CN102774714B - 电梯设备 - Google Patents

Abstract

提供一种电梯设备，该电梯设备的制动装置在进行紧急制动时，同时使用电磁制动器和发电制动，由此能够防止钢丝绳打滑以及降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗，具有很高的可实现性。本发明的电梯设备具有对驱动绳轮进行驱动的永磁同步电动机、逆变器装置以及对驱动绳轮进行制动的电磁制动器，在进行紧急制动时，通过电磁制动器和发电制动来进行制动，其中该发电制动是通过在放电电路中消耗掉由永磁同步电动机发出的电流而产生的，还电梯设备进一步具有绳轮速度检测器、钢丝绳速度检测器、钢丝绳打滑判断装置以及根据钢丝绳有无打滑来调节放电电路的发电电流的放电电路控制装置，在该电梯设备中，对永磁同步电动机的发电制动力矩进行调整。

Description

电梯设备

技术领域

本发明涉及一种电梯设备，其通过永磁同步电动机进行运行，在进行紧急制动时，并用机械方式的电磁制动器和所述永磁同步电动机的电气方式的发电制动来进行制动。

背景技术

作为电梯的制动方式，通常仅采用电磁制动器来进行制动，电磁制动器利用按压被制动体的按压力和由摩擦系数决定的摩擦力来进行制动，并且通过电磁体来解除按压力(例如参照专利文献1)。此外，例如使用由专利文献2公开的制动装置，其采用上述电磁制动器作为主制动器，并且利用发电制动来进行辅助制动，该发电制动是在没有通电的情况下通过使电动机旋转进行发电而获得的(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平8-333058号公报(图1)

专利文献2：WO2004-7333号公报(图1，图2，图12)

在专利文献1所公开的方案中，为了防止钢丝绳打滑，对钢丝绳与驱动绳轮之间的速度差进行检测，并据此对电磁制动器的制动力进行调节。但是，由于其利用励磁绕组的电流对电磁体的吸引力进行控制，以此使电磁体位移，所以很难进行控制，在可实现性方面存在问题。

此外，在专利文献2所公开的方案中，仅仅公开了同时使用电磁制动器和发电制动这一内容，但没有涉及任何与防止钢丝绳打滑有关的内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯设备，该电梯设备的制动装置在进行紧急制动时，同时使用电磁制动器和发电制动，由此能够防止钢丝绳打滑以及降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗，并且具有很高的可实现性。

为了实现上述目的，本发明提供一种电梯设备，其具有：驱动绳轮，该驱动绳轮上卷绕有一端与电梯轿厢卡合，而另一端与平衡重卡合的钢丝绳；永磁同步电动机，其用于驱动所述驱动绳轮；逆变器装置，其由变换器和逆变器构成，用于驱动所述永磁同步电动机；以及电磁制动器，其用于对所述驱动绳轮进行制动，在所述电梯设备中，通过所述永磁同步电动机对所述驱动绳轮和钢丝绳进行驱动而使所述电梯轿厢和平衡重进行升降运行，在紧急制动时，通过所述电磁制动器和发电制动来进行制动，所述发电制动是通过在放电电路中消耗掉由所述永磁同步电动机发出的电流而产生的，所述电梯设备的特征在于，进一步具有：绳轮速度检测器，其用于检测所述驱动绳轮和所述永磁同步电动机的速度；钢丝绳速度检测器，其用于检测所述钢丝绳的速度；钢丝绳打滑判断装置，其通过所述绳轮速度检测器和钢丝绳速度检测器来判断钢丝绳有无发生打滑；以及放电电路控制装置，其根据所述钢丝绳打滑判断装置对有无打滑的判断结果来调节所述放电电路的发电电流，所述电梯设备构造成对所述永磁同步电动机的发电制动力矩进行调整。

根据上述结构，能够获得一种高可靠性的电梯设备，其在进行紧急制动时，如果钢丝绳发生了打滑，则对发电制动力矩进行调节，使得在下一次紧急制动时对永磁同步电动机的发电电流进行调节，由此能够防止钢丝绳发生打滑，并且能够降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗。

