CN106232514A - 电梯的控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电梯的控制装置包括：安装于调速器(37)的旋转编码器(38)；读入该旋转编码器(38)的脉冲信号，对轿厢(10)的位置及/或速度信息进行运算的安全控制器(42)；使轿厢(10)的运行停止的卷扬机制动器(22)；控制对卷扬机制动器(22)的电力供给的制动器电源开关器件；控制对电动机(21)的来自交流电源(25)的电力供给的驱动系统电源开关器件；向制动器电源开关器件和驱动系统开关器件提供动作用电力的电源(25)；以及在故障时释放卷扬机制动器(22)的制动器释放装置，安全控制器(42)在电梯故障时进行制动器释放操作时，根据旋转编码器(38)的脉冲信号对轿厢(10)的速度进行监控。

Description

电梯的控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电梯的控制装置及其控制方法，尤其涉及适用于在由于电梯的故障等而导致发生乘客被封闭在轿厢内的事故时，使用制动器释放装置救出乘客的电梯的控制装置及其控制方法。

背景技术

以往，为了确保轿厢的安全运行，在电梯中会设有各种各样的安全装置。例如有检测轿厢超速的调速器、检查朝向电梯井端部的过度行驶的终端极限开关等，它们使用机械的接点来构成安全电路。

上述机械的接点构成为与向电动机、制动器提供电力或切断电力的装置串联连接，正常时向电动机、制动器提供电力，在检测到异常时即刻切断对电动机、制动器的供电。

另一方面，近年来，利用电子控制来构成这些装置的电梯正在增加。该电子控制例如为在调速器设置编码器，利用该编码器获得轿厢的位置及/或速度信息，由此来检测轿厢的超速、以及朝向电梯井端部的过度行驶。

在该电子控制中，通常使用与电梯的正常控制相独立的安全控制器，但该安全控制器不仅根据编码器所获得的轿厢的位置及/或速度信息来执行用于检测轿厢的超速及朝向电梯井端部的过度行驶的处理，还对向电动机、制动器提供电力和切断电力的装置发出指令，从而起到作为安全装置的作用。

可将这种系统称为电子安全系统，其功能能够代替之前所叙述的机械式的安全装置。

然而，在发生电梯在层与层之间无法再启动的故障的情况下，乘客有可能被封闭在轿厢内。该情况下，电梯的检查员通过进行制动器释放操作，使轿厢移动到最靠近的层的楼面，从而救出乘客。

该基于制动器释放操作的乘客的救援方法利用对重块和轿厢重量的不平衡力来使轿厢向重负载方向移动，尤其是在使用永磁体的同步电动机的情况下，通过对三相绕组进行短路，从而能够利用自发电产生的制动力(动力制动器)，能够对释放制动器时的轿厢的增速进行抑制。

然而，在使用永磁体的同步电动机的制动器释放操作中，在三相绕组没有短路的情况下，或者在对重块和轿厢的重量的不平衡力超过了动力制动器的情况下，有可能导致轿厢因自由落体而增速。

作为针对上述这些问题的解决办法，专利文献1记载有一种电梯的制动器释放装置。该专利文献1公开了即使在制动器释放操作过程中，也仍然根据卷扬机的旋转控制所使用的编码器信号来监控轿厢速度，在达到异常速度的情况下切断对制动器的电源供给的控制装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-195270号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述专利文献1所记载的电梯的制动器释放装置中，在因设置于电动机的编码器故障而导致乘客被封闭时，会存在不仅无法使电梯再启动，而且即使在制动器释放操作过程中也不可能进行速度的监控的问题。并且，在检出制动器释放操作中的速度异常时，为了切断对制动器的电力供给，需要制动器释放专用的电力切断电路，因此，会产生装置大型化，高成本化的问题。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种电梯的控制装置及其控制方法，不仅不需要制动器释放专用的电力切断电路，而且即使在设置于电动机的编码器发生了故障的情况下，也能边监控速度边进行制动器释放操作。

