JP2005051865A - Motor drive controller for elevator - Google Patents
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Abstract
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=mrω2
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ω2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ω2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mrω2 )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ω2(実際にはmrω2 )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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2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Kω2を受け、正弦演算装置33から出力された正弦値sin(θ+φ)にKω2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Kω2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
[0008]
FIG. 16 shows a conventional configuration of a motor drive control device having such a vibration control function. The
[0009]
Here, as the
[0010]
For such a speed control system, the rotation
[0011]
The rotation
[0012]
On the other hand, the angular
[0013]
The situation at this time is shown in FIG.
[0014]
Now, it is assumed that the motor of the
[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
[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
[0033]
The
[0034]
In such an elevator, a motor drive control device including a
[0035]
The
[0036]
Further, the motor drive control device includes a rotation
[0037]
The rotation
[0038]
Here, the speed conversion
[0039]
That is, the speed conversion
[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
[0043]
Here, in order to drive the
[0044]
On the other hand, the rotation
[0045]
Further, the angular
[0046]
As a result, in the
[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
[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
[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
[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
[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
[0057]
Here, the speed conversion
[0058]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion
[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
[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
[0063]
The motor drive control device shown in FIG. 6 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car
[0064]
The car
[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
[0066]
Here, in the third embodiment, the speed conversion
[0067]
That is, when the car position S (t) is detected by the car
[0068]
[Expression 1]
[0069]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion
[0070]
As described above, the motor is started as in the first embodiment by obtaining the speed from the position of the
[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
[0072]
By using such a data table 41, the drive of the
[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
[0075]
The motor drive control device shown in FIG. 8 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car
[0076]
The car
[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
[0078]
Here, in the fourth embodiment, the speed conversion
[0079]
In other words, when the car vibration α is detected by the car
[0080]
[Expression 2]
[0081]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion
[0082]
As described above, the motor can be detected by detecting the vibration of the
[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
[0085]
By using such a data table 41, the drive of the
[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
[0088]
The motor drive control device shown in FIG. 10 is different from FIG. 1 (first embodiment) in that a car
[0089]
The car
[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
[0091]
Here, in the fifth embodiment, the speed conversion
[0092]
That is, when the car load is detected by the car
[0093]
[Equation 3]
[0094]
In the integral
[0095]
[Expression 4]
[0096]
The subsequent processing is the same as in the first embodiment, and the speed conversion
[0097]
As described above, the motor can be detected by detecting the load of the
[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
[0100]
By using such a data table 41, the drive of the
[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
[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
[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
[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
[0106]
Here, in the sixth embodiment, when the signal after gain adjustment is output as a torque compensation value from the
[0107]
That is, a limit value for torque compensation is set in advance in the limiter
[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
Claims (6)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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