CN101360675B

CN101360675B - 电梯控制装置

Info

Publication number: CN101360675B
Application number: CN2006800515196A
Authority: CN
Inventors: 柴田益诚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: WO2007132523A1; KR100994582B1; JP5307394B2; US7637353B2; CN101360675A; EP2019071A1; EP2019071A4; KR20080089584A; JPWO2007132523A1; US20090133966A1; EP2019071B1

Abstract

一种电梯控制装置，其具有速度指令产生部、移动控制部以及加速度限制部。速度指令产生部计算用于控制轿厢速度的速度指令。移动控制部根据速度指令，控制轿厢的移动。加速度限制部通过比较与使轿厢移动时的驱动装置的输出对应的驱动信息和预先设定的限制值，从而判定可否增加轿厢的加速度。当驱动信息达到限制值时，速度指令产生部根据来自加速度限制部的信息，计算使加速度的增加停止的速度指令。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及控制轿厢的移动的电梯控制装置。

背景技术

以往为了使得使轿厢移动的卷扬机的输出在规定的范围内，提出了通过轿厢的乘坐负荷来变更轿厢的加速度/减速度的电梯装置。在轿厢中设有检测乘坐负荷的秤装置。当乘坐负荷高于规定的负荷(设定值)时，通过控制装置的控制而降低轿厢的加速度/减速度(参见专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-137003号公报

但是，例如由于轿厢内乘客的移动等，秤装置对乘坐负荷的检测易于产生误差。由此，为了防止卷扬机的输出在规定范围之外，就需要将秤装置的检测误差考虑在内，降低用于和乘坐负荷进行比较的设定值。因此，有时尽管卷扬机的驱动能力还存在足够的余量，也会对卷扬机的输出施加限制，无法高效地使轿厢加速。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而完成的，其目的在于获得一种可以在驱动装置的驱动能力范围之内实现电梯运行效率的提高的电梯控制装置。

本发明的电梯控制装置具有：速度指令产生部，其计算用于控制轿厢速度的速度指令；移动控制部，其根据速度指令，控制轿厢的移动；以及加速度限制部，其通过比较驱动信息和预先设定的限制值，从而判定可否增加轿厢的加速度，其中，该驱动信息与使轿厢移动时的驱动装置的输出对应，当驱动信息达到限制值时，速度指令产生部根据来自加速度限制部的信息，计算使加速度的增加停止的速度指令。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的电梯的结构图。

图2是用于说明图1的加速度限制部的判定动作的流程图。

图3是表示图1的轿厢侧和对重侧之间的重量差较小的情况下的速度指令、与速度指令对应的加速度、转矩电流以及加速度限制部进行的判定的状态分别与时间的关系的曲线图。

图4是表示图1的轿厢侧和对重侧之间的重量差较大的情况下的速度指令、与速度指令对应的加速度、转矩电流以及加速度限制部进行的判定的状态分别与时间的关系的曲线图。

图5是用于说明图1的速度指令产生部进行的速度指令的计算动作的流程图。

图6是表示本发明第2实施方式的电梯的结构图。

图7是表示图6的电动机产生的转矩与转速之间的关系的曲线图。

图8是表示图6的速度指令产生部中设定的暂时设定信息的表。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的优选实施方式。

第1实施方式

图1是表示本发明第1实施方式的电梯的结构图。在图中，井道1内通过主绳索4而悬挂着轿厢2和对重3。井道1的上部设有用于使轿厢2和对重3移动的卷扬机(驱动装置)5。卷扬机5具有包括电动机6和通过电动机6来旋转的驱动滑轮7。驱动滑轮7通过对电动机6的供电而旋转。对电动机6的供电是通过功率转换装置8来进行的。另外，主绳索4缠绕在驱动滑轮7上。轿厢2和对重3通过驱动滑轮7的旋转而在井道1内移动。

轿厢2内设有轿厢操作盘9。轿厢操作盘9设有用于进行呼梯登记的多个轿厢呼梯按钮10。另外，各层的层站上设有层站操作盘11。在层站操作盘11上设有用于进行呼梯登记的多个层站呼梯按钮12。

电动机6设有用于检测驱动滑轮7的转速的速度检测器(例如编码器等)13。另外，从功率转换装置8提供给电动机6的电流(电动机电流)的值由电流检测器(CT)14检测而作为电动机电流值。

功率转换装置8经由断路器(未图示)由商用电源供电。通过断路器来防止流向功率转换装置8的过电流。功率转换装置8为通过使交流电压的基本频率内产生多个直流电压的脉冲来调整输出电压的PWM控制逆变器。即，通过调整施加给电动机6的电压的切换占空比来控制功率转换装置8的输出电压。

