CN112292341B - 电梯的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够抑制制动器(7)的磨损的控制系统(1)。控制系统(1)具备电力变换装置(21)、制动开关(19)和运转控制装置(20)。电力变换装置(21)向电动机(8)供给电力。电动机(8)使电梯(2)的轿厢(5)升降。制动开关(19)检测制动器(7)的动作状态。制动器(7)对电动机(8)进行制动。在从制动开关(19)检测出制动器(7)的制动起经过了延迟时间(To)后，运转控制装置(20)使电力变换装置(21)切断向电动机(8)的电力供给。

Description

电梯的控制系统

技术领域

本发明涉及电梯的控制系统。

背景技术

在专利文献1中记载了电梯的控制系统的例子。控制系统对制动器进行控制。制动器的电枢与制动靴连结。控制系统根据电枢的速度信息，减慢制动靴与制动鼓之间的间隙闭合的速度，由此来抑制制动靴与制动鼓碰撞时产生的噪音。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-115203号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，根据专利文献1所记载的控制系统，制动器的转矩逐渐变大。因此，向电梯的曳引机的电动机供给的电力有时会在制动器的转矩变大之前被切断。这时，在制动靴与制动鼓接触的状态下，制动鼓有时会旋转。该情况下，制动器会磨损。

本发明是为了解决这样的课题而完成的。本发明的目的在于提供一种能够抑制制动器的磨损的控制系统。

用于解决课题的手段

本发明的电梯的控制系统具备：电力供给装置，其向使电梯的轿厢升降的电动机供给电力；制动开关，其检测对电动机进行制动的制动器的动作状态；以及运转控制装置，其在制动开关检测到制动器的制动起经过了待机时间后，切断从电力供给装置向电动机的电力供给。

发明效果

根据本发明，电梯的控制系统具备电力供给装置，电力供给装置向使电梯的轿厢升降的电动机供给电力。制动开关检测对电动机进行制动的制动器的动作状态。运转控制装置在从制动开关检测出制动器的制动起经过了待机时间后，切断从电力供给装置向电动机的电力供给。由此，能够抑制制动器的磨损。

附图说明

图1是应用了实施方式1的控制系统的电梯的结构图。

图2是实施方式1的控制系统的结构图。

图3是示出实施方式1的控制系统的动作例的流程图。

图4是示出实施方式1的控制系统的主要部分的硬件结构的图。

图5是示出实施方式2的控制系统的动作例的流程图。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。在各个附图中对相同或者相当的部分标注相同的标号，并适当简化或者省略重复的说明。

实施方式1.

图1是应用了实施方式1的控制系统的电梯的结构图。

控制系统1被应用于电梯2。电梯2设置于建筑物。建筑物具有多个楼层。在电梯2中，井道贯穿建筑物的各个楼层。电梯2具备曳引机3、主绳索4、轿厢5、对重6以及制动器7。

曳引机3设置于井道。曳引机3具备电动机8和绳轮9。电动机8是接受电力供给而使旋转轴旋转的设备。向电动机8供给的电力例如是三相交流电力。电动机8的控制例如是通过所供给的三相交流电力的电压或频率等的控制来进行的。绳轮9是追随电动机8的旋转轴而旋转的设备。

主绳索4以能够追随绳轮9的旋转而移动的方式绕挂在绳轮9上。

轿厢5设置于井道中。轿厢5以能够在井道的内部追随主绳索4的移动而升降的方式保持主绳索4的一端。对重6设置在井道中。对重6以能够在井道的内部追随主绳索4的移动而升降的方式保持主绳索4的另一端。

