(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令とモータの速度検出との偏差分をＰＩ演算部に入力してトルク指令を生成し、電流制御部によって求められた電圧指令に基づき電力変換部を介してモータの速度を制御するよう構成されたエレベータシステムにおいて、
前記トルク指令を入力して補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部と、補正ゲイン演算部の補正ゲイン出力に対して制限を加えるリミッタ回路と、リミッタ回路の出力値と前記速度指令と速度検出との偏差分を乗算して前記ＰＩ演算部に出力する乗算回路を備えたことを特徴としたエレベータ制御装置。
【請求項２】
前記補正ゲイン演算部は、エレベータ運転が開始され、ブレーキ開放から乗りかごの加速開始直前までと、加速開始から運転停止まで、および運転停止中それぞれで異なる演算に基づく補正ゲインとしたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ制御装置。
【請求項３】
前記補正ゲイン演算部は、エレベータの運転が開始されてブレーキ開放から乗りかごの加速開始直前までの補正ゲインをＫc(t)＝１＋Ｋset・（Ｉq*％／１００）とし、
加速開始から運転停止までの補正ゲインをＫc(t)＝Ｋc(t-1)とし、
運転停止中をＫc(t)＝１
とした演算に基づく補正ゲインを出力することを特徴とする請求項２記載のエレベータ制御装置。
（（ただし、Ｋc：補正ゲイン、Ｋset：パラメータ設定値（０〜１）、Ｉq*％：トルク指令［％］）
【請求項４】
前記リミッタ回路による補正ゲインＫcの出力は、０．５≦Ｋc≦１．５であることを特徴とする請求項１乃至３記載の何れか１項であるエレベータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ制御装置に係わり、特に、トルク指令を用いて速度制御応答を調整する自動調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エレベータは乗りかご内の積載量が定格の約５０％の状態でカウンタウェートとバランスするよう設計されている。そのため、乗りかご内の積載量が５０％より大きいときに乗りかごが下降する方向に力が加わり、５０％より小さいときに乗りかごが上昇する方向に力が加わる。乗りかごを起動するときにはブレーキ装置のブレーキを開放し、モータの動力により乗りかごを上昇または下降させる。このブレーキ開放時に、乗りかごとカウンタウェートとの重量バランスによっては、運転開始時に乗りかごの飛び出し、逆転動作が発生する。このため、適宜なモータトルクを必要とし、このトルク指令を生成するために重量検出装置を設けて乗りかごとカウンタウェートとの不均衡を検出し、モータに対して不均衡を打ち消すようなトルクを発生させている。
【０００３】
重量検出装置は、設置箇所や環境の変化によって測定値にばらつきが生じて不均衡に対応したトルクが発生しない等の理由によって、重量検出装置を設置しないエレベータ制御装置が、例えば特許文献１，２等によって公知となっている。
【０００４】
図４は重量検出装置を用いない場合のモータの制御ブロックを示したものである。速度指令と速度検出との差分をＰＩ演算部１に入力してＰＩ演算し、トルクリミッタ回路２を介して電流指令演算部３に入力して電流指令を生成する。電流制御部４では、電流指令と電流検出部６により検出された電流検出との差分に基づいて電圧指令を生成し、この電圧指令によりインバータ（電力変換部）を介してモータ７を制御する。モータ７の速度は、磁極位置を検出するエンコーダ８、磁極位置から位相を検出する位置検出部９、および位相信号から速度検出部１０により速度信号を演算し、速度検出として速度指令との差演算が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１１８２９
【特許文献２】特開２００９−５７１８６
【特許文献３】特開２００９−１１３９７９
【特許文献４】特開２００４−１０２２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エレベータに使用されるモータには、突極比が１に近い（Ｌd≒Ｌq）ものが多い。その場合のモータのトルクＴは、式１のようにトルク電流Ｉqに比例した式で与えられる。
