(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータによって生成された直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、
複数のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記平滑コンデンサによって平滑化された直流電力から交流電力を生成し、この交流電力によって電動機を駆動するとともに、前記電動機から電力を回生するインバータと、
前記インバータによって回生された回生電力を処理し、前記インバータに印加される回生時の主回路電圧を所定電圧以下に制御する回生回路と、
前記インバータの前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御するインバータ電圧指令値を出力するインバータ電流制御装置とを備えたエレベータ用制御装置において、
前記インバータの運転モードを判別する運転モード判別手段と、
前記インバータの力行モードおよび回生モード時の主回路電圧に対応したゲイン情報を予め記憶するとともに、前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した前記ゲイン情報を用いて前記インバータ電圧指令値のゲインを変更し、前記インバータの出力電圧を力行モードおよび回生モードとで一定に保持するゲイン変更手段を備えたことを特徴とするエレベータ用制御装置。
【請求項２】
前記インバータから前記電動機に供給されるインバータ電流を検出する電流検出器と、
エレベータの走行状態に応じた所要の前記インバータ電流を表すインバータ電流指令値を出力する運転制御器とを備え、
前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値とを等しくするような前記インバータ電圧指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項３】
前記インバータ電流制御装置が、
前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値との差分を０とするような電圧指令値を算出、出力する電流制御回路と、
前記インバータ電圧指令値のゲインを変更する前記ゲイン変更手段とを備え、
前記ゲイン変更手段が、
ゲイン情報として力行モード時および回生モード時の主回路電圧データを予め記憶するとともに、前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した前記主回路電圧データを主回路電圧の推定電圧として出力する直流電圧推定器と、
前記推定電圧に基いて補正ゲインを決定し、前記電流制御回路から出力される前記電圧指令値に前記補正ゲインを乗じることにより前記インバータ電圧指令値を算出、出力する可変ゲインとを備えたことを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項４】
前記インバータとしてＰＷＭインバータを用いるとともに、
前記可変ゲインが、前記推定電圧に反比例した前記補正ゲインを乗じることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項５】
前記ゲイン変更手段が、運転モード切り替え時に、前記インバータ電圧指令値のゲインを、力行モードおよび回生モードに対応したゲイン間で、主回路電圧に追従させて変化させるフィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項６】
前記運転モード判別手段が、前記運転制御器から出力される前記電動機の回転方向とトルク指令値から運転モードを判別することを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項７】
前記回生回路が、
前記インバータに印加される主回路電圧を検出する主回路電圧検出器と、
前記主回路電圧検出器で検出された主回路電圧に基いて運転モードを判別する回生制御器を備えるとともに、
前記運転モード判別手段として前記回生制御器を用い、
前記ゲイン変更手段が、前記回生制御器による運転モードの判別結果に基いて前記インバータ電圧指令値のゲインを変更するよう構成したことを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用制御装置。
【請求項８】
前記インバータ電流制御装置が、
前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値との差分を０とするような電圧指令値を算出、出力する電流制御回路と、
前記インバータ電圧指令値のゲインを変更する前記ゲイン変更手段とを備え、
前記ゲイン変更手段は、
