JP2005051865A

JP2005051865A - Motor drive controller for elevator

Info

Publication number: JP2005051865A
Application number: JP2003203971A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Takasaki; 一彦高崎
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress only the vibrations produced at a mechanical resonance point in a motor drive controller for elevators. <P>SOLUTION: A waveform signal in a phase opposite to that of the vibrational components, produced when a motor 12 is driven is generated through a speed detector 13, a rotation angle converter 30, and a phase adjustment device 31, and a sine computing unit 33. This signal is superposed on a torque command outputted from a speed controller 15, and the vibration components are thereby canceled out. At this time, a gain K corresponding to the speed of the motor is set at a speed conversion gain control device 40. Using the gain K, the waveform signal of the sine-computing unit 33 is subjected to gain control, only within a predetermined speed range at a gain control device 35. Thus, only the vibrations at a mechanical resonance point, produced when the motor is accelerated to some degree, can be appropriately suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータに用いられるモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータのような回転体のトルクで外部から駆動対象を直線運動させる場合、リンク機構やベルトもしくはロープ等を回転体と組合わせ、モータトルクを所定の駆動方向の駆動力に変換することが広く行われている。こうした装置では、回転体の支持機構と回転体の回転軸が一致しない偏心や、回転体の回転軸と回転体の回転重心が一致しない動的アンバランスがあると、装置全体に振動が発生し、駆動対象に安定した動きを付与することが困難になる。
【０００３】
特に、エレベータであれば、電動機のモータで駆動される乗りかごに同相の上下動が発生し、偏心もしくは動的アンバランスがある回転体の回転周期によって乗りかごが上下に加振されて乗り心地が損なわれることになる。
【０００４】
ここで、回転体の質量をｍ、回転重心と回転軸との間の距離（回転体の半径）をｒ、回転体の角速度をωとすると、回転軸には以下のような遠心力ｆが作用する。
【０００５】
ｆ＝ｍｒω^２
この遠心力ｆが動バランスとして装置に作用して振動が発生し、乗りかごを上下に加振させることになる。
【０００６】
このような回転時に生じる振動を抑制する手法としては、偏心や動的アンバランスが振動源とならないように回転体の機械的精度を高める手法が一般的である。しかし、この手法では回転体の加工や取付けに時間がかかるため、装置コストの上昇を招いてしまう。
【０００７】
そこで、例えば特許文献１などで知られているように、トルク補償によりモータ回転時の振動を制御的に抑制する方法が提案されている。
【０００８】
図１６にこのような振動制御機能を備えたモータ駆動制御装置の従来構成を示す。乗りかご２１の駆動源である電動機１２はエレベータの機械室に設置されており、インバータ装置１０から供給される駆動電流を受けてモータが回転駆動する。この電動機１２のモータ駆動に伴いシーブ２０が回転し、そのシーブ２０に巻回されたロープ２３を介して乗りかご２１が昇降路内をカウンタウエイト２２と共に昇降動作する。
【０００９】
ここで、電動機１２のモータ駆動に伴い、そのときの電動機１２の回転速度Ｖｂが速度検出装置１３によって検出される。速度制御装置１５では、この電動機１２の回転速度Ｖｂと、速度指令装置１４から与えられた電動機１２の目標速度Ｖａとの偏差を求めることにより、その偏差に応じたトルク指令を出力する。インバータ電流制御装置１６では、このトルク指令に応じた電流値を求め、その電流値とインバータ電流検出装置１１によって検出される電流値との偏差に基づいて電動機１２に電流供給を行うことにより、電動機１２のモータを上記トルク指令に従って駆動する。
【００１０】
このような速度制御系に対し、電動機１２のモータ駆動時に発生する振動を抑制するための構成要素として、回転角変換装置３０、位相調整装置３１、角速度変換装置３２、正弦演算装置３３、加算装置３４ａ、ゲイン調整装置３５、加算装置３４ｂが設けられている。
【００１１】
回転角変換装置３０は、速度検出装置１３から出力される電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて電動機１２の回転角θを算出する。位相調整装置３１は、動バランスの位置と電動機１２の回転角度の位相のずれを調整するものであり、その位相補償値φを出力する。加算装置３４ａは、回転角θと位相補償値φとを加算した値（θ＋φ）を位相補償後の回転角として正弦演算装置３３に出力する。正弦演算装置３３は、この回転角の一次関数に関する正弦値を演算し、その演算結果として得られるｓｉｎ（θ＋φ）なる波形信号をゲイン調整装置３５に出力する。
【００１２】
一方、角速度変換装置３２は、上記電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて角速度ωを算出し、その角速度ωの２乗分をゲイン調整装置３５に出力する。ゲイン調整装置３５では、この角速度ωの２乗分をゲイン調整値として用い、上記正弦演算装置３３の出力ｓｉｎ（θ＋φ）にω^２を乗算した値をトルク補償値として加算装置３４ｂに出力する。なお、実際には上記ω^２の他に、さらに回転体の質量ｍと半径ｒを乗算した結果が出力される。
【００１３】
このときの様子を図１７に示す。
【００１４】
今、図１７に示すような波形を有する速度指令Ｖａに従って電動機１２のモータが回転駆動されたとする。この電動機１２のモータ駆動により乗りかご２１が徐々に加速しながら目的階に向かって移動することになるが、そのときに上述したような動バランスによる振動が発生し、乗りかご２１を上下に加振して乗り心地を悪くさせる。
【００１５】
そこで、従来の構成では、この動バランス分である角速度ωの２乗分（実際にはｍｒω^２）をゲインの大きさとして用い、これを回転角の正弦波ｓｉｎ（θ＋φ）に乗じることにより、図中に示すように、振動成分と逆位相の波形信号をトルク指令に乗せて振動成分を相殺するようにしていた。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００３−８３７６９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、図１７に示すように、ゲインの大きさをω^２（実際にはｍｒω^２）とし、これを走行中（つまり速度指令があって電動機１２のモータが回転を開始して停止するまでの間）、常にゲイン調整を行っていた。このため、機械的共振点にある振動成分を抑制することはできるが（図中のｆ１参照）、その一方で共振点以外の箇所で振動成分が生じてしまうといった問題があった（図中のｆ２参照）。
【００１８】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、機械的共振点で発生する振動のみを抑制可能とし、装置の機能を満足するとともにコストの低減化および信頼性の向上が図れるエレベータのモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機のモータ駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータのモータ駆動制御装置において、上記電動機の速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて、上記電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号を生成する波形信号生成手段と、上記電動機の速度に応じたゲインを設定するゲイン設定手段と、このゲイン設定手段によって設定されたゲインを所定の速度範囲内で上記波形信号生成手段によって生成された波形信号に乗じてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、このゲイン調整手段によって得られた信号をトルク補償値として用い、そのトルク補償値に従って上記電動機に対するトルク指令を補償して上記電動機のモータ駆動を制御する駆動制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号が生成され、これをトルク指令に乗せることで振動成分が相殺される。その際、電動機の速度に応じたゲインが設定され、そのゲインを用いて所定の速度範囲内でのみ上記波形信号に対してゲイン調整が行われる。これにより、ある程度加速したときに発生する機械的共振点での振動のみを適格に抑制することができる。
【００２１】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、予め上記電動機の速度に対する最適なゲインのデータが設定されたテーブル手段を備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて上記テーブル手段から該当するゲインを読み出すことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、その都度、電動機の速度から演算処理によりゲインを算出しなくとも、テーブル検索にて当該速度に応じた最適なゲインを読み出して簡単に設定することができる。
【００２３】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの位置を検出する乗りかご位置検出手段と、この乗りかご位置検出手段によって検出された上記乗りかごの位置を微分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの位置が検出され、そのかご位置を微分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２５】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごに生じる振動を検出する乗りかご振動検出手段と、この乗りかご振動検出手段によって検出された上記乗りかごの振動を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの振動が検出され、そのかご振動を積分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの荷重を検出する乗りかご荷重検出手段と、この乗りかご荷重検出手段によって検出された上記乗りかごの荷重を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する乗りかごの荷重が検出され、そのかご荷重を積分演算することで上記乗りかごの速度が求められる。この乗りかごの速度を上記電動機の速度に代えてゲイン調整に利用することで、より最適なゲイン調整を行うことができる。
【００２９】
