CN102714483B - 电梯的救援运转装置 - Google Patents

Abstract

具备：制动器用开关（22），其将直流电源（20）与制动器线圈（24L）连接和断开；励磁电路（50），其通过将直流电源（20）与电动机（11）的三相绕组连接并使电流流过电动机（11）来产生转矩；以及救援开关（32），其将励磁电路（50）与直流电源（20）连接和断开，励磁电路（50）具备：第1励磁模式，在第1励磁模式中，将直流电源（20）的一极与三相绕组中的一相连接起来，并将直流电源（20）的另一极与三相绕组中的其它两相连接起来；第2励磁模式，在第2励磁模式中，使由电动机（11）的三相绕组形成的相位朝向希望轿厢（17）移动的方向前进90度的电角度；以及切断模式，在切断模式中，将两相的绕组相对于直流电源（20）切断。

Description

电梯的救援运转装置

技术领域

本发明涉及电梯的救援运转装置。

背景技术

对于现有的电梯救援运转装置，如下述专利文献1所示，已知使用动力制动器的救援运转装置。

对于该救援运转装置，电梯控制装置由逆变器驱动，该逆变器对使用永久磁铁进行励磁的同步电动机的输入电流进行检测，并将该检测出的电流转换成与永久磁铁的磁通同相位的成分、和与同相位的成分正交的成分来进行控制，所述电梯控制装置中具备：电源异常检测单元，其用于检测电源的异常；救援层检测单元，其用于检测因电源的异常而停止的轿厢的救援层；短路单元，其在电源异常检测单元检测出电源的异常时使同步电动机的输入端子短路；以及制动器控制单元，其在通过短路单元使同步电动机的输入端子短路、并发出起动指令时，释放曳引机的制动器使轿厢行驶，使轿厢到达救援层，并通过救援层检测单元的输出使制动器动作。

根据上述救援运转装置，当通过电源异常检测单元检测出电源的异常时，制动器控制单元利用短路单元使同步电动机的输入端子短路，在检测到起动指令时释放曳引机的制动器使轿厢行驶，在到达救援层时通过救援层检测单元使制动器动作。当电源异常时，能够利用接触器使同步电动机的输入短路，释放电磁制动器，使电梯以低速行驶到救援层，从而救援乘客。

可是，在轿厢与配重处于平衡的情况下，即使释放制动器，轿厢也不会自行行驶。因此，为了使轿厢与配重产生质量差，作业员将工具箱等重物放置于轿厢，或者将配重安装于限速器绳索等，来使轿厢上升或者下降。

对此，如下述专利文献2所示，提出了一种即使在轿厢与配重处于平衡的状态下也能够进行救援作业的方法。

一种紧急操作装置，其在停电等紧急状态下使电梯运转用的同步马达旋转来使轿厢移动，其包括直流电源和旋转开关，所述旋转开关将直流电压从该直流电源供给至同步马达的绕组和用于释放制动器的促动器，在该装置中，旋转开关具有6个或与6的倍数相等的数量的触点，该旋转开关的触点的工作间隔为以6或者6的倍数分割整个旋转角、即360°的角度所得到的角度。由此，将直流电源的直流电压依次供给至各个绕组。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-9699号公报

专利文献2：日本特许第2990058号

发明内容

发明要解决的课题

可是，在上述电梯的救援运转装置中，利用旋转开关，使电动机的转子随着励磁一点点地旋转。由此，为了驱动电动机而花费时间，并且，在与电动机的磁极位置大致相同的相位进行励磁。因此，发现了如下问题：未成为转矩的巨大的无功电流从蓄电池流入电动机，蓄电池消耗较快。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使轿厢和配重处于平衡，也能够通过简单的结构使轿厢移动的电梯的救援运转装置。