ゲイン情報として力行モード時および回生モード時の補正ゲインを予め記憶するとともに、前記電流制御回路から出力される前記電圧指令値に前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した補正ゲインを乗じることにより前記インバータ電圧指令値を算出、出力する可変ゲインであることを特徴とする請求項２に記載のエレベータ用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータ用制御装置に関するもので、特に、コンバータとインバータとを用いて交流電力と直流電力とを相互に変換し、エレベータかご駆動用の交流電動機を制御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、従来のエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック図を示す。図において、１は三相交流電源、２は三相交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータ、３はコンバータによって変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ、４は半導体スイッチング素子４ａをＯＮ／ＯＦＦさせることにより平滑コンデンサ３によって平滑化された直流電力を交流電力に変換するインバータ、５はインバータ４によって駆動され、主索を介して図示しないエレベータかごを上下に走行させる三相誘導電動機、６はインバータ４の両極間に接続され、回生モード時に三相誘導電動機５から出力される回生電力を消費する回生電力処理回路であり、回生電力処理回路６は、回生電力を消費する回生電力消費抵抗７と回生電力が発生している時に導通して回生電力を回生電力消費抵抗７に導入するスイッチング素子８から構成されている。
【０００３】
また、この回生電力処理回路６を制御するため、平滑コンデンサ３の下流側両端にはインバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）を検出する主回路電圧検出器９が接続されるとともに、この主回路電圧検出器９と回生電力処理回路６間には、主回路電圧検出器９によって検出された電圧Ｖｄに基いて力行モード（駆動モード）と回生モードを識別し、回生モード時の主回路電圧（Ｅｄ）が所定電圧値（Ｅｄ2）以下となるようスイッチング素子８の開閉を制御する回生制御器１０が設けられている。
【０００４】
また、三相誘導モータ５にエレベータの運行状態に応じた電流を供給するため、インバータ４から三相誘導電動機５に出力されるインバータ電流（ｉｑ）を計測する電流検出器１１、エレベータの走行に必要な所要トルクに対応したインバータ電流指令値（ｉｑ*）を発生する運転制御器１２、検出されたインバータ電流（ｉｑ）とインバータ電流指令値（ｉｑ*）とを比較し、これらが一致するようなインバータ電圧指令値（Ｖ*）を制御信号としてインバータ４に出力するインバータ電流制御装置１３とが備えられている。
【０００５】
以下、この図７に示した従来のエレベータ用制御装置の動作について説明する。図７において、三相交流電源１から出力された交流電力はコンバータ２によって直流電力に変換され、平滑コンデンサ３によって平滑化された後インバータ４に入力される。インバータ４では、半導体スイッチング素子４ａをＯＮ／ＯＦＦさせることにより、この直流電圧から高周波の交流電圧を生成し、この高周波電圧によって三相誘導電動機５が駆動される。
【０００６】
一方、この間、インバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）が主回路電圧検出器９によって計測され、この主回路電圧計測値（Ｖｄ）が、コンバータ２の出力電圧より若干大きな電圧設定値Ｖｓ（例えば、電源電圧２００Ｖ系、コンバータ出力２８０Ｖの場合、Ｖｓは３００Ｖ相当に設定）よりも大きくなった場合に、回生制御器１０が、回生モード（エレベータかごの走行方向に対して三相誘導電動機５のトルクが負となるモード）と判断する。そして、回生電力によって主回路電圧（Ｅｄ）が所定の電圧Ｅｄ2以上に昇圧されると回生制御器１０がスイッチング素子８を閉成し、回生電力処理回路６を動作させることにより、三相誘導電動機５によって発生した回生電力を回生電力消費抵抗７によって消費、放散させ、主回路電圧ＥｄをＥｄ2に保持する。また、主回路電圧（Ｅｄ）がＶｓ以下の場合には、回生制御器１０が力行モード（エレベータかごの走行方向に対して三相誘導電動機５のトルクが正となるモード）と判断し、スイッチング素子８を開成することにより、回生電力消費抵抗７は分離され、三相誘導電動機５はインバータ４によって駆動される。
【０００７】
また、インバータ電流制御装置１３は、電流検出器１１によって検出されたインバータ電流（ｉｑ）と運転制御器１２から出力されるインバータ電流指令値（ｉｑ*）が等しくなるような制御用のインバータ電圧指令値（Ｖ*）を生成し、このインバータ電圧指令値（Ｖ*）によって半導体スイッチング素子４ａのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御することにより、インバータ４から出力される出力電流が制御される。
【０００８】
図８には、インバータ電流制御装置１３の詳細な構成と、インバータ電流指令値（ｉｑ*）、インバータ電流（ｉｑ）、制御用のインバータ電圧指令値（Ｖ*）およびインバータ４の出力電圧（Ｖ）の関係を示す。インバータ電流制御装置１３では、入力されたインバータ電流指令値（ｉｑ*）とインバータ電流（ｉｑ）から差分ｉｑ*−ｉｑが算出され、電流制御回路１３ａによって、この差分ｉｑ*−ｉｑに応じたインバータ電圧指令値（Ｖ*）が出力される。また、インバータ４ではこのインバータ電圧指令値（Ｖ*）に呼応して出力電圧（Ｖ）が出力され、正弦波−三角波比較方式によるＰＷＭインバータのような電圧型インバータにおいては、図に示すように、インバータ４の出力電圧（Ｖ）は、インバータ４に入力されるインバータ電圧指令値（Ｖ*）と主回路電圧（Ｅｄ）とに比例する。
【０００９】
