(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータモータ制御装置とモータが比例−積分（Ｐ−Ｉ）電流ループを形成する、エレベータモータ制御装置の電流調整器補償の比例ゲイン、積分器の積分ゲイン、および総合利得を計算する方法であって、電流調整器補償は、比例−積分（Ｐ−Ｉ）制御伝達関数Ｇc（ＫP＋ＫI／ｓ）を有しており、ここで、Ｇcは総合利得であり、ＫPは比例ゲインであり、ＫIは積分ゲインであり、ｓはラプラス変換演算子であり、
ａ）ステップ（ｂ）〜（ｆ）の間に積分器の制御装置への貢献を最小にするステップと、
ｂ）比例ゲインを初期値に設定するステップと、
ｃ）第１の試験周波数に基づいて総合利得を設定するステップと、
ｄ）前記第１の試験周波数で、正弦波電流基準信号を電流調整器に供給するステップと、
ｅ）前記第１の試験周波数で、電流ループのオープンループゲインを計算するステップと、
ｆ）前記比例ゲインを変え、前記オープンループゲインが１の所定の公差内になるまでステップ（ｅ）を行うステップと、
ｇ）第２の試験周波数で、前記正弦波電流基準信号を電流調整器に供給するステップと、
ｈ）前記第２の試験周波数で、電流ループの閉ループゲインを計算するステップと、
ｉ）前記積分ゲインを変え、前記閉ループゲインが１の所定の公差内になるまでステップ（ｈ）を行うステップと、
によって構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の試験周波数で電流ループのオープンループゲインを計算する前記ステップが、電流エラー信号の第１の調波に対する電流フィードバック信号の第１の調波の比を演算するステップによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
比を演算する前記ステップが、
前記電流エラー信号のフーリエ変換を演算するステップと、
前記電流フィードバック信号のフーリエ変換を演算するステップと、
によって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の試験周波数で電流ループの閉ループゲインを計算する前記ステップが、電流基準信号の第１の調波に対する電流フィードバック信号第１の調波の比を演算するステップによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１の調波は、
前記電流基準信号のフーリエ変換を演算するステップと、
前記電流フィードバック信号のフーリエ変換を演算するステップと、
によって演算されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記比例ゲインの前記初期値が０．２×Ｌ＿ＢＡＳＥであり、ここでＬ＿ＢＡＳＥは次の式、
Ｚ＿ＢＡＳＥ＝（ＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤ）／（ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤ）2、
Ｌ＿ＢＡＳＥ＝Ｚ＿ＢＡＳＥ／（２πＨＺ＿ＲＡＴＥＤ）、
によって計算され、ここでＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤは定格モータシャフト出力（ワット）であり、ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤは定格ＲＭＳ線間電圧（ボルト）であり、ＨＺ＿ＲＡＴＥＤは定格周波数（ヘルツ）である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
モータが３相インダクションモータであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
モータ制御装置が界磁有向性制御装置であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ａ）〜（ｈ）が、サービス・ツールからの指令を受けると自動的に行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の試験周波数が所望のオープンループ交差周波数であり、前記第２の試験周波数が所望の閉ループバンド幅である、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ／駆動装置システムの自動校正に係り、特に、エレベータモータ駆動装置用の電流調整器制御補償の自動校正に関する。
【０００２】
同時に出願中の米国特許出願Ｎｏ．８／９９６，２６３（社内整理番号ＯＴ−３０６５）、Ｎｏ．８／９９６，２６５（社内整理番号ＯＴ−３０６４）、（社内整理番号ＯＴ−３０５４）、Ｎｏ．８／９９６，２６６（社内整理番号ＯＴ−４０４６）、Ｎｏ．８／９９６，２６４（社内整理番号ＯＴ−４０４７）は、ここに述べられていることに関連する主題を含んでいる。
【０００３】
【従来の技術】
モータ電流を制御するために、電流調整器（又は電流制御装置）を使用することは、モータ駆動回路の分野で知られている。また、モータ電流の同期制御を行うために、モータ電流の比例−積分（Ｐ−Ｉ）閉ループ制御を使用することも知られている。
【０００４】