制动器7是在轿厢5停止时等对轿厢5的升降进行制动的装置。制动器7例如具备制动鼓10、制动靴11、制动线圈12、电枢13、制动臂14、弹簧15、位移传感器16和制动控制装置17。制动鼓10以能够与电动机8的旋转轴同步地旋转的方式设置在电动机8的旋转轴上。制动鼓10例如是圆盘状的部件。制动靴11与制动鼓10的外表面相对。制动线圈12是通过通电而产生磁场的设备。电枢13是通过制动线圈12产生的磁场而移位的设备。制动臂14的一端以能够使制动靴11与制动鼓10的外表面接触的方式与制动靴11连结。制动臂14的另一端以能够将电枢13的位移传递给制动靴11的方式与电枢13接触。弹簧15以能够利用弹力将制动靴11按压在制动鼓10的外表面的方式设置于例如制动臂14。位移传感器16设置于电枢13。位移传感器16是检测电枢13的位移的设备。制动控制装置17是控制制动器7的动作的装置。

控制系统1具备编码器18、制动开关19、运转控制装置20和电力变换装置21。

编码器18是检测电动机8的旋转轴的旋转角变化的装置。编码器18设置于电动机8的旋转轴。编码器18搭载有例如根据电动机8的旋转轴的旋转角变化而输出脉冲信号的元件。

制动开关19是检测制动器7的动作状态的装置。制动器7的动作状态包括制动器7的制动以及释放。制动开关19具备例如通过检测制动器7的一部分的机械位移来检测制动器7的动作状态的机构。制动开关19检测到的位移例如是通过电枢13实现的制动臂14的位移。制动开关19例如设置在制动臂14上。当检测到制动器7的释放时，制动开关19是接通(ON)状态。当检测到制动器7的制动时，制动开关19是断开(OFF)状态。通过从接通状态向断开状态的切换，制动开关19检测到制动器7的制动的开始。

运转控制装置20以能够接收表示电动机8的旋转轴的旋转角变化的信号的方式与编码器18连接。运转控制装置20以能够接收表示制动器7的动作状态的信号的方式与制动开关19连接。运转控制装置20以能够发送控制信号的方式与制动器7连接。运转控制装置20以能够发送控制信号的方式与电力变换装置21连接。运转控制装置20具备计时器。运转控制装置20存储延迟时间To。延迟时间To的初始值被预先设定。

电力变换装置21与外部的电源连接。电力变换装置21搭载有根据从运转控制装置20接收的控制信号将从外部的电源供给的电力转换为三相交流电力的元件或电路等。电力变换装置21以能够将三相交流电力供给至电动机8的方式与电动机8连接。电力变换装置21是电力供给装置的例子。

接着，使用图1对控制系统1的功能进行说明。

在电梯2的运转中，运转控制装置20生成转矩指令。转矩指令是与电动机8所产生的转矩的控制目标值对应的指令。运转控制装置20将表示所生成的转矩指令的控制信号发送给电力变换装置21。

电力变换装置21根据接收到的控制信号，将从外部的电源供给的电力转换为三相交流电力。电力变换装置21将转换得到的三相交流电力供给至电动机8。

电动机8接受电力供给而使旋转轴旋转。绳轮9追随电动机8的旋转轴而旋转。轿厢5在井道的内部追随主绳索4的移动而升降。对重6在井道的内部追随主绳索4的移动而升降。

编码器18检测电动机8的旋转轴的旋转角变化。编码器18将与电动机8的旋转轴的旋转角变化对应的脉冲信号作为表示电动机8的旋转轴的旋转角变化的信号输出。

运转控制装置20从编码器18接收表示电动机8的旋转轴的旋转角变化的信号。运转控制装置20从接收到的信号中取得电动机8的旋转速度的信息。运转控制装置20以使电动机8的旋转速度与速度指令所表示的旋转速度一致的方式生成转矩指令。速度指令是表示与轿厢5的升降速度的控制目标值对应的旋转速度的指令。

这时，运转控制装置20不生成制动指令。在制动器7未从运转控制装置20接收到表示制动指令的控制信号时，制动线圈12通过通电而产生磁场。电枢13克服弹簧15的弹力，通过制动线圈12产生的磁场而移位。电枢13的移位从制动臂14被传递给制动靴11。制动靴11离开制动鼓10的外表面。制动器7的动作状态是释放。制动开关19检测到制动器7的释放。制动开关19是接通状态。

