(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、
前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、
前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、
前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、
前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、
前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、
前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、を備え、
前記かご位置制御手段は、前記乗りかごの停止時における前記同期電動機の回転子の磁極位置が、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、前記乗りかごの位置の指令値を補正する補正手段を備えたエレベーターの制御装置。
【請求項２】
前記乗りかごが停止する各階のレベル位置と各階のレベル位置に前記乗りかごが位置した時の前記同期電動機の回転子の磁極位置とを予め記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された各階のレベル位置と前記同期電動機の回転子の磁極位置とに基づいて前記乗りかごの位置の指令値を補正する請求項１に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくし、かつ、前記記憶手段に記憶された前記同期電動機の回転子の磁極位置との差が最小となる磁極位置を特定し、当該特定した磁極位置に基づいて前記乗りかごの位置の指令値を補正する請求項２に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項４】
永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、
前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、
前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、
前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、
前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、
前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、
前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、を備え、
前記磁極位置検出手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する補正手段を備え、
前記電流制御手段は、前記乗りかごの停止制御時に、前記補正手段により補正された前記同期電動機の回転子の磁極位置を用いて、前記同期電動機へと供給する電流を制御するエレベーターの制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値との差が時間の経過とともに次第に大きくなるように、検出された磁極位置の実際値を補正する請求項４に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくし、かつ、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値との差が最小となる磁極位置を特定し、当該特定した磁極位置に検出された磁極位置の実際値を補正する請求項４又は請求項５に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項７】
永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、
前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、
前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、
前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、
前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、
前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、
前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、
前記同期電動機へと電力を供給するインバーターの各相の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記かご位置制御手段は、前記乗りかごの停止時における前記同期電動機の回転子の磁極位置が、前記温度検出手段により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、前記乗りかごの位置の指令値を補正する補正手段を備えたエレベーターの制御装置。
【請求項８】
前記乗りかごが停止する各階のレベル位置と各階のレベル位置に前記乗りかごが位置した時の前記同期電動機の回転子の磁極位置とを予め記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された各階のレベル位置と前記同期電動機の回転子の磁極位置とに基づいて前記乗りかごの位置の指令値を補正する請求項７に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記温度検出手段により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくし、かつ、前記記憶手段に記憶された前記同期電動機の回転子の磁極位置との差が最小となる磁極位置を特定し、当該特定した磁極位置に基づいて前記乗りかごの位置の指令値を補正する請求項８に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項１０】
