巻上げ駆動装置のモータ制御システム
巻上げ部材(4)に操作可能に接続されて積荷(6)を吊り上げる電気モータ(2)を有する巻上げ駆動装置のモータ制御システム。モータ制御システムは最終角周波数基準値(ω*s)を生成して電気モータ(2)を制御するものであり、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成するパワーリミッタ手段(8)を含む。パワーリミッタ手段(8)は積分制御手段(10)を含み、パワーリミッタ手段(8)は積分制御手段(10)の出力信号(Ip)を用いて角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成するものであり、積分制御手段(10)の初期データには、電気モータ(2)の電力の実績値および電気モータ(2)の電力に関連する限界値に関する情報が含まれている。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の前段に係る巻上げ駆動装置のモータ制御システムに関するものである。
【０００２】
主な駆動装置の安定的な操作を維持するには、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を制限して、スリップ周波数がプルアウトスリップ周波数を超えないようにする必要がある。言い換えると、プルアウトトルクに達してはならないということである。プルアウトトルクは速度の２乗に反比例して低減するため、低速度の場合よりも高速度の場合のほうがプルアウトトルクに達しやすい。
【０００３】
従来技術による巻上げ駆動装置用モータ制御システムは、積荷計量センサによって得られる積荷計量データを使用して、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を制限するものである。積荷計量データを出力する積荷計量センサは、比較的高価な部品である。
【発明の簡単な説明】
【０００４】
本発明は、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を、積荷計量データを用いずにプルアウトスリップ周波数以下に制限できる巻上げ駆動装置用のモータ制御システムを提供することを目的とする。本発明の目的は、本願独立請求項１に記載の事項を特徴とする巻上げ駆動装置用モータ制御システムによって達成される。本発明の好適な実施形態を従属請求項に開示する。
【０００５】
本発明は、初期データとして電気モータの電力の実績値に関する情報を用いる積分制御手段を含むパワーリミッタを使用して、角周波数基準値の修正項を生成するという発想に基づくものである。
【０００６】
本発明に係るモータ制御システムは、積荷の重量に関する計測データをまったく必要としないという利点を有している。また、本モータ制御システムは、スリップ周波数を確実にプルアウトスリップ周波数以下に維持できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に述べる。
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御システムを含む開ループ式巻上げ駆動装置を示す。
【図２】本発明の別の実施形態に係るモータ制御システムを含む閉ループ式巻上げ駆動装置を示す。
【図３】図１に係る巻上げ駆動装置のトルク制限値および電力制限値を示す。
【図４】図１に係る巻上げ駆動装置を使用して得られた測定結果を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
図１は、巻上げ部材4に操作可能に接続されて積荷6を吊り上げる電気モータ2を含む開ループ式巻上げ駆動装置を示す。電気モータ2は、本発明の実施形態に係るモータ制御システムによって制御される。モータ制御システムは、パワーリミッタ手段8、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20を備えている。モータ制御システムは、最終角周波数基準値ω*sを生成して、角周波数基準値の限定的な設定値ω*s,limおよび角周波数基準値の修正項ωs,corを含む初期データに基づいて、電気モータ2を制御するものである。図１に示す開ループ式の実施形態では、最終角周波数基準値ω*sは同期角周波数基準値であり、制御手段16はスカラ制御手段である。
【０００９】
図１において、開ループ式巻上げ駆動装置は３つに区分されている。すなわち、アプリケーションソフトウェア50、システムソフトウェア60、および巻上げ駆動機器70に分割されている。アプリケーションソフトウェアおよびシステムソフトウェアは、目的に適したデータ処理装置を使用して実行されるものである。また、巻上げ駆動機器は、上述の電気モータ2および巻上げ部材4のほかに、周波数変換器22も備えている。巻上げ駆動機器全体が、公知の部品で構成されていてもよい。
【００１０】
飽和手段12は、ユーザインタフェース手段で生成された初期角周波数基準値ω*s0を受信するよう構成される。飽和手段12は、初期角周波数基準値ω*s0に上限ωs0,maxおよび下限ωs0,minを設けて、飽和角周波数基準値ω*s,satを生成するためのものである。初期角周波数基準値ω*s0が下限および上限に規定された範囲内である場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは初期角周波数基準値ω*s0と等しい。初期角周波数基準値ω*s0が上限値ωs0,maxよりも大きい場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは、上限値ωs0,maxと等しい。同様に、初期角周波数基準値ω*s0が下限値ωs0,minよりも低い場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは下限値ωs0,minに等しい。下限値ωs0,minは上限値ωs0,maxの加法的逆元でよく、上限値および下限値の絶対値は等しい。別の実施形態では、飽和手段は初期角周波数基準値に下限または上限のみを設けるものでよい。
【００１１】
飽和手段12は、飽和初期角周波数基準値ω*s,satをレートリミッタ手段14の入力信号としてレートリミッタ手段14に供給するものである。レートリミッタ手段14は、飽和初期角周波数基準値ω*s,satの一次導関数を限定することで角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limを生成するものである。
【００１２】
レートリミッタ手段14は、システムソフトウェアにおいて以下のとおり実行される。
【００１３】
【数１】
ただし、ω*s,inはレートリミッタ手段14の入力であり、Tsはサンプリング間隔、Δωsは角周波数基準値の非制限変化率、Δmaxは角周波数の最大変化率である。記号ω*s,lim(n)は現在の値を表し、ω*s,lim(n-1)は前の値を表している。
【００１４】
レートリミッタ手段14を実行した結果、立上りおよび立下りの変化率の絶対値は同じである。別の実施形態では、立上りの変化率の絶対値は、立下りの変化率の絶対値と異なっていてもよい。
【００１５】
パワーリミッタ手段8は、出力信号lpを生成する積分制御手段10を備えている。パワーリミッタ手段8は、次の式を用いて角周波数基準値の修正項ωs,corを生成するものである。
【００１６】
【数２】
