JP3234120B2 - Inverter for elevator - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機を速度制御
するエレベータ用インバータに係り、特にインバータの
始動補償制御に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elevator inverter for controlling the speed of an induction motor, and more particularly to starting compensation control of the inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は誘導電動機のＴ型等価回路を示
し、電動機の空隙磁束φは、誘起電圧Ｅと周波数ｆの比
に比例する。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a T-type equivalent circuit of an induction motor. The air gap magnetic flux φ of the motor is proportional to the ratio between the induced voltage E and the frequency f.
【０００３】[0003]
【数１】φ＝Ｋ1・Ｅ／ｆ Ｋ1：電動機定数 上記式において、一次側インピーダンスｒ1、ｘ1の影響
が無視できれば、インバータ出力電圧Ｖ＝Ｅとなるた
め、次式で表せる。## EQU1 ## φ = K 1 · E / f K 1 : motor constant In the above equation, if the influence of the primary impedance r 1 , x 1 can be neglected, the inverter output voltage V = E.
【０００４】[0004]
【数２】φ＝Ｋ1・Ｖ／ｆ 従って、Ｖ／ｆを制御するということは、磁束φを制御
することを意味するが、実際にはインバータ出力電圧Ｖ
の小さい領域では一次側インピーダンスの影響により、
出力が減少することになる。[Number 2] φ = K 1 · V / f Accordingly, the fact that to control the V / f is meant to control the magnetic flux phi, actually the inverter output voltage V
In the area where is small, due to the influence of the primary side impedance,
The output will decrease.
【０００５】逆に、Ｖ／ｆを上げ過ぎると、過励磁とな
り、振動や騒音などの問題が発生する。それゆえ、電動
機の制御においては、Ｖ／ｆを適切な値に保つ制御を行
わなくてはならない。Conversely, if V / f is excessively increased, overexcitation occurs, causing problems such as vibration and noise. Therefore, in the control of the electric motor, control must be performed to keep V / f at an appropriate value.
【０００６】そのため、従来から負荷の用途に応じて種
々のＶ／ｆ曲線を用意している。For this reason, various V / f curves are conventionally prepared according to the use of the load.
【０００７】図４は、トルクブーストのＶ／ｆ特性を示
し、出力周波数ｆの低い領域ほど出力電圧のかさ上げ量
を高くするトルクブースト特性とし、一次側インピーダ
ンスの影響を補償している。FIG. 4 shows the V / f characteristic of the torque boost. The torque boost characteristic is such that the lower the output frequency f, the higher the amount of increase of the output voltage, to compensate for the influence of the primary impedance.
【０００８】また、他の従来例として、電流制御系をも
つＰＷＭインバータにトルクブーストを施し、このトル
クブースト分は電流指令に加えるものがある。例えば、
特開平３−３６１７８号公報。[0008] As another conventional example, a torque boost is applied to a PWM inverter having a current control system, and the torque boost is added to a current command. For example,
JP-A-3-36178.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】エレベータにおいて、
速度変化に対する電動機及びギア等の機械系が必要とす
るトルクは、図５に示す速度−トルク特性になる。SUMMARY OF THE INVENTION In an elevator,
The torque required by the mechanical system such as the electric motor and the gear for the speed change has a speed-torque characteristic shown in FIG.
【００１０】この特性に示されるように、エレベータで
は静止時の摩擦トルクが大きく、その電動機制御には始
動時に大きな駆動トルクを必要とする。[0010] As shown in this characteristic, an elevator has a large friction torque at rest, and its motor control requires a large drive torque at the time of starting.
【００１１】この始動時を含む低速の領域でのトルク不
足を補償するため、従来の制御では低速領域ほどＶ／ｆ
の比を高くするトルクブースト制御を行っている。In order to compensate for the torque shortage in the low speed region including the starting time, the conventional control uses V / f in the low speed region.
The torque boost control which raises the ratio of is performed.
【００１２】しかしながら、静止摩擦トルクの影響を無
視できる程度まで補償するためには、Ｖ／ｆが大きくな
り過ぎ、電動機が一旦回転しだしたときには不要とも言
えるレベルにまで励磁電流を増加させてしまう。これ
は、過励磁ぎみの運転となり、不要な振動や騒音を発生
させる原因となっていた。However, in order to compensate for the effect of the static friction torque to a negligible level, V / f becomes too large, and once the motor starts rotating, the exciting current is increased to a level that can be considered unnecessary. . This leads to an overexcitation operation, which causes unnecessary vibration and noise.