永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、
前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、
前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、
前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、
前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、
前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、
前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、
前記同期電動機へと電力を供給するインバーターの各相の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記磁極位置検出手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を、前記温度検出手段により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する補正手段を備え、
前記電流制御手段は、前記乗りかごの停止制御時に、前記補正手段により補正された前記同期電動機の回転子の磁極位置を用いて、前記同期電動機へと供給する電流を制御するエレベーターの制御装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値との差が時間の経過とともに次第に大きくなるように、検出された磁極位置の実際値を補正する請求項１０に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくし、かつ、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値との差が最小となる磁極位置を特定し、当該特定した磁極位置に検出された磁極位置の実際値を補正する請求項１０又は請求項１１に記載のエレベーターの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベーターの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置においては、乗りかごの停止状態からの走行起動時に適切なトルク補償を実施するため、乗りかごの停止中においても、同期電動機の回転子角の演算を実行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開平１１−２５５４４１号公報
【特許文献２】日本特開２００３−２０１０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示された従来におけるエレベーターの制御装置においては、乗りかごを目的とする位置に停止させる際、まず、巻上機を駆動する同期電動機へと供給する電流を制御して乗りかごの速度を０にする。そして、次に、巻上機のブレーキにより静止させた後、同期電動機の電流を０にする。したがって、巻上機のブレーキを作動させるまでは、同期電動機のトルクによりアンバランストルクを補償して、乗りかごを静止させている。【０００５】
この同期電動機のトルクにより乗りかごを静止させた状態では、同期電動機の回転子の磁極位置は変化せず、各相に流れる電流値も変化しない。このため、回転子の磁極位置によっては特定の相に多大な電流が流れてしまう可能性がある。そして、このような電流により素子が発熱し、装置の寿命低下に繋がるおそれがある。【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、乗りかごの停止時に特定の相に多大な電流が流れてしまうことを防止することができるエレベーターの制御装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るエレベーターの制御装置においては、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、を備え、前記かご位置制御手段は、前記乗りかごの停止時における前記同期電動機の回転子の磁極位置が、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、前記乗りかごの位置の指令値を補正する補正手段を備えた構成とする。【０００８】
あるいは、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、を備え、前記磁極位置検出手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を、前記同期電動機の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する補正手段を備え、前記電流制御手段は、前記乗りかごの停止制御時に、前記補正手段により補正された前記同期電動機の回転子の磁極位置を用いて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する構成とする。【０００９】
あるいは、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、前記同期電動機へと電力を供給するインバーターの各相の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記かご位置制御手段は、前記乗りかごの停止時における前記同期電動機の回転子の磁極位置が、前記温度検出手段により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、前記乗りかごの位置の指令値を補正する補正手段を備えた構成とする。【００１０】
