CN1861510A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电梯控制装置，具有：判断规定位置处的电梯轿厢速度是否小于或者等于与距离末端的距离对应的过速度的过速度检测装置以及在超过了过速度时强制执行减速并停止的减速停止装置，其中，过速度包括第一过速度以及第二过速度，减速停止装置具有比较器和电动机控制器，该比较器将第二过速度与电梯轿厢速度进行比较，当达到第二过速度时，向机械式制动器发送制动信号，该电动机控制器在达到第一过速度时，将与第一过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令发送给卷扬机的电动机，在达到第二过速度时，将与第二过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令发送给电动机。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及一种电梯控制装置，尤其是涉及一种装置，即使电梯轿厢万一以异常速度行驶时，该装置也能够使该电梯轿厢减速，以便使该电梯轿厢安全地停止在末端层上。

背景技术

作为一种即使在电梯轿厢以异常速度行驶时，也能够使该电梯轿厢减速，以便使该电梯轿厢安全地停止在末端层上的电梯末端层减速装置，已经知道的有例如专利文献1的日本国特开平11-246141号公报中所公开的电梯末端层减速装置，该电梯末端层减速装置具备位置检测装置、速度检测装置以及减速停止装置，该位置检测装置检测电梯升降通道的上下末端部至电梯轿厢之间的距离，该速度检测装置检测电梯轿厢的速度，该减速停止装置在电梯轿厢接近电梯升降通道的末端部，并且电梯轿厢的速度达到或者超过相应于从末端部起算的距离而规定的过速度水平时，强制使电梯轿厢减速并停止。

在以往技术中，作为减速停止装置，采用的是卷扬机的电动机和机械式制动器，当检测到电梯轿厢的速度达到或者超过了过速度水平时，在第一阶段对电动机进行控制，依靠电动机的电制动力矩进行减速控制。

对电动机进行控制后，如果电梯轿厢的速度仍然达到或超过了过速度水平，作为第二阶段，使机械式制动器动作，强制使电梯轿厢减速并停止。

专利文献1：特开平11-246141号公报(第3页、第6页、图1、图2、图5)

在所述以往的减速和停止控制中，电动机的电制动力矩与机械式制动器被分开使用，而在使机械式制动器动作时，电动机控制的速度指令信号被设定为零，没有利用电动机的电制动力矩。

因此，在从电动机的电制动力矩控制切换到机械式制动器时，由于机械式制动器的动作迟延，在瞬间会出现制动力变弱的情况，从而会导致减速和停止距离变长。

并且，为了使制动力有一定余量，则有必要将机械式制动器的力矩设定得非常大。

此外，在从电动机的电制动力矩控制切换到机械式制动器时，有时会因急剧的速度变化而给乘客造成冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯控制装置，该电梯控制装置具有即使电梯轿厢万一以异常速度行驶时，也能够缩短制动距离，迅速地使电梯轿厢减速，以便使该电梯轿厢安全地停止在末端层上，并且不会给乘客造成冲击的机构。

为了实现上述目的，本发明提出了一种电梯控制装置，该电梯控制装置具有检测从电梯升降通道的上下末端部起算的电梯轿厢位置的位置检测装置、判断规定位置处的电梯轿厢速度是否小于或者等于与从端部起算的距离相对应的过速度的过速度检测装置以及在达到或超过了过速度时强制使电梯轿厢减速停止的减速停止装置，其中，过速度包括第一过速度以及第二过速度，减速停止装置具有比较器和电动机控制器，该比较器将第二过速度与电梯轿厢速度进行比较，当达到第二过速度时，向机械式制动器发送制动信号，该电动机控制器在达到第一过速度时，将与第一过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令发送给卷扬机的电动机，在达到第二过速度时，将与第二过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令发送给所述电动机。

