(57)【要約】【課題】  磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転する。【解決手段】  エレベーターシステムは、乗りかごを駆動する同期電動機と、ブレーキと、同期電動機の駆動制御装置と、を備え、駆動制御装置は、電流指令を作成する電流指令作成部と、磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、ブレーキを制御するブレーキ制御部と、を備え、ブレーキが開放される時、電流指令作成部は一定値の電流指令を作成し、かつ磁極位置指令作成部は初期磁極位置を磁極位置指令として設定し、ブレーキを開放してから所定時間の間、磁極位置指令作成部は磁極位置指令を初期磁極位置に保持し、所定時間の後に、磁極板指令作成部は、乗りかごを運転するように磁極位置指令を作成する。【選択図】図１
2018034912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごを駆動する同期電動機と、
前記同期電動機を制動するブレーキと、
前記同期電動機を制御する駆動制御装置と、
を備えたエレベーターシステムにおいて、
前記駆動制御装置は、
前記同期電動機の電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、
前記同期電動機の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、
前記ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、
を備え、
前記ブレーキ制御部が前記ブレーキを制動状態から開放する時、
前記電流指令作成部は一定値の電流指令を作成し、
かつ前記磁極位置指令作成部は前記初期磁極位置推定部で推定された初期磁極位置を磁極位置指令として設定し、
前記ブレーキ制御部が前記ブレーキを開放してから所定時間の間、前記磁極位置指令作成部は前記磁極位置指令を前記初期磁極位置に保持し、
前記所定時間の後に、前記磁極位置指令作成部は、前記乗りかごを運転するように前記磁極位置指令を作成することを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記所定時間として、前記駆動制御装置において、予め所定値が設定されることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記所定値は、前記ブレーキを開放後に発生する前記同期電動機の回転振動が収まるための時間値であることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記乗りかごの位置を検出する位置センサを備え、
前記位置センサの出力信号に基づいて、前記同期電動機の回転振動を検出することを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記所定時間は、前記位置センサによって検出される前記同期電動機の前記回転振動が収まるまでの時間であることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項６】
請求項４に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記位置センサは、ガバナに設けられるエンコーダであることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記同期電動機の回転位置を検出する位置センサを備え、
前記位置センサの出力信号に基づいて、前記同期電動機の回転振動を検出することを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記所定時間は、前記位置センサによって検出される前記同期電動機の前記回転振動が収まるまでの時間であることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記位置センサは、前記同期電動機に取り付けられるロータリーエンコーダであることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記電流指令の前記一定値は、定格以上のトルクが得られる電流値であることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記ブレーキが開放された後、前記所定時間の間に、前記同期電動機の回転振動が収まると、前記同期電動機の発生するトルクと負荷トルクとがつり合うことを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記乗りかご内の負荷に応じて、前記同期電動機のトルクの正負を反転することを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記乗りかご内の負荷を検出する秤センサを備えることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のエレベーターシステムにおいて、
