(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、
前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、
前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、
前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、
外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、
前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、
前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように少なくとも１つの巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する位相補正手段とを備えて成る交流電動機制御装置。
【請求項２】
前記位相補正手段は、前記複数の巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分の偏差に応じて前記位相補正量を可変調整することを特徴とする請求項１に記載の交流電動機制御装置。
【請求項３】
前記複数の巻線のうちの１つの巻線の電流を基準として、他の巻線のトルク電流べクトルを補正することによって前記複数の巻線間のインピーダンスアンバランスを補正するトルク補正手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の交流電動機制御装置。
【請求項４】
前記トルク補正手段は、前記交流電動機の速度指令が振動しないように前記他の巻線のトルク電流ベクトルの補正量を可変調整することを特徴とする請求項３に記載の交流電動機制御装置。
【請求項５】
それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、
前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、
前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、
前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、
外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、
前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、
前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように各巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する相互位相補正手段と、
前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分を補正する電流補正手段とを備えて成る交流電動機制御装置。
【請求項６】
それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、
前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、
前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、
前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、
外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、
前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、
前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように各巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する相互位相補正手段と、
前記複数の巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分の偏差に応じて、前記相互位相補正手段が補正する位相パラメータの補正量を可変調整する可変調整手段と、
前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分を可変調整する電流補正手段とを備えて成る交流電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電動機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建造物の高層化により、７５０ｍ／分や１０００ｍ／分の超々高速エレベータや、２階建てエレベータ（いわゆるダブルデッキエレベータ）の採用により大量輪送が図られている。
【０００３】
エレベータの乗りかごは一般に誘導電動機により駆動され、その制御にはインバータ装置が採用されているが、上述したような高速かつ大容量のエレベータの駆動には、誘導電動機の出力増に合わせてインバータ装置の大容量化が要求される。
【０００４】
インバータ装置の大容量化を実現するには、１個のインバータの大容量化も考えられるが、その方法ではインバータ装置の外形寸法が大きくなり過ぎ、設置が困難になることが多いため、例えば特公平７−２０３７号公報に記載されたように、複数台のインバータを並列接続して構成されることが多い。
【０００５】
図１０は、複数台（図１０では２台）のインバータを並列接続したエレベータ駆動用誘導電動機に対する制御装置の従来例の構成を示している。
【０００６】
この従来例の交流電動機制御装置の主回路では、電源１００からの３相交流電力が整流器１で整流され、直流出力側の平滑コンデンサＣを経て、並列の２台のインバータ２ａ、２ｂに供給され、これによって直流／交流変換され、各出力が電流検出器（ＣＴ）５ａ，５ｂ、電磁開閉器１４ａ，１４ｂを介して誘導電動機５３の独立して対応する２巻線５３ａ、５３ｂ各々に供給され、誘導電動機５３が駆動される。
【０００７】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、誘導電動機５３では、ＵＡ，ＷＡ，ＶＡの三相のＡ巻線５３ａとＵＢ，ＷＢ，ＶＢの３相のＢ巻線５３ｂとが固定子の同一スロット３１に挿入されている。
【０００８】
この誘導電動機５３はベクトル制御される。図１０に示すように、エレベータの運転速度指令ＦＲＲＥＦと誘導電動機５３の速度検出器４からのエレベータ速度（ここでは誘導電動機５３のモータ速度）ＦＲとの差に対し、速度制御器（ＡＳＲ）６がトルク指令値ＴＭを演算し、このトルク指令値ＴＭがベクトル演算器７によって励磁電流ベクトル軸、トルク電流ベクトル軸にそれぞれ分けられ、さらに１／２されてＩｄＣ，ＩｑＣとして出力される。
【０００９】
一方、各巻線５３ａ，５３ｂの電流検出器５ａ（ＣＴ１），５ｂ（ＣＴ２）からの電流フィードバック値Ｉｆ１，Ｉｆ２も、それぞれ３相／２相変換器１１ａ，１１ｂによって励磁電流べクトル，トルク電流ベクトルに変換され、各々、対応する各軸の電流ベクトルＩｄＣ，ＩｑＣとの偏差が、各対応する電流制御器８ａ（ＡＣＲ１），８ｂ（ＡＣＲ２）、２相／３相変換器９ａ，９ｂ、ＰＷＭ変調器１０ａ（ＰＷＭ１），１０ｂ（ＰＷＭ２）を経てゲート駆動信号Ｇ１，Ｇ２にされる。各インバータ２ａ，２ｂはＰＷＭ変調器１０ａ，１０ｂの出力するゲート駆動信号Ｇ１，Ｇ２それぞれにより駆動され、これらのインバータ２ａ，２ｂの出力によって誘導電動機５３が駆動される。
【００１０】
また、速度検出器４からのエレベータ速度ＦＲとベクトル演算器７で算出されたすべり周波数ωｓとは加算され、積分器１２によって積分された後、位相パラメータθ１，θ２として各２相／３相変換器９ａ，９ｂ及び３相／２相変換器１１ａ，１１ｂに与えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の交流電動機制御装置では、次のような問題点があった。すなわち、２巻線誘導電動機５３の各巻線５３ａ，５３ｂは固定子の同一スロット３１に挿入されているので、インバータ制御は比較的容易に行われるが、もしもいずれか一方の巻線に、短絡、損傷などの異常が発生すると、他方の正常な巻線にも影響することがあり、故障時に健全な系単独で運転できなくなる可能性が生じる。
【００１２】
そこで、そのような現象を避けるために各巻線をそれぞれ別のスロットに入れることにより、たとえ一方の巻線に異常が発生しても、他方の正常な巻線への影響が避けられるので、健全な巻線の系単独による運転によってかご内の乗客の救出運転がいつでも行えるようになる。
【００１３】
