JPH10194650A - エスカレーターの制御装置 - Google Patents
エスカレーターの制御装置Info
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- JPH10194650A JPH10194650A JP9017421A JP1742197A JPH10194650A JP H10194650 A JPH10194650 A JP H10194650A JP 9017421 A JP9017421 A JP 9017421A JP 1742197 A JP1742197 A JP 1742197A JP H10194650 A JPH10194650 A JP H10194650A
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- speed
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- escalator
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B50/00—Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies
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- Escalators And Moving Walkways (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定格速度一定で運転されている時の負荷変動
（乗客数の増減）に応じて省エネルギー化を図ると共
に、乗客不在時の消費電力を低減することにある。 【解決手段】 速度指令ωＲと実速度ωｍの偏差によっ
て得られるトルク指令τＲに対して誘導電動機６０に流
れる電流から求めた電動機トルク推定値τｍを負帰還す
るトルク制御系を構成し、そ制御系の出力τ*に基づい
て誘導電動機が最高効率を呈するようにトルク電流Ｉｔ
と励磁電流Ｉｍをそれぞれ制御すると共に、トルク指令
と予め設定した所定値を比較し、その結果によって速度
指令を変更する速度指令変更手段３００を備え、乗客の
有無を判定し、乗客のいない場合は低速運転する。
（乗客数の増減）に応じて省エネルギー化を図ると共
に、乗客不在時の消費電力を低減することにある。 【解決手段】 速度指令ωＲと実速度ωｍの偏差によっ
て得られるトルク指令τＲに対して誘導電動機６０に流
れる電流から求めた電動機トルク推定値τｍを負帰還す
るトルク制御系を構成し、そ制御系の出力τ*に基づい
て誘導電動機が最高効率を呈するようにトルク電流Ｉｔ
と励磁電流Ｉｍをそれぞれ制御すると共に、トルク指令
と予め設定した所定値を比較し、その結果によって速度
指令を変更する速度指令変更手段３００を備え、乗客の
有無を判定し、乗客のいない場合は低速運転する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エスカレーターの
制御装置に係り、特に、エスカレーターの省電力化を図
るエスカレーターの制御装置に関する。
制御装置に係り、特に、エスカレーターの省電力化を図
るエスカレーターの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エスカレーターの消費電力を低減
する技術として、特開昭６１−１１０７９３号公報に
は、乗客数の検出装置を設け、乗客数が少ないとき、イ
ンバータの出力周波数を低くして消費電力を低減するエ
スカレーターの誘導電動機が開示されている。また、エ
レベータを駆動する誘導電動機のベクトル制御装置とし
て、特開平６−２８４７７２号公報には、誘導電動機の
所要トルク及び速度に応じて、誘導電動機の電力効率が
最大となるように、トルク電流と励磁電流を制御するこ
とが開示されている。
する技術として、特開昭６１−１１０７９３号公報に
は、乗客数の検出装置を設け、乗客数が少ないとき、イ
ンバータの出力周波数を低くして消費電力を低減するエ
スカレーターの誘導電動機が開示されている。また、エ
レベータを駆動する誘導電動機のベクトル制御装置とし
て、特開平６−２８４７７２号公報には、誘導電動機の
所要トルク及び速度に応じて、誘導電動機の電力効率が
最大となるように、トルク電流と励磁電流を制御するこ
とが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、エスカレータ
ーは、通常、乗客の有無に拘わらず、定格速度一定で運
転されている。このため、乗客がいない場合には無駄な
電力を消費している。しかし、特開昭６１−１１０７９
３号公報には、乗客が少ない場合にエスカレーターの速
度を低くして消費電力を低減することができるが、定格
速度一定で運転されている時の負荷変動（乗客数の増
減）に対する省電力化が考慮されていない。また、この
場合、乗口に専用の乗客数検出装置が必要である。一
方、特開平６−２８４７７２号公報の技術は、エレベー
タの制御に関するものである。エレベータは加減速制御
に加えて停止（着床）制御によって運転されるが、エス
カレーターは停止制御されることなく、連続して運転さ
れる。このため、定格速度一定で連続して運転されてい
るエスカレーターに対して負荷変動（乗客数の増減）が
発生した時の速度指令の発生方法がエレベータとは異な
る。特開平６−２８４７７２号公報には、このようなエ
スカレーターに特有な速度指令の発生方法が考慮されて
いない。
ーは、通常、乗客の有無に拘わらず、定格速度一定で運
転されている。このため、乗客がいない場合には無駄な
電力を消費している。しかし、特開昭６１−１１０７９
３号公報には、乗客が少ない場合にエスカレーターの速
度を低くして消費電力を低減することができるが、定格
速度一定で運転されている時の負荷変動（乗客数の増
減）に対する省電力化が考慮されていない。また、この
場合、乗口に専用の乗客数検出装置が必要である。一
方、特開平６−２８４７７２号公報の技術は、エレベー
タの制御に関するものである。エレベータは加減速制御
に加えて停止（着床）制御によって運転されるが、エス
カレーターは停止制御されることなく、連続して運転さ
れる。このため、定格速度一定で連続して運転されてい
るエスカレーターに対して負荷変動（乗客数の増減）が
発生した時の速度指令の発生方法がエレベータとは異な
る。特開平６−２８４７７２号公報には、このようなエ
スカレーターに特有な速度指令の発生方法が考慮されて
いない。
【０００４】本発明の課題は、定格速度一定で運転され
ている時の負荷変動（乗客数の増減）に応じて省エネル
ギー化を図ると共に、乗客不在時の消費電力を低減する
