JPS6321429B2 - - Google Patents
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- JPS6321429B2 JPS6321429B2 JP57125461A JP12546182A JPS6321429B2 JP S6321429 B2 JPS6321429 B2 JP S6321429B2 JP 57125461 A JP57125461 A JP 57125461A JP 12546182 A JP12546182 A JP 12546182A JP S6321429 B2 JPS6321429 B2 JP S6321429B2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
- H02P23/07—Polyphase or monophase asynchronous induction motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Elevator Control (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は誘導電動機により駆動されるエレベ
ータを制御する装置の改良に関するものである。
ータを制御する装置の改良に関するものである。
エレベータのかごを駆動する電動機に誘動電動
機を用い、これを滑り周波数制御することによ
り、電動機のトルクを制御してかごを運転するよ
うにしたものがある。これを第1図及び第2図に
示す。
機を用い、これを滑り周波数制御することによ
り、電動機のトルクを制御してかごを運転するよ
うにしたものがある。これを第1図及び第2図に
示す。
図中、1は三相交流電源端子、2は端子1に接
続され後述するかご11の起動時閉成し停止時開
放する電磁接触器接点、3は接点2を介して三相
交流電圧を直流に整流する整流回路からなるコン
バータ、4はコンバータ3の直流側に接続された
平滑コンデンサ、5は一端が平滑コンデンサ4の
一端に接続された抵抗、6は抵抗5の他端と平滑
コンデンサ4の他端に接続されたトランジスタ、
7は平滑コンデンサ4の両端に接続されトランジ
スタ及びダイオードにより構成された一定直流電
圧を任意の電圧及び任意の周波数の交流に変換す
るパルス幅変調方式として周知のインバータ、8
はインバータ7により駆動される三相誘導電動
機、9は電動機8により駆動される巻上機の駆動
綱車、10は綱車9に巻き掛けられた主索、1
1,12は主索10の両端にそれぞれ結合された
かご及びつり合おもり、13は電動機8に結合さ
れ電動機8の回転速度を示す速度信号13aを発
する速度計用発電機、14は速度指令信号、15
は速度指令信号14と速度信号13aの偏差信号
を出力する加算器、16は加算器15に接続され
速度制御系の応答を良好にするための補償要素
で、G(s)は伝達関数、16aは補償要素16
の出力で滑り周波数指令信号、17は滑り周波数
指令信号16aと速度信号13aの加算値を出力
する加算器、18は加算器17の出力から電圧指
令信号18aを発する電圧指令発生器、19は同
じく周波数指令信号19aを発する周波数指令発
生器、20は電圧指令信号18aと周波数指令信
号19aに基きインバータ7の出力電圧及び出力
周波数を制御するインバータ制御装置である。
続され後述するかご11の起動時閉成し停止時開
放する電磁接触器接点、3は接点2を介して三相
交流電圧を直流に整流する整流回路からなるコン
バータ、4はコンバータ3の直流側に接続された
平滑コンデンサ、5は一端が平滑コンデンサ4の
一端に接続された抵抗、6は抵抗5の他端と平滑
コンデンサ4の他端に接続されたトランジスタ、
7は平滑コンデンサ4の両端に接続されトランジ
スタ及びダイオードにより構成された一定直流電
圧を任意の電圧及び任意の周波数の交流に変換す
るパルス幅変調方式として周知のインバータ、8
はインバータ7により駆動される三相誘導電動
機、9は電動機8により駆動される巻上機の駆動
綱車、10は綱車9に巻き掛けられた主索、1
1,12は主索10の両端にそれぞれ結合された
かご及びつり合おもり、13は電動機8に結合さ
れ電動機8の回転速度を示す速度信号13aを発
する速度計用発電機、14は速度指令信号、15
は速度指令信号14と速度信号13aの偏差信号
を出力する加算器、16は加算器15に接続され
速度制御系の応答を良好にするための補償要素
で、G(s)は伝達関数、16aは補償要素16
の出力で滑り周波数指令信号、17は滑り周波数
指令信号16aと速度信号13aの加算値を出力
する加算器、18は加算器17の出力から電圧指
令信号18aを発する電圧指令発生器、19は同
