(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータの電流検出誤差に伴う悪影響の虞のないエレベータをコストを抑えながら提供する。【解決手段】並列接続した２台のインバータ装置ＩＡ、ＩＢにおいて、まず、上アームのスイッチング素子ＡＵ、ＡＶ、ＡＷ、ＢＵ、ＢＶ、ＢＷをＯＦＦしたまま下アームのスイッチング素子ＡＸ、ＡＹ、ＡＺ、ＢＸ、ＢＹ、ＢＺを全てＯＮさせて電流の還流ループが形成されている状態にし、次いで、一定期間、スイッチング素子ＡＵをＯＮにし、スイッチンググ素子ＡＸをＯＦＦさせた状態にして平滑コンデンサ４Ａから前記の還流ループに電流を流した後、元の状態に戻し、このときの電流を電流センサ１１Ｕ〜１２Ｗで検出し、検出値の比率と還流ループから推定される電流量の比率を比較することにより、制御演算装置１０による電流信号ａ〜ｆの取り込みに与えるべき補正ゲインを設定するようにして、少なくとも各相の電流センサの間での相対的な誤差を補正する。【選択図】図１
2007254095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流回路から給電される逆変換部の各相の出力に夫々電流検出器を備えたインバータ装置により巻上機のモータを駆動する方式のエレベータ装置において、
前記逆変換部のスイッチング素子を選択的にＯＮＯＦＦ制御し、前記直流回路から前記逆変換部に供給された電流が前記スイッチング素子と前記夫々の電流検出器に還流される第１のループ経路を形成した後、前記ループ経路から前記直流回路が切り離された第２のループ経路を形成させる制御演算手段を設け、
前記制御演算手段は、前記第２のループ経路に還流する電流を前記夫々の電流検出器により検出し、相互に比較して前記夫々の電流検出器間での相対的な誤差を算出して補正するように構成されていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記第１のループ経路が、前記逆変換部の上アームの中の１個のスイッチング素子だけのＯＮ制御と、前記上アームと対になっている下アームのスイッチング素子以外のスイッチング素子のＯＮ制御により形成され、
前記第２のループ経路は、前記逆変換部の上アームのスイッチング素子全部のＯＦＦ制御と、下アームのスイッチング素子全部のＯＮ制御により形成されることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記制御演算手段による前記夫々の電流検出器間での相対的な誤差の算出が、
前記電流検出器の中の何れか１個の電流検出器を基準とし、それが検出した電流値を、他の電流検出器が検出した電流値に前記逆変換部のスイッチング素子のＯＮＯＦＦ状態で決まる比率を乗じた値と比較して与えられることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記モータが磁極位置検出用のエンコーダを備え、
前記制御演算手段は、前記夫々の電流検出器間での相対的な誤差の算出に、前記エンコーダで検出した磁極位置信号による補正が与えられるように構成されていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記インバータ装置が、出力側リアクトルにより並列接続された２台の逆変換部で構成されていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエレベータ装置において、
前記出力側リアクトルが、当該リアクトルを迂回するスイッチ手段を備えていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項７】
請求項５に記載のエレベータ装置において、
前記巻上機のモータを前記出力側リアクトルが、当該リアクトルから前記巻上機のモータを切り離すスイッチ手段を備えていることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記制御演算手段による処理が、少なくとも一方ではタイマによる定期的に開始され、他方では遠隔操作により任意の時点で開始されることを特徴とするエレベータ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のエレベータ装置において、
前記巻上機のモータが複数巻線型のモータであり、このモータの複数の巻線毎に独立にインバータ装置が備えられていることを特徴とするエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻上機の駆動に交流モータを用いたエレベータに係り、特に、交流モータをインバータにより駆動する方式のエレベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレベータの設置対象となる建物(ビルディング)の高層化が進につれ、エレベータの高速度化も目覚ましく、分速１０００メータも指呼の間になっているが、この場合、巻上機の駆動にも大出力のモータ(電動機)が必要になる。
