CN1010671B - 交流电梯控制装置 - Google Patents

交流电梯控制装置

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Abstract

本发明包括与驱动电梯箱的三相交流感应电动机的至少两相相连接的上升运行用反向并联可控硅整流器，和下降运行用反向并联可控硅整流器；在制动时，借助上升运行用反向并联可控硅整流的一部分和下降运行用的反向并联可控硅整流器的一部分，对电动机进行直流制动；并且在上升运行制动和下降运行制动时，对彼此不同的可控硅整流器进行导通控制；并利用各可控硅整流器的转换导通进行运行方向转换和三相运行与单相运行转换。

Description

本发明涉及基于可控硅整流器控制的三相感应电动机的交流电梯控制装置。
例如，第7图为特开昭58-170394号公报所示的交流电梯的速度控制装置的整体方框图。图中，（1）是电梯箱室，（2）是配重、（3）是主吊绳，（4）是驱动钢滑车，（5）是三相感应电动机，（6a）、（6b）是上升用电磁开关的接点，（7a）、（7b）是下降用电磁开关的接点，（8）是运行用电磁开关的接点，（15）是速度表用发电机，（16）是速度指令产生装置，（17）是加法器，（18）是点弧电路，（R）、（S）、（T）是三相交流电源，（21）、（22）是插入电源R和接点（6a）间的反向并联的第1可控硅整流器，（23）、（24）也同样是插入电源S和接点（6a）间的第2可控硅整流器，（25）是连接在第1可控硅整流器（21）、（22）通向电源R的接线端线点和第2可控硅整流器（23）、（24）通向电动机（5）的接线端点间的第3可控硅整流器，（26）是连接在第2可控硅整流器（23）、（24）通向电源S的接线端点和第1可控硅整流器（21）、（22）通向电动机（5）接线端点间的第4可控硅整流器。（以下），基于上述的结构下面将对
在上升运行起动时，使接点（6a）、（6b）、（8）闭合，通过点弧电路（18）控制第1及第2可控硅整流器（21）～（24）的点弧相位，而使第3及第4可控硅整流器（25）、（26） 不点弧。这就形成第8图（a）的电路（可控硅整流器的符号在图中注出）。
当电梯箱室（1）达到减速指令点A（第9图）时，接点（8）被释放，而且，在偏差信号Ve达到负值时，则通过点弧电路（18），使可控硅整流器（21）、（23）的点弧相位控制停止，而使可控硅整流器（22）、（24）～（26）处于点弧相位控制。这就形成第8图（b）的电路。
这样一来，在减速时不论上升、下降，第8图（b）的电路中的可控硅整流器（24）、（26）经常处于导通状态。
进一步希望的是流经可控硅整流器（24）、（26）的电流，在电动机（5）内轮换流动，从而使可控硅（24）、（26）导通。就是，所有的可控硅整流器（22）、（24）～（26）都处在点弧相位控制下时，流经电动机（5）的电流I1，相对于图8（C）中的断续电流来说由于电流的轮换结果，而成为纹波很小的连续电流I2。其结果是，电动机（5）的转矩变化减小，乘坐电梯感到舒适，同时由电动机（5）产生的噪声也减少。
此外，第1可控硅整流器（21）、（22）和第2可控硅（23）、（24）可以由双向可控硅构成。
这里，第9图示出各可控硅整流器从加速到减速所承担的电流。从图中可以看出，各可控硅分担的电流差异很大。因此，如果把可控硅整流器都按照可控硅整流器（22）确定统一规格，则其它的可控硅整流器的过热余量过大，这样很不经济。另外，如果按分担的电流来确定可控硅整流器的规格，则既增加部件的种类又使工作性能恶化，这是很不理想的。
第9图的斜线表示控制时全点弧的可控硅整流器，最上段是速度 曲线，以下是各可控硅整流器分担的电流区间。
由于原来的交流电梯的控制装置如以上所构成，所以每同一个可控硅整流器既作运动使用又作产生直流制动力用，其结果是各个可控硅整流器所分担的电流不一样，因而不能从经济观点来选择可控硅整流器的规格。并且由于在这类可控硅整流器电路中只有两相插入可控硅整流器，因而，在电梯箱室起动时由于整流器相位控制，不平衡的电流流入电动机，这不仅使电动机的噪声加大而且能量的消耗也大。加之，在产生减速运行指令时，为使机械接点（8）的释放，电动机转换线单相运行，而产生接点的动作延迟，从而造成乘坐不舒适的缺点。
