CN1043680A - 交流电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

用于改善电梯起动时搭乘感觉的交流电梯控制装置，包含有：其制动力由制动线圈去激励、由起动指令信号激励的制动器，对制动线圈电流进行控制的电流控制电路，对电梯运转速度和方向检测的速度检测器，用于产生电梯基准速度指令的速度指令发生器，以及根据制动电流指令及速度检测器输出对偏置值演算输出的荷重检测装置，根据电梯运转方向对偏置值符号判别的符号判别器以及速度控制电路。

Description

本发明涉及为改善电梯起动时搭乘感觉的交流电梯的控制装置。

图5展示与卷扬机整体构成的电磁制动器。

平时，制动杆（50）由弹簧（51）推向图示A方向。由此，闸瓦（52）握持制动轮（53）而制止其旋转。制动轮（53）紧固在与电动机直接的旋转轴（54）上，制止了电动机的旋转，从而制止电梯升降。

同时，随着制动杆（50）朝A方向移动，形成L形的凸轮（55）向图示B方向转动，将插棒式铁心（56）顶了上去。通过供电给制动线圈（57），插棒式铁心被吸合下降。随着铁心的下降，凸轮（55）向图示C方向转动，使制动杆（50）抵抗弹簧（51）向图示D方向转动。由于转动，闸瓦（52）释放制动轮（53），于是旋转轴（54）由电动机驱动使电梯升降。在该图中，X为插棒式铁芯磁路的空气隙，如果插棒式铁芯（56）被吸合，电感就变大。

下面参照图6，对应用了上述电梯制动器控制装置的先有技术实例加以描述。在图6中，（1）是三相交流电源，（2）是接通或断开交流电源（1）的电磁接触器，（2a）表示其常开接点。（3）是用闸流管或晶体管等构成的电动机驱动电路，（4）是由该驱动电路（3）驱动的、使旋转轴（54）旋转而驱动电梯升降的电动机。

（9）是给制动线圈（57）提供电源（10）的电磁接触器，（9a）为其常开触点。（11）是由于起动指令触点（12）闭合，既激励电磁接触器（2）及（9），又使驱动电路（3）动作的控制电路，VB为控制电源。

（60）是与旋转轴（54）连接的滑轮，由其缠绕着缆绳（61），吊桶式地驱动吊舱（62）及平衡器（63）。而且，就上述结构而言，通过给制动线圈去激励产生制动力而制止电梯的同时，用起动指令信号激励上述制动线圈，使上述制动力解除。

下面就其动作情况加以说明，一对电梯发出呼叫，起动指令触点（12）就闭合，使控制电路（11）工作并激励电磁接触器（2）及（9）。由此，触点（2a）及（9a）分别闭合，在供电给驱动电路（3）的同时，由电源（10）也激励制动线圈（57）。更进一步，一旦电流流过制动线圈（57），插棒式铁芯（56）就被吸合，而释放制动轮（53），瞄准此时机由驱动电路（3）发送动作指令，供电给电动机（4）而产生转矩。依靠该转矩，使吊舱（62）可平滑地进行升降起动。

由于先有的交流电梯的控制装置是如上述那样构成的，电梯起动时，给电动机供给电力的时序与释放制动的时序不相配合，在制动器的制动力还在作用期间，就已产生电动机转矩。这时，根据吊舱负载大小和方向，在起动时会产生跳出或反冲现象，致使乘坐感觉恶化。

即，通常电梯用的制动器，如图6所示的先有技术实例中，由释放制动时触点（9a）闭合后的直流电源（10）施加一定电压E，线圈电流i根据线圈（57）的电感L及阻抗R的值而按下式增加。

i＝E/R〔1-exp（-L/R·t）〕

一方面，制动转矩随着线圈电流的增加而减少，只加上一定电压E，不能很好地控制使制动线圈电流延缓增加而减小制动转矩，而是几乎瞬时进行释放完了的。所以，根据电梯起动时吊舱与重物的重量差，吊舱一边急速起动，一边有反冲。即使用如上的式子来适当地选择施加电压E，由于电压变化及温度变化引起阻抗变化，也不能很好地控制电流的增加。

为解决这个问题，通常采取检测出吊舱中负载重量，按此检测出的结果和吊舱运转方向对速度指令加一偏置的方法，但是负载重量检测装置等是以高价机械构成的，并且调整很费事。

本发明的目的在于解决上述这些问题、提供能够不受温度或电压变化等外界干扰的影响、高精度地控制制动电流本身、能改善起动时搭乘感觉的交流电梯控制装置。

和本发明相关的交流电梯控制装置，是准备有随着制动线圈去激励而产生制动力使电梯制止的同时，由起动指令信号激励上述制动线圈、使上述制动力解除的制动器的交流电梯控制装置，该装置具有产生制动线圈电流的电流指令的电流指令发生器，还装备有对上述电流指令和由电流检测器对上述制动电流检测得到的检出电流进行比较、并对制动线圈电流进行控制的电流控制电路。

