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JP4127027B2 - elevator - Google Patents
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JP4127027B2 - elevator - Google Patents

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JP4127027B2 JP2002335942A JP2002335942A JP4127027B2 JP 4127027 B2 JP4127027 B2 JP 4127027B2 JP 2002335942 A JP2002335942 A JP 2002335942A JP 2002335942 A JP2002335942 A JP 2002335942A JP 4127027 B2 JP4127027 B2 JP 4127027B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械室を省スペース化することを目的としたエレベータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のエレベータの機械室内には、1台のモータが格納される。ところが、ロープ巻き上げ用のシーブを昇降路の中央部に位置させる場合には、モータの一部が昇降路の投射面内にモータが納まらず機械室が大型化になってしまう。これは、モータ容量が大型化するほど顕著になる。
【0003】
また、下記従来技術には、ロープ巻上げ用のシーブを2台のモータで挟んだ構造のエレベータが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開昭51−20351号公報
【特許文献2】
特表2001−508744号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭51−20351号公報に記載された従来技術では、誘導電動機を使用した構成であるため、装置の大型化は避けられない。また、同期電動機は永久磁石を有しており、制御時にはこの磁石の位置を正確に知る必要がある。このため、通常では同期電動機1台毎に、磁極位置を検出するロータリエンコーダを取り付ける必要がある。一方、誘導電動機は、永久磁石を持たず、導体円筒を回転させる構造であるため、制御上の基準位置を任意に設定できる点は、同期電動機よりも優れる。しかし、同じ出力の誘導電動機と同期電動機を比較した場合には、同期電動機の方がはるかに容積が小さくなり、かつ、効率も良い。このため、この従来技術では機械室の省スペース化を図ることができない。
【0006】
特表2001−508744号公報に記載された従来技術では、同期電動機を用いた例が記載されているが、それに取り付けるロータリエンコーダに関する記載はない。両方の同期電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合は、それぞれの磁極の位置が検出できるため制御が容易になるが、ロータリエンコーダの数が増える分、機器が大型化する。また、片側の同期電動機にロータリエンコーダを取り付ける場合においても、その取り付け方向によっては、機械室のフロア面積を大型化させてしまう。
【0007】
そこで、本発明は、2台の同期電動機と1個のロータリエンコーダを用いたエレベータの機械室の省スペース化を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の同期電動機と、第2の同期電動機と、これら同期電動機と接続され、これら同期電動機の間に設置されエレベータを駆動するシーブと、第1の同期電動機に接続されたエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基づき第1の同期電動機と第2の同期電動機を制御する制御盤を備える。そして、制御盤は、第1の同期電動機を駆動する第1のインバータと第2の同期電動機を駆動する第2のインバータとを備え、エンコーダによって検出される第1の同期電動機の磁極位置に基づいて第1の同期電動機を駆動して第2の同期電動機を回転し、第2のインバータから出力される電流が零になるように制御されるときに検出される第2のインバータの出力電圧又はその指令値に基づいて、すなわち回転に応じて第2の同期電動機で発生する速度起電力に基づいて第2の同期電動機の磁極位置を演算する。
【0009】
シーブの両脇に2台の同期電動機があるので、1台でエレベータを駆動するのに比べ、同期電動機の容量を小さくでき、また、同期電動機,シーブの設置バランスも良くなり、昇降路の投射面内に同期電動機が収まりやすくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0011】
図1は本発明の第一実施例のエレベータであり、同期電動機1,シーブ2,ロータリエンコーダ3,接続具4,インバータ5,制御回路6,マイコン7,ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段70より構成している。図1では、シーブ(ロープを巻き上げる綱車)2を2台の同期電動機1で挟んだ構成にしており、同期電動機1やシーブ2、或いは、図示していない制御装置等を設置している機械室の省スペース化を図っている。現在、機械室を省スペース化し、建物のフロア面積を有効利用することに対する需要が高く、特に、昇降路の投射面内に機械室を納める、いわゆる“オントップ型”のエレベータシステムに対する要求が高まっている。この場合には、機械室内での作業スペースを確保することなども考慮する必要があり、機器配置の最適化や機器自体の小型化を図る必要がある。図13は、従来エレベータにおける昇降路の投射面から見たモータ12,シーブ2,ロータリエンコーダ3の配置図である。モータ12は、直流電動機,誘導電動機,同期電動機等である。一般的な従来構成では、1台のエレベータに対し、モータ12を1台で構成している。このため、図13のようにシーブ2を昇降路の中央部に位置させる場合には、モータ12及びロータリエンコーダ3を昇降路の投射面内に納めにくく、特に、モータ容量が増加する場合には、ますます困難になる。
