CN107078668A - 位置检测器的角度误差校正装置、角度误差校正方法、电梯控制装置及电梯*** - Google Patents

位置检测器的角度误差校正装置、角度误差校正方法、电梯控制装置及电梯*** Download PDF

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Abstract

本发明提供能够准确估计和校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法。位置检测器对电动机电流的特定频率成分进行频率分析，根据频率分析结果估计位置检测器的周期性误差。此时，实施多次施加具有已知的振幅、相位及频率的试验信号进行运转，并针对试验信号的频率进行频率分析的处理，根据通过多次的频率分析而运算出的振幅及相位，估计位置检测器的误差。

Description

位置检测器的角度误差校正装置、角度误差校正方法、电梯控 制装置及电梯***
技术领域
本发明涉及例如应用于电梯曳引机的控制装置、车载电动机的控制装置或者机床的电动机的控制装置等中的、对位置检测器的角度误差进行校正的位置检测器的角度误差校正装置、角度误差校正方法、电梯控制装置及电梯***，其中，该位置检测器的角度误差包含根据电动机的旋转位置而唯一确定的周期性误差。
背景技术
以往以来已知有如下的旋变器(resolver)的角度检测装置，利用角度检测器从旋变器检测出的信号中检出角度信号，并利用旋变器的误差波形由旋变器固有的既定的n阶成分构成及具有再现性的特性，由角度误差估计器计算角度误差并对其进行校正(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1的旋变器的角度检测装置中，参照检测出的角度信号计算位置误差，对该位置误差进行微分来计算速度误差信号，通过例如傅里叶变换对该速度误差信号进行频率分析，计算每种频率成分的检测误差。并且，将计算出的检测误差进行合成而生成估计角度误差信号，通过角度信号校正电路并使用所生成的估计角度误差信号来校正所检测出的角度信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－145371号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，现有技术存在如下所述的问题。
在以往的旋变器的角度检测装置中，在速度检测器中根据由角度检测器检测出的角度信号检测电机的旋转速度，使用该检测速度来估计角度误差。在此，在使用检测速度来估计角度误差的情况下，由角度检测器或者速度检测器的速度分辨率决定了角度误差的估计精度。因此，在速度分辨率较低的角度检测器或者速度检测器中，存在产生量化误差而不能得到足够的角度误差的估计精度的问题。
本发明正是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够准确估计并校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法。
用于解决问题的手段
本发明的位置检测器的角度误差校正装置与对电动机进行控制的电动机控制装置、输出检测电动机的旋转位置而得到的位置检测信号的位置检测器及检测流过电动机的电流的电流检测器组合使用，对位置检测信号中包含的根据旋转位置确定的周期性角度误差进行校正，其中，该位置检测器的角度误差校正装置具有：频率分析部，其对使电动机旋转而由电流检测器检测出的检测电流进行频率分析，运算特定频率的振幅及相位，并输出特定频率的振幅及相位作为频率分析结果；角度误差校正部，其将所输入的输入信号与位置检测信号相加得到的相加信号输出给电动机控制装置；以及角度误差估计部，其针对多个不同的试验信号反复进行第1控制处理和第2控制处理，根据作为通过第2控制处理由频率分析部运算出的两种以上的频率分析结果的振幅及相位，估计角度误差的振幅及相位的估计值，并输出给误差校正部，在所述第1控制处理中，将具有已知的振幅、相位及频率的试验信号的设定值作为输入信号输入给角度误差校正部，通过角度误差校正部施加与设定值对应的试验信号而使电动机运转，在所述第2控制处理中，针对试验信号的频率，由频率分析部对通过第1控制处理得到的检测电流进行频率分析，角度误差校正部将角度误差的振幅及相位的估计值作为输入信号，向电动机控制装置输出相加信号。
另外，本发明的位置检测器的角度误差校正方法是由位置检测器的角度误差校正装置执行的方法，该位置检测器的角度误差校正装置与对电动机进行控制的电动机控制装置、输出检测电动机的旋转位置而得到的位置检测信号的位置检测器及检测流过电动机的电流的电流检测器组合使用，对位置检测信号中包含的根据旋转位置确定的周期性角度误差进行校正，所述位置检测器的角度误差校正方法包括：频率分析步骤，对使电动机旋转而由电流检测器检测出的检测电流进行频率分析，运算特定频率的振幅及相位，并将特定频率的振幅及相位作为频率分析结果进行输出；角度误差校正步骤，将所输入的输入信号与位置检测信号相加而得的相加信号输出给电动机控制装置；针对多个不同的试验信号反复进行的第1控制步骤和第2控制步骤，所述第1控制步骤是在角度误差校正步骤中，输入具有已知的试验振幅、相位及频率的试验信号的设定值作为输入信号，施加与设定值对应的试验信号而使电动机运转，所述第2控制处理是在频率分析步骤中，针对试验信号的频率，对通过第1控制步骤得到的检测电流进行频率分析；第3控制步骤，根据作为在第2控制步骤中通过频率分析步骤运算出的两种以上的频率分析结果的振幅及相位，估计角度误差的振幅及相位的估计值；以及第4控制步骤，在角度误差校正步骤中将角度误差的振幅及相位的估计值作为输入信号，向电动机控制装置输出相加信号。
另外，本发明的电梯控制装置具有：电动机控制装置，其控制电梯的曳引机；位置检测器，其检测曳引机的旋转位置，含有根据旋转位置而唯一确定的周期性误差；电流检测器，其检测流过曳引机的电流；以及与电动机控制装置、位置检测器及电流检测器连接的角度误差校正装置。
发明效果
根据本发明的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法，位置检测器对电动机电流的特定频率成分进行频率分析，根据频率分析结果估计位置检测器的周期性误差。此时，实施多次施加具有已知的振幅、相位及频率的试验信号进行运转并在试验信号的频率处进行频率分析的处理，根据通过多次的频率分析运算出的振幅及相位，估计位置检测器的误差。
因此，能够提供可以准确估计并校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法。
另外，根据本发明的电梯控制装置，位置检测器对电动机电流的特定频率成分进行频率分析，根据频率分析结果估计位置检测器的周期性误差。此时，实施多次施加具有已知的振幅、相位及频率的试验信号进行运转并在试验信号的频率处进行频率分析的处理，根据通过多次的频率分析而运算出的振幅及相位，估计位置检测器的误差。
因此，能够提供可以在电梯***中准确估计并校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法。
附图说明
图1是示出电动机控制***的整体结构的框图，该电动机控制***包括本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置。
