(57)【要約】【課題】エレベータのモータ駆動制御装置において、機械的共振点で発生する振動のみを抑制可能とする。【解決手段】速度検出装置１３、回転角変換装置３０、位相調整装置３１、正弦演算装置３３を通じて電動機１２のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号が生成される。これを速度制御装置１５から出力されるトルク指令に乗せることで振動成分が相殺される。その際、速度換算ゲイン調整装置４０にて電動機の速度に応じたゲインＫが設定され、ゲイン調整装置３５にてそのゲインＫを用いて所定の速度範囲内でのみ正弦演算装置３３の波形信号に対してゲイン調整が行われる。これにより、ある程度加速したときに発生する機械的共振点での振動のみを適格に抑制することができる。【選択図】    図１
2005051865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のモータ駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータのモータ駆動制御装置において、
上記電動機の速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて、上記電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号を生成する波形信号生成手段と、
上記電動機の速度に応じたゲインを設定するゲイン設定手段と、
このゲイン設定手段によって設定されたゲインを所定の速度範囲内で上記波形信号生成手段によって生成された波形信号に乗じてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、
このゲイン調整手段によって得られた信号をトルク補償値として用い、そのトルク補償値に従って上記電動機に対するトルク指令を補償して上記電動機のモータ駆動を制御する駆動制御手段と
を具備したことを特徴とするエレベータのモータ駆動制御装置。
【請求項２】
予め上記電動機の速度に対する最適なゲインのデータが設定されたテーブル手段を備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて上記テーブル手段から該当するゲインを読み出すことを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。
【請求項３】
上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの位置を検出する乗りかご位置検出手段と、
この乗りかご位置検出手段によって検出された上記乗りかごの位置を微分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。
【請求項４】
上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごに生じる振動を検出する乗りかご振動検出手段と、
この乗りかご振動検出手段によって検出された上記乗りかごの振動を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。
【請求項５】
上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの荷重を検出する乗りかご荷重検出手段と、
この乗りかご荷重検出手段によって検出された上記乗りかごの荷重を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。
【請求項６】
上記ゲイン調整手段から出力されるトルク補償値が予め設定されたリミット値を超えているか否かを判断する判断手段と、
この判断手段によって上記トルク補償値が上記リミット値を超えていると判断された場合に異常通知を行う異常通知手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエレベータのモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータに用いられるモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータのような回転体のトルクで外部から駆動対象を直線運動させる場合、リンク機構やベルトもしくはロープ等を回転体と組合わせ、モータトルクを所定の駆動方向の駆動力に変換することが広く行われている。こうした装置では、回転体の支持機構と回転体の回転軸が一致しない偏心や、回転体の回転軸と回転体の回転重心が一致しない動的アンバランスがあると、装置全体に振動が発生し、駆動対象に安定した動きを付与することが困難になる。
【０００３】
特に、エレベータであれば、電動機のモータで駆動される乗りかごに同相の上下動が発生し、偏心もしくは動的アンバランスがある回転体の回転周期によって乗りかごが上下に加振されて乗り心地が損なわれることになる。
【０００４】
ここで、回転体の質量をｍ、回転重心と回転軸との間の距離（回転体の半径）をｒ、回転体の角速度をωとすると、回転軸には以下のような遠心力ｆが作用する。
【０００５】
ｆ＝ｍｒω２  
この遠心力ｆが動バランスとして装置に作用して振動が発生し、乗りかごを上下に加振させることになる。
【０００６】
このような回転時に生じる振動を抑制する手法としては、偏心や動的アンバランスが振動源とならないように回転体の機械的精度を高める手法が一般的である。しかし、この手法では回転体の加工や取付けに時間がかかるため、装置コストの上昇を招いてしまう。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１などで知られているように、トルク補償によりモータ回転時の振動を制御的に抑制する方法が提案されている。
【０００８】
図１６にこのような振動制御機能を備えたモータ駆動制御装置の従来構成を示す。乗りかご２１の駆動源である電動機１２はエレベータの機械室に設置されており、インバータ装置１０から供給される駆動電流を受けてモータが回転駆動する。この電動機１２のモータ駆動に伴いシーブ２０が回転し、そのシーブ２０に巻回されたロープ２３を介して乗りかご２１が昇降路内をカウンタウエイト２２と共に昇降動作する。
【０００９】
