CN107922146A - 包括永磁体(pm)同步电机驱动系统的电梯系统 - Google Patents

包括永磁体(pm)同步电机驱动系统的电梯系统 Download PDF

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Abstract

一种电梯驱动系统(40)，其包括：包括多个相的永磁体(PM)同步电动机(34)；和电连接到所述PM同步电动机的多个电机驱动装置(55、58)。所述多个电机驱动装置中的每个可操作地连接到所述多个相中的对应一个相。所述多个电机驱动装置被配置和设置成传送在所述多个相中的每个之间均等分配的转矩电流，并将磁通电流独立地传送到所述多个相中的所述对应一个相。

Description

包括永磁体(PM)同步电机驱动系统的电梯系统
背景技术
示例性实施方案涉及电梯系统领域，并且更具体地涉及具有永磁体(PM)同步电机驱动系统的电梯系统。
运输系统，诸如电梯系统，使用机器来向运载乘客的轿厢施加力。所采用的机器可能需要提供根据应用而变化的功率电平。当电梯需要大的电梯负载或负荷时，需要提供驱动装置来为电梯机器供电。通常可能不存在高功率驱动装置，这导致制造合适的驱动装置的高设计成本和漫长的开发时间。即使市场上存在单个大型驱动装置，由于专用部件、部件可用性等原因，与单个大型驱动装置相关联的成本可能会过高。
发明内容
公开了一种电梯驱动系统，其包括：包括多个相的永磁体(PM)同步电动机；和电连接到所述PM同步电动机的多个电机驱动装置。所述多个电机驱动装置中的每个可操作地连接到所述多个相中的对应一个相。所述多个电机驱动装置被配置和设置成传送在所述多个相中的每个之间均等分配的转矩电流，并将磁通电流独立地传送到所述多个相中的所述对应一个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个电机驱动装置中的一个被指定为初级电机驱动装置，并且所述多个电机驱动装置中的剩余电机驱动装置被指定为次级电机驱动装置。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述初级电机驱动装置被配置和设置成为所述次级电机驱动装置中的每个建立磁场定向角。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的速度。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少三(3)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少六(6)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少九(9)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少十二(12)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个相中的每个独立于所述多个相中的其他。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个相中的每个包括独立的接地端。
还公开了一种电梯系统，其包括：井道；与所述井道可移动地布置的轿厢；和可操作地连接到所述轿厢的电梯驱动系统。所述驱动系统包括可操作地连接到所述轿厢的永磁体(PM)同步电动机。所述PM同步电动机包括多个相。多个电机驱动装置电连接到所述PM同步电动机。所述多个电机驱动装置中的每个可操作地连接到所述多个相中的对应一个相。所述多个电机驱动装置被配置和设置成传送在所述多个相中的每个之间均等分配的转矩电流，并将磁通电流独立地传送到所述多个相中的所述对应一个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个电机驱动装置中的一个被指定为初级电机驱动装置，并且所述多个电机驱动装置中的剩余电机驱动装置被指定为次级电机驱动装置。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述初级电机驱动装置被配置和设置成为所述次级电机驱动装置中的每个建立磁场定向角。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的速度。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少三(3)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少六(6)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少九(9)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述PM同步电动机包括至少十二(12)个相。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个相中的每个独立于所述多个相中的其他。
除了上文或下文描述的特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外的实施方案可包括，其中所述多个相中的每个包括独立的接地端。
附图简述
以下描述无论如何都不应被视为具限制性。参照附图，相同元件用相同数字编号：