しかしながら、そのような電流調整器は、モータ電流の正確な制御、従ってモータシャフトで発生するトルクの正確な制御を行うために、モータの電磁気ダイナミックスに正確に同調されなければならない。特に、Ｐ−Ｉ制御装置では、比例ゲインＫPおよび積分ゲインＫIは、最適な性能を得るために、モータダイナミックスに調和されなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それらの制御パラメータを正確に決めるための一つの技術は、高価な試験設備と技術者の延べ時間を使用してエンジニアリング実験室においてモータ／駆動装置システムを解析することである。しかしながら、現代化の又はレトロフィットの適用にあたって、新しい駆動装置が現存するエレベータシステムの古い駆動装置と取り替えられるものであり、制御パラメータを評価するためにモータをエレベータシステムから取り外すことは、不都合であり費用がかかる。
【０００６】
調整器制御パラメータを決めるための他の技術は、特別な試験設備を使用してモータに駆動装置を同調させるために、高度な熟練技術者を現場に急送するものである。しかしながら、そのような技術は、費用がかかり時間の浪費であり、エレベータモータ駆動装置を現代化することを、ビルディング所有者にとって魅力のないものにしている。
【０００７】
また、電流調整器を同調させるための種々の技術が種々の文献に開示されている。これらの文献としては、例えば、Ａ．Ｍ．Ｋｈａｍｂａｄｋｏｎｅらによる“セルフコミッショニング機構を有するベクトル制御インダクションモータ駆動装置”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．３８、Ｎｏ．５，１９９１年１０月ＰＰ．３２２−３２７、Ｈ．Ｓｃｈｉｅｒｌｉｎｇによる“セルフコミッショニング−最新のインバータ供給インダクションモータ駆動装置の新しい特徴”第３回Ｉｎｔ’ｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｒｉｖｅｓ、ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆ．Ｐｕｂ、Ｎｏ．２９１，ｐｐ．２８７−２９０、Ｍ．Ｓｕｍｎｅｒらによる“電圧基準、電圧供給ベクトル制御インダクションモータ駆動装置用の自動コミッショニング”（ＩＥＥＥ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ−Ｂ，Ｖｏｌ．１４０，Ｎｏ．３，１９９３年５月）、およびＴ．Ｋｕｄｏｒらによる“ベクトル制御インダクションモータ用のセルフコミッショニング”（ＩＥＥＥ  Ｐｕｂ．ＩＤ＃０−７８０３−ｘ／９３，ＰＰ．５２８−５３５、がある。
【０００８】
それらの技術は、モータパラメータを測定し、それからこれらの推定値に基づくアルゴリズムに従って電流調整器ゲインを計算することを試みている。特に、ＫｈａｍｂａｄｋｏｎｅとＳｃｈｉｅｒｌｉｎｇは、モータに電圧パルスを供給することを教示し、モータ過渡インダクタンスを推定するために電流の立上り率を使用する。Ｓｕｍｎｅｒは、モータに電圧パルスの擬似ランダム二進数シーケンスを供給することを教示し、モータパラメータを推定するために回帰最小二乗計算を使用する。電流調整器パラメータは、推定されたモータパラメータを使用して、極配置アルゴリズムによって決められる。Ｋｕｄｏｒは、電流調整器にステップ入力を供給することを教示し、ステップ応答に基づく性能インデックスを演算する。ファジー論理規則が、最適な同調を達成するために、調整器ゲイン調節に使用される。しかしながら、前述の技術は高価にして実行するのに複雑である。
【０００９】
本発明の目的は、モータをエレベータシステムから取り外し又は切り離す必要がない、エレベータモータ駆動装置用の電流調整器のための制御パラメータの現場での自動校正を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の方法は、エレベータモータ制御装置とモータが比例−積分（Ｐ−Ｉ）電流ループを形成する、エレベータモータ制御装置の電流調整器補償の比例ゲイン、積分器の積分ゲイン、および総合利得を計算する方法であって、電流調整器補償は、比例−積分（Ｐ−Ｉ）制御伝達関数Ｇc（ＫP＋ＫI／ｓ）を有しており、ここで、Ｇcは総合利得であり、ＫPは比例ゲインであり、ＫIは積分ゲインであり、ｓはラプラス変換演算子であり、ａ）ステップ（ｂ）〜（ｆ）の間に積分器の制御装置への貢献を最小にするステップと、ｂ）比例ゲインを初期値に設定するステップと、ｃ）第１の試験周波数に基づいて総合利得を設定するステップと、ｄ）前記第１の試験周波数で、正弦波電流基準信号を電流調整器に供給するステップと、ｅ）前記第１の試験周波数で、電流ループのオープンループゲインを計算するステップと、ｆ）前記比例ゲインを変え、前記オープンループゲインが１の所定の公差内になるまでステップ（ｅ）を行うステップと、ｇ）第２の試験周波数で、前記正弦波電流基準信号を電流調整器に供給するステップと、ｈ）前記第２の試験周波数で、電流ループの閉ループゲインを計算するステップと、ｉ）前記積分ゲインを変え、前記閉ループゲインが１の所定の公差内になるまでステップ（ｈ）を行うステップと、によって構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、ライン９の左側にエレベータモータ制御装置７の一部が示されており、界磁有向性（又はベクトル）モータ制御装置を含む。このモータ制御装置は、各々異なる制御軸、すなわちモータ磁化に関するｄ軸と、トルクに関するｑ軸に対応する２つの制御ループを、持っている。ｄ軸ループはライン１４に供給されたｄ軸電流基準入力信号ＩdREFを持っている。ＩdREFは、モータ磁化曲線、例えば後述するＩdRATED又はＩNO-LOADに基づいてモータに適正な磁束を供給するために、所定の一定の値にセットされる。ＩdREF信号は、図２で後述するように、界磁有向性電流調整器／モータ駆動回路２０に供給される。