ただし、signは実数の符号を導き出す符号関数である。言い換えると、修正項ωs,corの絶対値は、積分制御手段10の出力信号に等しく、修正項ωs,corの符号は角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの符号で決まる。代数ループを回避するには、上記の式から角周波数基準値の修正項ωs,corを求める際に、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの前回の値を使用するとよい。
【００１７】
最終角周波数基準値ω*sは、次の式で定義されるように、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limから角周波数基準値の修正項ωs,corを引くことで算出できる。
【００１８】
【数３】
【００１９】
最終角周波数基準値ω*sを制御手段16に入力することで固定子電圧基準値u*sを算出でき、パワーリミッタ手段8に入力することで電気モータの動的電力P^dynを算出できる。
【００２０】
制御手段16は、何らかの公知の方法を用いて、最終角周波数基準値ω*sおよび計測した固定子電流isに基づいて固定子電圧基準値u*sを生成するものである。計測した固定子電流isおよび固定子電圧基準値u*sはいずれも、三相量を表す空間ベクトルである。制御手段16は、固定子電圧基準値u*sを電力推定器18に入力して電気モータ2の推定実電力P^を求め、またパルス幅変調手段20に入力して電気モータ2の入力電圧のパルス幅を変調するものである。
【００２１】
パワーリミッタ手段8は、角周波数基準値の修正項ωs,corのほかに、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limおよび積分制御手段10の出力信号Ipに基づいて、初期角周波数基準値の上限値ωs0,maxを生成するものである。上限値ωs0,maxは以下のとおりに選択される。
【００２２】
【数４】
ただし、ωs,maxは電気モータ2の所定最大角周波数である。代数ループを回避するには、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの前回の値を上記の式に用いるとよい。
【００２３】
積分制御手段10の初期データには、電気モータの推定実電力P^の絶対値、電気モータの電力の制限値Plim、および電気モータの動的電力P^dynが含まれる。積分制御手段10の出力Ipは次の式から求められる。
【００２４】
【数５】
ただし、kipは積分制御手段10の利得である。積分制御手段10の出力Ipは、常に０以上である。つまり、上記積分関数が０より小さい値を返す場合、積分制御手段10は出力Ipを０に設定する。
【００２５】
電気モータの推定実電力P^は、電力推定器18の出力として求められる。電気モータの動的電力P^dynは、以下のとおり求められる。
【００２６】
【数６】
ただし、Ｊは電気モータ2の慣性を表し、ｐは電気モータ2の極対数である。上記の式は、巻上げ駆動装置が回生モードの場合のみ動的電力P^dynが０にならないことを示している。動的電力を補償することで、回生モードにおいて加速が終わる際に、電気モータの実電力が制限値を上回る危険性を低減できる。
【００２７】
電力推定手段18は、測定した固定子電流isおよび制御手段16が生成した固定子電圧基準値usに基づいて、電気モータ2の推定実電力P^を算出するものである。推定実電力の算出方法は、当技術分野において公知の方法である。推定実電力P^の絶対値と電気モータの電力の制限値Plimの差を、パワーリミッタ手段10に入力する。
【００２８】
図１に示すモータ制御システムにおいて、パワーリミッタ手段8は、電気モータ2に関する実電力値に基づいて、角周波数基準値の修正項ωs,corを生成するものである。これは、ここに示す実施形態では、電気モータの実電力が制限されることを意味する。当業者には周知のことであるが、電気モータの電流を制限することも可能であり、あるいは、誘導電動機を使用する場合には、モータのスリップを制限することもできる。本明細書では、「電気モータの電力の実績値に関する情報」とは実電力、電流、およびスリップに関する情報を包含している。電気モータの電流を制限する実施形態では、電力の制限値Plimを電流の制限値に置き換える。同様に、電気モータのスリップを制限する実施形態では、電力の制限値Plimをスリップ制限値に置き換える。電力制限値、電流制限値、およびスリップ制限値はそれぞれ、対応する実施形態における電気モータの電力に関する制限値である。
【００２９】
パルス幅変調手段20の初期データは、固定子電圧基準値u*sと、電気モータ2に供給される周波数変換器22の計測入力直流電圧udcとを含む。パルス幅変調器および周波数変換器はどちらも当技術分野において公知のものであり、よって、本明細書ではその説明を省く。
【００３０】
図１に示す実施形態では、パワーリミッタ手段8、積分制御手段10、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20は、データ処理装置で実行する場合、所定の方法手順を実行するためのソフトウェア構成要素である。別の実施形態では、パワーリミッタ手段8、積分制御手段10、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20は、ファームウェア部材および／またはハードウェア部材を含んでいてもよい。
【００３１】
図２は、巻上げ部材4’に操作可能に接続されて積荷6’を吊り上げる電気モータ2’を含む閉ループ式巻上げ駆動装置を示す。電気モータ2’は、本発明の閉ループ式の実施形態に係るモータ制御システムによって制御される。モータ制御システムは、パワーリミッタ手段8’、飽和手段12’、レートリミッタ手段14’、制御手段16’、 電力推定手段18’、パルス幅変調手段20’、およびスピードセンサ24’を備えている。モータ制御システムは、最終角周波数基準値ω*’sを生成して、角周波数基準値の限定的な設定値ω*’s,limおよび角周波数基準値の修正項ω’s,corを含む初期データに基づいて、電気モータ2’を制御するものである。図２に示す閉ループ式の実施形態では、最終角周波数基準値ω*’sは回転速度基準値であり、制御手段16’はベクトル制御手段である。
【００３２】
図１の開ループ式巻上げ駆動装置および図２の閉ループ式巻上げ駆動装置における類似の構成部材は、同一の参照符号で示してある。ただし、図２の閉ループ式巻上げ駆動装置については参照符号にアポストロフィを付加してある。見てのとおり、図２の閉ループ式巻上げ駆動装置は、図１の開ループ式巻上げ駆動装置に酷似している。図２の閉ループ式巻上げ駆動装置と図１の開ループ式巻上げ駆動装置とを比べてみると、まったく新しい構成部材はスピードセンサ24’のみであるのは明らかであり、本スピードセンサは電気モータ2'の回転速度ｎ’rotの実績値を検出する。スピードセンサ24'は、電気モータ2’の回転速度ｎ’rotの実績値を制御手段16'に入力して、電気モータ2'をベクトル制御するものである。制御手段16’は、速度制御器およびベクトル制御器を備えている。
【００３３】
図２の閉ループ式巻上げ駆動装置は、図１の開ループ式巻上げ駆動装置が最終角周波数基準値ω*sを生成する際に用いる式と同じ式を使って最終角周波数基準値ω*’sを生成する。したがって、開ループ式巻上げ駆動装置の最終角周波数基準値ω*sを生成するためのアルゴリズムに関する先の記載のすべてが、閉ループ式巻上げ駆動装置にも適用される。
【００３４】
