CN101531309A

CN101531309A - 采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统

Info

Publication number: CN101531309A
Application number: CN200810065513A
Authority: CN
Inventors: 刘宇川; 肖庆清; 李俊田; 傅晓洲
Original assignee: Shenzhen Inovance Technology Co Ltd; Suzhou Monarch Control Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inovance Technology Co Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: CN101531309B

Abstract

本发明涉及一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法，在电梯启动阶段包括以下步骤：(a)在接收到主接触器闭合的反馈信号后，向电动机输出检测电流；(b)检测电动机的反馈电流，若所述反馈电流大于或等于设定的阈值，则执行步骤(c)，否则执行步骤(d)；(c)使输出到电动机的电流恢复到正常启动状态，并打开抱闸；(d)报警并停止抱闸输出。本发明还提供一种对应的采用永磁同步电动机控制电梯的系统。本发明可避免电梯因主接触器失效或触点接触不良而产生的溜车，提高了电梯的安全性。此外，本发明还可消除电梯停车过程中由于电流突然变化而产生的声音。

Description

采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统

技术领域

本发明涉及电梯控制领域，尤其涉及一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统。

背景技术

随着电梯控制技术的发展以及电梯应用的需要，永磁同步电动机正逐步取代异步电动机，成为电梯主流的驱动曳引机。

传统电梯使用的异步曳引机采用机械减速装置(例如减速箱)增加其扭矩。而永磁同步电动机起动力矩和过载能力均比三相异步电动机高出一个功率等级，最大起动力矩与额定力矩之比可达3.6倍，而一般异步电动机仅有1.6倍。电梯上使用的永磁同步电动机极对数比较多(一般在10对极以上)，这样一方面可以使其额定转速低，另一方面也可以增加电磁转矩。因此，采用永磁同步电动机驱动的电梯可以不再使用机械减速装置，大大降低了电梯运行噪音。

永磁同步机作为电梯的驱动曳引机，具有体积小，结构紧凑的优点，可以将电梯的曳引机布置在电梯井道中，设计成无机房电梯。采用永磁同步电机作为电梯驱动曳引机的控制部分如图3所示，该控制部分首先通过速度调节单元11对速度给定N^*与速度反馈N(通过测速传感器测得)进行PI调节，生成电流给定I^*，该PI调节的过程可以用公式描述为(N^*-N)*Kp+∫(N^*-N)*Kidt；电流调节单元12再根据电流给定I^*与电流检测I进行电流调节，该过程公式描述为(I^*-I)*Kp+∫(I^*-I)*Kidt；PWM控制单元13再根据电流PI调节结果对电动机进行控制。

但是永磁同步电动机应用在电梯上，其启动、停车时相对于异步电动机应用还存在以下两个缺陷：

首先，变频器与控制电动机之间一般包括主接触器，即电梯停止时主接触器断开，运行前主接触器闭合。然而在电梯启动阶段，有可能存在主接触器已经执行闭合操作，而主接触器的触点没有闭合或者触点接触异常，如果此时电梯抱闸打开，则由于电动机没有电流，将造成电梯溜车，十分危险。

其次，在电梯停机阶段，正常情况下，当电梯抱闸完全抱紧后，变频器停止电流输出。由于永磁同步电动机的运行命令立即撤消，使其定子绕组中的电流立即消失，从而产生一个比较大的电流变化，使电动机发出声响。特别是将电动机放置在井道中的无机房电梯，该声音通过井道的共鸣，会影响大楼内居民的休息。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述电梯启动阶段存在溜车的缺陷，提供一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统。

本发明还针对电梯停机阶段电动机容易造成噪声污染的问题，提供一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，构造一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法，在电梯启动阶段包括以下步骤：

(a)在接收到主接触器闭合的反馈信号后，向电动机输出检测电流；

(b)检测电动机的反馈电流，若所述反馈电流大于或等于设定的阈值，则执行步骤(c)，否则执行步骤(d)；

(c)使输出到电动机的电流恢复到正常启动状态，并打开抱闸；

(d)报警并停止抱闸输出。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法中，还包括在电梯停止阶段当抱闸完全闭合后，逐步减少电动机的输入电流至零。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法中，所述步骤(a)中检测电流以在75毫秒内线性增加到最大值的方式输出到电动机。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法中，所述步骤(a)中输出到电动机的电流的最大值为电动机额定电流的30％，所述步骤(b)中的设定的阈值为电动机额定电流的20％。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法中，抱闸完全闭合后输出到电动机的电流在300毫秒内从正常值线性减小到零。