前記同期電動機は綱車を備え、前記綱車に巻き掛けられる主ロープにつり合い錘および前記乗りかごが接続されることを特徴とするエレベーターシステム。
【請求項１５】
乗りかごを駆動する同期電動機を備えるエレベーターシステムの制御方法において、
前記乗りかごの制動状態において、前記同期電動機に一定電流を流す第１のステップと、
前記乗りかごの制動状態において、前記同期電動機の初期磁極位置を推定する第２のステップと、
前記乗りかごの制動状態において、前記同期電動機の磁極位置指令を前記初期磁極位置にセットする第３のステップと、
前記乗りかごの制動状態を解除する第４のステップと、
前記第４のステップの次に、前記乗りかごの制動状態を解除してから所定時間が経過した否かを判定する第５のステップと、
前記第５のステップにおいて、所定時間が経過したと判定されたら、前記乗りかごを運転する第６のステップと、
を含むことを特徴とするエレベーターシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベーターシステムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベーターを駆動するためには、小型化や高効率化といった観点から永久磁石を用いた同期式の電動機が利用される。このような同期電動機を制御するためには、回転子の磁極位置を検出する必要がある。磁極位置を検出するためのセンサとして、たとえば光学式や磁気式のロータリーエンコーダや、レゾルバなどが用いられている。
【０００３】
同期電動機を用いたエレベーターシステムにおいて、磁極位置を検出するためのセンサが故障した場合、磁極位置信号が得られず同期電動機の制御が困難になる。特に、つり合い錘を利用するエレベーターを制御する場合には、つり合い錘の重量と乗りかごの重量との差分に相当するトルクを同期電動機が出力できないと、つり合い錘または乗りかごのうちどちらか重量の大きいほうへ引きずられるように乗りかごが移動する。このように、エレベーターの制御では、乗りかごを静止させるためのトルクを基準として乗りかごの加速および減速を行うため、同期電動機のトルクの制御が重要であり、同期電動機が所望のトルクを出力するためには、センサによる磁極位置の検出が重要である。
【０００４】
センサが故障したときに、救出運転などのために、エレベーターを駆動する従来技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、検出電流と、電圧指令と、モータ定数に基づいて、磁極位置を推定し、推定された磁極位置に基づいて同期電動機を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、初期磁極位置の推定精度に起因するモータのつり合いトルク不足により、シーブに回転方向の振動が発生する。さらに、このような振動に対して制御追従性が不十分なため、つり合いトルクまでトルクが補償されず、乗りかごまたはつり合い錘のうちどちらか重いほうへ乗りかごが引きずられて移動してしまう恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、磁極位置センサからの磁極位置信号が得られない場合に、乗りかごを安定に運転できるエレベーターシステムおよびその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明によるエレベーターシステムは、乗りかごを駆動する同期電動機と、同期電動機を制動するブレーキと、同期電動機を制御する駆動制御装置と、を備えるものであって、駆動制御装置は、同期電動機の電流指令を作成する電流指令作成部と、同期電動機の磁極位置指令を作成する磁極位置指令作成部と、同期電動機の初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定部と、ブレーキの開放および制動を制御するブレーキ制御部と、を備え、ブレーキ制御部がブレーキを制動状態から開放する時、電流指令作成部は一定値の電流指令を作成し、かつ磁極位置指令作成部は初期磁極位置推定部で推定された初期磁極位置を磁極位置指令として設定し、ブレーキ制御部がブレーキを開放してから所定時間の間、磁極位置指令作成部は磁極位置指令を初期磁極位置に保持し、所定時間の後に、磁極位置指令作成部は、乗りかごを運転するように磁極位置指令を作成する。
【００１０】