【０００３】
また、近年は、巻上機の駆動にも誘導電動機や同期電動機などの交流モータの適用が一般化し、この場合、インバータが必要になるので、エレベータの高速化はモータの大出力化だけではなく、インバータの大容量化にもつながる。そこで、このときのインバータの大容量化の一手法として、インバータの並列化がある。
【０００４】
ここで、このインバータの並列化とは、必要とする電力容量より出力が少ないインバータを複数台、例えば２台用い、出力を並列にして交流モータに給電する方式のことで、この場合、既存のインバータを用いてエレベータの高速度化に対応でき、従って、コストの抑制が図れる。
【０００５】
しかし、その反面、この場合は複数台のインバータ間に循環電流が発生する虞があるので、その抑制に配慮する必要があり、このため、或る従来技術では、インバータから出力される各相の電流を電流検出器で検出し、その電流の和を求め、制御により抑制する方法について提案している(例えば、特許文献１参照。)。
【０００６】
ここで、この従来技術では、インバータ出力の各相の電流を電流検出器で検出し、各相の電流の和を求め、これに基づいてインバータを制御し、並列接続した２台のインバータ間に流れる循環電流を抑制するようにしているが、このとき、一般的に、電流検出器から出力された信号は、演算増幅器、抵抗、Ａ／Ｄ変換器等を介してマイコン等の制御演算装置に入力される。
【０００７】
従って、これらの部分に誤差があると電流の検出結果にも誤差が含まれてしまう。そして、このように電流検出器による電流検出結果に誤差があると、循環電流の抑制に支障をきたすばかりか、負荷となっている交流モータの制御にも影響を与え、エレベータでは特に乗り心地に悪影響を与えてしまう。
【０００８】
そこで、従来技術では、電流検出器や演算増幅器等の部品に誤差の少ない高精度のものを使用したり、電流検出結果の取り込みに設定してある補正ゲインを、誤差が最小になるように個別に調整して対応していた。
【特許文献１】特開平５−２６０７９３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術は、高価な部品の個数増加と調整作業の煩雑化に配慮がされておらず、製品コストの抑制に問題があった。
【００１０】
従来技術では、誤差を抑えるため電流検出器や演算増幅器等の部品に誤差の少ない高精度のものを使用したり、電流検出結果の取り込みにおける補正ゲインを、誤差が最小になるように、個別に手作業により調整したりしているが、このとき、誤差の少ない高精度の電流検出器や演算増幅器等の部品は高価であり、手作業による補正ゲインの調整には熟練と煩雑な作業を要する。
【００１１】
しかも、この電流検出器はインバータの各相に必要であり、従って、複数台のインバータを用いた場合には、電流検出器の個数が更に多くなってしまう。例えば、単数のインバータなら３個の電流検出器で済むところ、インバータが２台の場合は、２倍の６個が必要になってしまう。しかるに、上記従来技術では、このような電流検出器の増加に伴う配慮がされていないので、製品コストの抑制に問題が生じてしまうのである。
【００１２】
本発明の目的は、インバータの電流検出誤差に伴う悪影響の虞のないエレベータをコストを抑えながら提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、直流回路から給電される逆変換部の各相の出力に夫々電流検出器を備えたインバータ装置により巻上機のモータを駆動する方式のエレベータ装置において、前記逆変換部のスイッチング素子を選択的にＯＮＯＦＦ制御し、前記直流回路から前記逆変換部に供給された電流が前記スイッチング素子と前記夫々の電流検出器に還流される第１のループ経路を形成した後、前記ループ経路から前記直流回路が切り離された第２のループ経路を形成させる制御演算手段を設け、前記制御演算手段は、前記第２のループ経路に還流する電流を前記夫々の電流検出器により検出し、相互に比較して前記夫々の電流検出器間での相対的な誤差を算出して補正することにより達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流検出結果の取り込みにおける補正ゲインが、電流検出誤差に応じて自動的に設定されるようにしたので、製品コストが電流検出器の個数に左右されることなくインバータの循環電流が抑制でき、エレベータの乗り心地が悪化するを抑えることが制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
・実施形態１