用于解决问题的手段

关于第1发明的电梯的救援运转装置，其用于在曳引机中使用永久磁铁同步型的电动机、并且通过释放制动器来使轿厢移动的电梯的救援运转中，所述电梯的救援运转装置具备：直流电源，其具有一极和另一极；制动器用开关，其将所述直流电源与所述制动器的线圈连接和断开；励磁单元，其通过将所述直流电源与所述电动机的三相绕组连接并使电流流过电动机来产生转矩；以及救援开关，其将所述励磁单元与所述直流电源连接和断开，所述励磁单元具备：第1励磁模式，在该第1励磁模式中，将所述直流电源的一极与所述三相绕组中的一相连接起来，并且，将所述直流电源的另一极与所述三相绕组中的其它两相连接起来；第2励磁模式，在该第2励磁模式中，生成使由所述电动机的所述三相绕组形成的相位朝向希望所述轿厢移动的方向前进90度的电角度的指令；以及切断模式，在该切断模式中，将所述两相的绕组相对于所述直流电源切断。

根据救援运转装置，在轿厢和配重平衡的状态下，即使通过制动器用开关释放制动器，轿厢也不移动，在这种情况下，如果通过救援开关将励磁单元与直流电源连接，则励磁单元将直流电源的一极与电动机的三相绕组中的一相连接，并且，将直流电源的另一极性与电动机的三相绕组中的其它两相连接。由此，以脉冲的方式使短时间电流流过电动机而产生转矩，使轿厢向上方向或下方向移动。并且，第2励磁模式生成使由电动机的三相绕组形成的相位朝向希望轿厢移动的方向前进90度的电角度的指令。由此，能够与电动机的转子的初始位置无关地，以使电动机的转矩达到最大的方式进行励磁，从而能够高效地驱动轿厢。而且，基于切断模式将两相的绕组相对于直流电源切断，因此，能够一边防止从电动机产生反向旋转的转矩，一边使轿厢移动至例如最近的楼层，以对轿厢内的乘客进行救援。

关于第2发明的电梯的救援运转装置，优选的是，还具备整流单元，当从电动机的各绕组产生的电压超过直流电源的电压时，所述整流单元经由救援开关使来自电动机的电流流入所述直流电源。

由此，如果电动机的转速升高而使得电动机的产生电压超过直流电源的电压，则制动电流经由整流单元流入电动机。因此，能够抑制电动机的转速从而抑制轿厢加速，因此提高了救援时的安全性。

关于第3发明的电梯的救援运转装置，优选的是，断开救援开关，将所述直流电源相对于所述励磁单元切断，并且，经由所述整流单元使所述电动机的端子短路。

由此，断开救援开关，经由整流单元使电动机的端子短路。因此，能够使电动机急剧减速，从而使轿厢急剧减速。

关于第4发明的电梯的救援运转装置中的励磁单元，优选的是，具备第3励磁模式，在所述第3励磁模式中，生成使由所述电动机的所述三相绕组形成的相位朝向希望轿厢移动的方向前进120度的电角度的指令。

由此，当电动机的转子稍微旋转、例如旋转了30度左右的电角度时，还能够实现使电动机的转矩变为最大那样的励磁，因此能够更高效地驱动轿厢。

发明效果

根据本发明，能够获得即使轿厢和配重处于平衡也能够通过简单的结构使轿厢移动的电梯的救援运转装置。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的电梯的救援运转装置的整体图。

图2是示出向图1所示的电动机的三相绕组施加的电压的极性（a）、和电动机绕组的励磁相位（b）的图。

图3是示出如图2的（a）所示依次将电压施加至电动机的三相绕组时的电动机的动作的图。

图4是示出本发明的其它实施方式的电梯的救援运转装置的整体图。

图5是示出向图4所示的电动机的三相绕组施加的电压的极性（a）、和电动机绕组的励磁相位（b）的图。

图6是示出如图4的（a）所示依次将电压施加至电动机的三相绕组时的电动机的动作的图。

标号说明

9：电源开关；11：电动机；17：轿厢；20：蓄电池；22：制动器用开关；24：制动器；32：救援开关；34：二极管部；50、150：励磁电路。

具体实施方式

实施方式1.