に好適なエスカレーターの制御装置を提供することにあ
る。
ている時の負荷変動（乗客数の増減）に応じて省エネル
ギー化を図ると共に、乗客不在時の消費電力を低減する
に好適なエスカレーターの制御装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、誘導電動機
に対する速度指令を発生する手段と、この速度指令に誘
導電動機の速度が追従するようにトルク指令を発生する
速度制御手段と、電動機電流を検出する手段と、この電
流検出値から前記誘導電動機の発生トルクを推定する手
段と、トルク指令と前記トルク推定値とが一致するよう
にトルク操作量を発生するトルク制御手段と、このトル
ク制御手段の出力に基づいて前記電動機電流のトルク電
流成分と励磁電流成分とが前記速度指令に対応した速度
を得るに必要なトルクを誘導電動機の最小の入力電力に
よって発生させる関係となるようにＰＷＭインバータを
制御する手段と、トルク指令と予め設定した所定値を比
較し、その結果によって前記速度指令を変更する速度指
令変更手段を備えることによって、解決される。ここ
で、速度指令変更手段は、トルク指令がエスカレーター
の低速運転時に予め設定した乗客がいない場合に相当す
る第１のトルク値より大きくなると、速度指令を定格速
度に上げ、定格速度運転時に予め設定した乗客がいない
場合に相当する第２のトルク値より小さくなると、速度
指令を低速度に下げる。また、予め設定した第１のトル
ク値は、低速運転時の電動機損失及び前記トルク指令よ
り大きく、かつ、乗客が１人乗り込むことによって生ず
る前記トルク指令の増加を検出できる値とし、前記予め
設定した第２のトルク値は、定格速度運転時の電動機損
失より大きく、かつ、最後の乗客１人分の負荷変化によ
るトルク指令の減少を検出できる値とする。
に対する速度指令を発生する手段と、この速度指令に誘
導電動機の速度が追従するようにトルク指令を発生する
速度制御手段と、電動機電流を検出する手段と、この電
流検出値から前記誘導電動機の発生トルクを推定する手
段と、トルク指令と前記トルク推定値とが一致するよう
にトルク操作量を発生するトルク制御手段と、このトル
ク制御手段の出力に基づいて前記電動機電流のトルク電
流成分と励磁電流成分とが前記速度指令に対応した速度
を得るに必要なトルクを誘導電動機の最小の入力電力に
よって発生させる関係となるようにＰＷＭインバータを
制御する手段と、トルク指令と予め設定した所定値を比
較し、その結果によって前記速度指令を変更する速度指
令変更手段を備えることによって、解決される。ここ
で、速度指令変更手段は、トルク指令がエスカレーター
の低速運転時に予め設定した乗客がいない場合に相当す
る第１のトルク値より大きくなると、速度指令を定格速
度に上げ、定格速度運転時に予め設定した乗客がいない
場合に相当する第２のトルク値より小さくなると、速度
指令を低速度に下げる。また、予め設定した第１のトル
ク値は、低速運転時の電動機損失及び前記トルク指令よ
り大きく、かつ、乗客が１人乗り込むことによって生ず
る前記トルク指令の増加を検出できる値とし、前記予め
設定した第２のトルク値は、定格速度運転時の電動機損
失より大きく、かつ、最後の乗客１人分の負荷変化によ
るトルク指令の減少を検出できる値とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるエ
スカレーターの制御装置を示す。図１において、交流電
源１０の交流はコンバータ２０によって直流に変換さ
れ、この直流電圧は平滑コンデンサ３０で平滑され、平
滑された直流は更にＰＷＭインバータ４０で可変電圧、
可変周波数の交流に変換される。この交流は誘導電動機
（ＩＭ）６０に供給され、誘導電動機６０を可変速駆動
する。誘導電動機６０で発生したトルクは電動機のロー
タ（回転子）に直結された減速機７０及び駆動チェーン
７５を介してターミナルスプロケット８０に伝達され、
このターミナルスプロケット８０と同一軸にある踏段チ
ェーン駆動スプロケット８５を回転動作させ、この踏段
チェーン駆動スプロケット８５に掛けられた無端状の踏
段チェーン９０に等間隔に固定した踏段９５を駆動す
る。従って、誘導電動機６０には踏段９５の走行抵抗と
乗客の荷重が負荷として加わる。かかる負荷は、乗客の
乗り降りに応じて絶えず変動する。また、駅などの都市
交通用エスカレーターは、列車の到着時には負荷（乗客
数）が大きくかかるが、それ以外の場合には殆ど無負荷
の状態で運転している。このためエスカレーター駆動系
で省電力化を図るためには、乗客がいない場合は走行速
度を低くし、乗客がいる場合には定格速度運転で輸送能
力を確保しつつ、負荷の状況に応じて消費電力を制御す
ることが望ましい。
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるエ
スカレーターの制御装置を示す。図１において、交流電
源１０の交流はコンバータ２０によって直流に変換さ
れ、この直流電圧は平滑コンデンサ３０で平滑され、平
滑された直流は更にＰＷＭインバータ４０で可変電圧、
可変周波数の交流に変換される。この交流は誘導電動機
（ＩＭ）６０に供給され、誘導電動機６０を可変速駆動
する。誘導電動機６０で発生したトルクは電動機のロー
タ（回転子）に直結された減速機７０及び駆動チェーン
７５を介してターミナルスプロケット８０に伝達され、
このターミナルスプロケット８０と同一軸にある踏段チ
ェーン駆動スプロケット８５を回転動作させ、この踏段
チェーン駆動スプロケット８５に掛けられた無端状の踏
段チェーン９０に等間隔に固定した踏段９５を駆動す
る。従って、誘導電動機６０には踏段９５の走行抵抗と
乗客の荷重が負荷として加わる。かかる負荷は、乗客の
乗り降りに応じて絶えず変動する。また、駅などの都市
交通用エスカレーターは、列車の到着時には負荷（乗客
数）が大きくかかるが、それ以外の場合には殆ど無負荷
の状態で運転している。このためエスカレーター駆動系
で省電力化を図るためには、乗客がいない場合は走行速
度を低くし、乗客がいる場合には定格速度運転で輸送能
力を確保しつつ、負荷の状況に応じて消費電力を制御す
ることが望ましい。
【０００７】まず、エスカレーターの定格速度運転時の
動作を説明する。速度指令１００（ωＲ）を発すると、
速度指令ωＲに、誘導電動機６０の回転子に取り付けら
れたロータリーエンコーダから発せられる回転パルスを
もとに速度検出手段１１０で検出される速度ωＭを負帰
還し、速度偏差を発生させる。この速度偏差は速度制御
手段１２０に入力される。速度制御手段１２０では、速
度偏差が無くなるように誘導電動機６０で発生するトル
クを決定すべきトルク指令τＲを発生する。トルク指令
τＲに、発生トルク推定手段１３０から式（１）を使っ
て演算して得られる現時点の電動機内部において発生し