図３は、図１の巻上げ駆動装置のトルク制限値Tlimおよび電力制限値Plimを、電気モータ2の固定子周波数ωsの関数として示している。固定子周波数ωsは単位当たりの値として、つまり定格固定子周波数に対する実際の固定子周波数の比として表示してある。図３は、電力制限値Plimがトルク制限値Tlimに及ぼす影響を例示している。実際には、前述の影響は高い角周波数においてのみ顕著である。低い角周波数では、トルクは通常、最大電流によって制限される。図３に示すグラフの形式は一例にすぎない。
【００３５】
図３における下段の図は、電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回る場合、電力制限値Plimは電気モータ2の定格電力Pnと等しくなることを示している。電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを超える場合、電力制限値Plimは固定子周波数ωsにほぼ反比例して下がる。図３の上段の図は、電気モータ2の固定子周波数ωsが定格を下回る場合、トルク制限値Tlimは電気モータ2の定格トルクTnと等しくなることを示している。電気モータ2の固定子周波数ωsが定格を上回るものの巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回る場合、トルク制限値Tlimは電力制限値Plimの定値に起因して固定子周波数ωsにほぼ反比例して下がる。電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを上回る場合、トルク制限値Tlimは電力制限値Plimの低減により固定子周波数ωsの２乗にほぼ反比例して下がる。これにより、プルプットトルクTpulloutの安全係数が維持される。図３の上段の図は、トルク制限値Tlimが常に明らかにプルアウトトルクTpulloutを下回ることを示していて、トルク制限値Tlimは固定子周波数ωsの２乗に概ね反比例して低下する。
【００３６】
図３に示すグラフは、単なる例である。図３のグラフでは、巻上げ限界周波数ポイントωcpは電気モータ2の定格固定子周波数の2倍である。別の実施形態では、巻上げ限界周波数ポイントは異なる値となるであろう。
【００３７】
別の実施形態では、電気モータの固定子周波数が定格値を下回る場合、トルク制限値は電気モータの定格トルクの値と異なる。また、定トルク制限値と逆比例して低下するトルク制限値との境も、図３におけるそれとは異なる位置となろう。さらには、トルク制限値は、固定子周波数のどの範囲においても一定である必要はない。
【００３８】
別の実施形態では、電気モータの固定子周波数が巻上げ限界周波数ポイントより下である場合、電力制限値は電気モータの定格電力と異なる値となる。また、電力制限値は、巻上げ限界周波数ポイント以下の周波数範囲においては、一定である必要はない。トルク制限値と電力制限値の関係は当業者の知るところであるゆえ、これについての説明は本明細書では省略する。
【００３９】
図３のグラフは巻上げ行動に関するものである。一実施形態において、巻下げ行動に関するグラフは、巻上げ行動に関するグラフの鏡像となる。例えば、図３の下段の図をミラーイメージングして得られる巻下げ行動のグラフは、巻下げ限界周波数ポイントωs＝−２(p.u.)を有し、それより下では、電力制限値Plimは固定子周波数ωsにほぼ反比例して低下する。別の実施形態では、巻上げ駆動装置の巻下げ行動のグラフは、巻上げ駆動装置の巻上げ行動のグラフの鏡像にはならない。電力制限値Plimは、巻上げ行動および巻下げ行動のどちらにおいても常に０より大きい。
【００４０】
別の実施形態では、巻下げ行動に関するグラフは巻上げ行動に関するグラフの鏡像ではない。巻下げ限界周波数ポイントの絶対値は、巻上げ限界周波数ポイントの絶対値と異なることもあるだろう。０から巻下げ限界周波数ポイントまでの間の周波数範囲では、電力限界値の絶対値は、０から巻上げ限界周波数ポイントまでの間の電力限界値の絶対値と異なる場合もある。
【００４１】
図３のグラフは、固定子周波数ωsを横座標の軸すなわちX軸として表している。しかしながら、標準的な周波数変換器は周波数基準値をかなり正確に追従できるため、固定子周波数ωsは最終角周波数基準値ω*sにほぼ等しいということは、当業者の知るところである。
【００４２】
図４は、図１による巻上げ駆動装置を使用して得られた測定結果を示す。上段の図は、固定子周波数fsおよび電気モータ2の回転速度ｎrotの実績値を時間の関数として示している。固定子周波数fsおよび電気モータ2の回転速度ｎrotの実績値の単位は、ヘルツすなわちサイクル／秒である。下段の図は、電気モータ2の推定実電力P^を時間関数として示している。また、下段の図は、巻上げ電力制限値Phstおよび巻下げ電力制限値Plwrも示している。
【００４３】
図４の下段の図は、巻上げ電力制限値Phstの絶対値が巻下げ電力制限値Plwrの絶対値より大きいことを示している。巻下げ電力制限値Plwrは、電気モータ2の定格電力の80％である。巻下げ電力制限値Plwrの絶対値は、電気モータの定格電力の40％である。図４では、巻上げ速度にはプラス記号を、巻下げ速度にはマイナス記号を付してある。
【００４４】
巻上げ電力制限値Phstは、図４における巻上げ行動時の電力制限Plimの値である。図４における巻下げ行動時は、電力制限値Plimは巻下げ電力制限値Plwrの絶対値と等しい。電力制限値Plimは、巻上げ行動中は一定、つまり巻上げ電力制限値Phstと等しかったが、これは固定子周波数ωsが一貫して巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回っていたためである。同様に、電力制限値Plimは、巻下げ行動中は巻下げ電力制限値Plwrの絶対値に等しかったが、これは固定子周波数ωsが一貫して巻下げ限界周波数ポイントを上回っていたためである。固定子周波数ωsが巻下げ限界周波数ポイントを上回っているということは、固定子周波数ωsの絶対値は巻下げ限界周波数ポイントの絶対値より下であるということである。
【００４５】
図４に関連する測定は、重さ6000kgの積荷の巻き上げおよび巻き下げについて行われた。巻上げ行動時の初期角周波数基準値ω*s0は150Hzで、巻下げ行動時では−150Hzだった。図４の上段の図は、パワーリミッタ手段8の電力制限作用によって電気モータ2の回転速度ｎrotの実効値がほぼ毎秒100回転すなわち100ヘルツを超えることはなかった。
【００４６】
本発明の概念は様々な方法で実現可能であることは、当業者には明らかなことであろう。本発明およびその実施形態は上述の例に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲内において変更してもよい。
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の前段に係る巻上げ駆動装置のモータ制御システムに関するものである。
【０００２】
主な駆動装置の安定的な操作を維持するには、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を制限して、スリップ周波数がプルアウトスリップ周波数を超えないようにする必要がある。言い換えると、プルアウトトルクに達してはならないということである。プルアウトトルクは速度の２乗に反比例して低減するため、低速度の場合よりも高速度の場合のほうがプルアウトトルクに達しやすい。
【０００３】