以上のように、この従来のエレベータ用制御装置においては、運転制御器１２がエレベータの運転管理および走行制御を行ないながらエレベータの走行に必要なインバータ電流指令値（ｉｑ*）をインバータ電流制御装置１３に出力するとともに、インバータ電流制御装置１３がこのインバータ電流指令値（ｉｑ*）とインバータ電流（ｉｑ）とに基いてインバータ電圧指令値（Ｖ*）を生成し、インバータ４を制御することにより、エレベータの走行状態に応じた適切なインバータ電流（ｉｑ）がインバータ４から三相誘導電動機５に供給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図７および図８に示した従来のエレベータ用制御装置においては、インバータ電流制御装置１３が、インバータ４に印加される主回路電圧Ｅｄが一定の値をとるものとして設計されており、主回路電圧Ｅｄが変化してもインバータ電圧指令値（Ｖ*）が変化しないため、例えば、力行モードから回生モードへと切り替わった場合には、主回路電圧Ｅｄが力行モード時のＥｄ1（例えば、２８０Ｖ）から、回生モード時のＥｄ2（例えば、３７０Ｖ）へと上昇し、この結果、図９に示すように、インバータ４の出力電圧の見かけ上のゲインがＥｄ2／Ｅｄ1倍に変化して、三相誘導モータ５を適切に制御できなくなるといった問題点があった。
【００１１】
これに対して、例えば、特開平７−２６７５２５号公報には、電圧制御方式を用いたエレベータ用インバータ装置において、インバータ主回路の直流電圧を検出することにより、駆動モード（力行モード）と回生モードを識別し、駆動モード時には、この直流電圧に基いてＣＰＵから出力される出力電圧指令を変化させ、インバータ主回路の出力電圧を安定化させるとともに、回生モード時には、この安定化制御を解除するよう構成したエレベータ用インバータ装置が開示されている。しかしながら、この従来装置においては、インバータ主回路から出力される出力電流の制御ループを持たないため、出力トルクの制御精度が劣るといった欠点があり、しかも、回生モード時には、インバータ主回路の出力電圧の安定化制御を解除しているため、回生時のインバータ主回路の電圧変動によってインバータの出力電圧が変動し、誘導電動機を精密に制御することができないといった問題点があった。
【００１２】
この発明は、従来装置の上記のような問題点を解決するためになされたもので、この発明の第１の目的は、運転モードの切り替えによって、力行モードと回生モード間で主回路電圧（Ｅｄ）が変動してもインバータの出力電圧を一定電圧に安定化でき、電動機に供給される電流が精密に制御されることによって、出力トルクの精密制御が可能なエレベータ用制御装置を得ることを目的とする。
【００１３】
また、この発明の第２の目的は、インバータから出力される出力電流の制御系を備えることにより、インバータから出力される電流を一層精密に制御可能なエレベータ用制御装置を得ることを目的とする。
【００１４】
また、この発明の第３の目的は、運転モードの切り替えにより主回路電圧（Ｅｄ）が変動しても、インバータの出力電圧を一定電圧に安定化できるとともに、構成がシンプルで、低コスト化が可能なエレベータ用制御装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベータ用制御装置は、上記の目的を達成するために、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータによって生成された直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、複数のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記平滑コンデンサによって平滑化された直流電力から交流電力を生成し、この交流電力によって電動機を駆動するとともに、前記電動機から電力を回生するインバータと、前記インバータによって回生された回生電力を処理し、前記インバータに印加される回生時の主回路電圧を所定電圧以下に制御する回生回路と、前記インバータの前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御するインバータ電圧指令値を出力するインバータ電流制御装置とを備えたエレベータ用制御装置において、前記インバータの運転モードを判別する運転モード判別手段と、前記インバータの力行モードおよび回生モード時の主回路電圧に対応したゲイン情報を予め記憶するとともに、前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した前記ゲイン情報を用いて前記インバータの出力電圧を力行モードおよび回生モードとで一定に保持するゲイン変更手段を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記インバータから前記電動機に供給されるインバータ電流を検出する電流検出器と、エレベータの走行状態に応じた所要の前記インバータ電流を表すインバータ電流指令値を出力する運転制御器とを備え、前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値とを等しくするような前記インバータ電圧指令値を出力するものである。
【００１７】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値との差分を０とするような電圧指令値を算出、出力する電流制御回路と、前記インバータ電圧指令値のゲインを変更する前記ゲイン変更手段とを備え、前記ゲイン変更手段が、ゲイン情報として力行モード時および回生モード時の主回路電圧データを予め記憶するとともに、前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した前記主回路電圧データを主回路電圧の推定電圧として出力する直流電圧推定器と、前記推定電圧に基いて補正ゲインを決定し、前記電流制御回路から出力される前記電圧指令値に前記補正ゲインを乗じることにより前記インバータ電圧指令値を算出、出力する可変ゲインとを備えたものである。