また、本発明は、上記構成のモータ駆動制御装置において、上記ゲイン調整手段から出力されるトルク補償値が予め設定されたリミット値を超えているか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって上記トルク補償値が上記リミット値を超えていると判断された場合に異常通知を行う異常通知手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、ゲイン調整手段から予め設定されたリミット値を超えるトルク補償値が出力されている場合に、それを速やかに検知して異常通知することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１の構成において、図１６のモータ駆動制御装置と同一の部分には同一符号を付してある。
【００３３】
乗りかご２１の駆動源である電動機１２はエレベータの機械室に設置されており、インバータ装置１０から供給される駆動電流を受けてモータが回転駆動する。この電動機１２のモータ駆動に伴いシーブ２０が回転し、このシーブ２０に巻回されたロープ２３を介して乗りかご２１が昇降路内をカウンタウエイト２２と共に昇降動作する。
【００３４】
このようなエレベータにおいて、速度検出装置１３、速度指令装置１４、速度制御装置１５、インバータ電流制御装置１６を備えたモータ駆動制御装置が電動機１２と共に機械室に設定されている。
【００３５】
速度検出装置１３は、電動機１２の回転速度Ｖｂを検出する。速度指令装置１４は、エレベータの起動指令を受けて乗りかご２１の目標速度Ｖａを設定する。速度制御装置１５は、この目標速度Ｖａに合わせて電動機１２を駆動するべく、目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差を求め、その偏差に応じたトルク指令を出力する。
【００３６】
さらに、このモータ駆動制御装置は、回転角変換装置３０、位相調整装置３１、角速度変換装置３２、正弦演算装置３３、加算装置３４ａ，３４ｂ、ゲイン調整装置３５、速度換算ゲイン乗算装置３６、速度換算ゲイン設定装置４０を備える。
【００３７】
回転角変換装置３０は、速度検出装置１３から出力される電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて電動機１２の回転角θを算出する。位相調整装置３１は、動バランスの位置と電動機１２の回転角度の位相のずれを調整するものであり、その位相補償値φを出力する。加算装置３４ａは、回転角θと位相補償値φとを加算した値（θ＋φ）を位相補償後の回転角として正弦演算装置３３に出力する。正弦演算装置３３は、この回転角の一次関数に関する正弦値を演算し、その演算結果としてｓｉｎ（θ＋φ）なる波形信号をゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２は、上記電動機１２の回転速度Ｖｂに基づいて角速度ωを算出し、その角速度ωの２乗分を出力する。
【００３８】
ここで、速度換算ゲイン乗算装置３６および速度換算ゲイン設定装置４０は本発明の特徴部分であり、これらは電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲイン調整を実現するための構成要素である。
【００３９】
すなわち、速度換算ゲイン設定装置４０は、速度検出装置１３によって検出される回転速度Ｖｂを受け、予め決められた速度範囲内でそのときの回転速度Ｖｂに応じたゲインＫの値を設定する（図３参照）。また、速度換算ゲイン乗算装置３６は、上記角速度変換装置３２によって求められた角速度ωの２乗分に、上記速度換算ゲイン設定装置４０によって設定されたゲインＫを乗算してゲイン調整装置３５に出力する。これにより、ゲイン調整装置３５では、上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じた値をゲイン調整値として用い、これを上記正弦演算装置３３の出力である正弦波ｓｉｎ（θ＋φ）に乗じた結果をトルク補償値として加算装置３４ｂに出力する。なお、実際には上記角速度ωの２乗分にさらに回転体の質量ｍと半径ｒが乗算される。
【００４０】
次に、図２を参照して上記ようにした構成されるモータ駆動制御装置の動作について説明する。
【００４１】
図２はこのモータ駆動制御装置の動作を示すフローチャートであり、動バランスによる振動を抑制するためのトルク補償の手順が示されている。
【００４２】
エレベータの走行時において、インバータ装置１０からトルク指令に従った駆動電流が電動機１２に供給されて電動機１２のモータが回転駆動される。このときの電動機１２の回転速度Ｖｂが速度検出装置１３によって検出され、速度制御装置１５、回転角変換装置３０および角速度変換装置３２にそれぞれ与えられる（ステップＳ１１）。
【００４３】
ここで、速度指令装置１４によって設定された目標速度Ｖａに合わせて電動機１２を駆動するべく、速度制御装置１５では、その目標速度Ｖａと電動機１２の回転速度Ｖｂとの偏差（Ｖａ−Ｖｂ）を求め、その偏差に応じたトルク指令を出力する（ステップＳ１２）。
【００４４】
一方、回転角変換装置３０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに対する角速度ωを求め、その角速度ωを積分演算して単位時間当たりの回転角θを出力する（ステップＳ１３）。その際、位相調整装置３１により回転角変換装置３０から出力された回転角θに対してφ分の位相補償を行って正弦演算装置３３に与える（ステップＳ１４）。正弦演算装置３３では、位相補償後の回転角（θ＋φ）の正弦値を演算し、その演算結果として得られるｓｉｎ（θ＋φ）をゲイン調整装置３５に出力する（ステップＳ１５）。
【００４５】
また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωを２乗演算して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する（ステップＳ１７）。このとき、速度換算ゲイン設定装置４０では、所定の速度範囲内で電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを算出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力している（ステップＳ１９）。速度換算ゲイン乗算装置３６では、角速度ωの２乗とゲインＫを乗算することにより、これをゲイン調整値としてゲイン調整装置３５に出力する（ステップＳ１８）。
【００４６】
これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）に速度換算ゲイン乗算装置３６の演算結果Ｋω^２を乗算してゲイン調整を行い、所定の速度範囲内でのみ有効となる振動成分と逆位相の波形信号を生成する（ステップＳ１６）。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。
【００４７】
そして、このゲイン調整装置３５の出力信号（振動成分と逆位相の波形信号）に基づいてトルク指令が補償され（ステップＳ２０）、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される（ステップＳ２１）。
【００４８】
図３は上記モータ駆動制御装置における各信号の波形特性を示す図であり、上から順に速度指令、乗りかごの動バランス変動加速度、ゲインＫの関数、正弦値、トルク補償後の乗りかご加速度に関する各波形が示されている。
【００４９】
動バランス変動は角速度ωの２乗に比例しており、加減速中には２次関数的に増加する。そこで、トルク補償として、角速度ωの２乗分を出力すると共に、振動発生領域に相当する加減速期間にゲインＫを出力する。この場合、加減速時にはそのときの速度に比例してゲインＫの値を増加させ、一定走行中には一定値を出力する。
【００５０】
なお、ゲイン調整の開始時期および終了時期は、電動機１２（乗りかご２１）の速度に応じて予め決められているものとする。すなわち、通常は電動機１２（乗りかご２１）がある程度加速した後に振動が生じるため、図３に示すように加速時に所定速度に達した時点でゲイン調整を開始し、減速時に上記所定速度以下になった時点でゲイン調整を終了するものとする。
【００５１】
このように、エレベータ走行中の全領域に対してゲイン調整を行うのではなく、振動が発生する領域でのみゲイン調整を行って、振動成分と逆位相の波形信号をトルク補償値として出力することで、振動成分を適格に相殺することができる。これにより、電動機１２のモータがスムーズに回転することになり、電動機１２の乗り心地を改善することができる。
【００５２】
また、このようなモータ制御にて振動成分を抑制する方法を採っているので、例えば回転体の加工などを含む機械的な工夫を不要としてコスト低減化を図ることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５４】
図４は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図４の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００５５】
図４に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、データテーブル４１が備えられていることである。このデータテーブル４１は、図５に示すように予め電動機１２（モータ）の各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定されたテーブルであり、速度換算ゲイン設定装置４０に接続されている。
【００５６】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００５７】
ここで、速度換算ゲイン設定装置４０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを求めて速度換算ゲイン乗算装置３６に出力するが、その際にデータテーブル４１を利用する。すなわち、データテーブル４１から現在の回転速度Ｖｂに該当するゲインＫのデータを読み出して、これを速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００５８】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω^２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００５９】
このように、予め各速度に対応したゲインデータが設定されたデータテーブル４１を設けておくことで、速度換算ゲイン設定装置４０が振動抑制のためのゲインＫを設定する際に、その都度、電動機１２の速度から演算処理によりゲインＫの値を算出しなくとも、テーブル検索にて当該速度に応じた最適なゲインを読み出して簡単に設定することができる。
【００６０】
また、その都度演算にてゲインＫを求める方法では誤差が生じる可能性があるが、データテーブル４１を利用することで、そのような誤差の影響を回避することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６２】
図６は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図６の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００６３】
図６に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご位置検出装置５０、乗りかご速度検出装置５１、微分演算装置５２が設けられていることであり、モータ駆動時における乗りかご２１の位置から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００６４】
乗りかご位置検出装置５０は、例えばガバナ（調速機）などに設置される回転検出器からなり、電動機１２のモータ駆動により昇降動作する乗りかご２１の現在位置を示す信号（パルス信号）を時系列で微分演算装置５２に出力する。微分演算装置５２は、乗りかご位置検出装置５０から出力される乗りかご２１の位置信号を微分演算して乗りかご速度検出装置５１に出力する。乗りかご速度検出装置５１は、この微分演算装置５２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００６５】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００６６】
ここで、第３の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置５１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出される。
【００６７】
すなわち、乗りかご位置検出装置５０によって乗りかご位置Ｓ（ｔ）が検出されると、微分演算装置５２にて、その乗りかご位置Ｓ（ｔ）に基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）が下記の式（１）にて算出される。
【００６８】
【数１】