従来技術による巻上げ駆動装置用モータ制御システムは、積荷計量センサによって得られる積荷計量データを使用して、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を制限するものである。積荷計量データを出力する積荷計量センサは、比較的高価な部品である。
【発明の簡単な説明】
【０００４】
本発明は、巻上げ駆動装置の電気モータの回転速度を、積荷計量データを用いずにプルアウトスリップ周波数以下に制限できる巻上げ駆動装置用のモータ制御システムを提供することを目的とする。本発明の目的は、本願独立請求項１に記載の事項を特徴とする巻上げ駆動装置用モータ制御システムによって達成される。本発明の好適な実施形態を従属請求項に開示する。
【０００５】
本発明は、初期データとして電気モータの電力の実績値に関する情報を用いる積分制御手段を含むパワーリミッタを使用して、角周波数基準値の修正項を生成するという発想に基づくものである。
【０００６】
本発明に係るモータ制御システムは、積荷の重量に関する計測データをまったく必要としないという利点を有している。また、本モータ制御システムは、スリップ周波数を確実にプルアウトスリップ周波数以下に維持できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に述べる。
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御システムを含む開ループ式巻上げ駆動装置を示す。
【図２】本発明の別の実施形態に係るモータ制御システムを含む閉ループ式巻上げ駆動装置を示す。
【図３】図１に係る巻上げ駆動装置のトルク制限値および電力制限値を示す。
【図４】図１に係る巻上げ駆動装置を使用して得られた測定結果を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
図１は、巻上げ部材4に操作可能に接続されて積荷6を吊り上げる電気モータ2を含む開ループ式巻上げ駆動装置を示す。電気モータ2は、本発明の実施形態に係るモータ制御システムによって制御される。モータ制御システムは、パワーリミッタ手段8、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20を備えている。モータ制御システムは、最終角周波数基準値ω*sを生成して、角周波数基準値の限定的な設定値ω*s,limおよび角周波数基準値の修正項ωs,corを含む初期データに基づいて、電気モータ2を制御するものである。図１に示す開ループ式の実施形態では、最終角周波数基準値ω*sは同期角周波数基準値であり、制御手段16はスカラ制御手段である。
【０００９】
図１において、開ループ式巻上げ駆動装置は３つに区分されている。すなわち、アプリケーションソフトウェア50、システムソフトウェア60、および巻上げ駆動機器70に分割されている。アプリケーションソフトウェアおよびシステムソフトウェアは、目的に適したデータ処理装置を使用して実行されるものである。また、巻上げ駆動機器は、上述の電気モータ2および巻上げ部材4のほかに、周波数変換器22も備えている。巻上げ駆動機器全体が、公知の部品で構成されていてもよい。
【００１０】
飽和手段12は、ユーザインタフェース手段で生成された初期角周波数基準値ω*s0を受信するよう構成される。飽和手段12は、初期角周波数基準値ω*s0に上限ωs0,maxおよび下限ωs0,minを設けて、飽和角周波数基準値ω*s,satを生成するためのものである。初期角周波数基準値ω*s0が下限および上限に規定された範囲内である場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは初期角周波数基準値ω*s0と等しい。初期角周波数基準値ω*s0が上限値ωs0,maxよりも大きい場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは、上限値ωs0,maxと等しい。同様に、初期角周波数基準値ω*s0が下限値ωs0,minよりも低い場合、飽和初期角周波数基準値ω*s,satは下限値ωs0,minに等しい。下限値ωs0,minは上限値ωs0,maxの加法的逆元でよく、上限値および下限値の絶対値は等しい。別の実施形態では、飽和手段は初期角周波数基準値に下限または上限のみを設けるものでよい。
【００１１】
飽和手段12は、飽和初期角周波数基準値ω*s,satをレートリミッタ手段14の入力信号としてレートリミッタ手段14に供給するものである。レートリミッタ手段14は、飽和初期角周波数基準値ω*s,satの一次導関数を限定することで角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limを生成するものである。
【００１２】
レートリミッタ手段14は、システムソフトウェアにおいて以下のとおり実行される。
【００１３】
【数１】
ただし、ω*s,inはレートリミッタ手段14の入力であり、Tsはサンプリング間隔、Δωsは角周波数基準値の非制限変化率、Δmaxは角周波数の最大変化率である。記号ω*s,lim(n)は現在の値を表し、ω*s,lim(n-1)は前の値を表している。
【００１４】
レートリミッタ手段14を実行した結果、立上りおよび立下りの変化率の絶対値は同じである。別の実施形態では、立上りの変化率の絶対値は、立下りの変化率の絶対値と異なっていてもよい。
【００１５】
パワーリミッタ手段8は、出力信号lpを生成する積分制御手段10を備えている。パワーリミッタ手段8は、次の式を用いて角周波数基準値の修正項ωs,corを生成するものである。
【００１６】
【数２】
ただし、signは実数の符号を導き出す符号関数である。言い換えると、修正項ωs,corの絶対値は、積分制御手段10の出力信号に等しく、修正項ωs,corの符号は角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの符号で決まる。代数ループを回避するには、上記の式から角周波数基準値の修正項ωs,corを求める際に、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの前回の値を使用するとよい。
【００１７】
最終角周波数基準値ω*sは、次の式で定義されるように、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limから角周波数基準値の修正項ωs,corを引くことで算出できる。
【００１８】
【数３】
【００１９】
最終角周波数基準値ω*sを制御手段16に入力することで固定子電圧基準値u*sを算出でき、パワーリミッタ手段8に入力することで電気モータの動的電力P^dynを算出できる。
【００２０】
制御手段16は、何らかの公知の方法を用いて、最終角周波数基準値ω*sおよび計測した固定子電流isに基づいて固定子電圧基準値u*sを生成するものである。計測した固定子電流isおよび固定子電圧基準値u*sはいずれも、三相量を表す空間ベクトルである。制御手段16は、固定子電圧基準値u*sを電力推定器18に入力して電気モータ2の推定実電力P^を求め、またパルス幅変調手段20に入力して電気モータ2の入力電圧のパルス幅を変調するものである。
【００２１】
パワーリミッタ手段8は、角周波数基準値の修正項ωs,corのほかに、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limおよび積分制御手段10の出力信号Ipに基づいて、初期角周波数基準値の上限値ωs0,maxを生成するものである。上限値ωs0,maxは以下のとおりに選択される。