図１は、本発明の実施形態１で、これは、同図(a)に示すように、エレベータ用の１台の交流モータ６を、インバータ装置の順変換部を構成する整流器部２Ａ、２Ｂと、同じく逆変換部を構成するインバータ部３Ａ、３Ｂ、それに直流回路を構成する平滑コンデンサ４Ａ、４ＢからなるＡ系とＢ系の２系統のインバータ装置ＩＡ、ＩＢを用いて可変速制御するようにしたエレベータシステムに、本発明を適用した場合の一実施形態を示したもので、本発明を実施するための最良の形態の一例である。
【００１６】
このとき、２台のインバータ装置ＩＡ、ＩＢは、入力側リアクトル５１と出力側リアクトル５により並列にされ、協同して交流モータ６を駆動するようになっている。そして、整流器部２Ａ、２Ｂには、商用電源１から、入力側リアクトル５１を介して三相交流電力が供給され、交流モータ６には、インバータ部３Ａ、３Ｂから、出力側リアクトル５を介して三相交流電力が供給される。このとき、平滑コンデンサ４Ａ、４Ｂは、整流器部２Ａ、２Ｂとインバータ部３Ａ、３Ｂの間に接続されている。
【００１７】
ここで、このエレベータシステムは、いわゆるギヤレス方式の巻上機を備えたものであり、このため交流モータ６の回転軸に直接、綱車７が取付けてある。そして、この綱車７に乗りかご８と釣合い錘(つりあいおもり)９を結んでいる複数本(図では１本)のロープが吊り掛けられ、これにより、乗りかご８と釣合い錘９は、レールによりガイドされた状態で、エレベータの昇降路内で上下に移動可能に保持され、この結果、乗りかご８によるサービスを複数の階床間にわたって行うための移動部分が構成されるようにしている。
【００１８】
このとき、まずインバータ部３Ａは、図１の(b)に示すように、上アーム(上側)の３個のスイッチング素子ＡＵ、ＡＶ、ＡＷと下アーム(下側)の３個のスイッチング素子ＡＸ、ＡＹ、ＡＺを備え、次にインバータ部３Ｂは、同じく図１の(b)に示すように、上アームの３個のスイッチング素子ＢＵ、ＢＶ、ＢＷと下アームのスイッチング素子ＢＸ、ＢＹ、ＢＺを備えている。そして、これらスイッチング素子は、各々が制御演算装置１０によりＰＷＭ制御されることにより、可変電圧可変周波数(ＶＶＶＦ)インバータの主回路として動作するようになっている。
【００１９】
そして、このＰＷＭ制御のため、各インバータ部３Ａ、３Ｂの交流側線路には電流検出器として電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ、１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗが設けられ、これと共に交流モータ６には磁極位置検出用のエンコーダ１３が設けられていて、夫々の検出結果が制御演算装置１０に取り込まれるようになっている。
【００２０】
ここで、インバータ部３Ａの各出力相に接続される電流検出器のうち、Ｕ相に接続される電流センサを１１Ｕ、Ｖ相に接続される電流センサを１１Ｖ、Ｗ相に接続される電流センサを１１Ｗとし、インバータ部３Ｂの各出力相に接続される電流検出器のうちＵ相に接続される電流センサを１２Ｕ、Ｖ相に接続される電流センサを１２Ｖ、Ｗ相に接続される電流センサを１２Ｗとする。
【００２１】
また、以下の説明では、整流器部２Ａ、平滑コンデンサ４Ａ、インバータ部３Ａで構成されている電力変換部分、つまりインバータ装置ＩＡをＡ系と呼び、整流器部２Ｂ、平滑コンデンサ４Ｂ、インバータ部３Ｂで構成されている電力変換部分、つまりインバータ装置ＩＢをＢ系と呼ぶ。
【００２２】
まず、整流器部２Ａ、２Ｂは、商用電源１から供給される商用周波数の交流電力を一旦直流に変換し、平滑コンデンサ４Ａ、４Ｂに蓄積して電圧の平滑化を図る。従って、この平滑コンデンサ４Ａ、４Ｂによりインバータ装置の直流回路が形成されることになる。次に、インバータ部３Ａ、３Ｂは、この直流回路の直流電力を任意の電圧(ＶＶ)で任意の周波数(ＶＦ)の３相交流電力に変換し、出力側リアクトル５を介して交流モータ６に供給する。
【００２３】
制御演算装置１０には、図示してないエレベータ制御装置から動作指令が与えられるようになっていて、これに応じて２台のインバータ装置ＩＡ、ＩＢを制御し、交流モータ６の回転制御を行なう。そこで、交流モータ６は可変速回転駆動され、乗りかご８を釣合い錘９と共に昇降移動させることになり、必要なエレベータの運行制御が得られることになる。
【００２４】
このため制御演算装置１０は、電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ、１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗにより検出される電流信号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆと、交流モータ６に設けられているエンコーダ１３により検出される磁極位置信号Ｐを用いて交流モータ６の制御指令を演算し、インバータ部３Ａ、３Ｂのスイッチング素子を駆動するためのスイッチ指令１４を出力する。
【００２５】