【００６９】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω^２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００７０】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の位置から速度を求め、そのかご速度に応じて所定の速度範囲でのみゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、電動機１２の速度ではなく、乗りかご２１の速度を利用してゲイン調整することで、実際に乗客が乗っている乗りかご２１の速度に着目して、より最適なゲイン調整を行うことができる。これにより、走行中での振動を防止して乗り心地を改善することができる。
【００７１】
（変形例）
図７は第３の実施形態の変形例を示す図であり、上記第２の実施形態におけるデータテーブル４１を利用した場合の構成を示している。この場合、データテーブル４１には、予め乗りかご２１の各速度毎にゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置５１からかご速度を得た際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【００７２】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【００７３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００７４】
図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図８の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００７５】
図８に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご振動検出装置６０、乗りかご速度検出装置６１、積分演算装置６２が設けられていることであり、モータ起動時における乗りかご２１の振動から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００７６】
乗りかご振動検出装置６０は、例えば乗りかご２１の底部に設置される振動センサからなり、走行中に乗りかご２１に生じる振動の変化量を検出して、その検出信号を積分演算装置６２に出力する。積分演算装置６２は、乗りかご振動検出装置６０から出力される乗りかご２１の振動信号を積分して乗りかご速度検出装置６１に出力する。乗りかご速度検出装置６１は、この積分演算装置６２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００７７】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００７８】
ここで、第４の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。このときの乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出されている。
【００７９】
すなわち、乗りかご振動検出装置６０によって乗りかご振動αが検出されると、積分演算装置６２にて、その乗りかご振動αに基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）が下記の式（２）にて算出される。この場合、乗りかご振動αの変化は走行中の乗りかご２１の加速度変化として見なすことができる。そこで、下記のように乗りかご振動αを積分することで、その積分値をかご速度Ｖ（ｔ）として得ることができる。
【００８０】
【数２】

【００８１】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω^２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００８２】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の振動を検出し、その振動信号に基づいて乗りかご２１の速度を求めてゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、乗りかご２１に実際に生じている振動に基づいてゲイン調整を行うことになるので、上記第１の実施形態の構成によりも、さらに精度良く振動を抑制することができる。
【００８３】
（変形例）
図９は第４の実施形態の変形例を示す図であり、データテーブル４１を追加した場合の構成を示している。
【００８４】
このデータテーブル４１は、上記第２の実施形態と同様のものであり、図５に示すように、予め各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１からかご速度を取得した際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【００８５】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００８７】
図１０は本発明の第５の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１０の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００８８】
図１０に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、乗りかご荷重検出装置７０、乗りかご速度検出装置６１、積分演算装置６２が設けられていることであり、モータ起動時における乗りかご２１の荷重量から乗りかご２１の速度を求め、その速度に応じたゲインＫを設定することを特徴としている。
【００８９】
乗りかご荷重検出装置７０は、例えば乗りかご２１の底部に設置される荷重センサからなり、走行中に乗りかご２１の荷重変化量を検出して、その検出信号を積分演算装置６２に出力する。積分演算装置６２および乗りかご速度検出装置６１について上記第４の実施形態と同様である。ただし、ここでは積分演算装置６２が乗りかご荷重検出装置７０から出力される乗りかご２１の荷重信号を積分して乗りかご速度検出装置６１に出力する。乗りかご速度検出装置６１は、この積分演算装置６２の演算結果から乗りかご２１の速度を検出して速度換算ゲイン設定装置４０に出力する。
【００９０】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【００９１】
ここで、第５の実施形態において、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１から乗りかご２１の速度を得て、その速度に応じてゲインＫの値を設定する。このときの乗りかご２１の速度は、以下のようにして算出されている。
【００９２】
すなわち、乗りかご荷重検出装置７０によって乗りかご荷重が検出されると、そのときの荷重値をＰ１、また、静止時の荷重値をＰ０、重力加速度をｇとすると、走行中の乗りかご２１の加速度βは下記の（３）式のように荷重値の変化量で表すことができる。
【００９３】
【数３】

【００９４】
積分演算装置６２では、上記乗りかご荷重から得られた乗りかご加速度βに基づいて乗りかご速度Ｖ（ｔ）を下記の式（４）にて算出する。この場合、上記（３）式での演算を含めて積分演算装置６２で行われているものとする。
【００９５】
【数４】