【００１８】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記インバータとしてＰＷＭインバータを用いるとともに、前記可変ゲインが、前記推定電圧に反比例した前記補正ゲインを乗じるよう構成したものである。
【００１９】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記ゲイン変更手段が、運転モード切り替え時に、前記インバータ電圧指令値のゲインを、力行モードおよび回生モードに対応したゲイン間で、主回路電圧に追従させて変化させるフィルタを備えたものである。
【００２０】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記運転モード判別手段が、前記運転制御器から出力される前記電動機の回転方向とトルク指令値から運転モードを判別するよう構成したものである。
【００２１】
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記回生回路が、前記インバータに印加される主回路電圧を検出する主回路電圧検出器と、前記主回路電圧検出器で検出された主回路電圧に基いて運転モードを判別する回生制御器を備えるとともに、前記運転モード判別手段として前記回生制御器を用い、前記ゲイン変更手段が、前記回生制御器による運転モードの判別結果に基いて前記インバータ電圧指令値のゲインを変更するよう構成したものである。
また、この発明に係るエレベータ用制御装置は、前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値との差分を０とするような電圧指令値を算出、出力する電流制御回路と、前記インバータ電圧指令値のゲインを変更する前記ゲイン変更手段とを備え、前記ゲイン変更手段は、ゲイン情報として力行モード時および回生モード時の補正ゲインを予め記憶するとともに、前記電流制御回路から出力される前記電圧指令値に前記運転モード判別手段により判別された運転モードに対応した補正ゲインを乗じることにより前記インバータ電圧指令値を算出、出力する可変ゲインであることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック構成図であり、図において、１は三相交流電源、２は三相交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータ、３はコンバータによって変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ、４は半導体スイッチング素子４ａをＯＮ／ＯＦＦさせることにより平滑コンデンサ３によって平滑化された直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ、５はインバータ４によって駆動され、主索を介して図示しないエレベータかごを上下に走行させる三相誘導電動機、６はインバータ４の両極間に接続され、回生モード時に三相誘導電動機５から出力される回生電力を消費する回生電力処理回路であり、回生電力処理回路６は、回生電力を消費する回生電力消費抵抗７と回生電力が発生している時に導通して回生電力を回生電力消費抵抗７に導入するスイッチング素子８から構成されている。
【００２３】
また、この回生電力処理回路６を制御するため、平滑コンデンサ３の下流側両端にはインバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）を検出する主回路電圧検出器９が接続されるとともに、この主回路電圧検出器９と回生電力処理回路６間には、主回路電圧検出器９によって検出された電圧Ｖｄに基いて力行モード（駆動モード）と回生モードを識別し、回生モード時の主回路電圧（Ｅｄ）が所定電圧値（Ｅｄ2）以下となるようスイッチング素子８の開閉を制御する回生制御器１０が設けられている。なお、回生電力処理回路６、主回路電圧検出器９および回生制御器１０は、全体として、回生回路を構成している。
【００２４】
また、三相誘導モータ５にエレベータの運行状態に応じた電流を供給するため、インバータ４から三相誘導電動機５に出力されるインバータ電流（ｉｑ）を計測する電流検出器１１、エレベータの走行に必要な所要トルクに対応したインバータ電流指令値（ｉｑ*）を発生する運転制御器１２、検出されたインバータ電流（ｉｑ）とインバータ電流指令値（ｉｑ*）とを比較し、これらが一致するようなインバータ電圧指令値（Ｖ*）を制御信号としてインバータ４に出力するインバータ電流制御装置１３とが備えられている。
【００２５】
一方、この実施の形態１では、その特徴的な構成要素として、三相誘導電動機５の運転モードが力行モードか回生モードかを判別する運転モード判別手段として、運転制御器１２から得た、例えば、エレベータの運転方向とトルク指令値等の情報に基いて運転モードを判別する運転モード判別装置１４を備えるとともに、インバータ電流制御装置１３がこの運転モード判別装置１４での判別結果に基いて、力行運転時と回生運転時でインバータ４に出力されるインバータ電圧指令値（Ｖ*）のゲインを変更するよう構成されている。
【００２６】