【００２２】
【数４】
ただし、ωs,maxは電気モータ2の所定最大角周波数である。代数ループを回避するには、角周波数基準値の限定的設定値ω*s,limの前回の値を上記の式に用いるとよい。
【００２３】
積分制御手段10の初期データには、電気モータの推定実電力P^の絶対値、電気モータの電力の制限値Plim、および電気モータの動的電力P^dynが含まれる。積分制御手段10の出力Ipは次の式から求められる。
【００２４】
【数５】
ただし、kipは積分制御手段10の利得である。積分制御手段10の出力Ipは、常に０以上である。つまり、上記積分関数が０より小さい値を返す場合、積分制御手段10は出力Ipを０に設定する。
【００２５】
電気モータの推定実電力P^は、電力推定器18の出力として求められる。電気モータの動的電力P^dynは、以下のとおり求められる。
【００２６】
【数６】
ただし、Ｊは電気モータ2の慣性を表し、ｐは電気モータ2の極対数である。上記の式は、巻上げ駆動装置が回生モードの場合のみ動的電力P^dynが０にならないことを示している。動的電力を補償することで、回生モードにおいて加速が終わる際に、電気モータの実電力が制限値を上回る危険性を低減できる。
【００２７】
電力推定手段18は、測定した固定子電流isおよび制御手段16が生成した固定子電圧基準値usに基づいて、電気モータ2の推定実電力P^を算出するものである。推定実電力の算出方法は、当技術分野において公知の方法である。推定実電力P^の絶対値と電気モータの電力の制限値Plimの差を、パワーリミッタ手段10に入力する。
【００２８】
図１に示すモータ制御システムにおいて、パワーリミッタ手段8は、電気モータ2に関する実電力値に基づいて、角周波数基準値の修正項ωs,corを生成するものである。これは、ここに示す実施形態では、電気モータの実電力が制限されることを意味する。当業者には周知のことであるが、電気モータの電流を制限することも可能であり、あるいは、誘導電動機を使用する場合には、モータのスリップを制限することもできる。本明細書では、「電気モータの電力の実績値に関する情報」とは実電力、電流、およびスリップに関する情報を包含している。電気モータの電流を制限する実施形態では、電力の制限値Plimを電流の制限値に置き換える。同様に、電気モータのスリップを制限する実施形態では、電力の制限値Plimをスリップ制限値に置き換える。電力制限値、電流制限値、およびスリップ制限値はそれぞれ、対応する実施形態における電気モータの電力に関する制限値である。
【００２９】
パルス幅変調手段20の初期データは、固定子電圧基準値u*sと、電気モータ2に供給される周波数変換器22の計測入力直流電圧udcとを含む。パルス幅変調器および周波数変換器はどちらも当技術分野において公知のものであり、よって、本明細書ではその説明を省く。
【００３０】
図１に示す実施形態では、パワーリミッタ手段8、積分制御手段10、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20は、データ処理装置で実行する場合、所定の方法手順を実行するためのソフトウェア構成要素である。別の実施形態では、パワーリミッタ手段8、積分制御手段10、飽和手段12、レートリミッタ手段14、制御手段16、電力推定手段18、およびパルス幅変調手段20は、ファームウェア部材および／またはハードウェア部材を含んでいてもよい。
【００３１】
図２は、巻上げ部材4’に操作可能に接続されて積荷6’を吊り上げる電気モータ2’を含む閉ループ式巻上げ駆動装置を示す。電気モータ2’は、本発明の閉ループ式の実施形態に係るモータ制御システムによって制御される。モータ制御システムは、パワーリミッタ手段8’、飽和手段12’、レートリミッタ手段14’、制御手段16’、 電力推定手段18’、パルス幅変調手段20’、およびスピードセンサ24’を備えている。モータ制御システムは、最終角周波数基準値ω*’sを生成して、角周波数基準値の限定的な設定値ω*’s,limおよび角周波数基準値の修正項ω’s,corを含む初期データに基づいて、電気モータ2’を制御するものである。図２に示す閉ループ式の実施形態では、最終角周波数基準値ω*’sは回転速度基準値であり、制御手段16’はベクトル制御手段である。
【００３２】
図１の開ループ式巻上げ駆動装置および図２の閉ループ式巻上げ駆動装置における類似の構成部材は、同一の参照符号で示してある。ただし、図２の閉ループ式巻上げ駆動装置については参照符号にアポストロフィを付加してある。見てのとおり、図２の閉ループ式巻上げ駆動装置は、図１の開ループ式巻上げ駆動装置に酷似している。図２の閉ループ式巻上げ駆動装置と図１の開ループ式巻上げ駆動装置とを比べてみると、まったく新しい構成部材はスピードセンサ24’のみであるのは明らかであり、本スピードセンサは電気モータ2'の回転速度ｎ’rotの実績値を検出する。スピードセンサ24'は、電気モータ2’の回転速度ｎ’rotの実績値を制御手段16'に入力して、電気モータ2'をベクトル制御するものである。制御手段16’は、速度制御器およびベクトル制御器を備えている。
【００３３】
図２の閉ループ式巻上げ駆動装置は、図１の開ループ式巻上げ駆動装置が最終角周波数基準値ω*sを生成する際に用いる式と同じ式を使って最終角周波数基準値ω*’sを生成する。したがって、開ループ式巻上げ駆動装置の最終角周波数基準値ω*sを生成するためのアルゴリズムに関する先の記載のすべてが、閉ループ式巻上げ駆動装置にも適用される。
【００３４】
図３は、図１の巻上げ駆動装置のトルク制限値Tlimおよび電力制限値Plimを、電気モータ2の固定子周波数ωsの関数として示している。固定子周波数ωsは単位当たりの値として、つまり定格固定子周波数に対する実際の固定子周波数の比として表示してある。図３は、電力制限値Plimがトルク制限値Tlimに及ぼす影響を例示している。実際には、前述の影響は高い角周波数においてのみ顕著である。低い角周波数では、トルクは通常、最大電流によって制限される。図３に示すグラフの形式は一例にすぎない。
【００３５】
図３における下段の図は、電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回る場合、電力制限値Plimは電気モータ2の定格電力Pnと等しくなることを示している。電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを超える場合、電力制限値Plimは固定子周波数ωsにほぼ反比例して下がる。図３の上段の図は、電気モータ2の固定子周波数ωsが定格を下回る場合、トルク制限値Tlimは電気モータ2の定格トルクTnと等しくなることを示している。電気モータ2の固定子周波数ωsが定格を上回るものの巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回る場合、トルク制限値Tlimは電力制限値Plimの定値に起因して固定子周波数ωsにほぼ反比例して下がる。電気モータ2の固定子周波数ωsが巻上げ限界周波数ポイントωcpを上回る場合、トルク制限値Tlimは電力制限値Plimの低減により固定子周波数ωsの２乗にほぼ反比例して下がる。これにより、プルプットトルクTpulloutの安全係数が維持される。図３の上段の図は、トルク制限値Tlimが常に明らかにプルアウトトルクTpulloutを下回ることを示していて、トルク制限値Tlimは固定子周波数ωsの２乗に概ね反比例して低下する。