しかしながら、一般に、トルクＴは磁束Ｂと電流Ｉ（符号に下線が付されいる場合、ベクトル量を示している。以下、同じ）とのベクトル積Ｂ×Ｉによって求められるから、各巻線を互いに別のスロットに入れた構成の多巻線誘導電動機では、各巻線間の電気位相角にずれが生じ、誘導電動機内の磁束ベクトルと電流ベクトルが所望の値と異なり、必要なトルクが得られなくなる欠点がある。
【００１４】
また誘導電動機内の電流がアンバランスになりやすく、トルクリップルが生じ、エレベータのかごに縦振動を発生させ、乗り心地を悪くする要因となる。
【００１５】
加えて、誘導電動機は独立した２巻線を有しているが、誘導電動機の製造精度や各巻線のインピーダンスのアンバランスにより、同じ電流指令値に基づいて制御してもＡ巻線とＢ巻線とに流れる電流が必ずしも一致するもではなく、その上、インバータから誘導電動機までの配線も厳密に各インバータ間で同一にすることもできないため、各々の電流検出器が検出する電流値も全く同じになることは少ない。そして誘導電動機の各巻線に流れる電流値が異なると、これによって発生するトルクが巻線ごとに異なり、トルクリップルとなってエレベータのかごに縦振動を発生させ、乗り心地を悪化させる要因となる。
【００１６】
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたもので、多巻線交流電動機の各巻線を別々のスロットに入れることにより、複数のインバータ内の１つが故障した場合でも救出運転が確実にできるようにし、しかも各巻線を別々のスロットに入れることにより巻線間の電気位相角がずれるが、各巻線に対するインバータによって供給される電流量を補正する補正項を設けることにより、トルクリップルを発生させず、エレベータ駆動用交流電動機に適用したときにその乗り心地が改善できる交流電動機制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の交流電動機制御装置は、それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように少なくとも１つの巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する位相補正手段とを備えたものである。
【００１８】
請求項１の発明の交流電動機制御装置では、誘導電動機の各巻線は各々別々のスロットに入るように構成したので、ひとつの巻線に短絡、損傷などの異常が発生しても他の巻線に与える影響が少なく、異常時に確実に片駆動ができる。しかも、各巻線間の電気位相角の差（すなわち巻線間位相角）が生じ、巻線間の電気位相角がずれても、位相補正手段がそのずれによらず、複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように少なくとも１つの巻線に対する位相パラメータを補正するので、交流電動機のトルクリップルをなくして滑らかに駆動できる。したがって、この交流電動機制御装置をエレベータ駆動用交流電動機に適用することにより、駆動系の異常時の救出運転を確実に行うことができ、しかも通常運転時の縦振動の発生を少なくして乗り心地の改善が図れる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の交流電動機制御装置において、前記位相補正手段が、前記複数の巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分の偏差に応じて前記位相補正量を可変調整するものであり、交流電動機をより滑らかに駆動できる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項２の交流電動機制御装置において、前記複数の巻線のうちの１つの巻線の電流を基準として、他の巻線のトルク電流べクトルを補正することによって前記複数の巻線間のインピーダンスアンバランスを補正するトルク補正手段を備えたものである。
【００２１】
独立した複数の巻線を有する交流電動機は、製造上の誤差や各巻線の配線におけるインピーダンスのアンバランスから、たとえ同じ電流指令値に基づくインバータ制御でも、各電流検出手段の検出電流値は必ずしも一致しない。このように、交流電動機の各巻線の電流値にアンバランスが生じると、これによって発生するトルクも各巻線ごとに若干異なるものとなり、トルクリップルとなるために、エレベータ駆動用に利用した場合には、エレベータの乗りかごに縦振動を発生させ、乗り心地を悪化させる要因となっていた。
【００２２】
