CN105523449A - 电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法 - Google Patents

Abstract

一种电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法。无需设置温度检测器即可判定电梯驱动用电气设备的温度状态。电梯控制装置具有驱动部(10)和控制部(20)，控制部(10)根据对于驱动部(20)中包含的多个电气设备分别预先取得的温度特性数据，对多个电气设备分别预先设定设备极限最小电流，对于从轿厢起动到停靠为止的每一次起动，通过电流检测器测定在驱动旋转设备时消耗的电流值，根据每一次起动的测定结果的历史记录，计算当前时刻的电流有效值，当存在当前时刻的电流有效值超过设备极限最小电流的电气设备的情况下，判定为存在超过温度极限的电气设备。

Description

电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法

技术领域

本发明涉及用于在对电梯的轿厢进行升降控制时判定电梯驱动用电气设备的温度状态的电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法。

背景技术

现有的控制电梯运行的电梯控制装置借助于对由于电梯工作而发热的设备设置的温度检测器，分阶段或者连续地取入设备的温度状态。并且，电梯控制装置在根据所取入的温度状态判定为是过负荷状态的情况下，通过使电梯的运行停止、使开门/关门速度变慢、或者提高冷却能力等，来降低电梯的电气负荷予以应对(例如，参照专利文献1)。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2002－3091号公报

发明内容

但是，现有技术存在如下所述的问题。

在设置温度检测器来检测设备的温度状态的情况下，需要对每台设备设置温度检测器，存在部件数量增加的问题。另外，也存在需要考虑温度检测器的安装，并且还需要考虑在温度检测器出故障的情况下的应对的问题。

本发明正是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于，提供一种无需设置温度检测器即可判定电梯驱动用电气设备的温度状态的电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法。

本发明的电梯控制装置具有驱动部，该驱动部用于驱动使电梯的轿厢升降的旋转设备，由多个电气设备构成；以及控制部，该控制部控制驱动部来驱动旋转设备，由此进行轿厢的升降控制，其中，控制部根据试验数据或者计算数据，对驱动部中包含的多个电气设备分别预先取得作为规定值流过的电流值与流过规定值时随着时间经过而产生的温度变化之间的关系作为温度特性数据，控制部根据多个电气设备各自的温度特性数据，对多个电气设备分别预先设定不损害电气设备的质量的温度极限值、作为达到温度极限值的时间而容许的最大极限时间、以及与在最大极限时间达到温度极限值的规定值的电流相当的设备极限最小电流，控制部对于从轿厢起动到停靠为止的每一次起动，通过电流检测器测定在驱动旋转设备时消耗的电流值，根据每一次起动的测定结果的历史记录，计算当前时刻的电流有效值，当存在当前时刻的电流有效值超过对多个电气设备分别设定的设备极限最小电流的电气设备的情况下，控制部判定为存在超过温度极限的电气设备。

另外，本发明的电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法是由电梯控制装置执行的，该电梯控制装置具有驱动部，该驱动部用于驱动使电梯的轿厢升降的旋转设备，由多个电气设备构成；以及控制部，该控制部控制驱动部来驱动旋转设备，由此进行轿厢的升降控制，在控制部中执行以下步骤：存储步骤，根据试验数据或者计算数据，对驱动部中包含的多个电气设备分别预先取得作为规定值流过的电流值与流过规定值时随着时间经过而产生的温度变化之间的关系作为温度特性数据，并将其存储在存储部中；设定步骤，根据多个电气设备各自的被存储于存储部中的温度特性数据，对多个电气设备分别设定不损害电气设备的质量的温度极限值、作为达到温度极限值的时间而容许的最大极限时间、以及与在最大极限时间达到温度极限值的规定值的电流相当的设备极限最小电流；计算步骤，对于从轿厢起动到停靠为止的每一次起动，通过电流检测器测定在驱动旋转设备时消耗的电流值，根据每一次起动的测定结果的历史记录，计算当前时刻的电流有效值；以及判定步骤，当存在当前时刻的电流有效值超过对多个电气设备分别设定的设备极限最小电流的电气设备的情况下，判定为存在超过温度极限的电气设备。