【００９６】
以後の処理は上記第１の実施形態と同様であり、速度換算ゲイン乗算装置３６では上記角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じてゲイン調整装置３５に与える。これにより、ゲイン調整装置３５では、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を速度換算ゲイン乗算装置３６から出力されるＫω^２によってゲイン調整した信号（振動成分と逆位相の波形信号）をトルク補償値として出力する。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【００９７】
このように、電動機１２によって駆動される乗りかご２１の荷重を検出し、その荷重信号に基づいて乗りかご２１の速度を求めてゲイン調整を行うことでも、上記第１の実施形態と同様にモータ起動時の振動を抑制することができる。この場合、乗りかご２１の荷重変化は走行時の乗りかご２１に生じている振動変化と見なすことができるため、その荷重信号に基づいてゲイン調整を行うことにより、上記第１の実施形態の構成によりも、さらに精度良く振動を抑制することができる。
【００９８】
（変形例）
図１１は第５の実施形態の変形例を示す図であり、データテーブル４１を追加した場合の構成を示している。
【００９９】
このデータテーブル４１は、上記第２の実施形態と同様のものであり、図５に示すように、予め各速度毎に最適なゲインＫのデータが設定される。これにより、速度換算ゲイン設定装置４０は、乗りかご速度検出装置６１からかご速度を取得した際に、そのかご速度に応じたゲインＫのデータを読み出して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力することができる。
【０１００】
このようなデータテーブル４１を利用することで、上記第２の実施形態で説明したように、速度に応じた最適なゲインＫの値を速やかに設定して電動機１２の駆動を制御でき、そのときの発生する振動を効率的に抑制することができる。また、演算による誤差の影響を回避して振動抑制精度を上げることができる。
【０１０１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【０１０２】
図１２は本発明の第６の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図であり、乗りかご２１をカウンタウエイト２２とともにロープ２３を介してつるべ式に昇降させるエレベータに用いた場合の構成が示されている。なお、図１２の構成において、図１（第１の実施形態）と同一の部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【０１０３】
図１０に示すモータ駆動制御装置において、図１（第１の実施形態）と異なる点は、ゲイン調整装置３５の出力端にトルク補償異常検出装置８０が設けられていることである。このトルク補償異常検出装置８０は、トルク補償のリミット値を設定するリミッタ値設定部８１と、トルク補償の異常を通知する異常通知部８２とを備えている。
【０１０４】
このような構成のモータ駆動制御装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、速度制御装置１５から目標速度Ｖａと回転速度Ｖｂとの偏差に応じたトルク指令が出力される。一方、正弦演算装置３３では、回転角変換装置３０によって得られた電動機１２の回転角θと位相調整装置３１によって得られた位相補償値φとの加算値から正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）を演算してゲイン調整装置３５に出力する。また、角速度変換装置３２では、電動機１２の角速度ωの２乗分を速度換算ゲイン乗算装置３６に出力し、速度換算ゲイン設定装置４０では、電動機１２の回転速度Ｖｂに応じたゲインＫを設定して速度換算ゲイン乗算装置３６に出力する。
【０１０５】
これにより、速度換算ゲイン乗算装置３６から角速度ωの２乗分にゲインＫを乗じた値がゲイン調整値としてゲイン調整装置３５に出力される。ゲイン調整装置３５では、このゲイン調整値Ｋω^２を受け、正弦演算装置３３から出力された正弦値ｓｉｎ（θ＋φ）にＫω^２を乗算してゲイン調整を行い、所定の速度範囲内で振動成分と逆位相の波形信号を生成する。なお、実際にはＫω^２の他に、さらに質量ｍと半径ｒを乗算する。そして、このゲイン調整装置３５の出力信号（振動成分と逆位相の波形信号）に基づいてトルク指令が補償され、その補償後のトルク指令に従って電動機１２の回転駆動が制御される。
【０１０６】
ここで、第６の実施形態では、ゲイン調整装置３５からゲイン調整後の信号がトルク補償値として出力された際に、トルク補償異常検出装置８０によって当該トルク補償値の正当性が判断される。
【０１０７】
すなわち、トルク補償異常検出装置８０のリミッタ値設定部８１には、予めトルク補償のリミッタ値が設定されている。トルク補償異常検出装置８０は、ゲイン調整装置３５から出力されたトルク補償値がこのリミッタ値設定部８１にセットされたリミッタ値を超えているか否かを判断し、リミッタ値を超えていれば異常通知部８２を通じて監視室等の特定の場所に異常通知を行う。これにより、例えばゲイン調整の不良など、何らかの要因にて異常なトルク補償値が出力されて振動を増長してしまうなどの問題を回避することができる。
【０１０８】
なお、ここでは上記第１の実施形態の構成にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合を想定して説明したが、図１３〜図１５に示すように他の実施形態の構成に対してトルク補償異常検出装置８０を設けることでも良く、その場合でも上記同様の効果が得られる。
【０１０９】
図１３は上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図６）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合、図１４は上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図８）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合、図１５は上記第５の実施形態におけるモータ駆動制御装置（図１０）にトルク補償異常検出装置８０を設けた場合を示している。
【０１１０】
また、上記各実施形態における構成に対し、トルク補償異常検出装置８０の他に、さらに上記第２の実施形態で説明したようなデータテーブル４１を設けるようにしても良い。
【０１１１】
要するに、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１１２】
また、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態で示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、「発明が解決しようとする課題」で述べた効果が解決でき、「発明の効果」の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動機あるいは乗りかごの速度に応じたゲインを設定し、所定の速度範囲内でのみそのゲインを所定の信号に掛けてトルク補償するような構成としたため、ある程度加速したときに発生する機械的共振点での振動のみを適格に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記第１の実施形態におけるモータ駆動制御装置の動作を示すフローチャート。
【図３】上記第１の実施形態におけるモータ駆動制御装置の各信号の波形特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記第２の実施形態におけるモータ駆動制御装置に設けられたデータテーブルの一例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図７】上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１１】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にデータテーブルを設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１３】上記第３の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１４】上記第４の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１５】上記第５の実施形態におけるモータ駆動制御装置にトルク補償異常検出装置を設けた場合の構成を示すブロック図。
【図１６】従来のエレベータのモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１７】上記従来構成のモータ駆動制御装置における各信号の波形特性を示す図。
【符号の説明】
１０…インバータ装置、１１…インバータ電流検出装置、１２…電動機、１３…速度検出装置、１４…速度指令装置、１５…速度制御装置、１６…インバータ電流制御装置、２０…シーブ、２１…乗りかご、２２…カウンタウエイト、３０…回転角変換装置、３１…位相調整装置、３２…角速度変換装置、３３…正弦演算装置、３４ａおよび３４ｂ…加算装置、３５…ゲイン調整装置、３６…速度換算ゲイン乗算装置、４０…速度換算ゲイン設定装置、４１…データテーブル、５０…乗りかご位置検出装置、５１…乗りかご速度検出装置、６０…乗りかご振動検出装置、６１…乗りかご速度検出装置、６２…積分演算装置、７０…乗りかご荷重検出装置、８０…トルク補償異常検出装置、８１…リミッタ値設定部、８２…異常通知部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor drive control device used in an elevator that moves a car up and down by driving an electric motor.
[0002]
[Prior art]
When a drive object is linearly moved from the outside with the torque of a rotating body such as a motor, it is widely used to combine a link mechanism, belt or rope with the rotating body and convert the motor torque into a driving force in a predetermined driving direction. It has been broken. In such a device, if there is an eccentricity where the support mechanism of the rotating body and the rotating shaft of the rotating body do not match, or there is a dynamic imbalance where the rotating shaft of the rotating body and the rotating center of gravity of the rotating body do not match, vibration will occur in the entire device. It becomes difficult to give a stable movement to the drive target.
[0003]
In particular, in the case of an elevator, the vertical movement of the same phase occurs in the car driven by the motor of the electric motor, and the car is vibrated up and down by the rotation cycle of the rotating body with eccentricity or dynamic imbalance. Will be damaged.
[0004]
Here, if the mass of the rotating body is m, the distance between the center of gravity of the rotating body and the rotating shaft (radius of the rotating body) is r, and the angular velocity of the rotating body is ω, the following centrifugal force f is applied to the rotating shaft. Works.
[0005]
f = mrω²
This centrifugal force f acts on the device as a dynamic balance and vibrations are generated, causing the car to vibrate up and down.
[0006]
As a technique for suppressing such vibration generated during rotation, a technique for increasing the mechanical accuracy of the rotating body is generally used so that eccentricity and dynamic imbalance do not become a vibration source. However, in this method, it takes time to process and attach the rotating body, which increases the cost of the apparatus.
[0007]
Therefore, for example, as known in Patent Document 1, a method has been proposed in which vibration during motor rotation is controlled by torque compensation.
[0008]
FIG. 16 shows a conventional configuration of a motor drive control device having such a vibration control function. The electric motor 12 that is a drive source of the car 21 is installed in the elevator machine room, and the motor is rotationally driven in response to the drive current supplied from the inverter device 10. As the motor 12 is driven, the sheave 20 rotates, and the car 21 moves up and down along with the counterweight 22 in the hoistway through the rope 23 wound around the sheave 20.
[0009]
Here, as the motor 12 is driven, the speed Vb of the motor 12 at that time is detected by the speed detector 13. The speed control device 15 obtains a deviation between the rotational speed Vb of the electric motor 12 and the target speed Va of the electric motor 12 given from the speed instruction device 14, and outputs a torque command corresponding to the deviation. The inverter current control device 16 obtains a current value corresponding to the torque command, and supplies current to the motor 12 based on the deviation between the current value and the current value detected by the inverter current detection device 11. 12 motors are driven in accordance with the torque command.
[0010]
For such a speed control system, the rotation angle conversion device 30, the phase adjustment device 31, the angular velocity conversion device 32, the sine calculation device 33, and the addition device are used as components for suppressing vibrations generated when the motor of the electric motor 12 is driven. 34a, a gain adjusting device 35, and an adding device 34b are provided.
[0011]
The rotation angle conversion device 30 calculates the rotation angle θ of the motor 12 based on the rotation speed Vb of the motor 12 output from the speed detection device 13. The phase adjusting device 31 adjusts the phase shift between the position of the dynamic balance and the rotation angle of the electric motor 12, and outputs the phase compensation value φ. The adder 34a outputs a value (θ + φ) obtained by adding the rotation angle θ and the phase compensation value φ to the sine arithmetic unit 33 as the rotation angle after phase compensation. The sine calculating device 33 calculates a sine value related to the linear function of the rotation angle, and outputs a waveform signal of sin (θ + φ) obtained as a result of the calculation to the gain adjusting device 35.
[0012]
On the other hand, the angular velocity conversion device 32 calculates the angular velocity ω based on the rotational speed Vb of the electric motor 12 and outputs the square of the angular velocity ω to the gain adjusting device 35. In the gain adjusting device 35, the square of the angular velocity ω is used as a gain adjustment value, and the output sin (θ + φ) of the sine arithmetic device 33 is set to ω.²Is added to the adder 34b as a torque compensation value. Actually, the above ω²In addition, the result of multiplying the mass m of the rotating body by the radius r is output.