図２には、このインバータ電流制御装置１３の詳細な構成と、運転モード判別装置１４、運転制御器１２およびインバータ４との関係を示す。図に示すように、この実施の形態１において、インバータ電流制御装置１３は、電流検出器１１から出力されるインバータ電流（ｉｑ）と運転制御器１２から出力されるインバータ電流指令値（ｉｑ*）の電流差分ｉｑ*−ｉｑに応じた電圧指令値（Ｖ0*）を出力する電流制御回路１３ａと、運転モード判別装置１４での判別結果に基いてインバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）を推定し、推定電圧（Ｅｄ*）を出力する直流電圧推定器１３ｂと、上記電圧指令値（Ｖ0*）に所定の補正ゲイン（Ｋｖ）を乗じた後、インバータ４にインバータ電圧指令値（Ｖ*）として出力する可変ゲイン１３ｃとを備えており、この可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）が直流電圧推定器１３ｂから出力される推定電圧（Ｅｄ*）に基いて変更されることにより、インバータ電圧指令値（Ｖ*）のゲインが変更されるよう構成されている。なお、可変ゲイン１３ｃと直流電圧推定器１３ｂは、全体として、インバータ電圧指令値（Ｖ*）のゲインを変更するゲイン変更手段を構成しており、実際の回路においては、電流制御回路１３ａとともにマイコン等で構成されたインバータ電流制御装置１３内に一体化され、上記一連の制御演算はＣＰＵ内で演算処理される。
【００２７】
以下、図１ないし図３を用いてこの実施の形態１の動作について説明する。なお、図３は、運転モード判別装置１４および直流電圧推定器１３ｂの動作を説明するフローチャートである。また、図１および図２において、１〜１２の符号を付した構成要素は、図７に示した従来装置の各要素と同一または相当する要素を示しており、その動作についても同様であるため、以下では、この実施の形態１の特徴的な構成要素であるインバータ電流制御装置１３および運転モード判別装置１４の動作を中心に説明する。
【００２８】
エレベータの運転が開始されると、運転制御器１２は、エレベータの運転管理および走行制御を行ないながらエレベータの走行に必要なインバータ電流指令値（ｉｑ*）をインバータ電流制御装置１３に出力するとともに、エレベータの運転方向とトルク指令値を運転モード判別装置１４に出力する。運転モード判別装置１４では、これらの情報に基いて、エレベータかごの進行方向に対して三相誘導電動機５のトルクが正である場合、力行モードと、トルクが負である場合、回生モードと判断し、この判別結果をインバータ電流制御装置１３の直流電圧推定器１３ｂに出力する（図３  ステップＳ１１）。また、直流電圧推定器１３ｂ内には、予め力行モード（駆動モード）時および回生モード時の主回路電圧（Ｅｄ1、Ｅｄ2）が記憶されており、直流電圧推定器１３ｂは、運転モード判別装置１４での判別結果が力行モードである場合、推定電圧（Ｅｄ*）として主回路電圧（Ｅｄ1）を（図３  ステップＳ１２）、また、回生モード時は主回路電圧（Ｅｄ2）を可変ゲイン１３ｃに出力する（図３  ステップＳ１３）。
【００２９】
一方、運転制御器１２から出力されたインバータ電流指令値（ｉｑ*）は、電流検出器１１から出力されたインバータ電流（ｉｑ）と差分が取られた後、電流制御回路１３ａに入力され、電流制御回路１３ａでは、この差分を０とするような電圧指令値（Ｖ0*）が算出され、可変ゲイン１３ｃに出力される。こうして、可変ゲイン１３ｃでは、直流電圧推定器１３ｂから出力された推定電圧（Ｅｄ*）に基いて補正ゲイン（Ｋｖ）が調整され、電流制御回路１３ａから出力された電圧指令値（Ｖ0*）に対して各運転モードに対応した適切な補正ゲインが乗ぜられることにより、補正されたインバータ電圧指令値（Ｖ*）がインバータ４に制御信号として出力され、半導体スイッチング素子４ａのＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００３０】
上記したように、ＰＷＭインバータのような電圧型インバータでは、インバータ４の出力電圧（Ｖ）が、インバータ４に入力されるインバータ電圧指令値（Ｖ*）およびインバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）に比例するため、この実施の形態１においては、インバータ４の出力電圧（Ｖ）は、電流制御回路１３ａから出力される電圧指令値（Ｖ0*）と、主回路電圧（Ｅｄ）と、可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）によって、
Ｖ∝Ｅｄ＊Ｋｖ＊Ｖ0*                  （１）
で与えられる。従って、上記（１）式より、補正ゲイン（Ｋｖ）を、主回路電圧（Ｅｄ）に対して反比例するように変更すれば、インバータ４の出力電圧（Ｖ）を一定電圧に保持することができ、運転モードの切り替え時に、可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）を、それぞれの主回路電圧（Ｅｄ1、Ｅｄ2）に反比例した値に変更することにより、力行モードおよび回生モードの両モードでインバータ４の出力電圧を同一とすることができ、三相誘導電動機５に供給されるインバータ電流を精密に制御することができる。
【００３１】
以上、この実施の形態１によれば、インバータ電流制御装置１３に、インバータ電圧指令値（Ｖ*）のゲインを変更する可変ゲイン１３ｃを設けるとともに、この可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）を運転モード判別装置１４から出力される運転モードの判別結果に基いて変更するよう構成したため、運転モードの切り替えによって主回路電圧（Ｅｄ）が変化しても、インバータ４の出力電圧を一定電圧に安定化することができ、インバータ４から三相誘導電動機５に供給される電流を精密に制御できる効果がある。
【００３２】