发明效果

根据本发明，具有如下的结构：通过根据电梯工作中的电流检测值来计算当前时刻的电流有效值，将根据按照每个电气设备预先取得的温度特性数据规定的各自的设备极限最小电流与电流有效值进行比较，由此估计每个电气设备的温度状态。其结果是，能够得到无需设置温度检测器即可判定电梯设备的温度状态的电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法。

附图说明

图1是包括本发明的实施方式1的电梯控制装置在内的整体结构图。

图2是示出在本发明的实施方式1中流过规定的电流值时的电梯设备的上升温度与经过时间之间的关系的图。

图3是示出在本发明的实施方式1中，设备温度通过流过规定的电流值而饱和时的电流与饱和温度之间的关系的图。

图4是示出在本发明的实施方式1中，超过设备温度极限值时的经过时间与电流之间的关系的图。

图5是由本发明的实施方式1的电梯控制装置执行的负荷抑制运转处理的一系列动作的流程图。

标号说明

1交流电源；2电机；3轿厢；4对重；5绳索；6速度检测器；10驱动部；11(1)、11(2)电抗器；12(1)、12(2)、12(3)噪声滤波器；13变流器；14平滑电容器；15逆变器；16(1)、16(2)电流检测器；20控制部；21电流检测部；22速度检测部；23负荷检测部；24温度上升运算部；25运转模式切换部。

具体实施方式

下面，使用附图说明本发明的电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法的优选实施方式。

实施方式1

图1是包括本发明的实施方式1的电梯控制装置在内的整体结构图。在图1中示出了本实施方式1的电梯控制装置100、交流电源1、驱动电梯的曳引机的电机2、乘客乘梯/下梯的轿厢3、对重4、连接轿厢3和对重4的绳索5、以及检测电机2的旋转方向和旋转量的速度检测器6。并且，电梯控制装置100构成为具有驱动部10和控制部20。

在此，电梯控制装置100内的驱动部10构成为包括第1电抗器11(1)、第2电抗器11(2)、第1噪声滤波器12(1)、第2噪声滤波器12(2)、第3噪声滤波器12(3)、变流器13、平滑电容器14、逆变器15、第1电流检测器16(1)和第2电流检测器16(2)这各个电气设备。

第1电抗器11(1)与电梯控制装置100的输入侧连接，抑制电源侧的噪声。第2电抗器11(2)与电梯控制装置100的输出侧连接，抑制在逆变器15进行开关(switching)时产生的浪涌电压、噪声。

第1噪声滤波器12(1)是组合电容器、电阻器、电感器而构成的，抑制电源侧的噪声。第2噪声滤波器12(2)及第3噪声滤波器12(3)例如由磁性体构成，线缆在呈圆筒状的形状且中空的磁性体中通过来抑制噪声。

变流器13将交流电变换为直流电。平滑电容器14对来自变流器13的直流输出进行平滑处理。逆变器15开关控制流向电机2的电流使其可变。

电流检测器16(1)检测流向电梯控制装置100的输入侧的电流。并且，电流检测器16(2)检测流向电梯控制装置100的输出侧的电流。

另一方面，电梯控制装置100内的控制部20构成为包括电流检测部21、速度检测部22、负荷检测部23、温度上升运算部24和运转模式切换部25。

电流检测部21读取第1电流检测器16(1)和第2电流检测器16(2)的检测结果，计算通过驱动电机2而消耗的电流值。速度检测部22读取速度检测器6的检测结果，运算电机2的旋转方向、旋转量。

负荷检测部23读取用于检测轿厢3内的乘客的搭载量的称量装置(未图示)的检测结果，运算乘客的搭载量。温度上升运算部24根据由电流检测部21计算出的每一次起动的电流值，估计各个设备的温升，并判定各个设备的温度状态是否达到极限温度。另外，运转模式切换部25根据温度上升运算部24的判定结果，在存在达到极限温度的设备时实施负荷抑制运转。

下面，使用图2～图4说明温度上升运算部24进行的电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法。另外，在下面的说明中，将驱动部10中包含的电梯驱动用电气设备简称为电梯设备或者设备。