あるいは、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置であって、前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段と、前記乗りかごの位置の実際値を検出するかご位置検出手段と、前記乗りかごの速度の実際値を検出するかご速度検出手段と、前記乗りかごの位置の指令値と前記かご位置検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、前記乗りかごの速度の指令値を生成するかご位置制御手段と、前記かご位置制御手段により生成された前記乗りかごの速度の指令値と前記かご速度検出手段により検出された実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御手段と、前記かご速度制御手段により生成されたトルク電流指令値と前記磁極位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する電流制御手段と、前記同期電動機へと電力を供給するインバーターの各相の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記磁極位置検出手段は、検出された前記同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を、前記温度検出手段により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する補正手段を備え、前記電流制御手段は、前記乗りかごの停止制御時に、前記補正手段により補正された前記同期電動機の回転子の磁極位置を用いて、前記同期電動機へと供給する電流を制御する構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るエレベーターの制御装置においては、乗りかごの停止時に特定の相に多大な電流が流れてしまうことを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の動作原理を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るエレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係るエレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１はエレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図、図２はエレベーターの制御装置の動作原理を説明するための図である。
【００１５】
図１に示すように、図示しないエレベーターの昇降路内には、乗りかご１が設置されている。乗りかご１は、図示しないガイドレールに案内されて昇降路内を昇降する。乗りかご１の上端には主ロープ３の一端が連結されている。主ロープ３の他端は釣合い重り２の上端に連結されている。釣合い重り２は昇降路内に昇降自在に設置されている。
【００１６】
主ロープの中間部は、昇降路の頂部に設置された巻上機４の駆動綱車に巻き掛けられている。このようにして、乗りかご１及び釣合い重り２は、主ロープ３によって昇降路内で互いに相反する方向に昇降するつるべ状に吊持されている。
【００１７】
巻上機４は、永久磁石式の同期電動機５により駆動される。同期電動機５は、回転子及び固定子（いずれも図示せず）を備えている。回転子は回転軸を中心に回転可能に設けられている。回転子の外周には永久磁石が配置される。固定子は、回転子外周の永久磁石を外側から囲むようにして、円環状に配置される。固定子は鉄心の周囲に巻き回されたコイルを備えている。
【００１８】
固定子のコイルに電流が流されることにより、固定子は電磁石となり磁界が生成される。同期電動機５の回転駆動時には、固定子のコイルに流す電流を制御することで、固定子により回転磁界が生成される。すると、回転子は、固定子により生成された回転磁界の作用によって、固定子の内側において回転軸を中心として回転する。
【００１９】
同期電動機５の回転動作は、制御装置６により制御される。制御装置６は、同期電動機５へと供給する電力を調整することで、同期電動機５の回転動作を制御する。前述したように、同期電動機５は、巻上機４の動作を駆動している。巻上機４は、動作することで乗りかご１を昇降させる。すなわち、制御装置６は、同期電動機５の動作を制御することで巻上機４の動作、ひいては乗りかご１の昇降を制御している。
【００２０】
同期電動機５における固定子に対する回転子の磁極位置の移動に伴って、エンコーダ７からはパルス信号が出力される。制御装置６は、このエンコーダ７から出力されるパルス信号に基づいて、同期電動機５の動作を制御する。
【００２１】
同期電動機５は、磁極位置演算器８、かご速度演算器９、かご位置演算器１０、かご位置制御器１１、かご速度制御器１２、電流制御器１３、インバーター１４及び記憶部１５を備えている。
【００２２】
磁極位置演算器８は、エンコーダ７から出力されるパルス信号に基づいて、同期電動機５における固定子に対する回転子の磁極位置を演算する。すなわち、エンコーダ７と磁極位置演算器８とは、同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値を検出する磁極位置検出手段を構成している。
【００２３】
かご速度演算器９は、エンコーダ７から出力されるパルス信号に基づいて、乗りかご１の速度を演算する。かご速度演算器９は、まず、エンコーダ７のパルス信号に基づいて、同期電動機５の単位時間当たりの回転数、すなわち、巻上機４の単位時間当たりの回転数を求める。次に、かご速度演算器９は、巻上機４の単位時間当たりの回転数から、既知である巻上機４の駆動綱車の直径を用いることで、単位時間当たりの主ロープ３の移動量を求める。
【００２４】
そして、かご速度演算器９は、既知である当該エレベーターのローピング比を用いることで、単位時間当たりの乗りかご１の移動量すなわち乗りかご１の速度を求める。このように、エンコーダ７とかご速度演算器９とは、乗りかご１の速度の実際値を検出するかご速度検出手段を構成している。
