專利名稱：電梯的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電梯控制裝置，特別是涉及連接多個逆變裝置和變流裝置驅動由多繞組電動機構成的卷揚機的大容量電梯的控制裝置。
背景技術：
大容量的甚高速電梯或連接上轎廂和下轎廂的雙層電梯的驅動裝置由多個逆變裝置和變流裝置進行電動機的控制。
近年來，建筑物的高層化得到發(fā)展，以乘客的大量輸送為目的的甚高速電梯和一次可輸送2臺量的乘客的雙層電梯得到利用。驅動這樣的電梯的電動機使用容量大的多繞組電動機。
進行其控制的控制裝置為連接多臺逆變裝置和變流裝置進行電動機的控制的構成。例如，圖1示出已有的系統(tǒng)例。
如該圖所示，在電源101并列地連接變流器102a和變流器102b。在變流器102a連接逆變器103a，在變流器102a與逆變器103a之間連接電容器104a。在變流器102b連接逆變器103b，在變流器102b與逆變器103b之間連接電容器104b。卷揚機106的電動機例如為2繞組電動機時相對繞組A連接逆變器103a，相對繞組B連接逆變器103b。
轎廂108由平衡重107和主繩索109連接，主繩索109設于卷揚機106，轎廂108可上升下降。
作為控制構成，例如在逆變器103a和逆變器103b連接控制單元105a，進行逆變器的控制。在變流器102a與變流器102b連接控制單元105b，進行變流器的控制。
在卷揚機106的電動機軸連接轉動檢測器(轉動傳感器)110，其輸出可輸入控制單元105a。電梯的運行控制由控制單元105a進行。速度控制部分根據(jù)來自電梯速度指令ω*和轉動傳感器110的速度反饋運算轉矩指令Tm，將1/2的電源指令分別送到A系、B系的電流控制部分。
在逆變器103a的輸出側和逆變器103b的輸出側連接電流檢測器112c和電流檢測器112d，可由控制單元105a輸入其輸出。將各反饋電流提供給A系、B系的電流控制部分，輸出電壓指令Vda*、Vqa*、Vdb*、Vqb*。各電壓指令提供到PWM控制部分，將門信號GATE_A、GATE_B分別輸出到逆變器103a、103b，控制卷揚機106的2繞組電動機。
可是，在這樣的電梯的控制裝置中存在以下那樣的問題。由于卷揚機106的電動機的A繞組和B繞組的不平衡和制造精度、逆變器103a和103b的元件的開關動作的偏差而在輸出電壓產生不均等，從而在A系與B系出現(xiàn)電流不平衡。檢測電動機的磁極位置的轉動傳感器110由于為1個，所以，在根據(jù)電動機的構造成為例如在滑輪的左右分別內裝A系和B系的繞組那樣的構造的場合，在A系與B系中磁極位置不同，所以，必須在A系、B系分別對齊磁極位置，但在不能調整的場合在輸出電流產生不平衡。
如為這樣的狀態(tài)，則在例如雖然按照指令輸出A系逆變器的輸出但B系逆變器的電流未充分流動的場合，作為控制電路使電流在B系中流動地進行修正那樣地動作。當要在B系中流動時，由于本次與A系所需要的電流值產生偏差，所以，產生轉矩波動。另外，當電流不能充分輸出時，轉矩指令自身也變動。這樣的狀態(tài)反復進行，產生縱向振動，所以，乘坐舒適性變差。
另外，根據(jù)電動機的構造，對于例如在滑輪的左右分別內裝A系和B系的繞組那樣的構造的場合，由A系和B系的電流不平衡在左右產生偏振，所以，可能發(fā)生振動，對乘坐舒適性產生影響，或電動機轉動軸的軸承破損等機構發(fā)生故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述那樣的問題而作出的，其目的在于提供一種電梯的控制裝置，該電梯控制裝置可改善由多個逆變裝置驅動多繞組電動機的場合的電流不平衡導致的效率下降，同時，可抑制振動，改善乘坐舒適性。
為了達到上述目的，本發(fā)明的電梯控制裝置具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機、用于驅動多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置、檢測多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元、及控制逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于在各電動機繞組系統(tǒng)設置獨自的電流控制單元，均等地控制q軸電流，在各系統(tǒng)均等地控制磁通。