【００１２】
ｑ軸電流ループはライン１５の第１のｑ軸電流基準入力信号ＩqREF1を有し、この第１のｑ軸電流基準入力信号は、スイッチ１９の一つの入力端子に供給される。ＩqREF1は、他のロジック（図示せず）例えば速度ループ補償ロジック（図示せず）によって供給され、米国特許出願番号（社内整理番号ＯＴ−３０５４）で述べられているような、自動校正でない時に、ｑ軸電流基準信号を制御装置に供給するモータ速度制御ループを閉じる。スイッチ１９への他の入力は、ライン１７の第２のｑ軸電流基準入力信号ＩqREF2である。スイッチ１９の出力は、ライン１８のｑ軸電流ループ基準信号ＩqREFであって、スイッチ１９に供給されるライン１３のＭＯＤＥ１信号の状態に基づいて、ＩqREF1又はＩqREF2と等しくなるようにセットされる。ＩqREF信号は、図２で後述するように、界磁有向性電流調整器／モータ駆動回路２０に供給される。
【００１３】
本発明で使用される３相ＡＣインダクションモータの２つの例は、ギヤ方式の、定格電力４５ＫＷ，定格電圧３５５ボルト，定格速度１４８０，定格周波数５０Ｈｚを有するロハー（Ｌｏｈｅｒ）によるモデルＬＵＧＡ−２２５ＬＢ−０４Ａと、タツング（Ｔａｔｕｎｇ）（台湾）による定格電力４０ＫＷ，定格電圧５００ボルト，定格速度２５１，および定格周波数１６．７Ｈｚを有するギヤレス方式のモデル１５６ＭＳＴ、である。必要ならば、他の定格パラメータを有する他のモータを使用することもできる。
【００１４】
回路２０はライン２２の３相電圧信号Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚをモータ２４例えば３相インダクションモータに供給する。モータ２４は、機械的なリンケージ２６例えばシャフトおよび／若しくはギヤボックスによって、シーブ２８に接続されている。ロープ又はケーブル３０は、シーブ２８に巻装され、エレベータかご３２に接続された一端と、カウンターウェイト３４に接続された他端を持っている。カウンターウェイトの重さは、一般に、空のかごの重さにかごの最大負荷の４０〜５０％を加えたものに等しい。
【００１５】
必要ならば、他のエレベータシスタム構造、すなわち、カウンターウェイトの有無、ギヤボックスの有無によるものを、モータ２４の出力トルクをエレベータかご３２の動きに変換するために使用できる。当該他のエレベータシスタム構造としては、例えば、二重リフト、ドラムマシン等があり、二重リフトでは、２つのエレベータかごが単一のロープに接続され、かごは反対方向に動き、各かごは他のかごに対してカウンターウェイトとなる。また、ドラムマシンとしては、ロープがモータによって駆動されるドラムのまわりに巻装される。
【００１６】
ブレーキ３７例えば電磁駆動ディスクブレーキは、シャフト２６に配置され、回路２０からのライン３８上の電気ブレーキ指令信号ＢＲＫＣＭＤによって駆動される。ブレーキ３７は、作動され又は落とされると、シャフト２６をクランプし、モータシャフト２６が回るのを防止し、すなわち回転子をロックし、シーブ２８の動きを防ぐ。
【００１７】
図２に示すように、界磁有向性モータ制御において、それぞれｄ軸およびｑ軸に対応する電流（Ｉｄ，Ｉｑ）および電圧（Ｖｄ，Ｖｑ）パラメータを使用することは、周知である。周知のように、界磁有向性を使用すると、モータ磁界（又は磁束）はＩｄによって制御され、モータトルクはＩｑによって制御される。特に、図１の界磁有向性電流調整器／モータ駆動装置２０は２つの電流制御ループによって構成され、一つはｄ軸電流Ｉｄ用であり、他の一つはｑ軸電流Ｉｑ用である。Ｉｄループはライン１４上のＩdREF信号を加減算器１０２の正入力で受ける。ライン１０４の測定された又はフィードバックｄ軸電流信号Ｉｄは加減算器１０２の負入力に供給される。加減算器１０２の出力はライン１０６のエラー信号ＩdERRであり、このエラー信号は、後述するようにライン１２１に供給される比例ゲインＫP、積分ゲインＫI、および総合利得Ｇcを有する比例一積分（Ｐ−Ｉ）電流ループ制御装置のような制御補償ロジック１０８に供給される。ロジック１０８はライン１１０にｄ軸電圧指令信号ＶdCMDを供給する。
【００１８】
ｑ軸に対して、Ｉｑループは、ライン１８のＩqREF信号を加減算器１１４の正入力で受ける。ライン１１６の測定された又はフィードバックｑ軸電流信号Ｉｑは加減算器１１４の負入力に供給される。加減算器１１４の出力は、ライン１１８のエラー信号ＩqERRであり、ロジック１０８と同様に、制御補償ロジック１２０例えば比例一積分（Ｐ−Ｉ）ロジックに供給される。制御補償ロジック１２０は、ロジック１０８のゲインと同様な、比例ゲインＫP，積分ゲインＫI，および総合利得Ｇcを有する。ロジック１２０の出力は、ライン１２２のｑ軸電圧指令信号ＶqCMDである。
【００１９】