【0012】
図2は、図1の第一実施例の同期電動機1,シーブ2,ロータリエンコーダ3部分の詳細図であり、図14は、図2を昇降路の投射面から見た配置図である。図2のように、シーブ2を2台の同期電動機1で挟んだ構成にすることにより、図14より明らかなように、“オントップ”化を実現し易くなる効果がある。また、図1では、各同期電動機の非シーブ側の側面と機械室壁面との各距離(L1,L2)のうち、長い側(L2)の同期電動機にロータリエンコーダを接続する。これにより、作業スペースを取れる上、機械室の省スペース化も可能になる。各同期電動機の非シーブ側の側面と機械室壁面との各距離(L1,L2)は、図1の例では、
L1<L2
であるが、通常は建物ごとによって異なる。このため、各同期電動機の軸端は、ロータリエンコーダが接続可能な構造にしておくことにより、様々なビル形態に対応できる効果がある。さらに、両方の各同期電動機のロータリエンコーダ接続部を同じ構造にすることによって、量産効果によるコストの低減が図れる別の効果もある。
【0013】
図2では、モータに同期電動機1を使用している。同期電動機1を良好に制御するためには内部磁石の磁極位置を正確に把握する必要があるが、同出力の誘導電動機等に比べ容積を小さくでき、省スペース化に適している。また、同期電動機は効率の面でも優れている。
【0014】
図1の第一実施例では、2台の同期電動機1の制御を1個のロータリエンコーダで行っている。同期電動機は、効率の低下或いは同期はずれを防ぐために磁極位置を正確に把握する必要があり、通常であれば、図3に示すように個々の同期電動機1にロータリエンコーダ3を取り付ける。しかし、この場合には、ロータリエンコーダ3の配置スペースを少なからず必要とするため、省スペース化を阻害することになる。また、エレベータでは、詳細な位置制御を行うため、ロータリエンコーダには高パルス数のものを使用する必要がある。このため、ロータリエンコーダの増加は、コストの増加や故障率の増加につながる。
【0015】
第一実施例のように1個のロータリエンコーダ3のみを用いて制御するには、2台の同期電動機1のそれぞれの磁極位置の位相関係が予め把握できればよい。例えば、2台の同期電動機1の磁極位置の位相差が、Aラジアンである場合、一方の同期電動機1はロータリエンコーダ3で磁極位置を検出し、他方の同期電動機1はロータリエンコーダ3の検出値にAラジアン加算したものを検出値とすればよい。しかし、エレベータの場合には、現地で同期電動機1やシーブ2を据えつけるため、磁極位置の位相関係を正確に把握することは困難である。しかも、シーブの調整や定期交換の度に同期電動機を脱着するため、磁極位置が変動する可能性も高い。
【0016】
この課題を解決する方法として、図4に示すように同期電動機1の軸に磁極位置を把握可能な持具11を取り付ける。また、接続具4の軸穴42にも鍵穴を設けることにより、2台の同期電動機1の磁極位置の関係を把握することができる。或いは、磁極位置を把握可能な持具11を使用しない場合でも、接続具のネジ穴41位置を工夫し、かつ、磁極位置とネジ穴41位置が対応するように搬入前に構成してもよい。つまり、シーブ2の両側に、上記のような同期電動機の磁極位置把握手段を設けることにより、2台の同期電動機1の磁極位置の関係を把握することが可能になる。エレベータに使用する同期電動機は、一般に極数が多いため、機械角のずれが微小であっても、電気角では極数倍だけ大きくずれることになる。このため、納入前に行う磁極位置を把握可能な持具11の取り付けには十分な精度が必要になる。しかし、現地で組立作業をする場合において、容易に組み立てることが可能になる効果がある。
【0017】
図5は上記課題を解決する方法の別の例の流れ図である。図5では、図1におけるロータリエンコーダ3と直結している同機電動機1をA系同期電動機(磁極位置はロータリエンコーダで検出可能)とし、他方の同期電動機(磁極位置は不明)をB系同期電動機としている。また、図6は、検出対象のB系同期電動機1とそれを駆動するB系インバータ5の簡易図である。まず、図5の流れ図の101において、A系同期電動機を駆動する。A系同期電動機は、ロータリエンコーダにより、磁極位置を把握できているので正常に駆動できる。この時、B系同期電動機は、A系同期電動機により回されることになり、回転数に応じた速度起電力VmがB系同期電動機内で発生する。A系同期電動機の回転数を一定にした場合には、B系同期電動機で発生する速度起電力Vmは磁極位置に応じて正弦波状に変化する。正弦波の振幅は回転数に比例して大きくなる。ここで、B系インバータ5から出力される電流Iinv を零になるように制御すると、図6より明らかなように、B系インバータ5が発生する電圧Vinv は速度起電力Vmと等しくなる。つまり、この条件でVinv を観測すれば、B系同期電動機の磁極位置を正確に把握できる。図5の流れ図の102では、B系インバータの出力電圧Vinv 、或いは、出力電圧Vinv を出力する指令値Vinv*を検出しており、図5の流れ図の103でB系同期電動機の磁極位置をマイコン7で演算している。(図6では、インバータ出力指令値Vinv*をマイコン7に取り込む形になっているが、マイコン7の内部で演算しても良いことは言うまでもない。)この動作は、エレベータの起動時に行うことにより、顧客に迷惑を与えることなく調整できる。この調整時における同期電動機の回転方向について、図7を用いて説明する。図7は、エレベータかご8及びおもり9の簡略図であり、かご8内に人はおらず、かご8の重量Mcはおもりの重量Mwよりも軽いとする。この場合には、矢印方向(かご8が上部に、おもり9が下部に動く)に回転させることにより、重力に対して順方向に駆動することになるため、軽トルクで運転できる。図5の手段では、トルク源はA系同期電動機のみであるため、図7のように重力に逆らわない方向に運転することにより、良好に磁極位置を検出できる。
【0018】