当轿厢5停靠停层位置时，运转控制装置20将表示制动指令的控制信号发送给制动器7。这时，在曳引机3的绳轮9上施加不平衡转矩。不平衡转矩是由于轿厢5以及乘坐在轿厢5中的乘客的重量与对重6的重量之差而产生的转矩。在此，曳引机3的电动机8利用由从电力变换装置21供给的电力产生的转矩而使旋转轴不旋转地对该旋转轴进行保持。在电动机8的旋转轴未旋转时，编码器18不输出脉冲信号。

制动器7根据接收到的控制信号，切断制动线圈12的通电。制动线圈12不产生磁场。制动靴11通过弹簧15的弹力而接近制动鼓10的外表面。位移传感器16检测电枢13的位移。位移传感器16将表示检测到的位移的信号例如发送给制动控制装置17。制动控制装置17从接收到的信号中取得电枢13的速度信息。制动控制装置17以根据所取得的电枢13的速度信息来调整电枢13的位移速度的方式使制动线圈12产生磁场，由此减慢制动靴11与制动鼓10之间的间隙闭合的速度。制动靴11与制动鼓10的外表面接触。制动器7的动作状态成为制动。制动开关19变为断开状态。制动开关19检测到制动器7的制动的开始。

运转控制装置20当制动开关19变为断开状态时，使计时器的计时开始。计时器持续计时，直到到达运转控制装置20所存储的延迟时间To为止。

在计时器持续计时的期间，制动靴11通过弹簧15的弹力而被按压在制动鼓10的外表面。将制动靴11按压在制动鼓10的外表面的压力逐渐变大。随着该压力变大，制动器7的转矩逐渐变大。

当计时器的计时达到延迟时间To时，运转控制装置20向电力变换装置21发送表示切断电力供给的控制信号。电力变换装置21根据接收到的控制信号而切断向电动机8的电力供给。电力供给被切断的电动机8不产生转矩。运转控制装置20将计时器的计时复位。运转控制装置20使计时器的计时再次开始。

在制动器7的转矩小于不平衡转矩时向电动机8的电力供给被切断的情况下，曳引机3的绳轮9会由于不平衡转矩而旋转。曳引机3的旋转轴与绳轮9一起旋转。制动鼓10在与制动靴11接触的状态下，与旋转轴同步地旋转。编码器18检测到旋转轴的旋转角变化。编码器18将与电动机8的旋转轴的旋转角变化对应的脉冲信号作为表示电动机8的旋转轴的旋转角变化的信号输出。运转控制装置20从编码器18接收表示电动机8的旋转轴的旋转角变化的信号。

制动靴11通过弹簧15的弹力而被进一步按压在制动鼓10的外表面。将制动靴11按压在制动鼓10的外表面的压力进一步变大。随着该压力变大，制动器7的转矩进一步变大。当制动器7的转矩达到不平衡转矩时，绳轮9的旋转停止。这时，编码器18不输出脉冲信号。运转控制装置20取得从编码器18不再输出脉冲信号时的计时器的计时作为测定时间ΔT。

运转控制装置20根据测定时间ΔT，将所存储的延迟时间To更新为To+ΔT。

之后，轿厢5根据运转控制指令生成的转矩指令，在井道的内部升降。

之后，运转控制装置20当轿厢5再次停靠停层位置时，运转控制装置20将表示制动指令的控制信号发送给制动器7。曳引机3的电动机8利用由从电力变换装置21供给的电力产生的转矩而使旋转轴不旋转地对该旋转轴进行保持。根据接收到的控制信号，制动器7的动作状态成为制动。制动开关19变为断开状态。制动开关19检测到制动器7的制动的开始。