じく周波数指令信号19aを発する周波数指令発
生器、20は電圧指令信号18aと周波数指令信
号19aに基きインバータ7の出力電圧及び出力
周波数を制御するインバータ制御装置である。
すなわち、速度指令信号14と速度信号13a
の偏差に対応する滑り周波数指令信号16aが出
力されるが、この滑り周波数指令信号16aはト
ルク指令信号に相当する。これに加算器17によ
つて速度信号13aが加えられることにより、電
圧/周波数がほぼ一定になる関係を満足させるよ
うに、電圧指令信号18aと周波数指令信号19
aが決められる。これらの指令値によつて、制御
装置20はインバータ7(コンバータ3がサイリ
スタ等で構成されているときは、場合によつては
コンバータ3も)の素子をスイツチング制御し、
滑り周波数指令信号16aに相当するトルクを電
動機8に発生させる。これで、電動機8は起動し
てかご11は走行し、その速度は精度高く自動制
御される。
の偏差に対応する滑り周波数指令信号16aが出
力されるが、この滑り周波数指令信号16aはト
ルク指令信号に相当する。これに加算器17によ
つて速度信号13aが加えられることにより、電
圧/周波数がほぼ一定になる関係を満足させるよ
うに、電圧指令信号18aと周波数指令信号19
aが決められる。これらの指令値によつて、制御
装置20はインバータ7(コンバータ3がサイリ
スタ等で構成されているときは、場合によつては
コンバータ3も)の素子をスイツチング制御し、
滑り周波数指令信号16aに相当するトルクを電
動機8に発生させる。これで、電動機8は起動し
てかご11は走行し、その速度は精度高く自動制
御される。
第2図に電動機8の回転速度に対するトルクの
曲線21を示す。ここで、n0は同期速度で、イン
バータ7の出力周波数に相当する回転速度で電動
機8が回転したときの動作点である。一般に誘導
機は同期速度n0の近くでは、トルクは滑り周波数
(例えばn0−n1、又はn0−n2に相当する)に比例
する。したがつて、滑り×周波数に相当する量n0
−n1を制御すれば、トルクが制御できることにな
る。
曲線21を示す。ここで、n0は同期速度で、イン
バータ7の出力周波数に相当する回転速度で電動
機8が回転したときの動作点である。一般に誘導
機は同期速度n0の近くでは、トルクは滑り周波数
(例えばn0−n1、又はn0−n2に相当する)に比例
する。したがつて、滑り×周波数に相当する量n0
−n1を制御すれば、トルクが制御できることにな
る。
さて、エレベータの場合、かご11を減速停止
させるとき、重負荷で一定速度下降走行させると
き等には、電動機8に制動力を発生させなければ
ならない。これを第2図で示せば必要な制動トル
クがT2であるような場合である。この場合、電
動機8の回転速度n2は、同期速度n0よりも高くな
る。このような運転では、機械的エネルギが電動
機8を介して電気的エネルギに変換され、回生電
力がインバータ7を通じて直流側へ返される。そ
のため、直流側電圧が上昇し、インバータ7内の
素子を破壊する虞れがある。これを保護するのが
抵抗5であり、トランジスタ6の導通により、上
記回生電力は抵抗5で消費される。また、抵抗5
の代わりに回生用インバータを設けて、回生電力
を電源側へ返すものもある。
させるとき、重負荷で一定速度下降走行させると
き等には、電動機8に制動力を発生させなければ
ならない。これを第2図で示せば必要な制動トル
クがT2であるような場合である。この場合、電
動機8の回転速度n2は、同期速度n0よりも高くな
る。このような運転では、機械的エネルギが電動
機8を介して電気的エネルギに変換され、回生電
力がインバータ7を通じて直流側へ返される。そ
のため、直流側電圧が上昇し、インバータ7内の
素子を破壊する虞れがある。これを保護するのが
抵抗5であり、トランジスタ6の導通により、上
記回生電力は抵抗5で消費される。また、抵抗5
の代わりに回生用インバータを設けて、回生電力
を電源側へ返すものもある。
しかし、いずれの場合も、回生電力処理用の装
置が高価となることは避けられない。
置が高価となることは避けられない。
この発明は上記不具合を改良するもので、電動
機の力行時は滑り周波数を制御してトルクを制御
し、回生制動時は周波数を制御して回生電力を制
御することにより、特別な装置を持つことなく回
生電力が処理できるようにした交流エレベータの
制御装置を提供することを目的とする。
機の力行時は滑り周波数を制御してトルクを制御
し、回生制動時は周波数を制御して回生電力を制
御することにより、特別な装置を持つことなく回
生電力が処理できるようにした交流エレベータの
制御装置を提供することを目的とする。
以下、第3図〜第5図によりこの発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