電圧指令ＶdCMDとＶqCMDは、周知の界磁有向性３相変換ロジック１２４に供給され、３相変換ロジック１２４は、ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令をライン１２６の３相電圧指令ＶXCMD，ＶYCMD，ＶZCMDに変換する。位相電圧指令ＶXCMD，ＶYCMD，ＶZCMDは、周知の３相駆動回路（又はインバータ）１２８に供給され、３相駆動回路１２８は、それぞれ位相電圧ＶX，ＶY，ＶZを、ライン１３０，１３２，１３４（集約的にライン２２）に供給してモータ２４（図１）を駆動する。
【００２０】
駆動回路１２８（詳細は示されていない）内で、ライン１２６の電圧指令ＶXCMD，ＶYCMD，ＶZCMDは、対応する入力電圧レベルを示すパーセント・デューティ・サイクル指令に変換される。パーセント・デューティ・サイクルはパルス幅変調駆動信号に変換され、パルス幅変調駆動信号によってパワートランジスタが駆動され、それぞれライン１３０，１３２，１３４にパルス幅変調可変周波数３相電圧ＶX，ＶY，ＶZが供給される。駆動装置１２８内での変換は、モータ駆動回路の分野で周知の電子構成要素および／若しくはソフトウェアを、使用して行われる。入力電圧指令を受け出力位相電圧を供給する駆動回路は他のタイプのものでも使用でき、位相電圧はパルス幅変調でなくてもよい。
【００２１】
それぞれ電圧ＶX，ＶY，ＶZに関連する位相電流ＩX，ＩY，ＩZは、それぞれ周知の電流センサ１３６，１３８，１４０例えば閉ループホール効果電流センサ（例えばＬＥＭＳ）によって測定され、それぞれ、ライン１４１，１４２，１４３に供給される。位相電流ＩX，ＩY，ＩZは周知の３相界磁有向性変換ロジック１５０に供給され、界磁有向性変換ロジック１５０は位相電流をライン１０４，１１６のｄ軸電流とｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑに変換し、ｄ軸電流とｑ軸電流は、それぞれ、フィードバック電流として、加減算器１０２，１１４に供給される。
【００２２】
コンバータ１２４，１５０は、Ｄ．ノボトニィ（Ｎｏｖｏｔｎｙ）らによる“ＡＣ駆動装置のベクトル制御およびダイナミックス”、オックスフォード大学出版、１９９６，第５章、２０３〜２５１頁で述べられているような、ベクトル（ｄ軸およびｑ軸）パラメータと位相パラメータとの間の変換を行う。コンバータ１２４，１５０は、そのような変換を、マイクロプロセッサなどを用いてソフトウェアで実行する。
【００２３】
モータ駆動ロジック１１１はブレーキ駆動回路１４５を含み、ブレーキ駆動回路１４５はライン１４６の入力信号ＢＲＫを受け、ライン３８にＢＲＫＣＭＤ信号を供給する。
【００２４】
図１に示すように、本発明は、制御パラメータＫI，ＫP，Ｇcを自動的に演算する自動校正ロジック４８によって構成され、このロジック４８はライン１２１でそれらを回路２０に供給する。ロジック４８は、回路２０からＩqERR、Ｉｑを受ける。また、ロジック４８は、スイッチ１９に電流基準信号ＩdREF2を供給すると共に、電流基準信号ＩdREFをライン１４で回路２０に供給する。また、ロジック４８は、ライン１３のＭＯＤＥ１をスイッチ１９に供給する。ＭＯＤＥ１フラグにより、校正ロジック４８からの電流基準信号ＩqREF2がロジック２０に供給される。また、ロジック４８はライン１４６でブレーキ要求信号ＢＲＫを回路２０に供給する。
【００２５】
計算ロジック４８はシリアルリンク８２を介してサービス・ツール８０と通信する。サービス・ツール８０は、ディスプレイ８４と、データをサービス・ツール８０内におよびリンク８２を介して制御装置７に入力するキーパッド（又はキーボード８６）とを含んでいる。特に、ロジック４８は、サービス・ツール８０からリンク８２を通して、それぞれいつ自動校正を始めるか又は停止する（または中断する）かを制御する始動指令および停止指令を受ける。ロジック４８は、ＤＯＮＥ信号とＦＡＵＬＴ信号を、リンク８２を通してサービス・ツール８０に供給する。ＤＯＮＥ信号は故障がなく自動校正が完了した時点を示し、ＦＡＵＬＴ信号は故障が自動校正中に検出された時点を示す。
【００２６】
ロジック４８は、本願に記載した機能を実行可能な、マイクロプロセッサ，インターフェース回路，メモリ、ソフトウェア，および／若しくはファームウェアを含む、周知の電子構成要素によって構成される。
【００２７】
図３を参照すると、図１と図２の自動校正ロジック４８を有するｑ軸電流ループと同等の制御システムブロック図が示されており、これは、ＭＯＤＥ１信号（図１）が、スイッチ１９に、ｑ軸電流ループに対する基準（すなわち自動校正モード）としてＩqREFをＩqREF2に等しくセットするように指令するときのものである。図３の制御システムの種々な部分は、図１と図２の概略ブロック図の部分に相似である。特に、図３の制御システムは自動校正ロジック４８からのライン２１０（図２のライン１８に相似）のｑ軸電流基準信号ＩqREFによって構成され、この信号は加減算器２１２（図２の加減算器１１４に相似）の正入力に供給される。ライン２１４上のＩq電流フィードバック信号は、加減算器２１２の負入力に供給される。加減算器２１２はライン２１６のエラー信号ＩqERRをボックス２１８に供給する。ボックス２１８はＰ−Ｉ制御補償（図２のｑ軸ループ補償ロジック１２０に相似）を示す。補償２１８は、周知の比例−積分（Ｐ−Ｉ）制御伝達関数
Ｇc（ＫP＋ＫI／ｓ）  ………（１）
を有する。ここで、ＫIは積分ゲイン、ＫPは比例ゲイン、Ｇcは総合利得、および“ｓ”は周知のラプラス変換演算子である。