この点、請求項３の発明の交流電動機制御装置では、巻線間のインピーダンスのアンバランスによるトルクリップルを低減するために、１つの巻線の電流を基準として他の巻線のトルク電流ベクトルを補正することにより、交流電動機の各巻線の出力トルクベクトル量を一致させることができ、所望のトルクを出力することができ、エレベータ駆動用に適用した場合にはエレベータの乗り心地を改善することができる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３の交流電動機制御装置において、前記トルク補正手段が、前記交流電動機の速度指令が振動しないように前記他の巻線のトルク電流ベクトルの補正量を可変調整するものであり、速度指令が振動しないように他の巻線のトルク電流ベクトルを補正するので、交流電動機の各巻線間のインピーダンスのアンバランスを自動的に調整することができる。
【００２４】
請求項５の発明の交流電動機制御装置は、それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように各巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する相互位相補正手段と、前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分を補正する電流補正手段とを備えたものである。
【００２５】
請求項５の発明の交流電動機制御装置では、各巻線間の電気位相角のずれを、各巻線の系統、すなわち３相／２相変換器及び２相／３相変換器の位相パラメータについて各巻線によって発生するトルクベクトルの向きが同一になるように補正すると共に、各巻線のトルク電流成分と励磁電流成分とが、巻線間位相角の平均値になるように変換して、各々の系統のトルク電流指令に補正項を入れるので、各巻線間のインピーダンスアンバランスが補正され、電気位相角の平均値において各巻線の出力トルクベクトルが一致するようになり、所望のトルクを出力できるとともに、交流電動機のトルクが滑らかに変化しトルクリップルを少なくできる。したがって、この交流電動機制御装置をエレベータ駆動用交流電動機に適用することにより、駆動系の異常時の救出運転を確実に行うことができ、しかも通常運転時の縦振動の発生を少なくして乗り心地の改善が図れる。
【００２６】
請求項６の発明の交流電動機制御装置は、それぞれが別々のスロットに入られた複数の独立した巻線を有し、前記複数の独立した巻線のいずれか１つの巻線のみに電流を流すことで当該巻線の系単独による運転が可能な交流電動機と、前記複数の巻線それぞれに接続された複数のインバータと、前記複数のインバータそれぞれを独立に制御する複数のインバータ制御回路と、前記交流電動機の速度を検出する速度検出器と、外部から与えられる速度指令と前記速度検出器の検出した速度とに基づきすべり周波数を算出するすべり周波数算出手段と、前記速度検出器の検出した速度と前記すべり周波数算出手段の算出したすべり周波数とに基づいて前記複数の巻線それぞれに共通の位相パラメータを算出する位相パラメータ算出手段と、前記別々のスロットに前記複数の巻線を入れることにより発生する巻線間の電気位相角のずれによらずに前記交流電動機において前記複数の巻線それぞれが発生させるトルクベクトルの向きが一致するように各巻線に対する前記位相パラメータ算出手段の算出した位相パラメータをあらかじめ補正する相互位相補正手段と、前記複数の巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分の偏差に応じて、前記相互位相補正手段が補正する位相パラメータの補正量を可変調整する可変調整手段と、前記複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分を可変調整する電流補正手段とを備えたものである。
【００２７】
請求項６の発明のエレベータの制御装置では、励磁電流ベクトルの位相パラメータの補正項を自動的に調整し、その後、各巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように、かつ速度指令が振動しないようにトルク電流成分をも自動的に調整することにより、各巻線間のインピーダンスアンバランスをより厳密に補正し、また電気位相角の平均値において各巻線の出力トルクベクトルがより厳密に一致するように補正することができ、所望のトルクを出力できるとともに、交流電動機のトルクを滑らかに変化させてトルクリップルを少なくでき、エレベータ駆動用交流電動機に適用したときには、乗りかごの縦振動の発生を少なくして乗り心地のいっそうの改善が図れる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１〜図３は本発明の交流電動機制御装置の第１の実施の形態を示している。なお、図１０及び図１１に示した従来例と同一の構成要素には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２９】