解决技术问题所采用的技术手段

为了达到上述目的，本发明的电梯的控制装置对下述电梯进行控制，该电梯包括：卷扬机，该卷扬机与交流电源相连接，由电动机进行驱动；轿厢，该轿厢利用该卷扬机而在电梯井内运行；控制盘，该控制盘设置在所述电梯井内；运行控制器，该运行控制器设置于该控制盘，对所述轿厢的运行进行控制；旋转编码器，该旋转编码器安装于调速器；安全控制器，该安全控制器读入该旋转编码器的脉冲信号，对所述轿厢的位置及/或速度信息进行运算；卷扬机制动器，该卷扬机制动器使所述轿厢的运行停止；制动器电源开关器件，该制动器电源开关器件控制对该卷扬机制动器的电力供给；驱动系统电源开关器件，该驱动系统电源开关器件控制对所述电动机的来自所述交流电源的电力供给；电源，该电源向所述制动器电源开关器件和所述驱动系统开关器件提供动作用电力；以及制动器释放装置，在故障时该制动器释放装置释放所述卷扬机制动器，该电梯的控制装置的特征在于，所述安全控制器在所述电梯故障时进行制动器释放操作时，根据所述旋转编码器的脉冲信号来对所述轿厢的速度进行监控。

为了达到上述目的，本发明的电梯的控制方法用于对下述电梯进行控制，该电梯包括：卷扬机，该卷扬机与交流电源相连接，由电动机进行驱动；轿厢，该轿厢利用该卷扬机而在电梯井内运行；控制盘，该控制盘设置在所述电梯井内；运行控制器，该运行控制器设置于该控制盘，对所述轿厢的运行进行控制；旋转编码器，该旋转编码器安装于调速器；安全控制器，该安全控制器读入该旋转编码器的脉冲信号，对所述轿厢的位置及/或速度信息进行运算；卷扬机制动器，该卷扬机制动器使所述轿厢的运行停止；制动器电源开关器件，该制动器电源开关器件控制对该卷扬机制动器的电力供给；驱动系统电源开关器件，该驱动系统电源开关器件控制对所述电动机的来自所述交流电源的电力供给；电源，该电源向所述制动器电源开关器件和所述驱动系统开关器件提供动作用电力；以及制动器释放装置，在故障时该制动器释放装置释放所述卷扬机制动器，该电梯的控制方法的特征在于，在所述电梯故障时进行制动器释放操作时，利用所述安全控制器根据所述旋转编码器的脉冲信号对所述轿厢的速度进行监控，在由所述安全控制器所监控的所述轿厢的速度超过了预先设定的速度的情况下，控制所述制动器电源开关器件，切断对所述卷扬机制动器的电力供给，使所述轿厢停止。

发明效果

根据本发明，不需要设置制动器释放专用的电力切断电路，即使在电动机所设置的编码器发生故障的情况下，也能够边监控速度边进行制动器释放操作。

附图说明

图1是表示采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯的整体结构的图。

图2是表示采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯的电动机和制动器的电源电路的图。

图3是表示采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯中对电动机和制动器进行电源提供和电源切断的电源供给切断电路的图。

图4是表示采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯中制动器释放装置与切断电路相连接的情况下电动机和制动器的电源电路的图。

图5是表示采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯中制动器释放装置与切断电路相连接的情况下对电动机和制动器进行电源提供和电源切断的电源供给切断电路的图。

具体实施方式

下面，基于图示的实施例，对本发明的电梯的控制装置及其控制方法进行说明。另外，在各图中，对于相同的构成元器件使用相同的标号。

实施例1

图1示出采用本发明的电梯的控制装置的实施例1的电梯的整体结构。

如该图所示，电梯1基本由轿厢10、连结有该轿厢10和对重块31的主绳索30、向该主绳索30提供驱动力且经由滑车33、34、35使轿厢10在电梯井50内移动的卷扬机20、以及控制盘40构成，控制盘40包括：控制电梯1的正常行驶的运行控制器41、以及控制电梯1的安全装置的安全控制器42。

上述卷扬机20包括电动机21、卷扬机制动器22、逆变器23、切断电路24以及交流电源25，将电动机21产生的驱动力提供给主绳索30，使轿厢10在电梯井50内移动。