图2是示出在本发明的实施方式1中流过规定的电流值时的电梯设备的上升温度与经过时间之间的关系的图。另外，图3是示出在本发明的实施方式1中，设备温度通过流过规定的电流值而饱和时的电流与饱和温度之间的关系的图。此外，图4是示出在本发明的实施方式1中，超过设备温度极限值时的经过时间与电流之间的关系的图。

图2所示的关系需要预先通过试验或者计算来确认。具体而言，按照以下的步骤取得图2所示的关系。

(步骤1)取得在各个设备流过规定的电流时的设备的上升温度与经过时间之间的关系作为温度特性数据，并存储在未图示的存储部中。

(步骤2)变更电流值，收集各种规定电流值下的温度特性数据，并存储在存储部中。

另外，按照下式(1)计算设备的上升温度与电流之间的关系。

T＝I²×A(1)

其中，T表示温度上升值，I表示电流，A表示系数。并且，本实施方式1的温度状态估计方法主要以根据电流决定设备的温度上升的电抗器、噪声滤波器等设备为对象。

图2示出了将规定的电流值设为10A、20A、30A、50A、60A时随着时间经过的温度变化，作为参考也一并示出了设备温度极限值。

例如，在作为规定的电流值持续流过电流＝10A时，设备温度上升到某个温度，但在此之上无论持续流过多少电流，设备温度都不再上升而变为饱和。另外，在规定的电流值按照电流＝20A、30A的顺序而增大时，饱和时的设备温度升高。

但是，在规定的电流值为10A、20A、30A时，饱和时的设备温度都不会达到设备温度极限值，因而不会影响到设备的质量。与此相对，在作为规定的电流值持续流过电流＝50A时，在经过规定的时间(在图2中以1000s的情况为例示出)时，设备温度达到设备温度极限值。因此，在超过该时间以上的时间流过电流时，有可能损害设备的质量。

因此，在规定的电流值为50A时，不得持续流过电流1000s以上。同样，在规定的电流值为60A时，不得持续流过电流500s以上。

但这毕竟仅是一例，实际测定的结果如该图2所示，第2噪声滤波器12(2)及第3噪声滤波器12(3)以在持续流过50A的电流时1000s的水准、持续流过60A的电流时500s的水准，设备温度分别达到了极限值。并且，第1电抗器11(1)及第2电抗器11(2)以在持续流过50A的电流时2hr的水准，设备温度达到了极限值。

关于能够得到图2的温度特性数据的设备，例如设定如下所述的值。

设备温度极限值：根据温度特性数据被设定为不损害设备质量的温度极限值，在图2中示例了将120℃设定为“设备温度极限值”的情况。

极限时间：被设定为作为达到设备温度极限值的时间而允许的最长极限时间，在图2中示例了将1000s设定为“极限时间”的情况。

设备极限最小电流：被设定为在最大极限时间达到温度极限值的规定值的电流，在图2中示例了将50A设定为“设备极限最小电流”的情况。

图3、图4是根据图2的结果重新总结得到的图，图3示出了对于某个设备该设备温度饱和时的温度与流过设备的电流之间的关系，图4示出了流过设备极限最小电流以上的电流时达到设备温度极限值的时间。

在图3中一并记述了设备温度极限值为120℃、设备极限最小电流为50A。另外，在图4中一并记述了设备极限最小电流为150A、最大极限时间为1000s。即，在本实施方式1中，将“设备极限最小电流”规定为在流过规定值的电流时达到设备温度极限值(此处为120℃)需要预先确定的足够长的时间(此处为1000s)的电流值的最小值。并且，将根据图2所示的温度特性数据对每个设备设定的“设备极限最小电流”作为判定温度状态的指标，存储在未图示的存储部中。

另外，在图2～图4中总结的数据是在流过规定的电流时得到的结果，并非是指在电梯起动时规定的电流流过的状态持续的情况。但是，设备的温度上升并达到饱和的时间常数比较大。因此，规定的电流是以流过设备的RMS(RootMeanSquare，均方根)电流即有效值电流进行判定的。

