CN1024336C - 油压电梯的驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明是在通过可被变速控制的电动机来驱动油泵向油压起重器送油，使电梯厢行走形式的油压电梯的驱动控制中，使起重器侧压力能迅速地和油泵侧压力相等，而防止起动冲击或伴随冲击而引的振动。

将起动时，补偿起重器侧压力和油泵侧压力的差压用的补偿力矩指令加到力矩控制器29的输入侧的同时，将作为速度指令值的此时的速度检出器15的输出信号加到速度控制器27的输入侧，使速度控制器27的输出信号为零，这样来控制感应电动机14而使起重器侧压力和油泵侧压力相等。

Description

本发明涉及油压电梯的驱动控制装置，更为具体地涉及用可变速控制的电动机来驱动油泵向起重器送油而使电梯厢运行的油压电梯的驱动控制装置。

已有的油压电梯在上升运动时，电动机以一定的转速转动油泵输出定量油，通过流量控制阀来调整送到油压起重器的油量，在下降运动时，由于电梯厢的自重从油压起重器回流到油箱的油量，也通过流量控制阀来调整，这样分别控制电梯厢的（上升和下降的）速度。这种方式在上升运动时，因多余的油量从油泵回流到油箱故能量的损失较大，在下降运动时，因位能被转变为热能而使油温上升较大。针对这一问题最近提出了通过使用变频器等对感应电动机进行可变电压、可变频率的控制（以下称为VVVF控制）来控制由感应电动机驱动的油泵的输出油量这样的方案。这种方式在上升运动时对应于速度指令，向油压起重器仅送给必要的油量，下降运动时，由于向油箱回流的油量使电动机再生制动，故能量消耗就少，从而油温的上升也可抑制得较低、可得到高效率的油压电梯。然而这种VVVF控制的油压电梯其开启或关闭压力油的油路的电磁阀只要求是单纯能开或闭的简单机构，而电梯起动时，在启动感应电动机的同时，使电磁阀开启时，因油泵侧的压力比起重器侧的压力低，故电梯厢下降，会发生大的起动冲击或振动。对这一问题，日本专利申请特公昭64-311号公开了一种技术，考虑仅将能使油泵侧的压力和起重器侧的压力相等的偏特性曲线作为速度指令值给与，即如图3中所示，在偏特性曲线上，以重叠的形式，加上电梯厢行走 的特性曲线信号，将这一重叠的特性曲线信号作为速度指令值，并通过控制电动机，使电梯厢行走，这样来很好地抑制起动冲击。又如图4所示，还提出了设置检出起重器侧的压力和油泵侧的压力的压力传感器，把两者的压力差返回速度控制器，从而控制电动机以达到使起重器侧的压力和油泵侧的压力相等的方法。图4是表示过去的油压电梯的驱动控制装置的构成图。如图所示，（1）是被埋设在升降通道的地坑里的油缸;（2）是充满在该油缸（1）里的压力油;（3）是被压力油（2）支承着的柱塞;（1）至（3）构成了油压起重器。（4）是安装在柱塞（3）顶部的导轮器;（5）是一端固定在通道里，并挂在导轮器上的钢缆;（6）是安装在钢缆（5）的另一端的电梯厢;（7）是平时起逆止阀功能，当电磁线圈得电时被转换成能逆向导通的电磁转换阀;（8）是连接在油缸（1）和电磁转换阀（7）之间，输送压力油的管;（9）是可逆运转的送受压力油的油泵，管（10）介于它和电磁转换阀（7）之间;（11）是油;（12）是贮有油（11）的油箱，通过管（13）在它和油泵（9）之间受送压力油;（14）是驱动该油泵（9）的三相感应电动机，给与油泵（9）转矩;（15）是感应电动机（14）的转速检出器，输出与感应电动机（14）的转速成比例的电压;（16）是用来测量管（8）内的压力的起重器侧压力传感器;（17）是测量管（10）内的压力的油泵侧压力传感器;（18）是三相交流电源;（19）是将三相交流电变换成直流电的整流器;（20）是平稳整流器（19）输出电流的稳流电容;（21）是消耗再生电流的再生阻抗;（22）是再生状态下导通的再生晶体三极管;（23）是驱动感应电动机（14）的变频器;（24）是接受传感器（16）、（17）的输出信号的PI控制器;（25）是将PI控制器（24）的输出信号和电梯厢速度特性曲线指令（26）相加的加法器;（27）是接受加法器（25）的输出信号和速度检出器输出信号的速度控制器;（28）是检出感应电动机（14）的输入电流的电流检出器;（29）是根据电流检出器（28）、速度检出器（15）和速度控制器 （27）的各输出信号来控制变频器（23）的扭矩控制器。

本发明要解决以下课题。由偏特性曲线信号使油泵侧压力上升的方式，由于负荷和油温的影响使起重器侧压力和油泵侧压力成为相同所需的偏特性曲线信号值不同，故存在到电梯起动为止的滞留时间每次都不同，到油泵侧压力和起重器侧压力成为相等为止的时间基本上也较长这种缺点。