分别来自轿厢操作盘9、层站操作盘11、速度检测器13和电流检测器14的信息被传送到控制电梯运转的控制装置15。控制装置15根据分别来自轿厢操作盘9、层站操作盘11、速度检测器13和电流检测器14的信息，控制功率转换装置8。并且，控制装置15在每个运算周期ts进行运算处理。

控制装置15具有管理控制部16、速度指令产生部17、移动控制部18和加速度限制部19。

管理控制部16根据分别来自轿厢操作盘9和层站操作盘11的信息，作出有关电梯运转的运行管理信息(例如轿厢2的目的地楼层和行进指令的信息等)。

速度指令产生部17根据来自管理控制部16的运行管理信息，求出用于控制轿厢2的速度的速度指令。

移动控制部18根据来自速度指令产生部17的速度指令，控制轿厢2的移动。对轿厢2的移动的控制是通过移动控制部18对功率转换装置8的控制来进行的。另外，移动控制部18具有速度控制器20和电流控制器21。

速度控制器20求出来自速度指令产生部17的速度指令与来自速度检测器13的转速的信息之差作为速度偏差信息，将求出的速度偏差信息输出到电流控制器21。

电流控制器21分别根据来自速度控制器20的速度偏差信息和来自电流检测器14的电动机电流的信息，产生控制功率转换装置8的控制指令。即，电流控制器21根据来自速度控制器20的速度偏差信息求出电动机电流目标值，控制功率转换装置8，以使得由电流检测器14检测出的电动机电流值与电动机电流目标值一致。

控制指令包含用于调整提供给电动机6的电动机电流的电动机电流指令、用于调整使电动机6产生旋转转矩的转矩电流的转矩电流指令、用于调整提供给电动机6的电压的电压指令。另外，电压指令包含施加给电动机6的电压的切换占空比的信息。

另外，电流控制器21将通过电流检测器14检测出的电动机电流中使电动机6产生旋转转矩的分量作为转矩电流求出，把求得的转矩电流的信息输出给加速度限制部19。并且，电动机电流值、电动机电流指令值、转矩电流值、转矩电流指令值、电压指令值和施加给电动机6的电压的切换占空比与卷扬机5的输出相关，因而成为与使轿厢2移动时的卷扬机5的输出对应的驱动信息。

加速度限制部19通过对来自电流控制器21的转矩电流值与预先设定的限制值进行比较，从而判定可否增加轿厢2的加速度。即，当来自电流控制器21的转矩电流值低于限制值时，加速度限制部19进行可以增加轿厢2的加速度的可加速判定，当来自电流控制器21的转矩电流值达到限制值时，加速度限制部19进行不能增加轿厢2的加速度的不可加速判定。另外，加速度限制部19将判定结果的信息输出给速度指令产生部17。

限制值是通过功率转换装置8的额定电流值来设定的。并且，限制值可以根据功率转换装置8的最大电流值、用于防止流向功率转换装置8的过电流的断路器的额定电流值、被施加了最大允许负荷的轿厢2的加速度为最大时的电动机电流值中的任一个来进行设定。

速度指令产生部17从加速度限制部19接受到不可加速判定的信息时，对轿厢2的速度指令，强制停止加速度的增加(强制性地使速度指令的加加速度为0)，而当从加速度限制部19接受到可加速判定的信息时，解除加速度增加的停止。即，当转矩电流值达到限制值时，速度指令产生部17求出使加速度增加停止(使加加速度为0)的速度指令，当转矩电流值低于限制值时，求出使加速度增加的停止解除的速度指令。由此，可以防止转矩电流值高于限制值的情况。

下面说明动作。当通过轿厢操作盘9和层站操作盘11中至少任一个的操作进行了呼梯登记时，呼梯登记的信息被传送到控制装置15。之后，如果启动指令被输入到控制装置15，则通过控制装置15的控制来进行功率转换装置8对电动机6的供电和用于停止驱动滑轮7的旋转的制动器的解除。由此开始轿厢2的移动。此后，通过控制装置15对功率转换装置8的控制，来调整轿厢2的速度，轿厢2向进行了呼梯登记的目的地楼层移动。

接着说明控制装置15的动作。在控制装置15中，由加速度限制部19根据电动机6的转矩电流进行可加速判定和不可加速判定中的某个判定。

当呼梯登记信息被输入控制装置15时，由管理控制部16根据呼梯登记信息作出运行管理信息。之后，当加速度限制部19的判定为可加速判定时，根据来自管理控制部16的运行管理信息，通过速度指令产生部17将通过预先设定的算式求得的设定速度算作速度指令。另外，当加速度限制部19的判定为不可加速判定时，根据来自管理控制部16的运行管理信息，通过速度指令产生部17计算出使加速度的增加停止的速度指令。在每个运算周期ts进行速度指令产生部17对速度指令的计算。

