CN109982952A - 电梯控制装置以及电梯控制方法 - Google Patents

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Abstract

得到能够高精度地计算出轿厢与对重之间的重量差的电梯控制装置。根据电动机的速度信号来判别轿厢的上升运转和下降运转，并且使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令，根据上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令之和的平均值，计算出不平衡电流，根据不平衡电流，使用电动机的转矩特性、电梯的绕绳比以及绳轮的绳轮直径，计算作为轿厢与对重之间的重量差的不平衡重量。

Description

电梯控制装置以及电梯控制方法
技术领域
本发明涉及有关电梯的安装作业的省力化的电梯控制装置以及电梯控制方法。
背景技术
通常，在使用对重的电梯中，取得轿厢和对重之间的平衡是非常重要的。这里，虽然能够在设计时计算出对重的重量，但是，实际上，很少能够以与设计值一致的值取得平衡，在安装电梯时在现场调节对重重量的情况较多。
另外，作为在现场调节对重重量的方法，已知如下方法：在轿厢内承载有平衡负载的状态下进行轿厢的上升运转和下降运转，根据轿厢恒速行进的情况下的上升运转时的电动机电流值和下降运转时的电动机电流值之差计算出轿厢与对重之间的重量差，对对重进行叠放添加或叠放撤减以消除该重量差(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-201957号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的方法中，仅基于轿厢以恒速进行行进的条件，根据上升运转时的电动机电流值和下降运转时的电动机电流值之差来计算轿厢与对重之间的重量差。
因此，在专利文献1所记载的方法中，存在与轿厢和对重之间的位置关系对应地变化的绳索重量没有被反映到轿厢与对重之间的重量差中，轿厢与对重之间的重量差成为精度较低的值的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种能够高精度地计算出轿厢与对重之间的重量差的电梯控制装置以及电梯控制方法。
用于解决课题的手段
本发明的电梯控制装置适用于如下的电梯：该电梯由电动机、与电动机连结的绳轮、以及分别与绕挂在绳轮上的绳索连接的轿厢和对重构成，其中，该电梯控制装置具备：速度检测器，其检测电动机的旋转速度而输出速度信号；速度控制器，其根据速度信号和针对电动机的速度指令，计算用于控制电动机的转矩电流指令；以及平衡控制部，其计算作为轿厢与对重之间的重量差的不平衡重量，平衡控制部具有：中间位置时刻检测器，其根据轿厢在井道中的位置和井道的层高来检测轿厢位于井道的中间位置的情况，并输出中间位置时刻；中间位置转矩电流指令存储器，其根据速度信号来判别轿厢的上升运转和下降运转，并且使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令；平衡电流计算器，其根据上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令之和的平均值来计算不平衡电流；以及平衡重量计算器，其根据不平衡电流，使用电动机的转矩特性、电梯的绕绳比以及绳轮的绳轮直径来计算不平衡重量。
此外，本发明的电梯控制方法适用于如下的电梯：该电梯由电动机、与电动机连结的绳轮、以及分别与绕挂在绳轮上的绳索连接的轿厢和对重构成，其中，所述电梯控制方法包括如下步骤：检测电动机的旋转速度而输出速度信号；根据速度信号和针对电动机的速度指令，计算用于控制电动机的转矩电流指令；根据轿厢在井道中的位置和井道的层高来检测轿厢位于井道的中间位置的情况，并输出中间位置时刻；根据速度信号来判别轿厢的上升运转和下降运转，并且使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令；使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的下降运转时的转矩电流指令；根据上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令之和的平均值来计算不平衡电流；以及根据不平衡电流，使用电动机的转矩特性、电梯的绕绳比以及绳轮的绳轮直径，计算作为轿厢与对重之间的重量差的不平衡重量。
发明效果
根据本发明的电梯控制装置以及电梯控制方法，根据电动机的速度信号来判别轿厢的上升运转和下降运转，并且使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令，根据上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令之和的平均值来计算不平衡电流，根据不平衡电流，使用电动机的转矩特性、电梯的绕绳比以及绳轮的绳轮直径，计算作为轿厢与对重之间的重量差的不平衡重量。