本发明还提供一种采用永磁同步电动机控制电梯的系统，包括电动机、抱闸、电机驱动控制单元、主接触器，所述电机驱动控制单元包括：

电流控制单元，用于在接收到主接触器闭合的反馈信号后逐步增加输出到电动机的电流；

电流检测单元，用于检测电动机的反馈电流；

电机启动单元，用于在所述反馈电流大于或等于设定的阈值，使输出到电动机的电流恢复到正常启动状态，并打开抱闸。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统中，还包括电机停止单元，用于在抱闸完全闭合后，逐步减少电动机的输入电流至零。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统中，所述电流控制单元在接收到主接触器闭合的反馈信号后在75毫秒内将输出到电动机的电流线性增加到最大值。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统中，所述电流控制单元输出到电动机的电流的最大值为电动机额定电流的30％，所述设定的阈值为电动机额定电流的20％。

在本发明所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统中，所述电机停止单元在抱闸完全闭合后在300毫秒内将输出到电动机的电流从正常值线性减小到零。

本发明的采用永磁同步电动机控制电梯的方法及系统，通过在电梯启动阶段进行电流检测，避免了主接触器失效或触点接触不良而产生的溜车，提高了电梯的安全性。此外，本发明在电梯停车过程中，将电流逐渐减少的方法撤除，消除了原来由于电流突然变化而产生的声音。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有采用永磁同步电动机控制电梯的系统的示意图；

图2是本发明采用永磁同步电动机控制电梯的系统实施例的示意图；

图3是图2中电机驱动控制单元的结构示意图；

图4是本发明采用永磁同步电动机控制电梯的方法实施例的流程图。

具体实施方式

如图2所示，是本发明采用永磁同步电动机控制电梯的系统实施例的结构图。在本实施例中，该系统包括电动机23、抱闸24、电机驱动控制单元21、主接触器22，其中电机驱动控制单元22连接外部电源，并经由主接触器22为电动机23供电。该电机驱动控制单元21还用于接收来自抱闸24、电动机23、以及主接触器22的反馈信息，并控制主接触器22的闭合及断开、以及抱闸24的打开和闭合。

如图3所示，是电机驱动控制单元21的结构示意图。该电机驱动控制单元21包括速度调节单元211、电流调节单元212、电流控制单元213以及电机启动单元214。其中速度调节单元211用于根据来自电动机23的速度反馈进行PI调节；电流调节单元212用于根据电动机23的电流反馈进行电流PI调节。

电流控制单元213用于在接收到主接触器22闭合的反馈信号后向电动机23输出一个检测电流。例如在主接触器22闭合后，即电机驱动控制单元21通过主接触器22的辅助触点收集到该主接触器22闭合的反馈信号后，电流控制单元213逐步增加输出到电动机23的电流，该过程持续75ms，其电流的幅值从0以线性方式增加到电动机23额定电流的30％。

经过电流逐步增加的过程后，电机驱动控制单元21通过电流检测单元215检测电动机23的实际反馈电流。

电机启动单元214用于在上述实际反馈电流大于或等于设定的阈值时，使输出到电动机23的电流恢复到正常启动状态，并打开抱闸。在反馈电流大于或等于上述设定的阈值时，表明该系统的主接触器22的触点是正常的，从而电梯的动合机构可以正常运行。在本实施例中，电机启动单元214通过75ms的过程将电动机23电流减少(例如以线性方式)，使电流恢复到正常启动的状态，然后打开抱闸，进行电梯运行控制。

在电流控制单元213输出的最大幅值为电动机额定电流的30％时，上述设定的阈值可以是电动机13额定电流的20％。当然，反馈电流的阈值也可根据实际情况具体设定。

上述系统在启动过程中，在抱闸打开之前就可以有效检测出主主接触器22是否存在触点接触异常。并且电流采用逐步变化的过程，避免了电动机23内电流变化太快而产生的声音。

此外，上述系统中还可包括报警单元(图中未示出)，用于在反馈电流小于上述设定的阈值时(此时主接触器22的触点非正常，电流无法通过主接触器传递到电动机23)，进行报警，并使停止后续的抱闸输出。