然后，按照计算出的速度指令，由移动控制部18来控制功率转换装置8。由此控制轿厢2的速度。

接着说明加速度限制部19的判定动作。图2是用于说明图1的加速度限制部19的判定动作的流程图。如图所示，加速度限制部19根据来自电流控制器21的转矩电流的信息，判定轿厢2是否正在移动(S1)。当轿厢2未在移动的情况下，进行可加速判定(S2)。

当轿厢2正在移动的情况下，加速度限制部19判定转矩电流是否比限制值Iqmax要高(S3)。当转矩电流在限制值Iqmax以下的情况下，进行可加速判定(S2)。另一方面，当转矩电流高于限制值Iqmax的情况下，进行不可加速判定(S4)。

下面说明轿厢2侧与对重3侧之间重量差较小的情况下来自速度指令产生部17的速度指令。图3是表示图1的轿厢2侧和对重3侧之间的重量差较小的情况下的速度指令、与速度指令对应的加速度、转矩电流以及加速度限制部19进行的判定的状态分别与时间的关系的曲线图。

并且在图中，设启动指令的输入不存在且速度指令为0的状态(停止状态)为MODE＝1、加速度＞0且加加速度＞0的状态为MODE＝2、加速度＞0且加加速度＝0的状态为MODE＝3、加速度＞0且加加速度＜0的状态为MODE＝4、恒速的状态为MODE＝5、加速度＜0且加加速度＜0的状态为MODE＝6、加速度＜0且加加速度＝0的状态为MODE＝7、加速度＜0且加加速度＞0的状态为MODE＝8。另外，设MODE＝7时的加速度为预先设定的最大减速度αd。

如图所示，当轿厢2侧与对重3侧之间重量差较小的情况下，在所有的MODE＝1～8中，转矩电流低于限制值Iqmax。因此，加速度限制部19始终进行可加速判定，而不会进行不可加速判定。由此，通过速度指令产生部17把通过预先设定的算式求出的设定速度直接计算作为速度指令。即，速度指令产生部17所计算出的速度指令是根据运行管理信息计算出的原样的值，不被加速度限制部19的判定所限制。因此在区间A，加速度的增加不会停止，加速度上升直至预先设定的最大加速度αa为止。

下面说明例如轿厢2内的乘坐负荷变大，轿厢2侧与对重3侧之间重量差变大的情况下来自速度指令产生部17的速度指令。图4是表示图1的轿厢2侧和对重3侧之间的重量差较大的情况下的速度指令、与速度指令对应的加速度、转矩电流以及加速度限制部19进行的判定的状态分别与时间的关系的曲线图。

当轿厢2侧和对重3侧之间的重量差较大的情况下，由于用于保持重量差的转矩电流会增加，因而如图所示，在区间A内，转矩电流达到限制值Iqmax。当转矩电流达到限制值Iqmax时，由加速度限制部19进行不可加速判定，加速度的增加停止。由此，MODE＝3的区间内的加速度在低于最大加速度αa的值处恒定。另外，MODE＝2的区间变短，MODE＝3的区间变长。

下面说明速度指令产生部17进行的速度指令的计算动作。图5是用于说明图1的速度指令产生部17进行的速度指令的计算动作的流程图。如图所示，首先，速度指令产生部17判定是否向控制装置15输入了启动指令(S11)。当未输入启动指令的情况下，设定为加速度α＝0、速度V＝0和MODE＝1(S12)。之后，速度指令产生部17通过把加速度α＝0和速度V＝0代入式(1)来计算出速度指令V(S13)。

V＝V+α·ts ...(1)

此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

当存在启动指令的输入的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝1(S15)。如果MODE＝1，则成为启动指令输入后的第一种运算，设定为MODE＝2。另外，此时通过式(2)设定加速度α，通过式(3)设定从MODE＝3转移到MODE＝4时的迁移速度Va(S16)。

α＝α+j·ts ...(2)

Va＝Vmax-α²/(2·j) ...(3)

此处，j为加加速度，Vmax为速度指令的最高速度。

之后，速度指令产生部17通过把加速度α和上次运算的速度指令V代入式(1)，从而计算出新的速度指令V(S13)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