ここで、電動機１２のモータ駆動に伴い、そのときの電動機１２の回転速度Ｖｂが速度検出装置１３によって検出される。速度制御装置１５では、この電動機１２の回転速度Ｖｂと、速度指令装置１４から与えられた電動機１２の目標速度Ｖａとの偏差を求めることにより、その偏差に応じたトルク指令を出力する。インバータ電流制御装置１６では、このトルク指令に応じた電流値を求め、その電流値とインバータ電流検出装置１１によって検出される電流値との偏差に基づいて電動機１２に電流供給を行うことにより、電動機１２のモータを上記トルク指令に従って駆動する。
【００１０】
このような速度制御系に対し、電動機１２のモータ駆動時に発生する振動を抑制するための構成要素として、回転角変換装置３０、位相調整装置３１、角速度変換装置３２、正弦演算装置３３、加算装置３４ａ、ゲイン調整装置３５、加算装置３４ｂが設けられている。
【００１１】
回転角変換装置３０は、速度検出装置１３から出力される電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて電動機１２の回転角θを算出する。位相調整装置３１は、動バランスの位置と電動機１２の回転角度の位相のずれを調整するものであり、その位相補償値φを出力する。加算装置３４ａは、回転角θと位相補償値φとを加算した値（θ＋φ）を位相補償後の回転角として正弦演算装置３３に出力する。正弦演算装置３３は、この回転角の一次関数に関する正弦値を演算し、その演算結果として得られるｓｉｎ（θ＋φ）なる波形信号をゲイン調整装置３５に出力する。
【００１２】
一方、角速度変換装置３２は、上記電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて角速度ωを算出し、その角速度ωの２乗分をゲイン調整装置３５に出力する。ゲイン調整装置３５では、この角速度ωの２乗分をゲイン調整値として用い、上記正弦演算装置３３の出力ｓｉｎ（θ＋φ）にω２を乗算した値をトルク補償値として加算装置３４ｂに出力する。なお、実際には上記ω２の他に、さらに回転体の質量ｍと半径ｒを乗算した結果が出力される。
【００１３】
このときの様子を図１７に示す。
【００１４】
今、図１７に示すような波形を有する速度指令Ｖａに従って電動機１２のモータが回転駆動されたとする。この電動機１２のモータ駆動により乗りかご２１が徐々に加速しながら目的階に向かって移動することになるが、そのときに上述したような動バランスによる振動が発生し、乗りかご２１を上下に加振して乗り心地を悪くさせる。
【００１５】
そこで、従来の構成では、この動バランス分である角速度ωの２乗分（実際にはｍｒω２  ）をゲインの大きさとして用い、これを回転角の正弦波ｓｉｎ（θ＋φ）に乗じることにより、図中に示すように、振動成分と逆位相の波形信号をトルク指令に乗せて振動成分を相殺するようにしていた。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００３−８３７６９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、図１７に示すように、ゲインの大きさをω２（実際にはｍｒω２  ）とし、これを走行中（つまり速度指令があって電動機１２のモータが回転を開始して停止するまでの間）、常にゲイン調整を行っていた。このため、機械的共振点にある振動成分を抑制することはできるが（図中のｆ１参照）、その一方で共振点以外の箇所で振動成分が生じてしまうといった問題があった（図中のｆ２参照）。
【００１８】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、機械的共振点で発生する振動のみを抑制可能とし、装置の機能を満足するとともにコストの低減化および信頼性の向上が図れるエレベータのモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機のモータ駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータのモータ駆動制御装置において、上記電動機の速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて、上記電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号を生成する波形信号生成手段と、上記電動機の速度に応じたゲインを設定するゲイン設定手段と、このゲイン設定手段によって設定されたゲインを所定の速度範囲内で上記波形信号生成手段によって生成された波形信号に乗じてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、このゲイン調整手段によって得られた信号をトルク補償値として用い、そのトルク補償値に従って上記電動機に対するトルク指令を補償して上記電動機のモータ駆動を制御する駆動制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号が生成され、これをトルク指令に乗せることで振動成分が相殺される。その際、電動機の速度に応じたゲインが設定され、そのゲインを用いて所定の速度範囲内でのみ上記波形信号に対してゲイン調整が行われる。これにより、ある程度加速したときに発生する機械的共振点での振動のみを適格に抑制することができる。
【００２１】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、予め上記電動機の速度に対する最適なゲインのデータが設定されたテーブル手段を備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて上記テーブル手段から該当するゲインを読み出すことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、その都度、電動機の速度から演算処理によりゲインを算出しなくとも、テーブル検索にて当該速度に応じた最適なゲインを読み出して簡単に設定することができる。