【００２５】
かご位置演算器１０は、エンコーダ７から出力されるパルス信号に基づいて、乗りかご１の位置を演算する。かご位置演算器１０は、かご速度演算器９が乗りかご１の速度を求めたのと同様の手法により、乗りかご１の速度を求める。そして、かご位置制御器１１は、求めた乗りかご１の速度を積算することにより乗りかご１の移動量を求める。
【００２６】
予め昇降路内における乗りかご１の基準位置を定めておけば、かご位置演算器１０は、この基準位置から乗りかご１の移動量、すなわち、昇降路内における乗りかご１の位置を求めることができる。このように、エンコーダ７とかご位置演算器１０とは、乗りかご１の位置の実際値を検出するかご位置検出手段を構成している。
【００２７】
かご位置制御器１１は、乗りかご１の位置の指令値とかご位置演算器１０により演算された乗りかご１の位置の実際値との偏差に基づいて、乗りかご１の速度の指令値を生成する。この際、生成される乗りかご１の速度の指令値は、乗りかご１の位置の指令値と実際値との偏差を０に近づけるように、すなわち、乗りかご１の位置の実際値を指令値に追従させるように決定される。
【００２８】
かご速度制御器１２は、かご位置制御器１１により生成された乗りかご１の速度の指令値とかご速度演算器９により検出された乗りかご１の速度の実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成する。この際、生成されるトルク電流指令値は、乗りかご１の速度の指令値と実際値との偏差を０に近づけるように、すなわち、乗りかご１の速度の実際値を指令値に追従させるように決定される。
【００２９】
電流制御器１３は、かご速度制御器１２により生成されたトルク電流指令値と磁極位置演算器８により演算された同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、同期電動機５へと供給する電流を制御する。より詳しくは、電流制御器１３は、同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値を考慮して、トルク電流指令値の指定するトルクを同期電動機５が出力できるようなＰＷＭ指令値を生成する。なお、ＰＷＭとはＰｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（パルス幅変調）の略である。
【００３０】
インバーター１４は、電流制御器１３により生成されたＰＷＭ指令値に従って、同期電動機５へと電力を供給する。より詳しくは、インバーター１４は、図示しない商用三相交流を、電流制御器１３からのＰＷＭ指令値が指示する電圧及び周波数に変換して同期電動機５へと供給する。すなわち、インバーター１４は、ＶＶＶＦ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：可変電圧可変周波数）制御により同期電動機５を所望のトルク及び所望の回転数（速度）で動作させる。このようにして、制御装置６は、指令値が指定する位置へと乗りかご１を走行させるように、同期電動機５の動作を制御する。
【００３１】
次に、乗りかご１をある階床へと停止させる際の制御（以下、「乗りかご１の停止制御」という）に特に関係する構成について説明する。まず、制御装置６が備える記憶部１５には、乗りかご１が停止する各階床のレベル位置が予め記憶されている。
【００３２】
乗りかご１の停止制御においては、磁極位置演算器８は、目的とする停止階のレベル位置を記憶部１５から取得する。そして、目的とする停止階のレベル位置を指定する乗りかご１の位置の指令値をまず生成する。
【００３３】
かご位置制御器１１には、かご停止位置補正部２０が備えられている。かご停止位置補正部２０は、磁極位置演算器８により演算された同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値を用いて、乗りかご１の位置の指令値を補正する。このかご停止位置補正部２０における乗りかご１の位置の指令値を補正について、図２を参照しながら説明する。
【００３４】
前述したように、ここでは、同期電動機５へと供給される電力は三相交流である。三相交流はＵ相、Ｖ相及びＷ相の３つの相を有している。図２の上側に示す図は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流（相電流）のベクトル図である。図２の下側に示す図は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の電流（相電流）の波形図である。この図２に示すように、例えば、Ｕ相の磁極位置が０度でＵ相の相電流は最大となる。
【００３５】
かご停止位置補正部２０は、乗りかご１の停止時における同期電動機５の回転子の磁極位置が、同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、乗りかごの位置の指令値を補正する。
【００３６】
同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値が最も小さくなる場合について、図２の具体例で説明する。この図２に示すように、Ｕ相の磁極位置が０度でＵ相の相電流が最大となるようにすると、Ｕ相の磁極位置が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のとき、「同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値が最も小さくなる場合」となる。
【００３７】
以上のようなかご位置制御器１１における乗りかご１の位置の指令値の生成と、かご停止位置補正部２０による指令値の補正について、さらに詳しく説明する。まず、目的とする停止階のレベル位置をＸ１、現在のかご位置をＸ０とすると、乗りかご１の位置の変化量ΔＸは次の（１）式で表すことができる。
【００３８】
ΔＸ＝Ｘ１−Ｘ０  ・・・（１）
【００３９】
次に、当該エレベーターのローピング比をＮ、巻上機４の駆動綱車の直径をＤ、同期電動機５の極対数をＰとすると、乗りかご１の位置がΔＸだけ変化した際の磁極位置の変化量Δθは、次の（２）式で求めることができる。