此外，检出起重器侧压力和油泵侧压力后，反馈它们的偏差的方式，也因为必须令反馈对象为速度控制器的输入侧，所以由于速度控制器的滞迟而存在反应灵敏欠缺的缺点。此外还考虑通过将补偿油泵侧压力和起重器侧压力的差压部分的补偿力矩加到力矩控制器的入口侧，这以求缩短达到压力平衡的时间，但由于这时并没有发出速度指令而马达旋转，故存在速度控制器会给于力矩控制器停止马达转动的指令这种不妥之处。

本发明为解决上述诸点问题而进行，其目的在于得到一种能迅速地使油泵侧压力和起重器侧压力相等且能防止起动冲击或伴随其而造成的振动的油压电梯的驱动装置。

关于本发明的油压电梯的驱动控制装置的第一种构思是通过将起动时补偿起重器侧压力和油泵侧压力的压差值，用补偿力矩指令值向力矩控制器的输入侧加入的同时，将作为速度指令值的此时的速度检出器的输出值加入到速度控制的输入侧而使上述速度控制器的输出值为零来控制感应电动机而使起重器侧压力和油泵侧压力成为相等。

关系到油压电梯的驱动装置的第二构思是设有响应起动时起重器压力检出器的输出信号和油泵压力检出器的输出信号的偏差，运算电动机的力矩指令值的压力控制器和基于该力矩指令值进行速度控制器的指令值运算的压力平衡速度指令演算器，通过控制电动机达到使起重器侧压力和油泵侧压力相等的目的。

关于第一构思，通过将补偿油泵侧压力和起重器侧压力的压差部分的补偿力矩加入到力矩控制器的输入侧得到压力平衡时的反应灵敏性。此外，将这时的速度检出器的输出信号作为速度指令值加到速度控制器的输入侧，这样使速度控制器的动作无效。

关于第二构思，检出油泵侧压力和起重器侧压力，根据它们的偏差，压力控制器进行压力平衡力矩指令演算，加入到力矩控制器的输入侧，从而得到压力平衡时的反应灵敏性。此外，从压力平衡力矩指令，通过具有速度控制器的传送函数和逆特性传送函数的压力平衡速度指令演算器，运算压力平衡速度指令值，以此作为速度指令加入到速度控制器的输入侧，使速度控制器的输入信号的直流成分无效，使输入信号仅为交流成分，从而使速度控制器作为微分反馈器对压力工作，达到压力控制系统的稳定。

附图说明：

图1表示了本发明的一个实施例的构成图。

图2表示了本发明另一个实施例的构成图。

图3表示了本发明前的VVVF控制的油压电梯的电动机速度指令图。

图4表示了本发明前的油压电梯的驱动装置的构成图。

以下通过图对本发明的一个实施例进行说明。图1是表示本发明一个实施例的构成图。1-29同以前所述的名称相当。在本实施例中，在速度控制器27和力矩控制器29之间设有加法器30，速度控制器27的输出信号被供给加法器30的一个输入端，PI控制器的输出信号被供给加法器30另一输入端，加法器30的输出信号供给力矩控制器29。速度检出器15的输出信号被供给加法器25的另一输入端。

以下对图1所示本发明的一个实施例的动作进行说明。当电梯厢6有呼叫时，起重器侧压力传感器16的值和油泵侧压力传感器 17的值都输入PI控制器24内。它的输出信号通过加法器30输入到力矩控制器29中。力矩控制器29根据PI控制器24的输出信号、速度检出器15的输出信号和电流检出器28的输出信号来驱动变频器23，通过该变频器23来驱动感应电动机14。然后PI控制器24自动地调节向力矩控制器29输入的值，以便起重器侧压力传感器16和油泵侧压力传感器17的输出信号值差为零。这时感应电动机14将转动，但是由于通过速度检出器15的输出信号作为速度指令值被输入到速度控制器27，使速度指令值和速度检出器15的输出信号值的偏差成为零，故速度控制器27不会起到制止感应电动机14的作用。这样起重器侧压力和油泵侧压力和油泵侧压力就成相等。待压力相等后，开启电磁切换阀7。这时因为起重器侧压力和油泵侧压力成为相等油压起重器不动，当然电梯厢6也不动。然后根据电梯厢速度曲线指令26驱动感应电动机14，使电梯厢升降。这时应使PI控制器24不动作，并把压力平衡时的输出值和速度检出器15的输出值予先储存起来，并将其值输入到各自的力矩控制器29、速度控制器27中。

如果能将其设计成电磁切换阀关闭时使PI控制器24动作，则在例如再调高度运转时（电梯停止时，消除其底面与地面之高度差的电梯再运转），也能立即根据再调高度图形信号使电梯厢动作。此外，上面已就为了得到平衡压力的补偿力矩而采用检出和反馈起重器侧压力和油泵侧压力的方法作过说明，但也可检出电梯厢内的负荷，并给与与此负荷相应的补偿力矩的办法。

