CN110650911B - 电梯的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的电梯的控制装置中，制动器控制部进行在被电机控制部施加了固定的转矩的状态下将制动器按压于制动部件的控制，按压力测定部在被施加了固定的转矩的状态下，测定按压力，制动转矩计算部根据所测定的按压力和固定的转矩来计算轿厢停层时的制动转矩。

Description

电梯的控制装置
技术领域
本发明涉及能够计算电梯用曳引机的制动转矩的电梯的控制装置。
背景技术
在电梯门打开之前，使用曳引机的制动器使轿厢的移动停止。这时，如果制动转矩不足，则有时轿厢会在轿厢门打开的状态下行进。
因此，在现有的电梯用曳引机中，在制动器完全施加制动的状态下施加电机转矩，根据制动器开始打滑时的电机电流来计算能够使轿厢停止的制动转矩。
此外，在现有的电梯的控制装置中，在轿厢的行进开始之前施加与轿厢相同方向的转矩的状态下，逐渐释放制动器的制动力使轿厢行进，并对行进开始时的制动线圈的电流值与不平衡转矩的值进行比较，由此诊断制动器的制动力(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2015-127261号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在现有的电梯用曳引机中，在制动器施加制动后施加电机转矩，根据制动器开始打滑时的电机电流来计算制动转矩。因此，存在从电梯的轿厢停层于楼层到轿厢门打开为止花费时间的问题。
此外，在现有的电梯的控制装置中，从轿厢的行进开始之前施加与轿厢相同方向的转矩，使制动器逐渐释放而使轿厢行进，因此存在楼层之间的行进时间变长的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于提供一种到轿厢门打开为止的时间短并且轿厢的行进时间也短的电梯的控制装置。
用于解决课题的手段
本发明的电梯的控制装置具有曳引机，该曳引机具备：绳轮，其能够旋转；电机，其驱动绳轮；制动部件，其安装于绳轮；以及制动器，其通过被按压于制动部件而对制动部件和绳轮的旋转进行制动，该电梯的控制装置控制所述曳引机，由此使得被绕挂于绳轮的绳索所悬吊的轿厢和对重进行升降，该电梯的控制装置具备：电机控制部，其以使得在轿厢停层之前对包含轿厢和所述对重的系统施加固定的转矩的方式来控制电机的旋转；制动器控制部，其控制制动器；按压力测定部，其测定因制动器被按压而施加于制动部件的按压力；以及制动转矩计算部，其计算制动器的制动转矩，制动器控制部控制为，使得在系统被电机控制部施加了固定的转矩的状态下制动器被按压于制动部件，按压力测定部在被施加固定的转矩的状态下测定按压力，制动转矩计算部根据所测定的按压力和固定的转矩来计算轿厢停层时的制动转矩。
发明效果
根据本发明的电梯的控制装置，具备如下构成：预先在轿厢停层之前对包含轿厢和对重的系统施加固定的转矩，并根据在施加了固定的转矩的状态下进行制动动作时所测定的按压力来计算轿厢停层时的制动转矩。其结果是，能够得到至轿厢门打开为止的时间较短并且轿厢的行进时间也较短的电梯。
附图说明
图1是示出具备本发明的实施方式1的电梯的控制装置的电梯的整体结构的截面图。
图2是将图1所示的电梯的曳引机4的部分放大而得到的侧视图。
图3是将图1所示的电梯的曳引机4的部分放大而得到的主视图。
图4是示出本发明的实施方式1的电梯的控制装置的结构的框图。
图5是示出本发明的实施方式1的电梯的控制装置所进行的制动转矩的计算步骤的流程图。
图6是示出图5所示的制动转矩的计算过程中的制动转矩的时间变化的曲线图。
图7是示出实施方式1中的制动器和按压力测定部的放大剖视图。
图8是表示衔铁(armature)相对于块状部件(field)的相对位移的时间变化的曲线图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1
图1是示出具备本发明的实施方式1的电梯的控制装置的电梯的整体结构的截面图。图2是将图1所示的电梯的曳引机4的部分放大而得到的侧视图。而且，图3是将图1所示的电梯的曳引机4的部分放大而得到的主视图。
如图1所示，设有本实施方式1的电梯的控制装置的电梯具备：绳索1；轿厢2，其悬吊于绳索1的一端；对重3，其悬吊于绳索1的另一端；曳引机4，绳索1绕挂在该曳引机4上；以及控制盘5，其控制曳引机4。曳引机4被控制盘5控制而使得轿厢2和对重3进行升降。另外，控制盘5作为本发明的电梯的控制装置发挥功能，但也可以是电梯的控制装置的一部分在控制盘5以外的部分。