[0013]
The situation at this time is shown in FIG.
[0014]
Now, it is assumed that the motor of the electric motor 12 is rotationally driven in accordance with a speed command Va having a waveform as shown in FIG. By driving the motor of the electric motor 12, the car 21 moves toward the destination floor while gradually accelerating. At that time, the vibration due to the dynamic balance as described above occurs, and the car 21 is added up and down. Shake to make the ride worse.
[0015]
Therefore, in the conventional configuration, the square portion of the angular velocity ω that is the dynamic balance (actually mrω²) Is used as the magnitude of the gain, and this is multiplied by the sine wave sin (θ + φ) of the rotation angle, so that the vibration component is canceled by placing the waveform signal in the opposite phase to the vibration command as shown in the figure. I was trying to do it.
[0016]
[Patent Document 1]
JP 2003-83769 A
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, as shown in FIG.²(Actually mrω²The gain adjustment was always performed while the vehicle was traveling (that is, until the motor of the electric motor 12 started rotating and stopped after a speed command was issued). For this reason, the vibration component at the mechanical resonance point can be suppressed (see f1 in the figure), but on the other hand, there is a problem that the vibration component is generated at a place other than the resonance point (in the figure). f2).
[0018]
The present invention has been made in view of the above points. An elevator motor capable of suppressing only vibrations generated at a mechanical resonance point, satisfying the functions of the apparatus, and reducing costs and improving reliability. An object is to provide a drive control device.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in an elevator motor drive control device that moves a car up and down by motor drive of an electric motor, based on speed detection means for detecting the speed of the electric motor, and the speed of the electric motor detected by the speed detection means. A waveform signal generating means for generating a waveform signal having a phase opposite to the vibration component generated when the motor of the electric motor is driven, a gain setting means for setting a gain according to the speed of the electric motor, and the gain setting means A gain adjustment unit that performs gain adjustment by multiplying the waveform signal generated by the waveform signal generation unit within a predetermined speed range, and a signal obtained by the gain adjustment unit is used as a torque compensation value. Drive control for controlling the motor drive of the motor by compensating the torque command for the motor according to the value Characterized by comprising a stage.
[0020]
According to such a configuration, a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component generated when the motor of the electric motor is driven is generated, and the vibration component is canceled by placing this on the torque command. At that time, a gain corresponding to the speed of the electric motor is set, and gain adjustment is performed on the waveform signal only within a predetermined speed range using the gain. As a result, it is possible to properly suppress only vibrations at the mechanical resonance point that occur when acceleration is performed to some extent.
[0021]
According to the present invention, in the motor drive control device having the above-described configuration, it is provided with table means in which optimum gain data with respect to the speed of the electric motor is set in advance, and the gain setting means is detected by the speed detection means. A corresponding gain is read from the table means based on the speed of the electric motor.
[0022]
According to such a configuration, the optimum gain corresponding to the speed can be read and set easily by table search without calculating the gain by calculation processing from the speed of the motor each time.
[0023]
According to the present invention, in the motor drive control device having the above-described configuration, the car position detecting means for detecting the position of the car that moves up and down as the motor is driven by the motor, and the car position detecting means detect the car position. Speed calculating means for differentiating the position of the car and calculating the speed of the car from the calculation result, and the gain setting means is based on the speed of the car determined by the speed calculating means. And setting a gain.
[0024]
According to such a configuration, the position of the car that moves up and down as the motor of the electric motor is driven is detected, and the speed of the car is obtained by differentially calculating the car position. By using this car speed for gain adjustment instead of the motor speed, more optimal gain adjustment can be performed.
[0025]
According to the present invention, in the motor drive control device having the above-described configuration, a car vibration detecting means for detecting vibration generated in the car that moves up and down as the motor is driven by the motor, and a car vibration detecting means for detecting the car vibration. Speed calculation means for calculating the car vibration obtained from the calculation result and calculating the speed of the car from the calculation result, and the gain setting means is adapted to the speed of the car determined by the speed calculation means. A gain is set based on this.
[0026]
According to such a configuration, the vibration of the car that moves up and down as the motor of the electric motor is driven is detected, and the speed of the car is obtained by integrating the car vibration. By using this car speed for gain adjustment instead of the motor speed, more optimal gain adjustment can be performed.
[0027]
According to the present invention, in the motor drive control device configured as described above, a car load detecting means for detecting a load of the car that moves up and down as the motor is driven by the motor, and the car load detecting means detects the car load. Speed calculating means for integrating the load of the car and calculating the speed of the car from the calculation result, and the gain setting means is based on the speed of the car determined by the speed calculating means. And setting a gain.
[0028]
According to such a configuration, the load of the car that moves up and down as the motor of the electric motor is driven is detected, and the speed of the car is obtained by integrating the car load. By using this car speed for gain adjustment instead of the motor speed, more optimal gain adjustment can be performed.
[0029]
According to the present invention, in the motor drive control device having the above-described configuration, a determination unit that determines whether the torque compensation value output from the gain adjustment unit exceeds a preset limit value, and the determination unit An abnormality notification means is provided for performing abnormality notification when it is determined that the torque compensation value exceeds the limit value.
[0030]
According to such a configuration, when a torque compensation value exceeding a preset limit value is output from the gain adjusting means, it can be detected quickly and an abnormality can be notified.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a first embodiment of the present invention, which is used in an elevator that lifts and lowers a car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 1, the same parts as those of the motor drive control device of FIG.
[0033]
The electric motor 12 that is a drive source of the car 21 is installed in the elevator machine room, and the motor is rotationally driven in response to the drive current supplied from the inverter device 10. As the motor 12 is driven, the sheave 20 rotates, and the car 21 moves up and down along with the counterweight 22 in the hoistway via a rope 23 wound around the sheave 20.
[0034]
In such an elevator, a motor drive control device including a speed detection device 13, a speed command device 14, a speed control device 15, and an inverter current control device 16 is set in the machine room together with the electric motor 12.
[0035]
The speed detection device 13 detects the rotational speed Vb of the electric motor 12. The speed command device 14 receives the elevator start command and sets the target speed Va of the car 21. The speed control device 15 obtains a deviation between the target speed Va and the rotational speed Vb so as to drive the electric motor 12 in accordance with the target speed Va, and outputs a torque command corresponding to the deviation.
[0036]
Further, the motor drive control device includes a rotation angle conversion device 30, a phase adjustment device 31, an angular velocity conversion device 32, a sine calculation device 33,