ている瞬時トルクτＭを負帰還する。 τＭ＝ｍ・ｐ・｛Ｍ／（Ｍ＋１2）｝・φ２・Ｉｔ （１） 但し、 ｍ：相数、ｐ誘導電動機の極数、Ｍ：励磁イ
ンダクタンス １2：漏れインダクタンス、Ｉｔ：検出されたトルク電
流 φ２：２次磁束 また、２次磁束φ２は、式（２）をもとに、２次磁束演
算手段１４０で演算することによって推定される現時点
の誘導機内部において発生しているトルク発生に寄与す
る瞬時磁束である。 φ２＝｛Ｍ・１ｍ｝／（１＋Ｔ2・ｓ） （２） 但し、 Ｔ2：二次時定数、ｓ：ラプラス演算子 式（２）の１ｍは励磁分電流であり、励磁電流トルク電
流検出手段１５０から検出される２次磁束φ２を発生さ
せるために必要な励磁電流である。ここで、励磁分電流
Ｉｍ、トルク分電流Ｉｔは、電流センサ５１、５２、５
３によって検出される三相の１次電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ
をもとに、励磁電流トルク電流検出手段１５０で式
（３）の演算を行うことによって求められる。 Ｉｍ＝（√２／√３）・｛ｉｕ・ｃｏｓθ1* ＋ｉｖ・ｃｏｓ（θ1*−２π／３） ＋ｉｗ・ｃｏｓ（θ1*＋２π／３）｝ Ｉｔ＝−（√２／√３）・｛ｉｕ・ｓｉｎθ1* ＋ｉｖ・ｓｉｎ（θ1*−２π／３） ＋ｉｗ・ｓｉｎ（θ1*＋２π／３）｝ （３） 但し、θ1*＝∫ω１ｄｔ、ω１はインバータ角周波数で
あり、（４）式に示すように電動機の回転角速度ωＭと
後述するすべり角周波数ωｓとの和で与えられる。 ω１＝ωＭ＋ωｓ （４）
動作を説明する。速度指令１００（ωＲ）を発すると、
速度指令ωＲに、誘導電動機６０の回転子に取り付けら
れたロータリーエンコーダから発せられる回転パルスを
もとに速度検出手段１１０で検出される速度ωＭを負帰
還し、速度偏差を発生させる。この速度偏差は速度制御
手段１２０に入力される。速度制御手段１２０では、速
度偏差が無くなるように誘導電動機６０で発生するトル
クを決定すべきトルク指令τＲを発生する。トルク指令
τＲに、発生トルク推定手段１３０から式（１）を使っ
て演算して得られる現時点の電動機内部において発生し
ている瞬時トルクτＭを負帰還する。 τＭ＝ｍ・ｐ・｛Ｍ／（Ｍ＋１2）｝・φ２・Ｉｔ （１） 但し、 ｍ：相数、ｐ誘導電動機の極数、Ｍ：励磁イ
ンダクタンス １2：漏れインダクタンス、Ｉｔ：検出されたトルク電
流 φ２：２次磁束 また、２次磁束φ２は、式（２）をもとに、２次磁束演
算手段１４０で演算することによって推定される現時点
の誘導機内部において発生しているトルク発生に寄与す
る瞬時磁束である。 φ２＝｛Ｍ・１ｍ｝／（１＋Ｔ2・ｓ） （２） 但し、 Ｔ2：二次時定数、ｓ：ラプラス演算子 式（２）の１ｍは励磁分電流であり、励磁電流トルク電
流検出手段１５０から検出される２次磁束φ２を発生さ
せるために必要な励磁電流である。ここで、励磁分電流
Ｉｍ、トルク分電流Ｉｔは、電流センサ５１、５２、５
３によって検出される三相の１次電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ
をもとに、励磁電流トルク電流検出手段１５０で式
（３）の演算を行うことによって求められる。 Ｉｍ＝（√２／√３）・｛ｉｕ・ｃｏｓθ1* ＋ｉｖ・ｃｏｓ（θ1*−２π／３） ＋ｉｗ・ｃｏｓ（θ1*＋２π／３）｝ Ｉｔ＝−（√２／√３）・｛ｉｕ・ｓｉｎθ1* ＋ｉｖ・ｓｉｎ（θ1*−２π／３） ＋ｉｗ・ｓｉｎ（θ1*＋２π／３）｝ （３） 但し、θ1*＝∫ω１ｄｔ、ω１はインバータ角周波数で
あり、（４）式に示すように電動機の回転角速度ωＭと
後述するすべり角周波数ωｓとの和で与えられる。 ω１＝ωＭ＋ωｓ （４）
【０００８】速度制御手段１２０で得られたトルク指令
τＲ及び発生トルク推定手段１３０で得られた発生トル
クτＭとの偏差（トルク偏差）がトルク制御手段１６０
に入力される。トルク制御手段１６０はトルク偏差がゼ
ロになるようにするためのトルク指令τＲの操作量（補
償量）τ*を決定する。通常、トルク制御手段１６０は
ＰＩ（比例＋積分）要素で構成される。操作量τ*はト
ルク電流指令演算手段１７０に入力される。トルク電流
指令演算手段１７０では、式（５）によってトルク電流
指令Ｉｔ*を演算する。 Ｉｔ*＝｛τ*／φ２｝・｛（Ｍ＋１2）／Ｍ｝ ・｛１／（ｍ・ｐ）｝ （５）
τＲ及び発生トルク推定手段１３０で得られた発生トル
クτＭとの偏差（トルク偏差）がトルク制御手段１６０
に入力される。トルク制御手段１６０はトルク偏差がゼ
ロになるようにするためのトルク指令τＲの操作量（補
償量）τ*を決定する。通常、トルク制御手段１６０は
ＰＩ（比例＋積分）要素で構成される。操作量τ*はト
ルク電流指令演算手段１７０に入力される。トルク電流
指令演算手段１７０では、式（５）によってトルク電流
指令Ｉｔ*を演算する。 Ｉｔ*＝｛τ*／φ２｝・｛（Ｍ＋１2）／Ｍ｝ ・｛１／（ｍ・ｐ）｝ （５）
【０００９】トルク電流指令Ｉｔ*に対応した励磁電流
指令ＩｍＲは励磁電流／トルク電流比決定手段１８０に
よって、以下に述べる手法によって決定される。両者の
関係は、誘導電動機６０の損失Ｌが最小になるように決
定される。 Ｌ＝Ａ・Ｉｍ2＋Ｂ・Ｉｔ2 （６） 但し、Ａ＝（Ｒｓ＋Ｒｍ） Ｂ＝Ｒｓ＋Ｒｒ・（Ｍ／Ｌｒ）・（Ｍ／Ｌｒ） ≒Ｒｓ＋Ｒｒ （７） Ｌｒ＝Ｍ＋１2、Ｒｓ：一次抵抗、Ｒｍ：鉄損抵抗、Ｒ
ｒ：２次抵抗Ｍ／Ｌｒの値は通常１に近い値、つまり、
２次漏れインダクタンスｌ2は励磁インダクタンスＭに
比べて非常に小さいので、Ｂに関しては一般に第２項が
成立する。ここで、一般的に、与えられたトルクτ（図
１のτ*に相当）を発生するのに必要な励磁電流Ｉｍと
トルク電流Ｉｔの組み合わせを（Ｉｔ、Ｉｍ）とする
と、トルクτはＩｔとＩｍと積に比例する。従って、式
（８）を満足する上記の組み合わせは無数に存在するこ
とになる。 τ＝ｋ・Ｉｔ・Ｉｍ（ｋ：トルク比例定数） （８） そこで、ある与えれたられたトルクτを発生するのに、
式（６）で与えられる誘導電動機６０の損失Ｌが最小に
なる励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎ（＝
Ｉｍ／Ｉｔ）は式（９）になる。 （αｍｉｎ）2＝｛Ｒｓ＋Ｒｒ・（Ｍ／Ｌｒ）2｝／（Ｒｓ＋Ｒｍ） （９） 従って、誘導電動機６０の損失Ｌを最小にする励磁電流
Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎは、一次抵抗Ｒ
ｓ、２次抵抗Ｒｒ、励磁インダクタンスＭ、鉄損抵抗Ｒ
ｍの関数になる。ここで、一次抵抗Ｒｓ、２次抵抗Ｒｒ
は電動機内の温度、励磁インダクタンスＭは励磁電流Ｉ
ｍ、鉄損抵抗Ｒｍは電動機の速度（インバータ角周波
数）によって変動するため、これらの変動に応じて比α