主绳索30的一端与轿厢10相连接，另一端附近连接有对重块31，主绳索30的移动路径由多个滑车33、34、35构建而成。

与轿厢10的动作联动的调速器绳索36与轿厢10相连接，该调速器绳索36具备随着调速器绳索36的动作而旋转的调速设备即调速器37。

调速器37包括旋转编码器38、以及握持调速器绳索36的握持装置39，调速器绳索36的路径由滑车32来构建。旋转编码器38随着调速器37的旋转而旋转，此时的脉冲信号输出到安全控制器42。接着，安全控制器42基于脉冲信号的变化量对轿厢10的位置和速度进行运算。

如上所述，电梯1的控制盘40具备可相互独立地进行动作的运行控制器41和安全控制器42，但运行控制器41主要对电梯1的安全装置的机械部件及电子元器件的动作进行控制，安全控制器42对各种安全装置动作进行电子控制。特别是，安全控制器42例如由至少一个微控制器及计算机程序来实现。具体而言，也可以由下述方式来实现，即：使用彼此相互输入输出信号的两个微控制器，边获得同步边进行控制。

另一方面，在轿厢10的内侧设置有轿厢内操作盘11及轿厢门开关12。轿厢内操作盘11具备进行指示轿厢10的目的地及门的开关的操作的操作部(未图示)、以及显示轿厢10的目的地及状态等的显示部(未图示)。轿厢门开关12是检测轿厢10的门的开关动作的开关。

轿厢10的外侧设置有紧急停止装置13及位置检测传感器14。紧急停止装置13的一端固定设置于轿厢10，另一端在紧急时对轨道进行握持，由此使轿厢10紧急停止。位置检测传感器14感知轿厢10与各停止层所设置的屏蔽板81、82、83之间的距离。

根据旋转编码器38的脉冲信号，并利用安全控制器42来运算轿厢10的位置，在轿厢10的位置到达解锁区域的情况下，通过控制后述的制动器电源开关器件来切断对卷扬机制动器22的电力供给，从而能够使轿厢10安全地停止。

此外，在电梯井50的下端设置有缓冲器51，在利用卷扬机20或紧急停止装置13的制动力无法使轿厢10完全停止的情况下，缓冲器51直接与轿厢10相接触，物理吸收冲击，由此使轿厢10停止。

并且，在电梯的轿厢10停止的各层还设置有检测电梯厅门61、62、63的开关动作的电梯厅门开关64、65、66，以及由电梯1的利用者操作的电梯厅门按钮67、68、69。

图2示出卷扬机20的电动机21、卷扬机制动器22、逆变器23、切断电路24及交流电源25的电路的详细结构。

如该图所示，电动机21经由切断电路24中的第1切断接点即切断接点24a和逆变器23与交流电源25相连接，卷扬机制动器22经由切断电路24中的第2切断接点即切断接点24b和专用制动器控制电源25a与交流电源25相连接。

图3示出上述切断接点24a、24b的控制电路。对于图2所示的切断对电动机21的电源供给的切断接点24a，其利用第1切断装置即切断装置28a的励磁/消磁来对接点进行开关(励磁时开，消磁时关)。该切断装置28a的励磁/消磁可由第1切断器件即切断器件26a及第3切断器件即切断器件27a来进行控制，其中，第1切断器件能够由安全控制器42来进行控制，第3切断器件能够由运行控制器41来进行控制。

同样地，对于图2所示的切断对卷扬机制动器22的电源供给的第2切断接点即切断接点24b，其利用第2切断装置即切断装置28b的励磁/消磁来对接点进行开关。该切断装置28b的励磁/消磁可由第2切断器件即切断器件26b及第4切断器件即切断器件27b来进行控制，其中，第2切断器件能够由安全控制器42来进行控制，第4切断器件能够由运行控制器41来进行控制。