adders

34a and 34b, a gain adjustment device 35, a speed conversion gain multiplication device 36, and a speed conversion. A gain setting device 40 is provided.
[0037]
The rotation angle conversion device 30 calculates the rotation angle θ of the motor 12 based on the rotation speed Vb of the motor 12 output from the speed detection device 13. The phase adjusting device 31 adjusts the phase shift between the position of the dynamic balance and the rotation angle of the electric motor 12, and outputs the phase compensation value φ. The adder 34a outputs a value (θ + φ) obtained by adding the rotation angle θ and the phase compensation value φ to the sine arithmetic unit 33 as the rotation angle after phase compensation. The sine calculation device 33 calculates a sine value related to the linear function of the rotation angle, and outputs a waveform signal of sin (θ + φ) to the gain adjustment device 35 as the calculation result. The angular velocity conversion device 32 calculates the angular velocity ω based on the rotational speed Vb of the electric motor 12 and outputs the square of the angular velocity ω.
[0038]
Here, the speed conversion gain multiplication device 36 and the speed conversion gain setting device 40 are features of the present invention, and these are components for realizing gain adjustment in accordance with the rotational speed Vb of the electric motor 12.
[0039]
That is, the speed conversion gain setting device 40 receives the rotation speed Vb detected by the speed detection device 13 and sets the value of the gain K corresponding to the rotation speed Vb at that time within a predetermined speed range (FIG. 3). The speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω obtained by the angular velocity conversion device 32 by the gain K set by the speed conversion gain setting device 40 and outputs the result to the gain adjustment device 35. To do. As a result, the gain adjustment device 35 uses a value obtained by multiplying the square of the angular velocity ω by the gain K as a gain adjustment value, and multiplies it by the sine wave sin (θ + φ) that is the output of the sine calculation device 33. The result is output to the adder 34b as a torque compensation value. In practice, the square of the angular velocity ω is further multiplied by the mass m and radius r of the rotating body.
[0040]
Next, the operation of the motor drive control device configured as described above will be described with reference to FIG.
[0041]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the motor drive control device, and shows a torque compensation procedure for suppressing vibration due to dynamic balance.
[0042]
During the traveling of the elevator, a drive current according to the torque command is supplied from the inverter device 10 to the electric motor 12, and the motor of the electric motor 12 is rotationally driven. The rotation speed Vb of the electric motor 12 at this time is detected by the speed detection device 13, and is given to the speed control device 15, the rotation angle conversion device 30, and the angular velocity conversion device 32, respectively (step S11).
[0043]
Here, in order to drive the electric motor 12 in accordance with the target speed Va set by the speed command device 14, the speed control device 15 calculates a deviation (Va−Vb) between the target speed Va and the rotational speed Vb of the electric motor 12. Then, a torque command corresponding to the deviation is output (step S12).
[0044]
On the other hand, the rotation angle conversion device 30 obtains an angular velocity ω with respect to the rotation speed Vb of the electric motor 12, and integrates the angular velocity ω to output a rotation angle θ per unit time (step S13). At that time, the phase adjustment device 31 performs phase compensation for φ with respect to the rotation angle θ output from the rotation angle conversion device 30, and supplies the phase compensation to the sine calculation device 33 (step S14). The sine calculation device 33 calculates the sine value of the rotation angle (θ + φ) after phase compensation, and outputs sin (θ + φ) obtained as the calculation result to the gain adjustment device 35 (step S15).
[0045]
Further, the angular velocity conversion device 32 squares the angular velocity ω of the electric motor 12 and outputs it to the velocity conversion gain multiplication device 36 (step S17). At this time, the speed conversion gain setting device 40 calculates a gain K corresponding to the rotation speed Vb of the electric motor 12 within a predetermined speed range and outputs the gain K to the speed conversion gain multiplication device 36 (step S19). The speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω by the gain K, and outputs this to the gain adjustment device 35 as a gain adjustment value (step S18).
[0046]
As a result, in the gain adjustment device 35, the sine value sin (θ + φ) output from the sine calculation device 33 is added to the calculation result Kω of the speed conversion gain multiplication device 36.²To adjust the gain to generate a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component that is effective only within a predetermined speed range (step S16). Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied.
[0047]
The torque command is compensated based on the output signal of the gain adjusting device 35 (waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) (step S20), and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the torque command after compensation (step S20). Step S21).
[0048]
FIG. 3 is a diagram showing the waveform characteristics of each signal in the motor drive control device, and in order from the top, the speed command, the dynamic balance fluctuation acceleration of the car, the function of the gain K, the sine value, and the car acceleration after torque compensation. Each waveform is shown.
[0049]
The dynamic balance fluctuation is proportional to the square of the angular velocity ω, and increases in a quadratic function during acceleration / deceleration. Therefore, as torque compensation, the square of angular velocity ω is output, and gain K is output during the acceleration / deceleration period corresponding to the vibration generation region. In this case, at the time of acceleration / deceleration, the value of the gain K is increased in proportion to the speed at that time, and a constant value is output during constant traveling.
[0050]
It is assumed that the gain adjustment start time and end time are determined in advance according to the speed of the electric motor 12 (the car 21). That is, since the motor 12 (the car 21) normally vibrates after being accelerated to some extent, the gain adjustment is started when reaching a predetermined speed during acceleration as shown in FIG. 3, and becomes below the predetermined speed during deceleration. It is assumed that the gain adjustment is finished at that time.
[0051]
In this way, gain adjustment is not performed for the entire region during elevator travel, but gain adjustment is performed only in the region where vibration occurs, and a waveform signal having a phase opposite to the vibration component is output as a torque compensation value. Thus, the vibration component can be properly canceled out. Thereby, the motor of the electric motor 12 rotates smoothly, and the riding comfort of the electric motor 12 can be improved.
[0052]
Further, since a method of suppressing the vibration component by such motor control is adopted, it is possible to reduce costs by eliminating the need for mechanical devices including, for example, processing of the rotating body.
[0053]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0054]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to the second embodiment of the present invention, which is used for an elevator that lifts and lowers a car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 (first embodiment) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0055]
The motor drive control device shown in FIG. 4 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a data table 41 is provided. As shown in FIG. 5, the data table 41 is a table in which optimum gain K data is set in advance for each speed of the electric motor 12 (motor), and is connected to the speed conversion gain setting device 40.
[0056]
According to the motor drive control device having such a configuration, a torque command corresponding to the deviation between the target speed Va and the rotation speed Vb is output from the speed control device 15 as in the first embodiment. On the other hand, the sine calculation device 33 calculates a sine value sin (θ + φ) from the addition value of the rotation angle θ of the motor 12 obtained by the rotation angle conversion device 30 and the phase compensation value φ obtained by the phase adjustment device 31. To the gain adjusting device 35. Further, the angular velocity conversion device 32 outputs the square of the angular velocity ω of the electric motor 12 to the velocity conversion gain multiplication device 36.
[0057]
Here, the speed conversion gain setting device 40 obtains a gain K corresponding to the rotational speed Vb of the electric motor 12 and outputs the gain K to the speed conversion gain multiplication device 36. At this time, the data table 41 is used. That is, the data of the gain K corresponding to the current rotation speed Vb is read from the data table 41 and output to the speed conversion gain multiplier 36.
[0058]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω by the gain K and gives it to the gain adjustment device 35. As a result, the gain adjustment device 35 outputs the sine value sin (θ + φ) output from the sine calculation device 33 to the speed conversion gain multiplication device 36.²A signal (a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) that has been gain-adjusted by the above is output as a torque compensation value. Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied. The torque command is compensated based on the output signal of the gain adjusting device 35, and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the compensated torque command.
[0059]
In this way, by providing the data table 41 in which gain data corresponding to each speed is set in advance, each time the speed conversion gain setting device 40 sets the gain K for vibration suppression, the electric motor Even if the value of the gain K is not calculated by calculation processing from the 12 speeds, the optimum gain corresponding to the speed can be read and set easily by table search.
[0060]
In addition, an error may occur in the method of obtaining the gain K by calculation each time. However, by using the data table 41, the influence of such an error can be avoided.
[0061]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0062]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a third embodiment of the present invention, which is used in an elevator that lifts and lowers a car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 6, the same parts as those of FIG. 1 (first embodiment) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0063]
The motor drive control device shown in FIG. 6 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car position detection device 50, a car speed detection device 51, and a differential operation device 52 are provided. The speed of the car 21 is obtained from the position of the car 21 when the motor is driven, and a gain K corresponding to the speed is set.
[0064]
The car position detecting device 50 includes a rotation detector installed in, for example, a governor (speed governor), and receives a signal (pulse signal) indicating a current position of the car 21 that moves up and down by driving the motor of the electric motor 12. The series is output to the differential operation device 52. The differential operation device 52 performs a differential operation on the position signal of the car 21 output from the car position detection device 50 and outputs it to the car speed detection device 51. The car speed detection device 51 detects the speed of the car 21 from the calculation result of the differential calculation device 52 and outputs it to the speed conversion gain setting device 40.
[0065]
According to the motor drive control device having such a configuration, a torque command corresponding to the deviation between the target speed Va and the rotation speed Vb is output from the speed control device 15 as in the first embodiment. On the other hand, the sine calculation device 33 calculates a sine value sin (θ + φ) from the addition value of the rotation angle θ of the motor 12 obtained by the rotation angle conversion device 30 and the phase compensation value φ obtained by the phase adjustment device 31. To the gain adjusting device 35. Further, the angular velocity conversion device 32 outputs the square of the angular velocity ω of the electric motor 12 to the velocity conversion gain multiplication device 36.
[0066]
Here, in the third embodiment, the speed conversion gain setting device 40 obtains the speed of the car 21 from the car speed detection device 51 and sets the value of the gain K according to the speed. The speed of the car 21 is calculated as follows.
[0067]
That is, when the car position S (t) is detected by the car position detecting device 50, the car speed V (t) is calculated by the differential operation device 52 based on the car position S (t) as follows. Calculated by equation (1).
[0068]
[Expression 1]

[0069]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω by the gain K and gives it to the gain adjustment device 35. As a result, the gain adjustment device 35 outputs the sine value sin (θ + φ) output from the sine calculation device 33 to the speed conversion gain multiplication device 36.²A signal (a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) that has been gain-adjusted by the above is output as a torque compensation value. Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied. The torque command is compensated based on the output signal of the gain adjusting device 35, and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the compensated torque command.
[0070]
As described above, the motor is started as in the first embodiment by obtaining the speed from the position of the car 21 driven by the electric motor 12 and adjusting the gain only within a predetermined speed range according to the car speed. Time vibration can be suppressed. In this case, by performing gain adjustment using the speed of the car 21 instead of the speed of the electric motor 12, focusing on the speed of the car 21 on which the passenger is actually riding, more optimal gain adjustment is performed. Can do. As a result, it is possible to improve the ride comfort by preventing vibration during traveling.
[0071]
(Modification)
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the third embodiment, and shows a configuration when the data table 41 in the second embodiment is used. In this case, data of gain K is set in the data table 41 in advance for each speed of the car 21. Thus, when the speed conversion gain setting device 40 obtains the car speed from the car speed detection device 51, the speed conversion gain setting device 40 can read out the data of the gain K corresponding to the car speed and output it to the speed conversion gain multiplication device 36. it can.
[0072]
By using such a data table 41, the drive of the motor 12 can be controlled by quickly setting the optimum gain K value according to the speed, as described in the second embodiment. The vibration which generate | occur | produces can be suppressed efficiently. Further, it is possible to increase the vibration suppression accuracy by avoiding the influence of the error caused by the calculation.
[0073]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0074]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an elevator motor drive control device according to the fourth embodiment of the present invention, which is used in an elevator that lifts and lowers a car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 8, the same parts as those in FIG. 1 (first embodiment) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0075]
The motor drive control device shown in FIG. 8 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car vibration detection device 60, a car speed detection device 61, and an integration calculation device 62 are provided. The speed of the car 21 is obtained from the vibration of the car 21 when the motor is started, and a gain K corresponding to the speed is set.
[0076]
The car vibration detection device 60 is composed of, for example, a vibration sensor installed at the bottom of the car 21. The car vibration detection device 60 detects a change amount of vibration generated in the car 21 during traveling and outputs the detection signal to the integration arithmetic device 62. To do. The integral calculation device 62 integrates the vibration signal of the car 21 output from the car vibration detection device 60 and outputs it to the car speed detection device 61. The car speed detecting device 61 detects the speed of the car 21 from the calculation result of the integral calculating device 62 and outputs it to the speed conversion gain setting device 40.
[0077]
According to the motor drive control device having such a configuration, a torque command corresponding to the deviation between the target speed Va and the rotation speed Vb is output from the speed control device 15 as in the first embodiment. On the other hand, the sine calculation device 33 calculates a sine value sin (θ + φ) from the addition value of the rotation angle θ of the motor 12 obtained by the rotation angle conversion device 30 and the phase compensation value φ obtained by the phase adjustment device 31. To the gain adjusting device 35. Further, the angular velocity conversion device 32 outputs the square of the angular velocity ω of the electric motor 12 to the velocity conversion gain multiplication device 36.
[0078]
Here, in the fourth embodiment, the speed conversion gain setting device 40 obtains the speed of the car 21 from the car speed detecting device 61 and sets the value of the gain K according to the speed. The speed of the car 21 at this time is calculated as follows.
[0079]
In other words, when the car vibration α is detected by the car vibration detection device 60, the car speed V (t) is calculated by the integration calculation device 62 based on the car vibration α according to the following equation (2). Calculated. In this case, a change in the car vibration α can be regarded as a change in the acceleration of the car 21 that is running. Therefore, by integrating the car vibration α as described below, the integrated value can be obtained as the car speed V (t).
[0080]
[Expression 2]