ｍｉｎを可変にする必要がある。
指令ＩｍＲは励磁電流／トルク電流比決定手段１８０に
よって、以下に述べる手法によって決定される。両者の
関係は、誘導電動機６０の損失Ｌが最小になるように決
定される。 Ｌ＝Ａ・Ｉｍ2＋Ｂ・Ｉｔ2 （６） 但し、Ａ＝（Ｒｓ＋Ｒｍ） Ｂ＝Ｒｓ＋Ｒｒ・（Ｍ／Ｌｒ）・（Ｍ／Ｌｒ） ≒Ｒｓ＋Ｒｒ （７） Ｌｒ＝Ｍ＋１2、Ｒｓ：一次抵抗、Ｒｍ：鉄損抵抗、Ｒ
ｒ：２次抵抗Ｍ／Ｌｒの値は通常１に近い値、つまり、
２次漏れインダクタンスｌ2は励磁インダクタンスＭに
比べて非常に小さいので、Ｂに関しては一般に第２項が
成立する。ここで、一般的に、与えられたトルクτ（図
１のτ*に相当）を発生するのに必要な励磁電流Ｉｍと
トルク電流Ｉｔの組み合わせを（Ｉｔ、Ｉｍ）とする
と、トルクτはＩｔとＩｍと積に比例する。従って、式
（８）を満足する上記の組み合わせは無数に存在するこ
とになる。 τ＝ｋ・Ｉｔ・Ｉｍ（ｋ：トルク比例定数） （８） そこで、ある与えれたられたトルクτを発生するのに、
式（６）で与えられる誘導電動機６０の損失Ｌが最小に
なる励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎ（＝
Ｉｍ／Ｉｔ）は式（９）になる。 （αｍｉｎ）2＝｛Ｒｓ＋Ｒｒ・（Ｍ／Ｌｒ）2｝／（Ｒｓ＋Ｒｍ） （９） 従って、誘導電動機６０の損失Ｌを最小にする励磁電流
Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎは、一次抵抗Ｒ
ｓ、２次抵抗Ｒｒ、励磁インダクタンスＭ、鉄損抵抗Ｒ
ｍの関数になる。ここで、一次抵抗Ｒｓ、２次抵抗Ｒｒ
は電動機内の温度、励磁インダクタンスＭは励磁電流Ｉ
ｍ、鉄損抵抗Ｒｍは電動機の速度（インバータ角周波
数）によって変動するため、これらの変動に応じて比α
ｍｉｎを可変にする必要がある。
【００１０】本実施形態は、誘導電動機６０の速度ωＭ
に応じて励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎ
を補正する例である。図２に、発生トルク（τＭ１、τ
Ｍ２・・・）を変えた場合の最高効率を与える励磁電流
Ｉｍとトルク電流Ｉｔの組み合わせによって得られる励
磁電流−トルク電流ラインを示す。ここでは、式（９）
で与えられるパラメータは既に与えられており、変動が
ない場合を示す。（Ｉｔ１、Ｉｍ１）と（Ｉｔ２、Ｉｍ
２）を結ぶラインが最高効率を与える励磁電流−トルク
電流ラインである。図３に、速度（ωＭ１０、ωＭ２、
ωＭ３、ωＭ４・・・）が変動した場合の最高効率を与
える励磁電流−トルク電流ラインを示す。最高効率を与
える特性は速度ωＭと共に変動する。この変動を補償す
るためには、定格速度ωＭ１０を基準に補正係数Ｋ（ω
Ｍ）を速度に応じて求めるようにすればよい。 αｍｉｎ＝Ｋ（ωＭ）・（ωＭ／ωＭ１０） （１０） ここで、補正係数Ｋ（ωＭ）は、速度ωＭを変数とした
関数テーブルを予め用意して求めておく。この補償は、
主に鉄損抵抗Ｒｍの速度による変動を補償するものであ
る。実際には、式（９）のパラメータ、電動機の温度
（一次及び二次側の温度）、電動機速度及び励磁電流に
よって変化するため、図４に示すよう手法により求める
必要がある。
に応じて励磁電流Ｉｍとトルク電流Ｉｔとの比αｍｉｎ
を補正する例である。図２に、発生トルク（τＭ１、τ
Ｍ２・・・）を変えた場合の最高効率を与える励磁電流
Ｉｍとトルク電流Ｉｔの組み合わせによって得られる励
磁電流−トルク電流ラインを示す。ここでは、式（９）
で与えられるパラメータは既に与えられており、変動が
ない場合を示す。（Ｉｔ１、Ｉｍ１）と（Ｉｔ２、Ｉｍ
２）を結ぶラインが最高効率を与える励磁電流−トルク
電流ラインである。図３に、速度（ωＭ１０、ωＭ２、
ωＭ３、ωＭ４・・・）が変動した場合の最高効率を与
える励磁電流−トルク電流ラインを示す。最高効率を与
える特性は速度ωＭと共に変動する。この変動を補償す
るためには、定格速度ωＭ１０を基準に補正係数Ｋ（ω
Ｍ）を速度に応じて求めるようにすればよい。 αｍｉｎ＝Ｋ（ωＭ）・（ωＭ／ωＭ１０） （１０） ここで、補正係数Ｋ（ωＭ）は、速度ωＭを変数とした
関数テーブルを予め用意して求めておく。この補償は、
主に鉄損抵抗Ｒｍの速度による変動を補償するものであ
る。実際には、式（９）のパラメータ、電動機の温度
（一次及び二次側の温度）、電動機速度及び励磁電流に
よって変化するため、図４に示すよう手法により求める
必要がある。
【００１１】図４は、電動機の温度、励磁電流、電動機
速度を入力信号（情報）として、式（９）の個々のパラ
メータが変動した場合の最高効率を与えるαｍｉｎを演
算し、このαｍｉｎに対応した最適なトルク電流指令と
励磁電流指令との組み合わせを求める方法を説明するブ
ロック図を示す。ブロック１８１には、一次抵抗Ｒｓ及
び二次抵抗Ｒｒを電動機温度（２次側の温度は通常検出
が難しいため、１次側に換算した温度を使用）の関数と
して予め求め、テーブル化して用意される。電動機温度
（フレーム温度）（本実施形態では省略）が検出される
と、電動機温度に対応した一次抵抗Ｒｓ、二次抵抗Ｒｒ
がテーブルから求められる。ブロック１８２には、励磁
電流に対応した励磁インダクタンスＭの関数テーブルが
用意され、検出された励磁電流が入力されると、この励
磁電流に対応した励磁インダクタンスＭが得られる。こ
のように励磁インダクタンスの補償が必要なのは、励磁
電流が小さい領域では励磁インダクタンスＭはほぼ一定
であるが、励磁電流が大きくなると、磁束が飽和し、励
磁インダクタンスＭは急激に減少するためである。これ
は、最近電動機の小型・軽量化が進み、磁束を発生させ
る電動機のコアは電動機の小型化に伴って次第に小さく
なり、励磁電流が大きな領域では磁束が飽和し易い磁気
回路となっており、励磁インダクタンスが減少するため
である。ブロック１８３では、上記の補償された励磁イ
ンダクタンスＭ、２次抵抗Ｒｒとから式（９）の分子の
第２項を求め、これとブロック１８１から得られた１次
抵抗Ｒｓ、ブロック１８４から検出された電動機速度に
基づいて決定された鉄損抵抗Ｒｍを用いて最高効率を与
えるαｍｉｎをブロック１８０で演算し、このαｍｉｎ
にトルク電流指令Ｉｔ*を乗じて励磁電流指令ＩｍＲを
決定する。以上のように得られたトルク電流指令Ｉｔ*
と励磁電流指令ＩｍＲとの組み合わせに対応したトルク
電流Ｉｔと励磁電流指令Ｉｍが誘導電動機６０の内部に
流れるように電流制御が行われる。
速度を入力信号（情報）として、式（９）の個々のパラ
メータが変動した場合の最高効率を与えるαｍｉｎを演
算し、このαｍｉｎに対応した最適なトルク電流指令と
励磁電流指令との組み合わせを求める方法を説明するブ
ロック図を示す。ブロック１８１には、一次抵抗Ｒｓ及