【００４０】
Δθ＝（２π×Ｎ×Ｐ）×ΔＸ／（π×Ｄ）  ・・・  （２）
【００４１】
そして、現在の磁極位置をθ０とすると、乗りかご１が目的とする停止階のレベル位置Ｘ１に停止した時の磁極位置θ１は、次の（３）式で求めることができる。
【００４２】
θ１＝θ０＋Δθ  ・・・  （３）
【００４３】
かご停止位置補正部２０は、乗りかご１が停止した時の磁極位置が、前述した「同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値が最も小さくなる場合」となるように、θ１を補正した磁極位置θ１’を決定する。このθ１’は、Ｕ相の磁極位置が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のいずれかとなる。
【００４４】
次に、かご停止位置補正部２０は、決定したθ１’を用いて、次の（４）式により、乗りかご１の停止位置の補正量Ｘａを算出する。
【００４５】
Ｘａ＝（π×Ｄ）×（θ１’−θ１）／（２π×Ｎ×Ｐ）  ・・・  （４）
【００４６】
そして、かご停止位置補正部２０は、こうして算出した補正量Ｘａを用いて、目的とする停止階における乗りかご１の補正後の停止位置Ｘ１’を次の（５）式により算出する。
【００４７】
Ｘ１’＝Ｘ１＋Ｘａ  ・・・  （５）
【００４８】
このように、かご停止位置補正部２０は、乗りかご１の位置の元の指令値Ｘ１を、指令値Ｘ１’へと補正する。かご位置制御器１１は、補正された乗りかご１の位置の指令値に基づいて、乗りかご１の速度の指令値を生成する。そして、生成された乗りかご１の速度の指令値に基づいて、乗りかご１の停止制御が行われる。
【００４９】
このようにして、補正後の指令値Ｘ１’に従って乗りかご１が停止した際の同期電動機５の磁極位置はθ１’となる。すなわち、乗りかご１が停止した際の同期電動機５のＵ相の磁極位置は、３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のいずれかとなっている。したがって、乗りかご１が停止した際に同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値が最も小さくなっている。
【００５０】
なお、記憶部１５には、それぞれの停止階のレベル位置Ｘ１の他、各停止階のレベル位置Ｘ１に乗りかご１が位置した際の同期電動機５の回転子の磁極位置θ１を予め記憶しておくようにしてもよい。指令値の補正の都度、（２）式及び（３）式を用いた演算を行う必要がなくなり、演算量を削減することができる。
【００５１】
また、かご停止位置補正部２０は、補正後の磁極位置θ１’を決定する際に、記憶部１５に記憶された同期電動機５の回転子の磁極位置θ１との差が最小となる磁極位置を、Ｕ相の磁極位置が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のうちから特定し、この特定した磁極位置をθ１’とすることが好ましい。
【００５２】
（４）式からも分かるように、乗りかご１の位置の指令値の補正量Ｘａは、θ１’とθ１との差（θ１’−θ１）に比例する。このため、θ１’とθ１との差を最小とすることで、停止階の元のレベル位置と実際の停止位置との差を最小にすることができる。
【００５３】
以上のように構成されたエレベーターの制御装置は、永久磁石式の同期電動機５により駆動され、乗りかご１を昇降させる巻上機４を備えたエレベーターの制御装置である。そして、乗りかご１の位置の指令値と実際値との偏差に基づいて、乗りかご１の速度の指令値を生成するかご位置制御器１１と、生成された乗りかご１の速度の指令値と実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御器１２と、生成されたトルク電流指令値と同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、同期電動機５へと供給する電流を制御する電流制御器１３と、を備えている。
【００５４】
そして、さらに、かご位置制御器１１は、乗りかご１の停止時における同期電動機５の回転子の磁極位置が、同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように、乗りかご１の位置の指令値を補正するかご停止位置補正部２０を備えている。
【００５５】
このため、乗りかごの停止時における同期電動機の磁極位置を、特定の相に偏った直流電流が流れないような磁極位置に調整することができる。すなわち、乗りかごの停止時に特定の相に大きな電流が流れることによる素子の発熱を抑制することができる。よって、素子の寿命低下を防ぐことが可能である。
【００５６】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係るもので、エレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
前述した実施の形態１は、乗りかごの停止制御時の磁極位置を、乗りかごの位置の指令値を補正することで調整するものであった。これに対し、ここで説明する実施の形態２は、乗りかごの停止制御時の磁極位置を、磁極位置演算器の演算結果を補正することで調整するようにしたものである。
【００５７】
すなわち、図３に示すように、この実施の形態２においては、磁極位置演算器８は、磁極位置補正部２１を備えている。この磁極位置補正部２１は、磁極位置演算器８により演算された同期電動機の回転子の磁極位置の実際値を補正するものである。
【００５８】
より詳しくは、磁極位置補正部２１は、エンコーダ７のパルス信号から演算される同期電動機５の回転子の磁極位置θ２を、同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置θ２’へと置き換えるように補正する。
【００５９】
実施の形態１で説明した図２の例を再び用いると、Ｕ相の磁極位置が０度でＵ相の相電流が最大となるようにすると、同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置θ２’は、Ｕ相の磁極位置が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のいずれかとなる。