图2是示出图1所示的电动机控制***的电动机控制装置的结构的框图。
图3是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置的位置检测器中的电动机旋转角度与包含周期误差的检测角度之间的关系的说明图。
图4是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差校正部的输出的框图。
图5是在本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中，用传递函数示出从角度误差校正部的输出到电动机电流的传递特性的框线图。
图6是示出在本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中从角度误差校正部的输出到电动机电流的传递特性的一例的波特图。
图7是示出本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差估计部的处理的流程图。
图8是示出本发明的实施方式2的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差估计部的处理的流程图。
图9是示出本发明的实施方式3的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差估计部的处理的流程图。
图10是示出本发明的实施方式4的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差估计部的处理的流程图。
图11是详细示出本发明的实施方式4的位置检测器的角度误差校正装置中的角度误差估计部进行的角度误差估计值的运算处理的流程图。
图12是示出电动机控制***的整体结构的框图，该电动机控制***包括本发明的实施方式5的位置检测器的角度误差校正装置。
图13是示出本发明的实施方式6的电梯控制装置的结构图。
具体实施方式
下面，使用附图说明本发明的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法的优选实施方式，在各个附图中对相同或者相当的部分标注相同的标号进行说明。
实施方式1
图1是示出电动机控制***的整体结构的框图，该电动机控制***包括本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置。在图1中，该电动机控制***具有电动机控制装置1、电动机2、位置检测器3、电流检测器4及角度误差校正装置5。
电动机控制装置1是控制电动机2的旋转速度和/或旋转位置的装置。在此，参照图2说明电动机控制装置1控制电动机2的旋转速度的情况。图2是示出图1所示的电动机控制***的电动机控制装置的结构的框图。
在图2中，电动机控制装置1具有速度运算部11、速度控制部12、电流控制部13及电力变换器14。速度运算部11根据由位置检测器3检测出的电动机2的旋转位置(电动机旋转位置)被角度误差校正装置5校正后的位置信息(电动机2的校正旋转位置)或者角度信息，来运算电动机2的旋转速度。另外，最简单的是，速度运算部11通过位置信息或者角度信息的时间微分来运算旋转速度。
速度控制部12以使得电动机2的旋转速度成为期望速度的方式来运算电动机2的电流指令值(转矩指令值)。电流控制部13以使得电流检测器4检测出的电动机2的电流(电动机电流)与从速度控制部12输出的电流指令值一致的方式来运算电动机2的电压指令值。电力变换器14根据从电流控制部13输出的电压指令值，对电动机2施加电机施加电压，以便控制电动机电流。
在此，在速度控制部12和电流控制部13的控制中，虽然通常大多采用P控制、PI控制、PID控制，但也可以采用各种控制方法。另外，电动机2的电流控制通常采用矢量控制，将电动机电流和/或电机施加电压转换至d-q轴，对转换后的电流、电压采用前述的PID控制等控制方法。
另外，作为对电动机2施加电压的电力变换器14通常采用逆变器。逆变器将未图示的电源的电压转换为期望的可变电压可变频率的电压。在本发明中是指如下的可变电压可变频率的电力变换器，其包括如通常市售的逆变器装置那样，在通过变流器将交流电压转换为直流电压后，通过逆变器将直流电压转换为交流电压的电力变换器，或者如矩阵变流器那样将交流电压直接转换为可变电压可变频率的交流电压的电力变换器。
另外，本发明的实施方式1的逆变器除上述的逆变器以外，也可以包含坐标变换的功能。即，设为也包含如下的坐标变换功能：在电压指令值是d-q轴的电压指令值的情况下，将d-q轴的电压指令值变换为相电压或者线电压，变换成依从所指令的电压指令值的电压。另外，即使在设有校正逆变器的死区时间的装置或者单元时，也能够应用本发明。
另外，在控制电动机2的旋转位置的情况下，在速度控制部12的上级附加位置控制部。位置控制部以使得电动机2的旋转位置成为期望位置的方式，运算输入速度控制部12的电动机2的速度指令值。速度控制部12将速度指令值作为期望速度来执行上述的控制。虽然位置控制部的控制通常大多采用P控制、PI控制、PID控制，但也可以采用各种控制方法。
另外，也可以不使用速度控制部12，而由位置控制部及电流控制部13构成电动机控制装置。在这种情况下，位置控制部以使得电动机2的旋转位置成为期望位置的方式，运算电动机2的电流指令值。
返回到图1，电流检测器4测定电动机2的电流。例如，在电动机2是三相电动机的情况下，往往测定二相的相电流，但也可以测定三相的相电流。
另外，位置检测器3例如如光学式编码器和磁编码器、旋变器那样，检测电动机2的控制所需的电动机2的旋转位置，并输出位置检测信号。并且，位置检测器3如图3所示，在所输出的旋转位置的信息中包含有根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性误差。
在此，按照电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性误差，例如是指在上述专利文献1的第0020、0021段记载的旋变器的检测误差、和与旋转位置对应地具有再现性的误差，该具有再现性的误差例如是光学式编码器中因缝隙(slit)不良而引起的脉冲缺失及脉冲间距离的不均衡。
下面，根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性误差表述为将位置信息转换成角度而得到的角度误差θerr。另外，本发明能够应用于位置检测器3包含的根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性误差且角度误差θerr的主成分阶数已知的情况。
位置检测器3的周期性角度误差θerr能够如下式(1)所示使用正弦波进行近似表示。另外，基于正弦波的表述和基于余弦波的表述没有本质上的差异，因而在本发明的实施方式1中统一为基于正弦波的表述。
[式1]
其中，在式(1)中，θm表示电动机2的机械角度，A1表示N1阶阶数下的误差振幅，A2表示N2阶阶数下的误差振幅，An表示Nn阶阶数下的误差振幅，φ1表示相对于N1阶阶数下的电动机2的机械角度的相位偏移(初始相位)，φ2表示相对于N2阶阶数下的电动机2的机械角度的相位偏移，φn表示相对于Nn阶阶数下的电动机2的机械角度的相位偏移。