如图2和图3所示，曳引机4具备：绳轮41，其能够旋转；电机43，其经由轴42与绳轮41连接，并进行驱动以使得绳轮41旋转；制动部件44，其安装于绳轮41；制动器45，其通过被按压于制动部件44而对制动部件44和绳轮41的旋转进行制动；以及轴承46，其将轴42支承为能够旋转。另外，在本实施方式1中，制动部件44为圆板状的盘，但也可以是圆筒状的鼓。
图1所示的绳索1绕挂于曳引机4的绳轮41。电机43使绳轮41旋转，由此悬吊于绳索1的轿厢2和对重3进行升降。制动器45通过将其一部分按压于制动部件44而对制动部件44和绳轮41的旋转进行制动。
图4是示出本发明的实施方式1的电梯的控制装置的结构的框图。另外，在本实施方式1中，电梯的控制装置由控制盘5和按压力测定部61构成，但也可以使用具备CPU、ROM、RAM、硬盘等的通用的计算机来代替控制盘5。
本实施方式1的电梯的控制装置具备：电机控制部51，其控制电机43的旋转；制动器控制部52，其控制制动器45；制动转矩计算部53，其计算制动器45的制动转矩；以及按压力测定部61，其测定在制动器45被按压于制动部件44时，施加给制动部件44的按压力。另外，设为按压力测定部61安装于曳引机4的制动器45。
电机控制部51对电机43的旋转进行控制，由此改变绳轮41的转速使轿厢2和对重3进行升降。制动器控制部52进行控制以使得，在轿厢2大致停止于楼层的门附近时，制动器45的一部分被按压于制动部件44，从而对制动部件44和绳轮41的旋转进行制动。由此，能够使轿厢2稳定地停止于楼层的门的位置。
图5是示出本发明的实施方式1的电梯的控制装置所进行的制动转矩的计算步骤的流程图。图6是示出图5所示的制动转矩的计算过程中的制动转矩的时间变化的曲线图。另外，在图6中，也一并示出了施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩。
首先，电机控制部51以在轿厢2停层之前向包括轿厢2和对重3的系统施加固定的转矩Tcw的方式对电机43的旋转进行控制(步骤S101)，使轿厢2稍微行进。另外，对包括轿厢2和对重3的系统施加固定的转矩Tcw的时机为在轿厢2即将停层之前，即轿厢2正停靠或成为低速时。
能够将这时施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw设为是轿厢2的内部没有负荷时施加于包括轿厢2和对重3的系统的转矩。由此，能够降低施加于电机43的负荷。
另外，在这里，施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩不根据轿厢2的内部的负荷而改变。换句话说，无论轿厢2内部的乘客和货物的重量如何，都是固定的。
接着，在对包括轿厢2和对重3的系统施加了固定的转矩的状态下，制动器控制部52以将制动器45按压于制动部件44的方式进行控制(步骤S102)。这时，在盘式制动器、鼓式制动器等一般的电梯用制动器中，如图6所示制动转矩逐渐上升。另外，在图6中，用Tbk(t)示出制动器45的制动转矩。
接着，当制动转矩Tbk(t)在图6的时刻a大于施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw时，轿厢2和对重3开始减速。在该时刻a，按压力测定部61测定施加于制动部件44的按压力F(a)(步骤S103)。在这里，轿厢2和对重3开始减速的时机是施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw与时刻a的制动转矩Tbk(a)相等的时刻。
然后，在图6的时刻b，施加于制动器45的制动转矩达到最大值Tbk，轿厢2停层于楼层。在该时刻b，按压力测定部61再次测定施加于制动部件44的按压力F(b)(步骤S104)。
最后，制动转矩计算部53根据在步骤S103中测定出的按压力F(a)、在步骤S104中测定出的按压力F(b)以及施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw，计算轿厢2停层时的制动器45的制动转矩Tbk(步骤S105)。
在步骤S105中，制动转矩计算部53使用以下的式子计算轿厢2停层时的制动转矩Tbk。
