CN1802305B - 电梯的控制方法 - Google Patents

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Abstract

控制无对重电梯系统的方法和系统，所述无对重电梯系统设置有电梯轿厢和具有电动马达的变速驱动器，其中对所述电梯轿厢的载荷进行称重，并且其中对所述电梯系统进行控制以减小所述系统的物理/电气尺寸。所述电梯的总质量通过方程Mtotal＝Mcar(所述轿厢质量)+A*Maxpayload来确定，其中Mcar为所述轿厢的质量，A为系数，而Maxpayload为最大有效载荷。如果所述有效载荷代替A*Maxpayload，则对所述电梯进行控制使得所述马达的速度和/或加速度被减小，和/或所述电梯的空闲时间被增加。

Description

电梯的控制方法
技术领域
本发明涉及控制电梯的控制方法和控制系统，特别是变速低重量无对重电梯。
背景技术
在许多居住相关的应用中，电梯轿厢和它们的提升系统基于下述确定尺寸(a)最大计划运送能力或最大人数，(b)满足偶尔的大家具的搬运和/或轮椅进入的地板区域。特别是在无对重或免对重电梯中，它们主要为液压电梯和滚筒式电梯，这导致了需要使用体积大的马达和更大的保险丝，特别是在较旧建筑物中安装新电梯或改装或升级老电梯时，这会产生许多问题。当然，体积庞大的马达和大的保险丝以及相关的高电流电缆也导致了更高的成本。
然而，电梯的大部分行程通常载运小于30％的额定载荷。大约一般的行程中，电梯轿厢中没有人(见图1，无对重电梯的假设使用曲线)。
在牵引绳轮电梯中，对重通常根据轿厢的重量和有效载荷的一半来确定尺寸。这意味着在轿厢满员或无人运行时，对应于轿厢重量的能量被节省了下来。然而，在无人下行时，这在住宅电梯中很常见，提升系统需要其最大功率，因为它必须能够提升对重和无载轿厢之间的净差值。这导致了不必要的能量消耗。US5984052公开了一种包括控制系统的对重电梯系统，该控制系统确定轿厢载荷量并且基于轿厢中的载荷量确定轿厢的运行速度形态。在特定的实施例中，该控制系统包括载荷称重装置并利用轿厢的重量在两种运行速度形态之间做出选择：正常运行速度形态和减小的运行速度形态。该控制系统将测量到的活载荷与预选的阈值比较，例如轿厢重量加上两倍的百分比配平与电梯系统的额定满载的乘积。如果超过该阈值，则选择减小的运行速度形态。这样，可使用减小的配平。所选的百分比配平可通过考虑建筑物尺寸、使用率和其他运行特性估计或依据经验确定。因此，在US5984052中，通过基于少于一半的有效载荷确定对重尺寸并且通过当轿厢负载更接近满载容量时减小提升系统的速度，节省了能量。
在许多情况下，使用无对重的液压式或滚筒驱动式或螺杆驱动式或链条驱动式电梯，因为它们例如在竖井空间效率方面提供某些优点。现有技术中减小无对重电梯提升马达尺寸的解决方案是通过以某个因子确定较之通常为小的马达尺寸并限制每小时的启动。然而，这意味着马达仍然需要按照大约70％的满载容量来确定尺寸。在空载上行时，这意味着马达要消耗能量以载运轿厢的重量和几乎全部有效载荷。
发明内容
本发明的一个目的是消除现有技术解决方案的缺点并实现一种系统，其允许无对重电梯中的电梯提升系统的尺寸可以确定得小于现有技术解决方案中的。另外的目的是提供一种经济地确定尺寸的无对重牵引绳轮电梯。本说明书还指出了明确的和暗含的其他目的。可以说，本发明的其中一个任务是使得装置和电驱动器和可能的其他部件的尺寸确定得更小而不会使太影响轿厢尺寸和容量。