【００２３】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの位置を検出する乗りかご位置検出手段と、この乗りかご位置検出手段によって検出された上記乗りかごの位置を微分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの位置が検出され、そのかご位置を微分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２５】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごに生じる振動を検出する乗りかご振動検出手段と、この乗りかご振動検出手段によって検出された上記乗りかごの振動を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの振動が検出され、そのかご振動を積分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの荷重を検出する乗りかご荷重検出手段と、この乗りかご荷重検出手段によって検出された上記乗りかごの荷重を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの荷重が検出され、そのかご荷重を積分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２９】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記ゲイン調整手段から出力されるトルク補償値が予め設定されたリミット値を超えているか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって上記トルク補償値が上記リミット値を超えていると判断された場合に異常通知を行う異常通知手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、ゲイン調整手段から予め設定されたリミット値を超えるトルク補償値が出力されている場合に、それを速やかに検知して異常通知することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１の構成において、図１６のモータ駆動制御装置と同一の部分には同一符号を付してある。
【００３３】
乗りかご２１の駆動源である電動機１２はエレベータの機械室に設置されており、インバータ装置１０から供給される駆動電流を受けてモータが回転駆動する。この電動機１２のモータ駆動に伴いシーブ２０が回転し、このシーブ２０に巻回されたロープ２３を介して乗りかご２１が昇降路内をカウンタウエイト２２と共に昇降動作する。
【００３４】
このようなエレベータにおいて、速度検出装置１３、速度指令装置１４、速度制御装置１５、インバータ電流制御装置１６を備えたモータ駆動制御装置が電動機１２と共に機械室に設定されている。
【００３５】
速度検出装置１３は、電動機１２の回転速度Ｖｂを検出する。速度指令装置１４は、エレベータの起動指令を受けて乗りかご２１の目標速度Ｖａを設定する。速度制御装置１５は、この目標速度Ｖａに合わせて電動機１２を駆動するべく、目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差を求め、その偏差に応じたトルク指令を出力する。
【００３６】
さらに、このモータ駆動制御装置は、回転角変換装置３０、位相調整装置３１、角速度変換装置３２、正弦演算装置３３、加算装置３４ａ，３４ｂ、ゲイン調整装置３５、速度換算ゲイン乗算装置３６、速度換算ゲイン設定装置４０を備える。
【００３７】
回転角変換装置３０は、速度検出装置１３から出力される電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて電動機１２の回転角θを算出する。位相調整装置３１は、動バランスの位置と電動機１２の回転角度の位相のずれを調整するものであり、その位相補償値φを出力する。加算装置３４ａは、回転角θと位相補償値φとを加算した値（θ＋φ）を位相補償後の回転角として正弦演算装置３３に出力する。正弦演算装置３３は、この回転角の一次関数に関する正弦値を演算し、その演算結果としてｓｉｎ（θ＋φ）なる波形信号をゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２は、上記電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて角速度ωを算出し、その角速度ωの２乗分を出力する。
【００３８】
ここで、速度換算ゲイン乗算装置３６および速度換算ゲイン設定装置４０は本発明の特徴部分であり、これらは電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲイン調整を実現するための構成要素である。
【００３９】
すなわち、速度換算ゲイン設定装置４０は、速度検出装置１３によって検出される回転速度Ｖｂを受け、予め決められた速度範囲内でそのときの回転速度Ｖｂに応じたゲインＫの値を設定する（図３参照）。また、速度換算ゲイン乗算装置３６は、上記角速度変換装置３２によって求められた角速度ωの２乗分に、上記速度換算ゲイン設定装置４０によって設定されたゲインＫを乗算してゲイン調整装置３５に出力する。これにより、ゲイン調整装置３５では、上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じた値をゲイン調整値として用い、これを上記正弦演算装置３３の出力である正弦波ｓｉｎ（θ＋φ）に乗じた結果をトルク補償値として加算装置３４ｂに出力する。なお、実際には上記角速度ωの２乗分にさらに回転体の質量ｍと半径ｒが乗算される。
【００４０】
次に、図２を参照して上記ようにした構成されるモータ駆動制御装置の動作について説明する。
【００４１】
図２はこのモータ駆動制御装置の動作を示すフローチャートであり、動バランスによる振動を抑制するためのトルク補償の手順が示されている。
【００４２】
エレベータの走行時において、インバータ装置１０からトルク指令に従った駆動電流が電動機１２に供給されて電動機１２のモータが回転駆動される。このときの電動機１２の回転速度Ｖｂが速度検出装置１３によって検出され、速度制御装置１５、回転角変換装置３０および角速度変換装置３２にそれぞれ与えられる（ステップＳ１１）。
【００４３】
ここで、速度指令装置１４によって設定された目標速度Ｖａに合わせて電動機１２を駆動するべく、速度制御装置１５では、その目標速度Ｖａと電動機１２の回転速度Ｖｂとの偏差（Ｖａ−Ｖｂ）を求め、その偏差に応じたトルク指令を出力する（ステップＳ１２）。
【００４４】