【００１３】本発明の目的は、始動時の速度制御性を改
善しながら不要な振動や騒音を抑制するエレベータ用イ
ンバータを提供することにある。An object of the present invention is to provide an elevator inverter that suppresses unnecessary vibration and noise while improving speed controllability at the time of starting.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、電動機の速度指令と速度検出値との偏差
を比例・積分する比例・積分アンプを設け、該アンプの
出力を速度指令に加算し、これを出力周波数指令及び一
定比にした出力電圧指令として電動機を駆動するエレベ
ータ用インバータにおいて、前記電動機の運転開始時
に、該電動機の回転方向に応じた極性で前記比例・積分
アンプに機械系の静止摩擦トルク相当のトルク補償分を
バイアス加算する手段を備えたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a proportional / integral amplifier for proportionally / integrating a deviation between a speed command and a detected speed value of an electric motor. In an elevator inverter for driving a motor as an output frequency command and an output voltage command with a fixed ratio, the proportional / integral amplifier has a polarity corresponding to a rotation direction of the motor at the start of operation of the motor. A means for bias-adding a torque compensation equivalent to the static friction torque of the mechanical system.
【００１５】[0015]
【作用】トルクブースト量は、電動機の一次側インピー
ダンスの影響分を補償するのみとして不要な振動や騒音
を抑え、これに静止摩擦トルクに相当するトルク補償分
を始動時にのみバイアス加算することにより、始動時の
速度制御特性を改善する。[Function] The torque boost amount suppresses unnecessary vibration and noise by only compensating for the influence of the primary impedance of the motor, and a torque compensation amount corresponding to the static friction torque is added to the bias only at the time of start-up. Improve speed control characteristics at start.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す装置構成図
である。コンバータ部１から得る直流電力をインバータ
主回路２によって電圧と周波数を制御した交流電力に変
換し、誘導電動機３を駆動する。FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus according to an embodiment of the present invention. The DC power obtained from the converter unit 1 is converted into AC power whose voltage and frequency are controlled by the inverter main circuit 2, and the induction motor 3 is driven.
【００１７】このインバータ主回路２の制御装置は、マ
イクロコンピュータ４を中枢部としたＶ／ｆ一定制御が
なされ、これにトルクブーストによる補償及び速度制御
ループが設けられる。The control device of the inverter main circuit 2 performs V / f constant control with the microcomputer 4 as a central part, and a compensation and speed control loop by a torque boost is provided for this.
【００１８】このループは、速度指令ＳＰと速度検出器
になるパルスエンコーダ５の速度検出値ＳＦＢとの偏差
を比例・積分（ＰＩ）アンプ４1に入力し、このアンプ
４1では偏差をＰアンプのゲインだけ増幅し、Ｉアンプ
で積分する。ＩアンプではＰアンプのゲインが有限であ
ることによる速度制御の偏差をなくす働きをする。[0018] The loop type the deviation between the speed detection value SFB pulse encoder 5 comprising the speed command SP and the speed detector proportional-integral (PI) amplifier 4 1, P amplifier the amplifier 4 1 In deviation And amplify by the I amplifier. The I-amplifier serves to eliminate the deviation in speed control due to the finite gain of the P-amplifier.
【００１９】アンプ４1の出力は、速度指令ＳＰに加算
されて出力周波数指令ＦSにされる。この指令ＦSは、Ｐ
ＷＭ波形演算部（図示省略）が発生するＰＷＭ波形の基
本周波数指令にされる。また、指令ＦSは、周波数／電
圧比に設定される設定器４2に与えられることでその出
力に出力電圧指令ＶSが取り出される。この電圧指令ＶS
は、ＰＷＭ波形演算部の変調率指令にされ、ＰＷＭ波形
演算部にはＶ／ｆ比を一定にし、かつトルクブーストを
施したＰＷＭ波形データを得る。The output of the amplifier 4 1, is added to the speed command SP is the output frequency command F S. This command F S is P
This is set as a fundamental frequency command of a PWM waveform generated by a WM waveform calculation unit (not shown). Further, the command F S, the output voltage command V S to the output to be given to the setter 4 2 to be set to a frequency / voltage ratio is taken out. This voltage command V S
Is a modulation rate command of the PWM waveform calculation unit, and the PWM waveform calculation unit obtains PWM waveform data in which the V / f ratio is fixed and torque boost is performed.