另外，式(1)的N1、N2…Nn的空间阶数无需是如1、2…Nn那样的连续的整数，而是根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性误差的主成分的空间阶数。此处所讲的主成分是指相比其它频率处的振幅，该空间阶数下的振幅较大的成分。
另外，式(1)被表述为合成了3种以上的频率成分的式子，但周期性角度误差θerr的频率成分也可以由一种或两种、或者两种以上的成分构成。
在本发明的实施方式1中，角度误差校正装置5具有频率分析部51、角度误差估计部52及角度误差校正部53。角度误差估计部52根据由频率分析部51分析出的电动机电流的频率分析结果，将位置检测器3的周期性角度误差作为式(1)的函数进行估计。
另外，角度误差校正部53将来自角度误差估计部52的输入信号与来自位置检测器3的位置检测信号相加而生成相加信号。具体而言，角度误差校正部53根据角度误差的估计结果，生成与式(1)相同形式的角度误差校正值，并与电动机2的旋转位置信息或者角度信息相加，由此校正角度误差。
下面，对角度误差校正装置5的动作进行说明。频率分析部51根据由电流检测器4检测出的电动机电流及来自位置检测器3的输出即电动机2的旋转位置信息或者角度信息，运算电动机电流的特定频率的振幅及相位中的至少一项。
另外，在图1中频率分析部51采取将电动机2的旋转位置信息或者角度信息作为输入的结构，但不限于此，也可以将由角度误差校正部53校正电动机2的旋转位置后得到的位置信息或者角度信息作为输入。
在此，频率分析部51优选如傅里叶变换、傅里叶级数分析或者快速傅里叶变换那样能够得到所输入的信号的期望频率的振幅及相位的结构，但也可以是如组合了陷波滤波器和/或带通滤波器的滤波器那样提取期望的频率信号，通过振幅检测部和/或相位检测部运算输入信号的期望的振幅和/或相位的结构。另外，此处使用的滤波器可以是组合了电阻器、电容器、线圈等的电气式的滤波器，也可以是在计算机内进行的处理。
另外，被输入频率分析部51的电动机电流可以是如在矢量控制中使用的对相电流进行坐标变换后得到的d轴电流、q轴电流、γ轴电流、δ轴电流、或者α轴电流、β轴电流中的任意电流。
另外，此处所讲的期望频率(特定频率)的信号是指起因于位置检测器3的周期性角度误差θerr的、与角度误差θerr的主成分频率相同的信号，或者与由角度误差校正部53产生的试验信号的主成分频率相同的信号。另外，关于试验信号在后面进行具体说明。并且，在本发明的实施方式1中，将期望的频率作为空间频率进行表示，但是即使是时间频率时也没有本质上的差异。
在此，空间频率是指特定区间的频率，在本发明的实施方式1中，是指电动机21旋转一周的频率。并且，将电动机2旋转一周机械角度时的周期性的N个波的信号称为空间阶数N的波。
在具有位置检测器3的电动机2的控制装置中，位置检测器3的误差具有与电动机2的旋转位置对应的周期性，因而频率分析优选是基于空间频率进行的分析，即使在上述式(1)中，角度误差θerr也属于基于空间频率的表述，图1所示的频率分析部51的输入也是与空间频率分析对应的输入(电流及角度)。
但是，本发明的实施方式1也能够适用于基于时间频率进行的频率分析，在进行基于时间频率进行的频率分析的情况下，取代以电流及角度为输入，而将检测角度、时间计测部的计测时间及电流作为输入进行频率分析。
角度误差估计部52使用频率分析部51的输出即期望的频率成分的电流振幅值或者电流振幅值及相位值、和来自位置检测器3的输出即电动机2的旋转位置或者由角度误差校正部53校正后的角度信息，利用后述的估计方法估计根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性角度误差θerr，将角度误差估计值作为角度信息或者位置信息输出给角度误差校正部53。
角度误差校正部53将来自位置检测器3的输出即电动机2的旋转位置、与基于来自角度误差估计部52的输出即角度误差估计值的角度误差校正信号相加，而输出校正后的位置信息或者角度信息。
作为一例，对以与位置检测器3的输出信号单位***(unit system)相同的单位***来输出角度误差估计值的情况进行说明。考虑位置检测器3是光学式编码器、其分辨率是每旋转一周为1024脉冲、且角度误差估计部52的估计结果为1°的情况，角度误差估计部52将相当于1°的脉冲数即3个脉冲作为位置信息进行输出。
另外，如上述式(1)所示，在角度误差的频率成分存在多个频率成分的情况下，可以逐次按照各成分估计角度误差并进行相加、或者同时估计多个频率成分。此时，与逐次按照各成分估计角度误差的情况相比，同时估计能够缩短估计时间。在此，为了简单起见，说明角度误差仅由一种频率成分构成的情况。
在此，由包含根据电动机2的旋转位置而唯一确定的周期性角度误差的位置检测器3进行速度反馈控制或者位置反馈控制时，可知将会产生包含与角度误差相同阶数的频率成分的电流脉动或者电流指令值(转矩指令值)的脉动。
同样，可知在通过角度误差校正部53产生特定的周期性信号，并与位置检测器3的输出相加来进行速度反馈控制或者位置反馈控制时，将会产生包含与所加上的信号相同频率成分的电流脉动或者电流指令值(转矩指令值)的脉动。
此时，在通过频率分析部51进行相电流的频率分析时，在电动机2是永磁铁同步电动机的情况下，在设极对数为Pn、期望频率的阶数为Nn时，在相电流中出现的电流脉动的空间阶数为Pn±Nn阶阶数。
因此，可以对相电流中至少一相的电流进行频率分析，根据Pn+Nn阶或者Pn-Nn阶的电流估计Pn+Nn阶或者Pn-Nn阶的角度误差。但是，关于Pn-Nn阶的阶数，在期望频率处的阶数Nn大于电动机2的极对数Pn情况下，有可能成为负数而不存在，因而在这种情况下对Pn+Nn阶的电流进行频率分析。并且，在进行角度误差的估计时，期望恒定转矩和恒速运转。
另外，在通过频率分析部51对d轴电流或者q轴电流中的任意方进行频率分析的情况下，在设期望频率的阶数为Nn时，在dq轴中出现的电流脉动成分具有与Nn相同阶数的脉动成分。并且，由于因期望频率的位置振动而产生的磁极偏移，作为转矩电流的q轴电流卷入进来(flow around)，因而d轴电流成为与角度误差相似的电流脉动。另外，q轴电流的速度脉动通过速度控制***而成为电流指令值(转矩指令值)的脉动。因此，q轴电流成为与作为速度脉动的原因的角度误差相似的电流脉动。
另外，在利用d轴电流或者q轴电流中的任意方的电流检测值或者任意方的电流指令值(转矩指令值)进行频率分析的情况下，在固定的条件下即恒定加速度的条件下对要反馈的q轴电流进行估计。特别优选在加速度为零即电动机2以恒定速度旋转的条件下进行估计。
这些角度误差和来自角度误差校正部53的信号，依照根据电动机控制装置1、电动机2和与电动机2连接的负载的动态特性而确定的传递特性，产生电流脉动。因此，如果能够求出该传递特性，则能够估计出使产生电流脉动的角度误差信号。即，能够根据所求出的传递特性和电流脉动反推求出使该电流脉动产生的角度误差。
下面，对根据电流脉动成分的频率分析结果来估计传递特性和周期性角度误差成分的方法进行说明。另外，也可以取代电流脉动成分，而对电流指令值(转矩指令值)的脉动成分进行频率分析，下面说明进行电流脉动成分的频率分析的情况。
图4是在本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中示出角度误差校正部的输出的框图。在图4中，角度误差校正部53生成角度误差校正信号。把角度误差校正部53生成的角度误差校正信号与位置检测器3的输出即电动机旋转位置相加而进行了校正后的电动机2的校正旋转位置，反馈给电动机控制装置1。并且，将由电流检测器4检测出的电动机电流也反馈给电动机控制装置1。