根据图1和图2对本发明的一个实施方式进行说明。图1是示出本发明的一个实施方式的电梯的救援运转装置的整体图，图2是示出向电动机的三相绕组施加的电压的极性（a）、和绕组的励磁相位（b）的图。

在图1中，在电梯中，经由主开关5、逆变器7、电源开关9将三相交流电源3与永久磁铁同步型的电动机11连接，该电梯具备与三相电动机11的旋转轴连结固定的绳轮13、以及释放和约束绳轮13的制动器24，并具有在绕挂于绳轮13的绳索15的一端固定的轿厢17、和固定在绳索15的另一端的配重19。

并且，从具有一极（正极）和另一极（负极）的蓄电池20经由制动器开关22来接通和切断制动器线圈24L的电流，从而释放和约束制动器24，由此来释放和约束绳轮13。

救援运转装置包括：救援开关32，其将蓄电池20与电动机11连接和断开；作为整流单元的二极管部34，其设在电动机11的各绕组与蓄电池20之间；以及作为励磁单元的励磁电路50，其通过将作为直流电源的蓄电池20与电动机11的三相绕组连接起来并使电流流动，来产生转矩。

二极管部34为全波整流用的6元件集成的二极管模块，其具有：U相、V相、W相各自的输入；和负极侧、正极侧各自的输出，并且，二极管部34形成为，通过将电源开关9与b端子接通，电动机11的U相端子、V相端子、W相端子分别与U相输入、V相输入、W相输入连接。

而且，二极管部34的负极侧与救援开关32的c端子连接，正极侧与救援开关32的a端子、蓄电池20的负极以及二极管部34的W相输入连接。

并且，二极管D6实际上不起作用。因此，二极管部34也可以由独立的5个二极管构成。

励磁电路50具有励磁开关组52，励磁开关组52由第1励磁开关52a和与第1励磁开关52a联动地进行动作的第2励磁开关52b构成。

第1励磁开关52a的a端子与二极管部34的负极侧、第2励磁开关52b的b端子以及救援开关32的c端子连接，第1励磁开关52a的b端子断开，第1励磁开关52a的c端子与电源开关9的U相的b端子以及二极管部34的U相输入连接。

第2励磁开关52b的a端子与二极管部34的W相的输入、蓄电池20的负极、二极管部34的正极侧以及救援开关32的a端子连接，第2励磁开关52b的b端子与第1励磁开关52a的a端子连接，第2励磁开关52b的c端子与二极管部34的V相的输入以及电源开关9的b端子连接。

在图2的（a）和（b）中，示出了通过励磁电路50供给至电动机11的绕组U、V、W的直流电压的极性、和由此在电动机11的绕组中进行励磁的励磁模式，以电角度表示S极被激励的励磁相位。例如，在利用励磁开关组52将正极施加至电动机11的U相、将负极施加至V相和W相的作为第1励磁模式的励磁模式“1”中，向与U相一致的相位（设其为0度）激励S极。另外，在将电动机11的U相断开、将V相施加为正极、将W相施加为负极的作为第2励磁模式的励磁模式“4”中，向与U相成90度的电角度的相位激励S极。

另外，设断开电动机11的两相或三相、且未对电动机11施加电压的状态为作为切断模式的励磁模式“0”。例如切断模式为断开U相和V相且未对电动机11施加电压的状态。

在将救援开关32与b侧接通而使得二极管部34经由蓄电池20与电动机11的各U、V、W端子连接的状态下，当利用励磁开关组52切换电路时，如果因蓄积于电动机11的绕组阻抗中的能量而产生冲击电压，则经由蓄电池20流动循环电流，对冲击电压进行钳位（Clamp）并抑制，并且，如果对电动机11的发电电压进行整流而得到的电压比蓄电池20的电压高，则电流朝向蓄电池20流动，从而抑制了电动机11的旋转。

