(57)【要約】【課題】  ３相交流電源の電圧位相を正確に検出することができ、制御演算に用いる回転座標系の軸ずれを防止し、制御性能の向上を図るコンバータの制御方法を提供する。【解決手段】  コンバータへの３相入力電流を検出し、検出した３相入力電流を有効分電流と無効分電流に変換し、有効分電流指令値と上記有効分電流との偏差と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記無効分電流との偏差とを基に、コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成し、上記コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記有効分電流と無効分電流を入力として位相誤差値を出力し、３相交流電源の電圧位相値に上記出力した位相誤差値を補正する。【選択図】図１
2006223051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータの制御方法であって、
上記コンバータへの３相入力電流を検出し、上記検出した３相入力電流を有効分電流と無効分電流に変換し、有効分電流指令値と上記有効分電流との偏差と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記無効分電流との偏差とを基に、コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成し、上記コンバータ有効分電圧指令値、コンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値とを基に３相交流電圧指令値を生成し、上記３相交流電圧指令値を用いて上記コンバータを制御するコンバータの制御方法において、
上記コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記有効分電流と無効分電流を入力として位相誤差値を出力し、上記３相交流電源の電圧位相値に上記出力した位相誤差値を補正することを特徴とするコンバータの制御方法。
【請求項２】
３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータの制御装置において、
上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、
上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、
有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、
零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、
上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、
上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、
を備えたことを特徴とするコンバータの制御装置。
【請求項３】
３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により交流電動機を制御する電動機の制御装置において、
上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、
上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、
有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、
零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、
上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、
上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、
上記交流電動機の回転速度情報と上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を入力とし、上記電圧位相誤差補正器に入力する位相誤差値を上記交流電動機の停止中に更新する位相誤差記憶装置と、
を備えたことを特徴とする交流電動機の制御装置。
【請求項４】
３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により交流電動機を制御する電動機の制御装置において、
上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、
上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、
有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、
零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、
上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、