このとき各電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ、１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗにより検出された電流信号ａ〜ｆ(ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ)は、そのまま制御演算装置１０に入力されるのではなく、前述したように、図示していない演算増幅器や抵抗を介して制御演算装置１０に入力可能な信号に振幅調整された上で入力されるようになっている。
【００２６】
従って、このとき上記した電流センサや演算増幅器、抵抗などの精度が低く、誤差が含まれていた場合には、前述の従来技術で説明した通り、交流モータ６の制御に影響し、エレベータの乗り心地を劣化させるばかりか、インバータ部３Ａとインバータ部３Ｂの間の循環電流が増加して効率の低下を引き起こしてしまう虞がある。
【００２７】
ところで、このことについては、各電流検出器の誤差に大小があるのが問題なのではなく、それぞれの電流検出器の誤差にばらつき(以下、バラツキと記す)があるのが問題なのであり、従って、例えば電流検出誤差が１％程度あったとしても、それが全ての電流検出器においてほぼ等しい場合には前記の影響はあまり大きくない。しかし、それぞれの電流検出器で誤差量にバラツキがあった場合には、たとえそれが１％の誤差であっても前記の悪影響は顕著になる。
【００２８】
そこで、この実施形態１では、制御演算装置１０に、当該制御演算装置１０による電流信号ａ〜ｆの取り込みに夫々独立に補正ゲインを設定する補正ゲイン設定部と、上記補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部とを設け、複数の電流検出器の中で任意に選定した電流検出器、例えば電流センサ１１Ｕの電流信号ａによる電流検出値を基準にし、これに他の電流センサによる電流信号ｂ〜ｆによる電流検出値を等価的に等しくするのに必要な補正ゲインが各々の電流センサ毎に演算され、演算された補正ゲインが上記補正ゲイン設定部に設定されるようにしたものである。
【００２９】
そして、補正ゲイン演算部では、図２の流れ図に従った処理を実行することにより、上記補正ゲインが各々の電流センサ毎に演算でき、上記補正ゲイン設定部に設定できるようになっているが、この図２の流れ図に示した処理は、制御演算装置１０を構成しているＣＰＵに格納したプログラムにより実行されるようになっている。そこで、以下、この補正ゲインの演算処理について説明する。
【００３０】
まず、この図２の処理は、当該エレベータシステムの運行が禁止されていることを条件とし、その上で演算処理の開始が指示されたことを条件として実行が開始される。このため制御演算装置１０には、少なくとも外部コネクタ１０００とタイマ１００１、それに遠隔操作装置１００２の何れかが設けられ、これらにより、例えば早朝など、エレベータの運転が開始される前に演算処理の開始が指示され、処理終了後にエレベータの運転開始が許可されるようになっている。
【００３１】
このとき外部コネクタ１０００を介して外部の入力装置から任意の時点で図２の処理が開始されるようにしても良く、遠隔操作装置１００２から任意の時点で処理が開始されるようにしても良いが、他方、タイマ１００１により、定期的に図２の処理が開始されるようにしても良い。
【００３２】
いま、上記の条件が成立し、この図２に示す処理が開始されたとする。そうすると、まず、処理ステップ１５では、インバータ部３Ａ、３Ｂの各相の下アームのスイッチング素子ＡＸ、ＡＹ、ＡＺ、ＢＸ、ＢＹ、ＢＺを全てＯＮにする。そうすると、インバータ部３Ａ、３Ｂの各スイッチング素子は図３に示すＯＮとＯＦＦの状態になり、この場合、インバータ部３Ａ、３Ｂの全ての出力相は同電位となるため、何れの出力相にも電流は流れない。
【００３３】
この図３の状態において、次に、処理ステップ１６に進み、Ａ系インバータ部３ＡのＵ相下アームのスイッチング素子ＡＸをＯＦＦさせ、これと共にＵ相上アームのスイッチング素子ＡＵをＯＮさせる。そうすると、このとき平滑コンデンサ４Ａに蓄積されていた電荷により、ＯＮにされたスイッチング素子ＡＵを通って、図４に示す電流経路(第１のループ経路という)に電流Ｉが還流する。
【００３４】
そして、この後、次の処理ステップ１７に進み、ＯＮにされていたスイッチング素子ＡＵをＯＦＦにし、ＯＦＦにされていたスイッチング素子ＡＸはＯＮに戻す。そうすると、平滑コンデンサ４Ａは切り離されてしまうが、このときの電流Ｉが還流している経路、つまり第１のループ経路にはインダクタンス分があるので、いまＯＮにされたスイッチング素子ＡＸを通って、この後も、図５に示す電流経路(第２のループ経路という)に電流Ｉが引き続き還流される。
【００３５】