【００６０】
乗りかご１の停止制御時において、電流制御器１３は、磁極位置補正部２１により補正された同期電動機５の回転子の磁極位置を用いて、同期電動機へと供給する電流を制御するためのＰＷＭ指令値を生成する。
【００６１】
このようにして、補正後の磁極位置θ２’に従って乗りかご１が停止した際の同期電動機５の磁極位置はθ２’となる。すなわち、乗りかご１が停止した際の同期電動機５のＵ相の磁極位置は、３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度のいずれかとなっている。したがって、乗りかご１が停止した際に同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値が最も小さくなっている。
【００６２】
ここで、磁極位置補正部２１による磁極位置の補正は、乗りかご１の停止制御時のみ行えばよい。そこで、磁極位置補正部２１は、乗りかご１の位置が目的とする停止階のレベル位置にあり、かつ、乗りかご１の速度が０となる時のみ、磁極位置θ２をθ２’へと補正するようにしてもよい。
【００６３】
この場合、乗りかご１の現在の位置及び速度を用いるため、かご位置演算器１０により検出された乗りかご１の位置の実際値とかご速度演算器９により検出された乗りかご１の速度の実際値とを磁極位置演算器８へと入力するようにする。
【００６４】
なお、磁極位置補正部２１による磁極位置の補正は、乗りかご１の位置が目的とする停止階のレベル位置±αにあり、かつ、乗りかご１の速度が±βとなる時のみ行うようにしてもよい。ここで、α及びβは、それぞれ予め定められた一定値である。
【００６５】
また、磁極位置補正部２１は、補正後の磁極位置θ２’とパルス信号から演算された同期電動機５の回転子の磁極位置θ２との差が検出された同期電動機の回転子の磁極位置の実際値との差が時間の経過とともに次第に大きくなるように、θ２’を滑らかに変化させることが望ましい。
【００６６】
θ２からθ２’への補正が時系列的に不連続に行われると、トルク制御に用いる磁極位置が不連続に変化することとなり、トルク脈動等の不安定な状態を引き起こす可能性がある。そこで、θ２から最終的なθ２’へと滑らかに変化させることで、このような不安定な状態を回避することができる。
【００６７】
さらに、磁極位置補正部２１は、補正後の磁極位置θ２’を決定する際に、パルス信号から演算された同期電動機５の回転子の磁極位置θ２との差が最小となる磁極位置を、Ｕ相の磁極位置が３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度及び３３０度となる磁極位置のうちから特定し、この特定した磁極位置をθ２’とすることが好ましい。磁極位置の補正量（θ２’−θ２）を小さくすることで、トルク電流制御に与える影響を最小限にとどめることができる。
【００６８】
なお、他の構成については、原則として実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。ただし、実施の形態１では停止階のレベル位置を予め記憶する記憶部１５を備えていたが、この実施の形態２においては、このような記憶部１５を備える必要はない。
【００６９】
以上のように構成されたエレベーターの制御装置は、永久磁石式の同期電動機５により駆動され、乗りかご１を昇降させる巻上機４を備えたエレベーターの制御装置である。そして、乗りかご１の位置の指令値と実際値との偏差に基づいて、乗りかご１の速度の指令値を生成するかご位置制御器１１と、生成された乗りかご１の速度の指令値と実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御器１２と、生成されたトルク電流指令値と同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、同期電動機５へと供給する電流を制御する電流制御器１３と、を備えている。
【００７０】
そして、さらに、磁極位置演算器８は、検出された同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値を、同期電動機５の各相のうちで相電流の絶対値が最大となる相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する磁極位置補正部２１を備え、電流制御器１３は、乗りかご１の停止制御時に、磁極位置補正部２１により補正された同期電動機５の回転子の磁極位置を用いて、同期電動機５へと供給する電流を制御する。
【００７１】
このため、乗りかごの停止時における同期電動機の磁極位置を、特定の相に偏った直流電流が流れないような磁極位置に調整することができ、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係るもので、エレベーターの制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
ここで説明する実施の形態３は、インバーターにおける各相の温度を検出し、検出した温度に基づいて乗りかごの停止制御時の磁極位置を決定するようにしたものである。
【００７３】
すなわち、図４に示すように、この実施の形態３においては、制御装置６は、温度検出器１６を備えている。この温度検出器１６は、インバーター１４の各相の温度を検出する。かご位置制御器１１は、実施の形態１と同様に、かご停止位置補正部２０を備えている。かご停止位置補正部２０は、温度検出器１６により検出されたインバーター１４の各相の温度に基づいて、乗りかご１の位置の指令値を補正する。
【００７４】
より詳しくは、まず、かご停止位置補正部２０は、温度検出器１６により検出されたインバーター１４の各相の温度に基づいて、乗りかご１の停止時における同期電動機５の回転子の磁極位置を決定する。そして、決定した磁極位置に基づいて、乗りかご１の停止位置の補正量を求め、乗りかご１の位置の指令値を補正する。
【００７５】
この際、かご停止位置補正部２０は、温度検出器１６により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値が最も小さくなる磁極位置を、乗りかご１の停止時における同期電動機５の回転子の磁極位置に決定する。