按照本發(fā)明，通過在各電動機繞組的系統(tǒng)設置獨自的電流控制單元，提供同一轉矩指令，均等地控制q軸電流，在各系統(tǒng)使磁通均等，從而可改善各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的電梯控制裝置具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機、用于驅動多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置、檢測多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元、及控制逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于根據(jù)電樞的電感推定各系統(tǒng)的磁極位置，使與任一方的系統(tǒng)一致地修正磁極位置。
按照本發(fā)明，根據(jù)電樞電感推定各系統(tǒng)的磁極位置，使雙方的響應一致地修正磁極位置，從而可改善各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的電梯的控制裝置具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機、用于驅動多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置、檢測多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元、及控制逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于根據(jù)d軸電流調整永久磁鐵的磁通方向的磁通，在各繞組系統(tǒng)中均等地控制電壓，從而均等地控制各系統(tǒng)的電流。
按照本發(fā)明，根據(jù)d軸電流調整永久磁鐵的磁通方向的磁通，調整各繞組系統(tǒng)中的磁通，均等地控制電壓，從而可均等地控制各系統(tǒng)的電流，防止逆變器的效率下降導致的電梯異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的電梯的控制裝置具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機、用于驅動多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置、檢測多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元、及控制逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于為了在低速運行時獲得必要的磁通，在各系統(tǒng)中使磁通產生于相互抵消的方向地使電樞電流流動。
按照本發(fā)明，為了在低速運行時獲得必要的磁通，在各系統(tǒng)中使磁通產生于相互抵消的方向地使電樞電流流動，從而可流過不接受空載時間的影響的程度的電流，可改善乘客負荷最大的減速著地運行時那樣的空載時間影響而產生的振動對乘坐舒適性的影響。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的電梯的控制裝置的特征在于具有不平衡比運算單元、比較單元、及通報單元；該不平衡比運算單元運算各系統(tǒng)的電流的不平衡比；該比較單元比較該不平衡比運算單元的輸出和不平衡閾值；該通報單元根據(jù)該比較單元的比較結果，在不平衡比運算單元的輸出超過不平衡閾值時對其進行通報。
按照本發(fā)明，在超過不平衡比閾值的場合，由通報單元發(fā)出警告，從而可在電流不平衡不改善的場合促使注意維護的必要性，所以，可防止電流不平衡導致的故障停止。


圖1為用于說明已有技術的示意構成圖。
圖2為用于說明本發(fā)明的第1實施形式的示意構成圖。
圖3為用于說明本發(fā)明的第2實施形式的示意構成圖。
圖4為用于說明本發(fā)明的第2實施形式的磁極位置波形例的圖。
圖5A、圖5B為用于說明本發(fā)明的第3實施形式的框圖。
圖6為用于說明本發(fā)明的第4實施形式的框圖。
圖7為用于說明本發(fā)明的第4實施形式的磁極位置波形例的圖。
圖8A、圖8B為用于說明本發(fā)明的第4實施形式的電樞電流產生的磁通的圖。
圖9為用于說明本發(fā)明的第4實施形式的處理流程圖。
圖10為用于說明本發(fā)明的第5實施形式的示意構成圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的電梯控制裝置的一實施形式。在以下圖中，相同符號表示同一部分或對應部分。
(第1實施形式)圖2示出說明本發(fā)明的第1實施形式的系統(tǒng)構成例。如該圖所示，在電源1并聯(lián)變流器2a和變流器2b。在變流器2a連接逆變器3a，在變流器2a與逆變器3a之間(為了波形平滑化)而連接電容器4a。在變流器2b連接逆變器3b，在變流器2b與逆變器3b間連接(為了波形平滑化)電容器4b。卷揚機6由2繞組永久磁鐵式同步電動機構成，相對繞組A連接逆變器3a，相對繞組B連接逆變器3b。在卷揚機6的電動機軸連接轉動檢測器(轉動傳感器)10，其輸出可輸入控制單元5a。
