CN102239102B - 使用振动阻尼器的升降机轿厢定位 - Google Patents

使用振动阻尼器的升降机轿厢定位 Download PDF

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Abstract

一种控制升降机轿厢位置的示例性方法包括确定升降机轿厢需要重新校平以及确定振动阻尼器是否被启动。如果该振动阻尼器被启动，则调节用于控制负责移动升降机轿厢的马达的运行的、用于重新校平的增益。

Description

使用振动阻尼器的升降机轿厢定位
背景技术
升降机系统包括例如在多个楼梯平台之间移动以向建筑物内的不同层提供升降机服务的升降机轿厢。机器包括用于选择性地将升降机轿厢移动到期望的位置并在之后使该轿厢保持在那个位置的马达和制动器。机器控制器控制该机器的运行，以便以已知的方式响应乘客对升降机服务的要求并将该升降机轿厢保持在所选楼梯平台处。
与升降机系统相关联的一个挑战是使轿厢相对于楼梯平台保持在合适的高度处，以促进升降机轿厢和该升降机轿厢所停留的门廊之间的简单通过。理想地，轿厢地面保持与楼梯平台地面齐平，以使乘客在门廊和升降机轿厢之间的移动变得简单，同时减小有人绊倒的几率。现有的升降机编码限定了位移阈值，其建立了在楼梯平台地面和升降机轿厢地面之间所允许的最大差距。当该距离超过了该编码阈值，升降机系统必须重新校平或者修正升降机轿厢的位置。
传统的升降机重新校平措施包括感测轿厢到地面的位移量。这典型地通过使用在主位置传感器上或在与升降机轿厢相关联的其它旋转部件上的编码器来完成。当该位移超过设定阈值时则开始重新校平过程。机器控制器在释放机器制动器之前作出关于轿厢重量的判断并向用于提升轿厢的马达预加转矩。之后使用对位置误差的固定增益反馈补偿器来控制马达电流。
重新校平升降机轿厢的传统措施在大部分情况下执行顺利。例如在一些高于120m的高层建筑物中，传统的措施可能无法提供令人满意的结果。发生这种情况部分是因为升降机拉运构件的有效刚度随着它们的长度成比例减小。因此，更长的升降机拉运布置允许响应由于例如乘客进入或离开轿厢而引起的升降机轿厢上的变化的负载而增加静态变形量。另外，在马达动作、轿厢反应以及位置传感器响应之间存在时间迟滞。这样的迟滞在与传统措施相关联的位置反馈逻辑中引入了潜在的稳定性问题。另一个问题是减小的拉运布置刚度减小了由轿厢上的负载变化引起的与升降机轿厢跳动相关联的谐振频率。该更低频率的谐振对传统的控制逻辑增益造成了限制，该限制对带宽以及因此性能进行限制。
发明内容
一种控制升降机轿厢位置的示例性方法包括确定升降机轿厢需要重新校平并确定振动阻尼器是否被启动。如果该振动阻尼器被启动，则调节用于控制负责移动升降机轿厢的马达的运行的、用于重新校平的增益。
一种示例性的升降机系统包括构造为抗拒相关联的升降机轿厢的竖直移动的振动阻尼器。控制器装置控制构造为移动相关联的升降机轿厢的马达。该控制器装置包括具有带有设定基准值的增益的速度伺服系统。该控制器装置构造为如果振动阻尼器被启动则在相关联的升降机轿厢的重新校平期间从该设定基准值起选择性地调节该速度伺服系统的增益。
根据下文的详细描述，本发明的多个特征和优点对本领域技术人员来说将会变得显然。伴随详细描述的附图可以简要描述如下。
附图说明
图1示意性地示出了一个示例性升降机系统的选定部分。
图2示意性地示出了一个示例性的振动阻尼器布置。
图3示意性地说明了另一个示例性的振动阻尼器。
图4示意性地说明了另一个示例性的振动阻尼器。
图5示意性地说明了一个示例性的升降机控制布置。
具体实施方式
图1示意性地说明了示例性的升降机系统20的选定部分。升降机轿厢22被支承为响应升降机机器26的运行沿着导轨24移动。在这个实例中，该升降机机器26负责控制支承了升降机轿厢22的重量和配重29的拉运布置28的移动。该拉运构造可以包括任何已知的拉运比例，例如，诸如传统的1∶1或2∶1拉运系统。机器26的马达和制动器响应升降机机器控制器30而运行，以实现升降机轿厢22的期望的移动和定位。