本发明的交流电梯控制装置可用于解决和消除上述各点问题，它能够使各个可控硅整流器的电流分担均一化，同时，排除机械接点，可实现稳定的运行。
涉及本发明的交流电梯的控制装置，具有与驱动电梯室箱的三相感应电动机中至少两相分别连结的上升运行用的反向并联的可控硅整流器和下降运行用的反向并联的可控硅整流器，而进行上升、下降的运行;同时，在电机制动时，通过对上述的上升运行用的反向并联的可控硅整流器的一部份和下降运行用的反向并联的可控硅整流器的一部分进行点弧控制而给电动机加上直流制动。
本发明的交流电梯的控制装置，在上升运行时，对两组反向并联的可控硅整流器的点弧角进行控制，从而控制运行转矩，使电梯室箱向上升方向起动;在下降运行时，对另外两组反向并联的可控硅整流器的点弧角进行控制而使电梯室箱向下降方向起动。在上升运行减速制动时，使用上述的上升起动时使用的可控硅整流器的一部分和下降驱动时使用的可控硅整流器的一部分使电动机做直流制动运行;在下 降运行减速制动时，使用上述没有使用的可控硅整流器使电动机做直流制动运行。
涉及本发明的电梯控制装置，对电梯室箱上升运行用的可控硅整流器和电梯室箱下降运行用的可控硅整流器分别进行点弧控制，点弧电路在使电梯室箱上升和下降运行的同时，在上升或下降减速运行时，使上述的各个可控硅整流器对三相感应电动机组成单相混合桥式整流器电路，而对各个可控硅整流器分别进行全点弧控制及点弧控制。
本发明的点弧电路，按照电梯室箱的上升运行和下降运行对各个可控硅整流器进行点弧控制，而使电动机运转，同时，在电梯室箱减速指令运行时，按照减速运行的方向对相应的可控硅整流器中的一部分可控硅进行点弧控制，对另外一部分可控硅进行全点弧控制，由于作成自由环形二极管整流电路，可以对三相感应电动机形成直流制动电路的单相混合桥式整流电路，因此可以取得全可控硅整流器的电流平衡。
第1图表示用本发明的一个实施范例中的交流电梯的控制装置结构图;第2图（a）、（b）是第1图的工作说明图;第3图是说明第1图的各可控硅整流器动作的序列图;第3A图是电梯运行特性图;第4图是第1图的点弧电路的详细说明图;第5图是点弧电路的相位控制说明图;第6图是受相位控制的各可控硅整流器的工作说明图;第7图是表示原有交流电梯控制装置的构成图;第8图（a）、（b）是第7图的工作说明图;图8（C）是电动机制动时的电流波形图;第9图是说明第7图中各可控硅整流器工作的序列图。
第1图是表示本发明的一个实施范例的整体构成图，（1）～（5）、（15）～（18）是与上述装置相同的部分，（20a）、 （21a）、（24a）、（25a）是构成上升运行用的反向并联可控硅整流器的可控硅整流器群。（22b）、（23b）、（26b）、（27b）是构成下降运行用的反向并联可控硅整流器的可控硅整流器群，（28c）、（29c）是构成三相/单相转换用的反向并联可控硅整流器的可控硅整流器群。
下面，基于上述的构成，对本实施范例的工作加以说明。
由于三相感应电动机（5）的驱动，电梯室箱（1）在上升运行加速时，由点弧电路（8）对上升运行用的反向并联的可控硅整流器（20a）、（21a）、（24a）、（25a）以及三相/单相转换用的反向并联的可控硅整流器（28c）、（29c）的点弧角进行控制。从而上述电动机（5）作三相运转而使电梯室箱（1）起动。
其次，在电梯室箱（1）作下降运行加速时，由于对三相/单相转换用反向并联可控硅整流器（28c）、（29c）进行相同的点弧控制，而能使电动机进行三相运行，同时，把通过点弧电路（18）把可控硅整流器的点弧角的控制转换到下降运行用的反向并联可控硅整流器（22b）、（23b）、（26b）、（27b）上，进行电动机（5）的相位转换，从而转换了旋转方向，使电动机宝箱起动。
另外，在电梯宝箱在上升减速运行时，对上升及下降运行用的反向并联的可控硅整流器的一部分（20a）、（23b）、（25a）、（26b）的点弧角进行控制而构成第2图（a）所示的可控硅整流器电路来控制流过电动机（5）的直流电流，从而加上直流制动，使电梯宝箱减速。
在电梯宝箱下降减速运行时，对上升及下降运行用的反向并联可 控硅整流器的一部分（21a）、（22b）、（24a）、（27b）的点弧角进行同样的控制而构成第2图（b）所示的可控硅整流器电路。对电动机（5）中流过的上升运行直流电流附加上反方向控制的直流制动电流从而使电梯宝箱减速。