また、上記課題を解決するために本発明によるエレベーターシステムの制御方法は、乗りかごの制動状態において同期電動機に一定電流を流す第１のステップと、同制動状態において同期電動機の初期磁極位置を推定する第２のステップと、同制動状態において同期電動機の磁極位置指令を初期磁極位置にセットする第３のステップと、乗りかごの制動状態を解除する第４のステップと、第４のステップの次に、乗りかごの制動状態を解除してから所定時間が経過した否かを判定する第５のステップと、第５のステップにおいて、所定時間が経過したと判定されたら、乗りかごを運転する第６のステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ブレーキ開放後、同期電動機に一定電流を流しつつ、所定時間、磁極位置指令を初期磁極位置に保持することにより、同期電動機の回転振動が収まった状態で、乗りかごが運転制御される。これにより、磁極位置信号が得られない場合でも、乗りかごを安定に運転できる。
【００１２】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。
【図２】コントローラの機能ブロックと、電力変換器および同期電動機の関係を示す。
【図３】第一の実施形態の動作の概要を示す。
【図４】同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差との関係を示す。
【図５】コントローラの処理動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】第二の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。
【図７】第二の実施形態における、コントローラの機能ブロックと、電力変換器および同期電動機の関係を示す。
【図８】第三の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。
【図９】第三の実施形態における、コントローラの機能ブロックと、電力変換器および同期電動機の関係を示す。
【図１０ａ】第三の実施形態における、同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差との関係を示す。
【図１０ｂ】比較例における、同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差との関係を示す。
【図１１】第三の実施形態におけるコントローラの処理動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。
【００１６】
本実施形態において、乗りかご１０４の移動は、電力変換器１０１およびコントローラ１００を含む駆動制御装置によって同期電動機１０３の駆動を制御することにより制御される。コントローラ１００は、電流指令作成部１、磁極位置指令作成部２、および初期磁極位置推定部３を備える。これらの機能については後述する。
【００１７】
同期電動機１０３としては、永久磁石式同期電動機が適用される。なお、本実施形態では、表面磁石型などの非突極性の永久磁石式同期電動機が適用される。このため、いわゆるセンサレス制御は適用しにくく、通常時は、図示されない磁極位置センサによって検出される磁極位置に基づいて、同期電動機１０３は制御される。
【００１８】
乗りかご１０４は、建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に渡って移動する。乗りかご１０４と、主ロープを介して、乗りかご１０４と重量バランスを取るためのつり合い錘とは、主ロープに接続される。すなわち、乗りかご１０４とつり合い錘は、主ロープを介して、互いに接続されている。また、乗りかご１０４には、乗り場側扉と係合して開閉する乗りかご側扉が設けられている。
【００１９】
乗りかご１０４は、同期電動機１０３によって綱車（シーブ）が回転駆動されることにより、綱車に巻き掛けられる主ロープが駆動されると、昇降路内を移動する。同期電動機１０３には、電力変換器１０１によって駆動用の電力が供給される。電力変換器１０１は、コントローラ１００が出力する、かご位置制御指令またはかご速度指令あるいはトルク指令に応じて、同期電動機１０３を制御するための電力を出力する。
【００２０】
コントローラ１００は、乗りかご１０４を制動させる場合、ブレーキ電源停止指令１０および動力電源停止指令を出力する。ブレーキ電源停止指令１０によって、ブレーキ電源とブレーキ１０２間に設けられる電磁接触器（コンタクタ）が開放される。これにより、ブレーキ１０２への電力供給が遮断されるので、ブレーキ１０２は制動状態となる。また、動力電源停止指令によって、動力電源と電力変換器１０１間に設けられる電磁接触器が開放される。これにより、電力変換器１０１への電力供給が遮断されるので、同期電動機１０３への電力供給が停止する。
【００２１】
位置センサ５は、遮蔽板６を検出することにより、乗りかご１０４が戸開可能な位置に位置しているかどうかを検出するドアゾーンセンサである。
【００２２】
図２は、コントローラ１００の機能ブロックと、電力変換器１０１および同期電動機１０３の関係を示す。
【００２３】