図中、23は滑り周波数指令信号16aが正
(零を含む)のときは接触子23a,23bを接
点aに接触させ、信号16aが負になるとこれを
接点bに接触させる切換装置、24は接触子23
aの接点bと制御装置20の間に接続され入力の
値に応じて設定された値の出力を発する利得変換
器、25は接触子23bの接点bと制御装置20
の間に接続され回生電力が零となるような周波数
指令信号を発する電力制御装置である。上記以外
は第1図と同様である。
(零を含む)のときは接触子23a,23bを接
点aに接触させ、信号16aが負になるとこれを
接点bに接触させる切換装置、24は接触子23
aの接点bと制御装置20の間に接続され入力の
値に応じて設定された値の出力を発する利得変換
器、25は接触子23bの接点bと制御装置20
の間に接続され回生電力が零となるような周波数
指令信号を発する電力制御装置である。上記以外
は第1図と同様である。
次に、この実施例の動作を説明する。
まず、第4図によりその原理を説明する。
第4図は誘導電動機の特性を図式に求めること
ができる周知のハイランド円線図である。
ができる周知のハイランド円線図である。
図中、点P0−P1−Pnが力行領域(誘導電動機
領域)、Pn−P2−P3−Peが回生制動領域(誘導発
電機領域)である。例えば、電動機8が点P1で
運転している場合、電気的入力はP1−c1、発生ト
ルクはP1−b1、機械的出力はP1−a1にそれぞれ比
例する。また、回生制動領域の点P2で運転して
いる場合、電気的出力はP2−c2、発生トルクはP2
−b2、機械的入力はP2−a2にそれぞれ比例する。
滑りはそれぞれa1b1/P1b1及びa2b2/P2b2であ
る。今、電動機8を点P3で運転させると、電気
的出力は零であり、発生トルクはP3−b3、機械的
入力はP3−a3となり、滑りはa3b3/P3b3である。
つまり、動作点をP3とすれば、有効電力の授受
なしで電動機8に制動力を発生させることができ
る。発生トルクの大きさを制御するには、円線図
の大きさ、すなわち電圧を制御することで可能で
ある。なお、有効電力の授受なしで制動力が得ら
れる動作点は、同図から、円と横軸とが交わる点
としてもう一点求まるが、制動トルクが制限され
るので実用的ではない。
領域)、Pn−P2−P3−Peが回生制動領域(誘導発
電機領域)である。例えば、電動機8が点P1で
運転している場合、電気的入力はP1−c1、発生ト
ルクはP1−b1、機械的出力はP1−a1にそれぞれ比
例する。また、回生制動領域の点P2で運転して
いる場合、電気的出力はP2−c2、発生トルクはP2
−b2、機械的入力はP2−a2にそれぞれ比例する。
滑りはそれぞれa1b1/P1b1及びa2b2/P2b2であ
る。今、電動機8を点P3で運転させると、電気
的出力は零であり、発生トルクはP3−b3、機械的
入力はP3−a3となり、滑りはa3b3/P3b3である。
つまり、動作点をP3とすれば、有効電力の授受
なしで電動機8に制動力を発生させることができ
る。発生トルクの大きさを制御するには、円線図
の大きさ、すなわち電圧を制御することで可能で
ある。なお、有効電力の授受なしで制動力が得ら
れる動作点は、同図から、円と横軸とが交わる点
としてもう一点求まるが、制動トルクが制限され
るので実用的ではない。
電動機8の力行時は、速度指令信号14と速度
信号13aの偏差は正であり、滑り周波数指令信
号16aは正であり、切換装置23は動作せず、
接触子23a,23bはいずれも接点aに接触し
ているので、第3図の動作は第1図と同様であ
る。
信号13aの偏差は正であり、滑り周波数指令信
号16aは正であり、切換装置23は動作せず、
接触子23a,23bはいずれも接点aに接触し
ているので、第3図の動作は第1図と同様であ
る。
電動機8が制動に入ると、滑り周波数指令信号
16aは負になるので、切換装置23は動作し、
接触子23a,23bはいずれも接点bに切り換
えられる。これで、電力制御装置25は速度信号
13aを入力とし、回生電力が零となるような周
波数指令信号が制御装置20へ出力される。一
方、滑り周波数指令信号16aは、利得変換器2
4へ入力され、その出力が電圧指令信号として制
御装置20へ出力される。
16aは負になるので、切換装置23は動作し、
接触子23a,23bはいずれも接点bに切り換
えられる。これで、電力制御装置25は速度信号
13aを入力とし、回生電力が零となるような周
波数指令信号が制御装置20へ出力される。一
方、滑り周波数指令信号16aは、利得変換器2
4へ入力され、その出力が電圧指令信号として制
御装置20へ出力される。
ここで、第5図に示す誘導電動機の等価回路か
ら、回生電力が零となる周波数を求めると、それ
は印加電圧に無関係になることが分かる。