誘導電動機３は、図１０の誘導電動機５３と同様にインバータのベクトル制御を受けるものであるが、従来例の構成とは相違し、図２（ａ）の巻線モデル及び図２（ｂ）の固定子断面図に示すように、２巻線誘導電動機３の巻線３ａ，３ｂそれぞれが別々のスロット３１に入れて構成されている。
【００３０】
誘導電動機３に対する主回路は、電源１００からの３相交流電力が整流器１で整流された後、平滑コンデンサＣを経て並列の２台のインバータ２ａ、２ｂに供給され、各インバータ２ａ，２ｂの交流出力がそれぞれ電流検出器（ＣＴ）５ａ，５ｂ、電磁開閉器（ＭＣ）１４ａ，１４ｂを介して誘導電動機３の２巻線３ａ，３ｂそれぞれに供給される構成である。
【００３１】
誘導電動機３の各巻線３ａ，３ｂは互いに巻線間位相角４１がθｘだけずれたスロット３１に巻かれているので、図３の巻線ベクトル図に示すように、各巻線３ａ，３ｂがつくる磁束ベクトルの方向が巻線間位相角４１の分（θｘ）だけずれる。
【００３２】
Ａ系統，Ｂ系統に同位相の電流を流して制御すると、図３に示すように２巻線誘導電動機３の各巻線３ａ，３ｂにより発生するトルクベクトルＴａ，Ｔｂ（これらは、各トルク電流ベクトルＩｑ１，Ｉｑ２に比例する）と、２巻線誘導電動機３が出力するトルクベクトルＴとは、巻線間位相角θｘから、
Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｂ・cos（θｘ）
という関係になる。そこで、トルクベクトルＴをトルク電流ベクトルＴａの２倍にしたい場合には、２巻線誘導電動機３の巻線間位相角θｘを見かけ上ゼロにするように位相補正項を設けることにより、Ｂ系統のトルク電流ベクトルＴｂはＡ系統のトルク電流ベクトルＴａと等しくなり、２巻線誘導電動機３は所望のトルクベクトルＴを出力できるようになる。
【００３３】
この動作原理に基づき、第１の実施の形態の制御系は、次のように構成している。インバータ２ａ，２ｂを制御する制御回路では、図１０に示した構成と同様に、外部から与えられる速度指令ＦＲＲＥＦと速度検出器４からのエレべ一タ速度ＦＲとの偏差値から、速度制御器（ＡＳＲ）６がトルク指令値ＴＭを演算し、べクトル演算器７がこのトルク指令値ＴＭからトルク電流成分指令ＩｑＣと励磁電流指令ＩｄＣを演算して出力する。これらのトルク電流成分指令ＩｑＣ、励磁電流指令ＩｄＣは電流制御器８ａ（ＡＣＲ１），８ｂ（ＡＣＲ２）によりＡ系統とＢ系統に分けられる。
【００３４】
Ａ系統は電流制御器８ａ、２相／３相変換器９ａ、ＰＷＭ変調器１０ａ（ＰＷＭ１）、３相／２相変換器１１ａから成り、インバータ２ａを駆動制御する。Ｂ系統は電流制御器８ｂ、２相／３相変換器９ｂ、ＰＷＭ変調器１０ｂ（ＰＷＭ２）、３相／２相変換器１１ｂから成り、インバータ２ｂを駆動制御する。
【００３５】
すなわち、Ａ系統、Ｂ系統それぞれにおいて、電流フィードバック値Ｉｆ１，Ｉｆ２が３相／２相変換器１１ａ，１１ｂそれぞれで変換された値と励磁電流指令ＩｄＣとの偏差が求められ、これらが対応する電流制御器８ａ，８ｂそれぞれに供給される。同様に電流フィードバック値Ｉｆ１，Ｉｆ２が３相／２相変換器１１ａ，１１ｂそれぞれで変換された値とトルク電流指令ＩｑＣとのトルク電流成分偏差ＩｑＵ１，ＩｑＵ２が求められ、これらが対応する電流制御器８ａ，８ｂそれぞれに供給される。
【００３６】
電流制御器８ａ，８ｂではＡ系統、Ｂ系統それぞれの電流制御量を求めて出力し、これに対して２相／３相変換器９ａ，９ｂによって３相に戻してからＰＷＭ変調器１０ａ，１０ｂそれぞれに制御指令として出力する。そしてＰＷＭ変調器１０ａ，１０ｂそれぞれは、制御指令をＰＷＭ変調してゲート駆動信号Ｇ１，Ｇ２を生成し、インバータ２ａ，２ｂそれぞれを駆動するのである。
【００３７】
そして速度検出器４からのフィードバックＦＲとすべり周波数ωｓとの和を積分したものが３相／２相変換器９ａ，９ｂ、２相／３相変換器１１ａ，１１ｂに対して位相パラメータθ１，θ２として与えられるが、本実施の形態では、Ａ系統の位相パラメータθ１はそのまま使用し、Ｂ系統の位相パラメータθ２はθ１に対して位相補正器１３により補正項θａ（固定値）を加えたものとすることにより、前述のθｘを見かけ上ゼロとする補正をするのである。