び二次抵抗Ｒｒを電動機温度（２次側の温度は通常検出
が難しいため、１次側に換算した温度を使用）の関数と
して予め求め、テーブル化して用意される。電動機温度
（フレーム温度）（本実施形態では省略）が検出される
と、電動機温度に対応した一次抵抗Ｒｓ、二次抵抗Ｒｒ
がテーブルから求められる。ブロック１８２には、励磁
電流に対応した励磁インダクタンスＭの関数テーブルが
用意され、検出された励磁電流が入力されると、この励
磁電流に対応した励磁インダクタンスＭが得られる。こ
のように励磁インダクタンスの補償が必要なのは、励磁
電流が小さい領域では励磁インダクタンスＭはほぼ一定
であるが、励磁電流が大きくなると、磁束が飽和し、励
磁インダクタンスＭは急激に減少するためである。これ
は、最近電動機の小型・軽量化が進み、磁束を発生させ
る電動機のコアは電動機の小型化に伴って次第に小さく
なり、励磁電流が大きな領域では磁束が飽和し易い磁気
回路となっており、励磁インダクタンスが減少するため
である。ブロック１８３では、上記の補償された励磁イ
ンダクタンスＭ、２次抵抗Ｒｒとから式（９）の分子の
第２項を求め、これとブロック１８１から得られた１次
抵抗Ｒｓ、ブロック１８４から検出された電動機速度に
基づいて決定された鉄損抵抗Ｒｍを用いて最高効率を与
えるαｍｉｎをブロック１８０で演算し、このαｍｉｎ
にトルク電流指令Ｉｔ*を乗じて励磁電流指令ＩｍＲを
決定する。以上のように得られたトルク電流指令Ｉｔ*
と励磁電流指令ＩｍＲとの組み合わせに対応したトルク
電流Ｉｔと励磁電流指令Ｉｍが誘導電動機６０の内部に
流れるように電流制御が行われる。
【００１２】先ず、励磁電流指令ＩｍＲに対応した励磁
電流Ｉｍが流れるように励磁電流制御手段１９０が作動
する。ここでは、励磁電流指令ＩｍＲと励磁分／トルク
分電流検出手段１５０から検出された励磁分電流Ｉｍと
の偏差がゼロになるように新たな励磁電流の操作量Ｉｍ
*を発生する。励磁電流制御手段１９０は、トルク制御
手段１６０より早く作動するように設定する。これは励
磁電流Ｉｍの応答を高めることによって、要求トルクに
対応した２次磁束を早期に確定し、トルクを安定化する
ためである。上記の過程で得れたトルク電流指令Ｉｔ*
と励磁電流指令の操作量Ｉｍ*に基づいて、式（１１）
を用いて電流指令演算手段２００で演算し、３相の交流
電流指令ｉｕ*、ｉｖ*、ｉｗ*を発生する。 ｉｕ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ） ｉｖ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ−２π／３） （１１） ｉｗ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ＋２π／３） 但し、θ1＝∫ω１ｄｔ ω１＝ωＭ＋ωｓ ωｓ＝（Ｍ・Ｉｍ*）／（Ｔ2・φ２）、Ｔ2＝（Ｍ＋
Ｉ2）／ｒ２ δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｉｔ*／Ｉｍ*） （Ｉ１）2＝（Ｉｔ*）2＋（Ｉｍ*）2 交流電流指令ｉｕ*、ｉｖ*、ｉｗ*は、それぞれ電流検
出器５０、５１、５２から検出された３相の交流電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗに一致するように電流制御手段２１０で
制御し、変調波発生手段２２０から３相変調波Ｖｕ*、
Ｖｖ*、Ｖｗ*を発生する。この変調波はＰＷＭ信号発生
手段２３０に入力され、搬送波（三角波、図示せず）と
比較され、ＰＷＭ信号を発生し、このＰＷＭ信号はＰＷ
Ｍインバータ４０を構成する電力素子のゲートに印加さ
れる。この結果、ＰＷＭインバータ４０の端子にはトル
ク指令τＲに対応したトルクが発生するような端子電圧
が発生し、電動機内部には常に最高効率を与えるトルク
電流Ｉｔと励磁電流Ｉｍの組み合わせが流れるようにな
る。この関係は負荷の状態に拘らず維持されることにな
るため、過渡状態も含めて常に最高効率で電動機が駆動
されることになり、省エネルギー化を図ることができ
る。これは、踏段９５に乗っている乗客数が常に変動
し、誘導電動機６０に加わる負荷トルクが変動しても、
速度指令ωＲに対応した速度を得るに必要なトルクを最
小の誘導電動機の入力電力で発生することができ、省エ
ネルギー効果が大きい。特に、エスカレーターでは乗客
が１人でも定格速度で運転しているような軽負荷状態で
駆動されることがあるため、その省エネルギー効果の意
義は大きい。
電流Ｉｍが流れるように励磁電流制御手段１９０が作動
する。ここでは、励磁電流指令ＩｍＲと励磁分／トルク
分電流検出手段１５０から検出された励磁分電流Ｉｍと
の偏差がゼロになるように新たな励磁電流の操作量Ｉｍ
*を発生する。励磁電流制御手段１９０は、トルク制御
手段１６０より早く作動するように設定する。これは励
磁電流Ｉｍの応答を高めることによって、要求トルクに
対応した２次磁束を早期に確定し、トルクを安定化する
ためである。上記の過程で得れたトルク電流指令Ｉｔ*
と励磁電流指令の操作量Ｉｍ*に基づいて、式（１１）
を用いて電流指令演算手段２００で演算し、３相の交流
電流指令ｉｕ*、ｉｖ*、ｉｗ*を発生する。 ｉｕ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ） ｉｖ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ−２π／３） （１１） ｉｗ*＝Ｉ１・ｃｏｓ（θ1＋δ＋２π／３） 但し、θ1＝∫ω１ｄｔ ω１＝ωＭ＋ωｓ ωｓ＝（Ｍ・Ｉｍ*）／（Ｔ2・φ２）、Ｔ2＝（Ｍ＋
Ｉ2）／ｒ２ δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｉｔ*／Ｉｍ*） （Ｉ１）2＝（Ｉｔ*）2＋（Ｉｍ*）2 交流電流指令ｉｕ*、ｉｖ*、ｉｗ*は、それぞれ電流検
出器５０、５１、５２から検出された３相の交流電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗに一致するように電流制御手段２１０で
制御し、変調波発生手段２２０から３相変調波Ｖｕ*、
Ｖｖ*、Ｖｗ*を発生する。この変調波はＰＷＭ信号発生
手段２３０に入力され、搬送波（三角波、図示せず）と
比較され、ＰＷＭ信号を発生し、このＰＷＭ信号はＰＷ
Ｍインバータ４０を構成する電力素子のゲートに印加さ
れる。この結果、ＰＷＭインバータ４０の端子にはトル
ク指令τＲに対応したトルクが発生するような端子電圧
が発生し、電動機内部には常に最高効率を与えるトルク
電流Ｉｔと励磁電流Ｉｍの組み合わせが流れるようにな
る。この関係は負荷の状態に拘らず維持されることにな