因此，能够高精度地计算出轿厢与对重之间的重量差。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构框图。
图2是示出在本发明的实施方式1的电梯控制装置中、在平衡负载状态下使轿厢从最下层到最上层往复行进的情况下的上升运转时的转矩电流指令的时序图。
图3是示出在本发明的实施方式1的电梯控制装置中、在平衡负载状态下使轿厢从最下层到最上层往复行进的情况下的下降运转时的转矩电流指令的时序图。
图4是示出本发明的实施方式2的电梯控制装置中的动作的说明图。
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的电梯控制装置以及电梯控制方法的优选实施方式进行说明，对各图中相同或相当的部分标注相同的标号进行说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构框图。在图1中，电动机1经由电力变换器2与对电动机1的驱动进行控制的驱动控制部10连接。电动机1由从电力变换器2供给的电力驱动。
此外，电动机1与绳轮3连结。在绳轮3上绕挂有绳索4。绳索4的一端与轿厢5连接，绳索4的另一端与对重6连接。轿厢5在从最下层经由作为升降行程的中间位置的中间层而直到最上层的未图示的井道中升降。
此外，电动机1安装有产生与电动机1的旋转位置对应的脉冲信号的脉冲发生器7。由脉冲发生器7产生的脉冲信号被输入到驱动控制部10。
此外，在轿厢5安装有检测轿厢5的自重和所承载的载荷而输出载荷信号WL的称量装置8。从称量装置8输出的载荷信号WL被输入到驱动控制部10。
驱动控制部10具有速度检测器11、电梯速度指令发生器12、速度控制器13和电流控制器14。驱动控制部10被输入来自脉冲发生器7的脉冲信号和来自称量装置8的载荷信号WL。此外，驱动控制部10对电力变换器2输出电力指令，并且向平衡控制部20输出速度信号ωr和转矩电流指令iτ*[A]。
速度检测器11对来自脉冲发生器7的脉冲信号进行计数，计算电动机1的旋转速度，输出速度信号ωr。电梯速度指令发生器12产生并输出电动机1的速度指令信号ωr*。
速度控制器13根据来自称量装置8的载荷信号WL、来自速度检测器11的速度信号ωr以及来自电梯速度指令发生器12的速度指令信号ωr*，产生为了控制驱动系统所需的转矩电流指令iτ*。
电流控制器14根据来自速度控制器13的转矩电流指令iτ*，产生并输出针对电力变换器2的电压指令信号。另外，由于驱动控制部10的动作是公知的，因此省略详细的说明。
这里，图2示出在本发明的实施方式1的电梯控制装置中、在平衡负载状态下使轿厢5从最下层到最上层往复行进的情况下的上升运转时的转矩电流指令iτ*，图3示出在平衡负载状态下使轿厢5从最下层到最上层往复行进的情况下的下降运转时的转矩电流指令iτ*。
平衡控制部20具有轿厢位置检测器21、层高存储器22、中间位置时刻检测器23、中间位置转矩电流指令存储器24、平衡电流计算器25和平衡重量计算器26。
轿厢位置检测器21根据通过设置在井道中的板和设置于轿厢5的光电传感器的组合而得到的信息、以及通过限速器编码器或电机编码器而得到的信息等输出轿厢5的位置作为轿厢位置信息。层高存储器22将设置有电梯的井道的层高作为层高信息进行存储。
中间位置时刻检测器23根据来自轿厢位置检测器21的轿厢位置信息和来自层高存储器22的层高信息，检测轿厢5位于中间位置的情况，并输出中间位置时刻。另外，中间位置时刻是图2的TBUM或图3的TBDM的位置。
中间位置转矩电流指令存储器24根据来自速度检测器11的速度信号ωr、来自速度控制器13的转矩电流指令iτ*以及来自中间位置时刻检测器23的中间位置时刻，存储轿厢5位于中间位置的情况下的上升运转时和下降运转时的转矩电流指令。
具体而言，中间位置转矩电流指令存储器24根据速度信号ωr来判别轿厢5的上升运转和下降运转，并且在轿厢5内承载有平衡负载的状态下，取得并存储轿厢5位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令iτup*[A]。上升运转时的转矩电流指令iτup*是图2所示的TBUM处的转矩电流指令。
此外，中间位置转矩电流指令存储器24根据速度信号ωr来判别轿厢5的上升运转和下降运转，并且在轿厢5内承载有平衡负载的状态下，取得并存储轿厢5位于中间位置的情况下的下降运转时的转矩电流指令iτdn*[A]。下降运转时的转矩电流指令iτdn*是图3所示的TBDM处的转矩电流指令。
平衡电流计算器25根据由中间位置转矩电流指令存储器24存储的上升运转时的转矩电流指令iτup*和下降运转时的转矩电流指令iτdn*，根据下式(1)计算不平衡电流iub[A]。