また、可変ゲイン１３ｃでの補正ゲイン（Ｋｖ）の変更に必要なゲイン情報を、推定電圧（Ｅｄ*）として予め直流電圧推定器１３ｂ内に記憶させたため、運転モード判別装置１４が力行モードか回生モードかを判別するだけで補正ゲイン（Ｋｖ）を適切に切り替えることが可能となり、常に主回路電圧（Ｅｄ）をフィードバックする必要がないため、制御系の構成がシンプルになる効果がある。
【００３３】
また、可変ゲイン１３ｃをインバータ４の出力電流に対する制御ループ中に設け、インバータ電流（ｉｑ）をインバータ電流指令値（ｉｑ*）と一致させるよう演算された電圧指令値（Ｖ0*）に対して補正ゲイン（Ｋｖ）を作用させるよう構成したため、出力電流の制御も同時に行なわれ、インバータ４から出力される電流を一層精密に制御でき、出力トルクの制御精度が向上する効果がある。
【００３４】
また、電流制御系、すなわち、インバータ電流（ｉｑ）とインバータ電流指令値（ｉｑ*）を等しくするような電圧指令値（Ｖ0*）を演算する電流制御回路１３ａと、インバータ４の出力電圧を安定化する可変ゲイン１３ｃとを分離したため、可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）を変更するだけでインバータ電圧指令値（Ｖ*）のゲインを補正することができ、電流制御回路１３ａの構成を変更することなく、力行モードと回生モードの両方に適用可能な制御装置が得られる効果がある。
【００３５】
また、運転モード判別手段である運転モード判別装置１４が、運転制御器１２から出力される情報に基いて運転モードを判別するよう構成したため、運転モードを容易かつ確実に判別できる効果がある。
【００３６】
なお、上記実施の形態１では、各運転モードでの補正ゲイン（Ｋｖ）の設定に必要なゲイン情報として、力行モードおよび回生モード時の主回路電圧（Ｅｄ）をゲイン情報記憶手段である直流電圧推定器１３ｂに記憶させ、運転モード判別装置１４から出力された判別結果に基いて、直流電圧推定器１３ｂが主回路電圧（Ｅｄ）を算出し、この推定電圧（Ｅｄ*）に基いて可変ゲイン１３ｃが補正ゲイン（Ｋｖ）を変更するよう構成した例を示したが、可変ゲイン１３ｃ内に各運転モードに対応した補正ゲイン（Ｋｖ）をゲイン情報として予め格納しておき、運転モード判別装置１４の判別結果に基いて、この補正ゲイン（Ｋｖ）を直接変更するよう構成してもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態１では、直流電圧推定器１３ｂと可変ゲイン１３ｃからなるゲイン変更手段をインバータ電流制御装置１３内に組み込んだ例を示したが、このゲイン変更手段を電流制御回路１３ａと分離してもよく、全く同様の効果を奏する。
【００３８】
また、上記実施の形態１では、回生電力処理回路６として、インバータ４によって回生された回生電力を回生電力消費抵抗７によって消費するよう構成した例を示したが、コンバータ２を可逆に構成し、この回生電力をコンバータ２を介して三相交流電源１に戻すよう構成してもよいことはもちろんである。
【００３９】
また、上記実施の形態１では、インバータ４としてＰＷＭ方式による電圧型インバータを用いた例について説明したが、出力電圧がインバータ電圧指令値（Ｖ*）によって変化する方式であればその他のインバータであってもよく、特に、出力電圧（Ｖ）がインバータ電流制御装置１３から出力されるインバータ電圧指令値（Ｖ*）に比例するような方式の場合は、補正ゲイン（Ｋｖ）を主回路電圧（Ｅｄ）に反比例させることにより、この実施の形態１と全く同様に、インバータ４の出力電圧を安定化することができる。
【００４０】
また、インバータ４によって駆動される電動機５として、上記誘導電動機の他、永久磁石式の同期電動機等を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００４１】
実施の形態２．
図４には、この発明の実施の形態２であるエレベータ用制御装置の運転モード判別装置１４およびインバータ電流制御装置１３の構成を表すブロック構成図を示す。図に示すように、この実施の形態２では、上記実施の形態１と比較し、インバータ電流制御装置１３の直流電圧推定器１３ｂと可変ゲイン１３ｃ間に一次遅れフィルタ１３ｄが設けられている点に特徴がある。なお、図中、図２と同一または相当部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
以下、この実施の形態２の動作について説明する。上記実施の形態１において、運転モードが力行モードから回生モードに変化した場合、インバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）は、Ｅｄ1からＥｄ2にステップ的に変化するのではなく、平滑コンデンサ３の作用によって、図５に示すようにＥｄ1からＥｄ2へと滑らかに変化する。従って、運転モード切り替え時の過渡期においても精密に制御を行なうためには、可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）を主回路電圧（Ｅｄ）の連続的な変化に追従させる必要がある。
【００４３】
そこで、この実施の形態２では、直流電圧推定器１３ｂと可変ゲイン１３ｃ間に一次遅れフィルタ１３ｄを設けるとともに、この一次遅れフィルタ１３ｄの時定数を平滑コンデンサ３の容量によって決定される図５の主回路電圧（Ｅｄ）の変化の時定数と一致させることにより、運転モードが変化し、直流電圧推定器１３ｂから出力される推定電圧（Ｅｄ*）がステップ状に変化しても、可変ゲイン１３ｃに入力される電圧（Ｅｄ’*）が主回路電圧（Ｅｄ）と同じ時定数で滑らかに変化し、この結果、これらの過渡期においても補正ゲイン（Ｋｖ）が主回路電圧（Ｅｄ）に追従するよう構成されている。
【００４４】
