CN1185156C - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电梯控制装置具备：整流器；逆变器；利用交流电驱动电梯运行的电动机；在变换器和逆变器之间的直流母线间设置的充放电电路；在电梯再生运行时经充放电电路贮存来自直流母线的直流电，在动力运行时经充放电电路向直流母线提供贮存的直流电的电力贮存装置；通过控制充放电电路，控制电力贮存装置对直流母线的充放电的充放电控制电路；测定电力贮存装置电压的电压检测器；检测电力贮存装置温度的温度检测器；以及在电力贮存装置设定通以规定的充放电电流的测试模式，利用电压或温度检测器检测该测试模式中电力贮存装置的电压或温度，根据检测出的电压或温度，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量的蓄电量推断电路；充放电控制电路根据推断的蓄电量控制对电力贮存装置供电时的电流。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及利用电力贮存装置的电梯控制装置。

背景技术

图7是已有的电梯控制装置的结构方框图。

在图7中，1是市电的交流电源(下称市电)，2是感应电动机、永磁体同步电动机等电动机，通过驱动曳引机3旋转的方法，使连接于钢丝绳4两端的电梯轿厢5和对重6移动，将电梯轿厢5内的乘客运送到规定的楼层。

整流器11由二极管等构成，对市电电源1提供的交流电进行整流将其变换为直流电。逆变器15由晶体管或IGBT等构成，将直流电变换为可变电压可变频率的交流电。控制器8决定电梯的起动和停止，同时生成其位置、速度指令。逆变器控制电路13根据控制器8的指令，利用电流检测器12的电流反馈和安装于曳引机3上的编码器7的速度反馈，对电动机2进行旋转驱动，实现电梯的位置、速度控制。这时，逆变器控制电路13通过栅极驱动电路14对逆变器15的输出电压、频率进行控制。

电梯的对重6设定为在电梯轿厢5有适当人数搭乘的情况下能够实现平衡的重量。例如在平衡状态电梯运行时，在加速时要消耗电能以提高速度，反之，在减速时能够使积蓄的速度能量变换为电能。但是在一般的电梯中，是利用再生电阻控制电路17，用再生电阻16将速度能量变换为热能消耗掉。

在这样的已有的电梯控制装置中，通常由市电1提供电力使电梯运行。

在上述已有的电梯控制装置中，由于电梯再生时产生的电力被再生电阻16变换为热量消耗掉，因此希望将其有效利用。又，现在炎夏的午后电力需求达到高峰，需要减少这一时间段的电力消耗。

还有，电梯运行时的瞬间功率大，而停止的时间长，因此平均消耗功率小。但是电费是由合同功率决定的基本电费和用电量决定的使用电费构成的，因此在电梯的情况下虽然用电量少，由用电量决定的使用电费较少，但是由于瞬时功率大，基本电费较高，结果还是需要比较多的电费。

本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于提供能够重新利用电梯再生运行时产生的再生电力以实现节能，同时在电力需求高峰时能够适应减小功率消耗量的要求，以便能够使电费更低，能够减少运行功率电费的电梯控制装置。

发明内容

本发明的电梯控制装置具有：将交流电整流变换为直流电的整流器；将所述直流电变换为可变电压可变频率的交流电的逆变器；以及利用所述可变电压可变频率的交流电进行驱动使电梯运行的电动机，还具备：在所述变换器和所述逆变器之间的直流母线之间设置的充放电电路；在电梯再生运行时通过所述充放电电路贮存来自直流母线的直流电，在动力运行时通过所述充放电电路向直流母线提供所贮存的直流电的电力贮存装置；通过控制所述充放电电路，控制所述电力贮存装置对所述直流母线的充放电的充放电控制电路；测定所述电力贮存装置的电压的电压检测器；检测所述电力贮存装置的温度的温度检测器；以及在所述电力贮存装置设定通以规定的充放电电流的测试模式，利用所述电压检测器或所述温度检测器检测该测试模式中电力贮存装置的电压或温度，根据检测出的电压或温度，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量的蓄电量推断电路；所述充放电控制电路根据所述蓄电量推断电路推断的蓄电量对所述电力贮存装置供电时的电流进行控制。