此时，在利用传递函数的表述将从角度误差校正信号到电动机电流的传递特性表示为Gerr_i(s)时，框线图如图5所示。图5是在本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中，用传递函数的表述示出从角度误差校正部的输出到电动机电流的传递特性的框线图。
其中，“s”表示拉普拉斯算子。另外，Gerr_i(s)也与从位置检测器3的输出即电动机旋转位置到电动机电流的传递函数一致。另外，在电动机2与负载连接的情况下，包含负载的动态特性在内，用Gerr_i(s)表示。
在本发明中，求出Gerr_i(s)的角度误差的频率或者特定频率处的增益及相位，根据所求出的增益及相位估计角度误差。图6示出Gerr_i(s)的一例。图6是示出在本发明的实施方式1的位置检测器的角度误差校正装置中从角度误差校正部的输出到电动机电流的传递特性的一例的波特图。
在图6中，上部示出增益特性，下部示出相位特性。在角度误差频率变化时，与角度误差对应的电动机电流脉动的振幅及相位依照图6所示的特性而变化。并且，角度误差频率取决于电动机2的旋转速度而变化。即，起因于角度误差的电流脉动的相位及振幅根据旋转速度而变化。
接着，参照图7的流程图，说明本发明的实施方式1的角度误差估计部52的处理。
首先，在开始角度误差估计时，角度误差估计部52将电动机2的运转指令输出给电动机控制装置1，并且向角度误差校正部53输出将角度误差校正信号设为零的指令、即设试验信号为零的指令(步骤S1)。其结果是，角度误差校正部53将角度误差校正信号设为零，在不进行角度误差校正的状态下使电动机2旋转。
接着，角度误差估计部52向频率分析部51输出频率分析指令，通过频率分析部51对电动机电流进行频率分析(步骤S2)。频率分析结果被输入角度误差估计部52。此时，在与角度误差频率对应的频率处，对电动机电流进行频率分析。
这例如通过求出与特定频率对应的电流脉动的傅里叶系数来进行。下面，说明对q轴电流求出电流脉动的傅里叶系数的情况。与角度误差频率对应的q轴电流的电流脉动的频率M1[Hz]下的傅里叶系数，能够根据下式(2)、(3)的运算式求出。
[式2]
[式3]
在式(2)、(3)中，iq(t)表示q轴电流值，T表示频率M1[Hz]的电流脉动周期。另外，T＝1/M1。其中，An1、Bn1分别表示余弦波、正弦波的系数。
另外，式(2)、(3)示出了以时间积分的形式求解的情况，但也可以以按照电动机2的旋转角度进行积分的形式求出。并且，式(2)、(3)是连续时间域的运算式，但在安装于微型计算机等计算机中时，变换为离散时间域的算式进行安装。此外，式(2)、(3)只要是余弦波、正弦波的信号发生器、乘法器、积分器就能够运算，因而能够容易地安装在计算机中。
另外，式(2)、(3)通过信号1个周期的积分运算傅里叶系数，但也可以对数个周期进行积分，求出将积分值除以周期数而得的值。在这种情况下，由于是求出数个周期的平均值，因而能够减轻电流脉动的偏差和外来干扰的影响。并且，优选积分的开始时间从电动机2的旋转角度的基准点(例如零度)开始。由此，能够求出以电动机2的旋转角度为基准的傅里叶系数。
在此，能够根据式(2)、(3)的傅里叶系数，利用下式(4)、(5)求出电流脉动成分的振幅Ai1及相位φi1。
[式4]
[式5]
角度误差估计部52存储利用式(4)、(5)求出的振幅Ai1及相位φi1。另外，也可以存储傅里叶系数An1、Bn1，利用式(4)、(5)通过运算求出振幅及相位。
接着，角度误差估计部52施加试验信号进行运转(步骤S3)，在使电动机2旋转的状态下，对电动机电流进行频率分析(步骤S4)。此时的电动机2以旋转速度与步骤S1相同的速度进行运转。另外，从角度误差估计部52输出电动机2的运转指令和试验信号的设定值。并且，频率分析结果被输入角度误差估计部52。
在此，将试验信号作为设定了规定的振幅、频率及初始相位的正弦波或者余弦波的试验信号，通过角度误差校正部53产生试验信号，并与位置检测器3的输出相加。正弦波及余弦波能够通过改变初始相位而相互转换，因而下面作为正弦波进行说明。并且，将试验信号的规定的振幅设为At，将初始相位设为φt。
在本发明的实施方式1中，施加与角度误差频率不同的频率的正弦波信号作为试验信号。例如，将试验信号设为角度误差频率附近的频率的正弦波信号。另外，附近是指例如比角度误差频率高或低约10％～20％的频率，而可将试验信号的频率的增益及相位视为与角度误差频率的增益及相位大致相同的范围。
这样，通过将试验信号的频率设定为与角度误差频率不同的值，试验信号和角度误差校正信号不会相交，因而能够易于进行频率分析，易于进行传递特性的运算和角度误差估计的运算。
另外，当在步骤S4中进行电动机电流的频率分析时，在与通过步骤S3施加的试验信号对应的电流脉动频率处进行频率分析。另外，在进行d轴电流或q轴电流的频率分析的情况下，为与试验信号的频率相同的频率。频率分析是通过与式(2)～(5)相同的运算求解的，但M1和T取置换为与试验信号对应的频率及周期的值。此时，将根据电流脉动的傅里叶系数求出的电流脉动的振幅及相位分别设为Ait、φit。
接着，角度误差估计部52运算位置检测器3的角度误差估计值(步骤S5)。在步骤S4中，由于对于试验信号的振幅At，对应的电流脉动振幅是Ait，因而可知电流脉动是使试验信号的振幅成为Ait/At倍而得到的值。
其中，在角度误差频率与试验信号的频率接近的情况下，对于因角度误差而产生的电流脉动，电流脉动振幅相对于角度误差振幅的倍率可视为与上述的倍率相同，由此能够求出与通过步骤S2求出的误差信号有关的、产生电流脉动振幅Ai1的误差信号的振幅。即，在设误差信号的振幅为A1时，能够用下式(6)求出。
[式6]
另外，在步骤S4中，由于对于试验信号的初始相位即φt，对应的电流脉动的相位是φit，因而可知电流脉动的相位相对于试验信号的相位偏移了φit-φt。
其中，在角度误差频率和试验信号的频率接近的情况下，对于由于角度误差而产生的电流脉动，电流脉动振幅相对于角度误差振幅的相位偏移可视为与试验信号的相位偏移相同，由此能够求出与在步骤S2中求出的误差信号有关的、产生电流脉动的相位φi1的误差信号的相位。即，在设误差信号的相位为φ1时，能够用下式(7)求出。
[式7]
如上所述，将具有利用式(6)、(7)求出的振幅及相位的正弦波估计为角度误差估计值。在角度误差估计结束时，角度误差校正部53根据由角度误差估计值生成的角度误差，生成抵消该误差的角度误差校正信号，并将其加入到位置检测器3的输出中进行输出。
这样，能够通过角度误差校正装置5进行位置检测器3的角度误差的校正，能够抑制起因于角度误差的电流脉动、电动机2的转矩脉动和速度脉动，高精度地进行电动机2和负载的控制。
在本发明的实施方式1中，根据不进行角度误差校正时的电流脉动的频率分析结果、和施加规定的试验信号进行运转时的电流脉动的频率分析结果，估计位置检测器3的角度误差。这即是，在起因于角度误差的电流脉动的频带中，求出位置检测器3的从电动机2的旋转位置到电流脉动的传递特性(与从电动机2的角度误差到电流脉动的传递特性等效)，使用该传递特性换算角度误差。