并且，既装备有检测与电梯实际速度对应的电动机转速和旋转方向的速度检测器;还装备有产生电梯基准速度指令的速度指令发生器;通过接收由于上述电流指令发生器的制动电流指令和速度检测器输出、对吊舱中负荷预测并应当与基准速度指令相加、演算输出偏置值的荷重检测装置;根据电梯运转方向对该偏置值作符号判别的符号判别器;将输出的偏置值与基准速度指令相加的加法器;以及含有速度控制部件的将与吊舱中负荷对应的基准速度指令与偏置值相加的速度控制电路。

在本发明的交流电梯的控制装置中，借助于电流控制电路的比较器，求出电流指令发生器的制动电流指令与根据电流检测器检出的制动线圈电流的检测值的比较差，要想使该比较差变小，就要控制流向制动线圈的电流，从而实现不受温度或电压变化等外部干扰影响的、精度很高的制动线圈本身电流的控制。

又，借助于速度控制电路的荷重检测装置，通过接收电流指令发生器的制动电流指令和速度检测器的输出，对吊舱中负荷进行预测并应与基准速度指令相加、演算并输出偏置值，借助于符号判别器，根据电梯运转方向对该偏置值进行符号判别，据此使制动转矩缓缓减小，给与吊舱中负荷相应的速度指令加上偏置，从而进一步改善搭乘感觉。

下面，参照附图对本发明的一个实施例加以说明。

图1为表示本发明一实施例的总结构图，

图2为电流控制电路与速度控制电路的内部结构图，

图3为图2各部分动作波形图，

图4为根据本发明另一实施例的电流控制电路的电路图，

图5为表示与卷扬机整体构成的电磁制动器的结构图，

图6为与图1对应的先有技术实例的结构图。

图中，（1）为交流电源，（2）（9）为电磁接触器，（2a），（9a）为其触点，（3）为驱动电路，（12）为起动指令触点，（13）为电流控制电路，（13a）为电流指令发生器、（13b）为比较器，（13c）为基极激励级、（13d）为晶体管，（14）为速度控制电路，（14a）为速度指令发生装置，（14b）为荷重检测装置，（14c）为符号判别器，（14e）为速度控制部，（15）为电流检测器，（16）为速度检测器，（57）为制动线圈。

各图中相同标号表示相同或相当部分。

图1为根据本发明一实施例的控制装置的总结构图，省略其中和图6相同标号的说明。在图1中，（13）为控制制动线圈电流控制电路，（14）是对电动机产生转矩或速度进行演算的速度控制电路，（15）是检测制动线圈电流的电流检测器，（16）表示检测电动机速度与方向的速度检测器，上述电流控制电路（13）及速度控制电路（14）的有关内部细节由图2表示。

在图2中，作为电流控制电路（13），配置有：能够使制动线圈电流根据起动指令信号产生缓缓增加的制动电流指令a的电流指令发生器（13a），对所述制动电流指令a和来自电流检测器（15）的制动线圈电流的检测值加以比较的比较器（13b），基于该比较差，对与制动线圈（57）串联连接并控制电流供给的晶体管（13d）进行激励控制的基极激励级（13c），上述晶体管（13d）以及保护晶体管用的二极管（13e）。

由于装备了这样结构的电流控制电路（13），将来自电流指令发生器（13a）的制动电流指令a和来自电流检测器（15）的实际电流进行比较，根据该比较结果，为使该比较差变小，对晶体管（13d）进行控制，所以能对线圈本身电流进行控制，从而能不受温度、电压变化等外界干扰影响对电流进行高精度的控制。

即，如采用根据上述图2结构的电流控制装置，由于本发明的目的是改善电梯起动时的搭乘感觉，为使制动转矩慢慢减小，对制动电流本身进行控制使线圈电流慢慢增加，由此，尽管由于电压E或温度变化使阻抗值R变化，可是仍能够对线圈电流进而对制动转矩进行高精度的控制。

同时，在速度控制电路（14）中，包含有：产生电梯基准速度指令f的速度指令发生装置（14a）、接收来自电流指令发生器（13a）的制动电流指令a和速度检测器（16）的输出b、预测吊舱中负荷并应当与基准速度指令相加，从而演算出偏置值的荷重检测装置（14b），根据电梯运转方向指令对该偏置值进行符号判别的符号判别器（14c），将输出的偏置值与基准速度指令相加的加法器（14d）以及速度控制部（14e），在该速度控制电路（14）中，加上慢慢减小的制动转矩，并给与吊舱中负荷对应的速度指令加上偏置，从而能够进一步改善搭乘感觉。