又，所述蓄电量推断电路在电梯停止之后或正在停止时实施测试模式。

又，所述蓄电量推断电路具有根据在规定时间没有发生电梯呼叫检测出电梯暂停的休止检测器，利用所述休止检测器在电梯暂停时实施测试模式。

又，所述蓄电量推断电路在所述休止检测器检测出电梯暂停的情况，并且所述温度检测器检测出的所述电路贮存装置的温度在规定的温度范围内时，实施测试模式。

又，所述蓄电量推断电路作为测试模式在规定的时间通以规定的充电电流，或在规定的时间通以规定的放电电流，或以规定的模式通以规定的充电电流与规定的放电电流的组合电流。

又，所述蓄电量推断电路根据以测试模式及规定的时间通电流时所述电力贮存装置的电压或温度的检测值，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量。

又，所述蓄电量推断电路根据以测试模式及规定的时间通电流之后再经过规定的时间后所述电力贮存装置的电压或温度的检测值，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量。

还有，所述蓄电量推断电路使电压或温度与蓄电量的关系随着电池的充放电次数、使用时间而改变。

附图说明

图1是本发明实施形态的电梯控制装置的结构图。

图2是表示图1的蓄电量推断电路20中规定的测试模式的电压、温度与蓄电量的关系的一个例子的说明图。

图3是图1的充放电电路22的电路图。

图4是表示图1的逆变器控制电路13的详细结构的方框图。

图5是表示图1的充放电控制电路23及蓄电量推断电路20的部分结构的方框图。

图6是图1的蓄电量推断电路20的试验流程图。

图7是已有的电梯控制电路的方框图。

具体实施形态

图1是本发明的实施形态的电梯控制装置的结构图。

在图1中，和图7所示的已有例相同的部分标以相同的符号，其说明省略。新的符号21表示设置于整流器11和逆变器15之间的直流母线间，在电梯再生运行时贮存来自直流母线的直流电，在动力运行时向直流母线提供贮存的直流电的电池等构成的电力贮存装置，22是DC/DC变换器等构成的充放电电路，23是控制所述充放电电路22以控制电力贮存装置21对直流母线的充放电的充放电控制电路，24是测定电力贮存装置21的电压的电压检测器，25是检测电力贮存装置21的温度的温度检测器，20是将电压检测器24和温度检测器25的各检测信号输入，利用预先形成表格存储的、如图2所示的规定的测试模式中的电压或温度与蓄电量的关系，推断电力贮存装置21的蓄电量的蓄电量推断电路，50是计算电梯所需功率的所需功率运算电路。

图3是表示所述充放电电路22的电路例的方框图。在图3中，30是电抗器，26、27是IGBT等开关元件，28、29是反并联的二极管。对电路贮存装置21的充电是利用由电抗器30、开关元件26、二极管29构成的降压型斩波电路进行，电路贮存装置21进行的放电是利用由电抗器30、开关元件27、二极管28构成的升压型斩波电路进行。

下面图4是表示图1所示的实施形态1的电梯控制装置所具有的逆变器控制电路13及所需功率运算电路50的结构方框图。在图4中，33是3相-2相坐标变换器，利用该3相-2相坐标变换器33，将3相交流电流Iu、Iv、1w变换为与施加于定子绕组的交流电压的频率ω1同步旋转的两轴的旋转坐标系(d-q坐标系)中的值，即变换为定子绕组电流Id、Iq。38是根据在d-q坐标系的定子绕组电流Id计算出与转子交链的磁通Φ2d的磁通运算器，32是将d-q坐标系的电压指令值Vd、Vq变换为3相交流电压指令值的2相-3相坐标变换器。31是根据利用2相-3相坐标变换器32变换的3相交流电压指令值生成给栅极驱动电路14的PWM信号的PWM信号生成电路。

又，34是d轴电流控制器，对定子绕组电流的d轴分量指令值Id*与其实际值Id之差进行例如比例积分运算，将d轴电流控制为指令值。35同样是q轴电流控制器，对定子绕组电流的q轴分量指令值Iq*与其实际值Iq之差进行例如比例积分运算，将q轴电流控制为指令值。36是用于将转子绕组交链磁通的d轴分量Φ2d控制为所希望的数值Φ2d*的磁通控制器，37是用于将转子角速度ωr控制为所希望的数值ω r*的速度控制器。39是除法器，40是系数器，由除法器39和系数器40计算出转差频率指令ωs。

