KR101402395B1

KR101402395B1 - 엘리베이터의 제어 장치

Info

Publication number: KR101402395B1
Application number: KR1020127019541A
Authority: KR
Inventors: 가즈후미 히라바야시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-06-03
Also published as: EP2541754A1; CN102754329B; EP2541754A4; KR20120110127A; JPWO2011104809A1; EP2541754B1; WO2011104809A1; CN102754329A; JP5464265B2

Abstract

게이트 증폭 장치와 각 전력 변환 장치 사이의 게이트 신호선을 단축할 수 있고, 게이트 신호에 있어서 노이즈 내성을 향상시키는 것이 가능한 멀티 드라이브 방식의 엘리베이터의 제어 장치를 제공한다. 이를 위해, 2 이상의 구동 제어 장치와, 구동 제어 장치의 각각에 의해 제어되어 엘리베이터를 구동하는 전동기와, 구동 제어 장치의 각각에 마련되고 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 엘리베이터의 제어 장치에 있어서, 구동 제어 장치 중 하나에 마련되고, 속도 지령에 기초하여 토크 지령을 출력하는 속도 제어 장치와, 하나의 구동 제어 장치에 마련되고, 토크 지령을 구동 제어 장치 각각으로의 분배 토크 지령으로 분배하는 토크 분배 장치와, 분배 토크 지령을 다른 구동 제어 장치로 전송하는 통신 장치를 구비하고, 다른 구동 제어 장치에 마련된 전력 변환 장치는 통신 장치에 의해 전송된 배분 토크 지령에 따라 전동기에 전력을 공급하는 구성으로 한다.

Description

엘리베이터의 제어 장치{ELEVATOR CONTROL DEVICE}

본 발명은 엘리베이터의 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘리베이터는 그 구동계로서, 탑승 엘리베이터 칸 구동용의 전동기와, 이 전동기와 쌍을 이루는 전력 변환기, 및 이 동력 변환기의 제어 장치로 구성되어 있는 1조의 구동계를 가지고 있다. 그리고 이 경우, 전동기에 필요하게 되는 용량은 주로 엘리베이터의 속도와 탑승 엘리베이터 칸의 적재량으로 결정되고, 속도가 높아질수록, 또 적재량이 커질수록, 전동기에 필요하게 되는 용량이 커진다.

따라서 이른바 고속 또는 초고속 엘리베이터로 불리는 엘리베이터에 대응하는 구동 장치에는, 대용량의 전동기 및 이 전동기와 쌍을 이루는 대용량의 전력 변환기로 구성된 구동계가 필요하게 된다.

그러나 전력 변환기에 사용되는 트랜지스터·컨버터나 트랜지스터·인버터 등에는, 소자로서 처리 가능한 최대 용량이 미리 결정되어 있어, 전력 변환기의 용량에는 이 소자의 용량으로부터 오는 제약이 있다.

이에, 복수의 소용량의 전동기와, 이러한 전동기와 각각 쌍을 이루는 복수의 소용량의 전력 변환기를 구비한, 이른바 멀티 드라이브 방식이라고 하는 구동 제어 방식이 고려되고 있다.

종래에 있어서의 멀티 드라이브 방식을 이용한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 복수의 전력 변환기와, 이것들에 의해서 각각 급전되는 복수의 전동기와, 요구 토크에 기초하여 복수의 전력 변환기 간의 출력 분담을 결정하는 복수의 함수로 이루어진 토크 분배부를 마련하고, 운전 모드에 따라 함수를 선택하고 그 함수에 따라서 전류 지령 등을 연산하여 출력하고, 이러한 전류 지령 등을 입력으로 하여 PWM(Pulse Width Modulation：펄스폭 변조) 장치 및 게이트 증폭기를 거쳐 출력된 게이트 신호를 각 전력 변환기로 전송하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]일본 특개평 05－038182호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1에 제시된 종래의 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 각 전력 변환 장치로의 토크 분배를 행한 후에, 토크 분배 결과에 따른 지령 신호에 기초하여 PWM 장치 및 게이트 증폭 장치에 있어서 게이트 신호를 발생시켜, 게이트 증폭 장치로부터 게이트 신호를 각각의 전력 변환 장치로 전송하는 것이다.