[0081]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω by the gain K and gives it to the gain adjustment device 35. As a result, the gain adjustment device 35 outputs the sine value sin (θ + φ) output from the sine calculation device 33 to the speed conversion gain multiplication device 36.²A signal (a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) that has been gain-adjusted by the above is output as a torque compensation value. Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied. The torque command is compensated based on the output signal of the gain adjusting device 35, and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the compensated torque command.
[0082]
As described above, the motor can be detected by detecting the vibration of the car 21 driven by the electric motor 12 and adjusting the gain by obtaining the speed of the car 21 based on the vibration signal. Vibration at startup can be suppressed. In this case, the gain adjustment is performed based on the vibration actually generated in the car 21, so that the vibration can be suppressed with higher accuracy than the configuration of the first embodiment.
[0083]
(Modification)
FIG. 9 is a diagram showing a modification of the fourth embodiment, and shows a configuration when a data table 41 is added.
[0084]
The data table 41 is the same as that of the second embodiment, and optimum gain K data is set in advance for each speed as shown in FIG. Thus, when the speed conversion gain setting device 40 acquires the car speed from the car speed detection device 61, the speed conversion gain setting device 40 can read out the data of the gain K corresponding to the car speed and output it to the speed conversion gain multiplication device 36. it can.
[0085]
By using such a data table 41, the drive of the motor 12 can be controlled by quickly setting the optimum gain K value according to the speed, as described in the second embodiment. The vibration which generate | occur | produces can be suppressed efficiently. Further, it is possible to increase the vibration suppression accuracy by avoiding the influence of the error caused by the calculation.
[0086]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
[0087]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an elevator motor drive control device according to a fifth embodiment of the present invention, which is used in an elevator that lifts and lowers a car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 10, the same parts as those in FIG. 1 (first embodiment) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0088]
The motor drive control device shown in FIG. 10 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car load detection device 70, a car speed detection device 61, and an integration calculation device 62 are provided. The speed of the car 21 is obtained from the load amount of the car 21 when the motor is started, and a gain K corresponding to the speed is set.
[0089]
The car load detection device 70 is composed of, for example, a load sensor installed at the bottom of the car 21, detects a load change amount of the car 21 during traveling, and outputs a detection signal to the integration calculation device 62. The integration calculation device 62 and the car speed detection device 61 are the same as those in the fourth embodiment. However, here, the integral calculation device 62 integrates the load signal of the car 21 output from the car load detection device 70 and outputs it to the car speed detection device 61. The car speed detecting device 61 detects the speed of the car 21 from the calculation result of the integral calculating device 62 and outputs it to the speed conversion gain setting device 40.
[0090]
According to the motor drive control device having such a configuration, a torque command corresponding to the deviation between the target speed Va and the rotation speed Vb is output from the speed control device 15 as in the first embodiment. On the other hand, the sine calculation device 33 calculates a sine value sin (θ + φ) from the addition value of the rotation angle θ of the motor 12 obtained by the rotation angle conversion device 30 and the phase compensation value φ obtained by the phase adjustment device 31. To the gain adjusting device 35. Further, the angular velocity conversion device 32 outputs the square of the angular velocity ω of the electric motor 12 to the velocity conversion gain multiplication device 36.
[0091]
Here, in the fifth embodiment, the speed conversion gain setting device 40 obtains the speed of the car 21 from the car speed detection device 61 and sets the value of the gain K according to the speed. The speed of the car 21 at this time is calculated as follows.
[0092]
That is, when the car load is detected by the car load detecting device 70, the load value at that time is P1, the load value at rest is P0, and the gravitational acceleration is g. The acceleration β can be expressed by a change amount of the load value as in the following equation (3).
[0093]
[Equation 3]

[0094]
In the integral arithmetic unit 62, the car speed V (t) is calculated by the following equation (4) based on the car acceleration β obtained from the car load. In this case, it is assumed that the integration calculation device 62 performs the calculation including the calculation in the equation (3).
[0095]
[Expression 4]