此外，本发明的电梯设备的特征还在于，在所述钢丝绳打滑判断装置与所述放电电路控制装置之间具有钢丝绳打滑数据表，在该钢丝绳打滑数据表中，输入根据输入到设置在所述电梯轿厢内的运行盘中的目的地信息所设定的运行方向、根据运行楼层数设定的稳定速度、由设置在所述电梯轿厢内的载重量检测器检测到的载重量以及所述钢丝绳打滑的判断结果，并将所述钢丝绳打滑的判断数据存储在所述运行方向被设定为X、稳定速度被设定为Y以及载重量被设定为Z的地址(X，Y，Z)中，所述电梯设备构造成通过所述钢丝绳打滑数据表向所述放电电路控制装置发送数据，由此对所述放电电路的发电电流进行调节。

根据上述结构，能够得到一种高可靠性的电梯设备，由于该电梯设备设置成将钢丝绳打滑信息存储在钢丝绳打滑数据表中，并根据该数据表通过放电电路控制装置对放电电路进行控制，以此来调节所述永磁同步电动机的发电电流，所以在下一次紧急制动时能够正确地防止钢丝绳发生打滑，并且能够降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗。

此外，本发明的电梯设备的特征还在于，通过由电阻和开关构成的电阻装置或者开关装置来构成所述放电电路，并将该放电电路设置在所述永磁同步电动机与逆变器之间或者所述变换器与逆变器之间。

根据上述结构，能够得到结构简单的发电电流的放电电路。

发明效果

根据本发明，能够获得一种高可靠性的电梯设备，其在进行紧急制动时，如果钢丝绳发生了打滑，则对发电制动力矩进行调节，使得在下一次运行时的紧急制动中能够防止钢丝绳发生打滑，并且能够降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的电梯设备的整体结构图。

图2是由电阻构成图1的放电电路时的结构图。

图3是表示图1的钢丝绳打滑数据表的图。

图4是图1的从电梯运行时的地址设定到放电电路形成为止的流程图。

图5是紧急制动时的绳轮速度、钢丝绳速度、钢丝绳打滑以及制动力矩的时序图。

图6与图2相当，表示图1的放电电路的其它实施方式，其放电电路由开关装置构成。

图7与电梯设备的图1相当，表示本发明的另一个实施方式，其中放电电路插入在逆变器装置的变换器与逆变器之间。

图8是由电阻构成图7的放电电路时的结构图。

图9与图2相当，表示图7的放电电路的其它实施方式，其放电电路由开关装置构成。

符号说明：

1永磁同步电动机

2电磁制动器

3驱动绳轮

4钢丝绳

5电梯轿厢

6平衡重

9a变换器

9b逆变器

9逆变器装置

11、11b放电电路

12绳轮速度检测器

13钢丝绳速度检测器

14运行盘

16钢丝绳打滑判断装置

18钢丝绳打滑数据表

19放电电路控制装置

28开关装置

X运行方向

Y稳定速度

Z载重量

R1、R2、R3电阻

S1、S2、S3开关

R电阻装置

具体实施方式

以下，参照图1至图5对本发明所涉及的电梯设备的第一实施方式进行说明。

在图1中，1表示永磁同步电动机，2表示机械式制动的电磁制动器，3表示驱动绳轮，4表示卷绕在驱动绳轮3上的钢丝绳，5表示设置在钢丝绳4一端的电梯轿厢，6表示设置在钢丝绳4另一端的平衡重，7表示三相交流电源，8表示使三相交流电源连接或断开的电磁接触器，9表示逆变器装置，其向永磁同步电动机1供应可变频变压的电源，由将交流变换为直流的变换器9a和将直流变换为交流的逆变器9b构成。10表示对永磁同步电动机1的连接进行切换的切换器，11表示用于消耗永磁同步电动机1的发电电流的放电电路，其经由切换器10连接在永磁同步电动机1与逆变器9b之间。在平时运行时，永磁同步电动机1的输入端子r、s、t与逆变器装置9的输出U、V、W连接，而在紧急制动时，通过切换器10切换到放电电路11。12表示检测驱动绳轮3速度的绳轮速度检测器，13表示检测钢丝绳4速度的钢丝绳速度检测器，14表示电梯轿厢5内的供乘客输入目的地楼层用的运行盘，15表示检测电梯轿厢5内的载重量的载重量检测器，16表示钢丝绳打滑判断装置，其对绳轮速度检测器12的输出与钢丝绳速度检测器13的输出进行比较，并在存在速度差的情况下，判断为两者之间有相对速度产生，也就是钢丝绳发生了打滑。