例如，在图6中，假设与角度误差对应的频率是A点时，在本发明的实施方式1中，将试验信号设定在A点附近的B点，通过施加试验信号的运转，求出B点的传递特性(增益及相位)。由于将B点及A点的传递特性视为相同，因而将B点的传递特性用作A点的传递特性，根据在不进行角度误差校正的运转中求出的电流脉动的振幅及相位来估计角度误差。
另外，在图6中，在与角度误差对应的频率是点D的情况下，即使是点D附近的点C，点C的传递特性和点D的传递特性也存在差异。在这种情况下，在将试验信号设定为点C，求出点C的传递特性，并利用上述的方法估计角度误差时，估计值产生误差。因此，按照以下所述进行。
首先，将试验信号设定为频率比点D低的点C，求出点C的传递特性。然后，将试验信号设定为频率比点D高的点E，求出点E的传递特性。然后，将点C的传递特性和点E的传递特性的平均值作为点D的传递特性。如果这样求出传递特性的平均值，并根据在不进行角度误差校正的运转中求出的电流脉动的振幅及相位和传递特性的平均值来估计角度误差，则能够降低估计误差。
因此，在预先已知传递特性的倾向且与角度误差对应的频率附近的传递特性的变化较小的情况下，试验信号可以仅定为一种形式(single pattern)，但在不知道传递特性的倾向的情况下，优选以比与角度误差对应的频率高的频率及比其低的频率的至少两种频率进行试验运转来求出传递特性，取多个传递特性的平均等，求出与误差频率对应的传递特性来估计角度误差。
另外，位置检测器3的角度误差估计能够在包括电动机2在内的电动机控制***的安装时进行。并且，无论是在对电动机2安装了负载的状态还是未安装负载的状态，在哪种状态下都能够进行。因此，无需出厂前的调整等，能够容易地在安装时进行角度误差的校正。并且，角度误差估计能够在装置的维修时和位置检测器3的更换时进行，也可以在装置工作时定期进行。在本发明中，在基于试验信号的运转中求出电动机控制***的传递特性，因而无论有无负载都能够进行角度误差估计。
另外，在本发明中，在估计角度误差时仅进行最少两种的频率分析即可。另外，频率分析也能够在使电动机2旋转1周程度的期间中进行，因而能够在短时间内进行角度误差估计。另外，能够在不使电动机2停止的情况下连续进行步骤S1～步骤S5，因而能够在短时间内进行角度误差估计。
另外，仅在起因于角度误差的电流脉动的频率附近进行求出从角度误差到电流脉动的传递特性的运算，无需彻底扫遍试验信号在全部频率下求出传递特性，因而能够在短时间内进行角度误差估计。
另外，如上述式(1)所示，在角度误差的频率成分存在多个的情况下，可以逐次按照各成分估计角度误差并相加、或者同时对多个频率成分进行估计。在同时估计多个频率成分的情况下，当进行基于试验信号的运转时，按照所估计的角度误差的频率同时输入试验信号。并且，对于在步骤S2和步骤S4中进行的频率分析，也对起因于角度误差的电流脉动成分和起因于试验信号的电流脉动成分全部进行频率分析。
例如，在误差信号的频率是10[Hz]及30[Hz]的情况下，在步骤S3中，使同时产生10[Hz]附近及30[Hz]附近的试验信号进行运转，在步骤S4中，进行与在10[Hz]附近及30[Hz]附近设定的各试验信号的频率对应的电流脉动的频率分析。
另外，在上述实施方式1中，对通过q轴电流的频率分析来估计角度误差的步骤进行了说明，但在使用了d轴电流的频率分析的情况下也能够按照相同的步骤来估计角度误差。另外，在使用了相电流的频率分析的情况下也能够按照相同的步骤来估计角度误差，但如上所述需要注意电流脉动的频率不同这一情况。
另外，在上述实施方式1中，角度误差估计部52输出步骤S1和步骤S3的电动机2的运转指令，在步骤S2和步骤S4中输出频率分析指令，但也可以在角度误差校正装置5和/或电动机控制装置1另外设置进行这些角度误差估计的动作程序的控制部，也可以作为专用的控制装置进行设置。
如上所述，根据实施方式1，位置检测器对电动机电流的特定频率成分进行频率分析，根据频率分析结果估计位置检测器的周期性误差。此时，包括如下步骤中的至少一个步骤：不校正角度误差就进行运转并进行频率分析；以及施加具有已知的振幅、相位及频率的试验信号进行运转，针对试验信号的频率利用一种以上的试验信号进行频率分析，根据通过在步骤中运算出的多个频率分析而运算出的振幅及相位，估计位置检测器的误差。
因此，能够提供可以准确估计并校正角度误差的位置检测器的角度误差校正装置及角度误差校正方法。
实施方式2
在本发明的实施方式2中，与上述实施方式1相比，角度误差估计部52的动作不同。下面，参照图8的流程图说明本发明的实施方式2的角度误差估计部52的处理。
另外，在图8中标注了与图7相同的标号的流程与上述实施方式1的动作相同，因而省略说明。在本发明的实施方式2中，施加试验信号进行试验运转的步骤S13的动作与实施方式1不同。
在上述实施方式1中，将试验信号的频率设为角度误差频率的附近，在试验运转中求出的传递特性与角度误差频率下的传递特性并不严格地一致。与此相对，在本发明的实施方式2中，能够使在试验运转中求出的传递特性与角度误差频率下的传递特性严格地一致，因而能够更加高精度地估计角度误差。另外，试验信号的频率和角度误差的频率在频率分析时不会一致，因而频率分析变得容易，能够易于进行传递特性的运算和角度误差估计的运算。另外，当然还发挥与实施方式1相同的效果。
在本发明的实施方式2中，步骤S13的试验运转中的电动机速度及试验信号的频率被设定成满足下式(8)的关系。
[式8]
f2＝f1且V2≠V1……(8)
在式(8)中，V2表示试验运转中的电动机速度，f2表示试验信号的频率，V1表示步骤S1中的电动机速度，f1表示电动机2以V1旋转时的角度误差频率。
例如，在V1是10[Hz]、对应的误差频率f1是4倍的40[Hz]的情况下，能够将V2及f2分别设定为20[Hz]和40[Hz]。并且，能够与此无关地设定满足式(8)的任意的电动机速度及试验信号的频率。
这样，如果按照满足式(8)的关系来确定试验运转中的电动机速度及试验信号的频率，则起因于试验信号的电流脉动的频率和步骤S1中的起因于角度误差的电流脉动的频率一致。因此，能够使通过步骤S4中的频率分析而求出的传递特性、与在步骤S1的运转中从角度误差到起因于角度误差的电流脉动的传递特性一致。其结果是，能够更高精度地估计角度误差。
另外，也可以按照满足式(8)的关系式的多种组合进行多次施加试验信号的运转，对每次运转进行频率分析并取这多个频率分析结果的平均，求出传递特性。这样，能够降低角度误差的估计误差。
另外，如上述式(1)所示，在角度误差的频率成分存在多个的情况下，可以逐次按照各频率成分估计角度误差并将结果相加、或者同时对多个频率成分进行估计。在同时估计多个频率成分的情况下，在进行基于试验信号的运转时，将试验信号与所估计的角度误差的频率一致地同时进行输入。另外，对于在步骤S2和步骤S4中进行的频率分析，也对起因于角度误差的电流脉动成分的全部进行频率分析。
例如，在误差信号的频率是10[Hz]及30[Hz]的情况下，在步骤S13中，使同时产生10[Hz]及30[Hz]的试验信号进行运转，在步骤S4中，对10[Hz]及30[Hz]进行电流脉动的频率分析。
实施方式3
在本发明的实施方式3中，与上述实施方式1相比，角度误差估计部52的动作不同。下面，参照图9的流程图说明本发明的实施方式3的角度误差估计部52的处理。
另外，在图9中标注了与图7相同的标号的流程与上述实施方式1的动作相同，因而省略说明。在本发明的实施方式3中，施加试验信号进行试验运转的步骤S23以及运算角度误差估计值的步骤S25的动作与实施方式1不同。