따라서 게이트 신호 전송처의 전력 변환 장치가 복수 존재하기 때문에, 게이트 증폭 장치와 각 전력 변환 장치를 접속하는 게이트 신호선의 배선이 매우 길어져 버려서, 이 게이트 신호에 있어서 노이즈 내성이 감소해 버릴 우려가 있다고 하는 과제가 있다.

즉, 노이즈의 영향에 의해 적절한 구동 신호(게이트 신호)를 전력 변환 장치로 전달하지 못하고, 예를 들면 인버터의 오동작 등에 의해 엘리베이터의 운행에 악영향을 미쳐 버릴 우려가 있다고 하는 과제가 있다.

또, 게이트 신호선을 가능한 한 짧게 하기 위해서 1개의 제어반 내에 복수의 전력 변환 장치를 수납하려고 했을 경우, 구성 기기가 거대화되어 버려서 기기 배치의 자유도가 손상되어 버린다고 하는 과제나, 제어반 내의 배선이 번잡하게 되어 버린다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 게이트 증폭 장치와 각 전력 변환 장치를 접속하는 게이트 신호선의 배선을 단축할 수 있어, 게이트 신호에 있어서 노이즈 내성을 향상시키는 것이 가능한 멀티 드라이브 방식의 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것이다.

또, 제2 목적은 기기 배치의 자유도를 높이는 것이 가능함과 아울러, 각 기기를 접속하는 배선을 간결하게 할 수 있는 멀티 드라이브 방식의 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것이다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 2 이상의 구동 제어 장치와, 상기 구동 제어 장치의 각각에 의해 제어되어 엘리베이터를 구동하는 전동기와, 상기 구동 제어 장치의 각각에 마련되어 상기 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 엘리베이터의 제어 장치로서, 상기 구동 제어 장치 중 하나에 마련되고 속도 지령에 기초하여 토크 지령을 출력하는 속도 제어 장치와, 상기 하나의 상기 구동 제어 장치에 마련되고 상기 토크 지령을 상기 구동 제어 장치 각각으로의 분배 토크 지령으로 분배하는 토크 분배 장치와, 상기 분배 토크 지령을 다른 상기 구동 제어 장치로 전송하는 통신 장치를 구비하고, 상기 다른 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 전력 변환 장치는 상기 통신 장치에 의해 전송된 상기 분배 토크 지령에 따라 상기 전동기에 전력을 공급하는 구성으로 한다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 멀티 드라이브 방식으로서 게이트 증폭 장치와 각 전력 변환 장치를 접속하는 게이트 신호선의 배선을 단축할 수 있고, 게이트 신호에 있어서 노이즈 내성을 향상시키는 것이 가능하다고 하는 효과를 달성한다.

또, 기기 배치의 자유도를 높이는 것이 가능함과 아울러, 각 기기를 접속하는 배선을 간결하게 할 수 있다고 하는 효과도 함께 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 엘리베이터의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 속도 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 토크 분배 장치의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

본 발명을 첨부된 도면에 따라 설명한다. 각 도면를 통해서 동 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내고 있고, 그 중복 설명은 적당하게 간략화 또는 생략한다.

실시 형태 1.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 것으로, 도 1은 엘리베이터의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 시스템 구성도이고, 도 2는 속도 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 설명도이고, 도 3은 토크 분배 장치의 내부 구성을 나타내는 설명도이다.

도면에 있어서, 1은 당해 엘리베이터에 전력을 공급하는 삼상 교류 전원인 상용 전원이다. 상용 전원(1)으로부터의 삼상 교류는 제1 전력 변환 장치(2A) 및 제2 전력 변환 장치(2B)로 각각 입력되고, 이러한 제1 전력 변환 장치(2A) 및 제2 전력 변환 장치(2B)에 있어서, 각각 전압, 주파수가 변환되어, 즉 가변 전압, 가변 주파수의 교류 전력으로서 각각 출력된다.

제1 전력 변환 장치(2A)로부터 출력된 교류 전력은 제1 교류 전동기(3A)로, 제2 전력 변환 장치(2B)로부터 출력된 교류 전력은 제2 교류 전동기(3B)로, 각각 급전(給電)된다. 이러한 제1 교류 전동기(3A) 및 제2 교류 전동기(3B)는 이중(二重) 삼상(三相) 교류 전동기이며, 당해 엘리베이터의 운전을 구동하는 것이다.