控制器30利用关于机器26的运行的信息和关于升降机轿厢22的位置的信息来确定如何控制机器26以实现期望的升降机系统运行。图1的实例包括向控制器30提供关于升降机轿厢22的位置的信息的主位置传感器32。例如，该主位置传感器32包括编码轮和与升降机轿厢22一起移动的绳索或带，使得该编码轮向控制器30提供指示升降机轿厢的当前位置的信息。关于升降机轿厢22的位置的信息可以以任何已知的方式确定。
控制器30包括用于控制机器26的马达的运行的速度伺服系统。该速度伺服系统具有控制向机器26的马达提供的马达转矩信号的重新校平增益(Krl)和比例(Kp)积分(Ki)增益。该速度伺服系统增益在大多数情形下以已知的方式设定，以提供期望的升降机系统性能。
在一些情形下，当升降机轿厢22停止在楼梯平台处时将必须重新校平该升降机轿厢22。在高层建筑物的情况下，当升降机轿厢22在相对较低的楼梯平台处，如前所述，延长的拉运布置28长度引入了额外的控制挑战。该示例性的控制器30利用被调节的速度伺服系统增益，以便当升降机轿厢22在仅靠传统的重新校平技术可能无法提供期望的结果的楼梯平台处时实现期望的重新校平性能。
该示出的实例包括至少一个振动阻尼器40，其受支承，以便与升降机轿厢22一起移动。在本实例中的该振动阻尼器40支承在升降机轿厢22的各侧上。该振动阻尼器40被构造为当升降机轿厢22停在楼梯平台处时与静止表面接合，以在此种条件下抑制升降机轿厢22的竖直移动。在所描述的实例中，该振动阻尼器40在重新校平程序期间使用。为了这样的目的，该振动阻尼器40被认为是校平振动阻尼器，因为其在升降机轿厢校平期间抑制振动。
图2示意性地说明了一种示例性的振动阻尼器构造。在本实例中的振动阻尼器40响应升降机轿厢门42从关闭位置(在虚像图中示出)移动到打开位置而被启动。当升降机轿厢门42移动到打开位置时，诸如开关或探测器的触发机构44提供指示。存在用于确定升降机门何时打开的已知技术，且一些实例使用了这样的技术。该打开的升降机轿厢门被解读为升降机轿厢22正在楼梯平台处的指示，此时期望至少暂时地保持升降机轿厢。在一些情况下，可能有利的是还要求在振动阻尼控制系统逻辑中包括地面着陆探测信号，使得其仅在高层升降机系统中的最低层地面处使用，此处在轿厢和接近电梯通道顶部的机器之间的延长的绳索长度损害了传统的重新校平控制系统性能。在一个这样的实例中，该门探测装置44和地面探测装置必须都被启动以使得能够接合振动阻尼器。
促动器46响应升降机轿厢门42打开(以及如果利用了地面探测器则该地面探测器也被启动)的指示而将摩擦构件48移动为与导轨24上的表面进入接合。在一个实施例中，在摩擦构件48和导轨24之间的该摩擦接合用来当升降机轿厢22停留在楼梯平台处时抗拒该升降机轿厢22的竖直移动。在本实例中抗拒竖直移动有别于停止所有这样的移动。例如，振动阻尼器40减少在加载或卸载乘客期间与升降机轿厢22中的负载变化相关联的振动。在本实例中对振动的减少没有在加载和卸载乘客期间将升降机轿厢22固定到楼梯平台或轨24的效果。
图3图解地说明了一个示例性的振动阻尼器40。在本实例中，提供了用于相对于升降机轿厢22将振动阻尼器40固定在选定位置中的安装支架50和52。促动器46控制臂54的移动以选择性地将摩擦构件48移动进入或退出与诸如导轨24的相应表面的静止表面的接合。在该示出的实例中，摩擦构件48相对于臂54以枢轴支承，使得其可绕着枢轴线56枢转。摩擦构件48的枢转移动补偿了在摩擦构件48的接合表面和导轨24上由摩擦构件48接合的表面的朝向之间的任何未对准。
本实例还包括用于控制由摩擦构件48向导轨表面施加的压力的量的机械弹簧58。示例性的促动器46包括螺线管和电动机。弹簧58的尺寸和由促动器46提供的力提供了在摩擦构件48和静止表面之间的充分摩擦接合，以提供用于抗拒升降机轿厢22的竖直移动的充分的竖直阻尼力。在一个实例中的促动器46包括可以响应转动动作沿直线方向移动的螺杆。