一方、回転角変換装置３０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに対する角速度ωを求め、その角速度ωを積分演算して単位時間当たりの回転角θを出力する（ステップＳ１３）。その際、位相調整装置３１により回転角変換装置３０から出力された回転角θに対してφ分の位相補償を行って正弦演算装置３３に与える（ステップＳ１４）。正弦演算装置３３では、位相補償後の回転角（θ＋φ）の正弦値を演算し、その演算結果として得られるｓｉｎ（θ＋φ）をゲイン調整装置３５に出力する（ステップＳ１５）。
【００４５】
また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωを２乗演算して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する（ステップＳ１７）。このとき、速度換算ゲイン設定装置４０では、所定の速度範囲内で電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを算出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力している（ステップＳ１９）。速度換算ゲイン乗算装置３６では、角速度ωの２乗とゲインＫを乗算することにより、これをゲイン調整値としてゲイン調整装置３５に出力する（ステップＳ１８）。
【００４６】
これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）に速度換算ゲイン乗算装置３６の演算結果Ｋω２を乗算してゲイン調整を行い、所定の速度範囲内でのみ有効となる振動成分と逆位相の波形信号を生成する（ステップＳ１６）。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。
【００４７】
そして、このゲイン調整装置３５の出力信号（振動成分と逆位相の波形信号）に基づいてトルク指令が補償され（ステップＳ２０）、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される（ステップＳ２１）。
【００４８】
図３は上記モータ駆動制御装置における各信号の波形特性を示す図であり、上から順に速度指令、乗りかごの動バランス変動加速度、ゲインＫの関数、正弦値、トルク補償後の乗りかご加速度に関する各波形が示されている。
【００４９】
動バランス変動は角速度ωの２乗に比例しており、加減速中には２次関数的に増加する。そこで、トルク補償として、角速度ωの２乗分を出力すると共に、振動発生領域に相当する加減速期間にゲインＫを出力する。この場合、加減速時にはそのときの速度に比例してゲインＫの値を増加させ、一定走行中には一定値を出力する。
【００５０】
なお、ゲイン調整の開始時期および終了時期は、電動機１２（乗りかご２１）の速度に応じて予め決められているものとする。すなわち、通常は電動機１２（乗りかご２１）がある程度加速した後に振動が生じるため、図３に示すように加速時に所定速度に達した時点でゲイン調整を開始し、減速時に上記所定速度以下になった時点でゲイン調整を終了するものとする。
【００５１】
このように、エレベータ走行中の全領域に対してゲイン調整を行うのではなく、振動が発生する領域でのみゲイン調整を行って、振動成分と逆位相の波形信号をトルク補償値として出力することで、振動成分を適格に相殺することができる。これにより、電動機１２のモータがスムーズに回転することになり、電動機１２の乗り心地を改善することができる。
【００５２】
また、このようなモータ制御にて振動成分を抑制する方法を採っているので、例えば回転体の加工などを含む機械的な工夫を不要としてコスト低減化を図ることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５４】
図４は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図４の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００５５】
図４に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、データテーブル４１が備えられていることである。このデータテーブル４１は、図５に示すように予め電動機１２（モータ）の各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定されたテーブルであり、速度換算ゲイン設定装置４０に接続されている。
【００５６】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００５７】
ここで、速度換算ゲイン設定装置４０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを求めて速度換算ゲイン乗算装置３６に出力するが、その際にデータテーブル４１を利用する。すなわち、データテーブル４１から現在の回転速度Ｖｂに該当するゲインＫのデータを読み出して、これを速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００５８】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００５９】
このように、予め各速度に対応したゲインデータが設定されたデータテーブル４１を設けておくことで、速度換算ゲイン設定装置４０が振動抑制のためのゲインＫを設定する際に、その都度、電動機１２の速度から演算処理によりゲインＫの値を算出しなくとも、テーブル検索にて当該速度に応じた最適なゲインを読み出して簡単に設定することができる。
【００６０】
また、その都度演算にてゲインＫを求める方法では誤差が生じる可能性があるが、データテーブル４１を利用することで、そのような誤差の影響を回避することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６２】
図６は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図６の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００６３】