上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、
上記交流電動機の回転速度情報を入力として上記交流電動機の一定速度状態を検出し、上記交流電動機が一定速度状態の時に、上記位相誤差演算装置に演算指令を出力する一定速度検出装置と、
を備えたことを特徴とする交流電動機の制御装置。
【請求項５】
上記交流電動機の回転速度情報を入力として上記交流電動機の一定速度状態を検出し、上記交流電動機が一定速度状態の時に、上記位相誤差演算装置に演算指令を出力する一定速度検出装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項６】
３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により制御される交流電動機と、上記交流電動機により乗りかごを駆動するエレベータの制御装置において、
上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、
上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、
有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、
零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、
上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、
上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、
上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、
上記交流電動機の回転速度情報と、上記乗りかご内の積載物の重量を検出することにより出力される負荷情報とから、上記交流電動機の力行状態と回生状態のそれぞれの状態を判定する運転状態判定装置と、を備え、
上記運転状態判定装置で判定される力行状態と回生状態のそれぞれの状態において上記位相誤差演算装置で位相誤差演算を行い上記位相誤差演算装置の出力を決定することを特徴とするエレベータの制御装置。
【請求項７】
上記交流電動機の回転速度情報を入力として上記交流電動機の一定速度状態を検出し、上記交流電動機が一定速度状態の時に、上記位相誤差演算装置に演算指令を出力する一定速度検出装置、及び／又は上記交流電動機の回転速度情報と上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を入力とし、上記電圧位相誤差補正器に入力する位相誤差値を上記交流電動機の停止中に更新する位相誤差記憶装置、
を備えたことを特徴とする請求項６に記載のエレベータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３相交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータの制御方法及び装置、並びにその装置を用いた交流電動機の制御装置及びその交流電動機の制御装置を用いたエレベータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
商用（交流）系統から交流電力の供給を受け、直流電力に変換する電力変換システムや、変換された直流電力をインバータにより所望周波数の交流電力に変換し誘導電動機や同期電動機等の交流電動機を駆動する電動機駆動システムが一般的に用いられている。このようなシステムにおいて、交流電力を直流電力に変換する場合、或いは直流電力を交流電力に変換する場合、一般に、交流系統側に無効電力や高周波が発生するため、これらを抑制して高力率で変換するものが求められている。
【０００３】
このような電力変換システムにおいては、高力率に交流／直流変換が可能な高力率コンバータが用いられ、この高力率コンバータを制御するのに、電源電圧の位相を位相検出器によって検出し、その位相値を用いて回転座標系に座標変換を行い、交流電流を有効電流成分、無効電流成分に分離することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１０５２６１号公報（段落０００４、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この制御において、電源電圧の位相を検出する位相検出器の検出結果に誤差が含まれている場合、適正な電源電圧位相値を測定できず、回転座標系に座標変換を行う際に軸ずれが生じ、それにより、例えば高周波電流成分の増加等、制御性能の悪化が生じるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、第1の目的は、３相交流電源の電圧位相を正確に検出することができ、制御演算に用いる回転座標系の軸ずれを防止し、制御性能の向上を図るコンバータの制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、この発明の第２の目的は、３相交流電源の電圧位相を正確に検出することができ、制御演算に用いる回転座標系の軸ずれを防止し、制御性能の向上を図るコンバータの制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