图1示出根据示例性实施方案的包括永磁体(PM)同步电动机和驱动系统的电梯系统；和
图2是图1的PM同步电动机和驱动系统的示意图。
具体实施方式
本文通过参照附图以例证而不是限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的具体实施方式。
根据示例性实施方案的牵引式电梯系统在图1中总体上以10示出。对于本公开的理解而言并非必需的电梯系统10的特征(诸如导轨、安全设施等)在本文中未予讨论。电梯系统10包括电梯轿厢12，电梯轿厢12利用皮带或绳索16可操作地悬吊或支撑在井道14中。应该理解的是，皮带16的数量和/或布置可以变化。皮带16与一个或多个绳轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。皮带16还可以连接到配重22，配重22用于帮助平衡电梯系统10并减少在操作期间皮带16张力的差异。
绳轮18各自具有直径24，直径24可与电梯系统10中的其他绳轮18的直径相同或不同。绳轮18中的至少一个可以是牵引绳轮26。牵引绳轮26由机器系统30驱动。由机器系统30驱动的牵引绳轮26的运动，(通过牵引)移动和/或推进皮带16。图1描绘了1：1绳索布置。然而，应该理解的是，电梯系统10可包括各种不同的绳索布置，包括2：1绳索布置。示例性实施方案也可采用悬臂式电梯轿厢。
根据示例性实施方案的一方面，机器系统30包括永磁体(PM)同步电动机34，所述(PM)同步电动机34包括制动器36和编码器38，如图2所示。PM同步电动机34可操作地联接到具有控制器44和多个电机驱动装置46的电梯驱动系统40。电机驱动装置46包括初级电机驱动装置55和一个或多个次级电机驱动装置58。控制器44将信号传送到初级电机驱动装置55，而初级电机驱动装置55又可以将信号传送到次级电机驱动装置58，如下文将更详细描述的那样。
根据示例性实施方案的一方面，电梯驱动系统40包括三相或线电压输入60。初级电机驱动装置55包括三相输出62，并且每个次级电机驱动装置58包括对应的三相输出64和66。另外，初级电机驱动装置55和每个次级电机驱动装置58包括专用的、独立的例如不共享的接地端67。进一步根据示例性实施方案的一方面，每个三相输出62、64和66独立于三相输出62、64和66中的其他三相输出，并且连接到PM同步电动机34的单独独立绕组(未单独标记)。此外，应该理解的是，电机驱动装置的数量和传递给PM同步电动机34的对应独立三相输出可以变化。例如，PM同步电动机34可以仅由初级电机驱动装置55和表示六相电机的次级电机驱动装置58供电。在其他实施方案中，三相输出66可建立非相配置或十二相配置。
进一步根据示例性实施方案的一方面，初级电机驱动装置55通过对应的第一控制线路72可操作地连接到每个次级电机驱动装置58。初级电机驱动装置55还通过第二控制线路74连接到制动器36，并通过第三控制线路76连接到编码器38。利用这种布置，初级电机驱动装置55与控制器44通信并且为PM同步电动机34提供转换器控制以及反相器控制。初级电机驱动装置55还与PM同步电动机34相互作用以调节电流和电压以及为PM同步电动机34提供速度控制、制动控制和锁定转子测试(LRT)。根据示例性实施方案的一方面，初级电机驱动装置55可独自负责PM同步电动机34的速度控制。根据示例性实施方案的另一方面，初级电机驱动装置55可独自负责制动PM同步电动机34，或可以与次级电机驱动装置58中的一个或多个共享制动控制。
又进一步根据示例性方面，初级电机驱动装置55与每个次级电机驱动装置58通信以建立/设定每个次级电机驱动装置58的期望的磁场定向角以及提供期望的转矩电流命令。初级电机驱动装置55还传送速度命令；准备运行命令；以及任何同步逻辑。以这种方式，到PM同步电动机34的转矩电流(Q轴)可在每个次级电机驱动装置58之间基本上均等地分配，并且磁通电流(D轴)可由每个次级电机驱动装置58独立地控制。
此时，应该理解的是，示例性实施方案描述了用于PM同步电动机的多驱动控制。多驱动控制可包括与单个初级电机驱动装置通信的多个次级电机驱动装置。此外，每个电机驱动装置包括独立多相输出到PM同步电动机的单独独立绕组。此外，多驱动系统在电机驱动装置之间不保持共同的零线。与PM同步电动机结合使用电机驱动装置实现了使用更小的电机对电梯轿厢进行供电和控制，这导致整个系统的成本节省和效率增益。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而不是旨在限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”和“所述”也旨在包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或它们的组的存在或添加。
虽然已参照一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但本领域那些技术人员应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种更改并可用等效物替代本公开的元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教示。因此，意图是本公开不限于作为预期用于实施本公开的最佳模式而公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入权利要求书范围内的全部实施方案。