而且，二极管部34形成为，通过将救援开关32与a侧接通来使电动机11的各U、V、W端子短路。

接下来，参照图1至图3对上述那样构成的电梯的救援运转装置的动作进行说明。

<正常运转时>

将电源开关9与a侧接通，将励磁电路50相对于电动机11切断，经由逆变器7将电力供给至电动机11，使电动机11运转，从而使轿厢17移动。

<在救援运转中轿厢和配重不平衡的状态>

当在轿厢17因故障或停电等而紧急停止的状态下进行救援运转时，将电源开关9与b侧接通，从而连接励磁电路50和电动机11。将救援开关32与a侧接通，使励磁开关组52中立（断开），经由二极管34使电动机11的绕组短路。

然后，当制动器开关22闭合时，从蓄电池20将电源供给至制动器线圈24L，释放制动器24，利用轿厢17和配重19之间的质量差使轿厢17移动。此时，由于电动机11的绕组短路，因此能够抑制轿厢17急剧加速，因此能够安全地救援乘客。

<在救援运转中轿厢和配重平衡的状态>

即使接通制动器开关22来释放制动器24，轿厢17也不移动。此时，在将电源开关9与b侧接通的状态下，将励磁开关组52与a侧接通，使蓄电池20的正极与电动机11的绕组的U相连接，使蓄电池20的负极与电动机11的绕组的V相和W相连接，如图2所示，成为第1励磁模式“1”，从而向U相侧的电角度为0度的相位激励电动机11的转子的S极。这样，电动机11的转子的N极被U相侧的转子的S极吸引（图3的“1”）。

接下来，当将励磁开关组52与b侧接通时，蓄电池20的正极与电动机11的V相端子连接，蓄电池20的负极与电动机11的W相端子连接，如图2的（a）所示，形成励磁模式“4”，向电角度为90度的相位激励转子的S极（图3的“4”）。对于电动机11，当转子的磁极和定子的磁极的相位成为90度的关系时，转矩变为最大，因此，转子被该大的转矩牵引而旋转。

在此，如果保持将励磁开关组52与b侧接通，则电动机11从转子的磁极超过90度的电角度开始产生与旋转反向的转矩，从而使旋转减速。为了避免这一情况，如果在稍微转动时使励磁开关组52成为中立（断开）状态，则成为不从电动机11产生转矩的励磁模式“0”的状态，电动机11因惯性而继续旋转（图3的“0”），从而使轿厢17移动。

如上所述，如果能够利用来自电动机11的初始的脉冲转矩使轿厢17从平衡状态向上方向和下方向中的任一方向移动，则绳索质量在轿厢17侧和配重19侧之间的差变大，因此，一旦轿厢17动起来，则逐渐变得容易移动。

另一方面，在希望轿厢17向反方向移动的情况下，首先将励磁开关组52倒向b侧，以便成为励磁模式“4”，然后，将励磁开关组52倒向a侧，转移为励磁模式“1”，再转移为励磁模式“0”，由此，能够使电动机11向与上述相反的方向旋转。

另外，当永久磁铁型的同步电动机11旋转时，电动机11作为发电机工作，在端子激励出电压。在励磁模式“0”中，由于电动机11的端子被二极管部34进行钳位，因此，当转速上升而产生发电电压、且通过二极管部34对该电压进行整流得到的值超过蓄电池20的直流电压值时，发电电流从电动机11流入蓄电池20。因此，电动机11的旋转得以抑制。而且，在电动机11的转速上升等情况下，通过将救援开关32与a侧接通，能够使电动机11的绕组短路而急剧减速。

关于上述实施方式的电梯的救援装置，其用于在曳引机中使用永久磁铁同步型的电动机11、并且通过释放制动器24来使轿厢移动的电梯的救援运转中，所述电梯的救援装置具备：蓄电池20，其具有一极和另一极；制动器用开关22，其将蓄电池20与制动器线圈24L连接和断开；励磁电路50，其通过将蓄电池20与电动机11的三相绕组连接、并且使电流流过，来产生转矩；以及救援开关32，其将励磁电路50与蓄电池20连接和断开，励磁电路50具备：第1励磁模式，在该第1励磁模式中，将蓄电池20的一极（正极）与三相绕组中的一相连接起来，并将蓄电池20的另一极（负极）与三相绕组中的其它两相连接起来；第2励磁模式，在该第2励磁模式中，生成使由电动机11的三相绕组形成的相位朝向希望轿厢17移动的方向前进90度的电角度的指令；以及切断模式，在该切断模式中，将电动机11的两相绕组相对于蓄电池20切断。