即，用上述电流控制回路（13），为慢慢减小制动转矩，就要对制动电流本身进行控制，使线圈电流慢慢增加，所以能够改善电梯起动时的搭乘感觉，更进一步为改善起动时的搭乘感觉，根据电梯的速度指令，检测出吊舱中负荷，并希望给吊舱与重锤的不平衡转矩加上平衡偏置，由此进一步改善搭乘感觉，在这里，为检测出吊舱中负荷，在使制动转矩慢慢减小过程中的任何时刻，最好检测出在哪一个方向上，由于吊舱与重物的不平衡转矩的缘故，电动机开始转动。就是说光因为制动转矩小于不平衡转矩时，电动机开始转动，可以说这时不平衡转矩与该时刻的制动转矩大致相同。所以，作为用来预测不平衡转矩的信息，在电动机开始转动时由速度检测器（16）产生的脉冲，电动机转动方向、以及该时刻的制动电流都是必需的，根据这些信息，可预测出不平衡转矩即吊舱中负荷。（因为大约用吊舱中负荷的50%与重锤平衡）。荷重检测装置（14b），速度检测器（16）产生输出时刻的制动电流指令，应与速度指令相加，演算并输出偏置值，用符号判别器（14c）根据运转方向对该偏置值作符号判别，并与基准速度指令相加，作为实际起动时的速度指令输入给速度控制部件（14e）。

在速度控制部件（14e）中，将该速度指令信号与速度检测器（16）的速度信号相比较，计算出电动机应当产生的转矩，并将该结果输入给驱动控制电路（3）。

图3表示图2各部分的波形图，（a）为制动电流指令，为早些检测出荷重，就要产生保持额定负荷程度制动转矩时的电流值，先将电流迅速增加，然后再使电流慢慢增加，尽量正确地检测出由于电动机负荷转矩而开始转动的时刻。（b）为制动电流指令增加过程中产生的速度检测器的输出，用来理解在由于负荷使制动转矩减弱过程中的哪一时刻、哪一个方向有没有产生速度检测器输出。（c）是根据这些时刻上的偏置大小而变化的荷重检测装置（14b）的输出，如果速度检测器产生输出慢，偏置就变小。还有，（d）表示运转方向指令，上方向运转为H、而下方向运转为L。（e）表示符号判别器（14c）的输出，当速度检测器输出的方向与运转指令方向相符时，偏置为负侧（DN侧）不相符时偏置为正侧，还有，（f）、（g）表示对基准速度指令（f）与各偏置值加减运算得到最终速度指令（g）。

下面，图4（a）（b）表示电流控制电路（13）的其它实施例，制动电流检测器（15的输出通过电容器C输入到电流指令发生器（13a）。

一般，当制动的插入式铁芯被吸合时，由于电感量变化产生电动势，使制动线圈电流瞬时变化。而且，一旦插入式铁芯被吸合，为保持吸合状态，只要对比吸合所需电流相当小的电流就行，通常多半是由插入式铁芯使连动开关工作，在电源中接入电阻使制动线圈电流减小。在本实施例中，由电路检测出插入式铁芯已被吸合，从而降低了制动线圈电流的指令值。

在这里，电流指令发生器（13a）由CPU和ROM表格及D/A变换器流构成，如（b）所表示的，如果起始时进入起动指令，电流指令一下子增加到能保持额定负载时不平衡转矩的制动转矩所需的电流，此后，随着时间从ROM表格中检索数字值增大电流指令，制动电流增大而吸合插入式铁芯，将脉冲形式的信号通过电容器C输入到电流指令发生器（13a）。根据该输入，对这以后的电流指令检索较小的值。由此，即使没有用于阻流的电阻或是没有与插入式铁芯连动的开关，也能够防止制动线圈发热，也能实现线圈的小型化，而且能够使制动器的可靠性进一步得到提高。

这样，由于对制动线圈电流进行反馈控制，在提高制动器可靠性同时，使荷重检测成为可能进而具有改善搭乘感觉的效果。

如用以上发明，电梯起动时，由于可使制动转矩慢慢减小而对制动电流本身进行控制来使线圈电流慢慢增加，尽管电压或温度的变化使电阻值改变，但也能够对制动转矩进行高精度的控制，改善搭乘感觉。

又，由于使得制动转矩慢慢减少，将使与吊舱和重锤的不平衡转矩相平衡地给速度指令加上偏置，从而能使搭乘感觉进一步改善。

Claims (2)

1、交流电梯控制装置，其特征在于，

交流电梯控制装置装备有：通过由制动线圈去激励产生制动力而使电梯制止的同时，由起动指令信号激励所述制动线圈使所述制动力解除的制动器，

用于产生制动线圈电流的电流指令的电流指令发生器，

将所述电流指令与由检测所述制动电流的电流检测器的检测电流进行比较，对制动线圈电流进行控制的电流控制电路。

2、如权利要求1所述的交流电梯控制装置，其特征在于，该装置装备有：用于检测与电梯实际速度对应的电动机旋转速度与旋转方向的速度检测器，

产生电梯的基准速度指令的速度指令发生器，

接受来自所述电流指令发生器的制动电流指令与速度检测器的输出，预测吊舱中负荷并应与基准速度指令相加，对偏置值进行演算并输出的荷重检测装置，

根据电梯运转方向对该偏置值进行符号判别的符号判别器，

将输出的偏置值与基准速度指令相加的加法器以及含有速度控制部件的将与吊舱内负荷对应的基准速度指令与该偏置值相加的速度控制电路。

Images