下面，使用流程图说明本实施方式1的电梯控制装置根据图2～图4的数据执行的负荷抑制运转处理的一系列动作。图5是由本发明的实施方式1的电梯控制装置执行的负荷抑制运转处理的一系列动作的流程图。

首先，在说明各个步骤的详细情况之前，说明本实施方式1的负荷抑制运转处理的基本思路。设备的温度在比从电梯起动到停靠的一次起动时间长的经过时间中上升。但是，始终监视较长的经过时间并非易事。因此，在图5所示的流程图中，以每一次起动的RSM电流为基础，尽力简化判定来进行负荷抑制运转处理。

首先，在步骤S501中，温度上升运算部24根据电流检测部21的检测结果，计算从电梯起动到停止的每一次起动的RSM电流。在此，根据下式(2)计算每一次起动的RSM电流。

其中，N为从起动到停止的输入数，A为电流检测部21检测出的电流值。

然后，在步骤S502中，温度上升运算部24判定在先前的步骤S501中计算出的每一次起动的RSM电流是否小于如前面的图3所示的设备极限最小电流。另外，在该判定时，实际上为了留有余量，温度上升运算部24使用对设备极限最小电流减去规定值而得到值进行判定。

在每一次起动的RSM电流小于设备极限最小电流的情况下，温度上升运算部24判定为当前的RMS电流不会影响到设备的质量，因而不需要实施负荷抑制运转。即，温度上升运算部24判定为如果截止到目前未实施负荷抑制运转、此次起动时的RMS电流小于设备极限最小电流，则持续当前的运转明显没有问题，并结束一系列的处理。

另一方面，在步骤S502中，在每一次起动的RSM电流为设备极限最小电流以上的情况下，进入步骤S503。并且，在步骤S503中，温度上升运算部24根据图4导出在继续流过在之前的步骤S501中计算出的每一次起动的RSM电流时到超过设备温度极限值为止所需要的时间作为极限时间。

然后，在步骤S504中，温度上升运算部24将从前溯(过去)在之前的步骤S503中计算出的极限时间的时刻到当前时刻为止、在步骤S501中计算出的一次起动时的RMS电流代入上式(2)，计算假定在当前时刻经过了极限时间时随着时间经过而得到的RMS电流值。并且，判定所计算出的RMS电流值是否大于设备极限最小电流。

并且，当在步骤S504中计算出的RMS电流值为设备极限最小电流以上的情况下，温度上升运算部24判定为应该将运转模式切换为负荷抑制运转，而转入步骤S505。另外，在步骤S505中，运转模式切换部25将运转模式切换为负荷抑制运转。

在实施负荷抑制运转时，需要延长电梯停靠的时间，以便减小RMS电流。因此，具体而言，电梯控制装置100实施延长开门待机的时间或者减慢开门关门速度等对策，由此实施负荷抑制运转。并且，电梯控制装置100在实施步骤S505的负荷抑制运转达规定时间后，恢复为通常运转，结束一系列处理。

另一方面，当在步骤S504中计算出的RMS电流值小于设备极限最小电流的情况下，转入步骤S506。在步骤S506中，温度上升运算部24对先前在步骤S501中计算出的一次起动时的RMS电流值减去预先确定的相减电流量来更新RMS电流值，判定相减后的RMS电流值是否小于设备极限最小电流。

并且，当在步骤S506中相减后的RMS电流值小于设备极限最小电流的情况下，温度上升运算部24与先前的步骤S502的判定一样，判定为持续当前的运转没有问题，并结束一系列处理。

另一方面，当在步骤S506中相减后的RMS电流值为设备极限最小电流以上的情况下，返回步骤S503。并且，温度上升运算部24使用通过步骤S506更新后的RMS电流值反复执行从步骤S503起的处理，一直到步骤S506的条件成立为止。

在此前未实施负荷抑制运转的状态下，在步骤S502中，在此次起动时的RMS电流超过设备极限最小电流的情况下，考虑了此前的时间经过的RMS电流值有可能超过设备极限最小电流。

因此，通过进行图5的流程图中的步骤S503～步骤S506的处理，控制部20判定在从设备极限最小电流到超过设备极限最小电流的RMS电流值(即相当于在步骤S501中计算出的初始值)的范围内，是否存在考虑了时间经过的RMS电流值超过设备极限最小电流的情况，而判定是否应该转入负荷抑制运转。