17表示钢丝绳打滑判断阈值，其是在绳轮速度与钢丝绳速度之间的差值达到一定值以上而判断为钢丝绳发生了打滑时使用的基准值。18表示钢丝绳打滑数据表，在该钢丝绳打滑数据表中，由从输入到运行盘14的目的地楼层信息获得的运行方向X、根据运行楼层数设定的稳定速度Y以及载重量Z这三个运行条件构成地址(X，Y，Z)，并将表示钢丝绳有无打滑的数据S(X，Y，Z)写入该地址(X，Y，Z)中(S(X，Y，Z))。19表示放电电路控制装置，其根据钢丝绳打滑数据表18中的钢丝绳打滑数据S(X，Y，Z)来控制放电电路11的发电电流的流通电路的结构。此外，所述运行方向X、稳定速度Y以及载重量Z是导致钢丝绳产生打滑的主要原因。

图2表示放电电路11的一例，例如将三个电阻R1、R2、R3串联连接，并且将接点S1、S2、S3分别与各个电阻并联连接，将由此得到的电阻装置R连接在r-s相之间，通过使接点S1、S2、S3ON/OFF，使各个电阻R1、R2、R3短路或者开放以调节各相之间的电阻值，由此来调节发电电流的流通。同样，将电阻装置R连接在s-t相之间以及t-r相之间，并根据放电电路控制装置19的指令，使得各相r、s、t之间的电阻装置R的接点S1、S2、S3进行相同的动作。

图3表示钢丝绳打滑数据表18的内容。其中由作为运行条件的运行方向X、稳定速度Y以及载重量Z来构成地址(X，Y，Z)，并将钢丝绳打滑的数据写入该地址(X，Y，Z)中(S(X，Y，Z))。此外，电梯的额定速度是运行楼层数较多时的稳定速度，而在进行运行楼层数为一个楼层和二个楼层等的短距离运行时，将稳定速度设定成低于额定速度。运行楼层数根据乘客输入到运行盘中的目的地楼层来决定。在此，作为举例，将到额定速度为止的速度设定为三个阶段的稳定速度V1，V2，V3，并且将载重量设定为小、中、大三个阶段。

也就是说，将运行方向设定为X，并且将上升设定为“0”，将下降设定为“1”。同样，将稳定速度设定为Y，并且将稳定速度V1设定为“0”，将稳定速度V2设定为“1”，将稳定速度V3设定为“2”。此外，将载重量设定为Z，并且将载重量小设定为“0”，将载重量中设定为“1”，将载重量大设定为“2”，将表示钢丝绳有无打滑的数据S(X，Y，Z)存储在地址(X，Y，Z)中。

在没有发生打滑时，不对该钢丝绳打滑数据进行变更，而在发生了打滑时对该钢丝绳打滑数据进行改写，由此来缩小放电电路11的放电电流。也就是说，在图3的示例中，将放电电路设定成在钢丝绳打滑数据S(X，Y，Z)＝0时，表示数据为初始设定的数据，此时钢丝绳没有发生打滑，而在此后的紧急制动中发生了打滑时，在数据中加1，如0→1→2那样对数据进行加法运算。此外，钢丝绳打滑数据S(X，Y，Z)＝0时表示放电电路11的通电电流为“大”，同样，S(X，Y，Z)＝1时表示通电电流为“中”，S(X，Y，Z)＝2时表示通电电流为“小”。

例如，在图3中，在运行方向为上升方向，稳定速度为V1以及载重量为大的场合，地址(X，Y，Z)＝(0，0，2)，由于该地址的钢丝绳打滑数据S(0，0，2)＝1，所以将通电电流设定为“中”。

以下参照图4进行说明。在该运行条件下，如果在进行紧急制动时发生了钢丝绳打滑，将钢丝绳打滑数据S(0，0，2)＝1改写为S(0，0，2)＝2，使通电电流“中”变为通电电流“小”，由此来降低放电电路的通电电流。

再者，以所述载重量被设定为小/中/大这三个阶段，钢丝绳打滑数据被设定为0/1/2这三个阶段的场合为例进行了说明。但也能够设定成更多个阶段。此时，虽然S(X，Y，Z)的数据量变多，但可以在放电电路11中对通电电流进行细致的设定，从而能够对发电制动力矩进行细致的设定。