次に、図1の第一実施例の制御回路部分6について説明する。通常のインバータシステムでは、1台のインバータ主回路につき1個のマイコンを使用する。しかし、2台のモータを同時に同速度で駆動させる場合には、互いのマイコン間で情報通信を行う必要があり、高速な応答性を阻害する恐れがある。特にエレベータでは、停止時に高精度な着床精度が要求されるため、高速な応答性が要求される。そこで、図1の例では、2台のインバータ5を駆動するための演算を1個のマイコン7で行っている。これにより、マイコン間での情報通信が不要になり、高速化が実現できる効果がある。
【0019】
制御回路部分6は、ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段70を有する。これは、図1の構成で2台の同期電動機のうち、どちらの同期電動機にロータリエンコーダ3を取り付けているかという情報をマイコン7に伝達するものである。例えば、左側の同期電動機から見てシーブ2が時計回りに回転する場合には、右側の同期電動機は反時計回りに回転していることになる。つまり、2台の同期電動機の回転方向は互いに逆になる。このため、マイコン7で同期電動機を良好に制御できるように、ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段70を用いて、どちらの同期電動機にロータリエンコーダが取り付けられているかを把握する。ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段70には、例えば、手動のディップスイッチを使用し、ONの場合にはロータリエンコーダの信号をそのまま使用し、OFFの場合にはロータリエンコーダの信号の一部を反転させる。これによって、ロータリエンコーダがいずれの同期電動機に取り付けられている場合においても良好な駆動が可能になる。
【0020】
図12は1個のマイコンで制御する方式を別の用途に用いた例であり、整流用のコンバータ10とインバータ5を制御回路6に搭載した1個のマイコン7で駆動している。ここで、整流用のコンバータ10のキャリア周波数とインバータ5のキャリア周波数の同期をとり、同位相で駆動させることにより、システムが発生する電圧リプルが低減できる効果がある。インバータ5と整流用のコンバータ10で個別にマイコンを有する場合は、キャリア周波数の同期を取るためには極めて複雑な処理を行う必要がある。しかし、図12の例では、1個のマイコンで演算しているため、情報通信等を行う必要がなく、極めて簡単な構成でキャリア周波数の同期をとる構成が実現できる。
【0021】
図8は、図1の第一実施例において、容量の異なる同期電動機を使用した場合の例である。ロープの巻き上げに必要なトルクは、2台の同期電動機の出力トルクの和で決定するため、図8のように、容量の異なる同期電動機を使用しても構わない。この場合には、図示していない制御回路から出力される駆動指令は、容量比に応じた指令となるようにマイコン等で演算する必要がある。また、同期電動機の容量をシリーズ化し、その組み合わせによってシステム全体の容量を変えることにより、単一の同期電動機の種類は少数であっても、組み合わせ方によって多数の容量の種類を実現できる。特に、エレベータの場合は、低速高トルクの条件で高精度な駆動が要求されるため、一般産業用の同期電動機よりも極数の多い特殊な同期電動機が使用される。このため、シリーズ化により、コストの低減に効果がある。また、一方の同期電動機を主電動機とし、他方の同期電動機をトルク不足のときのみに駆動させる“トルクアシスト”の手段として使用してもよい。この場合には、トルクアシスト用のインバータ主回路は、必要時のみしかスイッチングを行わないため、損失が低減し効率がよくなる効果がある。図8は、同期電動機1の軸方向の厚さを変えて電動機の容量を変化させている例であるが、図9のように同期電動機1の径方向の大きさを変えて容量を変化させてもよいことは言うまでもない。
【0022】
次に、2台の同期電動機駆動系のうち、片側系統が異常時の場合の運転動作について説明する。第一実施例では、通常運転の状態の場合、両方の系の同期電動機が駆動するため、それぞれの同期電動機の出力トルクの和がシステムの出力トルクになる。この時、片方の系に異常が発生したことを検出した場合には、残りの系のみで駆動する必要がある。この場合には、通常よりも出力トルクが低下するため、最高速度の抑制,加減速率の低減など、速度パターンを変更する必要がある。図10は、図1の第一実施例において、片側系統が異常時の場合の運転の流れ図であり、一方の系(A系)が故障し、他方の系(B系)のみで駆動させる例である。図10の流れ図の処理は、制御回路上のマイコンの内部で行われる。まず、図10の流れ図の条件分岐111においてA系システムの異常を検知した場合には、図10の流れ図112によりA系インバータを停止させる。(電圧は印加されていてもよいが、少なくともスイッチングは行わないようにする。)次に、図10の流れ図113において、B系のみで駆動できるように、マイコン内の演算定数を書き換える。さらに、図10の流れ図114において、B系のみで出力可能な範囲の最高速度や加減速率を考慮した運転パターンに書き換える。そして、この運転パターンにしたがって、図10の流れ図115,116によって制御演算および指令値出力を行う。特に、エレベータでは、少なくとも最寄の階まで運転し、利用客をかご内に閉じ込めた状態にしないように運行する必要がある。第一実施例の構成では、モータが1台故障した場合でも、利用客に不安感を与えないような効果がある。
【0023】
次に、図1の第一実施例において、エレベータの駆動時に発生するトルク脈動の抑制方法について説明する。図11は、トルク脈動低減制御の流れ図であり、この処理は制御回路上のマイコンの内部で行われる。トルク脈動は、かごやロープ等の重量とロープなど合成で決定する機械系の共振点とモータの回転周波数の高調波(主に6次高調波成分)が一致する場合に発生する。このため、加速時/減速時において、回転周波数或いはその高調波が共振点付近の周波数になったときに、かご振動が発生する。6次高調波は、2台の同期電動機の磁極位置の位相差が、
30°+60°×N(N=1,2,3,…)(電気角) …(1)