【００３６】
図３に示すグラフは、単なる例である。図３のグラフでは、巻上げ限界周波数ポイントωcpは電気モータ2の定格固定子周波数の2倍である。別の実施形態では、巻上げ限界周波数ポイントは異なる値となるであろう。
【００３７】
別の実施形態では、電気モータの固定子周波数が定格値を下回る場合、トルク制限値は電気モータの定格トルクの値と異なる。また、定トルク制限値と逆比例して低下するトルク制限値との境も、図３におけるそれとは異なる位置となろう。さらには、トルク制限値は、固定子周波数のどの範囲においても一定である必要はない。
【００３８】
別の実施形態では、電気モータの固定子周波数が巻上げ限界周波数ポイントより下である場合、電力制限値は電気モータの定格電力と異なる値となる。また、電力制限値は、巻上げ限界周波数ポイント以下の周波数範囲においては、一定である必要はない。トルク制限値と電力制限値の関係は当業者の知るところであるゆえ、これについての説明は本明細書では省略する。
【００３９】
図３のグラフは巻上げ行動に関するものである。一実施形態において、巻下げ行動に関するグラフは、巻上げ行動に関するグラフの鏡像となる。例えば、図３の下段の図をミラーイメージングして得られる巻下げ行動のグラフは、巻下げ限界周波数ポイントωs＝−２(p.u.)を有し、それより下では、電力制限値Plimは固定子周波数ωsにほぼ反比例して低下する。別の実施形態では、巻上げ駆動装置の巻下げ行動のグラフは、巻上げ駆動装置の巻上げ行動のグラフの鏡像にはならない。電力制限値Plimは、巻上げ行動および巻下げ行動のどちらにおいても常に０より大きい。
【００４０】
別の実施形態では、巻下げ行動に関するグラフは巻上げ行動に関するグラフの鏡像ではない。巻下げ限界周波数ポイントの絶対値は、巻上げ限界周波数ポイントの絶対値と異なることもあるだろう。０から巻下げ限界周波数ポイントまでの間の周波数範囲では、電力限界値の絶対値は、０から巻上げ限界周波数ポイントまでの間の電力限界値の絶対値と異なる場合もある。
【００４１】
図３のグラフは、固定子周波数ωsを横座標の軸すなわちX軸として表している。しかしながら、標準的な周波数変換器は周波数基準値をかなり正確に追従できるため、固定子周波数ωsは最終角周波数基準値ω*sにほぼ等しいということは、当業者の知るところである。
【００４２】
図４は、図１による巻上げ駆動装置を使用して得られた測定結果を示す。上段の図は、固定子周波数fsおよび電気モータ2の回転速度ｎrotの実績値を時間の関数として示している。固定子周波数fsおよび電気モータ2の回転速度ｎrotの実績値の単位は、ヘルツすなわちサイクル／秒である。下段の図は、電気モータ2の推定実電力P^を時間関数として示している。また、下段の図は、巻上げ電力制限値Phstおよび巻下げ電力制限値Plwrも示している。
【００４３】
図４の下段の図は、巻上げ電力制限値Phstの絶対値が巻下げ電力制限値Plwrの絶対値より大きいことを示している。巻下げ電力制限値Plwrは、電気モータ2の定格電力の80％である。巻下げ電力制限値Plwrの絶対値は、電気モータの定格電力の40％である。図４では、巻上げ速度にはプラス記号を、巻下げ速度にはマイナス記号を付してある。
【００４４】
巻上げ電力制限値Phstは、図４における巻上げ行動時の電力制限Plimの値である。図４における巻下げ行動時は、電力制限値Plimは巻下げ電力制限値Plwrの絶対値と等しい。電力制限値Plimは、巻上げ行動中は一定、つまり巻上げ電力制限値Phstと等しかったが、これは固定子周波数ωsが一貫して巻上げ限界周波数ポイントωcpを下回っていたためである。同様に、電力制限値Plimは、巻下げ行動中は巻下げ電力制限値Plwrの絶対値に等しかったが、これは固定子周波数ωsが一貫して巻下げ限界周波数ポイントを上回っていたためである。固定子周波数ωsが巻下げ限界周波数ポイントを上回っているということは、固定子周波数ωsの絶対値は巻下げ限界周波数ポイントの絶対値より下であるということである。
【００４５】
図４に関連する測定は、重さ6000kgの積荷の巻き上げおよび巻き下げについて行われた。巻上げ行動時の初期角周波数基準値ω*s0は150Hzで、巻下げ行動時では−150Hzだった。図４の上段の図は、パワーリミッタ手段8の電力制限作用によって電気モータ2の回転速度ｎrotの実効値がほぼ毎秒100回転すなわち100ヘルツを超えることはなかった。
【００４６】
本発明の概念は様々な方法で実現可能であることは、当業者には明らかなことであろう。本発明およびその実施形態は上述の例に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲内において変更してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上げ部材(4)に操作可能に接続されて積荷(6)を吊り上げる電気モータ(2)を有する巻上げ駆動装置のモータ制御システムであって、最終角周波数基準値(ω*s)を生成して、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)および角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を含む初期データに基づいて前記電気モータ(2)を制御するものであり、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成するパワーリミッタ手段(8)を含むモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は積分制御手段(10)を含み、該パワーリミッタ手段(8)は前記積分制御手段(10)の出力信号(Ip)を用いて角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成し、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)は出力信号(Ip)に比例し、積分制御手段(10)の初期データには、電気モータ(2)の電力の実績値に比例する第１変数および電気モータ(2)の電力限界値に比例する第１パラメータが含まれ、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)の計算には、前記第１変数から前記第１パラメータを減じることが含まれ、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)の範囲を設定して該信号が常に０以上となるようにし、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)は、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)が０でない場合、最終角周波数基準値(ω*s)の絶対値を下げることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムは、ユーザインタフェース手段によって生成された初期角周波数基準値(ω*s0)を受け取って、初期角周波数基準値(ω*s0)を含む初期データに基づいて角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を次の式
【数７】
を用いて生成するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項４】