また、この発明の第３の目的は、運転時の位相補正値の変動を抑えることにより、安定した運転が実現できる電動機の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、この発明の第４の目的は、エレベータを制御する電動機の運転を安定させ、精度の高いエレベータの制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかるコンバータの制御方法は、コンバータへの３相入力電流を検出し、上記検出した３相入力電流を有効分電流と無効分電流に変換し、有効分電流指令値と上記有効分電流との偏差と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記無効分電流との偏差とを基に、コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成し、上記コンバータ有効分電圧指令値、コンバータ無効分電圧指令値、及び３相交流電源の電圧位相値とを基に３相交流電圧指令値を生成し、上記３相交流電圧指令値を用いて上記コンバータを制御するコンバータの制御方法において、上記コンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記有効分電流と無効分電流を入力として位相誤差値を出力し、上記３相交流電源の電圧位相値に上記出力した位相誤差値を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明にかかるコンバータの制御装置は、コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、を備えたものである。
【００１２】
また、この発明にかかる電動機の制御装置は、３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により交流電動機を制御する電動機の制御装置において、上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、上記交流電動機の回転速度情報と上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を入力とし、上記電圧位相誤差補正器に入力する位相誤差値を上記交流電動機の停止中に更新する位相誤差記憶装置と、を備えたものである。
【００１３】
また、この発明にかかる電動機の制御装置は、３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により交流電動機を制御する電動機の制御装置において、上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、上記交流電動機の回転速度情報を入力として上記交流電動機の一定速度状態を検出し、上記交流電動機が一定速度状態の時に、上記位相誤差演算装置に演算指令を出力する一定速度検出装置と、を備えたものである。
【００１４】
更にまた、この発明にかかるエレベータの制御は、３相交流電源からの交流電力を入力し、直流電力に変換して出力するコンバータと、上記コンバータから出力される直流電力を所望周波数の交流電力に変換するインバータと、上記インバータから出力される所望周波数の交流電力により制御される交流電動機と、上記交流電動機により乗りかごを駆動するエレベータの制御装置において、上記コンバータへの３相入力電流を検出する入力電流検出器と、上記入力電流検出器からの３相入力電流を有効分電流と無効分電流とに変換する３相／２相変換器と、有効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの有効分電流との偏差を出力する第１の減算器と、零レベルに設定した無効分電流指令値と上記３相／２相変換器からの無効分電流との偏差を出力する第２の減算器と、上記第１の減算器から出力される偏差と上記第２の減算器から出力される偏差とを基にコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値を生成する電流制御器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相交流電源の電圧位相値を基に上記コンバータを制御する２相／３相変換器と、上記電流制御器で生成されるコンバータ有効分電圧指令値とコンバータ無効分電圧指令値、及び上記３相／２相変換器からの有効分電流と無効分電流の４変数を入力変数として位相誤差値を出力する位相誤差演算装置と、上記３相交流電源の電圧位相値に上記位相誤差演算装置から出力される位相誤差値を補正する電圧位相誤差補正器と、上記交流電動機の回転速度情報と、上記乗りかご内の積載物の重量を検出することにより出力される負荷情報とから、上記交流電動機の力行状態と回生状態のそれぞれの状態を判定する運転状態判定装置と、を備え、上記運転状態判定装置で判定される力行状態と回生状態のそれぞれの状態において上記位相誤差演算装置で位相誤差演算を行い上記位相誤差演算装置の出力を決定ものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、３相交流電源の電圧位相値を、演算により求められる位相誤差値により補正するので、３相交流電源の電圧位相を正確に検出することができ、制御演算に用いる回転座標系の軸ずれを防止し、制御性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるコンバータの制御方法及び装置並びにその装置を用いた交流電動機の制御装置及びその交流電動機の制御装置を用いたエレベータの制御装置について好適な実施の形態を説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を説明する図で、この発明に係るコンバータの制御方法及び装置をエレベータの制御装置に適用した実施の形態を示す図である。