ら、回生電力が零となる周波数を求めると、それ
は印加電圧に無関係になることが分かる。
第5図で電動機8の内部で消費される電力P1
は P1=V2g0+r1(V/Z)2+r2(V/Z)2 …… ただし、 Z=√(1+2)2+(1+2)2…… ここに、 V:交流入力電圧 Z:電動機8の総合インピーダンス g0:励磁コンダクタンス r1、r2:電動機8の一次抵抗及び二次抵抗(一次
換算値) x1、x2:電動機8の一次漏れリアクタンス及び二
次漏れリアクタンス(一次換算値) s:電動機8の滑り 一方、回生電力として発生する電力Pgは Pg=(V/Z)2・(1−s/s)r2 …… ここで、 P1+Pg=0 …… となるように、滑りsを制御すれば、機械的エネ
ルギはすべて電動機8内部で消費されることにな
る。
は P1=V2g0+r1(V/Z)2+r2(V/Z)2 …… ただし、 Z=√(1+2)2+(1+2)2…… ここに、 V:交流入力電圧 Z:電動機8の総合インピーダンス g0:励磁コンダクタンス r1、r2:電動機8の一次抵抗及び二次抵抗(一次
換算値) x1、x2:電動機8の一次漏れリアクタンス及び二
次漏れリアクタンス(一次換算値) s:電動機8の滑り 一方、回生電力として発生する電力Pgは Pg=(V/Z)2・(1−s/s)r2 …… ここで、 P1+Pg=0 …… となるように、滑りsを制御すれば、機械的エネ
ルギはすべて電動機8内部で消費されることにな
る。
式及び式を式に代入すると、
s=r2/r1+g0Z2 ……
ただし、Z=Z(s)となり、入力電圧Vと関
係なく式を満たすs求めることによつて、電力
授受がなくて制動力を発生させる滑りsが求ま
り、更に速度信号13aが与えられれば、インバ
ータ7への周波数指令信号が決まる。したがつ
て、電力制御装置25に速度信号13aだけが与
えられればよいことが分かる。なお、図中のb0は
励磁サセプタンスである。
係なく式を満たすs求めることによつて、電力
授受がなくて制動力を発生させる滑りsが求ま
り、更に速度信号13aが与えられれば、インバ
ータ7への周波数指令信号が決まる。したがつ
て、電力制御装置25に速度信号13aだけが与
えられればよいことが分かる。なお、図中のb0は
励磁サセプタンスである。
さて、接触子23a,23bが切り換えられる
と、上述のように、回生電力が発生しない周波数
指令信号、及び滑り周波数指令信号に応じた電圧
指令信号が、それぞれインバータ7に与えられ
る。このとき、上記切換えを、滑り周波数指令信
号16aが零のときに行うようにすれば、切換え
直後の電圧は零であるので、周波数が階段状に切
り換わつたとしても、トルクの階段的な変化はな
く、トルクは滑らかに力行トルクから制動トルク
へ移行して行く。
と、上述のように、回生電力が発生しない周波数
指令信号、及び滑り周波数指令信号に応じた電圧
指令信号が、それぞれインバータ7に与えられ
る。このとき、上記切換えを、滑り周波数指令信
号16aが零のときに行うようにすれば、切換え
直後の電圧は零であるので、周波数が階段状に切
り換わつたとしても、トルクの階段的な変化はな
く、トルクは滑らかに力行トルクから制動トルク
へ移行して行く。
第6図はこの発明の他の実施例を示す。
この実施例は、接触子23aの接点bの出力が
電力制御装置25に入力されている以外は、第3
図と同様である。
電力制御装置25に入力されている以外は、第3
図と同様である。
第5図の簡易等価回路では、一般に印加電圧に
関係なく有効電力の授受のない滑りが求められた
が、鉄心の非線形性、インバータ7のスイツチン
グ損失等を含めて考えると、上記滑りが影響を受
けるので、印加電圧及び速度を入力として有効電
力の授受のない滑りを、電力制御装置25で演算
させるようにしたものである。
関係なく有効電力の授受のない滑りが求められた
が、鉄心の非線形性、インバータ7のスイツチン
グ損失等を含めて考えると、上記滑りが影響を受
けるので、印加電圧及び速度を入力として有効電
力の授受のない滑りを、電力制御装置25で演算
させるようにしたものである。
なお、演算した結果を記憶装置(図示しない)
に入れておき、電圧と速度によつて所要の周波数
指令信号を出力をさせるようにしてもよい。
に入れておき、電圧と速度によつて所要の周波数
指令信号を出力をさせるようにしてもよい。
以上説明したとおりこの発明では、直流電源を
インバータで交流電力に交換してかごを運転する
誘導電動機を駆動する場合、電動機の力行時は速
度指令信号と速度信号の偏差に相当するトルク信
号によりトルクを制御し、回生制動時は速度信号
によりインバータに与える周波数指令信号を制御
して、電動機の滑りの絶対値を式で決まる値よ
りも大きくなるように制御し、かつこの切換えを
トルク指令信号が零になつたときに行うようにし