그리고 제1 전력 변환 장치(2A) 및 제1 교류 전동기(3A)에 의해 당해 엘리베이터의 한쪽 구동계인 제1 구동계(A)가 구성되고, 제2 전력 변환 장치(2B) 및 제2 교류 전동기(3B)에 의해 당해 엘리베이터의 다른 쪽 구동계인 제2 구동계(B)가 구성되어 있다.

제1 교류 전동기(3A) 및 제2 교류 전동기(3B)에 의해 구성되는 이중 삼상 교류 전동기의 회전 구동 축에는 구동 시브(4)가 연결되어 있고, 이 구동 시브(4)에는 주 로프(5)가 감겨 있다.

이 주 로프(5)의 일단에는, 도시하지 않은 승강로 내에 승강 가능하게 배설된 탑승 엘리베이터 칸(6)이 접속되어 있고, 주 로프(5)의 타단에는 승강로 내에 있어서 탑승 엘리베이터 칸(6)과 역방향으로 승강하는 균형 추(7)가 접속되어 있다.

또, 교류 전동기(제1 교류 전동기(3A) 및 제2 교류 전동기(3B))에는 이 회전 구동기의 회전 위치를 검출하여 위치 신호로서 출력하는 위치 검출기(8)가 마련되어 있고, 탑승 엘리베이터 칸(6)에는 이 탑승 엘리베이터 칸(6) 내의 하중을 검출하여 하중 신호 WL로서 출력하는 하중 검출기(9)가 마련되어 있다.

이하, 우선 제1 구동계(A)의 제어에 관한 제1 구동 제어 장치(10A)에 대해서 설명한다.

이 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 속도 지령 발생 장치(11)는 당해 엘리베이터의 주행 속도를 제어하기 위한 속도 지령 ωr*를 발생하는 것이고, 속도 검출 장치(12)는 위치 검출기(8)로부터의 위치 신호에 기초하여 당해 엘리베이터의 주행 속도를 연산해 속도 신호 ωr로서 출력하는 것이다.

그리고 이 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 속도 제어 장치(13)는 속도 지령 발생 장치(11)로부터의 속도 지령 ωr*, 속도 검출 장치(12)로부터의 속도 신호 ωr, 및 하중 검출기(9)로부터의 하중 신호 WL에 기초하여 제1 구동계(A) 및 제2 구동계(B)를 제어하기 위해서 필요한 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*를 발생한다.

속도 제어 장치(13)로부터 출력된 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*는 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 토크 분배 장치(14)로 입력된다.

이 토크 분배 장치(14)는 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*에 기초하여 분배 토크 전류 지령 iA* 및 iB*를 출력한다.

여기서, iA*는 제1 전력 변환 장치(2A) 및 제1 교류 전동기(3A)로 이루어진 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령이고, iB*는 제2 전력 변환 장치(2B) 및 제2 교류 전동기(3B)로 이루어지는 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령이다.

제1 전력 변환 장치(2A)와 제1 교류 전동기(3A)의 사이에는, 제1 전력 변환 장치(2A)로부터 제1 교류 전동기(3A)로 공급되는 전류량을 검출하여 전류 신호 iA로서 출력하는 제1 전류 검출기(15A)가 마련되어 있다.

또, 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 위상 검출 장치(16A)는 위치 검출기(8)로부터의 위치 검출 신호에 기초하여, 제1 교류 전동기(3A)의 회전 위상을 검출해 위상 신호 θA를 출력한다.

토크 분배 장치(14)로부터 출력된 한쪽 분배 토크 전류 지령인 분배 토크 전류 지령 iA*는 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 전류 제어 장치(17A)로 입력된다.

이 제1 전류 제어 장치(17A)는 토크 분배 장치(14)로부터의 분배 토크 전류 지령 iA*, 제1 전류 검출기(15A)로부터의 iA, 및 제1 위상 검출 장치(16A)로부터의 위상 신호에 기초하여, 제1 교류 전동기(3A)에 대한 전압 지령 VA*를 산출해 출력한다.

제1 전류 제어 장치(17A)로부터 출력된 전압 지령 VA*은 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 PWM 장치(18A)로 입력되고, 이 제1 PWM 장치(18A)는 전압 지령 VA*에 기초하여 PWM 신호 PA를 출력한다. 또한, PWM란 Pulse Width Modulation(펄스폭 변조)의 축약형이다.