電流指令作成部１は、同期電動機１０３の出力トルクに応じた電流指令を出力する。なお、本実施形態において、電流指令作成部１は、定格トルク以上の出力トルクに応じた電流指令を出力する。また、本実施形態では、この電流指令の値は一定値である。
【００２４】
磁極位置指令作成部２は、初期磁極位置推定部３から入力される初期磁極位置を基準に、同期電動機１０３の速度に応じた磁極位置指令を出力する。磁極位置指令作成部２は、まず初期磁極位置推定部３から入力される初期磁極位置を、磁極位置指令として電流制御部２１に出力し、その後、ブレーキ指令部２３がブレーキを開いた後も、所定時間待機する（すなわち、磁極位置指令が初期磁極位置に保持される）。この所定時間は、同期電動機１０３および綱車の回転方向の振動が収まる時間に設定される。所定時間待機後、磁極位置指令作成部２は、乗りかごを動かすための速度指令に応じた磁極位置指令を出力する。
【００２５】
初期磁極位置推定部３は、同期電動機１０３の初期磁極位置を推定する。初期磁極位置を推定する手段としては、公知の技術が適用される。たとえば、ある特定のパターンを有する高調波電流を、電力変換器１０１を介して同期電動機１０３へ印加し、電流センサ２２によって検出される電流のフィードバック信号のパターンに基づいて、初期磁極位置を推定する。なお、このような推定手段に限らず、様々な初期磁極位置推定手段あるいは検出手段が適用できる。
【００２６】
ブレーキ指令部２３は、ブレーキの開閉指令を出力するが、初期磁極位置が推定されると、その後、ブレーキを開く指令を出力する。
【００２７】
電流制御部２１は、電流指令作成部１からの電流指令と磁極位置指令作成部２からの磁極位置指令に基づいて、電力変換器１０１の制御指令（例えば、電圧指令）を出力する。電流制御部２１においては、電流指令と、電流センサからの電流フィードバック信号との差分が零に近づくように、比例積分制御によって制御指令を作成する。なお、本実施形態では、回転座標系のｄ軸およびｑ軸電流に基づいて電流制御を行う、いわゆるベクトル制御が適用される。なお、ベクトル制御に限らず、他の制御技術を適用しても良い。
【００２８】
図３は、第一の実施形態の動作の概要を示す。時間経過順に、期間（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）に分けて以下説明する。
【００２９】
期間（ａ）においては、電流指令は定格トルク以上（図３では１２０％）の出力トルクに対応するが、初期磁極位置推定前であり、磁極位置指令は０°である。したがって、図示のように、コントローラにおいて作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間には誤差がある。また、ブレーキ指令はＯＮであり、ブレーキは制動状態である。すなわち、乗りかごは停止している。
【００３０】
期間（ｂ）のおいては、初期磁極位置が推定され、初期磁極位置が磁極位置指令にセットされる。また、期間（ａ）と同様に、ブレーキは制動状態であり、乗りかごは停止している。このため、図示のように、コントローラ１００において作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間の誤差は、期間（ａ）よりも小さな一定値となる。ここで、誤差の大きさは、初期磁極位置推定の精度に依存する。
【００３１】
期間（ｃ）においては、ブレーキ指令はＯＦＦであり、ブレーキは開放される。磁極位置指令は、同期電動機および綱車の回転方向の振動が収まるまでの所定時間（期間（ｂ）の時間）、初期磁極位置に維持される。従って、期間（ｂ）においては、乗りかごの制御状態は、まだ運転状態とはならず、いわば待機状態である。また、同期電動機および綱車の回転方向の振動に応じて、コントローラにおいて作成される磁極位置指令と、同期電動機の実際の磁極位置との間の誤差も振動している。なお、同期電動機および綱車の回転方向の振動については、後述する。
【００３２】
期間（ｄ）は、速度指令に応じた磁極位置指令を与えることで、同期電動機が回転される。期間（ｄ）の開始時においては、期間（ｃ）において印加される電流に応じた同期電動機のトルクと、乗りかご側の荷重とつり合い錘の荷重との差分による負荷トルクとがつり合う磁極位置にて、同期電動機の回転が停止しているため、初期磁極位置を基準として、速度指令に応じた磁極位置をフィードフォワードで与えることにより、同期電動機を安定に回転させることができる。
【００３３】
ここで、同期電動機および綱車の回転方向の振動（以下、単に「振動」と記す）に関し、この振動が収まるまでの現象について、以下、図４を用いて説明する。
【００３４】
図４は、同期電動機のトルクと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差Δθｒとの関係を示す。なお、縦軸はトルクＴを示し、横軸はΔθｒを示す。
【００３５】