【００３８】
これにより、上で図３に基づいて説明したように、２巻線誘導電動機３の巻線間位相角４１（＝θｘ）を見かけ上ゼロにすることによって、Ｂ系統の出力トルクベクトルＴｂをＡ系統の出力トルクベクトルＴａと等しくして、誘導電動機３の出力トルクＴをＴａの２倍（＝２Ｔａ）にすることができる。
【００３９】
このように、第１の実施の形態では、位相補正器１３により位相パラメータθ１，θ２を補正して各巻線の発生するトルクベクトルの向きを統一するようにしたので、２巻線誘導電動機として滑らかなトルクを発生させることができ、これをエレベータ駆動用の誘導電動機に適用することによりエレベータの乗り心地を改善することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態の交流電動機制御装置を、図４に基づいて説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態で採用した位相パラメータの位相補正器１３に対して補正項を自動調整するための位相補正調整器１５を設けたことを特徴とする。
【００４１】
この位相補正調整器１５はＡ系統の電流制御器８ａ（ＡＣＲ１）とＢ系統の電流制御器８ｂ（ＡＣＲ２）の各トルク電流成分が常に等しくなるように自動調整する。すなわち、電流制御器８ａ，８ｂそれぞれに入力される各巻線３ａ，３ｂのトルク電流成分偏差Ｉｑｕ１，Ｉｑｕ２を比較し、その差信号を位相補正調整器１５に通して適切なゲインＧ１を掛け、この信号によって位相補正器１３の補正項θａを増減させ、Ｂ系統の位相パラメータθ２に加算補正するのである。
【００４２】
この結果、Ｂ系統の出力トルクベクトルＴｂはＡ系統の出力トルクベクトルＴａと常に等しくなるように自動的に補正され、多巻線誘導電動機３は所望のトルクベクトルＴを出力することができる。
【００４３】
これにより、第２の実施の形態によれば、各巻線３ａ，３ｂで発生するトルクベクトルＴａ，Ｔｂの向きを統一するために位相パラメータの補正項を自動調整するようにしたので、調整時間を短縮することができてトルクリップルが少なく、２巻線誘導電動機３に滑らかなトルクを発生させることができ、これをエレベータ駆動用の誘導電動機に適用することによりエレベータの乗り心地を改善することができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施の形態の交流電動機制御装置について、図５に基づいて説明する。第３の実施の形態の特徴は、図４に示した第２の実施の形態の特徴である位相パラメータθ１，θ２の位相補正項θａの自動調整機能に、さらにＢ系統のトルク電流成分ＩｑＣに対して補正項を加算するトルク補正器１６を設けた点にある。なお、図１に示した第１の実施の形態、図４に示した第２の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４５】
ベクトル演算器７から出力されるトルク電流成分ＩｑＣのＡ系統側への出力はそのままにし、Ｂ系統側の出力にはこれにトルク補正器１６によってトルク補正項Ｉｑｓを加算するようにしているのである。
【００４６】
こうして、巻線３ａの電流ＩｑＣを基準として、巻線３ｂのトルク電流ベクトルＩｑＣをトルク補正項Ｉｑｓだけ補正することにより、巻線３ａ，３ｂ間のインピーダンスのアンバランスを補正し、誘導電動機３の各巻線３ａ，３ｂの出力トルクベクトル量を一致させ、トルクリップルを低減させることができる。
【００４７】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、Ａ，Ｂ両系統のうちＢ系統側の位相パラメータ及びベクトル電流成分を補正するようにしたが、Ａ系統側を補正するようにしてもよい。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施の形態の交流電動機制御装置について、図６及び図７に基づいて説明する。第４の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実施の形態の回路構成に対して、位相パラメータθ２に対する位相補正器１３に代えて相互位相補正器１７を設けると共に、Ａ系統、Ｂ系統のトルク電流成分ＩｑＣを補正する電流補正器１８を設けたことを特徴とする。なお、その他の構成要素は、図１に示した第１の実施の形態と共通するので、同一要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４９】