以上説明したように、この実施の形態２によれば、直流電圧推定器１３ｂと可変ゲイン１３ｃ間に一次遅れフィルタ１３ｄを設けるとともに、この一次遅れフィルタ１３ｄの時定数を主回路電圧（Ｅｄ）の変化の時定数と一致させたため、上記実施の形態１の効果に加えて、運転モード切り替え時の補正ゲイン（Ｋｖ）を主回路電圧（Ｅｄ）の変化に追従させることができ、運転モード切り替え時の過渡期においてもインバータ４の出力電圧を安定化できるとともに、インバータ４から三相誘導電動機５に供給される電流を精密に制御できる効果がある。
【００４５】
なお、上記実施の形態２では、運転モード判別装置１４から出力された判別結果に基いて直流電圧推定器１３ｂが主回路電圧（Ｅｄ）を推定し、一次遅れフィルタ１３ｄがこの推定電圧（Ｅｄ*）から過渡時の電圧を算出し、この電圧に基いて可変ゲイン１３ｃが補正ゲイン（Ｋｖ）を変更するよう構成した例を示したが、これらの直流電圧推定器１３ｂ、一次遅れフィルタ１３ｄおよび可変ゲイン１３ｃを一体化してもよく、さらには、各運転モード時ならびに運転モード切り替え時の補正ゲイン（Ｋｖ）を全て可変ゲイン１３ｃ内に予め記憶させておき、運転モード判別装置１４の判別結果に基いて、この補正ゲイン（Ｋｖ）を順次変更するよう構成してもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態２では、運転モード切り替え時の主回路電圧が一次遅れ特性で変化する場合について説明したが、一次遅れ特性以外の回路特性を有する場合にも、この回路特性を有するフィルタを設けることにより、上記実施の形態２と全く同様の効果を奏することができる。
【００４７】
実施の形態３．
図６には、この発明の実施の形態３であるエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック構成図を示す。図に示すように、この実施の形態３では、回生制御器１０の出力がインバータ電流制御装置１３に入力され、回生制御器１０が運転モード判別手段として利用されている点に特徴がある。なお、図中、図１と同一または相当部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
以下、この実施の形態３の動作について説明する。エレベータの運転中、主回路電圧検出器９はインバータ４に印加される主回路電圧（Ｅｄ）を検出し、回生制御器１０にこの電圧（Ｖｄ）を入力する。回生制御器１０は、この主回路電圧計測値（Ｖｄ）と、コンバータ２の出力電圧より大きなある設定電圧値（Ｖｓ）とを比較し、Ｖｄ≦Ｖｓの場合に力行モードと、また、Ｖｄ＞Ｖｓの場合に回生モードと判断し、回生電力処理回路６を制御するとともに、この判別結果を運転モード情報（Ｓｓ）としてインバータ電流制御装置１３の直流電圧推定器１３ｂに出力する。
【００４９】
以下、上記実施の形態１と同様に、回生制御器１０から出力される運転モード情報（Ｓｓ）に基いて直流電圧推定器１３ｂが推定電圧（Ｅｄ*）を算出し、可変ゲイン１３ｃに出力することにより、可変ゲイン１３ｃがこの推定電圧（Ｅｄ*）に対応した補正ゲイン（Ｋｖ）を設定し、インバータ電流制御装置１３からインバータ４に運転モードに対応したインバータ電圧指令値（Ｖ*）が出力される。
【００５０】
以上、この実施の形態３によれば、回生電力処理回路６を制御するための回生制御器１０を運転モード判別手段として利用し、ゲイン変更手段が、この回生制御器１０から出力される運転モード情報（Ｓｓ）に基いて、可変ゲイン１３ｃの補正ゲイン（Ｋｖ）を変更するよう構成したため、回生電力処理回路６の動作と可変ゲイン１３ｃのゲイン変更の同期が取り易くなる効果がある。
【００５１】
また、回生制御器１０を運転モード判別手段として兼用したため、運転モード判別装置１４が不要となり、コスト低減が可能となる効果がある。
【００５２】
なお、上記実施の形態３では、回路制御器１０が出力する運転モード情報（Ｓｓ）を直接インバータ電流制御装置１３に入力するよう構成した例を示したが、回路制御器１０が出力する運転モード情報（Ｓｓ）を、一旦、実施の形態１に示した運転モード判別器１０に入力し、この運転モード判別器１０を介してインバータ電流制御装置１３に入力するよう構成してもよい。
【００５３】
また、インバータ電流制御装置１３として、一次遅れフィルタ１３ｄを備えた上記実施の形態２のインバータ電流制御装置１３を用いてもよいことはもちろんである。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００５５】
交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータによって生成された直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、複数のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記平滑コンデンサによって平滑化された直流電力から交流電力を生成し、この交流電力によって電動機を駆動するとともに、前記電動機から電力を回生するインバータと、前記インバータによって回生された回生電力を処理し、前記インバータに印加される回生時の主回路電圧を所定電圧以下に制御する回生回路と、前記インバータの前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御するインバータ電圧指令値を出力するインバータ電流制御装置とを備えたエレベータ用制御装置において、前記インバータの運転モードを判別する運転モード判別手段と、前記運転モード判別手段の判別結果に基いて前記インバータ電圧指令値のゲインを変更し、前記インバータの出力電圧を力行モードおよび回生モードとで一定に保持するゲイン変更手段を備えたため、力行モードと回生モードとで主回路電圧が変化しても、前記インバータの出力電圧を安定化することができ、前記電動機に供給される電流を精密に制御できる効果がある。