【００２８】
補償２１８は、モータ駆動装置１１１（図２）の伝達関数を示すボックス２２２にライン２２０の電圧指令信号ＶqCMDを供給する。モータ駆動装置１１１は、関連する周波数範囲において、１の伝達関数を持っている。駆動装置２２２は、ライン２２４の位相駆動電圧Ｖphを、モータ２４（図１）の伝達関数を示すボックス２２６に供給する。モータ２４の伝達関数は式（２）を有する第１次遅れによって近似される。
【００２９】
１／（Ｌｓ＋Ｒ）………（２）
ここで、Ｌはモータの位相インダクタンス、Ｒはモータの位相抵抗、および“ｓ”はラプラス変換演算子である。モータ２４は３相インダクションモータであるが、同様な伝達関数を有するものであればどのタイプのモータでもよい。モータのｑ軸電流Ｉqは、ライン２１４に示されており、加減算器２１２にフィードバックされる。Ｉqは駆動装置１１１（図２）内で実際に測定される。しかしながら、モータの伝達関数は、図３に示すように、制御システムループダイナミックスの一部である。
【００３０】
図１と図２について前述したように、自動校正ロジック４８は、ＩqREF2をライン２１０でｑ軸電流ループに供給し（図３には用途は示されていないが、ＭＯＤＥ１信号およびＩdREF信号と同じように）、この場合にＩqREF2はｑ軸電流ループ基準ＩqREFに等しく、ロジック４８は、ライン２１６，２１４（図２のライン１１８，１１６と類似）それぞれの信号ＩqERR，Ｉqを、ｑ軸電流ループから受け、ライン２１９（図２のライン１２１と類似）の制御パラメータＫI，ＫP，Ｇcを、補償２１８に供給すると共に、シリアルリンク８２を介してパラメータを受授する。
【００３１】
図３，図４および図５を参照すると、自動校正ロジック４８は、モータを切り離し又は取り外すことなく、所望の全駆動装置／モータループの応答を得るために、Ｇcをセットし、ＫIとＫPを調節する。特に、制御システムブロック図用のオープンループ伝達関数は、次のように式（１）と（２）を結合する。
【００３２】
Ｇc（ＫPｓ＋ＫI）／ｓ×１／（Ｌｓ＋Ｒ）………（３）
ＫP＝ＬおよびＫI＝Ｒであれば、式（３）のオープンループ伝達関数は、Ｇc／ｓ、すなわち、ゲインＧcを有する積分器、というより単純な形になり、モータ制御システムの所望のループ性能が得られる。合成の積分器は、ωc（ラジアン／秒）＝Ｇc（すなわち、オープンループ交差周波数）で１（０ｄＢ）と交差する大きさ（又はゲイン）周波数応答を持っている。かくして、積分器ゲインＧcは、所望のオープンループ交差周波数（ラジアン／秒）（すなわち、Ｇc＝ωc＝２πＦOL）に等しくなるようにセットされる。積分器に等しいオープンループ伝達関数を有するシステムでは、オープンループゲインが１（０ｄＢ）と交差する周波数すなわちオープンループ交差周波数（ＦOL）は、閉ループ応答が所定の量（例えば３ｄＢ）すなわち閉ループバンド幅だけ１（０ｄＢ）より小さい周波数に等しい。
【００３３】
自動校正ロジック４８は、サービス・ツール８０からリンク８２を介してＧcおよび／若しくはＦOLの値を受け（Ｇc又はＦOLを演算し）、回路２０にＧcを供給する。また、ロジック４８は、２段階処理（以下に図６でより詳細に説明する）を使用してＫIとＫPの値を決める。第１に、比例ゲインＫPを積分ゲインＫI＝０（又は０近く）で変化（又は同調）させる。ＫI＝０（又は０近く）に設定する目的は、この処理の第１の段階の間に補償１０８，１２０の積分器の部分がシステム応答に貢献することを解消しまたは最小にすることである。望むならば、積分器の貢献を最小にする他の技術、例えば一時的に積分器を動作不能にすること、システムから積分器を切り離すこと又は積分器出力をゼロに保持することを使用できる。
【００３４】
次に、正弦波入力信号がループに基準電流ＩqREFとして供給され、ここで、入力信号は所望のオープンループ交差周波数に等しい周波数ＦOLを持っている。オープンループの大きさは、信号の比Ｉq／ＩqERRを計算することによって、計算される。ＫPは、オープンループゲインの大きさが１（０ｄＢ）の所定の公差内になるまで変化させる。
【００３５】
図４と図５を参照すると、ブレーキ周波数ＦBがオープンループ交差周波数ＦOLに比べて充分に小さい場合、オープンループ交差周波数でのオープンループ応答は積分器の応答に類似する。従って、閉ループバンド幅（点４００で示されている）、すなわち閉ループ周波数応答又はゲインがドロップオフまたは減衰を始める周波数は、本質的に、オープンループ交差周波数ＦOLに等しい。
【００３６】
第２に、積分ゲインＫIを、前述の第１段階で決めた値にセットしたＫPで同調させる。その場合において、正弦波入力が、基準電流ＩqREFとして、ループに供給され、ここで入力信号は周波数ＦCL＝０．８ＦOLでループの所望の閉ループバンド幅を有する。望むなら０．８以外の乗数を、所望のシステム応答に基づいて、使用できる。ＫIは、閉ループ伝達関数の大きさが１（０ｄＢ）の所定の公差内になるまで、変更される。
【００３７】
図６を参照すると、さらに詳しくは、自動校正ロジック４８のトップレベルフロー図はステップ３００で始まる。ステップ３００では、始動指令がサービス・ツール８０（図１）から受けられているか否かをチェックする。始動指令が受けられていなければ、ロジック４８は終わる。始動指令が受けられていれば、後述の如く、ステップ３０２で自動校正を行うために必要なパラメータを要求して受ける。