切断器件26a、26b仅在安全控制器42没有检测出异常状态时始终处于闭路状态，以允许切断装置28a和28b的励磁。另一方面，在安全控制器42检测到异常的情况下，通过使切断器件26a和26b开路，对切断装置28a和28b进行消磁，从而使切断接点24a、24b成为断开状态，由此来切断对电动机21和卷扬机制动器22的电源供给。切断器件27a、27b由运转控制器41根据电梯1的运转状态来进行控制，以对切断装置28a和28b进行励磁和消磁。

但是，电梯1中，若发生在层与层之间无法再启动的故障，则由于无法使轿厢10动作，因此乘客被封闭在轿厢10内。通常情况下，电梯检查员接受故障信号，并赶到发生了故障的电梯1，通过进行制动器释放操作，从而利用轿厢10与对重块31的不平衡来使轿厢10向重负载方向移动，由此救出乘客。

此时，图4及图5所示的制动器释放装置90与现有的电路相连接(例如，采用能够利用连接器等以单触方式进行连接的结构)。

首先，如图4所示，使制动器释放用电源(例如，电池)91取代制动器控制电源25a经由制动器释放允许按钮92与切断接点24b相连接。如图5所示，制动器释放用电源91(例如，电池)经由制动器释放允许按钮92与切断电路24和安全控制器42相连接。此时，构成为对能够由运转控制器41控制的切断器件27b进行旁路。

于是，电梯检查员通过按下制动器释放装置90的制动器释放允许按钮92，向安全控制器42输入制动器释放指令，从而安全控制器42使切断器件26b闭路。此时，切断器件27b由于因制动器释放装置90而被旁路，因此，切断装置28b被励磁。由此，切断接点24b闭路，制动器释放用电源91经由制动器释放允许按钮92被提供给卷扬机制动器22，从而制动器进行释放动作。

此时，由于安全控制器42能够基于调速器36所安装的旋转编码器38的脉冲信号检测出轿厢10的速度，因此，在制动器释放动作过程中的轿厢10的速度超过预先设定的基准速度的情况下，通过使切断器件26b闭路，来使切断装置28b被消磁，切断接点24b变为闭路状态，与此同时，对卷扬机制动器22的电源供给被切断，从而能够使轿厢10停止。

如上所述，在制动器释放操作过程中能够对轿厢10的速度进行监控，在超过预先设定的速度的情况下，能够切断对卷扬机制动器22的电源供给。

由此，在应用了电子安全系统的电梯中，通过使用设置于调速器的编码器和安全控制器，从而能够不需要使用制动器释放专用的电力切断电路，并且，即使在电动机所设置的编码器发生了故障的情况下，也能够边对速度进行监控，边进行制动器释放操作。

因此，根据本实施例，能够获得下述效果，即：在不会使装置高成本化、大型化的情况下，即使在电动机的编码器故障时发生乘客封闭事故，也能够在制动器释放操作过程中对轿厢的速度进行监控，并在超过了基准速度的情况下切断对制动器的电力供给。

另外，本发明并不限于上述实施例，还包含各种变形例。

例如，所述实施例是为了清楚地说明本发明而进行的详细说明，并不限于具备所说明的所有结构。此外，可以将某实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构，并且也可以将其他实施例的结构与某实施例的结构相组合。对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的增加、删除、置换。

标号说明

1…电梯，10…轿厢，11…轿厢内操作盘，12…轿厢门开关，13…紧急停止装置，14…位置检测传感器，20…卷扬机，21…电动机，22…卷扬机制动器，23…逆变器，24…切断电路，24a、24b…切断接点，25…交流电源，25a…专用制动器控制电源，25b…控制电源，26a、26b…由安全控制器进行控制的切断器件，27a、27b…由运行控制器进行控制的切断器件，28a、28b…切断装置，30…主绳索，31…对重块，32、33、34、35…滑车，36…调速器绳索，37…调速器，38…旋转编码器，39…握持装置，40…控制盘，41…运转控制器，42…安全控制器，50…电梯井，51…缓冲器，61、62、63…电梯厅门，64、65、66…电梯厅门开关，67、68、69…电梯厅门按钮，81、82、83…屏蔽板，90…制动器释放装置，91…制动器释放用电源，92…制动器释放允许按钮。