[0096]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion gain multiplication device 36 multiplies the square of the angular velocity ω by the gain K and gives it to the gain adjustment device 35. As a result, the gain adjustment device 35 outputs the sine value sin (θ + φ) output from the sine calculation device 33 to the speed conversion gain multiplication device 36.²A signal (a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) that has been gain-adjusted by the above is output as a torque compensation value. Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied. The torque command is compensated based on the output signal of the gain adjusting device 35, and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the compensated torque command.
[0097]
As described above, the motor can be detected by detecting the load of the car 21 driven by the electric motor 12 and adjusting the gain by obtaining the speed of the car 21 based on the load signal as in the first embodiment. Vibration at startup can be suppressed. In this case, since the load change of the car 21 can be regarded as a vibration change generated in the car 21 at the time of traveling, the gain adjustment is performed based on the load signal, so that the configuration of the first embodiment is performed. Therefore, vibration can be suppressed with higher accuracy.
[0098]
(Modification)
FIG. 11 is a diagram showing a modification of the fifth embodiment, and shows a configuration when a data table 41 is added.
[0099]
The data table 41 is the same as that of the second embodiment, and optimum gain K data is set in advance for each speed as shown in FIG. Thus, when the speed conversion gain setting device 40 acquires the car speed from the car speed detection device 61, the speed conversion gain setting device 40 can read out the data of the gain K corresponding to the car speed and output it to the speed conversion gain multiplication device 36. it can.
[0100]
By using such a data table 41, the drive of the motor 12 can be controlled by quickly setting the optimum gain K value according to the speed, as described in the second embodiment. The vibration which generate | occur | produces can be suppressed efficiently. Further, it is possible to increase the vibration suppression accuracy by avoiding the influence of the error caused by the calculation.
[0101]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
[0102]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of an elevator motor drive control device according to a sixth embodiment of the present invention, which is used for an elevator that lifts and lowers a passenger car 21 together with a counterweight 22 via a rope 23. The configuration of the case is shown. In the configuration of FIG. 12, the same parts as those in FIG. 1 (first embodiment) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0103]
The motor drive control device shown in FIG. 10 differs from FIG. 1 (first embodiment) in that a torque compensation abnormality detection device 80 is provided at the output end of the gain adjustment device 35. The torque compensation abnormality detection device 80 includes a limiter value setting unit 81 that sets a torque compensation limit value, and an abnormality notification unit 82 that notifies torque compensation abnormality.
[0104]
According to the motor drive control device having such a configuration, a torque command corresponding to the deviation between the target speed Va and the rotation speed Vb is output from the speed control device 15 as in the first embodiment. On the other hand, the sine calculation device 33 calculates a sine value sin (θ + φ) from the addition value of the rotation angle θ of the motor 12 obtained by the rotation angle conversion device 30 and the phase compensation value φ obtained by the phase adjustment device 31. To the gain adjusting device 35. Further, the angular velocity conversion device 32 outputs the square of the angular velocity ω of the motor 12 to the speed conversion gain multiplication device 36, and the speed conversion gain setting device 40 sets a gain K corresponding to the rotation speed Vb of the motor 12. To the speed conversion gain multiplier 36.
[0105]
As a result, a value obtained by multiplying the square of the angular velocity ω by the gain K is output from the speed conversion gain multiplier 36 to the gain adjuster 35 as a gain adjustment value. In the gain adjustment device 35, this gain adjustment value Kω²The sine value sin (θ + φ) output from the sine arithmetic unit 33 is²To adjust the gain to generate a waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component within a predetermined speed range. Actually, Kω²In addition, the mass m and the radius r are further multiplied. The torque command is compensated based on the output signal (waveform signal having a phase opposite to that of the vibration component) of the gain adjusting device 35, and the rotational drive of the electric motor 12 is controlled according to the compensated torque command.
[0106]
Here, in the sixth embodiment, when the signal after gain adjustment is output as a torque compensation value from the gain adjustment device 35, the torque compensation abnormality detection device 80 determines the validity of the torque compensation value.
[0107]
That is, a limit value for torque compensation is set in advance in the limiter value setting unit 81 of the torque compensation abnormality detection device 80. The torque compensation abnormality detection device 80 determines whether or not the torque compensation value output from the gain adjustment device 35 exceeds the limiter value set in the limiter value setting unit 81. If the torque compensation value exceeds the limiter value, an abnormality is detected. Anomaly notification is sent to a specific location such as a monitoring room through the notification unit 82. As a result, problems such as an abnormal torque compensation value being output for some reason, such as poor gain adjustment, and increased vibrations can be avoided.
[0108]
Here, the description has been made assuming that the torque compensation abnormality detection device 80 is provided in the configuration of the first embodiment. However, as shown in FIGS. 13 to 15, the torque is different from the configurations of the other embodiments. The compensation abnormality detection device 80 may be provided, and even in that case, the same effect as described above can be obtained.
[0109]
13 shows a case where a torque compensation abnormality detection device 80 is provided in the motor drive control device (FIG. 6) in the third embodiment, and FIG. 14 shows torque in the motor drive control device (FIG. 8) in the fourth embodiment. When the compensation abnormality detection device 80 is provided, FIG. 15 shows a case where the torque compensation abnormality detection device 80 is provided in the motor drive control device (FIG. 10) in the fifth embodiment.
[0110]
Further, in addition to the torque compensation abnormality detection device 80, a data table 41 as described in the second embodiment may be provided for the configuration in each embodiment.
[0111]
In short, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation.
[0112]
Each of the above embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the effects described in “Problems to be solved by the invention” can be solved, and are described in the “Effects of the invention” column. If the effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0113]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gain corresponding to the speed of the electric motor or the car is set, and the gain is applied to the predetermined signal only within the predetermined speed range to compensate the torque. Only the vibration at the mechanical resonance point that occurs when accelerating can be properly suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an elevator motor drive control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the motor drive control device in the first embodiment.
FIG. 3 is a view showing the waveform characteristics of each signal of the motor drive control device in the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a data table provided in the motor drive control device in the second embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration when a data table is provided in the motor drive control device according to the third embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration when a data table is provided in the motor drive control device in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an elevator motor drive control device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration when a data table is provided in the motor drive control device in the fourth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an elevator motor drive control device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration when a torque compensation abnormality detection device is provided in the motor drive control device in the third embodiment.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration when a torque compensation abnormality detection device is provided in the motor drive control device in the fourth embodiment.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration when a torque compensation abnormality detection device is provided in the motor drive control device in the fifth embodiment.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a conventional elevator motor drive control device.
FIG. 17 is a view showing the waveform characteristics of each signal in the motor drive control device of the conventional configuration.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inverter apparatus, 11 ... Inverter current detection apparatus, 12 ... Electric motor, 13 ... Speed detection apparatus, 14 ... Speed command apparatus, 15 ... Speed control apparatus, 16 ... Inverter current control apparatus, 20 ... Sheave, 21 ... Car, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Counterweight, 30 ... Rotation angle converter, 31 ... Phase adjuster, 32 ... Angular velocity converter, 33 ... Sine arithmetic device, 34a and 34b ... Adder, 35 ... Gain adjuster, 36 ... Speed conversion gain multiplier , 40 ... Speed conversion gain setting device, 41 ... Data table, 50 ... Car position detection device, 51 ... Car speed detection device, 60 ... Car vibration detection device, 61 ... Car speed detection device, 62 ... Integration calculation Device: 70 ... Car load detection device, 80 ... Torque compensation abnormality detection device, 81 ... Limiter value setting unit, 82 ... Abnormality notification unit

Claims

電動機のモータ駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータのモータ駆動制御装置において、
上記電動機の速度を検出する速度検出手段と、
この速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて、上記電動機のモータ駆動時に発生する振動成分と逆位相の波形信号を生成する波形信号生成手段と、
上記電動機の速度に応じたゲインを設定するゲイン設定手段と、
このゲイン設定手段によって設定されたゲインを所定の速度範囲内で上記波形信号生成手段によって生成された波形信号に乗じてゲイン調整を行うゲイン調整手段と、
このゲイン調整手段によって得られた信号をトルク補償値として用い、そのトルク補償値に従って上記電動機に対するトルク指令を補償して上記電動機のモータ駆動を制御する駆動制御手段と
を具備したことを特徴とするエレベータのモータ駆動制御装置。In an elevator motor drive control device that moves a car up and down by motor drive of an electric motor,
Speed detecting means for detecting the speed of the electric motor;
Based on the speed of the electric motor detected by the speed detecting means, a waveform signal generating means for generating a waveform signal having a phase opposite to the vibration component generated when the motor of the electric motor is driven,
Gain setting means for setting a gain according to the speed of the motor;
A gain adjusting means for performing gain adjustment by multiplying the waveform signal generated by the waveform signal generating means within a predetermined speed range by the gain set by the gain setting means;
Drive control means for controlling the motor drive of the electric motor by using the signal obtained by the gain adjusting means as a torque compensation value and compensating the torque command for the electric motor according to the torque compensation value. Elevator motor drive control device.

予め上記電動機の速度に対する最適なゲインのデータが設定されたテーブル手段を備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度検出手段によって検出された上記電動機の速度に基づいて上記テーブル手段から該当するゲインを読み出すことを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。Table means in which optimum gain data for the speed of the motor is set in advance;
The elevator motor drive control device according to claim 1, wherein the gain setting means reads out a corresponding gain from the table means based on the speed of the electric motor detected by the speed detection means.

上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの位置を検出する乗りかご位置検出手段と、
この乗りかご位置検出手段によって検出された上記乗りかごの位置を微分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。Car position detecting means for detecting the position of the car that moves up and down as the motor drives the motor;
Differential calculation of the position of the car detected by the car position detection means, and speed calculation means for obtaining the speed of the car from the calculation result,
The elevator motor drive control device according to claim 1, wherein the gain setting means sets a gain based on the speed of the car determined by the speed calculation means.

上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごに生じる振動を検出する乗りかご振動検出手段と、
この乗りかご振動検出手段によって検出された上記乗りかごの振動を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。A car vibration detecting means for detecting vibration generated in the car that moves up and down as the electric motor is driven;
A speed calculating means for integrating the car vibration detected by the car vibration detecting means and calculating the speed of the car from the calculation result;
The elevator motor drive control device according to claim 1, wherein the gain setting means sets a gain based on the speed of the car determined by the speed calculation means.

上記電動機のモータ駆動に伴って昇降動作する上記乗りかごの荷重を検出する乗りかご荷重検出手段と、
この乗りかご荷重検出手段によって検出された上記乗りかごの荷重を積分演算し、その演算結果から上記乗りかごの速度を求める速度算出手段とを備え、
上記ゲイン設定手段は、上記速度算出手段によって求められた上記乗りかごの速度に基づいてゲインを設定することを特徴とする請求項１記載のエレベータのモータ駆動制御装置。A car load detecting means for detecting a load of the car that moves up and down as the electric motor is driven;
A speed calculating means for integrating the load of the car detected by the car load detecting means and calculating the speed of the car from the calculation result;
The elevator motor drive control device according to claim 1, wherein the gain setting means sets a gain based on the speed of the car determined by the speed calculation means.

上記ゲイン調整手段から出力されるトルク補償値が予め設定されたリミット値を超えているか否かを判断する判断手段と、
この判断手段によって上記トルク補償値が上記リミット値を超えていると判断された場合に異常通知を行う異常通知手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエレベータのモータ駆動制御装置。Determining means for determining whether or not the torque compensation value output from the gain adjusting means exceeds a preset limit value;
The elevator according to any one of claims 1 to 5, further comprising abnormality notification means for performing abnormality notification when the determination means determines that the torque compensation value exceeds the limit value. Motor drive control device.