【００７６】
具体的に例えば、乗りかご１の走行前の時点、あるいは、乗りかご１が目的とする停止階に到達した時点等の予め定めた基準となる時点における各相の温度の関係がＵ相＞Ｖ相＞Ｗ相であったとする。
【００７７】
この場合には、温度が最も高いＵ相の相電流の絶対値が、他の相と比較して最も小さくなるようにする。また、温度が最も低いＷ相の相電流の絶対値については、他の相と比較して最も大きくなるようにする。したがって、相電流の絶対値が、Ｕ相＜Ｖ相＜Ｗ相の関係を満たすような磁極位置を求め、この求めた磁極位置に基づいて乗りかご１の位置の指令値を補正する。なお、図２の例でいうと、Ｕ相＜Ｖ相＜Ｗ相の関係を満たすようなＵ相の磁極位置は、９０度から１２０度の間となる。
【００７８】
この実施の形態３においても、実施の形態１と同様、記憶部１５には、それぞれの停止階のレベル位置及び各停止階のレベル位置に乗りかご１が位置した際の同期電動機５の回転子の磁極位置を予め記憶する記憶部１５を備えている。このような記憶部に記憶された情報を用いることにより、かご位置制御器１１及びかご停止位置補正部２０における演算量を削減することができる。
【００７９】
また、かご停止位置補正部２０は、補正前の磁極位置からの補正量が最小となるように補正後の磁極位置を決定することが好ましい。すなわち、かご停止位置補正部２０は、温度検出器１６により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくし、かつ、補正前の磁極位置との差が最小となる磁極位置を特定し、当該特定した磁極位置に基づいて乗りかご１の位置の指令値を補正することが好ましい。
【００８０】
他の構成については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。なお、ここでは、実施の形態１と同様にかご位置制御器１１にかご停止位置補正部２０を備えた構成について説明した。しかし、この実施の形態３は、実施の形態２と同様に磁極位置演算器８に磁極位置補正部２１を備えた構成においても適用可能である。
【００８１】
磁極位置演算器８に磁極位置補正部２１を備えた構成の場合、磁極位置補正部２１は、温度検出器１６により検出されたインバーター１４の各相の温度に基づいて、パルス信号から演算された磁極位置を補正する。より詳しくは、パルス信号から演算された磁極位置を、温度検出器１６により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値が最も小さくなる磁極位置へと置き換えるように補正する。
【００８２】
また、この場合、磁極位置補正部２１は、磁極位置の補正量を時間の経過とともに次第に大きくしていき、補正後の磁極位置が滑らかに変化するようにすることが望ましい。
【００８３】
なお、ここでは、各相の温度を検出するためにインバーター１４に温度検出器１６を設けた場合について説明した。この点については、同期電動機５の各相の電流値から各相の温度を推定し、この推定した温度を用いて乗りかご１停止時の磁極位置を決定するようにしてもよい。
【００８４】
以上のように構成されたエレベーターの制御装置は、永久磁石式の同期電動機５により駆動され、乗りかご１を昇降させる巻上機４を備えたエレベーターの制御装置である。そして、乗りかご１の位置の指令値と実際値との偏差に基づいて、乗りかご１の速度の指令値を生成するかご位置制御器１１と、生成された乗りかご１の速度の指令値と実際値との偏差に基づいて、トルク電流指令値を生成するかご速度制御器１２と、生成されたトルク電流指令値と同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値とに基づいて、同期電動機５へと供給する電流を制御する電流制御器１３と、同期電動機５へと電力を供給するインバーターの各相の温度を検出する温度検出器１６と、を備えている。
【００８５】
そして、かご位置制御器１１は、温度検出器１６により検出された温度に基づいて、温度検出器１６により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置を決定し、乗りかご１の停止時の磁極位置がこの決定した磁極位置となるように乗りかご１の位置の指令値を補正するかご停止位置補正部２０を備えている。
【００８６】
あるいは、磁極位置演算器８は、検出された同期電動機５の回転子の磁極位置の実際値を、温度検出器１６により検出された温度が最も高い相の相電流の絶対値を最も小さくする磁極位置となるように補正する磁極位置補正部を備え、電流制御器１３は、乗りかご１の停止制御時に、磁極位置補正部２１により補正された同期電動機５の回転子の磁極位置を用いて、同期電動機５へと供給する電流を制御する。
【００８７】
このため、乗りかごの停止時における同期電動機の磁極位置を、特定の相が高温になることを避けるような磁極位置に調整することができる。すなわち、乗りかごの停止時に特定の相が高温になることを抑制し、素子の寿命低下を防ぐことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
この発明は、永久磁石式の同期電動機により駆動され、乗りかごを昇降させる巻上機を備えたエレベーターの制御装置に利用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１  乗りかご、  ２  釣合い重り、  ３  主ロープ、  ４  巻上機、  ５  同期電動機、  ６  制御装置、  ７  エンコーダ、  ８  磁極位置演算器、  ９  かご速度演算器、  １０  かご位置演算器、  １１  かご位置制御器、  １２  かご速度制御器、  １３  電流制御器、  １４  インバーター、  １５  記憶部、  １６  温度検出器、  ２０  かご停止位置補正部、  ２１  磁極位置補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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