运转控制装置20当制动开关19变为断开状态时，使计时器的计时开始。计时器持续计时，直到达到运转控制装置20所存储的更新后的延迟时间To为止。

在制动器7的最大转矩大于不平衡转矩时向电动机8的电力供给被切断的情况下，曳引机3的绳轮9不会由于不平衡转矩而旋转。

接着，使用图2及图3对控制系统1的动作进行说明。

图2是实施方式1的控制系统的结构图。图3是示出实施方式1的控制系统的动作例的流程图。

在图2中，运转控制装置20将表示所生成的转矩指令的控制信号发送给电力变换装置21。电力变换装置21根据接收到的控制信号，将从外部的电源供给的电力转换为三相交流电力。电力变换装置21将转换得到的三相交流电力供给至电动机8。电动机8接受电力供给而使旋转轴旋转。编码器18检测电动机8的旋转轴的旋转角变化。运转控制装置20根据编码器18检测到的旋转角的变化以及速度指令，生成转矩指令。轿厢5以速度指令所对应的升降速度在井道的内部升降。之后，轿厢5停靠停层位置。

在图3的步骤S1中，运转控制装置20检测轿厢5停靠停层位置的情况。之后，控制系统1的动作进入步骤S2。

在步骤S2中，运转控制装置20将表示制动指令的信号发送给制动器7。之后，控制系统1的动作进入步骤S3。

在步骤S3中，运转控制装置20判定制动开关19是否处于接通状态。在判定结果为“是”的情况下，控制系统1的动作再次进入步骤S3。在判定结果为“否”时，运转控制装置20使计时器的计时开始。之后，控制系统1的动作进入步骤S4。

在步骤S4中，运转控制装置20判定计时器的计时是否已达到延迟时间To。在判定结果为“否”的情况下，控制系统1的动作再次进入步骤S4。在判定结果为“是”时，运转控制装置20将计时器的计时复位。之后，控制系统1的动作进入步骤S5。

在步骤S5中，运转控制装置20向电力变换装置21发送表示切断电力供给的控制信号。之后，电力变换装置21切断向电动机8的电力供给。之后，运转控制装置20使计时器的计时再次开始。之后，运转控制装置20取得不再从编码器18输出脉冲信号时的计时器的计时作为测定时间ΔT之后，控制系统1的动作进入步骤S6。

在步骤S6中，运转控制装置20根据测定时间ΔT而更新所存储的延迟时间To。之后，控制系统1的动作结束。

如以上进行了说明的那样，实施方式1的控制系统1具备电力变换装置21、制动开关19和运转控制装置20。电力变换装置21向电动机8供给电力。电动机8使电梯2的轿厢5升降。制动开关19检测制动器7的动作状态。制动器7对电动机8进行制动。在从制动开关19检测出制动器7的制动起经过了延迟时间To后，运转控制装置20使电力变换装置21切断向电动机8的电力供给。

即使在从制动开关19检测出制动起转矩逐渐变大的制动器7中，由于延迟时间To的经过，制动器7的转矩变大之后，向电动机8供给的电力也会被切断。因此，能够抑制制动靴11和制动鼓10接触的状态下的制动鼓10的旋转。由此，能够抑制制动器7的磨损。

在曳引机3及制动器7设置在井道内部的情况下，如果制动器7是小型的，则井道内的配置自由度提高。在使制动器7小型化的情况下，例如，通过增强使电枢13移位的弹簧15的弹力来确保制动器7的转矩。这时，制动器7的控制装置根据电枢13的速度信息而减慢制动靴11与制动鼓10之间的间隙闭合的速度。由此，利用弹簧15的弹力抑制了制动靴11与制动鼓10碰撞而产生的噪音。因此，即使在轿厢5的内部有乘客的情况下，也能够抑制由于噪音给乘客带来不适感的情况。在该制动器7中，从制动开关19检测出制动起，制动器7的转矩逐渐变大。在该情况下，控制系统1也能够兼顾由于制动器7的制动产生的噪音的抑制与制动器7的磨损的抑制双方。