Claims (24)

1.一种电梯驱动系统，其包括：
包括多个相的永磁体(PM)同步电动机；和
电连接到所述PM同步电动机的多个电机驱动装置，所述多个电机驱动装置中的每个可操作地连接到所述多个相中的对应一个相，所述多个电机驱动装置被配置和设置成传送在所述多个相中的每个之间均等分配的转矩电流并且将磁通电流独立地传送到所述多个相中的所述对应一个相。
2.根据权利要求1所述的电梯驱动系统，其中所述多个电机驱动装置中的一个被指定为初级电机驱动装置，并且所述多个电机驱动装置中的剩余电机驱动装置被指定为次级电机驱动装置。
3.根据权利要求2所述的电梯驱动系统，其中所述初级电机驱动装置被配置和设置成为所述次级电机驱动装置中的每个建立磁场定向角。
4.根据权利要求2所述的电梯驱动系统，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的速度。
5.根据权利要求2所述的电梯驱动系统，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的制动。
6.根据权利要求2所述的电梯驱动系统，其中所述初级电机驱动装置和一个或多个次级电机驱动装置负责控制所述PM同步电动机的制动。
7.根据权利要求1所述的电梯驱动系统，其中所述PM同步电动机包括至少三(3)个相。
8.根据权利要求7所述的电梯驱动系统，其中所述PM同步电动机包括至少六(6)个相。
9.根据权利要求8所述的电梯驱动系统，其中所述PM同步电动机包括至少九(9)个相。
10.根据权利要求9所述的电梯驱动系统，其中所述PM同步电动机包括至少十二(12)个相。
11.根据权利要求1所述的电梯驱动系统，其中所述多个相中的每个独立于所述多个相中的其他。
12.根据权利要求11所述的电梯驱动系统，其中所述多个相中的每个包括独立的接地端。
13.一种电梯系统，其包括：
井道；
与所述井道可移动地布置的轿厢；和
可操作地连接到所述轿厢的电梯驱动系统，所述驱动系统包括：
可操作地连接到所述轿厢的永磁体(PM)同步电动机，所述PM同步电动机包括多个相；和
电连接到所述PM同步电动机的多个电机驱动装置，所述多个电机驱动装置中的每个可操作地连接到所述多个相中的对应一个相，所述多个电机驱动装置被配置和设置成将转矩电流均等地传送到所述多个相中的每个并且将磁通电流独立地传送到所述多个相中的所述对应一个相。
14.根据权利要求13所述的电梯系统，其中所述多个电机驱动装置中的一个被指定为初级电机驱动装置，并且所述多个电机驱动装置中的剩余电机驱动装置被指定为次级电机驱动装置。
15.根据权利要求14所述的电梯系统，其中所述初级电机驱动装置被配置和设置成为所述次级电机驱动装置中的每个建立磁场定向角。
16.根据权利要求14所述的电梯系统，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的速度。
17.根据权利要求14所述的电梯系统，其中所述初级电机驱动装置独自负责控制所述PM同步电动机的制动。
18.根据权利要求14所述的电梯系统，其中所述初级电机驱动装置和一个或多个次级电机驱动装置负责控制所述PM同步电动机的制动。
19.根据权利要求13所述的电梯系统，其中所述PM同步电动机包括至少三(3)个相。
20.根据权利要求19所述的电梯系统，其中所述PM同步电动机包括至少六(6)个相。
21.根据权利要求20所述的电梯系统，其中所述PM同步电动机包括至少九(9)个相。
22.根据权利要求21所述的电梯系统，其中所述PM同步电动机包括至少十二(12)个相。
23.根据权利要求13所述的电梯系统，其中所述多个相中的每个独立于所述多个相中的其他。
24.根据权利要求23所述的电梯系统，其中所述多个相中的每个包括独立的接地端。
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