iub＝(iτup*+iτdn*)/2···(1)
此外，平衡电流计算器25根据由中间位置转矩电流指令存储器24存储的上升运转时的转矩电流指令iτup*和下降运转时的转矩电流指令iτdn*，根据下式(2)计算损耗转矩电流iloss[A]。
iloss＝(iτup*-iτdn*)/2···(2)
其中，在轿厢5内承载有平衡负载的状态下，如果是没有轿厢5与对重6的重量差的情况、即没有产生不平衡的情况，则不平衡电流iub＝0。
另外，在产生了不平衡并且不平衡电流iub＜0时，对重6侧较重，因此需要对对重6进行叠放撤减。
此外，在产生了不平衡并且不平衡电流iub＞0时，对重6侧较轻，因此需要对对重6进行叠放添加。
平衡重量计算器26根据由平衡电流计算器25计算出的不平衡电流iub，根据下式(3)计算不平衡转矩τub[Nm]。
τub＝K×iub···(3)
在式(3)中，K[Nm/A]是由电动机1的特性决定的转矩常数，预先存储在平衡重量计算器26中。
此外，平衡重量计算器26根据利用式(3)计算出的不平衡转矩τub，根据下式(4)计算不平衡重量Lub[kg]。
Lub＝τub×L/g/(D/2)···(4)
在式(4)中，L表示绕绳比，g[m/s2]表示重力加速度，D[m]表示绳轮直径。
这里，不平衡重量Lub表示轿厢5与对重6之间的重量差。此外，由于使用了轿厢5位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令iτup*和下降运转时的转矩电流指令iτdn*，因此，不平衡重量Lub中反映了绳索4的重量。
此外，平衡重量计算器26将计算出的不平衡重量Lub输出至显示器30。显示器30在显示画面上显示来自平衡重量计算器26的不平衡重量Lub。
由此，在现场调节对重6的重量的作业人员能够目视确认所显示的不平衡重量Lub，从而能够高效地进行对重6的叠放添加或叠放撤减。
即，通过使不平衡重量Lub显示在显示器30上，能够对作业人员提高目视辨认性，能够实现安装作业的省力化，能够提高作业效率。
如上所述，根据实施方式1，根据电动机的速度信号来判别轿厢的上升运转和下降运转，并且使用中间位置时刻，取得在轿厢内承载有平衡负载的状态下轿厢位于中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令，根据上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令之和的平均值，计算不平衡电流，根据不平衡电流，使用电动机的转矩特性、电梯的绕绳比以及绳轮的绳轮直径，计算作为轿厢与对重之间的重量差的不平衡重量。
因此，能够高精度地计算出轿厢与对重之间的重量差。
实施方式2.
在上述实施方式1中，说明了由电动机1的特性决定的转矩常数K[Nm/A]预先存储在平衡重量计算器26中，使用该转矩常数K计算出不平衡转矩τub。
然而，根据电动机1的设置环境等的不同，转矩常数K不一定与预先存储的值一致，使用该转矩常数K计算出的不平衡转矩τub有可能成为精度较低的值。
因此，在本发明的实施方式2中，参照图4，对平衡控制部20通过反复进行两次上述实施方式1所示的动作从而更高精度地计算出轿厢5与对重6之间的重量差的方法进行说明。
图4是示出本发明的实施方式2的电梯控制装置中的动作的说明图。在图4中，x轴表示相比调节对重6的重量之前的状态的对重叠放添加量[kg]，y轴表示不平衡重量Lub[kg]。另外，关于x轴，负侧为对重6的叠放撤减量。
在图4中，首先，在对重6的第0次叠放添加、即初始状态下，利用上述实施方式1所示的动作计算出不平衡重量Lub0。这时，该不平衡重量Lub0被绘制在图4所示的坐标系的(0，Lub0)。
接下来，在对重6的第1次叠放添加、即在轿厢内叠放添加X[kg]的对重6之后，通过上述实施方式1所示的动作计算出不平衡重量Lub1。这时，该不平衡重量Lub1被绘制于图4所示的坐标系的(X，Lub1)。
这时，通过该两次的动作得到下式(5)的经过(0，Lub0)、(X，Lub1)的直线。
y＝(Lub1-Lub0)/X×x+Lub0···(5)
此外，在式(5)中，设为y＝0，由此能够得到下式(6)的此时的x的值。
x＝X×-Lub0/(Lub1-Lub0)···(6)
在此，通过式(6)得到的x表示相比调节对重6的重量之前的状态、即初始状态的对重叠放添加量、即不平衡重量。
由此，通过反复进行两次上述实施方式1所示的动作，无需使用由电动机1的特性决定的转矩常数K，就能够更高精度地计算出轿厢5与对重6之间的重量差。
此外，通过将通过式(6)得到的对重叠放添加量x显示在显示器30上，能够提高对于作业人员而言的目视辨认性，能够实现安装作业的省力化，能够提高作业效率。
这时，根据上述两点关系，能够计算出不是预先存储的转矩常数K[Nm/A]、而是适合于该电动机1的转矩常数K1[Nm/A]。具体而言，如下式(7)所示，计算出转矩常数K1。