이 PWM 신호 PA는 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 게이트 증폭 장치(19A)로 입력되고, 이 제1 게이트 증폭 장치(19A)는 PWM 신호 PA에 기초하여 게이트 펄스 PGA를 발생한다.

그리고 이 제1 게이트 증폭 장치(19A)로부터 출력되는 게이트 펄스 PGA가 제1 전력 변환 장치(2A)로 입력되고, 제1 교류 전동기(3A)로 공급되는 전력이 제어됨으로써, 제1 교류 전동기(3A)의 구동이 제어된다.

제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 토크 분배 장치(14)로부터 출력된 다른 쪽 분배 토크 전류 지령인 분배 토크 전류 지령 iB*은 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 통신 장치(20A)를 통하여, 제2 구동계(B)의 제어에 관한 제2 구동 제어 장치(10B)로 전송된다.

이 제2 구동 제어 장치(10B)는 제2 통신 장치(20B)를 구비하고 있고, 이 제2 통신 장치(20B)를 통하여, 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 통신 장치(20A)로부터 송신된 토크 분배 장치(14)로부터의 분배 토크 전류 지령 iB*를 수신한다.

제2 전력 변환 장치(2B)와 제2 교류 전동기(3B)의 사이에는, 제2 전력 변환 장치(2B)로부터 제2 교류 전동기(3B)로 공급되는 전류량을 검출해 전류 신호 iB로서 출력하는 제2 전류 검출기(15B)가 마련되어 있다.

또, 제2 구동 제어 장치(10B)가 구비하는 제2 위상 검출 장치(16B)는 위치 검출기(8)로부터의 위치 검출 신호에 기초하여, 제2 교류 전동기(3B)의 회전 위상을 검출해 위상 신호 θB를 출력한다.

그리고 제2 통신 장치(20B)를 통하여 수신한 배분 토크 전류 지령 iB*는 제2 구동 제어 장치(10B)가 구비하는 제2 전류 제어 장치(17B)로 입력된다.

이 제2 전류 제어 장치(17B)는 분배 토크 전류 지령 iB*, 제2 전류 검출기(15B)로부터의 iB, 및 제2 위상 검출 장치(16B)로부터의 위상 신호 θB에 기초하여, 제2 교류 전동기(3B)에 대한 전압 지령 VB*를 산출해 출력한다.

제2 전류 제어 장치(17B)로부터 출력된 전압 지령 VB*는 제2 구동 제어 장치(10B)가 구비하는 제2 PWM 장치(18B)로 입력되고, 이 제2 PWM 장치(18B)는 전압 지령 VB*에 기초하여 PWM 신호 PB를 출력한다.

이 PWM 신호 PB는 제2 구동 제어 장치(10B)가 구비하는 제2 게이트 증폭 장치(19B)로 입력되고, 이 제2 게이트 증폭 장치(19B)는 PWM 신호 PB에 기초하여 게이트 펄스 PGB를 발생한다.

그리고 이 제2 게이트 증폭 장치(19B)로부터 출력되는 게이트 펄스 PGB가 제2 전력 변환 장치(2B)로 입력되고, 제2 교류 전동기(3B)로 공급되는 전력이 제어됨으로써 제2 교류 전동기(3B)의 구동이 제어된다.

제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 속도 제어 장치(13)는 보다 상세하게는 다음과 같이 하여, 속도 지령 발생 장치(11)로부터의 속도 지령 ωr*, 속도 검출 장치(12)로부터의 속도 신호 ωr 및 하중 검출기(9)로부터의 하중 신호 WL에 기초하여, 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*를 산출한다(도 2).

이 속도 제어 장치(13)는 이른바 모델 규범 제어의 구성을 채택하고 있고, 모델 토크 지령치 τmdl*, 에러 토크 지령치 τerr*, 진동 억제 토크 지령치 τdamp*, 및 부하 토크 지령치 τl*를 산출한다.

우선, 모델 토크 지령치 τmdl*는 속도 지령 ωr*의 후술하는 모델 속도 ωmdl*에 대한 편차에 비례 게인 Ksp1을 곱함으로써 산출된다. 또, 이 모델 토크 지령치 τmdl*에 당해 제어 대상의 모델 관성 JA 성분을 포함하는 적분 게인(1／JA·s)을 곱함으로써 모델 속도 ωmdl*가 산출된다.