になるように、予め設定しておくことにより抑制可能である。しかし、エレベータでは前述のとおり、現地で据付を行ったり、同期電動機の脱着を行ったりするため、(1)式の角度に正確に設定することは困難である。そこで、まず図11の流れ図121により、予め共振が発生する速度或いは位置を学習する。この学習は、図11の流れ図122のエレベータ運転中に逐次学習し、制御回路内に設けた記憶手段に記憶する。エレベータ運転中は、通常状態では、図11の流れ図123のように通常運転を行うが、共振点の速度或いは位置になる前に、図11の流れ図124のように2台のインバータの出力電圧の位相差が(1)式の角度と等しくなるような電圧指令を出力する。この場合、実際の磁極位置と入力指令の磁極位置が異なるため、若干、効率低下が生じる。しかし、エレベータの運転時間に対して僅かな時間であるため、ほとんど問題にならない。そして、共振点を通過すると、図11の流れ図123のように再び通常運転を行う。このような制御により、6次高調波を低減することができ、かごの振動を抑制できる効果がある。
【0024】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々変形して実施できることは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、昇降路の投射面内に同期電動機が納まりやすくなり、機械室の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の同期電動機及びシーブ部分の詳細図である。
【図3】2個のロータリエンコーダを使用した例である。
【図4】本発明の接続具部分の詳細図である。
【図5】磁極位置検出の流れ図である。
【図6】磁極位置検出の説明図である。
【図7】磁極位置検出の説明図である。
【図8】容量の異なる同期電動機を使用した場合の例1である。
【図9】容量の異なる同期電動機を使用した場合の例2である。
【図10】片側系統異常時の運転の流れ図である。
【図11】トルク脈動低減制御の流れ図である。
【図12】本発明の第二の実施例を示す構成図である。
【図13】本発明の第一実施例における配置図である。
【符号の説明】
1…同期電動機、2…シーブ、3…ロータリエンコーダ、4…接続具、5…インバータ、6…制御回路、7…マイコン、8…エレベータかご、9…おもり、10…コンバータ、11…磁極位置を把握可能な持具、12…モータ、41…接続具のネジ穴、42…接続具の軸穴、70…ロータリエンコーダ付き同期電動機の指示手段。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an elevator intended to save space in a machine room.
[0002]
[Prior art]
One motor is stored in the machine room of a conventional elevator. However, when the rope winding sheave is positioned at the center of the hoistway, a part of the motor does not fit within the projection surface of the hoistway, and the machine room becomes larger. This becomes more prominent as the motor capacity increases.
[0003]
Further, the following prior art discloses an elevator having a structure in which a rope winding sheave is sandwiched between two motors.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 51-20351 [Patent Document 2]
Japanese translation of PCT publication No. 2001-508744
[Problems to be solved by the invention]
However, since the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-20351 uses an induction motor, the size of the apparatus cannot be avoided. Moreover, the synchronous motor has a permanent magnet, and it is necessary to know the position of this magnet accurately at the time of control. For this reason, it is usually necessary to attach a rotary encoder for detecting the magnetic pole position for each synchronous motor. On the other hand, since the induction motor does not have a permanent magnet and rotates the conductive cylinder, it is superior to the synchronous motor in that the control reference position can be arbitrarily set. However, when comparing an induction motor and a synchronous motor having the same output, the synchronous motor has a much smaller volume and is more efficient. For this reason, this conventional technique cannot achieve a space saving in the machine room.