この図において、コンバータ１は、図２に示す三相フルブリッジのスイッチング素子で構成されており、三相交流電源２に交流リアクトル３を介して接続され、三相交流電源２の交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ１から出力される直流電圧は、平滑コンデンサ４で平滑され、インバータ５に入力される。インバータ５は、平滑された直流電圧を交流電圧に変換する三相フルブリッジのスイッチング素子で構成されており、コンバータ１から出力される直流電圧を所望周波数の交流電圧に変換し、その出力端子に接続された３相誘導電動機などの交流電動機６を回転駆動する。なお、交流電動機６の回転速度は、速度検出器７により検出される。
【００１８】
交流電動機６が回転駆動されることにより巻上機８が駆動される。この巻上機８の綱車（図示せず）にはロープ１１が巻きつけられており、その一端にはエレベータの乗りかご９が接続され、反対端には乗りかご９との重量バランスをとるカウンタウエイト１０が接続されている。また、乗りかご９には、この乗りかご９内の積載物の重量を検出する荷重検出装置１２が装備されている。
【００１９】
インバータ制御装置１３は、速度検出器７で検出した交流電動機６の実速度ωｒと電流検出器１４で検出したインバータ電流の値を使用して、交流電動機６の実速度ωｒが速度パターン発生装置１５からの速度指令値ωｒ＊に追従するように、インバータ５に対してＰＷＭ制御パルスを供給し、インバータ５を制御するものである。
【００２０】
コンバータ制御装置１６は、平滑コンデンサ４の端子間電圧を一定にする制御と、三相交流電源２の力率を力行状態には＋１、回生状態には−１にする制御を併せて行う装置であって、以下にその制御内容について説明する。
【００２１】
コンバータ制御装置１６は、直流電圧指令器１７から出力した平滑コンデンサ４の端子間電圧指令値Ｖｄｃ＊と、平滑コンデンサ４の端子間電圧を検出する直流電圧検出器１８から検出した平滑コンデンサ４の端子間電圧Ｖｄｃとを減算器１９で減算し、その偏差ΔＶｄｃを基に直流電圧制御器２０によって有効分電流指令値ｉｑ＊を生成すると共に、無効分電流指令器２１から零レベルに設定された無効分電流指令値ｉｄ＊を生成する。また、コンバータ１への入力電流を検出する入力電流検出器２２で検出したコンバータ１への３相入力電流値と、後述する３相交流電源３の電圧位相値θＲとを基に、３相／２相変換器２３を用いて有効分電流ｉｑと無効分電流ｉｄを生成する。
【００２２】
上記直流電圧制御器２０で生成された有効分電流指令値ｉｑ＊と３相／２相変換器２３で生成された有効分電流ｉｑとを減算器２４で減算した偏差Δｉｑと、無効分電流指令器２１で生成された無効分電流指令値ｉｄ＊と３相／２相変換器２３で生成された無効分電流ｉｄとを減算器２５で減算した偏差Δｉｄとを基にして、電流制御器２６によってコンバータ有効分電圧指令値Ｖｑ＊と、コンバータ無効分電圧指令値Ｖｄ＊を生成する。
【００２３】
上記電流制御器２６で生成したコンバータ有効分電圧指令値Ｖｑ＊、コンバータ無効分電圧指令値Ｖｄ＊と、３相交流電源２の電圧位相値θＲとを基に２相／３相変換器２７を用いて三相交流電圧指令値Ｖ＊を生成し、生成した三相交流電圧指令値Ｖ＊に基づきコンバータ１を制御するＰＷＭ制御パルス信号をＰＷＭ制御器２８で生成する。
【００２４】
ここで、３相交流電源２の電圧位相値θＲは、３相交流電源２の電圧位相を検出する電圧位相検出器２９によって生成されるが、電圧位相検出器２９の位相検出結果θＲ’に位相誤差値θｅｒが含まれている場合、その誤差を零にする必要がある。このために、この実施例装置においては、電流制御器２６で生成されるコンバータ無効分電圧指令値Ｖｄ＊、コンバータ有効分電圧指令値Ｖｑ＊、及び３相／２相変換器２３で生成される無効分電流ｉｄ、有効分電流ｉｑの４変数を入力変数とし、位相誤差値θｅｒを演算し、出力する位相誤差演算装置３０と、３相交流電源２の電圧位相を検出する電圧位相検出器２９から出力される位相値θＲ’に位相誤差演算装置３０から出力された位相誤差値θｅｒを補正する電圧位相誤差補正器３１とを備えている。
【００２５】
上記位相誤差演算装置３０と、電圧位相誤差補正器３１とを備えることにより、３相交流電源２の電圧位相の検出誤差を零にでき、制御に用いられる回転座標系の軸ずれを防止でき、制御性能の向上、例えば高周波電流成分の低減等、が実現できるのであるが、次に、この位相誤差演算装置３０、及び電圧位相誤差補正器３１の動作、作用について説明する。
【００２６】