에러 토크 지령치 τerr*는 모델 속도 ωmdl*의 속도 신호 ωr에 대한 편차 신호인 ωerr에 비례 게인 Ksp2를 곱한 것과, 이 편차 신호 ωerr에 적분 게인(Ksi2／s)을 곱한 것을 더하여 더함으로써 산출된다.

진동 억제 토크 지령치 τdamp*는 속도 제어 장치(13)가 구비하는 진동 억제 제어 장치(21)에 있어서 속도 신호 ωr로부터 진동 성분을 추출해 억제 신호로 변환함으로써 산출된다.

또, 부하 토크 지령치 τl*는 속도 제어 장치(13)가 구비하는 부하 토크 연산 제어 장치(22)에 있어서 하중 신호 WL로부터 산출된다.

그리고 이러한 모델 토크 지령치 τmdl*, 에러 토크 지령치 τerr*, 진동 억제 토크 지령치 τdamp*, 및 부하 토크 지령치 τl*의 각각에, 토크 정수 kτ를 곱함으로써 각 토크 지령치를 토크 전류 지령치로 변환하여, 모델 토크 지령치 τmdl*로부터 토크 전류 지령 iτ1*를, 에러 토크 지령치 τerr*로부터 토크 전류 지령 iτ2*를, 진동 억제 토크 지령치 τdamp*로부터 토크 전류 지령 iτ3*를, 부하 토크 지령치 τl*로부터 토크 전류 지령 iτ4*를, 각각 산출해 출력한다.

또한, 여기서 이용한 토크 정수 kτ는 전동기(제1 교류 전동기(3A) 및 제2 교류 전동기(3B))의 특성에 의해 결정된다.

이와 같이 하여 속도 제어 장치(13)에 의해 산출된 각 토크 전류 지령치 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*에 있어서는, iτ2* 및 iτ3*는 속도 검출 장치(12)에 의해 검출된 당해 엘리베이터의 실제 속도를 나타내는 속도 신호 ωr로부터 산출된 것으로, 즉 당해 엘리베이터의 실제 속도를 나타내는 정보를 포함해 피드백(feedback)의 기능을 하는 토크 전류 지령치(보완 토크)이다.

그리고 이것에 대해, iτ1* 및 iτ4*는, 당해 엘리베이터의 실제 속도를 나타내는 속도 신호 ωr를 이용하는 일 없이 산출된 것으로, 즉 당해 엘리베이터의 실제 속도를 나타내는 정보를 포함하지 않는 피드 포워드(feedforward)의 기능을 하는 토크 전류 지령치이다.

제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 토크 분배 장치(14)는, 보다 상세하게는 다음과 같이 하여, 속도 제어 장치(13)로부터의 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*에 기초하여, 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA* 및 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*를 산출한다(도 3).

우선, 상술한 바와 같이 피드 포워드의 기능을 하는 토크 전류 지령치인 iτ1*와 iτ4*의 합을 구하여, 피드 포워드 전류 지령 ifwd*를 산출한다. 즉, 피드 포워드 전류 지령 ifwd*는 다음의 식에 의해 산출된다.

ifwd*=iτ1*＋iτ4*

다음으로, 이 피드 포워드 전류 지령 ifwd*를, 제1 구동계(A)와 제2 구동계(B)로 분배한다. 이때의 분배비는 제1 구동계(A)에 대해서 0＜k1≤1을 충족하는 소정의 비율 k1에 대하여, 제2 구동계(B)에 대해서 비율(1－k1)이 되도록 된다.

즉, 제1 구동계(A)로 출력하는 피드 포워드 전류 지령 ifwdA* 및 제2 구동계(B)로 출력하는 피드 포워드 전류 지령 ifwdB*는, 다음의 식에 의해 산출된다.

ifwdA*=k1×ifwd*

ifwdB*=(1－k1)×ifwd*

또, 여기서 상술한 바와 같이, ifwdA*와 ifwdB*의 사이에는 다음의 관계가 있다. 이 분배비에 관한 k1는 어느 소정의 정수로 고정하여도 좋고, 다음의 범위 내에 있어서 당해 엘리베이터의 운전 상황에 의해 적당하게 변화시키도록 해도 좋다.

ifwdA*：ifwdB*=k1：(1－k1)

0＜k1≤1

그리고 토크 분배 장치(14)가 구비하고 있는 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA*는, 이 제1 구동계(A)로 분배된 피드 포워드 전류 지령 ifwdA*에, 상술한 바와 같이 피드백의 기능을 하는 토크 전류 지령치인 iτ2* 및 iτ3*를 더함으로써 산출된다.