るため、過渡状態も含めて常に最高効率で電動機が駆動
されることになり、省エネルギー化を図ることができ
る。これは、踏段９５に乗っている乗客数が常に変動
し、誘導電動機６０に加わる負荷トルクが変動しても、
速度指令ωＲに対応した速度を得るに必要なトルクを最
小の誘導電動機の入力電力で発生することができ、省エ
ネルギー効果が大きい。特に、エスカレーターでは乗客
が１人でも定格速度で運転しているような軽負荷状態で
駆動されることがあるため、その省エネルギー効果の意
義は大きい。
【００１３】次に、エスカレーターの速度指令変更時の
動作を説明する。速度指令変更手段３００は、速度検出
手段１１０で検出した速度ωＭと速度制御手段１２０の
出力であるトルク指令τＲを入力し、トルク指令τＲが
予め設定したトルク値を超えると、速度指令ωＲを変更
する。図５に、速度指令変更手段３００の動作フローを
示す。。エスカレーターの起動指令が発せられると、ま
ず、低速運転指令を発生する（Ｓ３２０）。エスカレー
ター速度ωＭを監視し、エスカレーターが所定の低速運
転速度に達したかを判定する。ここでは、エスカレータ
ー速度ωＭが所定の低速運転速度に達するまで、トルク
指令τＲが加速トルクによって予め設定したトルク値を
超えても高速運転速度（定格速度運転）指令を発生しな
いようにする（Ｓ３３０）。トルク指令τＲが予め設定
したトルク値を超えたか、即ち、乗客の乗り込みによっ
て負荷が増えたかを判定する（Ｓ３４０）。判定結果が
成立すると、高速運転（定格速度運転）の速度指令を発
生する（Ｓ３５０）。エスカレーター速度ωＭを監視
し、エスカレーターが高速運転速度（定格速度運転）に
達したかを判定する。ここでは、高速運転速度（定格速
度運転）移行中に負荷変動があっても低速運転指令を発
生しないようにする（Ｓ３６０）。エスカレーターが高
速運転速度（定格速度運転）に達した後、速度制御手段
１２０の出力であるトルク指令τＲが予め設定したトル
ク値より小さくなったか、即ち、乗客がいないかを判定
する（Ｓ３７０）。判定結果が成立すると、低速運転の
速度指令を発生する（Ｓ３８０）。
動作を説明する。速度指令変更手段３００は、速度検出
手段１１０で検出した速度ωＭと速度制御手段１２０の
出力であるトルク指令τＲを入力し、トルク指令τＲが
予め設定したトルク値を超えると、速度指令ωＲを変更
する。図５に、速度指令変更手段３００の動作フローを
示す。。エスカレーターの起動指令が発せられると、ま
ず、低速運転指令を発生する（Ｓ３２０）。エスカレー
ター速度ωＭを監視し、エスカレーターが所定の低速運
転速度に達したかを判定する。ここでは、エスカレータ
ー速度ωＭが所定の低速運転速度に達するまで、トルク
指令τＲが加速トルクによって予め設定したトルク値を
超えても高速運転速度（定格速度運転）指令を発生しな
いようにする（Ｓ３３０）。トルク指令τＲが予め設定
したトルク値を超えたか、即ち、乗客の乗り込みによっ
て負荷が増えたかを判定する（Ｓ３４０）。判定結果が
成立すると、高速運転（定格速度運転）の速度指令を発
生する（Ｓ３５０）。エスカレーター速度ωＭを監視
し、エスカレーターが高速運転速度（定格速度運転）に
達したかを判定する。ここでは、高速運転速度（定格速
度運転）移行中に負荷変動があっても低速運転指令を発
生しないようにする（Ｓ３６０）。エスカレーターが高
速運転速度（定格速度運転）に達した後、速度制御手段
１２０の出力であるトルク指令τＲが予め設定したトル
ク値より小さくなったか、即ち、乗客がいないかを判定
する（Ｓ３７０）。判定結果が成立すると、低速運転の
速度指令を発生する（Ｓ３８０）。
【００１４】上述した予め設定するトルク値は、エスカ
レーターの速度と誘導電動機６０の損失の関係を考慮し
て、エスカレーターの走行速度に応じてそのトルク設定
値を決める。図６に、エスカレーターの速度（横軸）と
誘導電動機の損失（縦軸）の関係を示す。（ａ）はエス
カレーターの走行速度が低いときの電動機損失、（ｂ）
はエスカレーターの走行速度が高いときの電動機損失で
ある。図７に、トルク指令τＲと速度指令変更手段３０
０におけるトルク設定値の関係を示す。図７において、
上段にエスカレーター速度指令τＲ、下段にトルク指令
τＲ及び電動機の損失Ｌを表す。図７に示すように、エ
スカレーター速度指令τＲによって、エスカレーターが
低速運転中であり、かつ、乗客がいない場合（図中、
「乗客乗ったとき」までの領域）は、図６に示す如く電
動機損失（ａ）が少なく、トルク指令も小さい。このた
め、低速運転時における損失（ａ）のときのトルク設定
値τＲSLは、電動機損失及びトルク指令より大きく、か
つ、乗客が１人乗り込むことによる速度偏差、即ち、乗
客が１人乗り込むことによって生ずるトルク指令の増加
を検出できる値に設定する。また、乗客乗ったときのエ
スカレーター速度指令τＲによって、エスカレーターが
高速運転（定格速度運転）中であるとき、図６に示す如
く電動機損失（ｂ）が大きく、一方、乗客がいなくなっ
た場合（図中、「乗客降りたとき」）は、乗客がいなく
なったことによって、速度偏差即ちトルク指令が小さく
なる。そこで、高速運転（定格速度運転）時における損
失（ｂ）のときのトルク設定値τＲSHは、電動機損失
（ｂ）より大きく、かつ、最後の乗客１人分の負荷変化
によるトルク指令の減少を検出できる値に設定する。因
に、高速運転（定格速度運転）時のトルク設定値τＲSH
を低速運転時のトルク設定値τＲSLと同じくすると、エ
スカレーター高速運転（定格速度運転）時の電動機損失
が大きいため、高速運転（定格速度運転）時のトルク設
定値τＲSHが電動機損失より小さくなり、最後の乗客１
人分の負荷変化によってトルク指令が減少しても、この
トルク指令の減少が電動機損失によるものか最後の乗客
１人分の負荷変化によるものかの判別ができない。そこ
で、上述のように、低速運転時のトルク設定値τＲSLと
高速運転（定格速度運転）時のトルク設定値τＲSHを決
めることにより、乗客の有無の誤検出をなくすることが
できる。
レーターの速度と誘導電動機６０の損失の関係を考慮し
て、エスカレーターの走行速度に応じてそのトルク設定
値を決める。図６に、エスカレーターの速度（横軸）と
誘導電動機の損失（縦軸）の関係を示す。（ａ）はエス
カレーターの走行速度が低いときの電動機損失、（ｂ）
はエスカレーターの走行速度が高いときの電動機損失で
ある。図７に、トルク指令τＲと速度指令変更手段３０
０におけるトルク設定値の関係を示す。図７において、
上段にエスカレーター速度指令τＲ、下段にトルク指令
τＲ及び電動機の損失Ｌを表す。図７に示すように、エ
スカレーター速度指令τＲによって、エスカレーターが
低速運転中であり、かつ、乗客がいない場合（図中、
「乗客乗ったとき」までの領域）は、図６に示す如く電