在上述系统中，还可包括电机停止单元(图中未示出)，用于在抱闸24完全闭合后，逐步减少电动机23的输入电流至零。当电梯的抱闸24完全闭合后，电梯不再需要电动机23的扭矩来维持电梯负载的平衡，准备撤除电动机运行命令，此时本发明提出的电机停止单元通过300ms的时间控制将当前电流逐渐减少为0A(例如以线性方式)。

此外，上述系统中的电机驱动控制单元还可包括电梯控制逻辑单元，用于负责电梯运行时曲线、逻辑等方面的控制；电梯外围信号收集与处理单元，用于完成电梯应用中各个楼层的召唤信息、安全信号等外围信号的采集与处理；人机界面，是调试、监控电梯一体化控制器的接口。

如图4所示，是本发明采用永磁同步电动机控制电梯的方法实施例的流程图。本方法包括在电梯启动阶段的以下步骤：

步骤S41：在接收到主接触器闭合的反馈信号后，向电动机输出检测电流。在本步骤中，检测电流以在75毫秒内线性增加到最大值的方式输出到电动机。特别的，检测电流的最大值可以是电动机额定电流的30％。

步骤S42：检测电动机的反馈电流，若所述反馈电流大于或等于设定的阈值，则执行步骤S43，否则执行步骤S44。在该步骤中，上述设定的阈值为电动机额定电流的20％。

步骤S43：使输出到电动机的电流恢复到正常启动状态，并打开抱闸。

步骤S44：报警并停止抱闸输出。

此外，在上述方法中，为了减少电梯停止阶段由于电动机电流突然变换产生的噪音，还可包括在电梯停止阶段当抱闸完全闭合后，逐步减少电动机的输入电流至零。抱闸完全闭合后输出到电动机的电流可以通过以下方式减少：在300毫秒内从正常值线性减小到零。

在上述系统及方法中，上述增加或减少的方式并不限于线性方式，也可以采用其它函数变化的方式。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种采用永磁同步电动机控制电梯的方法，其特征在于，在电梯启动阶段包括以下步骤：

(b)检测所述电动机的反馈电流，若所述反馈电流大于或等于设定的阈值，则执行步骤(c)，否则执行步骤(d)；

(d)报警并停止抱闸输出。

2、根据权利要求1所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法，其特征在于，还包括在电梯停止阶段当抱闸完全闭合后，逐步减少电动机的输入电流至零。

3、根据权利要求1所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法，其特征在于，所述步骤(a)中检测电流以在75毫秒内线性增加到最大值的方式输出到电动机。

4、根据权利要求3所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法，其特征在于，所述步骤(a)中输出到电动机的电流的最大值为电动机额定电流的30％，所述步骤(b)中的设定的阈值为电动机额定电流的20％。

5、根据权利要求2所述的采用永磁同步电动机控制电梯的方法，其特征在于，抱闸完全闭合后输出到电动机的电流在300毫秒内从正常值线性减小到零。

6、一种采用永磁同步电动机控制电梯的系统，包括电动机、抱闸、电机驱动控制单元、主接触器，其特征在于，所述电机驱动控制单元包括：

电流检测单元，用于检测电动机的反馈电流；

7、根据权利要求6所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统，其特征在于，还包括电机停止单元，用于在抱闸完全闭合后，逐步减少电动机的输入电流至零。

8、根据权利要求6所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统，其特征在于，所述电流控制单元在接收到主接触器闭合的反馈信号后在75毫秒内将输出到电动机的电流线性增加到最大值。

9、根据权利要求6所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统，其特征在于，所述电流控制单元输出到电动机的电流的最大值为电动机额定电流的30％，所述设定的阈值为电动机额定电流的20％。

10、根据权利要求7所述的采用永磁同步电动机控制电梯的系统，其特征在于，所述电机停止单元在抱闸完全闭合后在300毫秒内将输出到电动机的电流从正常值线性减小到零。