本发明基于这样的理念，其中变速提升系统与具有低重量轿厢的无对重电梯结合。所附的权利要求详细地限定了本发明。本发明的其他实施例的特征在于其他权利要求中所提出的内容。有些发明实施例也在本申请的说明书部分讨论。本申请的发明内容也可被限定得不同于以下权利要求中提出的内容。特别是如果依据明确表达的或暗含的子任务或从所实现的优点或优点的类别的角度考虑本发明，本发明内容也可包括几个独立的发明。在这种情况下，以下的权利要求中包含的某些限定从独立的发明概念来说可能是多余的。
低重量轿厢、载荷称重装置或估计电梯当前载荷的其他装置、变速提升和可选的再生系统的有利组合将使得(1)提升马达和驱动器尺寸和成本显著降低，(2)保险丝更小，(3)显著地改善了能耗；采用可选的再生系统，下行时产生的某些能量可以被节省下来并反馈到供电系统；与无对重电梯结合使用的变速提升系统允许该系统在各个行程中针对任何有效载荷进行调整。现有技术系统的电梯如US5984052中的具有固定的对重并且因此大多数行程将使用某些固定的配平系统。这意味着，对于所有的空载下行行程，马达仍将使用能量来提升对重。
附图说明
下面，将参考附图详细说明本发明的优选实施例，其中：
图1表示了无对重电梯的假设使用曲线，和
图2表示了无对重牵引绳轮电梯。
具体实施方式
无对重电梯可以是根据图2的无对重牵引绳轮电梯。图2图示了无对重牵引绳轮电梯，该电梯包括电梯轿厢1以及具有变速马达驱动器(例如，变频器12和AC马达10)、牵引绳轮11、转向滑轮4、6、15和提升绳索3的提升装置。
图2中的电梯是一种无机房电梯，其中，驱动装置10被设置在电梯竖井中。图中示出的电梯是一种驱动装置居于上方的牵引绳轮电梯。电梯提升绳索3的绕法如下：绳索的一端固定地固定到位于竖井上部的锚固点16上。绳索从该锚固点下行并绕过轿厢顶上的转向滑轮14，从该滑轮处，绳索3进一步上行至第二转向滑轮15并折回到轿厢顶上的第三转向滑轮13。绳索从该处进一步上行至驱动装置10的牵引绳轮11，沿着该轮上的绳槽绕过牵引绳轮。绳索3从牵引绳轮11进一步下行至沿轿厢导轨2移动的电梯轿厢1，经由导轨2下的第四转向滑轮4在轿厢下方绕过，然后再次上行至电梯轿厢下面的第五转向滑轮5，再次向下到达第六转向滑轮6，再向上到达轿厢下面的第七转向滑轮7。从该滑轮7，绳索进一步锚到竖井底部9，利用弹簧8相对于牵引绳轮和各转向滑轮绷紧绳索。
倘若支撑电梯轿厢的绳索滑轮相对于通过电梯轿厢1重心的垂直中心线基本对称安装的话，则绳索悬挂以基本上对中方式作用在电梯轿厢1上。
优选地，设置在电梯竖井中的驱动装置10呈扁平结构，换句话说，该装置与其宽度和/或高度相比具有较小的深度，或者，至少该装置足够纤细以容纳在电梯轿厢和电梯竖井壁之间。例如，通过将该纤细的装置部分地或完全地设置在电梯轿厢的假想延伸范围和竖井壁之间，也可以以不同方式设置该装置。不同的绳索滑轮位置可用于牵引绳轮。方便地，此种不同位置可以通过将另一滑轮用作牵引绳轮来代替作为将牵引力传递到绳索的滑轮的滑轮11来予以设置。当然，在这种情况下，驱动装置与该另一滑轮相关联。鉴于所述装置的尺寸选定，优选的是实现最高绳索速度的滑轮位置即滑轮11和4的位置。通过增加滑轮和绳索于电梯轿厢上方和下悬挂布设的数量，可相对于电梯轿厢速度的马达速度可以增加，并且因此可相应地减小马达扭矩需求和尺寸。例如，根据本发明的牵引绳轮电梯可通过在电梯轿厢上方和下方采用6∶1、7∶1、8∶1、9∶1、10∶1的悬挂比或甚至更高的悬挂比来予以实施。通过利用转向滑轮增加接触角，可改善牵引绳轮和提升绳索之间的抓紧力。因此，可以减小该轿厢和对重的重量，并且它们的尺寸也可以减小，因此增加了电梯的空间节省潜力。另外或同时，可以减小相对于对重重量的电梯轿厢的重量。通过利用一个或多个辅助转向滑轮，可实现牵引绳轮和提升绳索之间超过180°的接触角。电梯竖井可以设置为向驱动牵引绳轮11的马达供电所需的设备以及电梯控制设备，二者可被设置在公共的仪表板12中或彼此分开安装或与驱动装置10部分地或全部地整合。