在本发明的实施方式3中，在施加试验信号进行试验运转的步骤S23中，将试验信号的频率设定为与角度误差的频率相同的频率。对振幅及初始相位设定规定的值。另外，使步骤S23的电动机速度与步骤S1的电动机速度一致。
接着，在步骤S4中，进行试验信号的频率即角度误差的频率处的电动机电流脉动的频率分析。此时，电流脉动的频率分析结果成为针对合成了角度误差和试验信号的合成信号产生的电流脉动的频率分析结果。
接着，在步骤S25中，根据通过步骤S2求出的频率分析结果和通过步骤S4求出的频率分析结果进行角度误差估计。此时，如上所述通过步骤S4求出的频率分析结果是针对在合成了角度误差和试验信号的合成信号而产生的电流脉动的频率分析结果，由于角度误差的振幅及初始相位是未知的，因而不能根据该结果求出误差频率下的传递特性。
因此，首先进行从通过步骤S4求出的频率分析结果中将起因于角度误差的电流脉动成分和起因于试验信号的电流脉动成分分离出来的运算。该运算能够使用步骤S2和步骤S4的各频率分析结果进行。
例如，作为运算的一例，通过从步骤S4的频率分析结果中减去步骤S2的不施加试验信号进行运转时的频率分析结果，而能够进行分离。即，通过步骤S4及步骤S2求出的傅里叶系数之差成为起因于试验信号的电流脉动成分的傅里叶系数。
使用起因于这样提取出的试验信号的电流脉动成分的频率分析结果(傅里叶系数)，如在上述实施方式1说明的那样，求出误差信号的频率(与试验信号的频率相同)下的传递特性，而估计角度误差。
即，使用起因于所提取的试验信号的电流脉动成分的傅里叶系数，求出与上述实施方式1的Ait、φit相当的振幅及相位，使用在步骤S2中求出的Ai1、φi1，利用上述式(6)、(7)求出角度误差估计值。另外，式(6)、(7)中的At、φt表示试验信号的振幅及初始相位，与实施方式1一样是已知的。
如上所述，在本发明的实施方式3中，在使试验信号的频率与角度误差频率一致的状态下进行运转，根据对应的电流脉动成分估计角度误差。此时，能够使在施加试验信号的运转中求出的传递特性与角度误差频率严格地一致，因而能够更加高精度地估计角度误差。并且，与实施方式2相比，由于能够在不施加试验信号的运转和施加试验信号的运转中使电动机速度一致，因而能够排除起因于运转速度差异的角度误差的估计误差因素。
另外，也可以对改变了初始相位和/或振幅值的多个试验信号，按照上述的步骤进行多次角度误差的估计，将这些多次估计的平均值作为角度误差估计值。另外，也能够容易地扩展到角度误差的频率成分存在多个的情况。
实施方式4
在本发明的实施方式4中，与上述实施方式1相比，角度误差估计部52的动作不同。下面，参照图10的流程图说明本发明的实施方式4的角度误差估计部52的处理。
另外，在图10中标注了与图7相同的标号的流程与上述实施方式1的动作相同，因而省略说明。在本发明的实施方式4中，施加试验信号进行试验运转的步骤S31、步骤S33以及运算角度误差估计值的步骤S35的动作与实施方式1不同。
在本发明的实施方式4中，产生振幅及初始相位中至少任意一方不同的两种试验信号进行运转，使用与试验信号对应的电流脉动成分的频率分析结果来估计角度误差。设为试验信号的频率与角度误差频率相同。
首先，在步骤S31中，按照规定的振幅及初始相位施加与角度误差频率相同频率的第1试验信号使电动机2运转。接着，在步骤S2中进行与上述实施方式1同等的动作。
接着，在步骤S33中进行与步骤S31同样的运转，但是将第2试验信号设定成使所施加的试验信号的振幅及初始相位中的至少任意一方与在步骤S31中施加的第1试验信号不同。接着，在步骤S4中进行与上述实施方式1同等的动作。
接着，在步骤S35中，使用在此以前的步骤实施的两种试验运转的频率分析结果进行角度误差的估计。下面，参照图11的流程图对图10的步骤S35所示的角度误差估计部52进行的角度误差估计值的运算处理进行详细说明。
另外，通过步骤S2及步骤S4求出的频率分析结果是针对在合成了角度误差和试验信号的合成信号而产生的电流脉动的频率分析结果。首先，进行从该频率分析结果中将起因于试验信号的电流脉动成分分离出来的运算(步骤S41)。
例如，作为运算的一例，通过从步骤S4的频率分析结果中减去步骤S2的频率分析结果，而能够进行分离。即，通过步骤S4及步骤S2求出的傅里叶系数之差成为起因于试验信号的电流脉动成分的傅里叶系数。
但是，需要注意此时的试验信号为将步骤S2及步骤S4的试验信号减去后的信号(为了方便起见，称为合成试验信号)。即，由于两个试验信号是已知的，因而对于减去试验信号后的合成试验信号也是已知的，其振幅及初始相位成为已知的。
接着，根据起因于在步骤S41中提取出的合成试验信号的电流脉动成分和上述合成试验信号之间的关系，按照与上述实施方式1相同的步骤，求出角度误差的频率(与合成试验信号的频率相同)下的传递特性(步骤S42)。由此，能够使用所提取的合成试验信号和起因于合成试验信号的电流脉动成分的傅里叶系数，求出与上述实施方式1的Ait、φit相当的振幅及相位。
接着，从试验运转的频率分析结果中提取起因于角度误差的电流脉动成分(步骤S43)。在此，试验运转可以是步骤S31的试验运转，也可以是步骤S33的试验运转。下面，对使用步骤S31的试验运转结果的情况进行说明。
在步骤S31的试验运转中使用的第1试验信号是已知的，因而能够使用通过步骤S42求出的传递特性求出起因于第1试验信号的电流脉动的振幅及相位。并且，通过从在步骤S2中求出的试验运转下的电流脉动的频率分析结果中减去起因于该第1试验信号的电流脉动的振幅及相位，而提取起因于角度误差的电流脉动成分。
接着，根据起因于在步骤S43中提取出的角度误差的电流脉动成分和在步骤S42中求出的角度误差的频率下的传递特性，利用与在上述实施方式1中说明的方法相同的方法求出角度误差估计值(步骤S44)。
即，根据起因于在步骤S43中提取出的角度误差的电流脉动成分，求出与上述实施方式1的振幅Ai1及相位φi1相当的值。并且，使用在步骤S42中求出的与上述实施方式1的振幅Ait、φit相当的振幅及相位，利用式(6)、(7)求出角度误差的振幅及相位。
如上所述，在本发明的实施方式4中，在使试验信号的频率与角度误差频率一致的状态下进行运转，根据对应的电流脉动成分来估计角度误差。此时，能够使在施加试验信号的运转中求出的传递特性与角度误差频率严格一致，因而能够更加高精度地估计角度误差。并且，与实施方式2相比，由于能够在施加试验信号的两种运转中使电动机速度一致，因而能够排除起因于运转速度差异的角度误差的估计误差因素。
另外，也可以对改变了初始相位和/或振幅值的多个试验信号，按照上述的步骤进行多次角度误差的估计，将这些多次估计的平均值作为角度误差估计值。并且，也能够容易扩展到角度误差的频率成分存在多个的情况。
另外，也可以是，不在步骤S43中提取起因于角度误差的电流脉动成分，而在不施加试验信号的状态下使电动机2运转，通过此时的电动机电流的频率分析求出起因于角度误差的电流脉动成分。
实施方式5
图12是示出电动机控制***的整体结构的框图，该电动机包括本发明的实施方式5的位置检测器的角度误差校正装置。在图12中标注了与图1相同的标号的要素进行与在上述实施方式1中说明的动作相同的动作。