Claims (13)

1.一种电梯的控制装置，对下述电梯进行控制，该电梯包括：卷扬机，该卷扬机与交流电源相连接，由电动机进行驱动；轿厢，该轿厢利用该卷扬机而在电梯井内运行；控制盘，该控制盘设置在所述电梯井内；运行控制器，该运行控制器设置于该控制盘，对所述轿厢的运行进行控制；旋转编码器，该旋转编码器安装于调速器；安全控制器，该安全控制器读入该旋转编码器的脉冲信号，对所述轿厢的位置及/或速度信息进行运算；卷扬机制动器，该卷扬机制动器使所述轿厢的运行停止；制动器电源开关器件，该制动器电源开关器件控制对该卷扬机制动器的电力供给；驱动系统电源开关器件，该驱动系统电源开关器件控制对所述电动机的来自所述交流电源的电力供给；电源，该电源向所述制动器电源开关器件和所述驱动系统开关器件提供动作用电力；以及制动器释放装置，在故障时该制动器释放装置释放所述卷扬机制动器，所述电梯的控制装置的特征在于，

所述安全控制器在所述电梯故障时进行制动器释放操作时，根据所述旋转编码器的脉冲信号来对所述轿厢的速度进行监控。

2.如权利要求1所述的电梯的控制装置，其特征在于，

在由所述安全控制器所监控的所述轿厢的速度超过预先设定的速度的情况下，对所述制动器电源开关器件进行控制，切断对所述卷扬机制动器的电力供给，从而使所述轿厢停止。

3.如权利要求1或2所述的电梯的控制装置，其特征在于，

利用所述安全控制器，根据所述旋转编码器的脉冲信号来运算所述轿厢的位置，在所述轿厢的位置到达解锁区域的情况下，通过控制所述制动器电源开关器件，来切断对所述卷扬机制动器的电力供给，使所述轿厢停止。

4.如权利要求1至3的任一项所述的电梯的控制装置，其特征在于，

所述电动机经由第1切断接点与交流电源相连接，所述卷扬机制动器经由第2切断接点与交流电源相连接，并且，切断对所述电动机的电源供给的所述第1切断接点通过第1切断装置的励磁和消磁来对接点进行开关，所述第1切断装置的励磁和消磁通过可由所述安全控制器控制的第1切断器件、和可由所述运行控制器控制的第2切断器件来进行控制，且切断对所述卷扬机制动器的电源供给的第2切断接点通过第2切断装置的励磁和消磁来对接点进行开关，所述第2切断装置的励磁和消磁通过可由所述安全控制器控制的第3切断器件、及可由所述运行控制器控制的第4切断器件来进行控制。

5.如权利要求4所述的电梯的控制装置，其特征在于，

所述第1切断器件和所述第2切断器件仅在所述安全控制器没有检测出所述电梯的异常装置时允许所述第1切断装置和所述第2切断装置的励磁，从而始终处于闭路状态，另一方面，在由所述安全控制器检测出所述电梯的异常的情况下，通过使所述第1切断器件和所述第2切断器件开路，来对所述第1切断装置和所述第2切断装置进行消磁，使所述第1切断接点和所述第2切断接点成为断开状态，由此来切断对所述电动机及所述卷扬机制动器的电源供给，并且，所述第3切断器件和所述第4切断器件由所述运转控制器根据所述电梯的运转状态通过所述第1切断装置和所述第2切断装置的励磁和消磁来进行控制。

6.如权利要求4或5所述的电梯的控制装置，其特征在于，

在所述电梯发生了无法再启动的故障的情况下，制动器释放用电源经由制动器释放允许按钮与所述安全控制器相连接，且使可由所述运转控制器控制的所述第4切断器件旁路。

7.如权利要求6所述的电梯的控制装置，其特征在于，

若所述制动器释放允许按钮被按下，则向所述安全控制器输入制动器释放指令，所述安全控制器若使所述第2切断器件闭路则经由所述旁路后的路径对所述第2切断装置进行励磁，由此使所述第2切断接点闭路，将所述制动器释放用电源提供给所述卷扬机，使该卷扬机制动器释放。