図６に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご位置検出装置５０、乗りかご速度検出装置５１、微分演算装置５２が設けられていることであり、モータ駆動時における乗りかご２１の位置から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００６４】
乗りかご位置検出装置５０は、例えばガバナ（調速機）などに設置される回転検出器からなり、電動機１２のモータ駆動により昇降動作する乗りかご２１の現在位置を示す信号（パルス信号）を時系列で微分演算装置５２に出力する。微分演算装置５２は、乗りかご位置検出装置５０から出力される乗りかご２１の位置信号を微分演算して乗りかご速度検出装置５１に出力する。乗りかご速度検出装置５１は、この微分演算装置５２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００６５】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００６６】
ここで、第３の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置５１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出される。
【００６７】
すなわち、乗りかご位置検出装置５０によって乗りかご位置Ｓ（ｔ）が検出されると、微分演算装置５２にて、その乗りかご位置Ｓ（ｔ）に基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）が下記の式（１）にて算出される。
【００６８】
【数１】
2005051865.tif 000003
【００６９】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００７０】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の位置から速度を求め、そのかご速度に応じて所定の速度範囲でのみゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、電動機１２の速度ではなく、乗りかご２１の速度を利用してゲイン調整することで、実際に乗客が乗っている乗りかご２１の速度に着目して、より最適なゲイン調整を行うことができる。これにより、走行中での振動を防止して乗り心地を改善することができる。
【００７１】
（変形例）
図７は第３の実施形態の変形例を示す図であり、上記第２の実施形態におけるデータテーブル４１を利用した場合の構成を示している。この場合、データテーブル４１には、予め乗りかご２１の各速度毎にゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置５１からかご速度を得た際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【００７２】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【００７３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００７４】
図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図８の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００７５】
図８に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご振動検出装置６０、乗りかご速度検出装置６１、積分演算装置６２が設けられていることであり、モータ起動時における乗りかご２１の振動から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００７６】
乗りかご振動検出装置６０は、例えば乗りかご２１の底部に設置される振動センサからなり、走行中に乗りかご２１に生じる振動の変化量を検出して、その検出信号を積分演算装置６２に出力する。積分演算装置６２は、乗りかご振動検出装置６０から出力される乗りかご２１の振動信号を積分して乗りかご速度検出装置６１に出力する。乗りかご速度検出装置６１は、この積分演算装置６２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００７７】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００７８】
ここで、第４の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。このときの乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出されている。
【００７９】
すなわち、乗りかご振動検出装置６０によって乗りかご振動αが検出されると、積分演算装置６２にて、その乗りかご振動αに基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）が下記の式（２）にて算出される。この場合、乗りかご振動αの変化は走行中の乗りかご２１の加速度変化として見なすことができる。そこで、下記のように乗りかご振動αを積分することで、その積分値をかご速度Ｖ（ｔ）として得ることができる。
【００８０】
【数２】
2005051865.tif 000004
【００８１】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００８２】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の振動を検出し、その振動信号に基づいて乗りかご２１の速度を求めてゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、乗りかご２１に実際に生じている振動に基づいてゲイン調整を行うことになるので、上記第１の実施形態の構成によりも、さらに精度良く振動を抑制することができる。
【００８３】
（変形例）
図９は第４の実施形態の変形例を示す図であり、データテーブル４１を追加した場合の構成を示している。
【００８４】