図４中、曲線で示される同期電動機のトルクＴｍは、電流指令（ｑ軸（トルク）電流指令）ｉｑｃを一定とすると、式（１）で表される。式（１）中、Ｋｔはトルク定数である。
【００３６】
【数１】
2018034912.tif 000003
【００３７】
Δθｒが０であるとき、同期電動機のトルクＴｍはコントローラが作成する電流指令に応じたトルクと一致する。なお、図４中の直線は、乗りかごとつり合いおもりの差分に対する負荷トルクＴＬを示す。
【００３８】
図４においては、乗りかご内の負荷が最大積載重量の半分以下、すなわち負荷が５０％以下である。従って、図４では、磁極位置センサが故障した状態で、小さな負荷で乗りかごを運転する場合が想定されている。そのような場合として、例えば、磁極位置センサの故障に対する保守作業を行うために、乗りかごを保守運転する場合がある。
【００３９】
ここで、本実施形態では、５０％負荷に対して、乗りかごとつり合い錘が釣り合うように、つり合い錘の重量が設定されている。従って、図４において、つり合い錘は乗りかご側よりも重いので、ＴＬは、つり合い錘を下降させ、乗りかごを上昇させる方向に働く。
【００４０】
なお、つり合い錘とつり合うためのかごの積載量は、５０％負荷に限らず、例えば４０％負荷でも良い。このような場合においても、つり合い錘が乗りかご側よりも重ければ、本実施形態は、適用可能である。
【００４１】
また、ＴｍがＴＬとつり合うだけの値を取り得るように、電流指令ｉｑｃが設定される。なお、本実施形態では、上述のように、電流指令作成部１は、定格トルク以上の出力トルクに応じた一定値の電流指令を出力する。
【００４２】
推定される初期磁極位置に対して、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差が点Ａの位置であった場合、ブレーキを開くとモータトルクＴｍと負荷トルクＴＬがつり合わないため、点Ｂの方へΔθｒが移動する。すなわち、同期電動機およびシーブが、ＴｍとＴＬとがバランスする方向へ回転する。同期電動機およびシーブは、ＴｍとＴＬとがバランスする位置を越えて回転する。すなわちΔθｒが点Ｂを越える。この時、ＴｍとＴＬの大小関係が、点Ｂを越える前とは逆転するので、Δθｒは、その移動方向が反転し、点Ｂへ向かって移動する。すなわち、同期電動機およびシーブは、回転方向を反転させて、ＴｍとＴＬとがバランスする方向へ回転する。Δθｒは、このような移動を繰り返し、所定の待機時間中に、点Ｂへ収束する。すなわち、同期電動機およびシーブは、回転振動するものの、所定の待機時間中に、ＴｍとＴＬがつり合う位置に静定する。
【００４３】
これにより、磁極位置センサが故障した状態でも、推定された初期磁極位置に基づいて同期電動機を制御することができるので、乗りかごを安定に運転することができる。
【００４４】
図５は、本実施形態におけるコントローラ１００の処理動作の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
まず、電流指令作成部１によって、電流指令ｉｑｃが出力される（ステップＳ１０１）。
【００４６】
次に、初期磁極位置推定部３によって、初期磁極位置が推定される（ステップＳ１０２）。
【００４７】
次に、推定された初期磁極位置が、磁極位置指令作成部２によって、磁極位置指令としてセットされる（ステップＳ１０３）。
【００４８】
次に、ブレーキ指令部２３によって、ブレーキが開放される（ステップＳ１０４）。
【００４９】
次に、コントローラ１００は、予め設定される所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。所定時間が経過していないと判定される場合（Ｓ１０５のＮＯ）、再度ステップＳ１０５が実行される。所定時間が経過したと判定される場合（Ｓ１０５のＹＥＳ）、次に、ステップＳ１０６が実行される。
【００５０】
ステップＳ１０６では、磁極位置指令作成部２によって、速度指令に対応する磁極位置指令作成し、磁極位置指令に応じて、同期電動機が制御される。
【００５１】
上述のように、第一の実施形態によれば、電流指令作成部は一定の電流値を出力し、かつ磁極位置指令作成部は初期磁極位置推定部で推定された初期磁極位置を出力した状態で、ブレーキ制御部がブレーキを開いた後に、コントローラは所定時間待機することで、モータの出力するトルクとつり合いトルクが平衡となる。これにより、コントローラが磁極位置指令作成部に、速度指令に応じた磁極位置を与えていくことで、安定してエレベーターを駆動することができる。
【００５２】
（第二の実施形態）
図６は、本発明の第二の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。以下、主に第一の実施形態とは異なる点について説明する。
【００５３】
本実施形態においては、乗りかご１０４の位置を検出する位置センサ６０が設けられる。この位置センサ６０として、本実施形態においては、ガバナロープを介して乗りかご１０４と連結されているガバナに取り付けられるエンコーダが用いられる。