動機損失（ａ）が少なく、トルク指令も小さい。このた
め、低速運転時における損失（ａ）のときのトルク設定
値τＲSLは、電動機損失及びトルク指令より大きく、か
つ、乗客が１人乗り込むことによる速度偏差、即ち、乗
客が１人乗り込むことによって生ずるトルク指令の増加
を検出できる値に設定する。また、乗客乗ったときのエ
スカレーター速度指令τＲによって、エスカレーターが
高速運転（定格速度運転）中であるとき、図６に示す如
く電動機損失（ｂ）が大きく、一方、乗客がいなくなっ
た場合（図中、「乗客降りたとき」）は、乗客がいなく
なったことによって、速度偏差即ちトルク指令が小さく
なる。そこで、高速運転（定格速度運転）時における損
失（ｂ）のときのトルク設定値τＲSHは、電動機損失
（ｂ）より大きく、かつ、最後の乗客１人分の負荷変化
によるトルク指令の減少を検出できる値に設定する。因
に、高速運転（定格速度運転）時のトルク設定値τＲSH
を低速運転時のトルク設定値τＲSLと同じくすると、エ
スカレーター高速運転（定格速度運転）時の電動機損失
が大きいため、高速運転（定格速度運転）時のトルク設
定値τＲSHが電動機損失より小さくなり、最後の乗客１
人分の負荷変化によってトルク指令が減少しても、この
トルク指令の減少が電動機損失によるものか最後の乗客
１人分の負荷変化によるものかの判別ができない。そこ
で、上述のように、低速運転時のトルク設定値τＲSLと
高速運転（定格速度運転）時のトルク設定値τＲSHを決
めることにより、乗客の有無の誤検出をなくすることが
できる。
【００１５】このように、速度指令変更手段３００は、
トルク指令τＲが、低速運転時に予め設定した乗客がい
ない場合に相当するトルク値τＲSLより大きくなると、
速度指令ωＲを高速運転（定格速度運転）に上げ、高速
運転（定格速度運転）時に予め設定した乗客がいない場
合に相当するトルク値τＲSHより小さくなると、速度指
令ωＲを下限値（低速運転指令）まで下げる。従って、
乗客がいない場合には誘導電動機６０の速度を下げるこ
とによって、消費電力を低減することができる。
トルク指令τＲが、低速運転時に予め設定した乗客がい
ない場合に相当するトルク値τＲSLより大きくなると、
速度指令ωＲを高速運転（定格速度運転）に上げ、高速
運転（定格速度運転）時に予め設定した乗客がいない場
合に相当するトルク値τＲSHより小さくなると、速度指
令ωＲを下限値（低速運転指令）まで下げる。従って、
乗客がいない場合には誘導電動機６０の速度を下げるこ
とによって、消費電力を低減することができる。
【００１６】図８は、都市交通用途のエスカレーターの
負荷状態を示す。図８に示すように、駅などに使用され
るエスカレーターは、出退勤、通学などの集中した列車
到着時間帯に負荷が１００％となるが、他の時間帯にお
いては、列車本数が少なくなるため、負荷が減少する状
況になる。このような状況にあっても、従来のエスカレ
ーターは常に一定速度運転していた。図９は、本発明に
よるエスカレーターの負荷と速度及び消費電力を示す。
図９において、エスカレーターの乗客が７時から８時の
間に棒グラフに示すように変化した場合、従来のエスカ
レーターは、乗客の状態によらず、実線により示すよう
に一定速度運転しているため、消費電力（実線）が大き
かった。本発明によるエスカレーターは、点線により示
すように、乗客が乗っているとき、定格速度で運転さ
れ、乗客がいないとき、低速度で運転される。この場
合、本発明では、エスカレーターが定格速度の運転状態
にあっても、乗客に応じて最高効率で誘導電動機を制御
するので、省エネルギー効果が図られると共に、乗客が
いない場合は、走行速度を下げて運転するので、更に消
費電力を点線のように低減することができる。
負荷状態を示す。図８に示すように、駅などに使用され
るエスカレーターは、出退勤、通学などの集中した列車
到着時間帯に負荷が１００％となるが、他の時間帯にお
いては、列車本数が少なくなるため、負荷が減少する状
況になる。このような状況にあっても、従来のエスカレ
ーターは常に一定速度運転していた。図９は、本発明に
よるエスカレーターの負荷と速度及び消費電力を示す。
図９において、エスカレーターの乗客が７時から８時の
間に棒グラフに示すように変化した場合、従来のエスカ
レーターは、乗客の状態によらず、実線により示すよう
に一定速度運転しているため、消費電力（実線）が大き
かった。本発明によるエスカレーターは、点線により示
すように、乗客が乗っているとき、定格速度で運転さ
れ、乗客がいないとき、低速度で運転される。この場
合、本発明では、エスカレーターが定格速度の運転状態
にあっても、乗客に応じて最高効率で誘導電動機を制御
するので、省エネルギー効果が図られると共に、乗客が
いない場合は、走行速度を下げて運転するので、更に消
費電力を点線のように低減することができる。
【００１７】なお、図１の実施形態においては、発生ト
ルク推定手段１３０の出力を負帰還するトルク制御手段
１６０を設けているが、必ずしも、トルク制御手段１６
０は必要ではなく、図１０に本発明の他の実施形態とし
て示すように、速度制御手段１２０の出力を直接、トル
ク電流指令演算手段１７０に入力してもよい。
ルク推定手段１３０の出力を負帰還するトルク制御手段
１６０を設けているが、必ずしも、トルク制御手段１６
０は必要ではなく、図１０に本発明の他の実施形態とし
て示すように、速度制御手段１２０の出力を直接、トル
ク電流指令演算手段１７０に入力してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エスカレーターの速度及び負荷に応じて損失が最小とな
る最高効率を与える励磁電流とトルク電流の比に基づい
て誘導電動機を制御するので、エスカレーターの定格速
度における負荷変化に対応して省エネルギーを図ること
ができると共に、乗客の有無によって走行速度を変更
し、乗客がいない場合は、走行速度を下げて運転するの
で、更に消費電力を低減することができる。特に、エス
カレーターでは乗客が１人でも定格速度で運転するよう
な軽負荷状態で駆動されることがあるため、その省エネ
ルギー効果の意義は大きい。また、速度指令変更手段を
設け、トルク指令に基づいて乗客の有無を検出するの
で、別途専用に乗客数検出装置を設ける必要がなく、設
備の簡単化が可能になると共に、乗客の有無によってエ
スカレーターの走行速度を変更するので、エスカレータ
ーの省電力運転が可能になる。
エスカレーターの速度及び負荷に応じて損失が最小とな
る最高効率を与える励磁電流とトルク電流の比に基づい
て誘導電動機を制御するので、エスカレーターの定格速
度における負荷変化に対応して省エネルギーを図ること
ができると共に、乗客の有無によって走行速度を変更