[0006]
In the prior art described in JP-T-2001-508744, an example using a synchronous motor is described, but there is no description about a rotary encoder attached to the synchronous motor. When the rotary encoders are attached to both synchronous motors, the positions of the respective magnetic poles can be detected and control is facilitated. However, the size of the device increases as the number of rotary encoders increases. Further, even when the rotary encoder is attached to one side of the synchronous motor, the floor area of the machine room is increased depending on the attachment direction.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to save space in an elevator machine room using two synchronous motors and one rotary encoder.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first synchronous motor, a second synchronous motor, a sheave connected to these synchronous motors and installed between these synchronous motors to drive an elevator, an encoder connected to the first synchronous motor, and the encoder And a control panel for controlling the first synchronous motor and the second synchronous motor based on the signal output from. The control panel includes a first inverter that drives the first synchronous motor and a second inverter that drives the second synchronous motor, and is based on the magnetic pole position of the first synchronous motor detected by the encoder. The first synchronous motor is driven to rotate the second synchronous motor and the output voltage of the second inverter detected when the current output from the second inverter is controlled to be zero, or Based on the command value, that is, based on the speed electromotive force generated in the second synchronous motor according to the rotation, the magnetic pole position of the second synchronous motor is calculated.
[0009]
Since there are two synchronous motors on both sides of the sheave, the capacity of the synchronous motor can be reduced compared to driving an elevator with one, and the installation balance of the synchronous motor and sheave is improved, and the projection of the hoistway is improved. The synchronous motor can easily be accommodated in the plane.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows an elevator according to a first embodiment of the present invention, which includes a synchronous motor 1, a sheave 2, a rotary encoder 3, a connector 4, an inverter 5, a control circuit 6, a microcomputer 7, and an instruction means 70 for a synchronous motor with a rotary encoder. It is composed. In FIG. 1, a sheave (a sheave for winding a rope) 2 is sandwiched between two synchronous motors 1, and the synchronous motor 1, the sheave 2, or a control device (not shown) is installed. The space of the room is saved. Currently, there is a high demand for saving space in the machine room and effectively using the floor area of the building. In particular, there is an increasing demand for a so-called “on-top” elevator system that houses the machine room within the projection surface of the hoistway. ing. In this case, it is necessary to consider securing a working space in the machine room, and it is necessary to optimize the arrangement of the equipment and downsize the equipment itself. FIG. 13 is a layout diagram of the motor 12, sheave 2, and rotary encoder 3 as seen from the projection surface of the hoistway in the conventional elevator. The motor 12 is a DC motor, an induction motor, a synchronous motor, or the like. In a general conventional configuration, one motor 12 is configured for one elevator. For this reason, when the sheave 2 is positioned at the center of the hoistway as shown in FIG. 13, it is difficult to fit the motor 12 and the rotary encoder 3 within the projection surface of the hoistway, particularly when the motor capacity increases. It becomes increasingly difficult.
[0012]
2 is a detailed view of the synchronous motor 1, sheave 2 and rotary encoder 3 portion of the first embodiment of FIG. 1, and FIG. 14 is a layout view of FIG. 2 as seen from the projection surface of the hoistway. As shown in FIG. 2, the configuration in which the sheave 2 is sandwiched between the two synchronous motors 1 has an effect of facilitating the “on-top” configuration as apparent from FIG. 14. Moreover, in FIG. 1, a rotary encoder is connected to the synchronous motor of the long side (L2) among each distance (L1, L2) between the non-sheave side surface of each synchronous motor and the machine room wall surface. As a result, it is possible to save work space and save space in the machine room. Each distance (L1, L2) between the non-sheave side surface of each synchronous motor and the machine room wall surface is as shown in FIG.
L1 <L2
However, it usually varies from building to building. For this reason, the shaft end of each synchronous motor has an effect capable of adapting to various building forms by providing a structure to which a rotary encoder can be connected. Further, by making the rotary encoder connecting portions of both the synchronous motors the same structure, there is another effect that the cost can be reduced due to the mass production effect.
[0013]
In FIG. 2, the synchronous motor 1 is used for the motor. In order to control the synchronous motor 1 satisfactorily, it is necessary to accurately grasp the magnetic pole position of the internal magnet. However, the volume can be reduced as compared with an induction motor having the same output, which is suitable for space saving. The synchronous motor is also excellent in efficiency.
[0014]
In the first embodiment shown in FIG. 1, the two synchronous motors 1 are controlled by one rotary encoder. The synchronous motor needs to accurately grasp the magnetic pole position in order to prevent a decrease in efficiency or loss of synchronization. Normally, a rotary encoder 3 is attached to each synchronous motor 1 as shown in FIG. However, in this case, the space for disposing the rotary encoder 3 is not limited, and space saving is hindered. Further, in order to perform detailed position control in an elevator, it is necessary to use a rotary encoder having a high pulse number. For this reason, the increase in rotary encoders leads to an increase in cost and an increase in failure rate.
[0015]
In order to control using only one rotary encoder 3 as in the first embodiment, it is only necessary to know in advance the phase relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1. For example, when the phase difference between the magnetic pole positions of two synchronous motors 1 is A radians, one synchronous motor 1 detects the magnetic pole position with the rotary encoder 3 and the other synchronous motor 1 detects the detected value of the rotary encoder 3. The detected value may be obtained by adding A radians to. However, in the case of an elevator, since the synchronous motor 1 and the sheave 2 are installed locally, it is difficult to accurately grasp the phase relationship between the magnetic pole positions. In addition, since the synchronous motor is detached and attached each time the sheave is adjusted or periodically replaced, there is a high possibility that the magnetic pole position will fluctuate.