【００５４】
なお、位置センサとしては、磁気式のテープからなるマーカーを昇降路内に設ける手段や、同期電動機に設けられるロータリーエンコーダのような回転位置センサ（角度あるいは位相検出器）など、乗りかごの移動を検出できる種々の手段を適用できる。
【００５５】
図７は、第二の実施形態における、コントローラ１００の機能ブロックと、電力変換器１０１および同期電動機１０３の関係を示す。
【００５６】
第一の実施形態（図２参照）とは異なり、位置センサ６０の出力信号が磁極位置指令作成部２に入力されている。ブレーキ指令部２３がブレーキを開放した後、位置センサ６０の出力信号に基づいて、同期電動機およびシーブの回転振動が収まったか否かを判断する。そして、磁極位置指令作成部２は、回転振動が収まったと判定すると、速度指令に応じた磁極位置を作成して出力する。
【００５７】
同期電動機およびシーブの回転振動は、主ロープを介して乗りかご１０４に伝わり、乗りかご１０４の振動を引き起こす。このため、ブレーキを開放後に磁極位置指令として初期磁極位置を設定して保持しながら位置センサ６０によって乗りかごの振動を検出することにより、同期電動機およびシーブの回転振動を検出することができる。なお、本実施形態においては、乗りかご１０４の振動は、ガバナロープを介して、ガバナに取り付けられる位置センサ６０（エンコーダ）に伝わる。
【００５８】
上述の第二の実施形態によれば、位置センサ６０を用いて同期電動機およびシーブの回転振動が収まったことを判定するので、確実に回転振動が収まった状態で乗りかごの移動を開始できると共に、ブレーキを開放してから乗りかごの移動が開始されるまでの待機時間を短縮できる。
【００５９】
（第三の実施の形態）
図８は、本発明の第三の実施形態であるエレベーターシステムを示す全体構成図である。以下、主に第一の実施形態とは異なる点について説明する。なお、本実施形態においては、乗りかごに人荷が搭載されている状況、例えば、磁極位置センサ故障時における救出運転を行う場合が想定される。
【００６０】
本実施形態においては、乗りかご１０４に、乗りかご内の荷重を検出するための秤センサ４が設けられる。秤センサ４の出力信号はコントローラ１００に入力される。
【００６１】
本実施形態において、秤センサ４は乗りかご内の乗客の人数を検出するために用いられる。通常運転中であれば、秤センサ４で検出される荷重に基づいて、コントローラ１００は、乗りかごとつり合い錘の重量差を補償するための同期電動機トルクを計算する。秤センサ４として、かご床面が金属である場合には、かご枠に設けられる近接センサなどでかご床面のたわみ量から荷重を推定する手段が適用される。
【００６２】
なお、秤センサとしては、主ロープ端に接続されるばねの変位から荷重を推定する手段などを適用しても良い。
【００６３】
図９は、第三の実施形態における、コントローラ１００の機能ブロックと、電力変換器１０１および同期電動機１０３の関係を示す。
【００６４】
第一の実施形態（図２参照）とは異なり、秤センサ４の出力信号、すなわち乗りかご内の負荷の情報が、磁極位置指令作成部２に入力されている。磁極位置指令作成部２は、秤センサ４から得られるかご内の負荷の情報に基づいて、図４に示したような同期電動機のトルクＴｍの正負を反転する。
【００６５】
より具体的には、乗りかご内の負荷が最大積載重量の半分以上である場合、つまり負荷が５０％以上のときに、モータトルクＴｍが反転される。ここで、本実施形態では、５０％負荷に対して、乗りかごとつり合い錘がつり合うように、つり合いおもりの重量が設定されている。従って、本実施形態においては、積載荷重も含めて乗りかご側がつり合い錘よりも重い場合に、モータトルクＴｍが反転される。
【００６６】
なお、つり合い錘とつり合うためのかごの積載量は、５０％負荷に限らず、例えば４０％負荷でも良い。このような場合においても、本実施形態は適用可能であり、乗りかご側がつり合い錘よりも重い場合に、モータトルクＴｍが反転される。
【００６７】
次に、モータトルクＴｍが反転される場合における、振動が収まるまでの現象について、図１０ａおよび１０ｂを用いて説明する。
【００６８】
図１０ａは、第三の実施形態における、同期電動機のトルクＴｍと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差（軸誤差）Δθｒとの関係を示す。なお、図４と同様に、縦軸はトルクＴを示し、横軸はΔθｒを示す。
【００６９】
同期電動機のトルクＴｍは、電流指令（ｑ軸（トルク）電流指令）ｉｑｃ、トルク定数Ｋｔを用いて、前述の式（１）と同様の式で表される。但し、本実施形態においては、Δθｒに対するＴｍの値の正負（方向）が反転されるように電流指令（ｑ軸（トルク）電流指令）ｉｑｃが設定される。
【００７０】