第3A图表示速度指令信号·Vpo是由感应电动机的极数和电源周波数来确定的额定速度，即使电梯宝箱运行时的速度信号;vp1是当电梯由起始的一层楼到停止的一层楼之间的距离很短时，电梯宝箱的运行速度达不到额定速度时的速度指令信号。
速度指令信号如Vpo所示，在加速到额定速度但在开始减速之前，感应电动机要用三相交流励磁，即使电动机在无负载上升、全负载下降那样情况下而产生制动力时，也要让可控硅整流器全点弧，以使机械能量返回电源。在A点以后，根据速度指令信号Vp和速度检测信号VT的偏差信号Ve的正负而选择要控制的可控硅整流器，从而使感应电动机处在运行或受到直流制动的状态。
另一方面，如Vp1那样，在达到额定速度而不加速的情况下，即使在以一定速度运行时，也要根据Vp和VT的偏差信号的正负来选择要控制的可控硅整流器，从而确定电动机转矩以使感应电动机处于运行或直流制动状态。
当在上升减速运行时，不用使第2图（a）中的反向并联可控硅整流器（26b）、（25a）回复到原来速度而进行点弧相位控制，而是使交流电源R、S的半周期经常全点弧并处于导通状态。因此，流经电动机（5）的交变电流在上升减速运行时只要通过可控硅整流器（26b）、（25a）流通，则可使流过电动机的电流得到平滑，在使乘坐电梯变得舒适的同时还可以减小电动机的噪声。
此外，在下降减速运行时，只要让第2图（b）中的反向并联可 控硅整流器（21a）、（21b）与上述同样地由于全点弧而处于导通状态，则可得到与上述同样的好结果。
如上所述，在上升减速运行和下降减速运行时，要把构成制动电路的可控硅整流器（20a）、（23b）、（26b）、（25a）以及（21a）、（22b）、（27b）、（24a）等分开，而且，如上所述，并且，使流经可控硅的交流电流硅整流器时，如上所述，在上升减速时要流经接到S相的（26b）、（25a），在下降减速时要流经接到R相的（21a）、（22b）。则如第3图所示，各可控硅整流器的热平衡均得到了改善。
特别在最近，生产的反向并联可控硅整流器都装在一个密封壳内，当使用这样的可控硅整流器时，用本发明的方案，则可有每个封装（也可称作可控硅整流器模块）的热平衡得到改善的优点。
第4图是点弧电路（18）的内部电路的一例。HRS、HST、HTR分别是按照输入的偏差信号使相位变化的相位相制电路。若把这个相位控制电路的输出写作hR、hS、hT则该输出就成为第5图所示那样。在第5图中以h为代表。hS、hT也是分别对应于相电压的相位S-T，T-R的输出脉冲，此输出仅仅泄后相同的控制角α。其次，A20-A27、B20～B27是“与”电路，C22、C21、C26、C25是“或”电路，1N1～1N5是把H信号（高信号）变为L信号（低信号）、把L信号变为H信号的的。
被点划线包围的IF1、IF2分别是接口电路，并分别被用作电绝缘，利用光电偶合器进行信号传送。IF1及IF2的内部对输入输出具有相同的电路。
作为代表例子，用IF1、IF2示出。当B23成为H（高信 号）时，光电偶合器的二极管24发光，使IF2的半导体管T24导通，从电源E对可控硅整流器24的门G24供给门输入，从而可控硅整流器点弧。这里，r1、r2是限流电阻，E是直流电源。
此外，信号CAL、OAL、ODL及CDL，按着上升、下降的运行，可以如第6图所示进行控制。依此，可控制的可控硅整流器，可给出如第3图那样的序列。
这个可控硅整流器控制序列图，可由第4图和第6图简单地得出。另外第3图斜线部分在控制时，CDL和CDL成为L（低电位），在变换器中被反转，H（高电位）的输入被输入到OR（或门电路），由于C22、C21和C25、C26的输出经常为H（高电位），则可控硅整流器21a、22b和可控硅整流器25a、26b经常导通。与第2图（a）、（b）的全波整流电路的S相或R相连接的可控硅成为二极管，所以形成了准桥式电路，从而电动机的电流被平滑化。
另外，在上升、下降运行时，变更经常指通的可控硅整流器的目的是为了使可控硅整流器的负担平均化，以免对某个特定的可控硅整流器超负荷的使用会引起的不平衡。
如以上所述，本发明具备上升运行用的反向并联可控硅整流器和下降运行用的反向并联的可控硅整流器，在电梯减速时对这些可控硅整流器进行有选择的控制，同时，使上升减速运行时与第1相连接的可控硅整流器和下降减速运行时与第2相连接的可控硅整流器，经常处于导通状态，由于处在这样的使用状态，因此，可以平衡地很好使用全部可控硅整流器，同时可以使装置具有小型化、经济化的效果。