このデータテーブル４１は、上記第２の実施形態と同様のものであり、図５に示すように、予め各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１からかご速度を取得した際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【００８５】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００８７】
図１０は本発明の第５の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１０の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００８８】
図１０に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご荷重検出装置７０、乗りかご速度検出装置６１、積分演算装置６２が設けられていることであり、モータ起動時における乗りかご２１の荷重量から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００８９】
乗りかご荷重検出装置７０は、例えば乗りかご２１の底部に設置される荷重センサからなり、走行中に乗りかご２１の荷重変化量を検出して、その検出信号を積分演算装置６２に出力する。積分演算装置６２および乗りかご速度検出装置６１について上記第４の実施形態と同様である。ただし、ここでは積分演算装置６２が乗りかご荷重検出装置７０から出力される乗りかご２１の荷重信号を積分して乗りかご速度検出装置６１に出力する。乗りかご速度検出装置６１は、この積分演算装置６２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００９０】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００９１】
ここで、第５の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。このときの乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出されている。
【００９２】
すなわち、乗りかご荷重検出装置７０によって乗りかご荷重が検出されると、そのときの荷重値をＰ１、また、静止時の荷重値をＰ０、重力加速度をｇとすると、走行中の乗りかご２１の加速度βは下記の（３）式のように荷重値の変化量で表すことができる。
【００９３】
【数３】
2005051865.tif 000005
【００９４】
積分演算装置６２では、上記乗りかご荷重から得られた乗りかご加速度βに基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）を下記の式（４）にて算出する。この場合、上記（３）式での演算を含めて積分演算装置６２で行われているものとする。
【００９５】
【数４】
2005051865.tif 000006
【００９６】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００９７】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の荷重を検出し、その荷重信号に基づいて乗りかご２１の速度を求めてゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、乗りかご２１の荷重変化は走行時の乗りかご２１に生じている振動変化と見なすことができるため、その荷重信号に基づいてゲイン調整を行うことにより、上記第１の実施形態の構成によりも、さらに精度良く振動を抑制することができる。
【００９８】
（変形例）
図１１は第５の実施形態の変形例を示す図であり、データテーブル４１を追加した場合の構成を示している。
【００９９】
このデータテーブル４１は、上記第２の実施形態と同様のものであり、図５に示すように、予め各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１からかご速度を取得した際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【０１００】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【０１０１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【０１０２】
図１２は本発明の第６の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１２の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【０１０３】
図１０に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、ゲイン調整装置３５の出力端にトルク補償異常検出装置８０が設けられていることである。このトルク補償異常検出装置８０は、トルク補償のリミット値を設定するリミッタ値設定部８１と、トルク補償の異常を通知する異常通知部８２とを備えている。
【０１０４】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力し、速度換算ゲイン設定装置４０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを設定して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【０１０５】
これにより、速度換算ゲイン乗算装置３６から角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じた値がゲイン調整値としてゲイン調整装置３５に出力される。ゲイン調整装置３５では、このゲイン調整値Ｋω２を受け、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）にＫω２を乗算してゲイン調整を行い、所定の速度範囲内で振動成分と逆位相の波形信号を生成する。なお、実際にはＫω２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号（振動成分と逆位相の波形信号）に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【０１０６】