轎廂8由平衡重7和主繩索9連接，主繩索9掛到卷揚機6，轎廂8可上升下降。轎廂8和平衡重7由補償繩索13通過補償滑輪14連接。
作為控制構成，例如在逆變器3a和逆變器3b連接控制單元5a，進行逆變器的控制。在變流器2a和變流器2b連接控制單元5b，進行變流器的控制。在變流器2a、2b、逆變器3a、3b分別設置電流檢測器12a、12b、12c、12d，在直流部分分別設置電壓檢測器15a、15b，其輸出可由控制單元5a和控制單元5b檢測?？刂茊卧?a與控制單元5b由通信單元11連接，可進行相互的信息交換。
另外，作為控制構成，相對轉動檢測器10的輸出θ分別由A系、B系加進調整要素。作為調整要素，在調整時由手動使電動機轉動，根據(jù)感應電壓的相位決定固定值，將該固定值作為磁極調整要素θadja、θadjb輸入。另外，分別相對A系、B系將追加了磁極調整要素θadja、θadjb的θa、θb提供給3相·2相變換部分(檢測電流dq變換部分)和2相·3相變換部分。另外，轉動檢測器10的輸出θ輸入到速度檢測單元。獲得速度檢測單元的輸出ω與速度指令ω*的差，將其結果輸出到速度控制部分。由3相·2相變換部分(檢測電流dq變換部分)對由電流檢測器12a、12c檢測出的信號進行3相·2相變換。
將由速度控制部分運算出的結果相同地提供給A系和B系的電流控制部分。獲得轉矩指令(q軸電流指令)與A系的電流反饋值和B系的電流反饋值的差，輸出到各系的電流控制部分。電流控制部分的輸出進行2相·3相變換，輸出到各系的PWM電路，將門信號GATE_A輸出到逆變器3a，將GATE_B信號輸出到逆變器3b，進行逆變器的控制。磁通根據(jù)電樞電感L和電流Iq為＝L×Iq，可使其在A系和B系均勻。電動機轉動時的感應電動勢為eq＝ω，如在A系B系中相同，則感應電壓在A系B系相同。因此，在A系與B系中電動機的端子間電壓Vd的不平衡消失，為此，電動機電流在A系和B系變得均勻。
而且，2相軸上的電壓值Vd、Vq由下式表示。
VdVq=R+PL-ωLωLR+PLIdIq+edeq---(1)]]>其中，R阻抗，L電感P微分算子，ed、eq感應電動勢如上述那樣，在多繞組永久磁鐵式同步式電動機的各電動機繞組的系統(tǒng)設置獨自的電流控制單元，提供同一轉矩指令，進行磁極調整，均勻地控制q軸電流，均等地控制磁通，從而可改善各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
(第2實施形式)下面參照圖3說明本發(fā)明的第2實施形式。圖3所示該實施形式的構成與圖2同樣，作為控制構成，相對轉動檢測器10的輸出θ，對A系、B系分別加進磁極調整要素θadja、θadjb，同時，將在A系、B系追加了磁極修正要素Δθa、Δθb的θa、θb提供到3相2相變換部分(檢測電流dq變換部分)和2相·3相變換部分。
下面，說明磁極修正要素Δθa、Δθb的運算方法。在永久磁鐵式同步電動機的場合，作為磁極位置與電樞電感的關系，已知當電流沿與磁鐵的磁通方向相同方向流動時，由鐵心的磁飽和使電感減小，當電流沿與磁鐵的磁通方向直交的方向流動時，電感增大。磁極位置θ與電感L的關系如圖4那樣表示。因此，在電梯停止過程中，分別相對A系、B系使階梯(step)波朝比電動機轉子的磁極位置提前90°的方向(A系θadja+90°方向，B系θadjb+90°方向)流過，測定該電流響應τa和τb。電動機的響應常數(shù)由τ＝L/R表示。電動機的L與R為預先知道的值，所以，將該值表示為τ0＝L0/R0。測定后得知，為A系的時間常數(shù)τa和B系的時間常數(shù)τb。例如，當設時間常數(shù)τa比τb更接近τ0時，使B響應與A系的響應一致。磁極位置預先按某種程度對齊到90度附近，如認為電動機的制造上180度磁極不會偏移，則可如以下那樣修正。如圖4所示那樣設B系的響應比A系快時，朝增加L值的方向(作為角度π的方向)修正Δθb1，朝對此提前90°方向(θadjb+Δθb1+90°方向)再次測定響應。如響應一致，則將該值決定為修正值。如不一致，則在一致之前反復n次，將一致時的修正角nΔθb1決定為修正值Δθb。
如以上那樣，通過在A系、B系中使2繞組永久磁鐵式同步電動機的電流響應一致地修正磁極，從而改善磁極位置的調整偏差產生的各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
(第3實施形式)下面，根據(jù)圖5A、圖5B說明本發(fā)明的第3實施形式。該實施形式的基本構成基本上與圖2相同，但在電流控制部分追加磁通修正單元，在圖5A、圖5B示出改變的電流控制部分。