【００２０】この波形データは、ドライバ回路６でＤ／
Ａ変換及び各相のゲート出力として増幅され、インバー
タ主回路２の各スイッチング素子のオン・オフ制御に供
される。This waveform data is supplied to the driver circuit 6 at D / D
The signal is amplified as an A-conversion and a gate output of each phase, and supplied to ON / OFF control of each switching element of the inverter main circuit 2.
【００２１】電圧検出器７とＡ／Ｄ変換器８は、直流電
圧の変動を検出して出力電圧指令を補正することで出力
電圧補償を行う。また、基準電圧をもつ比較器９の比較
結果でドライバ回路１０を通してスイッチＳ１と抵抗Ｒ
１の回路をオンすることで電動機３からの回生分を吸収
する。The voltage detector 7 and the A / D converter 8 perform output voltage compensation by detecting a change in the DC voltage and correcting the output voltage command. Further, the switch S1 and the resistor R
By turning on the circuit 1, the regenerated energy from the electric motor 3 is absorbed.
【００２２】上記の構成において、本実施例では、始動
時の静止摩擦トルクの補償を行う。この補償は、正逆転
検出器１１によってパルスエンコーダ５からのパルス位
相から電動機３の正逆転を検出し、この検出結果と速度
検出値から静止摩擦トルク補償部４3がＩアンプに静止
摩擦トルク相当分の初期値をバイアス加算する。In this embodiment, in this embodiment, the static friction torque at the time of starting is compensated. This compensation detects forward and reverse rotation of the motor 3 from the pulse phase from the pulse encoder 5 by reverse rotation detector 11, the static friction torque compensation unit 4 3 static friction torque corresponds to the I amplifier from the detection result and the speed detection value The bias value is added to the initial value of minute.
【００２３】補償部４3は、速度検出値が静止摩擦トル
ク領域にあるときを条件にして、正転方向では正の初期
値を、逆転方向では負の初期値をＩアンプにバイアス加
算する。The compensating unit 4 3, and when the speed detection value is static friction torque region in condition, the forward direction of the positive initial value, the negative initial value bias added to the I amplifier is reversed direction.
【００２４】このための制御フローは、図２に示すよう
になり、エレベータの運転開始（Ｓ１）を速度検出値か
ら判定し、回転方向（Ｓ２）を正逆転検出値から判定
し、初期値±Ｘのバイアス（Ｓ３，Ｓ４）は設定レジス
タからの読み出しでなされる。そして、初期値は静止摩
擦トルク補償量になり、エレベータ毎に調整可能にされ
る。The control flow for this is as shown in FIG. 2, in which the operation start (S1) of the elevator is determined from the detected speed value, the rotation direction (S2) is determined from the detected forward / reverse value, and the initial value ± The bias of X (S3, S4) is made by reading from the setting register. Then, the initial value is the static friction torque compensation amount, which can be adjusted for each elevator.
【００２５】この初期値±Ｘのバイアス加算により、エ
レベータの運転開始時に速度指令ＳＰが零であっても出
力周波数指令ＦSと、出力電圧指令ＶSが零でなくなり、
電動機３には静止摩擦トルク相当のトルクを発生させ、
確実な始動トルクを得てその速度制御特性を改善するこ
とができる。By this bias addition of the initial value ± X, even when the speed command SP is zero at the start of the operation of the elevator, the output frequency command F S and the output voltage command V S are not zero,
The motor 3 generates a torque equivalent to the static friction torque,
It is possible to obtain a reliable starting torque and improve its speed control characteristics.
【００２６】そして、トルクブースト量は、一次側イン
ピーダンスの影響分を補償する小さい値で済み、不要な
振動や騒音の発生を防止できる。The torque boost amount is a small value for compensating for the influence of the primary impedance, so that unnecessary vibration and noise can be prevented.
【００２７】なお、実施例はＶ／ｆ一定制御に適用した
場合を示すが、他の制御方式、例えばベクトル制御方式
やすべり周波数制御方式のインバータに適用して同等の
作用効果を得ることができる。また、インバータの制御
はＰＷＭ制御に限るものではない。Although the embodiment shows a case where the present invention is applied to V / f constant control, the present invention can be applied to other control systems, for example, an inverter of a vector control system or a slip frequency control system to obtain the same operation and effect. . Further, the control of the inverter is not limited to the PWM control.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、電動機
の運転開始時に、該電動機の回転方向に応じた極性で比
例・積分アンプに機械系の静止摩擦トルク相当のトルク
補償分をバイアス加算するようにしたため、以下の効果
がある。As described above, according to the present invention, at the start of operation of a motor, a bias compensation amount equivalent to a static friction torque of a mechanical system is added to a proportional / integral amplifier with a polarity corresponding to the rotation direction of the motor. Therefore, the following effects can be obtained.