し、乗客がいない場合は、走行速度を下げて運転するの
で、更に消費電力を低減することができる。特に、エス
カレーターでは乗客が１人でも定格速度で運転するよう
な軽負荷状態で駆動されることがあるため、その省エネ
ルギー効果の意義は大きい。また、速度指令変更手段を
設け、トルク指令に基づいて乗客の有無を検出するの
で、別途専用に乗客数検出装置を設ける必要がなく、設
備の簡単化が可能になると共に、乗客の有無によってエ
スカレーターの走行速度を変更するので、エスカレータ
ーの省電力運転が可能になる。
【図１】本発明の一実施形態によるエスカレーターの制
御装置
御装置
【図２】最高効率を与えるトルク分電流と励磁分電流と
の関係を説明する図
の関係を説明する図
【図３】誘導電動機の速度を可変にした時の最高効率を
与えるトルク分電流と励磁分電流との関係を説明する図
与えるトルク分電流と励磁分電流との関係を説明する図
【図４】誘導電動機の種々のパラメータが変動した時の
最高効率を与える励磁分電流とトルク分電流との比を求
めるブロック図。
最高効率を与える励磁分電流とトルク分電流との比を求
めるブロック図。
【図５】速度指令変更手段の動作を説明するフローチャ
ート
ート
【図６】エスカレーターの速度と誘導電動機の損失の関
係を示す図
係を示す図
【図７】トルク指令と速度指令変更手段における設定値
を示す図
を示す図
【図８】都市交通用エスカレーターの負荷状態を示す図
【図９】本発明によるエスカレーターの負荷と速度及び
消費電力を示す図
消費電力を示す図
【図１０】本発明の他の実施形態
４０…ＰＷＭインバータ ６０…誘導電動
機 ９５…踏段 １００…速度指
令 １１０…速度検出手段 １２０速度制御
手段 １３０…発生トルク推定手段 １４０…２次磁
束演算手段 １５０…励磁電流トルク電流検出手段 １６０…トルク
制御手段 １７０…トルク電流指令演算手段 １８０…励磁電流／トルク電流比決定手段 １９０…励磁電流制御手段 ２００…電流指
令演算手段 ２１０…電流制御手段 ３００…速度指
令変更手段
機 ９５…踏段 １００…速度指
令 １１０…速度検出手段 １２０速度制御
手段 １３０…発生トルク推定手段 １４０…２次磁
束演算手段 １５０…励磁電流トルク電流検出手段 １６０…トルク
制御手段 １７０…トルク電流指令演算手段 １８０…励磁電流／トルク電流比決定手段 １９０…励磁電流制御手段 ２００…電流指
令演算手段 ２１０…電流制御手段 ３００…速度指
令変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 信義 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 大沼 直人 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 関 秀明 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 可変電圧・可変周波数の交流を出力する
ＰＷＭインバータによって誘導電動機を可変速制御し、
この誘導電動機によってエスカレーターを駆動するエス
カレーターの制御装置において、前記誘導電動機に対す
る速度指令を発生する手段と、この速度指令に前記誘導
電動機の速度が追従するようにトルク指令を発生する速
度制御手段と、電動機電流を検出する手段と、この電流
検出値から前記誘導電動機の発生トルクを推定する手段
と、前記トルク指令と前記トルク推定値とが一致するよ
うにトルク操作量を発生するトルク制御手段と、このト
ルク制御手段の出力に基づいて前記電動機電流のトルク
電流成分と励磁電流成分とが前記速度指令に対応した速
度を得るに必要なトルクを前記誘導電動機の最小の入力
電力によって発生させる関係となるように前記ＰＷＭイ
ンバータを制御する手段と、前記トルク指令と予め設定
した所定値を比較し、その結果によって前記速度指令を
変更する速度指令変更手段を備えることを特徴とするエ
スカレーターの制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記速度指令変更手
段は、前記トルク指令がエスカレーターの低速運転時に
予め設定した乗客がいない場合に相当する第１のトルク
値より大きくなると、前記速度指令を定格速度に上げ、
定格速度運転時に予め設定した乗客がいない場合に相当
する第２のトルク値より小さくなると、前記速度指令を
低速度に下げることを特徴とするエスカレーターの制御
装置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記予め設定した第
１のトルク値は、低速運転時の電動機損失及び前記トル
ク指令より大きく、かつ、乗客が１人乗り込むことによ
って生ずる前記トルク指令の増加を検出できる値とし、
前記予め設定した第２のトルク値は、定格速度運転時の
電動機損失より大きく、かつ、最後の乗客１人分の負荷
変化によるトルク指令の減少を検出できる値とすること
を特徴とするエスカレーターの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017421A JPH10194650A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | エスカレーターの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017421A JPH10194650A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | エスカレーターの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10194650A true JPH10194650A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11943558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9017421A Pending JPH10194650A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | エスカレーターの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10194650A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-01-14 JP JP9017421A patent/JPH10194650A/ja active Pending
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