在本发明中，由于同时使用了机械式制动和电动机的电制动力矩，所以在电梯轿厢的减速和停止控制中，与以往技术相比，能够获得较大的综合制动力。

此外，没有必要特地将机械式制动器的机械制动力矩设定得很大。

而且，通过对电动机的电制动力矩进行间歇性的控制，能够防止机械制动动作开始时制动力产生急剧的增加，从而能够缓和对乘客造成的冲击。

附图说明

图1为具备本发明所涉及的电梯控制装置的电梯结构剖面图。

图2为电梯控制装置4内的末端层减速控制装置100的结构方块图。

图3为表示本发明所涉及的电梯控制装置的减速控制中的电梯轿厢停止位置与速度之间的关系的图。

图4为图2的末端层减速控制装置100中的减速停止装置102的内部结构方块图。

图5为本发明所涉及的电梯控制装置的第二实施例中的电动机控制电路的结构方块图。

图中，1-机械室、2-升降通道、3-电梯坑、4-电梯控制装置、5-卷扬机的电动机、5a-控制指令、5b-电动机输入线、5c-电动机输入线、5d-电动机输入线、6-机械式制动器、6a-制动信号、7-电梯轿厢、8-平衡重、9-主吊索、10-调速器、11-速度检测器、11a-电梯轿厢速度、12-调速器绳索、13-张力滑轮、14-缓冲器、15-缓冲器、16-移动量检测器、16a-移动量检测信号、17-位置检测装置、17a-电梯轿厢的位置检测信号、17b-位置标志、17c-位置标志、17d-位置标志、17e-位置标志、17f-位置标志、17g-位置标志、20-第一过速度、21-第二过速度、100-末端层减速控制装置、101-过速度检测装置、102-减速停止装置、103-加法器、104-放大器、105-比较器、106-机械制动力矩推算器、107-加法器、108-电动机控制器、200-电动机控制装置、201-短路机构、201a-短路控制信号、202-电动机驱动电路。

具体实施方式

以下参照图1至图5对本发明的电梯控制装置的实施例进行说明。

(第1实施例)

图1为具备本发明所涉及的电梯控制装置的电梯结构剖面图。

本第1实施例的电梯设置在由机械室1、升降通道2和电梯坑3构成的空间内。

机械室1中设置了电梯控制装置4、卷扬机的电动机5、卷扬机的机械式制动器6、电梯轿厢的调速器10、电梯轿厢的速度检测器11以及电梯轿厢的移动量检测器16。

电梯轿厢的速度检测器11以及电梯轿厢的移动量检测器16由旋转式编码器等构成。

升降通道2内设置了电梯轿厢7、平衡重8、安装在电梯轿厢7上的位置检测装置17以及位置标记17b～17g，其中电梯轿厢7和平衡重8悬吊在主吊索9的两端，而主吊索9则卷绕在卷扬机上。

安装在电梯轿厢7上的位置检测装置17以激光、电磁力和光等作为检测介质，检测设置在升降通道2内的位置标记17b、17c、17d、17e、17f、17g的位置，并作为电梯轿厢的位置检测信号17a输出到电梯控制装置4中。

电梯坑3中设置了张力滑轮13、缓冲器14以及缓冲器15。张力滑轮13向卷绕在调速器10、电梯轿厢7以及张力滑轮13上的调速器绳索12提供规定的张力。缓冲器14以及缓冲器15分别用于缓和电梯轿厢7以及平衡重8的碰撞。

电梯控制装置4根据来自速度检测器11的电梯轿厢速度11a、来自移动量检测器16的移动量检测信号16a、来自位置检测装置17的检测信号17a，在适当的时间向卷扬机的电动机5输出控制指令5a，以及向机械式制动器6输出制动信号6a，从而对电梯轿厢7的位置进行控制。