【００２９】（１）エレベータの静止摩擦トルクの補償
が可能となり、エレベータ始動時の速度制御特性が改善
され、乗り心地を良くすることができる。(1) The static friction torque of the elevator can be compensated, the speed control characteristics at the time of starting the elevator can be improved, and the riding comfort can be improved.
【００３０】（２）トルクブースト量は、本来の目的で
ある電動機の一次側インピーダンスの影響分を補償する
のみで済み、過励磁ぎみの制御を不要にして不要な振動
や騒音を抑えることができ、エレベータの乗り心地の改
善と静音化を図ることができる。(2) The torque boost amount only needs to compensate for the effect of the primary impedance of the motor, which is the original purpose, and unnecessary vibration and noise can be suppressed by eliminating overexcitation control. Thus, the ride comfort of the elevator can be improved and the noise can be reduced.
【００３１】（３）トルクブースト量を下げることが可
能となるため、エレベータの運転に必要な電力を減らす
ことができる。(3) Since the amount of torque boost can be reduced, the power required for operating the elevator can be reduced.
【００３２】（４）比例・積分アンプの初期値を変更可
能とすることにより、すべての種類、容量のエレベータ
に適用できる。(4) The initial value of the proportional / integral amplifier can be changed, so that it can be applied to elevators of all types and capacities.
【図１】本発明の一実施例を示す装置構成図。FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】実施例における静止摩擦トルク補償の制御フロ
ー。FIG. 2 is a control flow of static friction torque compensation in the embodiment.
【図３】誘導電動機のＴ型等価回路。FIG. 3 is a T-type equivalent circuit of an induction motor.
【図４】トルクブーストのＶ／ｆ特性。FIG. 4 shows V / f characteristics of a torque boost.
【図５】エレベータに必要な速度−トルク特性。FIG. 5 shows speed-torque characteristics required for an elevator.
２…インバータ主回路 ３…誘導電動機 ４…マイクロコンピュータ ４1…比例・積分アンプ ４2…設定器 ４3…静止摩擦トルク補償部 ５…パルスエンコーダ １１…正逆転検出器2 Inverter main circuit 3 Induction motor 4 Microcomputer 4 1 Proportional / integral amplifier 4 2 Setting device 4 3 Static friction torque compensator 5 Pulse encoder 11 Forward / reverse rotation detector
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−330747（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−69675（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265877（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36178（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−291543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B66B 1/30 H02P 5/41 Continuation of front page (56) References JP-A-5-330747 (JP, A) JP-A-61-69675 (JP, A) JP-A-2-265877 (JP, A) JP-A-3-36178 (JP) , A) JP-A-7-291543 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B66B 1/30 H02P 5/41
Claims (1)
を比例・積分する比例・積分アンプを設け、該アンプの
出力を速度指令に加算し、これを出力周波数指令及び一
定比にした出力電圧指令として電動機を駆動するエレベ
ータ用インバータにおいて、 前記電動機の運転開始時に、該電動機の回転方向に応じ
た極性で前記比例・積分アンプに機械系の静止摩擦トル
ク相当のトルク補償分をバイアス加算する手段を備えた
ことを特徴とするエレベータ用インバータ。1. A proportional / integral amplifier for proportionally / integrating a deviation between a speed command of a motor and a detected speed value is provided, an output of the amplifier is added to a speed command, and an output frequency command and a constant ratio output are provided. In an elevator inverter that drives an electric motor as a voltage command, a torque compensation equivalent to a static friction torque of a mechanical system is bias-added to the proportional / integral amplifier with a polarity corresponding to a rotation direction of the electric motor at the start of operation of the electric motor. An inverter for an elevator, characterized by comprising means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01332495A JP3234120B2 (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Inverter for elevator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01332495A JP3234120B2 (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Inverter for elevator |
Publications (2)
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| JPH08208138A JPH08208138A (en) | 1996-08-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01332495A Expired - Fee Related JP3234120B2 (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Inverter for elevator |
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Families Citing this family (2)
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1995
- 1995-01-31 JP JP01332495A patent/JP3234120B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08208138A (en) | 1996-08-13 |
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