Tbk(a)＝Tcw···(1)
Tbk＝F(b)×Tbk(a)/F(a)
＝F(b)×Tcw/F(a)···(2)
即，施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw已知，并且按压力F(a)以及轿厢2停层时的按压力F(b)分别被测定，因此能够根据上述式子求出轿厢2停层时的最终的制动转矩Tbk。
在步骤S104中，能够在轿厢2停层时测定轿厢2停层时的按压力F(b)。因此，在步骤S105中，能够立刻计算出轿厢2停层时的最终的制动转矩Tbk。
即，在本发明的实施方式1的电梯的控制装置中，不再需要像以往那样在轿厢2停层之后施加电机转矩并计算制动转矩的追加的时间。而且，在施加了转矩的状态下，不需要逐渐释放制动器45的制动力而使轿厢2行进。
另外，也可以在步骤S105之前计算在步骤S103中测定出的按压力F(a)与施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw的比率Tcw/F(a)。由此，在步骤S105中，能够更早地计算出轿厢2停层时的最终的制动转矩Tbk。
此外，也可以是，在由制动转矩计算部53计算出的轿厢2停层时的制动转矩小于预先设定的容许阈值的情况下，电机控制部51使轿厢2移动至预先决定的停靠楼层。这是由于在制动转矩小于容许阈值的情况下，轿厢2可能不停止于楼层而移动，因此不打开轿厢2的门，使其移动至不会发生上顶或下沉的楼层。
这时，使轿厢2移动至的楼层优选不会发生高速上顶和高速下沉的楼层。这是因为，在制动转矩不足的情况下，有可能产生最上层的高速上顶或者最下层的高速下沉。例如，在10层的建筑物中轿厢2的重量较重的情况下，使轿厢2移动到1层，从而防止轿厢2的高速下沉，在轿厢2的重量较轻的情况下，使轿厢2移动至10层，防止轿厢2的高速上顶。
此外，本实施方式1的电梯的控制装置也可以具备对轿厢2内部的负荷进行测定的轿厢负荷测定部。这是因为在轿厢2内部的负荷发生变动时，施加于包括轿厢2和对重3的系统的不平衡转矩也发生变动，以便使施加于包括轿厢2和对重3的系统的转矩为固定的值Tcw。
图7是示出实施方式1中的制动器45和按压力测定部61的放大剖视图。在图7中，一并示出了作为圆板状的盘的制动部件44。另外，本实施方式1中的制动器45为盘式制动器，但也可以使用鼓式制动器。
本实施方式1中的制动器45具备：块状部件(field)81，其固定于曳引机4；衔铁(armature)82，其能够相对于块状部件81移动；制动弹簧83，其位于块状部件81与衔铁82之间，并将衔铁82按压于制动部件44；以及线圈84，其在电流流过时牵引衔铁82。
当在线圈84中未流过电流的状态下，衔铁82被制动弹簧83按压于制动部件44，成为制动部件44的旋转被制动的状态。当在线圈84中流过电流时，线圈84作为电磁铁发挥功能，将衔铁82向块状部件81侧牵引。在衔铁82被向块状部件81侧牵引时，衔铁82离开制动部件44而不再向制动部件44施加制动力。
衔铁82被制动弹簧83按压于制动部件44时，块状部件81挠曲。块状部件81原本为平板状，但在衔铁82被按压于制动部件44时，块状部件81如图7所示成为挠曲状态。块状部件81挠曲而产生的挠曲量d与制动器45的按压力成比例，因此只要测定该挠曲量d，就能够测定出制动器45的按压力。
在本实施方式1中，按压力测定部61是测定衔铁82相对于块状部件81的相对位移的位移传感器。另外，作为位移传感器的按压力测定部61安装于块状部件81。
图8是示出衔铁82相对于块状部件81的相对位移的时间变化的曲线图。以从衔铁82最远离制动部件44的状态变化到将衔铁82按压于制动部件44的方式进行控制时，衔铁82的行程从相对位移Xa变至Xb而接近制动部件44。
接着，在时间g、相对位移Xb的时刻衔铁82与制动部件44接触，块状部件81开始挠曲，并且衔铁82相对于块状部件81的相对位移的时间变化变慢。当设在块状部件81开始挠曲之后的时间h处的相对位移为X(h)时，块状部件81的挠曲量d用d＝Xb-X(h)表示。
这样，通过测定衔铁82相对于块状部件81的相对位移，能够测定出制动器45的按压力。另外，在本实施方式1中，作为按压力测定部61，使用了对衔铁82相对于块状部件81的相对位移进行测定的位移传感器，但也可以使用对块状部件81的变形进行测定的变形传感器、对衔铁45的按压力本身进行测定的传感器等来测定制动器45的按压力。