下面，說明A系。轉矩指令Tm作為軸電流指令Iqa*獲取與反饋值Iqa的差分輸出到PI控制部分。d軸側分別將A系和B系的反饋值Ida與Idb輸入到軸磁通修正運算部分41a。獲得其輸出與反饋值Ida的差分輸出到PI控制部分。將d軸、q軸的PI控制輸出輸入到2相·3相變換部分。2相·3相變換由A系的角θa變換，將作為其輸出的電壓指令輸出到PWM部分。在B系中，也為同樣的構成，轉矩指令輸入與A系相同的Tm，作為q軸電流指令獲得與反饋值Iqb的差分輸入到PI控制部分。d軸側將A系和B系的反饋值Ida與Idb輸入到d軸磁通修正運算部分41b。獲得該輸出與反饋值Idb的差分輸出到PI控制部分。將d軸、q軸的PI控制輸出輸入到2相·3相變換部分。2相·3相變換由B系的角θb變換，將作為其輸出的電壓指令輸出到PWM部分。
d軸磁通修正運算部分41根據(jù)A系和B系的反饋值Iqa和Iqb例如進行大小比較，當B系較小時，使B系的反饋值Idb朝正方向流動，增強與磁鐵相同方向的磁通，增加感應的電壓。通過使A系與B系的電壓Vq一致地進行與磁鐵相同方向的磁通修正，從而可使電流均勻。
另外，磁通的修正也可這樣進行，即，使較大一方的系的電壓下降，例如當B系較大時，使反饋值Idb朝負的方向流動，減弱與磁鐵相同方向的磁通，減少感應的電壓。
如以上那樣，即使在各系統(tǒng)中永久磁鐵的磁通存在偏差，通過由d軸電流調整永久磁鐵的磁通方向的磁通，調整各繞組系統(tǒng)的磁通，均等地控制電壓，從而可均等地控制各系統(tǒng)的電流，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
(第4實施形式)下面，根據(jù)圖6～圖9說明本發(fā)明第4實施形式。通常，在A系與B系產生同一的磁通地使電樞電流流動，但在對電動機的負荷較輕的狀態(tài)下運行時，成為電流不太流動的狀態(tài)，空載時間產生影響?？蛰d時間在P側與N側不短路地使雙方的元件斷開一定時間，逆變器的輸出電流如足夠大，則沒有空載時間的波形變形，如為零交附近的較小值時，則空載時間的影響使電流波形不成為正弦波地變形。這產生影響，發(fā)生振動，對電梯的乘坐舒適性產生影響。其波形例為圖7。電流波形例1為接受空載時間的影響的波形例，電流波形例2示出使電流充分流動時的波形例。
下面，說明該實施形式的構成。構成與圖2同樣。但是，改變控制構成，將其控制框圖示于圖6。相對圖2的構成，在電流控制部分追加磁通運算部分51，分別輸出到A系的電流指令和B系的電流指令。在作為電動機的構成將A系和B系的繞組卷到1個鐵心的構成的場合，通常在A系和B系使產生磁通的方向相同，產生必要的磁通1(1＝a+b)。通過在A系和B系使發(fā)生磁通的方向相互抵消地進行輸出，從而可流過足夠的電流，獲得必要的磁通(1＝a-b)。
在磁通運算部分51中，在輸入轉矩指令Tm、使轉矩指令比T1小時，例如在需要1的磁通的場合，A系的電流指令輸出Iqax，產生a，在磁通運算部分51內的磁通反轉部分，B系輸出使合成磁通成為1那樣的電流指令Iqbx，產生磁通b。即，A系輸出使與B系的電流指令的總和與轉矩指令一致的那樣的電流指令Iqax，產生磁通a(圖8A、圖8B)。
圖9示出流程圖。下面根據(jù)該圖說明磁通運算部分51的動作。在步驟S801輸入轉矩指令Tm。在步驟S802，比較轉矩指令Tm與T1。如Tm小，則前進到步驟S803。在步驟S803進行相反磁通控制。在步驟S2，如Tm大，則前進到步驟S804，進行通?？刂啤＿@樣，當轉矩指令Tm比T1小時，在A系和B系中朝抵消的方向產生磁通，從而獲得所需要的磁通1。
通過如以上那樣對A系和B系在抵消的方向產生磁通地控制，從而可由逆變器輸出不接受空載時間的影響的程度的足夠的電流，通過防止空載時間導致的電流波形變形，從而可改善振動對乘坐舒適性的影響。
(第5實施形式)下面，參照圖10說明本發(fā)明的第5實施形式。
圖10所示該實施形式的基本構成與圖2同樣，形成為相對圖2追加顯示單元的構成。另外，作為控制構成，追加電流不平衡檢測部分。
將電流檢測器12c、12d的輸出信號Ia、Ib分別輸入到絕對值電路91a、91b。絕對值電路91a、91b的輸出側連接到濾波電路92a、92b，輸出平均電流。
濾波電路的輸出側連接到不平衡比運算電路93，可運算A系與B系的比例。不平衡比運算電路93的輸出側連接到比較電路94，與預先決定的不平衡閾值相比，當超過閾值時，輸出到顯示器16發(fā)出警告。在將單側的逆變器的過電流檢測決定為130％時，將閾值設置到比過電流檢測低之處。例如，如設在單側下降20％、單側增加20％時檢測，則設置0.66(＝0.8/1.2)＜B/A＜1.5(＝1.2/0.8)等閾值。
