CN1026773C - 自动电梯的运行装置 - Google Patents

Abstract

根据驱动自动电梯感应电动机的转速，计算转差频率的绝对值，并和使感应电机能耗为最小时的转差频率的基准值相比较，由可控硅控制感应电动机的外加电压，使它接近基准值，这样，提高了测量精度，同时为了安全，也可以使用感应电动机的速度检测器。

Description

本发明涉及用可控硅等电整流元件驱动源来控制感应电动机的装置。

图5是例如实公昭58-23824号公报上所示的先有的自动电梯控制装置的电路图，在图中，三相交流电源端子R、S、T连接在用半导体整流元件等构成的三相全波整流电路（1）的输入端。此三相全波整流电路（1）的正极输出端通过安全装置等（2）连接于运转开关（3）的一端，此运转开关（3）的另一端连接于上升运转开关（4）的常闭触点（4b）和下降运转开关（5）的常闭触点（5b）。前述常闭触点（4b）通过下降运转开关（5）连接于下降关闭按钮（6）的一端，此关闭按钮（6）的另一端连接于三相全波整流电路（1）的负极输出端。前述常闭触点（5b）通过上升运转开关（4）连接于上升关闭按钮（7）的一端，此关闭按钮（7）的另一端连接于三相全波整流电路（1）的负极输出端。另外，前述三相全波整流电路（1）的输出端连接在下述的电路上。该电路由上升运转开关（4）的常开触点（4a）和下降运转开关（5）的常开触点（5a）并联后再与电梯保持用磁性制动器的绕组（8）以及运转开关（3）的常开触点（3a）串联所组成。

三相电源端子R通过上升运转开关（4）的常开触点（4a），运转开关（3）的常开触点3a接在由可控硅SCR₁和SCR₂反向并联的电路上，此SCR₁和SCR₂反向并联电路进一步接到感应电动机（9）上。三相电源端子S通过上升运转开关（4）的常开触点（4a）连接在由SCR₃和SCR₄反向并联的电路上，进一步，SCR₃和SCR₄反向并联的电路与感应电动机（9）相联接。三相电源端子T通过运转开关（3）的常开触点（3a）与由SCR₅和SCR₆反向并联所组成的电路连接，此SCR₅和SCR₆反向并联组成的电路连接于感应电动机（9）上。符号g1-g6表示前述SCR₁～SCR₆的各控制门。

在连接三相电源端子S和感应电动机（9）的S相电源线上设置了检测S相主电流（负荷电流）的交流互感器（10），这个检测主电流的互感器（10）接在控制输入发生电路（11）上，此电路（11）的电源是从变流器输出的交流电压经过整流的直流电压。对此控制输入发生电路（11）通过运转开关（3）的常开触点（3a）供给该电路。另外，此控制输入发生电路（11）的输出端连接于移相器（13）的输入端该移相器（13）对应着该发生电路的输出电压V_c（控制输入），给可控硅控制极供给门脉冲（选通脉冲）。再有，在此移相器（13）上还连接着三相电源端子R、S、T的电源线的分支线。

在这样构成的电路中，如实公昭58-23824号公报上所详细记载的那样，检测出自动电梯运转中的感应电动机的电流，若此电流增加，则扩大可控硅的触发角，提高感应电动机上的外加电压，若前述电流减小，由于降低外加电压则使自动电梯消耗的电力减少。

但是，在根据以上叙述所构成的装置中，测出的感应电动机的电流，因为由可控硅控制而失真，所以存在检测电流精度低的问题。另外，象这样使用可控硅的电路，在可控硅出故障时，自动电梯有可能产生失速以及速度过大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了这样一种自动电梯运行装置，即在使自动电梯节能运行的 同时，防止发生自动电梯失速和速度过大。

根据本发明的自动电梯运行装置，以感应电动机转速测出感应电动机的转差率，就可以控制可控硅触发角，使转差控制在所规定值以上。

采用按以上所述构成的自动电梯电梯运行装置是为了这样控自动电梯，即测量驱动自动电梯的感应电动机的转动角速度，并和使感应电机能耗为最小时的转动角速度基准值比较，由可控硅控制感应电动机的外加电压，使转动角速度接近基准值，随着，在检测精度提高的同时，为了确保安全也可以利用感应电动机的速度检测器。