まず、位相誤差演算装置３０について説明する。位相誤差演算装置３０は、コンバータ無効分電圧指令値Ｖｄ＊、コンバータ有効分電圧指令値Ｖｑ＊、及び３相／２相変換器２３で生成される無効分電流ｉｄ、有効分電流ｉｑの４変数を入力変数として位相誤差値θｅｒを出力する装置であり、その原理を説明すると次のとおりである。
即ち、交流リアクトル３の抵抗成分を無視した場合、三相交流電源２とコンバータ１との電圧電流方程式は（１）式のようになる。
【００２７】
【数１】
2006223051.tif 000003
【００２８】
ここで、電源電圧を（２）式として扱う。
【００２９】
【数２】
2006223051.tif 000004
【００３０】
（１）式を回転座標系（ｄ−ｑ軸と呼ぶ）に座標変換を行う。変換行列〔Ｃ〕は（３）式となる。
【００３１】
【数３】
2006223051.tif 000005
【００３２】
（１）、（２）式を（３）式により座標変換すると（４）式になる。
【００３３】
【数４】
2006223051.tif 000006
【００３４】
ここで、位相誤差θｅｒを含む回転座標系（ｄ’−ｑ’軸と呼ぶ）を考える。ｄ−ｑ軸座標系から、ｄ’−ｑ’軸座標系に変換する変換行列〔Ｃ’〕は（５）式となる。
【００３５】
【数５】
2006223051.tif 000007
【００３６】
（４）式を（５）式により座標変換すると（６）式になる。
【００３７】
【数６】
2006223051.tif 000008
【００３８】
（６）式から、位相誤差値θｅｒの情報は、電源電圧成分ｅｄ’、ｅｑ’に現れていることがわかる。
【００３９】
次に、ｄ’−ｑ’軸座標系の電源電圧成分ｅｄ’、ｅｑ’の推定法について説明する。
（６）式には干渉項が含まれているので、（７）式で表す電圧信号ｖｄ１’、ｖｑ１’を考え、(７)式を用いて干渉補償を行う。
【００４０】
【数７】
2006223051.tif 000009
【００４１】
（６）式に（７）式を代入すると、（８）式となる。
【００４２】
【数８】
2006223051.tif 000010
【００４３】
（８）式から、コンバータ電圧指令値と、電流値の微分値とリアクトルの積が演算できると、電源電圧成分が推定できることがわかる。
（８）式から算出した電源電圧成分推定値と（６）式の関係から、位相誤差値θｅｒは（９）式のように算出できる。
【００４４】
【数９】
2006223051.tif 000011
【００４５】
次に、電圧位相誤差補正器３１について説明する。電圧位相誤差補正器３１は、電圧位相検出器２９から出力される位相値θＲ’から、位相誤差演算装置３０より出力される電源電圧の位相誤差値θｅｒを（１０）式のように減算して電源電圧位相値θＲを算出する装置である。
【００４６】
【数１０】
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【００４７】
これにより、電源電圧の位相誤差を零にでき、制御に用いられる回転座標系の軸ずれもなくなり、制御性能の向上を図ることができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について図３により説明する。図３に示す実施の形態は、交流電動機６の速度情報、例えば速度検出器７の信号と、位相誤差演算装置３０の演算結果θｅｒａを入力信号とし、位相誤差推定値を記憶する位相誤差記憶装置３２を付加した点と、交流電動機６の速度情報、例えば速度検出器７の信号を入力信号とし、交流電動機６の一定速度状態を観察する一定速度検出装置３３を位相誤差演算装置３０の入力部に付加した点が、図１に示す実施の形態１の構成と異なる点である。その他の構成は図１に示す実施の形態１の構成と同じであるので説明を省略する。
【００４９】
ここで、位相誤差記憶装置３２について説明する。図４に位相誤差記憶装置３２の動作
を説明するフローチャートを示す。
位相誤差記憶装置３２は、交流電動機６の速度検出器７からの回転速度情報ωｒによって停止中か走行中かの判定を行い（ＳＴ１）、電圧位相誤差補正器３１に入力する位相誤差信号θｅｒを停止中に更新させる（ＳＴ２）（ＳＴ３）。
このように動作する位相誤差記憶装置３２を付加することで、運転時の位相補正値の変動を抑えることができ、より安定した運転を実現できるという効果がある。
【００５０】
次に、一定速度検出装置３３について説明する。図５に一定速度検出装置３３の動作を説明するフローチャートを示す。一定速度検出装置３３は、交流電動機６の速度検出器７の情報から一定速度かどうかを判定し（ＳＴ１）、一定速度の場合にのみ位相誤差演算装置３０に演算指令を出力する（ＳＴ２）（ＳＴ３）。
このように動作する一定速度検出装置３７を付加することで、安定した電動機９の動作でのみ位相誤差値を演算でき、より安定した値を算出できる。
【００５１】
ここで、位相誤差演算装置３０のアルゴリズムを図６に示す。即ち、位相誤差演算装置３０は、一定速度検出装置３３からの演算指令が来たかどうかを判定し（ＳＴ１）、演算指令が来たときのみ、位相誤差演算を行って（ＳＴ２）、位相誤差信号θｅｒを出力し（ＳＴ３）、その他の場合は位相誤差演算装置３０から出力される信号θｅｒａを０とする。