图4图解地说明了另一个示例性的振动阻尼器40。在本实例中，促动器46移动第一臂60。枢轴联动件62与该第一臂60联接。该枢轴联动件62绕着枢轴点64枢转，该枢轴点64在本实例中相对于安装支架50保持静止。该枢轴点64位于枢轴联动件62的一端附近。枢轴联动件62的相对端66与臂54联接，该臂54在本实例中称为第二臂。
当促动器42移动第一臂60时，枢轴联动件62枢转，引起第二臂54和摩擦构件48移动进入或退出与诸如导轨24上的表面的静止表面的接合。本实例包括安装板68和用于引导摩擦构件48移动的引导表面70。在本实例中，摩擦构件48被支承为可以绕着枢轴线56进行枢转移动。枢轴线56与板68一起移动(例如，在图中从左向右)，使得摩擦构件48与板68一起移动且相对于板68移动。
使用枢轴联动件62允许增加可从促动器42的运行得到的阻尼垫的移动而不需要增加促动器42的尺寸或动力。图4的实例包括复位弹簧72，其在促动器关闭或不在第一臂60上施加力时沿着为了将摩擦构件48移出与导轨24的相应的一个接合的方向推动枢轴联动件62的第二端66。
该示例性的振动阻尼器40在重新校平运行期间可用于抑制升降机轿厢22的竖直移动或振动。该振动阻尼器40允许改进的马达控制，以实现改进的重新校平性能。例如，有可能在重新校平程序期间使用用于马达转矩命令的增加的增益来控制马达26的运行。这允许增加动态位置控制系统的带宽。如果没有该振动阻尼器40，例如当使用用于马达控制的增加的增益时有可能不合乎需要地激励升降机拉运布置28的谐振频率。当该振动阻尼器40被启动时(也即摩擦构件48移动进入与导轨24接合的位置中)，该示例性的控制器30调节用于在重新校平时进行马达控制的增益。
图5示意性地说明了示例性的升降机控制配置，其中示意性地表示了控制器30的一部分。在本实例中，传统的升降机马达控制技术用于在大多数升降机系统运行条件下提供控制信号来操作机器26的马达。当需要重新校平且振动阻尼器40被启动时，调节与马达控制相关联的增益以提供期望的重新校平性能。
在图5中，使用比较器156将期望的升降机轿厢位置输入152与实际升降机轿厢位置指示154相比较。该比较器156的输出(也即在升降机轿厢的实际和期望的位置之间的任何差异)由重新校平增益模块158处理。在一个实例中，该重新校平增益取决于振动阻尼器40是否被启动而调节。在比较器162中比较重新校平增益模块158的输出与主速度传感器输入160。
比较器162的输出提供到速度伺服系统166。如果振动阻尼器40被启动，则在本实例中的控制调节用于马达转矩信号的重新校平增益和速度伺服系统增益(Kp和Ki)中的至少一个。在一个实例中，该控制将这些增益中的至少一个增加到比该增益的设定基准值更高的值。例如在示出的实例中，所有的增益都被增加以改进重新校平的性能。
在一个实例中，当振动阻尼器40没有被启动时，在重新校平程序期间使用第一校平增益值，而当振动阻尼器40被启动时，使用不同的第二校平增益。在本实例中，该第二增益高于该第一增益。
在本实例中，当振动阻尼器40被启动以抑制升降机轿厢22的竖直移动时，这些增益被增加。该增加的增益在升降机轿厢22重新校平期间提供了改进的性能。速度伺服系统66提供了用于在重新校平期间控制机器26的马达的马达转矩信号输出68。例如，使用用于马达转矩的更高的增益允许更快的重新校平。另一个实例通过实现升降机轿厢位置的减小的竖直修正幅值而改进了重新校平。
如果增加增益(一个或多个)却不使振动阻尼器40被启动来抗拒升降机轿厢22的竖直移动，将有可能激励升降机拉运布置28的谐振频率，其例如将引入升降机轿厢的振动或跳动。在重新校平程序期间使用振动阻尼器40允许调节重新校平增益和速度伺服系统增益，以提供改进的重新校平性能，同时避免激励电梯通道部件。由振动阻尼器40提供的额外的升降机轿厢位置控制有效地减少了对升降机竖直振动模式的激励，同时仍旧允许实现更高的速度伺服系统增益和改进的重新校平。
前面的描述本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的实例的不必脱离本发明实质的变化和修改对本领域技术人员来说可变得显然。给予本发明的法律保护的范围仅可通过学习所附的权利要求来确定。