[0016]
As a method for solving this problem, as shown in FIG. 4, a holder 11 capable of grasping the magnetic pole position is attached to the shaft of the synchronous motor 1. Further, by providing a key hole in the shaft hole 42 of the connector 4, the relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1 can be grasped. Or even when not using the holder 11 which can grasp | ascertain a magnetic pole position, you may devise the screw hole 41 position of a connection tool, and you may comprise before carrying in so that a magnetic pole position and the screw hole 41 position may correspond. . That is, by providing the magnetic pole position grasping means of the synchronous motor as described above on both sides of the sheave 2, it is possible to grasp the relationship between the magnetic pole positions of the two synchronous motors 1. Synchronous motors used for elevators generally have a large number of poles, so even if the mechanical angle is very small, the electrical angle is greatly shifted by the number of poles. For this reason, sufficient accuracy is required for the attachment of the holder 11 that can grasp the magnetic pole position before delivery. However, there is an effect that it is possible to easily assemble in the case of assembling work on site.
[0017]
FIG. 5 is a flowchart of another example of a method for solving the above problem. In FIG. 5, the same motor 1 that is directly connected to the rotary encoder 3 in FIG. 1 is the A-system synchronous motor (the magnetic pole position can be detected by the rotary encoder), and the other synchronous motor (the magnetic pole position is unknown) is the B-system synchronous motor. It is said. FIG. 6 is a simplified diagram of the B-system synchronous motor 1 to be detected and the B-system inverter 5 that drives it. First, at 101 in the flowchart of FIG. 5, the A-system synchronous motor is driven. The A-system synchronous motor can be driven normally because the rotary encoder can grasp the magnetic pole position. At this time, the B system synchronous motor is rotated by the A system synchronous motor, and a speed electromotive force Vm corresponding to the rotation speed is generated in the B system synchronous motor. When the rotation speed of the A-system synchronous motor is made constant, the speed electromotive force Vm generated by the B-system synchronous motor changes in a sine wave shape according to the magnetic pole position. The amplitude of the sine wave increases in proportion to the rotational speed. Here, if the current Iinv output from the B-system inverter 5 is controlled to be zero, the voltage Vinv generated by the B-system inverter 5 becomes equal to the speed electromotive force Vm, as is apparent from FIG. That is, if Vinv is observed under these conditions, the magnetic pole position of the B system synchronous motor can be accurately grasped. In the flowchart 102 of FIG. 5, the output voltage Vinv of the B system inverter or the command value Vinv * for outputting the output voltage Vinv is detected. In 103 of the flowchart of FIG. 7 is used for calculation. (In FIG. 6, the inverter output command value Vinv * is taken into the microcomputer 7, but it goes without saying that it may be calculated inside the microcomputer 7.) This operation is performed when the elevator is started. , You can adjust without inconvenience the customer. The rotational direction of the synchronous motor during this adjustment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a simplified diagram of the elevator car 8 and the weight 9, and it is assumed that there is no person in the car 8, and the weight Mc of the car 8 is lighter than the weight Mw of the weight. In this case, since it is driven in the forward direction with respect to gravity by rotating in the direction of the arrow (the car 8 moves upward and the weight 9 moves downward), it can be operated with light torque. In the means of FIG. 5, since the torque source is only the A-system synchronous motor, the magnetic pole position can be detected satisfactorily by operating in a direction that does not oppose gravity as shown in FIG.
[0018]
Next, the control circuit portion 6 of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. In a normal inverter system, one microcomputer is used for one inverter main circuit. However, when two motors are simultaneously driven at the same speed, it is necessary to perform information communication between the microcomputers, which may hinder high-speed response. In particular, in elevators, high accuracy of landing is required at the time of stopping, and thus high-speed response is required. Therefore, in the example of FIG. 1, the calculation for driving the two inverters 5 is performed by one microcomputer 7. This eliminates the need for information communication between microcomputers, and has the effect of achieving high speed.
[0019]
The control circuit portion 6 has an instruction means 70 for a synchronous motor with a rotary encoder. This is to transmit to the microcomputer 7 information on which of the two synchronous motors in the configuration of FIG. 1 is attached to the rotary encoder 3. For example, when the sheave 2 rotates clockwise as viewed from the left synchronous motor, the right synchronous motor rotates counterclockwise. That is, the rotation directions of the two synchronous motors are opposite to each other. For this reason, it is grasped | ascertained to which synchronous motor the rotary encoder is attached using the instruction | indication means 70 of the synchronous motor with a rotary encoder so that a synchronous motor can be controlled favorably by the microcomputer 7. FIG. For the instruction means 70 of the synchronous motor with a rotary encoder, for example, a manual dip switch is used. When ON, the rotary encoder signal is used as it is, and when OFF, a part of the rotary encoder signal is inverted. Let As a result, even when the rotary encoder is attached to any of the synchronous motors, good driving is possible.
