CN101397109A - 一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整电梯运行速度的方法，结合行程判断速度控制方式，通过检测系统负荷情况，来调整变频调速器的最大运行速度。在电梯处于轻负荷时，比如电梯重载下行、轻载上行、平衡载附近时，控制器就会再次给调速器一个更高的速度指令，从而提高电梯的运行速度。变频调速器所设定的最大运行速度高于电梯额定速度，为本发明变速范围的最大值。如果检测到电梯负荷接近额定值，控制器就保持电梯运行速度，以保证系统可靠性，充分利用了系统的潜力，提高电梯使用效率。

Description

一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法

技术领域

本发明专利涉及一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整电梯运行速度的方法。

背景技术

随着大功率SCR晶闸管、GTR晶体管和IGBT新场效应晶体管的相继问世，变频调速技术从20世纪60年代发展至今已经日趋成熟，变频器在各电气领域的使用也越来越普遍。电梯也不例外，调速系统从最初的变极调速系统、交流调压调速系统发展至今，普遍使用的变压变频调速系统，电梯速度控制变得非常简单，效率也提高，电梯运行也更加平稳。

电梯控制器一般是通过模拟量电流/电压或者数字量多段速控制的方式，给定变频调速器最大速度指令，来控制电梯的运行速度。在这两种方式中，变频调速器根据电梯单次运行的行程来给定运行的最大速度，行程不同控制器所给出的最大速度也不同，比如单层速度、双层速度、三层速度等。电梯所使用的部件一般都是按照系统最大的负荷配置，如果电梯在轻负荷情况下，控制系统根据行程所给出的速度运行时，电梯往往还是有很大的运行潜力，还有很大的加速空间。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整电梯运行速度的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、电梯加速至额定速度时，系统负荷检测装置检测电梯主回路中的电流大小来判断系统负荷情况，系统负荷检测装置中的电流互感器感应主回路的电流，电流处理电路处理这个电流，然后向控制器输出不同的高低电平信号；

(2)、控制器根据高低电平信号，结合电梯行程，通过数字量多段速或者模拟电流/电压的控制方法来调整变频调速器的最大速度指令，进而调整调速器的最大运行速度。

(3)、变频调速器得到控制器调整运行速度的指令，控制调速器控制电机加速到控制器所指定的速度，并以此速度运行到控制系统所指定的楼层停靠。

一种前述控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于步骤(1)中所述不同的高低电平信号即为如果系统处于轻负荷时，控制器再次给变频调速器更高的速度指令，如果系统接近额定负荷，控制器保持额定速度运行。

前述控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于步骤(2)中变频调速器所设定的最大运行速度高于电梯额定速度，为本发明变速范围的最大值；

本发明的有益效果是：本发明结合了行程判断速度控制方式，通过检测系统负荷情况，来调整变频调速器的最大运行速度。在电梯处于轻负荷时，比如电梯重载下行、轻载上行、平衡载附近时，控制器就会再次给调速器一个更高的速度指令，从而提高电梯的运行速度。如果检测到电梯负荷接近额定值，控制器就保持电梯运行速度，以保证系统可靠性，为了充分利用系统的潜力，提高电梯使用效率。

附图说明

图1为电梯曳引驱动的基本结构；

图2为普通电梯从启动到停车运行过程中，速度、转矩、系统功率、电流的示意图；

图3为本发明可变速电梯从启动到停车运行过程中，速度、转矩、系统功率、电流的示意图；

图4为本发明控制系统与调速系统相互接线图；

图5为模拟量和速度的对应关系示意图；

图6为本发明中变频调速器运行时序图；

图7为本发明的电流采样、比较、输出电路。

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

图1为电梯曳引驱动的基本结构，曳引轮1上卷挂着曳引钢丝绳2，电梯绕绳比例为1:1。钢丝绳的一端连接有轿厢3，为了减少电机功率损耗钢丝绳另一端连接有对重块4用于平衡轿厢3和部分载荷的重量。电机通过曳引轮1提供电梯运行动力，轿箱3和对重块4通过钢丝绳拖动上下移动。底坑安装轿厢缓冲器5，对重缓冲器6，其中轿厢缓冲器5正对轿厢，对重缓冲器6正对对重块。

电梯的其他部件为导向轮7、限速器钢丝绳9、张紧轮11。

为保证电梯乘客的人身安全，电梯系统中按照系统可变速的最高速度规格配置的安全部件，比如限速器8、安全钳10。

对重块的总重量一般取值为：

                          

其中：G---对重块重量kg    P---轿箱自重kg    Q---电梯额定重量kg    

---平衡系数，一般取0.4-0.5

一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整电梯运行速度的设备，包括，系统负载检测装置、控制器、变频调速器、交流曳引机组成，系统负荷检测装置由安装在电梯主回路中的电流互感器和电流处理系统组成，电流互感器连接到电路处理系统。

电源20、电流互感器21、电梯控制器22、交流互感器23依次连接，制动单元24、电梯控制器25、编码器26、主接触器27连接在交流互感器上，制动单元设有制动电阻28，主接触器安装辅助接触器29，电机30连接在辅助接触器上。

电梯系统负荷和行程为电梯运行最高速度的依据，电梯加速至额定速度时，系统负荷检测装置检测电梯主回路中的电流大小来判断系统负荷情况，如果系统处于轻负荷时，控制器再次给变频调速器更高的速度指令，如果系统接近额定负荷，控制器保持额定速度运行。