以下，对本实施方式的动作进行说明。图4是从电梯运行时的地址设定到构成放电电路11为止的流程图。在F 1中电梯的安装结束后，在正常运行开始之前使钢丝绳打滑数据表18初始化，也就是将所有的钢丝绳打滑数据设定为S(X，Y，Z)＝0，当在F2中发出了电梯运行指令后，在F3中设定在运行前的运行条件(运行方向X，稳定速度Y，载重量Z)下的地址，在F4中参照钢丝绳打滑数据表获得钢丝绳打滑数据S(X，Y，Z)，在F5中根据钢丝绳打滑数据S(X，Y，Z)进行判断，通过放电电路控制装置19构成放电电路11的通电电流分别为“大”、“中”和“小”的电阻，进行接点S1、S2、S3的ON/OFF的设定和指令，在F6中使放电电路11的接点动作，由此设定所需的放电电路11。

然后，在F7中使电梯开始运行并使电梯停止，之后在F8中判断在该运行条件下发生了紧急制动时钢丝绳是否发生了打滑，在发生了打滑(Y)时，在F9中在钢丝绳打滑数据表18的数据S(X，Y，Z)中加1以对其进行改写，在没有发生打滑(N)时，进入F10，并且不对数据进行改写。此后返回到F11，等待下一个运行指令的发生，在运行指令发生后，使电梯运行从所述F3开始反复进行上述动作。

此外，在对驱动绳轮3和钢丝绳4进行了更换或者对稳定速度和载重量的阶段数进行了变更时，在F12中使钢丝绳打滑数据表18复位，并使数据S(X，Y，Z)初始化后进入正常运行。

图5是紧急制动时的电梯的速度和制动力矩的时序图，以下参照图5进行说明。在电梯轿厢5按照稳定速度进行运行的期间，如果在时间点T0发出了紧急制动指令，则永磁同步电动机1从逆变器装置9的输出U、V、W被切换到放电电路11，从稍后的时间点T1开始产生发电制动力矩20，并且在更稍后的时间点T2开始产生电磁制动力矩21，该电磁制动力矩21与发电制动力矩20一起形成合计制动力矩22。

此时的绳轮速度23和钢丝绳速度24以及钢丝绳打滑的情况如下。绳轮速度23和钢丝绳速度24从发电制动力矩20发挥作用的时间点T1开始减速，电磁制动力矩21从时间点T2开始参与制动而使得制动力矩增大，从而使得减速度增大，但此时钢丝绳还没有发生打滑。当合计制动力矩22增大时，从时间点T3开始，钢丝绳发生了打滑，如绳轮速度23所示，驱动绳轮3先于钢丝绳4在时间点T4停止。另一方面，钢丝绳4在驱动绳轮3上打滑，并且如钢丝绳速度24所示，晚于驱动绳轮3在时间点T6停止。由于该钢丝绳打滑，驱动绳轮3的钢丝绳槽和钢丝绳4等发生磨耗，导致需要对钢丝绳槽进行再生和对钢丝绳4进行更换等，使得电梯的可靠性降低。

在防止钢丝绳打滑方面，降低合计制动力矩22是防止钢丝绳打滑的一个有效的方法。主制动器的电磁制动器2通常依靠弹力向被制动体施加按压力。该电磁制动器2的制动力矩的降低可以通过降低弹力来实现，但是，在降低弹力时，需要调整用来抵抗弹力的电磁体的力，而这样的调整通常比较困难。另一方面，由于发电制动力矩20的调整可以通过电阻等的电路调节发电电流来实现，所以比较简单。

也就是说，降低发电电流而使发电制动力矩降低到图5的虚线所示的发电制动力矩25后，合计制动力矩26下降到会导致钢丝绳打滑产生的制动力矩以下，钢丝绳不再发生打滑。其结果，驱动绳轮3和钢丝绳4以不会使钢丝绳产生打滑的方式在位于时间点T4和时间点T6之间的时间点T5处停止。

如上所述，根据本实施方式的效果，能够获得一种高可靠性的电梯设备，其在紧急制动时发生了打滑时，通过调节来减小永磁同步电动机的发电电流以降低发电制动力矩，使得在下一次运行中进行紧急制动时能够防止钢丝绳打滑，因此，能降低驱动绳轮的钢丝绳槽和钢丝绳的磨耗。