Claims (1)

1、具有由三相交流电驱动的三相感应电动机和点弧电路，并由所述电动机驱动的交流电梯的控制装置，包括：
a)上升运行用可控硅整流器电路，该电路具有反向并联的第1和第2可控硅整流器，该整流器分别设置在上述三相交流电源第1相、第2相和上述电动机之间；
b)下降运行用可控硅整流器电路，该电路具有反向并联的第1和第2可控硅整流器，该整流器分别设置在上述三相交流电源的上述第1相、第2相和上述电动机之间，而且和上述上升运行用的可控硅整流器电路各个并联安装；
c)三相-单相转换用的可控硅整流器电路，该电路具有设置在上述三相交流电源的第3相和上述电动机之间，反向并联的多个可控硅整流器；
其特征在于所述点弧电路对所述上升运行用可控硅整流器电路、下降运行用可控硅整流器电路、以及为电梯室箱上升和下降运行分别反向并联的可控硅整流器进行点弧控制；同时，当一部分反向并联的上升运行和下降运行可控硅整流器通过直流制动作上升减速运行时，对接到第1相的各个可控硅整流器进行点弧角控制；同时，对接到第2相的各可控硅整流器进行全点弧；并且，在下降减速运行时，对连接到第1相的各个可控硅整流器进行全点弧；与此同时，对连接到第2相的各个可控硅整流器进行点弧角控制。
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