【００５６】
また、前記ゲイン変更手段内に、前記インバータの力行モードおよび回生モード時の主回路電圧に対応したゲイン情報を予め記憶したため、前記運転モード判別装置が力行モードか回生モードかを判別するだけで前記インバータ電圧指令値のゲインを適切に切り替えることが可能となり、制御系の構成がシンプルになる効果がある。
【００５７】
また、前記インバータから前記電動機に供給されるインバータ電流を検出する電流検出器と、エレベータの走行状態に応じた所要の前記インバータ電流を表すインバータ電流指令値を出力する運転制御器とを備え、前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値とを等しくするような前記インバータ電圧指令値を出力するため、前記インバータから出力される電流を一層精密に制御でき、出力トルクの制御精度が向上する効果がある。
【００５８】
また、前記インバータ電流制御装置が、前記インバータ電流と前記インバータ電流指令値との差分を０とするような電圧指令値を算出、出力する電流制御回路と、前記インバータ電圧指令値のゲインを変更する前記ゲイン変更手段とを備え、前記ゲイン変更手段が、ゲイン情報として力行モード時および回生モード時の主回路電圧データを予め記憶するとともに、前記運転モード判別手段の判別結果に基いて運転モードに対応した主回路電圧の推定電圧を出力する直流電圧推定器と、前記推定電圧に基いて補正ゲインを決定し、前記電流制御回路から出力される前記電圧指令値に前記補正ゲインを乗じることにより前記インバータ電圧指令値を算出、出力する可変ゲインとを備えたため、前記電流制御回路の構成を変更することなく、力行モードと回生モードの両方に適用可能な制御装置が得られる効果がある。
【００５９】
また、前記ゲイン変更手段が、運転モード切り替え時に、前記インバータ電圧指令値のゲインを、力行モードおよび回生モードに対応したゲイン間で、主回路電圧に追従させて変化させるフィルタを備えたため、運転モード切り替え時の過渡状態においても前記インバータの出力電圧を安定化でき、前記電動機に供給される電流を精密に制御できる効果がある。
【００６０】
また、前記運転モード判別手段が、前記運転制御器から出力される前記電動機の回転方向とトルク指令値から運転モードを判別するよう構成したため、運転モードを容易かつ確実に判別できる効果がある。
【００６１】
また、前記回生回路が、前記インバータに印加される主回路電圧を検出する主回路電圧検出器と、前記主回路電圧検出器で検出された主回路電圧に基いて運転モードを判別する回生制御器を備えるとともに、前記運転モード判別手段として前記回生制御器を用い、前記ゲイン変更手段が、前記回生制御器による運転モードの判別結果に基いて前記インバータ電圧指令値のゲインを変更するよう構成したため、前記回生制御器を運転モード判別手段として兼用でき、コスト低減が可能となる効果がある。
【００６２】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１のエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック図。
【図２】  この発明の実施の形態１のエレベータ用制御装置のインバータ電流制御装置の構成を表すブロック図。
【図３】  この発明の実施の形態１のエレベータ用制御装置の動作を表すフローチャート。
【図４】  この発明の実施の形態２のエレベータ用制御装置のインバータ電流制御装置の構成を表すブロック図。
【図５】  この発明の実施の形態２のエレベータ用制御装置の主回路電圧の変化を表す説明図。
【図６】  この発明の実施の形態３のエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック図。
【図７】  従来のエレベータ用制御装置の全体構成を表すブロック図。
【図８】  従来のエレベータ用制御装置のインバータ電流制御装置の構成を表すブロック図。
【図９】  従来のエレベータ用制御装置のインバータ電流制御装置の動作を表す説明図。
【符号の説明】
１  三相交流電源（交流電源）
２  コンバータ
３  平滑コンデンサ
４  インバータ
４ａ  半導体スイッチング素子（スイッチング素子）
５  三相誘導電動機（電動機）
６  回生電力処理回路（回生回路）
７  回生電力消費抵抗（回生回路）
８  スイッチング素子（回生回路）
９  主回路電圧検出器（回生回路）
１０  回生制御器（回生回路、運転モード判別手段）
１１  電流検出器
１２  運転制御器
１３  インバータ電流制御装置
１３ａ  電流制御回路
１３ｂ  直流電圧推定器（ゲイン変更手段）
１３ｃ  可変ゲイン（ゲイン変更手段）
１３ｄ  一次遅れフィルタ（フィルタ）
１４  運転モード判別装置（運転モード判別手段）
【図１】
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【図２】
0004543467.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004543467.tif 000007
【図７】
0004543467.tif 000008
【図８】
0004543467.tif 000009
【図９】
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