B) is D from the D, 2-phase current Q-axis (i d), (i q) output from the current transducer 31, which is output from the opsep subtractor (32), Q The driving frequency pulsation component due to the current offset is removed by subtracting the axis offset current compensation currents i d 'and (i q '), respectively.
상기 감산기(33A),(33B)에 의해 보상된 토오크성분의 전류(iq)와 자속성분의 전류(id)는 감산기(12C),(12D)에 공급되어 속도 제어기(13)와 자속성분 전류지령기(14)에서 각기 출력되는 전류지령과 비교되고, Q축 전류제어기(16) 및 D축 전류제어기(17)는 그 비교결과치에 비례하는 전압지령을 발생하게 되며, 게이트 구동부(18)는 그 전압지령에 따라 인버터(3)의 스위칭을 제어하여 결과적으로, 권상용 전동기(5)에 의해 토오크 맥동이 발생되는 것이 방지된다.The current i q of the torque component and the current i d of the magnetic flux component compensated by the subtractors 33A, 33B are supplied to the subtractors 12C, 12D to supply the speed controller 13 and the magnetic flux component. Compared with the current command output from the current commander 14, the Q-axis current controller 16 and the D-axis current controller 17 generate a voltage command proportional to the comparison result, and the gate driver 18 The control of the switching of the inverter 3 in accordance with the voltage command prevents the occurrence of torque pulsation by the hoisting motor 5 as a result.
다시말해서, 엘리베이터의 운행도중에 옵셋이 변화되는 경우 상기 전류변환기(31)의 출력에 포함된 운전주파수의 맥동이 변화되지만 이때, 즉, 상기 전류센서(4U-4W) 및 전류증폭기(19A-19C)의 옵셋이 변화되는 동시에 상기 옵셋보상기(32)에서 그에 따른 D,Q축 옵셋전류 보상전류(id'),(iq')가 즉시 출력되어 상기와 같이 옵셋이 보상되므로 종래와 같이 권상용 전동기(5)에 의해 토오크 맥동이 발생되지 않는다.In other words, if the offset is changed during the operation of the elevator, the pulsation of the operating frequency included in the output of the current converter 31 is changed, that is, the current sensor (4U-4W) and the current amplifier (19A-19C) The offset compensator and the offset compensator 32 immediately outputs the corresponding D and Q axis offset current compensation currents i d 'and (i q ') so that the offset is compensated as described above. Torque pulsation is not generated by (5).
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 옵셋보상기 및 감산기를 이용하여 엘리베이터가 운행중일때에도 계속적으로 모터의 전류옵셋을 보상하여 운전주파수의 맥동이 발생되지 않게 함으로써 엘리베이터의 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of improving the riding comfort of the elevator by compensating for the current offset of the motor continuously by using the offset compensator and the subtractor so that the pulsation of the driving frequency is not generated. have.
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