図７に示すように誘導電動機３の巻線３ａ，３ｂの巻線間位相角４１（＝θｘ）によって生じる出力トルクのずれ角を、相互位相補正器１７は双方の平均値近傍において制御するように位相パラメータθ１，θ２をθｂによって増減補正する。各巻線３ａ，３ｂの出力トルクＴａ，Ｔｂと誘導電動機３の出力トルクＴとの関係は下式のように表されるので、相互位相補正器１７は各巻線３ａ，３ｂのトルクＴａ，Ｔｂのベクトルの向きが等しくなるようにθｂを設定する。
【００５０】
Ｔ＝Ｔａ・cos（θｙ）＋Ｔｂ・cos（θｚ）
θｘ＝｜θｙ｜＋｜θｚ｜
ただし、上記式で、｜θｙ｜＝｜θｚ｜としてもよい。
【００５１】
また電流補正器１８は、各巻線３ａ，３ｂのトルクアンバランスとインピーダンスアンバランスを補正するために、各巻線３ａ，３ｂの電流制御器８ａ，８ｂに電流補正項Ｉｒｓを加減することにより、巻線間電気位相角４１（＝θｘ）の平均値において、各巻線３ａ，３ｂの発生するトルクべクトルが一致するように補正する。
【００５２】
これにより、第４の実施の形態によれば、各巻線３ａ，３ｂの発生する各トルクの向きが一致し、かつ巻線３ａ，３ｂ間の電流値も等しくなるので、多巻線誘導電動機３として所望の出力トルクを発生させ、またトルクリップルを少なくすることができ、エレベータ駆動用の誘導電動機に適用するときにエレベータかごに縦振動を発生させず、乗り心地を良くすることができる。
【００５３】
次に、本発明の第５の実施の形態の交流電動機制御装置について、図８に基づいて説明する。第５の実施の形態の特徴は、図５に示した第３の実施の形態におけるトルク補正器１６を補正項Ｉｑｓが可変できるものにし、その補正項Ｉｑｓを、誘導電動機３を一定速度で運転している状態で速度制御器６のトルク指令出力ＴＭの変化量がゼロになるようにトルク補正調整器１９によって自動的に調整するようにした点にある。
【００５４】
すなわち、速度制御器６の出力を微分器２２で微分し、その微分出力に対してトルク補正調整器１９によって適切なゲインＧ２を掛け、トルク補正器１６のトルク補正項Ｉｑｓを加減し、これによってＢ系統のトルク電流成分ＩｑＣを補正するのである。
【００５５】
これにより、第５の実施の形態では、トルク補正項が自動調整でき、所望のトルクが出力できることになる。
【００５６】
次に、本発明の第６の実施の形態の交流電流制御装置について、図９に基づいて説明する。第６の実施の形態は、図６に示した第４の実施の形態で採用されている相互位相補正器１７、電流補正器１８それぞれを補正項が可変できるものにし、それらに対して相互位相補正器２０、電流補正調整器２１によって位相角補正項θｂ、電流補正項Ｉｒｓを可変調整するようにしたことを特徴とする。なお、その他の構成要素は図６に示した第４の実施の形態と共通であるので、同一の要素には同一の符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００５７】
この第６の実施の形態では、相互位相補正器１７の自動調整は、図４に示した第２の実施の形態における位相補正器１３の自動調整機構と同様に、Ａ，Ｂ各系統のトルク電流成分偏差ＩｑＵ１，ＩｑＵ２が等しくなるように、相互位相補正調整器２０によりこれらの偏差の差に所定のゲインＧ３を掛けたものによって相互位相補正項θｂを加減し、各巻線３ａ，３ｂの出力トルクベクトルの向きが等しくなるように自動調整する。
【００５８】
また電流補正器１８の調整には、相互位相補正器１７の調整が終了した上で、図８に示した第５の実施の形態におけるトルク補正器１７の自動調整機構と同様に、誘導電動機３を一定速度で運転している状態で速度制御器６の出力の変化量がゼロになるように電流補正調整器２１によってトルク指令ＴＭの微分値に適切なゲインＧ４を掛け、この出力によって電流補正項Ｉｒｓを調整する。
【００５９】
これにより、電流補正量が自動的に調整され、各巻線３ａ，３ｂの発生するトルクの向きが一致し、かつ巻線間の電流値も等しくなるので、多巻線誘導電動機３として所望のトルクを発生されることができ、各巻線のインピーダンスが等しくないときでも安定な制御系を形成することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、交流電動機のトルクリップルをなくして滑らかに駆動でき、この交流電動機制御装置をエレベータ駆動用交流電動機に適用することにより、駆動系の異常時の救出運転を確実に行うことができ、しかも通常運転時の縦振動の発生を少なくして乗り心地の改善が図れる。