图2是本发明的另一实施例的构成图。1-30同前面的叙述的相同。本实施例设有响应起重器侧压力传感器16和油泵侧压力传感器17的输出信号之偏差值而进行电动机的转矩指令值演算的压力控制器31，并将该输出信号加入到加法器30和压力平衡速度指令演算器33上。又，在压力平衡速度指令演算器33及电梯厢速度曲线指令26和速度控制器27之间设有加法器32，将压力控制器31的输出信号供给压力平衡速度指令演算器33。并在加法器32的一 个输入端被输入电梯厢速度曲线指令26，另一个输入端被输入压力平衡速度指令演算器33的输出信号，加法器32的输出信号被加到速度控制器27上。

以下对图2所示本发明的另一实施例的动作作一说明。现假设电梯厢6得到了呼叫，则起重器侧压力传感器16的值、油泵侧压力传感器17的值被输入到压力控制器31中。然后该输出信号通过加法器30输入力矩控制器29中。力矩控制器29根据压力控制器31的输出信号、速度检出器15的输出信号和电流检出器28的输出信号来驱动变频器23，通过该变频器23来驱动感应电动机14。而压力控制器31，自动地调节向力矩控制器29输入的压力平衡力矩指令，以便起重器侧压力传感器16和油泵侧压力传感器17的输出信号偏差为零，这时感应电动机14旋转，但由于向压力平衡速度指令演算器33加入压力平衡扭矩指令，压力平衡速度指令演算器33将自动地运算附合压力平衡扭矩指令的速度指令值，把它输入速度控制器27，据此使速度指令值和速度检出器15的输出信号的偏差的直流成分大体上成为零，故速度控制器27不会起到制止感应电动机14转动的作用。又，压力以压力油的流量的积分来表示，而流量同油泵的旋转数成比例，速度检出器15的输出信号和油泵侧压力传感器17的输出信号的微分值相当。现因速度控制器27的输入信号的直流成分被除去仅被输入脉动部分。该速度检出器15的输出信号的脉动部分和油泵侧压力传感器17的输出信号的脉动部分的微分相当，由于速度控制器27的动作，对压力来说该微分值等于被补偿回去，为此就能抑制压力的脉动部分。这样的结果，起重器侧压力和油泵侧压力就稳定地成为相等。压力相等后打开电磁切换阀7。此时因油压起重器侧压力和油泵侧压力已相等，故油压起重器就不动。当然电梯厢6也不动。然后，根据速度曲线指令26驱动感应电动机14，使电梯厢升降。这是设法使压力控制器31不动作，并把压 力平衡时的压力平衡力矩指令和该时的压力平衡速度指令演算器33的输出信号值予先储存起来，并分别输入力矩控制器29、速度控制器27。

又，如果事先能设计成当磁切换阀关闭时使PI控制器动作，则在例如重调高度运转等时也能立即根据重调高度曲线信号使电梯厢动作。

发明的效果

如上所述，根据第一个实施例，因为把起动时补偿起重器侧压力和油泵侧压力的压力差的补偿力矩指令值向力矩控制器的输入端加上的同时，将这时的速度检出器的输出信号作为速度指令值加入速度控制器输入侧，使上述速度控制器的输出信号为零，通过这样来控制感应电动机而使重器侧压力和油泵侧压力相等，故能快速地使油泵侧压力和起重器侧压力相等，然后开启电磁切换阀使电梯厢升降，得到了一种能防止起动冲击或伴随冲击而引起的振动的油压电梯的驱动控制装置。

根据本发明的第二个实施例，用起动时检出起重器侧压力和油泵侧压力响应该偏差来运算感应电动机的力矩指令值的压力控制器将补偿起重器侧压力和油泵侧压力的差压为目的的补偿力矩指令加入到力矩控制器的输入侧的同时，用以该力矩指令值为根据运算速度控制器的指令值的压力平衡速度指令演算器使速度控制器输入信号的仅为脉动部分，该速度控制器对压力来说作为微分反馈器那样动作，通过这样来控制感应电动机使起重器侧压力和油泵侧压力相等。因此能迅速地而且稳定地使油泵侧压力和起重器侧压力相等，然后开启电磁切换阀使电梯厢升降，这样就得到了一种能防止起动冲击或因此而引起的震动的油压电梯驱动控制装置。

Claims (1)

1、一种油压电梯具有能阻止压力油流动的电磁阀、检出感应电动机的速度的速度检出器、检出上述感应电动机一次电流的电流检出器、从速度指令值和速度检出器的输出信号的偏差运算力矩指令值的速度控制器、和基于该速度控制器的输出信号和上述速度检出器的输出信号和上述电流检出器的输出信号控制变频器的力矩控制器，通过可变速地驱动连接于上述感应电动机的油泵来控制油压起重器的驱动速度，其特征在于还包含有

起动时对应起重器侧压力和油泵侧压力的偏差来运算上述电动机的力矩指令值的压力控制器，和

基于该力矩指令值来运算上述速度控制器的指令值的压力平衡速度指令演算器，

在将上述压力控制器的力矩指令值加入上述力矩控制器的输入侧的同时，将上述压力平衡速度指令演算器的指令值加入上述速度控制器的输入侧，这样来控制上述电动机，使起重器侧压力和油泵侧压力相等的油压电梯的驱动控制装置。

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