この図５の第２のループ経路には平滑コンデンサ４Ａ、４Ｂのような電圧源要素となる成分が含まれず、スイッチング素子と出力側リアクトルにより構成されるループ経路となるため、電流Ｉは、経路に存在する抵抗分とインダクタンス分による時定数に依存して減衰する。そこで、次の処理ステップ１８で、このときの電流Ｉを、各電流センサ１１Ｕ〜１２Ｗ(１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ、１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗ)により電流信号ａ〜ｆとして検出する。
【００３６】
そうすると、このときの電流は、図６と図７に示すようになる。このとき出力側リアクトル５については、各相のインピーダンスが等しいものとしている。そして、時刻ｔ0 は図２の処理ステップ１６が実行された時点で、時刻ｔ1 は、同じく処理ステップ１７が実行された時点であり、ここで図６は電流センサ１１Ｕ〜１２Ｗの検出誤差にバラツキがない場合を示し、図７は検出誤差にバラツキがあった場合を示している。
【００３７】
まず、図６において、時刻ｔ0 から時刻ｔ1 までがＡ系のインバータ部３ＡのＵ相上アームのスイッチング素子ＡＵがＯＮされ、下アームのスイッチング素子ＡＸがＯＦＦされている期間で、この期間では電流Ｉは増加し、時刻ｔ1 以降では、図示のように減衰振動波形となる。
【００３８】
このとき、上記図５の電流経路から明らかなように、例えば電流センサ１１Ｕに流れる電流Ｉの値をＩａとすると、図６から明らかなように、電流センサ１２Ｕに流れる電流値もＩａであり、しかも上記したように、出力側リアクトル５の各相のインピーダンスが等しいものとしているのであるから、インバータ部３ＡのＶ相とＷ相には振幅が電流Ｉａの１／２の反転した波形の電流が流れ、従って、電流センサ１１Ｖ、１１Ｗと電流センサ１２Ｖ、１２Ｗに流れる電流値は何れもＩａ／２になる。
【００３９】
そこで、図２に処理ステップ１８として示したように、このときの時刻ｔ1 において各電流センサ１１Ｕ〜１２Ｗによる電流信号ａ〜ｆを取り込み、電流信号ｂ〜ｆの各々の値を電流信号ａの値と比較することにより、電流信号ａを基準として、他の電流信号ｂ〜ｆの各々についての検出誤差が算出できることになり、例えば、電流信号ａの検出値をＩａとした場合、電流信号ｄの検出値がＩａで、他の電流信号ｂ、ｃ、ｅ、ｆの検出値がＩａ／２なら、電流センサ１１Ｕの検出精度を基準にして、他の電流センサの検出精度には何もバラツキが無いことになる。
【００４０】
しかしながら、例えば図７に示すように、電流センサ１１Ｗの検出値、つまり電流信号ｃによる検出値だけが、図示のように、(Ｉａ／２)Ｋになっていた場合は、検出誤差がないとき(図６)と比較して、Ａ系インバータ部３ＡのＷ相の電流検出値の振幅がＫ倍になっていることになり、この場合、電流センサ１１Ｗが、基準である電流センサ１１Ｕに対してＫ倍のゲイン相当の検出誤差を持っていることになる。なお、この図７は、電流センサ１１ＷのＫの値が１未満の場合である。
【００４１】
そこで、制御演算装置１０では、図２の処理ステップ１８の後、処理ステップ１９を実行し、瞬時値として読み取った電流信号ａ〜ｆによる検出値から逆算して、これら電流信号ａ〜ｆの取り込みに設定すべき補正ゲインを演算する。但し、このとき電流センサ１１Ｕの検出精度を基準にしているので、これからの電流信号ａの取り込みに設定すべき補正ゲインは１(Ｋ＝１)とする。
【００４２】
例えば、図７の場合には、Ａ系インバータ部のＵ相の電流センサ１１Ｕの出力値を基準としているので、Ｗ相に流れるべき電流値(Ｕ相電流値Ｉａ×(−１／２))との比率Ｋ倍を補償するため、電流信号ｃの取り込みに設定すべき補正ゲインを１／Ｋとする。また、この電流センサ１１Ｕ以外の他の電流センサについても、誤差がある場合には同様の処理により補正ゲインを夫々演算する。
【００４３】
この後、いま演算した補正ゲインを、制御演算装置１０の補正ゲイン設定部に設定し、これにより電流センサ１１Ｕ以外の電流センサ１１Ｖ、１１Ｗ、１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗの電流信号ｂ〜ｆについて、各々の取り込みのための補正ゲインとして設定されるようにして、図２の処理を終了する。そして、この図２の処理が終了したら、エレベータの運行禁止を解き、以後、任意に運転を開始することができるようにする。このとき、誤差の無い電流センサについては、電流センサ１１Ｕも含め、補正ゲインを１、つまりＫ＝１にする。
【００４４】
この結果、エレベータの運転を開始させたときには、全ての電流センサの電流信号ａ〜ｆについて検出精度のバラツキが補償され、同一の検出精度で制御演算装置１０に取り込まれることになり、従って、この実施形態１によれば、電流検出結果の取り込みにおける補正ゲインが、電流検出誤差に応じて自動的に設定されるので、インバータの電流検出誤差に伴う悪影響の虞のないエレベータをコストを抑えながら提供することができる。