[0020]
FIG. 12 shows an example in which a system controlled by a single microcomputer is used for another purpose. The rectifier converter 10 and the inverter 5 are driven by a single microcomputer 7 mounted on the control circuit 6. Here, by synchronizing the carrier frequency of the converter 10 for rectification and the carrier frequency of the inverter 5 and driving them in the same phase, there is an effect that the voltage ripple generated by the system can be reduced. When the inverter 5 and the rectifying converter 10 have separate microcomputers, it is necessary to perform extremely complicated processing in order to synchronize the carrier frequency. However, in the example of FIG. 12, since computation is performed by a single microcomputer, it is not necessary to perform information communication or the like, and a configuration for synchronizing carrier frequencies with a very simple configuration can be realized.
[0021]
FIG. 8 shows an example in which synchronous motors having different capacities are used in the first embodiment of FIG. Since the torque required for winding the rope is determined by the sum of the output torques of the two synchronous motors, synchronous motors having different capacities as shown in FIG. 8 may be used. In this case, a drive command output from a control circuit (not shown) needs to be calculated by a microcomputer or the like so as to be a command corresponding to the capacity ratio. Further, by synthesizing the capacity of the synchronous motors and changing the capacity of the entire system depending on the combination, even if the number of single synchronous motors is small, many kinds of capacity can be realized depending on the combination. In particular, in the case of an elevator, high-accuracy driving is required under conditions of low speed and high torque, and therefore, a special synchronous motor having a larger number of poles than a general industrial synchronous motor is used. For this reason, the series is effective in reducing costs. Alternatively, one synchronous motor may be used as a main motor, and the other synchronous motor may be used as a “torque assist” means for driving only when torque is insufficient. In this case, since the inverter main circuit for torque assist performs switching only when necessary, there is an effect that loss is reduced and efficiency is improved. FIG. 8 shows an example in which the axial capacity of the synchronous motor 1 is changed to change the capacity of the motor. However, as shown in FIG. 9, the synchronous motor 1 is changed in the radial direction to change the capacity. Needless to say.
[0022]
Next, a description will be given of the operation when one of the two synchronous motor drive systems is abnormal. In the first embodiment, in the normal operation state, the synchronous motors of both systems are driven, and the sum of the output torques of the respective synchronous motors becomes the output torque of the system. At this time, if it is detected that an abnormality has occurred in one of the systems, it is necessary to drive only with the remaining system. In this case, since the output torque is lower than usual, it is necessary to change the speed pattern such as suppressing the maximum speed and reducing the acceleration / deceleration rate. FIG. 10 is a flowchart of operation when the one-side system is abnormal in the first embodiment of FIG. 1, and an example in which one system (A system) fails and only one system (B system) is driven. It is. The process of the flowchart of FIG. 10 is performed inside the microcomputer on the control circuit. First, when an abnormality of the A system is detected in the conditional branch 111 of the flowchart of FIG. 10, the A system inverter is stopped according to the flowchart 112 of FIG. (Voltage may be applied, but at least switching is not performed.) Next, in the flowchart 113 of FIG. 10, the operation constant in the microcomputer is rewritten so that it can be driven only by the B system. Further, in the flowchart 114 of FIG. 10, the operation pattern is rewritten in consideration of the maximum speed and acceleration / deceleration rate that can be output only by the B system. Then, according to this operation pattern, control calculation and command value output are performed according to flowcharts 115 and 116 in FIG. In particular, elevators need to drive to at least the nearest floor so that passengers are not locked in the car. In the configuration of the first embodiment, there is an effect that even if one motor fails, there is no feeling of anxiety to the user.
[0023]
Next, a method for suppressing torque pulsation that occurs when the elevator is driven in the first embodiment of FIG. 1 will be described. FIG. 11 is a flowchart of torque pulsation reduction control, and this processing is performed inside the microcomputer on the control circuit. Torque pulsation occurs when the weight of a car or rope and the resonance point of the mechanical system determined by the synthesis of the rope and the harmonic of the rotational frequency of the motor (mainly the sixth harmonic component) match. For this reason, when accelerating / decelerating, car vibration occurs when the rotational frequency or its harmonic becomes a frequency near the resonance point. The sixth harmonic is the phase difference between the magnetic pole positions of the two synchronous motors.
30 ° + 60 ° × N (N = 1, 2, 3,...) (Electrical angle) (1)
Therefore, it can be suppressed by setting in advance. However, as described above, since the elevator is installed locally and the synchronous motor is attached and detached, it is difficult to set the angle of the expression (1) accurately. Therefore, first, the speed or position at which resonance occurs is learned in advance using the flowchart 121 of FIG. This learning is sequentially learned during the elevator operation in the flowchart 122 of FIG. 11 and stored in the storage means provided in the control circuit. During the elevator operation, in the normal state, the normal operation is performed as shown in the flowchart 123 of FIG. 11. A voltage command is output so that the phase difference becomes equal to the angle of equation (1). In this case, since the actual magnetic pole position is different from the magnetic pole position of the input command, the efficiency is slightly reduced. However, since it is a short time with respect to the operation time of an elevator, it is hardly a problem. When the resonance point is passed, normal operation is performed again as shown in the flowchart 123 of FIG. By such control, it is possible to reduce the sixth harmonic and to suppress the car vibration.