另外，由本发明提供的另一种自动电梯运行装置是从感应电动机转速测出感应电动机转差率的绝对值，再把这转差率作为所定值来控制可控硅的触发角。

这样构成的自动电梯运行装置，是为了这样控制自动电梯，即从驱动自动电梯的感应电动机的转动角速度计算出转差率的绝对值，并把它和使感应电机的能耗为最小时的转差率基准值进行比较，由可控硅控制感应电动机的外加电压，使转差率的绝对值与基准值接近，从而提高了测量精度，同时，为了确保安全也可以利用感应电动机的速度检测器。

首先，对展示在图2上的由本发明所构成的自动电梯运行装置的控制原理，用感应电机中的一相的简易等价电路来说明。在此等价电路中如果设机械输出为Pm，电机转动角速度以及电源角频率分别为Wr、Wo，转差率为S，输出扭矩为T。

则有，Pm＝ (1-S)/(S) r₂I²……（1）

因而，输出扭矩为，

T＝ (Pm)/(Wr) ＝ (Pm)/(Wo（1-S）) ＝ (r₂)/(WoS) I²……（2）

另一方面，在｜S｜＜＜1的情况下，

I＝V/（r₂/S）……（3）

成立。若将（3）式代入（2）式，

则，V²＝ (Wor₂T)/(S) ……（4）

在这里由励磁分所产生的能耗Po和由卷线产生的能耗Pc如下：

Po＝V²go

＝ 1/(S) ·Wor₂go·T……（5）

Pc＝（r₁+r₂）I²

＝S·( (r₁+r₂)/(r₂) )·Wo·T……（6）

另外，总能耗P_T为

P_T＝P_O+P_C

进而，设输出扭矩一定（但是，转差率为负值时，绝对值是一样的，设取负值）时，与转差率相对应的能耗显示在曲线图上就形成了图3，即，因为S为负值时的扭矩T也取负值，所以，能耗的结果值是正值。

这里，如果求得 (LPT)/(ds) 为O时的S，则使总能耗P_T为最小的转差率Sm，如下所示

${\mathrm{S\; m\; =\; \pm \; r}}_2\sqrt{\frac{g_o}{r_1{\mathrm{+\; r}}_2}}\mathrm{\dots \dots (8)}$

这里，在加负号的场合，在自动电梯运载乘客向下运行时则有能耗为最小的转差率。换名话说，相当于再生效率最好的转差率。

由以上可知，满足（8）式的转差率运行，常使感应电动机的能耗最小。

这里，作为绝对值，当要求大负荷扭矩时，从（4）式所示的关系中知道使电压增高好，但是，这个电压由于受电源电压限制，所以设电源电压为Vo，从（4）式得出

｜T｜＝- (｜Sm｜)/(Wor₂) ·Vo²……（9）

当要求超越此负荷扭矩值时，转差率不能维持｜Sm｜值，而要增大。另一方面，当自动电梯的负荷减轻时，在满足（8）式值的情况下固定转差率，并且只要控制可控硅的触发角，就可使外加电压满足（4）式，在这里，因为电源角频率是一定的，所以，也同样可以把转差率乘以电源角频率的转差 角频率控制在所定值内。

下面就图说明本发明的实施例。

在图1中，20是脉冲转速表传感器，21是在能耗为最小时的转差率下运转而产生转动角速度的基准转动角速度发生器，22是比较基准转动角速度和实际转动角速度的比较器，23是转动角速度检测装置，它是将脉冲转速表传感器20的输出信号作为输入信号，来检测感应电动机的转动角速度，当出现异常（所定范围之外）时，接点3、4和5断开，挂上制动闸，这就构成了速度检查装置。

在这样构成的电路里，比较器22把脉冲转速表传感器20的输出和基准转动角速度发生器21的输出作为输入信号，由此，比较基准转动角速度和实际转动角速度，当实际转动角速度比基准转动角速度小（轻负荷）时，由控制移相器13给出缩小可控硅SCR1～SCR6触发角的信号，相反，在转动角速度比基准转动角速度大（重负荷）时，给出加大可控硅SCR1～SCR6触发角的信号，这样控制，常常可以使自动电梯在最小的能耗下运行。另一方面，万一，在可控硅SCR1～SCR6或移相器13发生故障时，则感应电动机9断电，随之可能产生失速。这时，速度控制装置23的输出接通在安全装置等上的接点（图中未示出）断开，接点3～5也断开，这样由于切断制动闸线圈8的励磁，从而挂上制动闸。