根据电梯的救援装置，通过制动器用开关22使电流从蓄电池20流入制动器线圈24L，连接救援开关32与蓄电池20，励磁电路50使用蓄电池20的电力，将蓄电池20的一极（正极）与电动机11连接起来，并且，将蓄电池20的另一极（负极）与三相绕组中的其它两相连接起来，使电流流入电动机11，从而产生转矩。由此，使轿厢17一点点地向希望的方向移动。第2励磁模式生成使由电动机11的三相绕组形成的相位朝向希望轿厢17移动的方向前进90度的电角度的指令，基于该第2励磁模式，能够与电动机11的转子的初始位置无关地，以使电动机11的转矩达到最大的方式进行励磁，从而能够高效地驱动轿厢17。而且，通过切断模式将两相绕组相对于直流电源切断，因此，能够一边防止从电动机产生反向旋转的转矩，一边使轿厢移动至例如最近的楼层，以对轿厢内的乘客进行救援。

如上述实施方式的电梯的救援装置那样，优选的是具备二极管部34，在经由救援开关32从电动机11的三相绕组中的各绕组产生的电压超过蓄电池20的电压时，该二极管部34使来自电动机11的电流流入蓄电池11。

由此，如果电动机11的转速升高而使得电动机11的产生电压超过蓄电池20的电压，则制动电流经由二极管部34流入电动机11。因此，能够抑制电动机11的转速从而抑制轿厢17加速，因此提高了救援时的安全性。

如上述实施方式的电梯的救援装置那样，优选的是，断开救援开关32，将蓄电池20相对于励磁电路50切断，并且，经由二极管部34使电动机11的端子短路。由此，断开救援开关32，经由二极管部32使电动机11的端子短路。因此，能够使电动机11急剧减速，从而使轿厢17急剧减速。

并且，该救援装置即使在轿厢17与配重19平衡的状态时的救援运转中也能够使用。

实施方式2

利用图4和图5对本发明的其它实施方式进行说明。图4是示出本发明的其它实施方式的电梯的救援运转装置的整体图，图5是示出向图4所示的电动机的三相绕组施加的电压的极性（a）、和电动机绕组的励磁相位（b）的图。在图4中，与图1相同的标号表示相同的部分，并且省略其说明。

在图4中，电梯的救援运转装置具有第2励磁开关组150，以代替图1所示的第1励磁开关组52，第2励磁开关组150具有第3励磁开关152和第4励磁开关154，第4励磁开关154与第3励磁开关152相独立地进行动作。

第3励磁开关152的a端子与第4励磁开关154的b端子连接，第3励磁开关152的b端子与救援开关32的c端子以及二极管部32的负极连接，第3励磁开关152的c端子与二极管部34的V相输入连接。

第4励磁开关154的a端子与救援开关32的c端子、二极管部34的负极以及第3励磁开关152的b端子连接，第4励磁开关154的b端子与第3励磁开关152的a端子、二极管部34的正极以及二极管部34的W相输入连接，第4励磁开关154的c端子与二极管部34的U相输入连接。

在电梯的救援运转装置中，第4励磁开关154的b端子与蓄电池20的负极连接。由此，电动机11的U相端子也能够切换至蓄电池20的负极，并且，第3励磁开关152和第4励磁开关154能够独立地进行动作，因此，如图5所示，能够应对从励磁模式“0”至“5”的所有模式。

关于如上述那样构成的电梯的救援运转装置，参照图4至图6，对轿厢和配重平衡的状态下的救援运转的动作进行说明。

在接通制动器开关22并将救援开关32和电源开关9与b侧接通的状态下，如果将第3和第4励磁开关152、154与a侧接通，则与上述实施方式1相同，蓄电池20的正极与电动机11的绕组的U相连接，蓄电池20的负极与电动机11的绕组的V相和W相连接，成为与励磁模式“1”相当的电路，向U相侧的电角度为0度的相位激励S极。这样，电动机11的转子的N极被U相侧的S极吸引（图6的“1”）。