[0024]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, the synchronous motor can easily be accommodated in the projection surface of the hoistway, and the space of the machine room can be saved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of the synchronous motor and sheave portion of the present invention.
FIG. 3 is an example in which two rotary encoders are used.
FIG. 4 is a detailed view of the connector part of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of magnetic pole position detection.
FIG. 6 is an explanatory diagram of magnetic pole position detection.
FIG. 7 is an explanatory diagram of magnetic pole position detection.
FIG. 8 is Example 1 in the case of using synchronous motors having different capacities.
FIG. 9 is an example 2 in the case of using synchronous motors having different capacities.
FIG. 10 is a flowchart of operation when a one-side system is abnormal.
FIG. 11 is a flowchart of torque pulsation reduction control.
FIG. 12 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a layout view in the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Synchronous motor, 2 ... Sheave, 3 ... Rotary encoder, 4 ... Connection tool, 5 ... Inverter, 6 ... Control circuit, 7 ... Microcomputer, 8 ... Elevator car, 9 ... Weight, 10 ... Converter, 11 ... Magnetic pole position Holding device that can be grasped, 12... Motor, 41... Screw hole of connection tool, 42... Shaft hole of connection tool, 70.

Claims (4)

第1の同期電動機と、第2の同期電動機と、これら同期電動機と接続され、これら同期電動機の間に設置されエレベータを駆動するシーブと、前記第1の同期電動機に接続されたエンコーダと、このエンコーダから出力された信号に基づき前記第1の同期電動機と前記第2の同期電動機を制御する制御盤を備え、
前記制御盤は、前記第1の同期電動機を駆動する第1のインバータと前記第2の同期電動機を駆動する第2のインバータとを備え、前記エンコーダによって検出される前記第1の同期電動機の磁極位置に基づいて前記第1の同期電動機を駆動して前記第2の同期電動機を回転し、前記第2のインバータから出力される電流が零になるように制御されるときに検出される前記第2のインバータの出力電圧又はその指令値に基づいて前記第2の同期電動機の磁極位置を演算することを特徴とするエレベータ。
A first synchronous motor, a second synchronous motor, a sheave connected to these synchronous motors and installed between these synchronous motors to drive an elevator, an encoder connected to the first synchronous motor, and A control panel for controlling the first synchronous motor and the second synchronous motor based on a signal output from an encoder;
The control panel includes a first inverter that drives the first synchronous motor and a second inverter that drives the second synchronous motor, and the magnetic pole of the first synchronous motor detected by the encoder. The first synchronous motor is driven based on the position to rotate the second synchronous motor, and the first detected is detected when the current output from the second inverter is controlled to be zero. An elevator which calculates a magnetic pole position of the second synchronous motor based on an output voltage of the inverter of 2 or a command value thereof .
請求項1において、前記第1の同期電動機,前記第2の同期電動機及び前記シーブを格納する機械室を備え、前記第1の同期電動機は、非シーブ側の機械室壁面までの距離が前記第2の同期電動機よりも大きく、前記エンコーダは前記第1の同期電動機にのみ接続されることを特徴とするエレベータ。  The first synchronous motor, the second synchronous motor, and a machine room for storing the sheave are provided, and the first synchronous motor has a distance to the wall surface of the machine room on the non-sheave side. The elevator is larger than two synchronous motors, and the encoder is connected only to the first synchronous motor. 請求項1または請求項2において、前記制御盤は、前記第1の同期電動機を駆動する前記第1のインバータと、前記第2の同期電動機を駆動する前記第2のインバータと、前記エンコーダから出力された信号に基づいて、これらインバータを1つの制御回路で一括制御する制御装置を備えたことを特徴とするエレベータ。According to claim 1 or claim 2, wherein the control panel includes a first inverter for driving the first synchronous motor, and said second of said second inverter for driving a synchronous motor, an output from the encoder An elevator comprising a control device that collectively controls these inverters with a single control circuit based on the received signal. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記第1および第2の同期電動機の異常を検知する検知手段と、この検知手段により一方の同期電動機に異常が発生したと判断された場合、最高速度,加速率又は減速率の速度パターンを異常以前とは異なる速度パターンに設定する手段とを備えたことを特徴とするエレベータ。  In any one of Claims 1 thru | or 3, when it determines with the detection means which detects abnormality of the said 1st and 2nd synchronous motor, and abnormality having generate | occur | produced in one synchronous motor by this detection means, An elevator comprising means for setting a speed pattern of speed, acceleration rate or deceleration rate to a speed pattern different from that before the abnormality.
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