以下，就图说明本发明的另一实例，

在图4中，（20）是测量感应电动机（9）转速的转速检测器的脉冲转速表传感器，（21′）是产生能耗为最小时的基准转差角频率绝对值的基准角频率发生器，（22′）是比较此基准转差角频率的绝对值和实际转差角频率的绝对值的比较器，（23）是速度检测装置，它是将脉冲转速表传感器（20）的输出信号作为输入信号，测量感应电动机的旋转角速度，如果出现异常（所规定的范围之外）则断开接点（3）、（4）和（5），挂上制动闸。此外，（24）是实际转差角频率计算装置，它根据电动机转速来计算电动机实际转差率的绝对值。

在这样构成的电路中，比较器（22′）把转差角频率计算装置（24）的输出和基准转差角频率发生器（21′）的输出作为输入，由此，把基准转差角频率的绝对值和实际转差角频率的绝对值进行比较，当实际转差角频率的绝对值比基准转差角频率的绝对值小（轻负荷）时，由控制移相器（13），给出缩小可控硅SCR1～SCR6触发角的脉冲信号，反之，在大（重负荷）时，给出增大可控硅SCR1～SCR6触发角的脉冲信号，这样控制，常常使自动电梯以最小的能耗运行。另一方面，万一可控硅SCR1～SCR6或移相器（13）发生故障，感应电动机（9）断电，随之，可能产生失速。另外，若自动电梯向下运行时速度过大，不利乘客安全，这时速度检查装置（23）的输出断开，安全装置等（2）上的接点（图中未示），断开，接点（3）-（5）也断开，这样由于断开制动闸线圈（8）的励磁，从而挂上制动闸。

如上所述，按照本发明，测量自动电梯的感应电动机转动角速度，并把它和诱导电机的能耗为最小时的转动角速度的基准值进行比较，由于，由可控硅控制感应电动机的外加电压使转动角速度接近基准值，因此，提高了精度，另外，为了确保安全，还可以利用速度检测器，收到提高安全性的效果。

按照本发明，测量自动电梯感应电动机的转动角速度，计算实际转差角频率的绝对值，并把它和使感应电机损失为最小时的转差角频率基准值进行比较，因为由可控硅控制着感应电动机的外加电压，从而使实际转差角频率的绝对值与其基准值接近，所以，不论自动电梯向上还是向下运行都可以节约能源，另外为了安全，还可以利用速度检测器，来收到提高安全性的效果。

附图的简单说明：

图1是本发明的一个实例的自动电梯运行装置电路图;

图2是为说明在图1上所示的感应电动机控制原理的原理图;

图3是控制特性图;

图4是本发明的另一实施例的自动电梯运行装置电路图;

图5是表示先有自动电梯运行装置的电路图。

Claims (1)

1、一种自动电梯运行装置包括：

驱动电机的异步电动机；

控制供给所述电动机交流电的可控硅控制装置；

输入控制电压发生装置具有：测量上述感应电机转速的转速检测器，在以能耗为最小的转差率而运转时产生转动角速度的基准转动角速度发生器，以及把此基准角速度和从转速检测器测出的实际转动角速度进行比较后，而产生输出的比较器；所述输入控制电压发生装置还具有：根据此转速检测器的输出计算实际转差角频率的绝对值的实际转差角频率计算器，产生使感应电动机的能耗为最小时转差角频率的基准值的基准转差角频率发生装置，以及把上述实际转差角频率的绝对值和上述基准转差角频率进行比较的比较器；

与上述比较器输出的大小相应地控制上述可控硅导通的可控硅相位控制装置；

其特征在于：发出转速指令使所述电动机转差率满足

${\mathrm{S\; =\; \pm \; r}}_2\sqrt{\frac{g_o}{r_1{\mathrm{+\; r}}_2}}$

的转度指令控制装置。

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