ここで、第６の実施形態では、ゲイン調整装置３５からゲイン調整後の信号がトルク補償値として出力された際に、トルク補償異常検出装置８０によって当該トルク補償値の正当性が判断される。
【０１０７】
すなわち、トルク補償異常検出装置８０のリミッタ値設定部８１には、予めトルク補償のリミッタ値が設定されている。トルク補償異常検出装置８０は、ゲイン調整装置３５から出力されたトルク補償値がこのリミッタ値設定部８１にセットされたリミッタ値を超えているか否かを判断し、リミッタ値を超えていれば異常通知部８２を通じて監視室等の特定の場所に異常通知を行う。これにより、例えばゲイン調整の不良など、何らかの要因にて異常なトルク補償値が出力されて振動を増長してしまうなどの問題を回避することができる。
【０１０８】
なお、ここでは上記第１の実施形態の構成にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合を想定して説明したが、図１３〜図１５に示すように他の実施形態の構成に対してトルク補償異常検出装置８０を設けることでも良く、その場合でも上記同様の効果が得られる。
【０１０９】
図１３は上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図６）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合、図１４は上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図８）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合、図１５は上記第５の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図１０）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合を示している。
【０１１０】
また、上記各実施形態における構成に対し、トルク補償異常検出装置８０の他に、さらに上記第２の実施形態で説明したようなデータテーブル４１を設けるようにしても良い。
【０１１１】
要するに、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１１２】
また、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態で示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、「発明が解決しようとする課題」で述べた効果が解決でき、「発明の効果」の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動機あるいは乗りかごの速度に応じたゲインを設定し、所定の速度範囲内でのみそのゲインを所定の信号に掛けてトルク補償するような構成としたため、ある程度加速したときに発生する機械的共振点での振動のみを適格に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記第１の実施形態におけるモータ駆動制御装置の動作を示すフローチャート。
【図３】上記第１の実施形態におけるモータ駆動制御装置の各信号の波形特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記第２の実施形態におけるモータ駆動制御装置に設けられたデータテーブルの一例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図７】上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１１】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１３】上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１４】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１５】上記第５の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１６】従来のエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１７】上記従来構成のモータ駆動制御装置における各信号の波形特性を示す図。
【符号の説明】
１０…インバータ装置、１１…インバータ電流検出装置、１２…電動機、１３…速度検出装置、１４…速度指令装置、１５…速度制御装置、１６…インバータ電流制御装置、２０…シーブ、２１…乗りかご、２２…カウンタウエイト、３０…回転角変換装置、３１…位相調整装置、３２…角速度変換装置、３３…正弦演算装置、３４ａおよび３４ｂ…加算装置、３５…ゲイン調整装置、３６…速度換算ゲイン乗算装置、４０…速度換算ゲイン設定装置、４１…データテーブル、５０…乗りかご位置検出装置、５１…乗りかご速度検出装置、６０…乗りかご振動検出装置、６１…乗りかご速度検出装置、６２…積分演算装置、７０…乗りかご荷重検出装置、８０…トルク補償異常検出装置、８１…リミッタ値設定部、８２…異常通知部。
【図１】
2005051865.tif 000007
【図２】
2005051865.tif 000008
【図３】
2005051865.tif 000009
【図４】
2005051865.tif 000010
【図５】
2005051865.tif 000011
【図６】
2005051865.tif 000012
【図７】
2005051865.tif 000013
【図８】
2005051865.tif 000014
【図９】
2005051865.tif 000015
【図１０】
2005051865.tif 000016
【図１１】
2005051865.tif 000017
【図１２】
2005051865.tif 000018
【図１３】
2005051865.tif 000019
【図１４】
2005051865.tif 000020
【図１５】
2005051865.tif 000021
【図１６】
2005051865.tif 000022
【図１７】
2005051865.tif 000023