如果不久后将第3励磁开关152与b侧接通并使第4励磁开关154中立（断开），则电动机11的V相输入与蓄电池20的正极连接，并且，电动机11的W相输入与蓄电池20的负极连接，成为与励磁模式“4”相当的电路。由此，电动机11向电角度为90度的相位激励S极（图6的“4”）。对于电动机11，当转子的磁极和定子的磁极成为90度的关系时，转矩变为最大，因此，转子被该大的转矩牵引而开始旋转。

然后，当将第4励磁开关154与b侧接通时，电动机11的U相输入与蓄电池20的负极连接，成为励磁模式“5”的状态，电动机11的定子的磁极成为电角度为120度的相位（图6的“5”）。如果电动机11的转子恰好到达电角度大约为30度的位置，则转子的磁极和定子的磁极成为90度的关系，有效地施加了转矩，从而使转子加速。然后，如果使第3和第4励磁开关152、154返回中立（断开）状态，则成为励磁模式“0”的状态（图6的“0”），电动机11由于惯性而继续旋转，从而使轿厢17移动。

并且，在使轿厢向反方向的情况下，只要切换第3励磁开关152和第4励磁开关154使得励磁模式从“5”转移为“2”、“1”、“0”即可。

另外，在上述实施方式1、2中，将电动机11的W相固定于一极来进行了说明，当然，即使替换为其它的相也存在相同的效果。

优选的是，上述实施方式的电梯的救援装置中的励磁电路150具备第3励磁模式，在该第3励磁模式中，使由电动机11的三相绕组形成的相位朝向希望轿厢17移动的方向前进120度的电角度。由此，当电动机11的转子稍微旋转、例如旋转了30度左右的电角度时，还能够实现使电动机11的转矩变为最大那样的励磁，因此能够更高效地驱动轿厢17。

产业上的可利用性

本发明能够应用于电梯的救援运转装置。

Claims (4)

1.一种电梯的救援运转装置，其用于在曳引机中使用永久磁铁同步型的电动机、并且通过释放制动器来使轿厢移动的电梯的救援运转，

所述电梯的救援运转装置具备：

直流电源，其具有一极和另一极；

制动器用开关，其将所述直流电源与所述制动器的线圈连接和断开；

励磁单元，其通过将所述直流电源与所述电动机的三相绕组连接并使电流流过电动机来产生转矩；以及

救援开关，其将所述励磁单元与所述直流电源连接和断开，

所述励磁单元具备：第1励磁模式，在该第1励磁模式中，将所述直流电源的一极与所述三相绕组中的一相连接起来，并且，将所述直流电源的另一极与所述三相绕组中的其它两相连接起来；第2励磁模式，在该第2励磁模式中，生成使由所述电动机的所述三相绕组形成的相位朝向希望所述轿厢移动的方向前进90度的电角度的指令；以及切断模式，在该切断模式中，将所述两相的绕组相对于所述直流电源切断。

2.根据权利要求1所述的电梯的救援运转装置，其中，

所述电梯的救援运转装置具备整流单元，当从所述三相绕组中的各绕组产生的电压超过所述直流电源的电压时，所述整流单元经由所述救援开关使来自所述电动机的电流流入所述直流电源。

3.根据权利要求2所述的电梯的救援运转装置，其中，

在救援运转中使电动机减速时，通过断开所述救援开关，将所述直流电源相对于所述励磁单元切断，并且，经由所述整流单元使所述电动机的端子短路。

4.根据权利要求1或2所述的电梯的救援运转装置，其中，

所述励磁单元具备第3励磁模式，在所述第3励磁模式中，生成使由所述电动机的所述三相绕组形成的相位朝向希望所述轿厢移动的方向前进120度的电角度的指令。