Claims (19)

1.一种控制升降机轿厢位置的方法，包括：
确定升降机轿厢需要从当前竖直位置重新校平到期望的竖直位置；
确定振动阻尼器是否被启动；以及
如果所述振动阻尼器被启动，则调节用于控制负责沿着电梯通道竖直地移动所述升降机轿厢的马达的运行的、用于所述重新校平的增益。
2.如权利要求1所述的方法，包括
使用被调节的增益产生用于控制用于移动所述升降机轿厢的所述马达的马达转矩信号，以完成所述重新校平。
3.如权利要求1所述的方法，包括
当在重新校平期间移动所述升降机轿厢时，使用被调节的增益；以及
在其它升降机运行条件期间使用不同的默认增益。
4.如权利要求1所述的方法，包括
如果所述振动阻尼器没有被启动则使用第一增益；以及
如果所述振动阻尼器被启动则使用不同的第二增益。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二增益具有高于所述第一增益的值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被调节的增益是与所述马达相关联的速度伺服系统的重新校平增益或比例积分增益中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，包括
响应升降机轿厢门打开来启动所述振动阻尼器。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述振动阻尼器包括促动器和能够由所述促动器移动到与静止表面相接合的位置以在所述重新校平期间限制所述升降机轿厢的竖直移动量的摩擦构件。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述促动器沿第一方向移动所述摩擦构件，且所述摩擦构件受支承，以便相对于所述第一方向枢转地移动。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述振动阻尼器包括：
第一臂，其由所述促动器移动；
枢轴联动件，其联接到所述第一臂上，以响应所述第一臂的移动而在所述枢轴联动件的一端附近绕着枢轴线枢转地移动；以及
第二臂，其在所述枢轴联动件的相对端附近联接到所述枢轴联动件上，使得所述第二臂响应所述枢轴联动件的移动而移动，所述摩擦构件受支承，以便与所述第二臂一起移动以及相对于所述第二臂的移动方向枢转地移动。
11.一种升降机定位系统，包括：
构造为以便抗拒相关联的升降机轿厢的竖直移动的振动阻尼器；以及
用于控制构造为沿着电梯通道竖直地移动所述相关联的升降机轿厢的马达的控制器装置，所述控制器装置具有带有设定值的增益，所述控制器装置构造为如果所述振动阻尼器被启动，则在将所述相关联的升降机轿厢从当前竖直位置重新校平到期望的竖直位置期间从所述设定值选择性地调节所述增益。
12.如权利要求11所述的升降机定位系统，其特征在于，如果所述振动阻尼器被启动，则所述控制器装置将所述增益增加到高于所述设定值的第二重新校平值。
13.如权利要求11所述的升降机定位系统，其特征在于，所述控制器装置使用被调节的增益产生马达转矩信号。
14.如权利要求13所述的升降机定位系统，其特征在于，如果所述振动阻尼器被启动，则所述控制器装置使用用于重新校平升降机轿厢的被调节的增益产生马达转矩信号，否则就使用增益的所述设定值。
15.如权利要求11所述的升降机定位系统，其特征在于，所述增益是速度伺服系统的重新校平增益或比例积分增益中的至少一个。
16.如权利要求11所述的升降机定位系统，其特征在于，所述振动阻尼器构造为响应所述相关联的升降机轿厢的门的打开而被启动。
17.如权利要求11所述的升降机定位系统，其特征在于，所述振动阻尼器包括：
促动器；
支承为以便由所述促动器沿第一方向移动到与静止表面接合的位置的摩擦构件，所述摩擦构件受支承，以便相对于所述第一方向枢转地移动。
18.如权利要求17所述的升降机定位系统，其特征在于，所述振动阻尼器包括：
第一臂，其由所述促动器移动；
枢轴联动件，其联接到所述第一臂上，以响应所述第一臂的移动而在所述枢轴联动件的一端附近绕着枢轴线枢转地移动；以及
第二臂，其在所述枢轴联动件的相对端附近联接到所述枢轴联动件上，使得所述第二臂响应所述枢轴联动件的移动而移动，所述摩擦构件受支承，以便与所述第二臂一起移动以及相对于所述第二臂的移动方向枢转地移动。
19.如权利要求11所述的升降机定位系统，包括：
升降机轿厢，其具有支承在所述升降机轿厢的一部分上的所述振动阻尼器；
拉运布置，其固定到所述升降机轿厢；以及
马达，其用于移动所述拉运布置，以使得所述升降机轿厢响应所述控制器装置而移动。
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