前記請求項のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の電力の実績値に比例する前記第１変数は、電気モータ(2)の推定実電力(P^)の絶対値であり、電気モータ(2)の電力制限値に比例する前記第１パラメータは電気モータ(2)の電力制限値(Plim)であることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御システムにおいて、回生モード時の前記積分制御手段の初期データにはさらに、前記電気モータ(2)の動的電力(P^dyn)に関する情報が含まれることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の動的電力(P^dyn)は次の式によって求められ、
【数８】
ただし、Jは電気モータ(2)の慣性を、pは電気モータ(2)の極対数を表すことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項７】
請求項５または６に記載のモータ制御システムにおいて、回生モード時の前記積分制御手段(10)の出力Ipは次の式によって求められ、
【数９】
ただし、kipは積分制御手段(10)の利得を表すことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の電力制限値(Plim)は角周波数変数の関数であり、角周波数変数が巻上げ限界周波数ポイント(ωcp)を上回ると、電力制限値(Plim)は角周波数変数に反比例して低くなり、角周波数変数は、電気モータ(2)の角周波数に関連して変化することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載のモータ制御システムにおいて、前記角周波数変数は、最終角周波数基準値(ω*s)または前記電気モータ(2)の固定子周波数(ωs)の実績値であることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１０】
請求項２ないし９のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムはさらにレートリミッタ手段(14)を含み、該レートリミッタ手段(14)は、該手段の入力信号の一次導関数を限定することで角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１１】
請求項10に記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムはさらに、初期角周波数基準値(ω*s0)に上限(ωs0,max)および下限(ωs0,min)を設けて飽和角周波数基準値(ω*s.sat)を生成する飽和手段(12)を含み、該飽和手段(12)はさらに、飽和初期角周波数基準値(ω*s,sat)を前記レートリミッタ手段(14)の入力信号としてレートリミッタ手段(14)に供給するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は、前記積分制御手段(10)の出力信号(Ip)が０より大きい場合、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)の絶対値に等しい値を初期角周波数基準値の上限(ωs0,max)に適用し、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)が０の場合、初期角周波数基準値の上限(ωs0,max)に前記電気モータ(2)の所定の最大角周波数(ωs,max)を適用することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１３】
電気モータ(2)と、モータ制御システムと、巻上げ部材(4)とを含み、該電気モータ(2)が該巻上げ部材(4)に操作可能に接続されて積荷(6)を吊り上げる巻上げ駆動装置において、前記モータ制御システムは請求項１ないし１２のいずれかに記載のモータ制御システムを含むことを特徴とする巻上げ駆動装置。
【請求項１４】
巻上げ駆動装置の電気モータを制御する方法において、該方法は、
初期角周波数基準値(ω*s0)を受け取る工程と、
初期角周波数基準値(ω*s0)を含む初期データに基づいて角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成する工程と、
積分制御を用いて角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成する工程とを含み、積分制御の初期データには、前記電気モータ(2)の電力の実績値に比例する第１変数および電気モータ(2)の電力限界値に比例する第１パラメータが含まれ、
該方法はさらに、最終角周波数基準値(ω*s)を生成して、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)および角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を含む初期データに基づいて電気モータ(2)を制御する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法を実行するためのコンピュータ・プログラム。
【請求項１】
巻上げ部材(4)に操作可能に接続されて積荷(6)を吊り上げる電気モータ(2)を有する巻上げ駆動装置のモータ制御システムであって、最終角周波数基準値(ω*s)を生成して、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)および角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を含む初期データに基づいて前記電気モータ(2)を制御するものであり、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成するパワーリミッタ手段(8)を含むモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は積分制御手段(10)を含み、該パワーリミッタ手段(8)は前記積分制御手段(10)の出力信号(Ip)を用いて角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成し、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)は出力信号(Ip)に比例し、積分制御手段(10)の初期データには、電気モータ(2)の電力の実績値に比例する第１変数および電気モータ(2)の電力限界値に比例する第１パラメータが含まれ、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)の計算には、前記第１変数から前記第１パラメータを減じることが含まれ、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)の範囲を設定して該信号が常に０以上となるようにし、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)は、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)が０でない場合、最終角周波数基準値(ω*s)の絶対値を下げることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムは、ユーザインタフェース手段によって生成された初期角周波数基準値(ω*s0)を受け取って、初期角周波数基準値(ω*s0)を含む初期データに基づいて角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は、角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を次の式