另一方面，当并非MODE＝1的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝2(S17)。当为MODE＝2的情况下，速度指令产生部17判定是否符合加速度α是最大加速度αa和加速度限制部19进行了不可加速判定这两种情况之一(S18)。在都不符合的情况下通过式(2)设定加速度α，通过式(3)设定迁移速度Va。此时仍为MODE＝2(S16)。

另外，当符合加速度α为最大加速度αa以及加速度限制部19进行了不可加速判定这两种情况之一的情况下，原样维持加速度α和迁移速度Va，并设定为MODE＝3(S19)。

然后，速度指令产生部17通过把加速度α和上次运算的速度指令V 代入式(1)，从而计算出速度指令V(S13)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

当并非MODE＝2的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝3(S20)。当为MODE＝3的情况下，速度指令产生部17判定速度指令V是否为迁移速度Va(S21)。当速度指令V并非迁移速度Va的情况下，维持加速度α和迁移速度Va，并且仍为MODE＝3(S19)。另外，当速度指令V为迁移速度Va的情况下，通过式(4)设定加速度α，设定为MODE＝4(S22)。

α＝α-j·ts ...(4)

然后，速度指令产生部17通过把加速度α和上次运算的速度指令V代入式(1)，从而计算出速度指令V(S13)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

当并非MODE＝3的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝4(S23)。当为MODE＝4的情况下，速度指令产生部17判定速度指令V是否为最高速度Vmax(S24)。当速度指令V并非最高速度Vmax的情况下，通过式(4)设定加速度α，并且仍为MODE＝4(S22)。另外，当速度指令V为最高速度Vmax的情况下，将加速度α设定为0，并且设定为MODE＝5(S25)。

此后，速度指令产生部17通过把加速度α和上次运算的速度指令V代入式(1)，从而计算出速度指令V(S13)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

当并非MODE＝4的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝5(S26)。当为MODE＝5的情况下，速度指令产生部17判定轿厢2是否处于减速开始位置(S27)。当未达到减速开始位置的情况下，加速度α仍为0，并且仍为MODE＝5(S25)。另外，当达到减速开始位置的情况下，通过式(4)设定加速度α，并且设定为MODE＝6(S28)。

当并非MODE＝5的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝6(S29)。当为MODE＝6的情况下，速度指令产生部17判定加速度α是否为预先设定的最大减速度αd(S30)。当加速度α并非最大减速度αd的情况下，通过式(4)设定加速度α，并且仍为MODE＝6(S28)。另外，当加速度α为最大减速度αd的情况下，将加速度α设定为最大减速度αd，并且设定为MODE＝7(S31)。

当并非MODE＝6的情况下，速度指令产生部17判定是否为MODE＝7(S32)。当为MODE＝7的情况下，速度指令产生部17判定轿厢2是否位于停靠开始位置(S33)。当未达到停靠开始位置的情况下，加速度α仍为最大减速度αd，并且仍为MODE＝7(S31)。之后，速度指令产生部17通过把加速度α和上次运算的速度指令V代入式(1)，从而计算出速度指令V(S13)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

另外，当达到了停靠开始位置的情况下，速度指令产生部17根据轿厢2距离停靠位置的距离计算速度指令V，并且设定为MODE＝8(S34)。此后，速度指令产生部17将计算出的速度指令V输出给速度控制器20(S14)，结束该周期的运算。

在这种电梯控制装置中，当作为驱动信息的转矩电流值达到限制值时，通过速度指令产生部17计算出使加速度的增加停止的速度指令，因而可以在直接监视卷扬机5的输出的同时使轿厢2移动。因此能够在卷扬机5的驱动能力范围内使轿厢2高效地加速。由此可以实现电梯运行效率的提高。

另外，加速度限制部19通过比较转矩电流值与限制值，从而判定可否增加加速度，所以能更为容易且准确地进行对于可否增加加速度的判定。

另外，限制值是根据以下值中的至少一个而设定的，因而可以更为适当地设定限制值：即功率转换装置8的额定电流值、功率转换装置8的最大电流值、用于防止流向功率转换装置8的过电流的断路器的额定电流值、以及被施加了最大允许负荷的轿厢2的加速度为最大时的电动机电流值。由此能够更为高效地发挥用于使轿厢2移动的各设备的输出。

另外，虽然在上述例子中对转矩电流值与限制值进行了比较，然而不限于转矩电流值，也可以利用电动机电流值(电动机电流的瞬时值或者有效值)、电动机电流指令值、转矩电流指令值、电压指令值和施加给电动机6的电压的切换占空比中的任意一个与限制值进行比较。