【００６１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、位相補正手段が複数の巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように複数の巻線それぞれに対するトルク電流成分の偏差に応じて位相補正量を可変調整するので、交流電動機をより滑らかに駆動できる。
【００６２】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、巻線間のインピーダンスのアンバランスによるトルクリップルを低減するために、１つの巻線の電流を基準として他の巻線のトルク電流ベクトルを補正するので、交流電動機の各巻線の出力トルクベクトル量を一致させることができ、所望のトルクを出力することができ、エレベータ駆動用に適用した場合にはエレベータの乗り心地を改善することができる。
【００６３】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、トルク補正手段が交流電動機の速度指令が振動しないように他の巻線のトルク電流ベクトルの補正量を可変調整するので、交流電動機の各巻線間のインピーダンスのアンバランスを自動的に調整することができる。
【００６４】
請求項５の発明によれば、各巻線間の電気位相角のずれを、各巻線の系統、すなわち３相／２相変換器及び２相／３相変換器の位相パラメータについて各巻線によって発生するトルクベクトルの向きが同一になるように補正すると共に、各巻線のトルク電流成分と励磁電流成分とが、巻線間位相角の平均値になるように変換して、各々の系統のトルク電流指令に補正項を入れるので、各巻線間のインピーダンスアンバランスが補正され、電気位相角の平均値において各巻線の出力トルクベクトルが一致するようになり、所望のトルクを出力できるとともに、交流電動機のトルクが滑らかに変化しトルクリップルを少なくできる。したがって、この交流電動機制御装置をエレベータ駆動用交流電動機に適用することにより、駆動系の異常時の救出運転を確実に行うことができ、しかも通常運転時の縦振動の発生を少なくして乗り心地の改善が図れる。
【００６５】
請求項６の発明によれば、励磁電流ベクトルの位相パラメータの補正項を自動的に調整し、その後、各巻線のトルク電流ベクトルが等しくなるように、かつ速度指令が振動しないようにトルク電流成分をも自動的に調整することにより、各巻線間のインピーダンスアンバランスをより厳密に補正し、また電気位相角の平均値において各巻線の出力トルクベクトルがより厳密に一致するように補正することができ、所望のトルクを出力できるとともに、交流電動機のトルクを滑らかに変化させてトルクリップルを少なくでき、エレベータ駆動用交流電動機に適用したときには、乗りかごの縦振動の発生を少なくして乗り心地のいっそうの改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路ブロック図。
【図２】上記の実施の形態における２巻線誘導電動機の巻線モデル図。
【図３】上記の実施の形態における２巻線誘導電動機の巻線ベクトル図。
【図４】本発明の第２の実施の形態における自動調整回路のブロック図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の回路ブロック図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の回路ブロック図。
【図７】上記の実施の形態における２巻線誘導電動機の巻線ベクトル図。
【図８】本発明の第５の実施形態の自動調整回路のブロック図。
【図９】本発明の第６の実施形態の自動調整回路ブロック図。
【図１０】従来例の回路ブロック図。
【図１１】従来の２巻線誘導電動機の巻線モデル図。
【符号の説明】
１  整流器
２ａ，２ｂ  インバータ
３  誘導電動機
３ａ，３ｂ  巻線
４  速度検出器
５ａ，５ｂ  電流検出器
６  速度制御器
７  ベクトル演算器
８ａ，８ｂ  電流制御器
９ａ，９ｂ  ２相／３相変換器
１０ａ，１０ｂ  ＰＷＭ変調器
１１ａ，１１ｂ  ３相／２相変換器
１２  積分器
１３  位相補正器
１４ａ，１４ｂ  開閉器
１５  位相補正器
１６  トルク補正器
１７  相互位相補正器
１８  電流補正器
１９  トルク補正調整器
２０  相互位相補正調整器
２１  電流補正調整器
２２  微分器
【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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