또, 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*는 이 제2 구동계(B)로 분배된 피드 포워드 전류 지령 ifwdB*가 된다.

즉, 제1 구동계(A)로 출력하는 분배 토크 전류 지령 iA* 및 제2 구동계(B)로 출력하는 분배 토크 전류 지령 iB*는, 다음의 식에 의해 산출된다.

iA*=ifwdA*＋iτ2*＋iτ3*

iB*=ifwdB*

이렇게 하여, 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 토크 분배 장치(14)에 있어서, 피드 포워드에 관한 토크 전류 지령을 소정의 분배비로 제1 구동계(A)와 제2 구동계(B)로 분배하고, 제1 구동계(A)로 분배된 피드 포워드에 관한 토크 전류 지령에는 추가로 피드백에 관한 토크 전류 지령을 더함으로써 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA*를 산출하고, 제2 구동계(B)에 대해서는 분배된 피드 포워드에 관한 토크 전류 지령을 가지고 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*로서 산출한다.

따라서 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA*에는 속도 지령 ωr*와 속도 신호 ωr의 속도 편차에 관한 성분이 포함되어 있고, 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*에는 속도 편차에 관한 성분은 포함되지 않았다.

이와 같이 구성된 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 우선 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 속도 제어 장치(13)에 있어서, 속도 지령 발생 장치(11)로부터의 속도 지령 ωr*, 속도 검출 장치(12)로부터의 속도 신호 ωr, 및 하중 검출기(9)로부터의 하중 신호 WL에 기초하여, 속도 지령 ωr*에 추종하도록 제어하기 위하여 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*를 발생한다.

다음으로, 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 토크 분배 장치(14)에 있어서, 토크 전류 지령 iτ1*, iτ2*, iτ3*, 및 iτ4*에 기초하여, 피드백에 관한 토크 전류 지령 성분(속도 편차 성분)을 포함하는 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA* 및 피드백에 관한 토크 전류 지령 성분(속도 편차 성분)을 포함하지 않는 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*를 출력한다.

그리고 토크 분배 장치(14)로부터 출력된 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA*는 직접 제1 구동 제어 장치(10A)의 제1 전류 제어 장치(17A)로 입력되고, 토크 분배 장치(14)로부터 출력된 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*는 제1 통신 장치(20A) 및 제2 통신 장치(20B)를 통하여 제2 구동 제어 장치(10B)의 제2 전류 제어 장치(17B)로 전송된다.

토크 분배 장치(14)로부터 출력된 제1 구동계(A)로의 분배 토크 전류 지령 iA*는 제1 구동 제어 장치(10A)가 구비하는 제1 전류 제어 장치(17A), 제1 PWM 장치(18A), 및 제1 게이트 증폭 장치(19A)를 거쳐 게이트 펄스 PGA가 되고, 이 게이트 펄스 PGA에 의해 제1 전력 변환 장치(2A)로부터 제1 교류 전동기(3A)로 공급되는 전력이 제어됨으로써 제1 교류 전동기(3A)의 구동이 제어된다.

또, 통신 장치를 통하여 제2 구동 제어 장치(10B)로 전송된 제2 구동계(B)로의 분배 토크 전류 지령 iB*는, 제2 구동 제어 장치(10B)가 구비하는 제2 전류 제어 장치(17B), 제2 PWM 장치(18B), 및 제2 게이트 증폭 장치(19B)를 거쳐 게이트 펄스 PGB가 되고, 이 게이트 펄스 PGB에 의해 제2 전력 변환 장치(2B)로부터 제2 교류 전동기(3B)로 공급되는 전력이 제어됨으로써 제2 교류 전동기(3B)의 구동이 제어된다.