此外，控制系统1具备编码器18。编码器18检测电动机8的旋转轴的旋转角变化。运转控制装置20测定从使电力变换装置21切断向电动机8的电力供给起至编码器18不再检测到旋转角变化为止的测定时间ΔT。运转控制装置20根据测定得到的测定时间ΔT而更新延迟时间To。

在延迟时间To较短的情况下，有时在制动器7的转矩小于不平衡转矩时，向电动机8的电力供给会被切断。该情况下，运转控制装置20测定从经过延迟时间To起至制动器7的转矩达到不平衡转矩为止的测定时间ΔT。运转控制装置20根据测定时间ΔT而更新延迟时间To。由此，当制动器7再次对电动机8进行制动时，在经过更长的延迟时间To之后，向电动机8的电力供给被切断。因此，向电动机8的电力供给被切断时的制动器7的转矩变得更大。由此，抑制了曳引机3的绳轮9由于不平衡转矩而旋转的情况。这样，运转控制装置20以抑制制动靴11接触的状态下的制动鼓10的旋转的方式来调整延迟时间To。由此，能够抑制制动器7的磨损。

在制动器7的状态由于时间的经过等而变化时，转矩变大的时间等有时会变化。即使在制动器7的状态由于时间的经过等而变化的情况下，也根据由编码器18的输出而测定的测定时间ΔT对延迟时间To进行调整。因此，即使在制动器7的状态由于时间的经过等而变化的情况下，也能够抑制制动器7的磨损。由于延迟时间To是根据测定时间ΔT而进行调整的，因此，不需要由维护人员等来进行调节。

另外，制动器7例如也可以是盘形制动器。这时，制动器7例如具备制动盘和一对制动块。制动盘以能够与电动机8的旋转轴同步地旋转的方式设置于电动机8的旋转轴。一对制动块中的一方设置在制动盘的一侧。一对制动块的另一方设置在制动盘的另一侧。制动臂14将电枢13的位移传递给一对制动块中的各个制动块。制动器7通过用一对制动块将制动盘夹入而对电动机8进行制动。

制动器7也可以具备检测制动臂14或制动靴11等的位移的位移传感器。制动器7也可以具备检测电枢13、制动臂14或制动靴11等的速度的速度传感器。

编码器18也可以直接检测电动机8的旋转轴的旋转角变化。编码器18也可以检测电动机8的旋转轴的旋转位置。编码器18也可以根据检测到的旋转位置间接地检测电动机8的旋转轴的旋转角变化。

在使电力变换装置21切断向电动机8的电力供给之后编码器18未检测到旋转角的变化的情况下，运转控制装置20也可以不更新延迟时间To。

接着，使用图4对控制系统1的硬件结构的例子进行说明。

图4是示出实施方式1的控制系统的主要部分的硬件结构的图。

控制系统1的各功能可以通过处理电路来实现。处理电路具备至少一个处理器1b和至少一个存储器1c。处理电路具备处理器1b和存储器1c，或者，作为它们的替代，也可以具备至少一个专用硬件1a。

在处理电路具备处理器1b和存储器1c的情况下，控制系统1的各功能通过软件、固件、或者软件和固件的组合来实现。软件以及固件中的至少一方被记述为程序。该程序存储在存储器1c中。处理器1b通过读出并执行存储在存储器1c中的程序来实现控制系统1的各功能。

处理器1b也称为CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。存储器1c例如由RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、CD、迷你盘、DVD等构成。

在处理电路具备专用的硬件1a的情况下，处理电路例如通过单一电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或它们的组合来实现。

控制系统1的各功能可以分别通过处理电路来实现。或者，控制系统1的各功能也可以集中通过处理电路来实现。对于控制系统1的各功能，也可以通过专用硬件1a实现一部分，通过软件或固件实现其他部分。这样，处理电路通过硬件1a、软件、固件或它们的组合来实现控制系统1的各功能。

制动控制装置17的功能也可以通过与控制系统1共用的硬件等来实现。

实施方式2.