【００３８】
次に、一連のステップ３０４は、以下で述べるように、ＫI＝０，ＫP＝ＫP-INIT，Ｇc＝２πＦOL，およびＩdREFの値をセットする。また、ステップ３０４は変数ＣＯＵＮＮＴ＝０をセットし、ＭＯＤＥ１＝１をセットし、ＢＲＫ＝１をセットし、ＢＲＫ＝１によって、ブレーキ３７（図１）を係合し、回転子をロックする。ＫP-INITの値は、モータネームプレートおよび／またはモータデータシートからの情報を使用して計算される。前述のように、ＫPがモータインダクタンスＬに等しいことは望ましいことである。初期値として、ＫP-INITは、モータ過渡インダクタンスＬσの近似値に基づいてセットされ、以下の式を使用してモータの“ベース”インダクタンス（Ｌ＿ＢＡＳＥ）に基づいて近似される。
【００３９】
ＫP-INIT＝０．１×Ｌ＿ＢＡＳＥ
Ｌ＿ＢＡＳＥは磁化インダクタンス（Ｌm）と過渡インダクタンス（Ｌσ）によって構成され、ＬσはＬmの約１０〜２０％である。望むならば、０．１以外の乗数を使用できる。Ｌ＿ＢＡＳＥは、以下の式を使用して、モータネームプレートデータから計算される。
【００４０】
Ｚ＿ＢＡＳＥ＝（ＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤ）／（ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤ）2
Ｌ＿ＢＡＳＥ＝Ｚ＿ＢＡＳＥ／（２πＨＺ＿ＲＡＴＥＤ）
ここで、ＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤは定格モータシャフト出力（ワット）、ＲＰＭ＿ＲＡＴＥＤは定格モータ速度（ＲＰＭ）、ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤは定格ＲＭＳ線間電圧（ボルト）、ＨＺ＿ＲＡＴＥＤは定格周波数（ヘルツ）である。
【００４１】
ＩdREFの値は次のように設定される。
【００４２】
ＩdREF＝０．２５×Ｉ＿ＢＡＳＥ
ここで、Ｉ＿ＢＡＳＥは、モータ“ベース”電流で、（ＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤ）／（（３）1/2×ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤ）として、ネームプレートデータから計算されたものである。モータで適正な量の磁束が発生すれば、所望ならばＩdREFに対して他の設定も使用できる。ＫP-INITとＩdREFの値は、整備員によってサービス・ツール８０に入力されリンク８２を介してロジック４８に送られたネームプレートパラメータＰＷＲ＿ＲＡＴＥＤ，ＲＰＭ＿ＲＡＴＥＤ，ＶＬＬ＿ＲＡＴＥＤおよびＨＺ＿ＲＡＴＥＤを使用してロジック４８によって計算できる。
【００４３】
あるいは、ＫP-INITとＩdREFの値は、整備員によって計算でき、サービス・ツール８０に入力され、リンク８２を介してロジック４８に送られることもできる。
【００４４】
次にステップ３１０では、ＩqREF2を、所望のオープンループ交差周波数例えば１８０〜３３３Ｈｚに等しいＦOLの試験周波数を有する正弦波に等しくなるようにセットする。望むならば他の周波数を使用できる。正弦波は、信号処理装置、例えばディジタル信号処理装置、例えば５ＫＨｚの更新（又はサンプリング）速度を有するモトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）ＤＳＰ５６００２プロセッサによって、ディジタル的に発生される。他のハードウェアおよび／若しくはソフトウェア技術又は更新速度を、正弦波入力信号を発生させるために使用できる。
【００４５】
次にステップ３１２では、ライン１１８，１１６のＩqERRとＩqをそれぞれ監視し、上述したディジタル信号処理装置を使用して、オープンループゲインを計算するためのＩqERR信号とＩq信号の基本又は第１の調波の大きさ（ＩqMAG，ＩqERR-MAG）を得るために個々の信号ＩqERR、Ｉqの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行する。第１の調波がオープンループゲインを計算するために使用されるので、制御システムの非線形性によって計算がひずむことはない。周知のように、ＤＦＴから測定された信号の基本又は第１の調波成分は、Ａｓｉｎ（ωｔ）＋Ｂｃｏｓ（ωｔ）であり、ここでωは試験周波数（２πＦOL）である。次にステップ３１４では、周知の式（Ａ2＋Ｂ2）1/2によって第１の調波の大きさを計算する。
【００４６】
周知のように、ＤＦＴを演算するために、試験周波数での単位振幅の標準の正弦波と余弦波は、ロジック４８内で発生される。測定された信号（ＩqERR，Ｉq）は、標準の正弦波によって乗じられ、積は信号のフーリエ級数係数Ａを生じさせるために１励磁期間にわたって積分される。標準の余弦波によって信号を乗算しかつ積分することにより、Ｂ係数が生じる。入力信号の１５期間にわたって積分することは、システム応答におけるいかなる過渡現象をもフィルタアウトするのに充分であることが判った。このことは、後述するように、閉ループゲインについて行われるＤＦＴにも当てはまる。所望ならば他の期間の数を使用してもよい。また、所望ならば、他のタイプのフーリエ変換を使用でき、所望の信号の第１の調波が得られるという条件で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などを使用できる。さらに、フーリエ変換の代わりに、所望の信号の第１の調波を決めるために、他のフィルタリング又はスペクトル解析技術を使用することができる。