第2实施方式

在上述例子中，增加轿厢2的加速度直到转矩电流等驱动信息达到限制值为止，然而也可以按照轿厢2内的乘坐负荷来限制轿厢2的加速度。

即，图6是表示本发明第2实施方式的电梯的结构图。图中，轿厢2的上部设有用于检测轿厢2内的乘坐负荷的轿厢负荷检测器31。来自轿厢负荷检测器31的信息被传送到速度指令产生部17。

此处，图7是表示图6的电动机6产生的转矩与转速之间的关系的曲线图。如图所示，当电动机6的转速较大时，电动机6产生的转矩变小。因此，电动机6的转矩越小，就可以越提高轿厢2的最高速度。即，越降低轿厢2的加速度，就可以越提高轿厢2的最高速度。

另外，一般当轿厢2内的乘坐负荷较小时，乘客数较少、轿厢2停止的楼层数也较少，因而可知轿厢2的移动距离会变长。

如果轿厢2的移动距离变长，则轿厢2达到最高速度的时间也会变长，因而相比于提高轿厢2的加速度而降低轿厢2的最高速度的情况，将轿厢2的加速度抑制得较低而提高轿厢2的最高速度的情况更能够在短时间内使轿厢2到达目的地楼层。

由此，速度指令产生部17根据来自轿厢负荷检测器31的信息，当轿厢2开始移动时暂时设定与轿厢2内的乘坐负荷对应的限制加速度/减速度，计算出使轿厢2的加速度/减速度在限制加速度/减速度以下的速度指令。另外，速度指令的最高值被设定为轿厢2内的乘坐负荷越小则其越大。

速度指令产生部17被事先设定了暂时设定信息，该暂时设定信息使限制加速度/减速度的值(加速度设定值)与轿厢2内的乘坐负荷率(乘坐负荷相对于轿厢2的最大允许负荷的比例)对应起来。

图8是表示图6的速度指令产生部17中设定的暂时设定信息的表。如图所示，在本例的暂时设定信息中，轿厢2内的乘坐负荷率分为0～10％、10～20％和20％以上这3个档次，分别设定有与各档次对应的限制加速度/减速度的值。

速度指令产生部17通过比较来自轿厢负荷检测器31的信息和暂时设定信息，求出暂时设定的限制加速度/减速度。其他结构和动作与第1实施方式相同。

在这种电梯控制装置之中，当轿厢2开始移动时，暂时设定与轿厢2内的乘坐负荷对应的限制加速度/减速度，计算出使轿厢2的加速度/减速度在限制加速度/减速度以下的速度指令，因此可以在轿厢2的移动距离较长的空闲期提高轿厢2的最高速度，而在轿厢2的移动距离较短的繁忙期提高轿厢2的加速度。由此可以进一步实现电梯运行效率的提高。

Claims

1. 一种电梯控制装置，其特征在于，该电梯控制装置具有：

速度指令产生部，其计算用于控制轿厢速度的速度指令；

移动控制部，其根据上述速度指令，来控制上述轿厢的移动；以及

加速度限制部，其通过比较驱动信息和预先设定的限制值，从而判定可否增加上述轿厢的加速度，其中，该驱动信息与使上述轿厢移动时的驱动装置的输出对应，

当上述驱动信息达到上述限制值时，上述速度指令产生部根据来自上述加速度限制部的信息，计算使加速度的增加停止的上述速度指令。

2. 根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述移动控制部通过控制对上述驱动装置的电动机进行供电的功率转换装置，从而控制上述轿厢的移动，

上述驱动信息为如下内容中的任意一个：表示提供给上述电动机的电动机电流的值的电动机电流值；为了调整上述电动机电流而由上述移动控制部产生的电动机电流指令值；表示使上述电动机产生旋转转矩的转矩电流的值的转矩电流值；为了调整上述转矩电流而由上述移动控制部产生的转矩电流指令值；为对上述电动机施加电压而由上述移动控制部产生的电压指令值；以及施加给上述电动机的电压的切换占空比。

3. 根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，上述移动控制部通过控制对上述驱动装置的电动机进行供电的功率转换装置，从而控制上述轿厢的移动，

上述限制值是根据如下值中的至少任意一个值而设定的：上述功率转换装置的额定电流值；上述功率转换装置的最大电流值；用于防止流向上述功率转换装置的过电流的断路器的额定电流值；以及当被施加了最大允许负荷的上述轿厢的加速度为最大时提供给上述电动机的电动机电流的值。

4. 根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，上述速度指令产生部根据来自检测上述轿厢内的乘坐负荷的轿厢负荷检测器的信息，在上述轿厢开始移动时暂时设定与上述乘坐负荷对应的限制加速度/减速度，求出使上述轿厢的加速度/减速度在上述限制加速度/减速度以下的上述速度指令。