【００４５】
ところで、この実施形態の場合、各電流センサ１１Ｖ〜１２Ｗの電流検出精度は、基準となるＵ相の電流センサ１１Ｕの電流検出精度に合わせて収斂されてしまので、この電流センサ１１Ｕに検出誤差があった場合は、電流センサの全てが同じ検出誤差をもったことになってしまう。
【００４６】
しかし、この実施形態１のように、エレベータの制御の場合、各電流センサの検出誤差に大小があるのが問題なのではなく、検出誤差のバラツキが問題であることは前述したところであり、例えば電流検出誤差が１％程度なら影響は軽微に留まる。そして、一般的な電流センサの場合、検出誤差は１％以下に抑えられているのが通例であり、従って、この実施形態の場合、交流モータ６の制御に支障をきたしたり、エレベータの乗り心地に悪影響が現れたりしてしまう虞はない。
【００４７】
ここで、実施形態１では、図２の処理ブロック１５において、図３に示すように、インバータ部３Ａ、３Ｂの下アームの全てのスイッチング素子をＯＮしているが、反対に上アームのスイッチング素子を全てＯＮさせるようにしても良いことは言うまでもない。また、図２の処理ブロック１６では、Ａ系のインバータ部３ＡのＵ相上アームのスイッチング素子ＡＵをＯＮさせているが、他のスイッチング素子であっても良いし、複数のスイッチング素子を同時にＯＮにするようにしても良いことも言うまでもない。
【００４８】
このとき図２の処理ブロック１６、１７が意図している点は、スイッチング素子のＯＮＯＦＦ制御によりインバータ部３Ａ、３Ｂに形成されるループ内に、一時的に持続的な電流を流すことであり、従って、本発明におけるスイッチング素子のＯＮＯＦＦ状態による電流還流経路の決め方は、図４、図５で説明したものに限定されるものではない。
【００４９】
また、以上の実施形態１では、インバータ部の出力側にある電流センサに関して述べているが、本発明は、図１４に示すように、整流器部２Ａ、２ＢとしてＰＷＭ順変換部を使用した場合において、そのＰＷＭ順変換部の入力側に接続されている電流センサに適用して同様に補正が可能である。
【００５０】
この場合、図１５に表わされているように、ＰＷＭ順変換部による整流器部２Ａ、２Ｂは、電源(図１の商用電源１)から入力側リアクトル５１を介して並列に接続されているので、入力側リアクトル５１を図３〜図５に示した実施形態１の場合の出力側リアクトル５に見立てると、インバータ部３Ａ、３Ｂと対称的な構成になっている。従って、この場合は、入力側リアクトル５１を電源側から切り離す処理、或いは切り離す機構(例えば断路器などの機構)を設ける必要があるが、図３〜図５で説明した実施形態１の場合の処理と同様の方法により補正が可能になる。
【００５１】
次に、この実施形態１に関連する他の実施形態について説明すると、まず、図８は、実施形態１における出力側リアクトル５に短絡用のスイッチ１０１を設けた場合の一実施形態で、これは、例えば、図１の実施形態において、負荷として接続されている交流モータ６のインピーダンスが小さい場合、図４と図５に示す状態において交流モータ６にも電流が流れてしまうので、インバータ部３Ａとインバータ部３Ｂの電流に違いが生じて、電流センサの相対的な誤差量を検出し補正するのが困難になる。
【００５２】
そこで、この実施形態では、図８に示すようにスイッチ１０１を設け、電流センサの補正ゲインの演算に際してはスイッチ１０１をＯＮさせ、出力側リアクトル５を短絡して交流モータ６に電流が流れないようにしたもので、この結果、負荷のインピーダンスが小さい場合でも、その影響を受けずに補正ゲインを演算することができる。
【００５３】
ここで、この図８では、スイッチ１０１が出力側リアクトル５にそのまま接続されているが、このときスイッチ１０１に直列に抵抗やインダクタンスなど、負荷に対して小さいインピーダンスを示す要素を接続してもよい。
【００５４】
次に、図９は、実施形態１において、スイッチ１０２を設け、負荷である交流モータ６を出力側リアクトル５から切り離すことができるようにした場合の一実施形態で、この場合も、図８の実施形態と同じく、補正ゲインの演算に際してはスイッチ１０２をＯＦＦさせ、交流モータ６が出力側リアクトル５から切り離されてしまうようにしたもので、この結果、負荷のインピーダンスが小さい場合でも、その影響を受けずに補正ゲインを演算することができる。
【００５５】
・実施形態２
図１０は、本発明の実施形態２で、これは、図示のように、エレベータ用の１台の交流モータ６を、インバータ装置の順変換部を構成する整流器部２０と、同じく逆変換部を構成するインバータ部２１、それに直流回路を構成する平滑コンデンサ２２からなる１系統のインバータ装置ＩＣを用いて可変速制御するようにしたエレベータシステムに、本発明を適用した場合の一実施形態を示したもので、これも本発明を実施するための最良の形態の一例であり、その他の構成は、図１で説明した実施形態１と同じである。