K1＝(X-0)/(Lub1-Lub0)×g×(D/2)/L···(7)
此外，能够使用该转矩常数K1对通过上述式(2)计算出的损耗转矩电流iloss[A]进行转矩换算。具体而言，如下式(8)所示，计算出损耗转矩成分τloss[Nm]。
τloss＝K1×iloss···(8)
这里，通过式(8)得到的损耗转矩成分τloss是使用转矩常数K1高精度地计算出的值，是作为该号机的机械参数有用的信息。此外，通过式(6)得到的对重叠放添加量x也是有用的信息。
因此，通过将这些信息编制成数据库，能够实现该号机的随时间变化的变迁、以及与其它物件的比较等各种灵活应用。因此，平衡控制部20使用未图示的通信单元，向远程的数据库传递这些信息，作为每个物件的信息进行存储。
此外，在各监视中心或维护人员等作业人员等携带的便携终端设备等中也能够确认存储在该数据库中的信息，从而能够在必要时容易地确认这些信息。

Claims (8)

1.一种电梯控制装置，其适用于如下的电梯：所述电梯由电动机、与所述电动机连结的绳轮、以及分别与绕挂在所述绳轮上的绳索连接的轿厢和对重构成，其中，所述电梯控制装置具备：
速度检测器，其检测所述电动机的旋转速度而输出速度信号；
速度控制器，其根据所述速度信号和针对所述电动机的速度指令，计算用于控制所述电动机的转矩电流指令；以及
平衡控制部，其计算作为所述轿厢与所述对重之间的重量差的不平衡重量，
所述平衡控制部具有：
中间位置时刻检测器，其根据所述轿厢在井道中的位置和所述井道的层高来检测所述轿厢位于所述井道的中间位置的情况，并输出中间位置时刻；
中间位置转矩电流指令存储器，其根据所述速度信号来判别所述轿厢的上升运转和下降运转，并且使用所述中间位置时刻，取得在所述轿厢内承载有平衡负载的状态下所述轿厢位于所述中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令和下降运转时的转矩电流指令；
平衡电流计算器，其根据所述上升运转时的转矩电流指令和所述下降运转时的转矩电流指令之和的平均值来计算不平衡电流；以及
平衡重量计算器，其根据所述不平衡电流，使用所述电动机的转矩特性、所述电梯的绕绳比以及所述绳轮的绳轮直径来计算所述不平衡重量。
2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其中，
所述平衡控制部反复进行两次计算所述不平衡重量的动作，取得两点所述对重的重量与所述不平衡重量之间的关系，使用连结这两点的直线，计算相比初始状态的所述不平衡重量。
3.根据权利要求1或2所述的电梯控制装置，其中，
所述电梯控制装置还具备显示所述不平衡重量的显示器。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电梯控制装置，其中，
所述平衡控制部根据所述上升运转时的转矩电流指令与所述下降运转时的转矩电流指令之差的平均值来计算损耗转矩电流，并且将所述损耗转矩电流乘以所述电动机的转矩常数来计算损耗转矩成分。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电梯控制装置，其中，
所述平衡控制部将所述不平衡重量传递至远程的数据库。
6.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其中，
所述平衡控制部将所述损耗转矩成分传递至远程的数据库。
7.根据权利要求5或6所述的电梯控制装置，其中，
被传递至所述数据库的信息能够在监视中心或者所述电梯的作业人员携带的移动终端中进行确认。
8.一种电梯控制方法，其适用于如下的电梯：所述电梯由电动机、与所述电动机连结的绳轮、以及分别与绕挂在所述绳轮上的绳索连接的轿厢和对重构成，其中，所述电梯控制方法包括如下步骤：
检测所述电动机的旋转速度而输出速度信号；
根据所述速度信号和针对所述电动机的速度指令，计算用于控制所述电动机的转矩电流指令；
根据所述轿厢在井道中的位置和所述井道的层高来检测所述轿厢位于所述井道的中间位置的情况，并输出中间位置时刻；
根据所述速度信号来判别所述轿厢的上升运转和下降运转，并且使用所述中间位置时刻，取得在所述轿厢内承载有平衡负载的状态下所述轿厢位于所述中间位置的情况下的上升运转时的转矩电流指令；
使用所述中间位置时刻，取得在所述轿厢内承载有平衡负载的状态下所述轿厢位于所述中间位置的情况下的下降运转时的转矩电流指令；
根据所述上升运转时的转矩电流指令和所述下降运转时的转矩电流指令之和的平均值来计算不平衡电流；以及
根据所述不平衡电流，使用所述电动机的转矩特性、所述电梯的绕绳比以及所述绳轮的绳轮直径，计算作为所述轿厢与所述对重之间的重量差的不平衡重量。
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