如以上那樣設置電流不平衡比運算單元、比較上述運算單元的輸出與不平衡閾值的比較單元、及顯示單元，在超過不平衡閾值的場合，向上述顯示單元通報，從而可不由過電流產生異常停止，在電流不平衡不改善的場合，可促請注意維護的必要性，所以，可防止電流不平衡導致的故障停止。
如以上可說明的那樣，按照本發(fā)明，在多繞組電動機的各電動機繞組的系統(tǒng)設置獨自的電流控制單元，提供同一轉矩指令，均等地控制磁通，從而可改善各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，按照本發(fā)明，在多繞組電動機中，對各系統(tǒng)使電流響應一致地修正磁極位置，從而可改善磁極位置的調整偏移導致的各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡，防止逆變器的效率的下降導致的電梯的異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，按照本發(fā)明，即使對各系統(tǒng)在永久磁鐵的磁通存在偏差，根據(jù)d軸電流調整永久磁鐵的磁通方向的磁通，調整各繞組系統(tǒng)中的磁通，均等地控制電壓，從而可均等地控制各系統(tǒng)的電流，防止逆變器的效率下降導致的電梯異常停止，另外，可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，按照本發(fā)明，在各系統(tǒng)中使磁通產生于相互抵消的方向地控制，從而可由逆變器輸出不接受空載時間的影響的程度的足夠的電流，防止空載時間導致的電流波形變形，從而可改善振動對乘坐舒適性的影響。
另外，按照本發(fā)明，在電流不平衡比超過不平衡比閾值的場合，由通報單元發(fā)出警告，從而不會由過電流產生異常停止，在電流不平衡不改善的場合，可促請注意維護的必要性，所以，可防止電流不平衡導致的故障停止。
權利要求
1.一種電梯的控制裝置，具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機，用于驅動上述多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置，檢測上述多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元，及控制上述逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于根據(jù)電樞的電感推測各系統(tǒng)的磁極位置，使與任一方的系統(tǒng)一致地修正磁極位置。
2.一種電梯的控制裝置，具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機，用于驅動上述多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置，檢測上述多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元，及控制上述逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于根據(jù)d軸電流調整永久磁鐵的磁通方向的磁通，在各繞組系統(tǒng)中均等地控制電壓，從而均等地控制各系統(tǒng)的電流。
3.一種電梯的控制裝置，具有由使電梯升降的多繞組電動機構成的卷揚機，用于驅動上述多繞組電動機的多個逆變裝置和變流裝置，檢測上述多繞組電動機的軸的轉動位置的轉動檢測單元，及控制上述逆變裝置和變流裝置的控制單元；其特征在于為了在低速運行時獲得必要的磁通，在各系統(tǒng)中使磁通產生于相互抵消的方向地使電樞電流流動。
4.根據(jù)權利要求1～3中任何一項所述的電梯的控制裝置，其特征在于具有不平衡比運算單元、比較單元、及通報單元；該不平衡比運算單元運算各系統(tǒng)的電流的不平衡比；該比較單元比較該不平衡比運算單元的輸出和不平衡閾值；該通報單元根據(jù)該比較單元的比較結果，在不平衡比運算單元的輸出超過不平衡閾值時對其進行通報。
全文摘要
提供一種電梯的控制裝置。在構成使轎廂(8)升降的卷揚機(6)的多繞組電動機的各電動機繞組的系統(tǒng)設置獨自的電流控制部分，提供同一轉矩指令，同時，將在轉動檢測器(10)的輸出θ分別增加了磁極調整要素θadj a、θadjb的θa、θb提供給3相·2相變換部分和2相·3相變換部分，均勻地控制q軸電流，在各系統(tǒng)均等地控制磁通。這樣，可改善各電動機繞組系統(tǒng)的電流不平衡。
文檔編號B66B3/00GK1927686SQ200610132189
公開日2007年3月14日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權日2002年6月24日
發(fā)明者武田泰明 申請人:東芝電梯株式會社