以下参照图6对第二实施方式进行说明。图6表示放电电路11的另一个实施方式，与所述第一实施方式的图2的不同之处在于，通过整流器27对从永磁同步电动机1的三相交流输出端子r、s、t输出的交流电进行整流而将其变换为直流，并且经由电阻R4和开关装置28使发电电流在电阻R4中消耗掉。也就是说，发电电流的流通调节通过改变进行斩波控制的开关装置28的流通率来进行。该流通率的控制与所述图2的放电电流11的电阻装置R的场合一样在放电电路控制装置19中进行，该控制在上述第一实施方式中通过改变电阻R1～R3的连接来进行，而在本实施方式中，通过改变进行斩波控制的脉冲的流通幅度和不流通幅度即流通时间和不流通时间来进行。

本实施方式的效果与第一实施方式相同。此外，由于放电电路由整流器和一个电阻以及开关装置构成，所以本实施方式进一步具有减少零部件的数量，使电路变得简单的效果。

以下参照图7至图9对第三实施方式进行说明。图7与所述第一实施方式的图1的不同之处在于，将放电电路设置在位于逆变器装置的变换器与逆变器之间的直流部中。在此，与图1相同的部分采用相同的符号表示，并且省略其重复说明。

也就是说，在变换器9a和逆变器9b之间设置输入侧与逆变器9b连接并且输出侧的一方与变换器9a连接，另一方与放电电路11b连接的切换器10a。此外，在进行紧急制动时，使来自永磁同步电动机1的发电电流通过逆变器9b后在放电电路11b中消耗掉。放电电路控制装置19和钢丝绳打滑数据表18的结构和动作与上述图3和图4相同。另外，本实施方式的逆变器9b具有将永磁同步电动机1产生的三相交流电源变换为直流的功能。

此时的放电电路11b如图8和图9所示，分别与第一实施方式的图2和图6相当。图8与图2的不同之处在于，放电电路11b的电阻装置R只需要安装在上述图2的三相中的一个相之间即可。图9与图6的不同之处在于，由于是直流部分，所以不需要设置图6所示的整流器27。

本实施方式的效果与第一实施方式相同。此外，由于放电电路的电阻装置只需要设置一个并且不需要设置第二实施方式的放电电路的整流器，所以本实施方式进一步具有能够减少零部件的数量，使电路变得简单的效果。

Claims (2)

1.一种电梯设备，其具有：

驱动绳轮，该驱动绳轮上卷绕有一端与电梯轿厢卡合，而另一端与平衡重卡合的钢丝绳；

永磁同步电动机，其用于驱动所述驱动绳轮；

逆变器装置，其由变换器和逆变器构成，用于驱动所述永磁同步电动机；以及

电磁制动器，其用于对所述驱动绳轮进行制动，

通过所述永磁同步电动机对所述驱动绳轮和钢丝绳进行驱动而使所述电梯轿厢和平衡重进行升降运行，在紧急制动时，通过所述电磁制动器和发电制动来进行制动，所述发电制动是通过在放电电路中消耗掉由所述永磁同步电动机发出的电流而产生的，

所述电梯设备的特征在于，进一步具有：

绳轮速度检测器，其用于检测所述驱动绳轮和所述永磁同步电动机的速度；

钢丝绳速度检测器，其用于检测所述钢丝绳的速度；

钢丝绳打滑判断装置，其通过所述绳轮速度检测器和钢丝绳速度检测器来判断钢丝绳有无发生打滑；以及

放电电路控制装置，其根据所述钢丝绳打滑判断装置对有无打滑的判断结果来调节所述放电电路的发电电流，

所述电梯设备构造成对所述永磁同步电动机的发电制动力矩进行调整，

在所述钢丝绳打滑判断装置与所述放电电路控制装置之间具有钢丝绳打滑数据表，在该钢丝绳打滑数据表中，输入根据输入到设置在所述电梯轿厢内的运行盘中的目的地信息所设定的运行方向、根据运行楼层数设定的稳定速度、由设置在所述电梯轿厢内的载重量检测器检测到的载重量以及所述钢丝绳打滑的判断结果，将所述钢丝绳打滑的判断数据存储在所述运行方向被设定为X、稳定速度被设定为Y以及载重量被设定为Z的地址(X，Y，Z)中，所述电梯设备构造成根据所述钢丝绳打滑数据表向所述放电电路控制装置发送数据，由此对所述放电电路的发电电流进行调节。

2.根据权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，

通过由电阻和开关构成的电阻装置或者开关装置来构成所述放电电路，并将所述放电电路设置在所述永磁同步电动机与逆变器之间或者所述变换器与逆变器之间。