在实施方式2中，详细说明与在实施方式1中公开的例子的不同之处。对于在实施方式2中未说明的特征，也可以采用在实施方式1中公开的例子的任意特征。

使用图5对实施方式2的控制系统1的动作进行说明。

图5是示出实施方式2的控制系统的动作例的流程图。

实施方式2的控制系统1在步骤S1至步骤S6中，与实施方式1的控制系统1同样地动作。在步骤S6中更新了运转控制装置20所存储的延迟时间To之后，实施方式2的控制系统1的动作进入步骤S7。

在步骤S7中，运转控制装置20判定更新后的延迟时间To是否比预定的异常检出时间长。在判定结果为“是”的情况下，控制系统1的动作进入步骤S8。在判定结果为“否”时，控制系统1的动作结束。

在步骤S8中，运转控制装置20检出制动器7的异常。之后，运转控制装置20使电梯2不能使用。之后，控制系统1的动作结束。

如以上进行了说明的，在实施方式2的控制系统1中，在延迟时间To比预定的异常检出时间长的情况下，运转控制装置20检测出制动器7的异常。

在异常检出时间的期间制动器7的转矩的大小未达到不平衡转矩的大小的情况下，延迟时间To比预定的异常检出时间长。因此，延迟时间To比预定的异常检出时间长的状态表示制动器7的故障等异常。因此，运转控制装置20能够在运转中检测出制动器7的异常。

此外，在检测出制动器7的异常的情况下，运转控制装置20使电梯2不能使用。

运转控制装置20在制动器7发生了异常的情况下，使电梯2不能使用。由此，能够将电梯2在制动器7发生了异常的状态下进行运转的情况防患于未然。

另外，在检测出制动器7的异常的情况下，运转控制装置20也可以将检测出的异常的信息报告给例如管理电梯2的信息的设备或设施等。

运转控制装置20也可以例如通过不生成转矩指令等方式使电梯2不能使用。运转控制装置20也可以向例如受理利用者的呼梯的装置等发送表示制动器7的异常的控制信号。这时，接收到控制信号的装置等不受理利用者的呼梯。由此，电梯2变为不能使用。

产业上的可利用性

本发明的控制系统能够应用于电梯。

标号说明

1：控制系统；1a：硬件；1b：处理器；1c：存储器；2：电梯；3：曳引机；4：主绳索；5：轿厢；6：对重；7：制动器；8：电动机；9：绳轮；10：制动鼓；11：制动靴；12：制动线圈；13：电枢；14：制动臂；15：弹簧；16：位移传感器；17：制动控制装置；18：编码器；19：制动开关；20：运转控制装置；21：电力变换装置。

Claims (3)

1.一种电梯的控制系统，其中，所述电梯的控制系统具备：

电力供给装置，其向使电梯的轿厢升降的电动机供给电力；

制动开关，其检测对所述电动机进行制动的制动器的动作状态；

运转控制装置，其在所述制动开关检测出所述制动器的制动起经过了延迟时间后，使所述电力供给装置切断向所述电动机的电力供给；以及

编码器，其检测所述电动机的旋转轴的旋转角变化，

所述运转控制装置测定从使所述电力供给装置切断向所述电动机的电力供给起至所述编码器不再检测到所述旋转角变化为止的时间，根据测定出的该时间来更新所述延迟时间。

2.根据权利要求1所述的电梯的控制系统，其中，

所述运转控制装置在所述延迟时间比预定的时间长的情况下，检测出所述制动器的异常。

3.根据权利要求2所述的电梯的控制系统，其中，

所述运转控制装置在检测出所述制动器的异常的情况下，使电梯不能使用。

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