【００５２】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１より更に制御性能の向上を図ることができ、安定した電動機の運転が実現できるという効果があるが、この効果は必ずしも位相誤差記憶装置３２と一定速度検出装置３３の両者を必要とするものでなく、位相誤差記憶装置３２と一定速度検出装置３３のいずれか一方を有することにより、両者を有するものより、若干効果は落ちるものの、初期の目的を達成できるものである。
【００５３】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について図７により説明する。図７に示す実施の形態は、
交流電動機６の速度情報、例えば速度検出器７の信号と、乗りかご９内の積載物の重量を検出する荷重検出装置１２から出力される負荷情報Ｗを入力信号とし、位相誤差演算装置３０に力行状態または回生状態を出力する運転状態判定装置３４を付加した点が、図３に示す実施の形態２と異なる点である。その他の構成は図２に示す実施の形態２の構成と同じであるので説明を省略する。
【００５４】
ここで、運転状態判定装置３４について説明する。運転状態判定装置３４における力行状態、回生状態の判定は、交流電動機６の速度検出器７から回転速度情報ωｒと、乗りかご９内の積載物の重量を検出する荷重検出装置１２から出力される負荷情報Ｗを用いて行う。
【００５５】
次に、位相誤差演算装置３０のアルゴリズムを図８に示す。即ち、位相誤差演算装置３０は、実施の形態２の場合と同様に、一定速度検出装置３３からの演算指令が来たかどうかを判定し（ＳＴ１）、演算指令が来たときのみ、位相誤差演算を行う（ＳＴ２）（ＳＴ３）。この実施の形態３の場合は、力行状態かどうかを判定し（ＳＴ４）、力行状態の位相誤差算出値をθｅｒａ１（ＳＴ５）、回生状態の位相誤差算出値をθｅｒａ２（ＳＴ６）というように、力行、回生状態毎に位相誤差値を保存できるようにしておき、平均化を行うことにより（ＳＴ７）、位相誤差値θｅｒａを決定する。
【００５６】
実施の形態３に示す装置は、以上のように動作する運転状態判定装置３４を実施の形態２に示す装置に付加することで、力行状態、回生状態における位相誤差推定値を加味できるため、実施の形態２より更に制御性能の向上が図られ、安定した電動機の運転が実現でき、精度の高い安定したエレベータの制御装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、この発明に係るコンバータの制御方法及び装置は、コンバータの制御性能の向上が図られ、これを用いた交流電動機の制御装置及びエレベータの制御装置においては、交流電動機の安定制御を行うことができ、産業上の利用可能性は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施の形態１の要部構成を示す制御ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるコンバータを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２の要部構成を示す制御ブロック図である。
【図４】実施の形態２における位相誤差記憶装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２における一定速度検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２における位相誤差演算装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３の要部構成を示す制御ブロック図である。
【図８】実施の形態３における位相誤差演算装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  コンバータ                      ２  三相交流電源
３  交流リアクトル                  ４  平滑コンデンサ
５  インバータ                      ６  交流電動機
７  速度検出器                      ８  巻上機
９  乗りかご                      １０  カウンタウエイト
１１  ロープ                        １２  荷重検出装置
１３  インバータ制御装置            １４  電動機電流検出器
１５  速度パターン発生装置          １６  コンバータ制御装置
１７  直流電圧指令器                １８  直流電圧検出器
１９，２４，２５  減算器            ２０  直流電圧制御器
２１  無効分電流指令器              ２２  入力電流検出器    
２３  ３相／２相変換器              ２６  電流制御器
２７  ２相／３相変換器              ２８  ＰＷＭ制御器
２９  電圧位相検出器                ３０  位相誤差演算装置
３１  電圧位相誤差補正器            ３２  位相誤差記憶装置
３３  一定速度検出器                ３４  運転状態判定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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