【００５６】
そして、この図１０の実施形態２では、インバータ部２１の上アームのスイッチング素子については、各相毎にスイッチング素子ＣＵ、ＣＶ、ＣＷとし、下アームのスイッチング素子については、各相毎にスイッチング素子ＣＸ、ＣＹ、ＣＺとしている。また、インバータ部２１の各出力相に設置している電流センサについては、Ｕ相に接続される電流センサを２３Ｕ、Ｖ相に接続される電流センサを２３Ｖ、Ｗ相に接続される電流センサを２３Ｗとしているが、この実施形態２でも、上記した実施形態１と同様な方法により補正ゲインを導出することができる。
【００５７】
そして、この実施形態２でも、制御演算装置１０には、当該制御演算装置１０による電流信号ａ〜ｆの取り込みに夫々独立に補正ゲインを設定する補正ゲイン設定部と、上記補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部とが設けられていて、複数の電流検出器の中で任意に選定した電流検出器、例えば電流センサ２３Ｕの電流信号ｈによる電流検出値を基準にし、これに他の電流センサ２３Ｖ、２３Ｗによる電流信号ｉ、ｊによる電流検出値を等価的に等しくするのに必要な補正ゲインが各々の電流センサ毎に演算され、演算された補正ゲインが上記補正ゲイン設定部に設定されるようになっている。
【００５８】
そして、補正ゲイン演算部では、図１１の流れ図に従った処理を実行することにより、上記補正ゲインが各々の電流センサ毎に演算でき、上記補正ゲイン設定部に設定できるようになっているが、このとき図１１の流れ図に示した処理も制御演算装置１０を構成しているＣＰＵに格納したプログラムにより実行されるようになっている。そこで、以下、この補正ゲインの演算処理について説明する。
【００５９】
ここで、この図１１の処理も、当該エレベータシステムの運行が禁止されていることを条件とし、その上で演算処理の開始が指示されたことを条件として実行が開始される。このため制御演算装置１０には、図示されてないが外部コネクタやタイマ、遠隔操作装置などが設けてあり、これらにより、例えば早朝など、エレベータの運転が開始される前に演算処理の開始が指示され、処理終了後にエレベータの運転開始が許可されるようになっている。
【００６０】
図１１に示す処理が開始されると、処理ステップ２４では、図１２に示すように、インバータ部２１の各相の下アームのスイッチング素子ＣＸ、ＣＹ、ＣＺを全てＯＮにする。そうすると、この場合、インバータ部２１の全ての出力相は同電位となるため、何れの出力相にも電流は流れない。
【００６１】
次に、処理ステップ２５に進み、今度は図１３に示すように、インバータ部２１のＵ相下アームのスイッチング素子ＣＸをＯＦＦさせ、これと共にＵ相上アームのスイッチング素子ＣＵをＯＮさせ、平滑コンデンサ４Ａに蓄積されていた電荷により、ＯＮにされたスイッチング素子ＣＵを通って、図示の経路(第１のループ経路)に電流Ｉが流れるようになる。
【００６２】
そこで、この後、次の処理ステップ２６に進み、図１４に示すように、ＯＮにされていたスイッチング素子ＣＵをＯＦＦにして平滑コンデンサ４Ａを切り離し、ＯＦＦにされていたスイッチング素子ＣＸはＯＮに戻して第２のループ経路を形成させ、インダクタンス分により、電流Ｉが、この第２のループ経路に引き続き継続されるようにする。
【００６３】
そうすると、この場合も、経路に存在する抵抗分とインダクタンス分による時定数に依存して電流Ｉが減衰する。そこで、次の処理ステップ２７で、このときの電流Ｉを、各電流センサ２３Ｕ、２３Ｖ、２３Ｗにより電流信号ｈ、ｉ、ｊとして検出し、この後、処理ステップ２７と処理ステップ２８で、上記した実施形態１のときの図２の処理における処理ステップ１８と処理ステップ１９と同様に、補正ゲインを演算し、演算した補正ゲインを制御演算装置１０の補正ゲイン設定部に設定し、図１１の処理を終了する。
【００６４】
このとき、誤差の無い電流センサについては、電流センサ２３Ｕも含め、補正ゲインを１、つまりＫ＝１にする点も、実施形態１のときと同じであるが、ここで、この図１０の実施形態２の場合、電流Ｉが交流モータ６を流れるので、その相間でのインピーダンスのバラツキが問題になる。但し、このバラツキは、交流モータ６が、一般的なかご型誘導電動機の場合にはほとんど問題にならない。
【００６５】
しかし、近年、多用されるようになっている同期電動機などの回転子に突極性がある電動機の場合には、モータ磁極の位置によってモータのインダクタンス値が変化するため、上記したバラツキが無視できなくなり、この場合、実施形態１の場合のように、Ｖ相とＷ相の電流値が単純にＵ相の電流値に−１／２を乗じた振幅の波形になるとは限らない。
【００６６】
そこで、この実施形態２では、図１１の処理ステップ２７において、電流信号ｈ、ｉ、ｊに加えて、磁極位置検出用のエンコーダ１３から与えられている磁極位置検出信号Ｐを取り込み、この磁極位置信号Ｐから交流モータ６のインダクタンス値を算出した上で、このインダクタンス値の違いを前提にして基準の相の電流に対する残りの相の電流値を演算するようになっている。