在本发明的实施方式1的电梯的控制装置中，根据在轿厢2停层之前测定出的按压力F(a)以及施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw，计算轿厢2停层时的制动转矩。因此，能够使轿厢2停层并立刻计算出制动器45的制动转矩，从而能够缩短到轿厢2的门打开为止的时间。而且，由于不需要从轿厢2的行进开始前施加转矩、使制动器45逐渐释放从而使轿厢2行进，因此也能够缩短轿厢2的行进时间。
此外，施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw为仅使轿厢2稍微行进的大小即可，因此能够降低施加于电机43的负荷。
以上，对本发明的电梯的控制装置进行了说明，能够在本发明的思想的范围内进行各种变更。例如，施加于包括轿厢2和对重3的系统的固定的转矩Tcw也可以是与轿厢2的内部没有负荷时施加于包括轿厢2和对重3的系统的转矩不同的转矩。
标号说明
1：绳索；2：轿厢；3：对重；4：曳引机；5：控制盘；41：绳轮；42：轴；43：电机；44：制动部件；45：制动器；46：轴承；51：电机控制部；52：制动器控制部；53：制动转矩计算部；61：按压力测定部；81：块状部件；82：衔铁；83：制动弹簧；84：线圈。

Claims (9)

1.一种电梯的控制装置，其具有曳引机，该曳引机具备：
绳轮，其能够旋转；
电机，其驱动所述绳轮；
制动部件，其安装于所述绳轮；以及
制动器，其通过被按压于所述制动部件而对所述制动部件和所述绳轮的旋转进行制动，
该电梯的控制装置控制所述曳引机，由此使得被绕挂于所述绳轮的绳索所悬吊的轿厢和对重进行升降，
其中，该电梯的控制装置具备：
电机控制部，其以使得在所述轿厢停层之前对包含所述轿厢和所述对重的系统施加固定的转矩的方式来控制所述电机的旋转；
制动器控制部，其控制所述制动器；
按压力测定部，其测定因所述制动器被按压而施加于所述制动部件的按压力；以及
制动转矩计算部，其计算所述制动器的制动转矩，
所述制动器控制部控制为，使得在所述系统被所述电机控制部施加了所述固定的转矩的状态下所述制动器被按压于所述制动部件，
所述按压力测定部在被施加所述固定的转矩的状态下测定所述按压力，
所述制动转矩计算部根据由所述按压力测定部所测定的第一按压力以及所述固定的转矩来计算所述轿厢停层时的制动转矩，该第一按压力是在由于被施加所述固定的转矩而使得行进的轿厢因所述制动器被按压于所述制动部件而开始减速时测定的。
2.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其中，
所述按压力测定部测定所述轿厢停层时的第二按压力。
3.根据权利要求2所述的电梯的控制装置，其中，
所述制动转矩计算部根据所述第一按压力和所述第二按压力以及所述固定的转矩来计算所述轿厢停层时的制动转矩。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，
该电梯的控制装置还具备测定所述轿厢的内部负荷的轿厢负荷测定部，
所述电机控制部根据所述轿厢的内部负荷设定所述固定的转矩。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，
在由所述制动转矩计算部计算出的所述轿厢停层时的制动转矩小于预先设定的容许阈值的情况下，所述电机控制部使所述轿厢移动至预先决定的停靠楼层。
6.根据权利要求5所述的电梯的控制装置，其中，
所述停靠楼层是最上层或最下层的楼层。
7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，
所述电机控制部将与所述轿厢的内部没有负荷时施加于包含所述轿厢和所述对重的系统的不平衡转矩相应的值设定为所述固定的转矩。
8.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，
所述按压力测定部是测定所述制动器的位移的位移传感器、测定所述制动器的变形的变形传感器或者测定所述按压力的传感器中的任意一种。
9.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电梯的控制装置，其中，
所述制动器是盘式制动器或鼓式制动器中的任意一种。
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