たので、特別な装置を持つことなく回生電力を処
理することができ、かつこの切換えを、トルク変
動を伴うことなく円滑に行うことができる。
インバータで交流電力に交換してかごを運転する
誘導電動機を駆動する場合、電動機の力行時は速
度指令信号と速度信号の偏差に相当するトルク信
号によりトルクを制御し、回生制動時は速度信号
によりインバータに与える周波数指令信号を制御
して、電動機の滑りの絶対値を式で決まる値よ
りも大きくなるように制御し、かつこの切換えを
トルク指令信号が零になつたときに行うようにし
たので、特別な装置を持つことなく回生電力を処
理することができ、かつこの切換えを、トルク変
動を伴うことなく円滑に行うことができる。
第1図は従来の交流エレベータの制御装置を示
す構成図、第2図は第1図の誘導電動機のトルク
特性曲線図、第3図はこの発明による交流エレベ
ータの制御装置の一実施例を示す構成図、第4図
は第3図の誘導電動機のハイランド円線図、第5
図は同じく簡易等価回路図、第6図はこの発明の
他の実施例を示すブロツク回路図で第3図の回路
部分相当図である。 3……コンバータ、4……平滑コンデンサ、7
……インバータ、8……三相誘導電動機、11…
…かご、13……速度計用発電機、13a……速
度信号、14……速度指令信号、15,17……
加算器、18……電圧指令発生器、19……周波
数指令発生器、20……インバータ制御装置、2
3……切換装置、25……電力制御装置。なお、
図中同一部分は同一符号により示す。
す構成図、第2図は第1図の誘導電動機のトルク
特性曲線図、第3図はこの発明による交流エレベ
ータの制御装置の一実施例を示す構成図、第4図
は第3図の誘導電動機のハイランド円線図、第5
図は同じく簡易等価回路図、第6図はこの発明の
他の実施例を示すブロツク回路図で第3図の回路
部分相当図である。 3……コンバータ、4……平滑コンデンサ、7
……インバータ、8……三相誘導電動機、11…
…かご、13……速度計用発電機、13a……速
度信号、14……速度指令信号、15,17……
加算器、18……電圧指令発生器、19……周波
数指令発生器、20……インバータ制御装置、2
3……切換装置、25……電力制御装置。なお、
図中同一部分は同一符号により示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 直流電源をインバータに接続して直流電力を
可変電圧及び可変周波数の交流電力に変換し、こ
の変換された交流電力によつて誘導電動機を駆動
してかごを運転するようにしたものにおいて、速
度指令信号と上記電動機の速度信号の偏差に応じ
たトルク指令信号により上記電動機のトルクを制
御する第1の手段、上記速度信号により上記イン
バータに与える周波数指令信号を制御して、上記
電動機の一次抵抗値をr1、二次抵抗値の一次換算
値をr2、励磁コンダクタンスをg0、総合インピー
ダンスをZとしたとき上記電動機の滑りの絶対値
が r2/r1+g0Z2 で定まる値よりも大きくなるように制御する第2
の手段、及び上記トルク指令信号が正のときは上
記第1の手段を用い、上記トルク指令信号が零に
なつたときに上記第1の手段を上記第2の手段に
切り換える切換手段を備えたことを特徴とする交
流エレベータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57125461A JPS5917879A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 交流エレベ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57125461A JPS5917879A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 交流エレベ−タの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5917879A JPS5917879A (ja) | 1984-01-30 |
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1982
- 1982-07-19 JP JP57125461A patent/JPS5917879A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
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JPS5917879A (ja) | 1984-01-30 |
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