또한, 여기에서는, 구동계가 2조인 경우에 대해서 설명했지만, 구동계가 2 이상인 경우에 있어서도 마찬가지로 하여 구성할 수 있다. 이 경우에 있어서는, 어느 1개의 구동계를 구성하는 구동 제어 장치에만 속도 제어 장치 및 토크 분배 장치를 마련하고, 다른 구동계의 구동 제어 장치에는 토크 분배 장치로부터의 토크 지령을 통신 장치를 통하여 각각 전송하도록 한다.

이상과 같이 구성된 엘리베이터의 제어 장치는 2 이상의 구동 제어 장치와, 구동 제어 장치의 각각에 의해 제어되어 엘리베이터를 구동하는 전동기와, 구동 제어 장치의 각각에 마련되고 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 엘리베이터의 제어 장치로서, 구동 제어 장치 중 하나에 마련되고 속도 지령에 기초하여 토크 지령을 출력하는 속도 제어 장치와, 하나의 구동 제어 장치에 마련되고 토크 지령을 구동 제어 장치 각각으로의 분배 토크 지령으로 분배하는 토크 분배 장치와, 분배 토크 지령을 다른 구동 제어 장치로 전송하는 통신 장치를 구비하는 다른 구동 제어 장치에 마련된 전력 변환 장치는 통신 장치에 의해 전송된 배분 토크 지령에 따라 전동기에 전력을 공급하는 것이고, 구동 제어 장치의 각각에 마련되고 분배 토크 지령에 따라 게이트 펄스를 출력하는 게이트 증폭 장치를 추가로 구비하며, 전력 변환 장치는 게이트 펄스에 기초하여 전동기에 전력을 공급하는 것이다.

이 때문에, 각각이 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 2 이상의 구동 제어 장치와, 이러한 구동 제어 장치 각각에 의해 제어되는 엘리베이터를 구동하는 전동기로 이루어진 멀티 드라이브 방식의 엘리베이터를 용이하게 구성할 수 있고, 대용량화를 실현할 수 있음과 아울러, 게이트 증폭 장치와 각 전력 변환 장치를 접속하는 게이트 신호선의 배선을 단축할 수 있고, 게이트 신호에 있어서 노이즈 내성을 향상시키는 것이 가능하여서, 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 기기 배치의 자유도를 높이는 것이 가능함과 아울러, 각 기기를 접속하는 배선을 간결하게 할 수 있다.

그리고 속도 제어 장치는 속도 지령과 전동기의 회전 속도로부터 검출되는 속도의 속도 편차에 기초하여 토크 지령을 출력하고, 토크 분배 장치는 하나의 구동 제어 장치로만 속도 편차에 관한 성분이 포함되는 분배 토크 지령을 분배하고, 다른 구동 제어 장치로는 속도 편차에 관한 성분이 포함되지 않은 분배 토크 지령을 분배하는 것이다.

이 때문에, 통신 장치를 통하여 전송하는 다른 구동 제어 장치로의 분배 토크 지령에는, 속도 편차에 관한 성분이 포함되지 않고 피드 포워드에 관한 성분만 이여서, 시간에 대한 변동분이 적다.

일반적으로, 통신 주기보다 짧은 시간 간격으로 변동하는 토크 지령을 통신 에 의해 전송하는 것은 곤란하기 때문에, 통신에 의한 토크 지령의 전송에 누락이나 지연 등이 생겨 버릴 우려가 있다. 그리고 예를 들면, 미속(微速) 운전시에 각 구동계로 전송되는 토크 지령에 통신에 기인하는 레그(leg)나 지연이 생기면, 토크 공급시에 상호 간섭(토크 간섭)이 발생하고, 승차감이 악화되어 버리는 등의 우려가 있다.

이것에 대해, 본원에 관한 엘리베이터의 제어 장치에 있어서는, 통신 장치를 통하여 전송하는 다른 구동 제어 장치로의 분배 토크 지령에는 속도 편차에 관한 성분이 포함되지 않기 때문에, 통신으로 송신하는 신호 성분의 시간 변동을 완화할 수 있어, 통신에 의한 토크 지령의 전송 지연 등이 발생하기 어렵고 토크 간섭 등의 발생을 억제하여 승차감의 악화를 방지하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은 2 이상의 구동 제어 장치와 이러한 구동 제어 장치의 각각에 의해 제어되어 엘리베이터를 구동하는 전동기와, 구동 제어 장치 각각에 마련되어 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 멀티 드라이브 방식의 엘리베이터의 제어 장치에 이용할 수 있다.