即，由系统负荷检测装置中的电流互感器感应主回路的电流，电流处理电路处理这个电流，然后向控制器输出不同的高低电平信号，控制器根据高低电平，结合电梯行程情况，通过数字量多段速或者模拟电流/电压的控制的方法来调整变频调速器的最大速度指令，进而调整调速器的最大运行速度。

变频调速器所设定的最大速度高于电梯额定速度，为本发明变速范围的最大值，变频调速器得到控制器调整运行速度的指令，控制调速器控制电机加速到控制器所指定的速度，并以此速度运行到控制系统所指定的楼层停靠。

图2为普通电梯从启动到停车运行过程中，速度、转矩、系统功率、电流的示意图。

重力差转矩，Tg＝Fg·r＝9.8×(P+Q1-G)r；

加速部分转矩Ta＝Fa·r＝a·(P+Q1-G)r；

曳引机转矩T＝Tg+Ta；

系统功率P＝T·n/9550 η；

系统电流I＝P/Ucos φ。

电梯实际载荷为Q1(kg)、启动加速度为a(m/s＾2)、井道效率为η。

图3呈现了本发明可变速电梯从启动到停车运行过程中，速度、转矩、系统功率、电流的示意图。

图4为本发明控制器与调速器接线电流图。

系统端子功能简介(表1)

调速变频器控制方法：

1.将调速器的最高速度设定为可变速的最高速度V；

2.通过数字量多段速控制的编码定义

数字量输入端口DI6—DI8输入状态可组合成8种状态，这8种状态就对于8种参考速度。多段速输入端子与参考速度的对应关系见表2：

3.通过模拟量电流/电压对速度控制

通过DI1-D2端子给出调速器运行速度指令，模拟量和速度对应关系如表3与表4：

表3：

表4

 

级速	电流互感器模拟量输出	电梯控制器模拟量输出	变频器模拟量输入	速度类型	速度值示例(m/s)
						1	-	1.875V/4.3mA	1.2V/4.192mA	爬行	0.030
2	-	2.5V/4.4mA	1.6V/4.256mA	检修	0.040
						3	-	1.81V/6.9mA	1.16V/5.856mA	单层	0.290
4	-	6.25V/14mA	4V/10.4mA	双层	1.000
						5	-	9.375V/19mA	6V/13.6mA	三层	1.500
6	7.5-10V/12-16mA	10V/20mA	6.4V/14.24mA	四层	1.600
						7	5-7.5/8-12mA	10V/20mA	8V/16.8mA	变速一	2.000
8	0-5V/4-8mA	10V/20mA	10V/20mA	变速二	2.500

图5为模拟量与速度的对应关系。

图6呈现的是本发明中变频调速器运行时序图，图6a为额定速度运行控制时序示意图；图6b为低变速运行控制时序示意图；图6c为高变速运行控制时序示意图。

图7为本发明的电流采样、比较、输出电路图。

检测电流经过电流互感器(50:1)采样后到CON2端子，再通过整流桥整流，以及电阻R2和R3分压，C1滤波得到Vdd1，调整电位器R3和R6的阻值，

当输入电流Iin＝0.6A时，Vdd1＝Vdd2；

当输入电流Iin＝0.4A时，Vdd1＝Vdd3；

因此，当输入电流Iin>0.6A，使得Vdd1>Vdd2(Vdd1>Vdd3)，经过比较器LM339后，Vdd4、Vdd5为底电平，三极管Q1和Q2都截止，Vdd6和Vdd7为高电平输出，此时控制系统保持额定速度运行；

当0.6A>Iin>0.4A，Vdd1<Vdd2而且Vdd1>Vdd3，经过比较器LM339后，Vdd4为高电平，Vdd5为底电平，三极管Q1导通，三极管Q2截止，Vdd6为低电平输出，Vdd7为高电平输出，此时控制系统给变频器发出低加速指令；当Iin<0.4A，Vdd1<Vdd2而且Vdd1<Vdd3，经过比较器LM339后，Vdd4、Vdd5都为高电平，三极管Q1和Q2都导通，Vdd6和Vdd7为低电平输出，此时控制系统给变频器发出高加速指令。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、电梯加速至额定速度时，系统负荷检测装置检测电梯主回路中的电流大小来判断系统负荷情况，系统负荷检测装置中的电流互感器感应主回路的电流，电流处理电路处理这个电流，然后向控制器输出不同的高低电平信号；

(2)、控制器根据高低电平信号，结合电梯行程，通过数字量多段速或者模拟电流/电压的控制方法来调整变频调速器的最大速度指令，进而调整调速器的最大运行速度；

(3)、变频调速器得到控制器调整运行速度的指令，控制调速器控制电机加速到控制器所指定的速度，并以此速度运行到控制系统所指定的楼层停靠。

2、根据权利要求1所述的控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于步骤(1)中所述不同的高低电平信号即为如果系统处于轻负荷时，控制器再次给变频调速器更高的速度指令，如果系统接近额定负荷，控制器保持额定速度运行。

3、根据权利要求1所述控制电梯根据系统运行负荷情况调整运行速度的方法，其特征在于步骤(2)中变频调速器所设定的最大运行速度高于电梯额定速度，为本发明变速范围的最大值。

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