在本发明的实施方式5中，具有角度误差校正装置5A而取代图1所示的角度误差校正装置5。角度误差校正装置5A具有频率分析部51、角度误差估计部52A、角度误差校正部53及共振判定部54A。即，具有动作与图1所示的角度误差估计部52不同的角度误差估计部52A，还具有共振判定部54A。
共振判定部54A根据频率分析部51的频率分析结果或者角度误差估计部52A的角度误差估计值，进行位置检测器3的角度误差频率和试验信号的频率是否与电动机控制***的共振频率一致的判定，将判定结果输出给角度误差估计部52A。
在将电动机2与负载连接的情况下，存在电动机控制***根据负载的动态特性的不同而具有共振点的情况。当在电动机2的运转时角度误差的频率或试验信号的频率与共振点的频率(共振频率)接近或一致的情况下，存在角度误差估计的估计精度变差的情况。
因此，在本发明的实施方式5中，对能够避免这种情况、能够稳定且高精度地进行角度误差估计的角度误差校正装置5A进行说明。下面，说明共振判定部54A的动作。共振判定部54A在进行上述实施方式1～4所说明的角度估计之前，使电动机2运转并判定是否与共振点一致。
在此，在共振点不因电动机2的旋转位置而变化的情况下，例如在负载是旋转设备等情况下，使电动机2改变运转速度进行运转，并进行电动机电流的频率分析。
并且，通过电动机电流的频率分析，根据上述式(2)和式(3)或者上述式(4)和式(5)的值，判定角度误差的频率是否在共振频率附近。在共振频率附近，电流脉动的振幅急增或者急减，相位在180度附近急剧变化。
因此，确认通过频率分析求出的电流脉动振幅和相位的变化量是否超过规定值，在超过规定值的情况下，判定为在其附近的电动机2的运转速度接近共振频率。
并且，角度误差估计部52A根据共振判定部54A的判定结果，向电动机控制装置1输出在不接近共振频率的条件下进行电动机2的运转的运转指令。
并且，角度误差估计部52A按照上述实施方式1～4所说明的方法进行角度误差估计。在这种情况下，变更电动机2的运转速度使避开共振频率。在变更电动机2的运转速度时，角度误差的频率和/或试验信号的频率变化，因而能够避开共振频率。
如上所述，在本发明的实施方式5中，共振判定部54A判定角度误差频率和试验信号的频率是否与电动机控制***的共振频率一致，在与共振频率不一致的条件下进行角度误差估计，因而能够稳定且高精度地进行角度误差估计。特别是在安装了负载的状态下也能够避开共振频率，因而能够高精度地进行电动机控制***在安装时的调整。
另外，在上述实施方式5中说明了角度误差估计部52A输出使得避开共振频率的电动机2的运转指令的例子，但也可以在角度误差校正装置5和/或电动机控制装置1另外设置进行电动机2的运转指令等角度误差估计的动作程序的控制部，也可以作为专用的控制装置进行设置。
实施方式6
图13是示出本发明的实施方式6的电梯控制装置的结构图。在此，示出了将包括本发明的实施方式1～5的位置检测器的角度误差校正装置在内的电动机控制***应用于电梯时的结构图。在图13中标注了与图1或者图12相同的标号的部分进行与在上述实施方式1～5中说明的动作相同的动作。
在图13中，电梯的轿厢7和对重9通过曳引绳索相互连接，以吊瓶方式被吊挂于绳轮6上。绳轮6与轿厢7的驱动用电动机即电动机2连接，轿厢7借助电动机2的动力而升降。
在此，例如在安装曳引机时对角度误差进行估计。具体而言，在安装了电梯***的电动机2即曳引机后，以在绳轮6上未绕挂绳索8的状态或者在绳轮6上绕挂了绳索8的状态进行旨在估计角度误差的运转，使曳引机旋转，进行角度误差的估计。
此时，当仅在轿厢7以恒速行进的区间进行角度误差的估计时，能够进行稳定的估计。并且，为了延长以恒速行进的区间，也可以将行进速度设为小于电梯的额定速度的速度进行运转。并且，为了提高估计精度，也可以变更电梯的行进速度，使得成为电流脉动的振幅增大的行进速度。另外，轿厢7的位置没有制约，在轿厢7行进的井道内的任意位置都能够进行估计。
另外，为了增大电流脉动的振幅、提高估计精度，也可以变更成使速度控制部和/或位置控制部的增益增大的状态进行运转。在PID控制的情况下，比例增益、积分增益、微分增益相当于控制装置的增益。
另外，将角度误差估计结果作为与曳引机的磁极位置对应的角度误差记录在存储介质(例如非易失性存储器)中。在通常的运转时，从该存储介质读出与位置检测器3的输出对应的角度误差估计值进行校正。关于记录在存储介质中的与角度误差有关的信息，可以是角度误差的误差振幅及相位偏移，根据上述式(1)通过运算求出角度误差，也可以是数值表等的与曳引机的磁极位置对应的校正角度信息或者校正位置信息。在这种情况下，预先存储相位信息及振幅信息并通过运算进行校正的方法使信息达到最低限度，因而是优选的。
另外，在电梯中，电梯***的动态特性根据轿厢7的位置和搭载重量而变化，因而图6所示的传递特性也根据轿厢7的位置和搭载重量而变化。因此，进行角度误差估计时多次施加校正信号的运转，优选在轿厢位置和搭载重量同等或接近同等的条件下进行。
另外，在电梯中，在井道长度和额定搭载量等规格变化时，电梯***的动态特性变化，而在本发明中，通过基于试验信号的运转求出电动机控制***的传递特性，因而能够进行与电梯的规格无关的角度误差估计。当然，不限于电梯，通过将本发明用于电动机负载特性时刻变化的***，也能够进行角度误差估计。
另外，在本发明中，在估计角度误差时仅进行最少两种的频率分析即可，能够在短时间内估计角度误差。并且，在开始估计时，能够在不使电动机2停止的情况下连续进行估计，因而能够在短时间内进行角度误差估计。因此，例如在安装电梯后的试验运转中能够在短时间内进行角度误差估计，因而无需确保估计角度误差用的时间，能够缩短安装时的调整时间。
下面，说明改变轿厢7的位置进行估计的情况。例如，当在安装时使轿厢7从最下层向最上层或从最上层向最下层运转进行估计的情况下，通过按照以下的步骤进行估计，能够高精度地进行角度误差的估计。
在电梯中，在轿厢7和绳索8之间或对重9和绳索8之间存在起因于绳索8的弹性特性的共振点。并且，共振点根据轿厢7的位置和轿厢的搭载重量而变化。因此，存在位置检测器3的周期性角度误差的周期和进行角度估计时的试验信号的频率与这些共振频率一致的情况。在此，在角度误差的频率和试验信号的频率与电梯的共振频率一致时，在频率分析中使用的电流值的振幅和相位急剧变化，频率分析结果不稳定，因而导致角度误差的估计精度变差。
因此，在进行角度误差估计之前，使电梯的轿厢7从最下层运转到最上层或从最上层运转到最下层，在与角度误差对应的频率中进行电动机电流的频率分析。此时，在角度误差的频率是共振频率附近的情况下，对应的电流脉动的振幅急增或者急减，相位在180度附近急剧变化。
因此，确认通过频率分析求出的电流脉动振幅和相位的变化量是否超过规定值，在超过规定值的情况下，判定为其周边的频率接近共振频率。并且，根据该判定结果，在与被判定为接近共振频率的位置不同的位置进行角度误差的估计。另外，也可以变更角度误差估计时的运转速度，使得不会处于共振频率附近。并且，不限于电梯，在共振频率根据电动机2的旋转位置而变化的情况下，也能够适用上述方法。
例如，当在电梯的安装时实施角度误差的估计时，可以按照以下所述进行。首先，使电梯的轿厢7从最下层运转到最上层或从最上层运转到最下层，在与角度误差对应的频率处进行电动机电流的频率分析，计算电流脉动振幅及相位的变化量。
此时，将轿厢位置与电流脉动振幅及相位的变化量一起存储。然后，在从最下层到最上层或从最上层到最下层的运转结束时，调查电流脉动的振幅及相位的变化量是否超过规定值，提取未超过规定值的位置。接着，向电流脉动的振幅及相位的变化量未超过规定值的位置移动，并实施角度误差估计。