1: 상용 전원
2A: 제1 전력 변환 장치
2B: 제2 전력 변환 장치
3A: 제1 교류 전동기
3B: 제2 교류 전동기
4: 구동 시브
5: 주 로프
6: 탑승 엘리베이터 칸
7: 균형추
8: 위치 검출기
9: 하중 검출기
10A: 제1 구동 제어 장치
10B: 제2 구동 제어 장치
11: 속도 지령 발생 장치
12: 속도 검출 장치
13: 속도 제어 장치
14: 토크 분배 장치
15A: 제1 전류 검출기
15B: 제2 전류 검출기
16A: 제1 위상 검출 장치
16B: 제2 위상 검출 장치
17A: 제1 전류 제어 장치
17B: 제2 전류 제어 장치
18A: 제1 PWM 장치
18B: 제2 PWM 장치
19A: 제1 게이트 증폭 장치
19B: 제2 게이트 증폭 장치
20A: 제1 통신 장치
20B: 제2 통신 장치
21: 진동 억제 제어 장치
22: 부하 토크 연산 제어 장치

Claims

2 이상의 구동 제어 장치와,
상기 구동 제어 장치의 각각에 의해 제어되어 엘리베이터를 구동하는 전동기와,
상기 구동 제어 장치의 각각에 마련되어, 상기 전동기에 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 가지는 엘리베이터의 제어 장치로서,
상기 구동 제어 장치 중 하나에 마련되어, 속도 지령에 기초하여 토크 지령을 출력하는 속도 제어 장치와,
상기 하나의 상기 구동 제어 장치에 마련되어, 상기 토크 지령을 상기 구동 제어 장치 각각에의 분배 토크 지령으로 분배하는 토크 분배 장치와,
상기 분배 토크 지령을 다른 상기 구동 제어 장치로 전송하는 통신 장치와,
상기 구동 제어 장치의 각각에 마련되어, 상기 분배 토크 지령에 따라서 게이트 펄스를 출력하는 게이트 증폭 장치를 구비하고,
상기 하나의 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 전력 변환 장치는 당해 하나의 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 게이트 증폭 장치로부터 출력된 게이트 펄스에 기초하여 상기 전동기에 전력을 공급하고,
상기 다른 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 게이트 증폭 장치는 상기 통신 장치에 의하여 전송된 상기 분배 토크 지령에 따라서 게이트 펄스를 출력하고,
상기 다른 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 전력 변환 장치는, 당해 다른 상기 구동 제어 장치에 마련된 상기 게이트 증폭 장치로부터 출력된 게이트 펄스에 기초하여 상기 전동기에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토크 지령은, 상기 전동기의 회전 속도로부터 검출되는 실제의 속도를 나타내는 정보를 포함하는 피드백 토크 지령과, 상기 실제의 속도를 나타내는 정보를 포함하지 않는 피드포워드 토크 지령으로 이루어지며,
상기 토크 분배 장치는, 상기 피드포워드 토크 지령을 소정의 분배비로 상기 하나의 상기 구동 제어 장치와, 상기 다른 상기 구동 제어 장치에 분배하고, 상기 하나의 상기 구동 제어 장치에 분배된 상기 피드포워드 토크 지령과 상기 피드백 토크 지령과의 합을 상기 하나의 상기 구동 제어 장치에의 상기 분배 토크 지령으로 함과 아울러, 상기 다른 상기 구동 제어 장치에 분배된 상기 피드포워드 토크 지령을 상기 다른 상기 구동 제어 장치에의 상기 분배 토크 지령으로 하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 속도 제어 장치는 상기 속도 지령과 상기 전동기의 회전 속도로부터 검출되는 속도와의 속도 편차에 기초하여 상기 토크 지령을 출력하고,
상기 토크 분배 장치는 상기 하나의 상기 구동 제어 장치로만 상기 속도 편차에 관한 성분이 포함되는 상기 분배 토크 지령을 분배하고, 상기 다른 상기 구동 제어 장치에는 상기 속도 편차에 관한 성분이 포함되지 않은 상기 분배 토크 지령을 분배하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.