驱动装置可以是齿轮型的或无齿轮型的。优选方案为齿轮型的装置。驱动装置可被固定到电梯竖井的壁上、顶棚上、导轨或各导轨上或一些其他结构如梁或框架上。
在驱动装置居于下方的电梯的情况下，还有可能将该装置安装在电梯竖井的底部。
该系统还包括轿厢1中的载荷称重装置和控制电梯系统运行的控制单元。该轿厢较之通常具有低的总重量，特别是具有相应的对重电梯所具有的重量低得多的重量。速度驱动器是一种变速驱动器。该变速提升系统通过功率Pnom和扭矩Tnom来确定尺寸，其中
Pnom＝Mtotal*V                        (1)
其中，V＝速度，而Mtotal＝Mcar(轿厢质量)+A*Maxpayload，Tnom由Mtotal、加速度等限定。
A是例如由马达速度和加速度的减小、电梯空闲时间的增加等形成的系数，具有的值为0-0.5，通过用户研究用实验方法确定。
如果有效载荷代替A*Maxpayload：
1)马达的速度和加速度相应地减小
2)电梯的空闲时间增加(例如，通过增加门的开启和关闭时间)使得允许该马达冷却足够长的时间以避免热过载。
另外，如果等待时间可为用户接受的话，则空载行驶时，电梯可显著降低速度，因此进一步节省能量。
对本领域技术人员显而易见的是，本发明的实施例不限于上述实例，而且它们可以在所附权利要求的范围内改变。特别是在驱动装置居于下方的电梯的情况下，还有可能使用滚筒式电梯，从而可利用卷绕在提升机器中的滚筒上的提升绳索悬挂轿厢。具有链条驱动和悬挂系统的电梯也适用于本发明。估测电梯载荷的载荷称重装置或其他装置可与电梯轿厢相连或与绳索或提升装置或其他合适的电梯部件或驱动马达相关联，或者可使用电梯的其他部件测量电梯轿厢的载荷或其他相应载荷信息。

Claims (5)

1.一种无对重电梯，所述无对重电梯设置有控制单元、电梯轿厢和具有电动马达的变速驱动器，所述电梯包括：称量轿厢载荷的装置，其特征在于，所述控制单元通过方程Mtotal＝Mcar+A*Maxpayload确定所述电梯的总质量，其中Mtotal为所述电梯的总质量，Mcar为所述轿厢的质量，A为数值为0-0.5的系数，而Maxpayload为最大有效载荷，
如果有效载荷代替A*Maxpayload，则对所述电梯进行控制使得实现下述至少一项
-所述电梯的空闲时间被增加，以及
-所述马达的速度和加速度其中的至少一项被减小，
由此，所述电梯设置有再生系统以利用电梯轿厢下行时的能量。
2.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，所述电梯是无对重牵引绳轮电梯。
3.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，所述电梯是无对重滚筒式电梯。
4.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，所述电梯是无对重液压电梯。
5.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，所述电梯是无对重链驱动电梯。
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