又，41、42、43、44、45、47是加法器或减法器，46是积分器，48、49是乘法器。50是所需功率运算器，将d-q坐标系中的电压指令值Vd与定子绕组电流Id的乘积和电压指令值Vq与定子绕组电流Iq的乘积相加，计算电梯所需要的功率Pw。又，所需功率运算器50将d-q坐标系中的电压指令值Vd与定子绕组电流Id*的乘积和电压指令值Vq与定子绕组电流Iq*的乘积相加，也能够进行相同的运算。

下面，图5是表示图1所示的实施形态1的电梯控制装置所具有的充放电控制电路23及蓄电量推断电路20的部分结构的方框图。在图5中，51、52、53、54、58、60构成充电功率用的控制电路，55、56、57、59构成放电功率用的控制电路，51、55是栅极驱动电路，52、56是生成PWM调制信号的PWM信号电路，53是充电电流控制器，对充电电流指令值Icc与其实际值Ic之差进行例如比例积分运算，控制为充电电流指令值。54是电压控制器，对电压指令值Vd*与其实际值Vd之差进行例如比例积分运算，将充放电电路的输出端的直流电压控制为电压指令值。57是放电电流控制器，对放电电流指令值Idc与其实际值Ic之差进行例如比例积分运算，控制为放电电流指令值。58、59、60是减法器、61是除法器。

又，62是测试模式(test pattern)发生器，63是将给予充电电流控制器、放电电流控制器的指令从运行指令切换为测试模式的测试模式(test mode)切换器，64、65是切换开关，66是检测出电梯呼叫在一定的时间没有发生的情况，从而判断为电梯处于几乎不使用的暂停时间段的休止检测器。

下面对上述结构的动作进行说明。

在电梯运行时，利用图4所示的逆变器控制电路13进行控制，使电梯按照预定的速度指令运行。同时，所需功率运算器50对电梯所需功率Pw进行运算，该所需功率Pw输出到充放电控制电路23。

充放电控制电路23按照所需功率Pw，在电梯进行再生运行时、即所需功率为负值时，使充电电力用的控制电路工作，将电梯再生的电力对电力贮存装置21充电。充电电力用的控制电路根据规定的电压指令(比电源电压整流的电压要高的电压)，利用电压控制器54对电压进行控制，利用充电电流控制器53对充电电流进行控制，根据电力贮存装置21的蓄电量，将再生电力对电力贮存装置21精确地进行充电，直到达到规定的蓄电量。超过规定蓄电量的电力通过再生电阻16放电。

又，在电梯进行动力运行时、即所需功率为正值时，使放电电力用的控制电路工作，用所需功率运算器50计算出的所需功率Pw与电池电压Vb，按照下式生成放电电流指令。

     Idc＝Pw/Vb

但是，如果电力贮存装置21的蓄电量小于规定的蓄电量，则放电电流指令取0，不进行放电。

放电电流控制器57根据放电电流指令Idc与放电电流Ic对放电电流进行控制。

下面利用图6所示的试验流程图，说明利用蓄电量推断电路20推断电力贮存装置21的蓄电量的方法。

蓄电量推断电路20在例如电梯停止之后或正在停止时(正在运行时也相同，但是在停止之后或正在停止时能够使充放电电流稳定)，设定向电力贮存装置21通以规定的充放电电流的测试模式，分别用电压检测器24、温度检测器25对该测试模式的电力贮存装置21的电压或温度变化进行测定，根据所述检测出的电压或温度，从图2所示的预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断电力贮存装置21的蓄电量(步骤S61～S66)。

这样，根据蓄电量推断电路20推断的蓄电量，利用充放电控制电路23对由电力贮存装置21供电时的电流进行控制，在利用电力贮存装置21实现节能时，若电力贮存装置21性能劣化，节能效果就会受到影响，而且还可能影响电梯功能的实现，但是能够尽早发现电力贮存装置21的劣化，使其维持功能，能够再利用电梯再生运行时产生的再生电力，以实现节能目的，同时能够适应在电力需求高峰时减少电力消耗的要求，能够使电费更便宜，能够降低运行功率费用。