在调查电流脉动的振幅及相位的变化量是否超过规定值的运转是从最下层向最上层的运转的情况下，当估计角度误差的运转是在相反的从最上层向最下层的运转中实施时，能够通过一次的往复运转估计角度误差，因而能够缩短估计角度误差花费的时间。
另一方面，在调查电流脉动的振幅及相位的变化量是否超过规定值的运转是从最上层向最下层的运转的情况下，可以在相反的从最下层向最上层的运转中实施估计角度误差的运转。根据这样的估计方法，能够避免共振导致的估计精度的恶化地估计角度误差，因而能够准确进行角度误差的校正。并且，通过一次往复运转即能够准确估计角度误差，因而能够缩短安装时的调整时间。
另外，电梯的总体设备布局及绕绳方式等不限于图13的例子。例如，本发明也能够适用于绕绳比为2:1的电梯。并且，例如由电动机2构成的曳引机的位置也不限于图13的例子。另外，本发明能够适用于例如无机房电梯、双层电梯、单井道多轿厢式的电梯、或者斜行电梯等各种类型的电梯。

Claims (13)

1.一种位置检测器的角度误差校正装置，其与对电动机进行控制的电动机控制装置、输入检测所述电动机的旋转位置而得到的位置检测信号的位置检测器及检测流过所述电动机的电流的电流检测器组合使用，对所述位置检测信号中包含的根据所述旋转位置确定的周期性角度误差进行校正，其中，所述位置检测器的角度误差校正装置具有：
频率分析部，其对使所述电动机旋转而由所述电流检测器检测出的检测电流进行频率分析，运算特定频率的振幅及相位，并输出所述特定频率的振幅及相位作为频率分析结果；
角度误差校正部，其将所输入的输入信号与所述位置检测信号相加得到的相加信号输出给所述电动机控制装置；以及
角度误差估计部，其针对多个不同的试验信号反复进行第1控制处理和第2控制处理，并根据作为通过所述第2控制处理由所述频率分析部运算出的两种以上的频率分析结果的振幅及相位，估计所述角度误差的振幅及相位的估计值，并输出给所述误差校正部，在所述第1控制处理中，将具有已知的振幅、相位及频率的试验信号的设定值作为所述输入信号输入给所述角度误差校正部，通过所述角度误差校正部施加与所述设定值对应的试验信号而使所述电动机运转，在所述第2控制处理中，针对所述试验信号的频率，由所述频率分析部对通过所述第1控制处理得到的所述检测电流进行频率分析，
所述角度误差校正部将所述角度误差的振幅及相位的估计值作为所述输入信号，向所述电动机控制装置输出所述相加信号。
2.根据权利要求1所述的角度误差校正装置，其中，
多个所述试验信号之一是振幅为0的信号。
3.根据权利要求1或2所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述角度误差估计部运算从所述电动机的旋转位置到电动机电流的、与所述角度误差对应的特定频率下的传递特性，根据所述传递特性估计所述角度误差的振幅及相位的估计值。
4.根据权利要求3所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述传递特性是从所述电动机的旋转位置到电动机电流的增益及相位。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述试验信号的频率是不同于与所述位置检测器的角度误差对应的特定频率的频率。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
对多个所述试验信号反复进行的所述第1控制处理中的电动机速度彼此不同，
所述试验信号的频率与对应于所述角度误差的特定频率相等。
7.根据权利要求3或4所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述试验信号的频率被设定为与所述位置检测器的角度误差对应的特定频率，
所述角度误差估计部进行从多个频率分析中将起因于角度误差的电流脉动成分和起因于试验信号的电流脉动成分分离出来的运算，
根据所述传递特性和所述起因于角度误差的电流脉动成分来估计所述角度误差。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述角度误差估计部在电动机控制***的安装调整时进行所述角度误差的估计，该电动机控制***由所述电动机控制装置、所述位置检测器、所述电流检测器及所述角度误差校正装置构成。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
所述位置检测器的角度误差校正装置还具有共振判定部，该共振判定部判定与所述角度误差对应的特定频率是否与电动机控制***的共振频率一致，该电动机控制***由所述电动机控制装置、所述位置检测器、所述电流检测器及所述角度误差校正装置构成，
在所述共振判定部判定为与所述角度误差对应的特定频率与电动机控制***的共振频率一致的情况下，所述角度误差估计部变更所述电动机的旋转速度或者旋转位置来进行所述角度误差的估计。
10.根据权利要求9所述的位置检测器的角度误差校正装置，其中，
在与角度误差对应的特定频率成分处的电动机的电流脉动的振幅变化量和相位变化量中的至少一方超过规定值的情况下，所述共振判定部判定为共振。
11.一种由位置检测器的角度误差校正装置执行的位置检测器的角度误差校正方法，该位置检测器的角度误差校正装置与对电动机进行控制的电动机控制装置、输出检测所述电动机的旋转位置而得到的位置检测信号的位置检测器及检测流过所述电动机的电流的电流检测器组合使用，对所述位置检测信号中包含的根据所述旋转位置确定的周期性角度误差进行校正，所述位置检测器的角度误差校正方法包括：
频率分析步骤，对使所述电动机旋转而由所述电流检测器检测出的检测电流进行频率分析，运算特定频率的振幅及相位，并将所述特定频率的振幅及相位作为频率分析结果进行输出；
角度误差校正步骤，将所输入的输入信号与所述位置检测信号相加而得的相加信号输出给所述电动机控制装置；
针对多个不同的试验信号反复进行的第1控制步骤和第2控制步骤，所述第1控制步骤是在所述角度误差校正步骤中，输入具有已知的试验振幅、相位及频率的试验信号的设定值作为所述输入信号，施加与所述设定值对应的试验信号而使所述电动机运转，所述第2控制步骤是在所述频率分析步骤中，针对所述试验信号的频率，对通过所述第1控制步骤得到的所述检测电流进行频率分析；
第3控制步骤，根据作为在所述第2控制步骤中通过所述频率分析步骤运算出的两种以上的频率分析结果的振幅及相位，估计所述角度误差的振幅及相位的估计值；以及
第4控制步骤，在所述角度误差校正步骤中将所述角度误差的振幅及相位的估计值作为所述输入信号，向所述电动机控制装置输出所述相加信号。
12.一种电梯控制装置，其中，所述电梯控制装置具有：
电动机控制装置，其控制电梯的曳引机；
位置检测器，其检测所述曳引机的旋转位置，含有根据所述旋转位置而唯一确定的周期性误差；
电流检测器，其检测流过所述曳引机的电流；以及
权利要求1所述的角度误差校正装置，其与所述电动机控制装置、所述位置检测器及所述电流检测器连接。
13.一种电梯***，其具有轿厢和使所述轿厢升降的曳引机，其中，
所述电梯***通过权利要求12所述的电梯控制装置控制所述曳引机。
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