【００４７】
次にステップ３１６では、電流ループエラーの大きさＩqERR-MAGに対する電流フィードバック信号の大きさＩqMAGの比として、オープンループゲインＧOLを計算する。
【００４８】
次にステップ３１８で、ＧOLが１の＋／−０．５％（すなわち＋／−０．００５）内であるかどうかをチェックする。他の公差を使用することもできる。＋／−０．５％内でなければ、ステップ３２０で、ＣＯＵＮＴ（カウント）が１０に等しいか又は１０よりも大きいがどうか、すなわちループが少なくも１０回繰り返されているかどうか、をチェックする。ループが１０回繰り返されていれば、ステップ３２２で、ＦＡＵＬＴ＝１をセットし、直列リンク８２を介してサービス・ツール８０（図３）に送り、ステップ３２４で、ＭＯＤＥ１＝０，ＢＲＫ＝０をセットして、ロジックは終わる。ロジックの繰り返しが１０回より少なければ、ステップ３２６で、ＧOLが１よりも大きいかどうかをチェクする。ＧOLが１より大きければ、ステップ３２８でＫPを所定量だけデクリメントする。ＧOLが１より小さければ、ステップ３３０でＫPを所定量だけインクリメントする。どちらの場合においても、次にステップ３３２で、カウンタＣＯＵＮＴを１だけインクリメントし、ロジックはステップ３１０に進んでＫPの新しい値でＧOLを再計算する。
【００４９】
ＫPを繰り返すための一つの方法は、バイナリサーチ技術を使用することであり、ここでＫPの値は、各試験の後に、ＫPを上部と下部の境界の平均に等しくなるように設定することによって、決められる。上部又は下部の境界は、所望のしきい値が得られるまで、各回ごとに、サーチ区間を半分に減らすために、調節される。例えば、上部境界ＫP-upper＝３ＫP-INIT、下部境界ＫP-lower＝０であり、ＫP＝（ＫP-upper＋ＫP-lower）／２である。
【００５０】
ＫPを増加させる場合（ステップ３３０）、下部境界をＫP-lower＝ＫPに増加させ、ＫPを減少させる場合（ステップ３２８）、上部境界をＫP-upper＝ＫPに減少させる。それから、ＫPの次の値を、変更された上部又は下部境界に基づいて計算する。
【００５１】
あるいは、ＫPは、所望の公差に達するまで、各繰り返しで少量例えば１％だけ変更することもできる。所望ならば、所望の時間内に収束する他のサーチ技術を使用することもできる。
【００５２】
ステップ３１８においてＧOLの値が所望の所定の公差内であれば、積分ゲインＫIが、正弦波入力周波数に対する所望の閉ループ周波数応答に基づいて、決められる。特に、一連のステップ３４０は、ＣＯＵＮＴ＝０およびＫI＝ＫI-INITを設定する。
【００５３】
ＫIの値を決めるために、ＫPの値を、処理における前述した第１段階で決められた値にセットし、ＫIを初期値ＫI-INITにセットする。
【００５４】
ＫIはモータ抵抗Ｒに等しくなることが望ましいので、ＫI-INITの値は、ＫI-INIT＝１０００×ＫPのＲの推定値にセットする。ＫI-INITを推定するために１０００以外の乗数も使用できる。
【００５５】
次に、ステップ３４２では、ＩqREF2を、所望の閉ループバンド幅に等しいＦCL＝０．８×ＦOLの試験周波数を有する正弦波に等しくなるようにセットし、ＩdREFはまだ前のままにセットする。正弦波は、ステップ３１０のオープンループ試験で述べたようにして発生される。
【００５６】
次に、ステップ３４４で、ライン１１６のフィードバック電流信号Ｉqを監視し、閉ループゲインを計算するのに使用されるＩq信号（ＩqMAG）の基本又は第１の調波の大きさを得るために、信号Ｉqの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を演算するが、前述のオープンループゲインのために行われたことと同様に、制御システムの非線形性によって計算がひずむことはない。知られているように、ＤＦＴからの測定された信号の基本又は第１の調波成分は、Ｘ＝Ａｓｉｎ（ωｔ）＋Ｂｃｏｓ（ωｔ）であり、ここでωは試験周波数（２πＦCL）である。次に、ステップ３４６で、周知の式（Ａ2＋Ｂ2）1/2で第１調波の大きさを計算する。ＤＦＴの積分期間の数は前述したものと同じである。
【００５７】
次に、ステップ３４８では、入力電流ループ基準信号の大きさＩqREF-MAG（ロジック４８によって供給されたものであり、測定する必要がない）に対する電流フィードバック信号の大きさＩqMAGの比として、閉ループゲインＧCLを計算する。
【００５８】
次に、ステップ３５０で、ＧCLが１の＋／−６％内であるかどうかをチェックする。他の公差も使用できる。もし公差内になければ、ステップ３５２で、ＣＯＵＮＴが１０に等しいか又は１０よりも大きいかどうか、すなわちループが少なくとも１０回繰り返されたかどうかを、チェックする。ループが１０回繰り返されていれば、ステップ３５４で、ＦＡＵＬＴ＝１をセットし、直列リンク８２を介してサービス・ツール８０（図３）に送り、ステップ３２４で、ＭＯＤＥ１＝０，ＢＲＫ＝０をセットして、ロジックは終わる。ロジックの繰り返しが１０回より少なければ、ステップ３５６で、ＧCLが１よりも大きいかどうかをチェックする。ＧCLが１より大きければ、ステップ３６０でＫIを所定量だけデクリメントする。ＧCLが１より小さければ、ステップ３５８でＫIを所定量だけインクリメントする。どちらの場合においても、次にステップ３６２で、カウンタＣＯＵＮＴを１だけインクリメントし、ロジックはステップ３４２に進んでＫIの新しい値でＧCLを再計算する。