Ｔ＝ｐ・Φ・Ｉq              ……    式１
（ここで、Ｔ：トルク、ｐ：極対数、Φ：鎖交磁束、Ｉq：トルク電流）
トルクＴが式１で与えられることで、電流制御が正常に動作してトルク指令
Ｉq*（トルク電流の目標値）とトルク電流Ｉqが略一致している場合には、式２が成立する。
Ｔ≒ｐ・Φ・Ｉq*              ……    式２
また、ブレーキの開放時に乗りかごが引っ張られる方向は、乗りかご内の積載量によって変化し、モータは引っ張られる方向と反対方向にトルク出力する。エレベータシステムの場合、モータの出力トルクと乗りかご内の積載量との関係は図５となり、乗りかご内の積載量Ｍは式３のようにトルク指令Ｉq*に比例する。
Ｍ＝０．５・（Ｉq*％）＋５０    ……  式３
図３は、重量検出装置を用いない場合で、乗りかご内の積載量５０％以上で上昇するときの速度指令に対する乗りかご速度、トルク指令および補正ゲインを示したもので、破線で示すように乗客人数が増えて乗りかご内の積載量Ｍが大きくなってエレベータシステムの慣性が大きくなると、速度指令に対する乗りかご速度の追従性が遅くなるという問題がある。
なお、速度の追従性を改善するものとしては、特許文献３，４があり、この文献は重量検出装置を用いた場合のもので、荷重検出の出力をトルク指令に加算して補正量としている。
【０００７】
本発明が目的とするところは、重量検出装置を用いない場合で、慣性が大きくなっても速度の追従性を損なうことのないエレベータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、速度指令とモータの速度検出との偏差分をＰＩ演算部に入力してトルク指令を生成し、電流制御部によって求められた電圧指令に基づき電力変換部を介してモータの速度を制御するよう構成されたエレベータシステムにおいて、
前記トルク指令を入力して補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部と、補正ゲイン演算部の補正ゲイン出力に対して制限を加えるリミッタ回路と、リミッタ回路の出力値と前記速度指令と速度検出との偏差分を乗算して前記ＰＩ演算部に出力する乗算回路を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の補正ゲイン演算部は、エレベータ運転が開始され、ブレーキ開放から乗りかごの加速開始直前までと、加速開始から運転停止まで、および運転停止中それぞれで異なる演算に基づく補正ゲインとしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の補正ゲイン演算部は、エレベータの運転が開始されてブレーキ開放から乗りかごの加速開始直前までの補正ゲインをＫc(t)＝１＋Ｋset・（Ｉq*％／１００）とし、
加速開始から運転停止までの補正ゲインをＫc(t)＝Ｋc(t-1)とし、
運転停止中をＫc(t)＝１
とした演算に基づく補正ゲインを出力することを特徴とするものである。
（（ただし、Ｋc：補正ゲイン、Ｋset：パラメータ設定値（０〜１）、Ｉq*％：トルク指令［％］）
また、本発明のリミッタ回路による補正ゲインＫcの出力は、０．５≦Ｋc≦１．５であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のとおり、本発明によれば、重量検出装置を用いない場合で慣性が変化しても、速度指令に対するモータの回転速度の追従性を一定に保つよう制御することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示す速度制御装置の構成図。
【図２】トルク指令と補正ゲインの関係図。
【図３】エレベータ運転時の各部波系図。
【図４】従来のエレベータ速度制御装置の構成図。
【図５】乗りかご内積載量とモータ出力トルクの関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の実施例を示したもので、図４と同一の部分に同一符号を付してその説明を省略する。１１は補正ゲイン演算部で、補正ゲインＫc(t)の演算をエレベータの運転開始から運転停止後までの動作期間に亘り式４に基づき各別に演算する。１２はリミッタ回路で、演算された補正ゲインＫc(t)を０．５≧Ｋc≧