在这里，如图6所示，以测试模式及规定的时间通电流之后，如果对经过规定的时间后的电力贮存装置21的电压或温度变化进行检测(步骤S64、S65)，则可以排除电力贮存装置21的过渡现象的影响。

又，如果在电梯停止时也利用根据在规定的时间没有电梯呼叫来检测出电梯正暂时停止的休止检测器66，检测电梯的暂停时间段，实施测试模式(步骤S61～S63)，则在测试时不会发生电梯呼叫，使测试模式中断，或以不稳定的数据实施测试模式的情况，能够使蓄电量推断的精度提高。

还有，如果在温度检测器25检测出的电力贮存装置21的温度处于蓄电量与温度的关系稳定的规定温度范围内时实施测试模式(步骤S62～S63)，则能够使蓄电量推断的精度提高。

测试模式通过下述方式进行，即在规定的时间通以规定的充电电流，或在规定的时间通以规定的放电电流，或以规定的模式(pattern)通以规定的充电电流与规定的放电电流的组合电流。

又，若使预先设定的表格化的电压或温度与蓄电量的关系改变，反映出电力贮存装置21随充放电次数及使用时间而逐年劣化的情况，就能够适应时效变化。

如上所述，采用本发明，设定测试模式(mode)，利用测试模式(pattern)精却推断电力贮存装置的蓄电量，根据蓄电量控制电力贮存装置供电时的电流，以此能够延长电力贮存装置的寿命，能够构成更加便宜的系统，还能够重新利用电梯再生时产生的再生电力，实现节能目的，同时能够适应电力需求高峰时削减电力消耗量的要求，使电费更加便宜，降低运行功率费用。

Claims (8)

1.一种电梯控制装置，具有将交流电整流变换为直流电的整流器；将所述直流电变换为可变电压可变频率的交流电的逆变器；以及利用所述可变电压可变频率的交流电进行驱动使电梯运行的电动机，其特征在于，具备

在所述变换器和所述逆变器之间的直流母线间设置的充放电电路；

在电梯再生运行时通过所述充放电电路贮存来自直流母线的直流电，在动力运行时通过所述充放电电路向直流母线提供所贮存的直流电的电力贮存装置；

通过控制所述充放电电路，控制所述电力贮存装置对所述直流母线的充放电的充放电控制电路；

测定所述电力贮存装置的电压的电压检测器；

检测所述电力贮存装置的温度的温度检测器；以及

在所述电力贮存装置设定通以规定的充放电电流的测试模式，利用所述电压检测器或所述温度检测器检测该测试模式中电力贮存装置的电压或温度，根据检测出的电压或温度，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量的蓄电量推断电路，

所述充放电控制电路根据所述蓄电量推断电路推断的蓄电量对所述电力贮存装置供电时的电流进行控制。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路在电梯停止之后或正在停止时实施测试模式。

3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路具有根据在规定时间没有发生电梯呼叫检测出电梯暂停的休止检测器，利用所述休止检测器在电梯暂停时实施测试模式。

4.根据权利要求3所述的电梯控制装置，其特征在于，所述蓄电量推断电路在所述休止检测器检测出电梯暂停的情况，并且所述温度检测器检测出的所述电路贮存装置的温度在规定的温度范围内时，实施测试模式。

5.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路作为测试模式在规定的时间通以规定的充电电流，或在规定的时间通以规定的放电电流，或以规定的模式通以规定的充电电流与规定的放电电流的组合电流。

6.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路根据以测试模式及规定的时间通电流时所述电力贮存装置的电压或温度的检测值，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量。

7.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路根据以测试模式及规定的时间通电流之后再经过规定的时间后所述电力贮存装置的电压或温度的检测值，从预先设定的电压或温度与蓄电量的关系推断蓄电量。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述蓄电量推断电路使电压或温度与蓄电量的关系随着电池的充放电次数、使用时间而改变。

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