【００５９】
ＫIを繰り返すための一つの方法は、ＫPの繰り返しについて上述したものと同様なバイナリサーチ技術を使用することであり、ここでＫIの値は、各試験の後に、ＫIを上部と下部の境界の平均に等しくなるように設定することによって、決められる。上部又は下部の境界は、所望のしきい値が得られるまで、各回ごとに、サーチ区間を半分に減らすために、調節される。例えば、上部境界ＫI-upper＝２ＫI-INIT、下部境界ＫI-lower＝０であり，ＫI＝（ＫI-upper＋ＫI-lower）／２である。
【００６０】
ＫIを増加させる場合（ステップ３５８）、下部境界をＫI-lower＝ＫIに増加させ、ＫIを減少させる場合（ステップ３６０）、上部境界をＫI-upper＝ＫIに減少させる。それから、ＫIの次の値を、変更された上部又は下部境界に基づいて計算する。
【００６１】
あるいは、ＫIは、所望の公差に達するまで、各繰り返しで少量例えば１％だけ変更することもできる。所望ならば、所望の時間内に収束する他のサーチ又は繰り返し技術を使用することもできる。
【００６２】
我々は、ＫPとＫIのための前述したバイナリサーチが約８回の繰り返し内で収束し、充分に正確であることを、見出した。しかしながら、望むならば、８回より多いあるいは少ない繰り返しも使用できる。
【００６３】
ステップ３５０で、ＧCLが所望の公差内であれば、ステップ３６４で、ＤＯＮＥフラグを１に設定し、直列リンク８２を介してサービス・ツール８０に送り、ステップ３２４で、ＭＯＤＥ１＝０，ＢＲＫ＝０を設定して、ロジックは終わる。
【００６４】
所望ならば、他の閉ループバンド幅とオープンループ交差周波数、および他の入力周波数を使用することができ、例えば入力周波数は所望ならば両方の計算についてＦOLに等しいものであってもよい。
【００６５】
発明は、界磁有向性駆動装置２０を用いて述べられているけれども、どのタイプの駆動装置によっても良く働くものであり、基準電流，電流エラー，およびフィードバック電流がロジック４８によって読み取られれば必ずしも界磁有効駆動装置でなくてもよい。
【００６６】
発明は模範的な実施例について開示されているけれども、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、前述の、および種々な他の変形、省略および追加ができることは、当業者によって解決されるべきである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、電流調整器制御パラメータ（ＫI，ＫP，Ｇc）を現場で自動的に決めることによって、従来技術に勝って、大きな改良を行っている。本発明によれば、モータを現場から切り離す必要がなく、またはモータをエレベータシステムから取り外す必要がない。また、本発明によれば、特別に訓練された技術者に特別な試験設備を用いてモータ／駆動装置システムを同調させる必要もない。かくして、本発明によれば、新しいモータ駆動装置が現場にレトロフィットされる時、電流調整器を同調させることに関連するコストが低減される。従って、現場で制御パラメータを自動的に微同調させるにあたって、時間とお金の両方が節約される。結果として、本発明は、エレベータシステムを現代の制御装置にまで向上させるにあたって、現代化の現場で見られる古いモータのパラメータを決めるための高いコストによって現在は経済的に実用的でない現代化をビルディング所有者にとって魅力的なものにする。さらにまた、本発明によれば、既存のエレーベータ運動制御および安全システムを、本発明の校正処理中に、そのままに残しておくことができる。
【００６８】
本発明の前述のおよび他の目的、特徴および利点は、添付図面に示されているような上述の模範的な詳細な説明に鑑みて、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自動校正ロジックを有する電流調整器／モータ駆動装置を含むエレベータモータ制御装置の一部の概略ブロック図。
【図２】  本発明による図１の電流調整器／モータ駆動装置の概略ブロック図。
【図３】  本発明による図１のシステムの制御システムブロック図。
【図４】  本発明による図３の制御システムのオープンループ伝達関数の周波数応答の大きさのプロット。
【図５】  本発明による図３の制御システムの閉ループ伝達関数の周波数応答の大きさのプロット。
【図６】  本発明による図１の自動校正ロジックのロジックフロー図。
【符号の説明】
７…制御装置
１９…スイッチ
２０…電流調整器／モータ駆動回路
２４…モータ
２８…シーブ
３２…エレベータかご
３４…カウンターウェイト
４８…自動校正ロジック
８０…サービス・ツール
１０８，１２０…制御補償ロジック
１２４…３相変換ロジック
１２８…３相駆動回路
１５０…界磁有向性変換ロジック
【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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