１．５の範囲に制限し、その出力を乗算器１３に出力して、速度指令と速度検出の偏差分に乗算する。
【００１４】
補正ゲイン演算部１１の動作について説明する。補正ゲイン演算部１１は、図３で示す時刻ｔ0で運転指令を出してから時刻ｔ5で運転指令オフ後の期間で異なる動作を行う。
先ず、時刻ｔ0で運転指令がオンになり、ブレーキ装置によるブレーキが時刻ｔ1で開放されて時刻ｔ2で速度指令が立ち上がる（加速開始直前）までの間は式４−１の演算、および更新を行う。
Ｋc(t)＝１＋Ｋset・（Ｉq*％／１００）      ……      式４−１
（（Ｋc：補正ゲイン、Ｋset：パラメータ設定値（０〜１）、Ｉq*％：トルク指令［％］）
加速開始直前でのモータ７の回転は停止状態にあり、乗りかご内の積載量に応じたトルクとなっている。加速開始時刻ｔ2から時刻ｔ3の着床、時刻ｔ4のブレーキの閉じを経て時刻ｔ5までの運転中は乗りかご内の積載量に応じたトルク値である式４−２を使用する。エレベータ運転中には、乗りかご内の積載量に変化は生じないため加速開始直前の補正ゲインを使用する。
Ｋc(t)＝Ｋc(t-1)                            ……      式４−２
時刻ｔ5の運転停止後は、人の乗り降りにより乗りかご内の積載量に変化が生じるため、式４−３のように一旦補正ゲインを１に戻す。
Ｋc(t)＝１                                  ……      式４−３
なお、Ｋsetはエレベータシステム固有の設定値である。補正ゲインＫc(t)演算後にリミッタ回路１２でリミット処理を行うことで、乗りかご内の積載量により速度制御用ゲインの上がり過ぎ、下がり過ぎによる速度追従不良や振動発生を抑えている。
【００１５】
図２はパラメータ設定値Ｋsetを０〜１に変化させたときのトルク指令Ｉq*［％］とリミット後の補正ゲインＫcの関係を示したものである。
乗りかご内の積載量Ｍが５０％以上のときモータ７に対するトルク指令Ｉq*［％］は正になるので補正ゲインＫcはＫc(t)＞１となり、ＰＩ演算部１に入力する値がトルク指令より大きくなって応答性が良くなる。また、乗りかご内の積載量Ｍが５０％以下のときには、トルク指令Ｉq*［％］はゼロになるので、Ｋc(t)＜１となり、補正ゲイン演算部１１がないときに比較して遅い動作となる。
【００１６】
図３において、エレベータ停止中ではモータ７はブレーキ装置によって固定されており、時刻ｔ0で運転指令が入力されると時刻ｔ1でブレーキの開放が開始される。速度指令は時刻ｔ2まではゼロであるので、モータ７は、ブレーキ開放時には乗りかご位置が変動しないようトルク指令に基づき引っ張られる方向とは反対方向のトルクを出力する。時刻ｔ2で速度指令が新たに出力されるが、このトルク指令が前記式３を満足している。
【００１７】
乗りかご位置を保持するためのモータ７の出力トルクは、インバータ５のトルク指令によって制御されており、そのトルク指令の向きや大きさから乗りかご内の積載量を推定することが出来る。その推定積載量に合わせて、補正ゲイン演算部１１による補正ゲインによって速度制御の応答を調整しているので、乗りかご内の積載量によりエレベータシステムの慣性が変化しても、速度指令に対するモータの回転速度の追従性を一定に保つよう制御できる。
時刻ｔ3で着床し、速度指令がゼロとなることでトルク指令が出力される。時刻ｔ4でブレーキが閉じられ、所定の時間が経過したところで運転停止指令が出力されて補正ゲイン１となる。
【００１８】
以上本発明によれば、エレベータシステムにおいて、重量検出装置を用いない場合で慣性が変化しても、速度指令に対するモータの回転速度の追従性を一定に保つよう制御することが可能となるものである。なお、モータとしてはＰＭモータを含む同期電動機、誘導電動機および直流電動機を対象とする。
【符号の説明】
【００１９】
１…  ＰＩ演算部
２…  トルクリミッタ回路
３…  電流指令演算部
４…  電流制御部
５…  インバータ（電力変換部）
６…  電流検出器
７…  モータ
１１…  補正ゲイン演算部
１２…  リミッタ回路
１３…  乗算部
【図１】
0006390394.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006390394.tif 000005
【図５】
0006390394.tif 000006