8.一种电梯的控制方法，用于对下述电梯进行控制，该电梯包括：卷扬机，该卷扬机与交流电源相连接，由电动机进行驱动；轿厢，该轿厢利用该卷扬机而在电梯井内运行；控制盘，该控制盘设置在所述电梯井内；运行控制器，该运行控制器设置于该控制盘，对所述轿厢的运行进行控制；旋转编码器，该旋转编码器安装于调速器；安全控制器，该安全控制器读入该旋转编码器的脉冲信号，对所述轿厢的位置及/或速度信息进行运算；卷扬机制动器，该卷扬机制动器使所述轿厢的运行停止；制动器电源开关器件，该制动器电源开关器件控制对该卷扬机制动器的电力供给；驱动系统电源开关器件，该驱动系统电源开关器件控制对所述电动机的来自所述交流电源的电力供给；电源，该电源向所述制动器电源开关器件和所述驱动系统开关器件提供动作用电力；以及制动器释放装置，在故障时该制动器释放装置释放所述卷扬机制动器，所述电梯的控制方法的特征在于，

在所述电梯故障时进行制动器释放操作时，利用所述安全控制器根据所述旋转编码器的脉冲信号对所述轿厢的速度进行监控，在由所述安全控制器所监控的所述轿厢的速度超过了预先设定的速度的情况下，控制所述制动器电源开关器件，切断对所述卷扬机制动器的电力供给，使所述轿厢停止。

9.如权利要求8所述的电梯的控制方法，其特征在于，

利用所述安全控制器，根据所述旋转编码器的脉冲信号来运算所述轿厢的位置，在所述轿厢的位置到达解锁区域的情况下，通过控制所述制动器电源开关器件，来切断对所述卷扬机制动器的电力供给，使所述轿厢停止。

10.如权利要求8或9所述的电梯的控制方法，其特征在于，

所述电动机经由第1切断接点与交流电源相连接，所述卷扬机制动器经由第2切断接点与交流电源相连接，并且，切断对所述电动机的电源供给的所述第1切断接点通过第1切断装置的励磁和消磁来对接点进行开关，所述第1切断装置的励磁和消磁通过可由所述安全控制器控制的第1切断器件、和可由所述运行控制器控制的第2切断器件来进行控制，且切断对所述卷扬机制动器的电源供给的第2切断接点通过第2切断装置的励磁和消磁来对接点进行开关，所述第2切断装置的励磁和消磁通过可由所述安全控制器控制的第3切断器件、及可由所述运行控制器控制的第4切断器件来进行控制。

11.如权利要求10所述的电梯的控制方法，其特征在于，

所述第1切断器件和所述第2切断器件仅在所述安全控制器没有检测出所述电梯的异常装置时允许所述第1切断装置和所述第2切断装置的励磁，从而始终处于闭路状态，另一方面，在由所述安全控制检测出所述电梯的异常的情况下，通过使所述第1切断器件和所述第2切断器件开路，来对所述第1切断装置和所述第2切断装置进行消磁，使所述第1切断接点和所述第2切断接点成为断开状态，由此来切断对所述电动机及所述卷扬机制动器的电源供给，并且，所述第3切断器件和所述第4切断器件由所述运转控制器根据所述电梯的运转状态通过所述第1切断装置和所述第2切断装置的励磁和消磁来进行控制。

12.如权利要求10或11所述的电梯的控制方法，其特征在于，

在所述电梯发生了无法再启动的故障的情况下，制动器释放用电源经由制动器释放允许按钮与所述安全控制器相连接，且使可由所述运转控制器控制的所述第4切断器件旁路。

13.如权利要求12所述的电梯的控制方法，其特征在于，

若所述制动器释放允许按钮被按下，则向所述安全控制器输入制动器释放指令，所述安全控制器若使所述第2切断器件闭路则经由所述旁路后的路径对所述第2切断装置进行励磁，由此使所述第2切断接点闭路，将所述制动器释放用电源提供给所述卷扬机，使该卷扬机制动器释放。