図１０ａに示すように、秤センサ４により負荷トルクＴＬが５０％以上であることが検出されると、モータトルクＴｍは、図４のＴｍに対し、正負が反転される。このため、図１０ａにおいては、図４におけるＴｍおよびＴＬが共に反転されている。従って、図４の場合と同様に、推定された初期磁極位置に対応する点Ａは、ＴｍとＴＬがバランスする点Ｂの周りを振動しながら、所定の待機時間中に点Ｂへ収束する。すなわち、本実施形態においても、同期電動機およびシーブは、回転振動するものの、所定の待機時間中に、ＴｍとＴＬがつり合う位置に静定される。
【００７１】
図１０ｂは、比較例として、モータトルクＴｍが反転されない場合について、同期電動機のトルクＴｍと、同期電動機における実際のｑ軸とコントローラにおけるｑ軸の位相差（軸誤差）Δθｒとの関係を示す。
【００７２】
図１０ｂに示す点Ａについては、図１０ａの場合と同様に、点Ｂに収束する。しかし、初期磁極位置の推定精度が高く、推定誤差がほぼ零である場合に、次のような問題が生じる。
【００７３】
初期磁極位置の推定誤差がほぼ零である場合、点Ａは、図１０ｂのＴｍ上のΔθｒ＝０に対する点、すなわち正のピークに位置する。この場合、モータトルクのほうが負荷トルクよりも大きく、かつ、その差分も大きくなる。従って、大きなトルク（ＴｍとＴＬの差分トルク）で点Ａは点Ｂに向って移動を開始するので、振動の振幅が大きくなり、振動が静定するまでの時間も長くなる。また、点Ａが点Ｂに収束せず、脱調を生じる怖れもある。
【００７４】
上述のように、負荷状態に応じてトルク指令を反転させることで、第一の実施形態と同様に、磁極位置センサが故障した状態でも、推定された初期磁極位置に基づいて同期電動機を制御することができるので、乗りかごを安定に運転することができる。
【００７５】
図１１は、第三の実施形態におけるコントローラ１００の処理動作の流れを示すフローチャートである。以下、第一の実施形態（図５）と異なる点について説明する。
【００７６】
図１１に示すように、第三の実施形態においては、初期磁極位置を磁極位置指令としてセットするステップＳ２０３（図５ではステップＳ１０３）と、ブレーキを開放するステップＳ２０６（図５ではステップＳ１０４）との間に、負荷が５０％以上であるか否かを判定するステップＳ２０４と、トルク指令を反転させるステップＳ２０５が設けられる。
【００７７】
ステップＳ２０１，Ｓ２０２およびＳ２０３は、それぞれ図５のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３と同様である。
【００７８】
ステップＳ２０４において、秤センサ４からの情報に基づいて、コントローラ１００が、負荷が５０％以上であると判定する場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、次にステップＳ２０５が実行される。負荷が５０％以上ではないと判定される場合（Ｓ２０４のＮＯ）、ステップＳ２０５はスキップされ、次にステップＳ２０６が実行される。この場合、Ｔｍは反転されず、図４に示すＴｍが保持される。
【００７９】
ステップＳ２０５においては、コントローラ１００に設定されているＴｍの正負が反転される。ステップＳ２０５の次に、ステップＳ２０６が実行される。
【００８０】
ステップＳ２０６，Ｓ２０７およびＳ２０８は、それぞれ図５のステップＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６と同様である。
【００８１】
上述のように、第三の実施形態によれば、乗りかご内の負荷の情報に基づいて、トルク指令を反転させることで、乗りかご内の負荷が大きくても、磁極位置センサが故障した状態で、乗りかごを安定に運転することができる。
【００８２】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
【００８３】
例えば、同期電動機は、永久磁石式同期電動機に限らず、巻線界磁式同期電動機でも良い。また、永久磁石式同期電動機は、表面磁石型に限らず埋め込み磁石型でも良い。
【符号の説明】
【００８４】
１  電流指令作成部
２  磁極位置指令作成部
３  初期磁極位置推定部
４  秤センサ
５  位置センサ
６  遮蔽板
１０  ブレーキ電源停止指令
２１  電流制御部
２２  電流センサ
２３  ブレーキ指令部
６０  位置センサ
１００  コントローラ
１０１  電力変換器
１０２  ブレーキ
１０３  同期電動機
１０４  乗りかご
【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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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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