【数７】
を用いて生成するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項４】
前記請求項のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の電力の実績値に比例する前記第１変数は、電気モータ(2)の推定実電力(P^)の絶対値であり、電気モータ(2)の電力制限値に比例する前記第１パラメータは電気モータ(2)の電力制限値(Plim)であることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御システムにおいて、回生モード時の前記積分制御手段の初期データにはさらに、前記電気モータ(2)の動的電力(P^dyn)に関する情報が含まれることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の動的電力(P^dyn)は次の式によって求められ、
【数８】
ただし、Jは電気モータ(2)の慣性を、pは電気モータ(2)の極対数を表すことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項７】
請求項５または６に記載のモータ制御システムにおいて、回生モード時の前記積分制御手段(10)の出力Ipは次の式によって求められ、
【数９】
ただし、kipは積分制御手段(10)の利得を表すことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、前記電気モータ(2)の電力制限値(Plim)は角周波数変数の関数であり、角周波数変数が巻上げ限界周波数ポイント(ωcp)を上回ると、電力制限値(Plim)は角周波数変数に反比例して低くなり、角周波数変数は、電気モータ(2)の角周波数に関連して変化することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載のモータ制御システムにおいて、前記角周波数変数は、最終角周波数基準値(ω*s)または前記電気モータ(2)の固定子周波数(ωs)の実績値であることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１０】
請求項２ないし９のいずれかに記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムはさらにレートリミッタ手段(14)を含み、該レートリミッタ手段(14)は、該手段の入力信号の一次導関数を限定することで角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１１】
請求項10に記載のモータ制御システムにおいて、該モータ制御システムはさらに、初期角周波数基準値(ω*s0)に上限(ωs0,max)および下限(ωs0,min)を設けて飽和角周波数基準値(ω*s.sat)を生成する飽和手段(12)を含み、該飽和手段(12)はさらに、飽和初期角周波数基準値(ω*s,sat)を前記レートリミッタ手段(14)の入力信号としてレートリミッタ手段(14)に供給するものであることを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータ制御システムにおいて、前記パワーリミッタ手段(8)は、前記積分制御手段(10)の出力信号(Ip)が０より大きい場合、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)の絶対値に等しい値を初期角周波数基準値の上限(ωs0,max)に適用し、積分制御手段(10)の出力信号(Ip)が０の場合、初期角周波数基準値の上限(ωs0,max)に前記電気モータ(2)の所定の最大角周波数(ωs,max)を適用することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１３】
電気モータ(2)と、モータ制御システムと、巻上げ部材(4)とを含み、該電気モータ(2)が該巻上げ部材(4)に操作可能に接続されて積荷(6)を吊り上げる巻上げ駆動装置において、前記モータ制御システムは請求項１ないし１２のいずれかに記載のモータ制御システムを含むことを特徴とする巻上げ駆動装置。
【請求項１４】
巻上げ駆動装置の電気モータを制御する方法において、該方法は、
初期角周波数基準値(ω*s0)を受け取る工程と、
初期角周波数基準値(ω*s0)を含む初期データに基づいて角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)を生成する工程と、
積分制御を用いて角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を生成する工程とを含み、積分制御の初期データには、前記電気モータ(2)の電力の実績値に比例する第１変数および電気モータ(2)の電力限界値に比例する第１パラメータが含まれ、
該方法はさらに、最終角周波数基準値(ω*s)を生成して、角周波数基準値の限定的設定値(ω*s,lim)および角周波数基準値の修正項(ωs,cor)を含む初期データに基づいて電気モータ(2)を制御する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法を実行するためのコンピュータ・プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１３−５１２６５５（Ｐ２０１３−５１２６５５Ａ）
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４１５４７（Ｐ２０１２−５４１５４７）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２０１０／０５０９８２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６７４６７
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（５１００５１６７９）コネクレーンズ ピーエルシー (7)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＥＣＲＡＮＥＳ ＰＬＣ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２０１０／０５０９８２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６７４６７
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（５１００５１６７９）コネクレーンズ ピーエルシー (7)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＥＣＲＡＮＥＳ ＰＬＣ
【Ｆターム（参考）】
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