【００６７】
このときの交流モータ６の磁極位置とインダクタンス値の関係は個々のモータで固定関係にあり、従って、予めテーブル化しておくことができる。そこで、この実施形態でも、そのようなテーブルを用い、これを磁極位置信号Ｐにより検索するようにしてやれば、上記したインダクタンス値の算出を容易に得ることができる。
【００６８】
そして、この図１１の処理が終了したら、エレベータの運行禁止を解き、以後、任意に運転を開始することができるようにしてやれば、この実施形態２によっても、エレベータの運転を開始させたときには、全ての電流センサの電流信号ｈ、ｉ、ｊについて検出精度のバラツキが補償され、同一の検出精度で制御演算装置１０に取り込まれることになり、従って、この実施形態２によっても、電流検出結果の取り込みにおける補正ゲインが、電流検出誤差に応じて自動的に設定されることになり、インバータの電流検出誤差に伴う悪影響の虞のないエレベータをコストを抑えながら提供することができる。
【００６９】
ところで、大型で高速のエレベータでは、モータにも大容量のものが使用されるようになるが、この場合、電機子巻線が複数の巻線に分けられているモータが使用される場合があり、この場合は、１台のモータに複数のインバータを接続し、各巻線毎に別のインバータから給電される構成になる。例えば２巻線モータの場合、２組の３相巻線による６個の端子を有し、２台のインバータの一方と他方が各巻線に夫々別に接続されていることになる。
【００７０】
そこで、この場合には、各巻線に実施形態２によるインバータを接続してやれば、上記した場合と全く同様にして補正ゲインを導出できる。つまり、この場合、エンコーダ１３から出力される１系統のモータの磁極位置信号Ｐから交流モータ６のインダクタンス値を演算することが可能なので、それぞれのインバータに対して個別に実施形態２の方法を適用することにより、補正ゲインを導出することができることになる。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々変形して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明によるインバータの実施形態１を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作を説明するための流れ図である。
【図３】本発明の実施形態１のスイッチング制御と電流の関係を示す第１の説明図である。
【図４】本発明の実施形態１のスイッチング制御と電流の関係を示す第２の説明図である。
【図５】本発明の実施形態１のスイッチング制御と電流の関係を示す第３の説明図である。
【図６】本発明の実施形態１において誤差が無いの場合の電流波形の説明図である。
【図７】本発明の実施形態１において誤差が有った場合の電流波形の説明図である。
【図８】本発明の実施形態１においてリアクトル短絡スイッチを設けた場合の構成図である。
【図９】本発明の実施形態１において付加切離し用のスイッチを設けた場合の構成図である。
【図１０】本発明によるインバータの実施形態２を示す構成図である。
【図１１】本発明の実施形態２の動作を説明するための流れ図である。
【図１２】本発明の実施形態２のスイッチング制御と電流の関係を示す第１の説明図である。
【図１３】本発明の実施形態２のスイッチング制御と電流の関係を示す第２の説明図である。
【図１４】本発明の実施形態２のスイッチング制御と電流の関係を示す第３の説明図である。
【図１５】本発明をＰＷＭ順変換部に適用した場合の構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ：インバータ装置
１：商用電源
２Ａ、２Ｂ、２０：整流器部(順変換部)
３Ａ、３Ｂ、２１：インバータ部(逆変換部)
４Ａ、４Ｂ、２２：平滑コンデンサ
５：出力側リアクトル
５１：入力側リアクトル
６：交流モータ
７：綱車
８：乗りかご
９：釣合い錘(つりあいおもり)
１０：制御演算装置
１１Ｕ：Ａ系Ｕ相の電流センサ
１１Ｖ：Ａ系Ｖ相の電流センサ
１１Ｗ：Ａ系Ｗ相の電流センサ
１２Ｕ：Ｂ系Ｕ相の電流センサ
１２Ｖ：Ｂ系Ｖ相の電流センサ
１２Ｗ：Ｂ系Ｗ相の電流センサ
１３：エンコーダ
１４：スイッチ指令
２３Ｕ：Ｕ相電流センサ
２３Ｖ：Ｖ相電流センサ
２３Ｗ：Ｗ相電流センサ
１０１：スイッチ(リアクトル短絡用のスイッチ)
１０２：スイッチ(負荷切離し用のスイッチ)
１０００：外部コネクタ
１００１：タイマ
１００２：遠隔操作
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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