另外，图5所示的步骤S503～步骤S506的处理仅是一个例子，只要能够进行如下所述的处理1、2即可。

[处理1]通过电流检测器测定从轿厢起动到停靠的每一次起动所消耗的电流值。

[处理2]根据每一次起动的测定结果的历史记录，使用上式(2)针对每台设备求出在当前时刻的电流有效值，在具有超过“设备极限最小电流”的设备的情况下，估计为该设备达到了极限温度。

如上所述，根据实施方式1，作为事先作业，对每台电梯驱动用电气设备取得温度特性数据，根据温度特性数据设定设备极限最小电流。并且，在电梯工作过程中，根据电流检测器的检测结果计算当前时刻的电流有效值，通过判定所计算出的电流有效值是否超过针对各个电气设备分别设定的设备极限最小电流，由此估计是否存在达到了极限温度的电气设备。其结果是，能够得到一种电梯控制装置及电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法，其无需设置温度检测器即可判定电梯驱动用电气设备的温度状态。

Claims (3)

1.一种电梯控制装置，其具有：驱动部，该驱动部用于驱动使电梯的轿厢升降的旋转设备，由多个电气设备构成；以及控制部，该控制部控制所述驱动部来驱动所述旋转设备，由此进行所述轿厢的升降控制，其中，

所述控制部根据试验数据或者计算数据，对于所述驱动部中包含的所述多个电气设备分别预先取得作为规定值流过的电流值与流过所述规定值时随着时间经过而产生的温度变化之间的关系作为温度特性数据，

所述控制部根据所述多个电气设备各自的所述温度特性数据，对所述多个电气设备分别预先设定不损害电气设备的质量的温度极限值、作为达到所述温度极限值的时间而容许的最大极限时间、以及与在所述最大极限时间达到所述温度极限值的规定值的电流相当的设备极限最小电流，

所述控制部对于从所述轿厢起动到停靠为止的每一次起动，通过电流检测器测定在驱动所述旋转设备时消耗的电流值，根据所述每一次起动的测定结果的历史记录，计算当前时刻的电流有效值，

当存在所述当前时刻的电流有效值超过对所述多个电气设备分别设定的所述设备极限最小电流的电气设备的情况下，所述控制部判定为存在超过温度极限的电气设备。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其中，

所述控制部在判定为存在超过所述温度极限的电气设备的情况下，切换为使所述轿厢停靠的时间比通常运转模式时长的负荷抑制运转模式，

在实施所述负荷抑制运转模式达规定时间后，切换为所述通常运转模式。

3.一种电梯驱动用电气设备的温度状态估计方法，其由电梯控制装置执行，该电梯控制装置具有：驱动部，该驱动部用于驱动使电梯的轿厢升降的旋转设备，由多个电气设备构成；以及控制部，该控制部控制所述驱动部来驱动所述旋转设备，由此进行所述轿厢的升降控制，

在所述控制部中执行以下步骤：

存储步骤，根据试验数据或者计算数据，对所述驱动部中包含的所述多个电气设备分别预先取得作为规定值流过的电流值与流过所述规定值时随着时间经过而产生的温度变化之间的关系作为温度特性数据，并将其存储在存储部中；

设定步骤，根据所述多个电气设备各自的被存储于所述存储部中的所述温度特性数据，对所述多个电气设备分别设定不损害电气设备的质量的温度极限值、作为达到所述温度极限值的时间而容许的最大极限时间、以及与在所述最大极限时间达到所述温度极限值的规定值的电流相当的设备极限最小电流；

计算步骤，对于从所述轿厢起动到停靠为止的每一次起动，通过电流检测器测定在驱动所述旋转设备时消耗的电流值，根据所述每一次起动的测定结果的历史记录，计算当前时刻的电流有效值；以及

判定步骤，当存在所述当前时刻的电流有效值超过对所述多个电气设备分别设定的所述设备极限最小电流的电气设备的情况下，判定为存在超过温度极限的电气设备。