图2为电梯控制装置4内的末端层减速控制装置100的结构方块图。

末端层减速控制装置100包括过速度检测装置101以及减速停止装置102。

过速度检测装置101根据所检测到的电梯轿厢速度11a和移动量检测信号16a，在电梯轿厢7的速度达到或超过了过速度水平时，判断为出现了过速度。

图3是表示本发明所涉及的电梯控制装置的减速控制中的电梯轿厢停止位置与速度之间的关系的图。

过速度水平与来自位置检测装置17的检测信号17a所示的电梯轿厢的末端层位置距离位置标记17d、17c、17b或17g、17f、17e的距离对应，被设定成第一过速度20和第二过速度21这两个阶段。

第一过速度20是只依靠卷扬机用电动机5的电制动力矩控制就能够使电梯轿厢停止在末端层上的过速度，而第二过速度21是只依靠卷扬机的机械式制动器6的机械制动力矩就能够使电梯轿厢停止在末端层上的过速度。

即，相对于额定速度高于缓冲器14、15最大额定速度的电梯来说，是一种能够在与缓冲器14，15碰撞以前，使电梯轿厢7安全停止的强制减速方式。

图4为图2的末端层减速控制装置100中的减速停止装置102的内部结构方块图。

减速停止装置102由对第一过速度20或第二过速度21与电梯轿厢速度11a之间的差值进行运算的加法器103、对该差值信号进行放大的放大器104、对第二过速度21与电梯轿厢速度11a进行比较的比较器105、推算在判断为电梯轿厢速度11a超过第二过速度21时，在向机械式制动器6输出制动信号6a后机械式制动器6所获得的制动力矩的机械制动力矩推算器106、对放大器104的输出信号与机械制动力矩推算器106的输出信号之间的差值进行运算以求出力矩指令的加法器107以及根据该力矩指令生成发送给卷扬机的电动机5的控制指令5a的电动器控制器108构成。

当电梯轿厢7的电梯轿厢速度11a达到或者超过了相应于从末端部起算的距离而在过速度检测装置101中规定的第一过速度20时，强制将速度指令切换成第一过速度20。

与正常的速度指令相比较，第一过速度20指令的减速曲线设定得更陡，所以根据电梯轿厢速度11a与第一过速度20指令之间的差值而生成的力矩指令与正常时的指令相比，其力矩增加，通过电动机控制器108发送给卷扬机的电动机5的控制指令5a使制动力矩增加，从而使电梯轿厢7进行强度更大的减速。

即使这样，当电梯轿厢速度11a增速而达到或超过第二过速度21时，仍然根据来自过速度检测装置101的信号，使比较器105动作并输出制动信号6a，从而使机械式制动器6动作，并且通过机械制动力矩，强制使电梯轿厢7减速并停止。

本发明的特征在于，即使在将速度指令切换至第二过速度21指令，而使机械式制动器6动作中，也能够继续控制卷扬机的电动机5。即，同时使用机械式制动器6和电动机5的电力矩控制，将制动力矩和电动机力矩合起来作为制动力使用，而使电梯轿厢7减速并停止。

机械制动力矩推算器106在制动动作中，在对制动信号6a输出后的机械式制动器所特有的制动动作迟延以及制动力矩曲线等的制动器特性加以考虑的基础上输出制动力矩推算值。加法器107从放大器104的输出信号中减去机械制动力矩推算器106的输出信号，并且将其作为发送到电动机控制器108的力矩指令。

其结果，能够防止机械制动动作时的制动动作迟延所导致的制动力的急剧下降或者急剧变动，能够避免制动距离增加或者因过度的紧急停止而给乘客造成冲击。

并且，在本第一实施例的方式中，有时也会因为电动机控制器108的误动作而出现增速。为此，无论同时使用了机械式制动器6的制动力矩和电动机5的电制动力矩，在检测到了电梯轿厢的增速时，都将其视为电动机控制电路的异常，结束由末端层减速控制装置100进行的控制指令5a的运算，而只通过机械式制动器来进行强制性的减速和停止。

在本第一实施例中，由于同时使用了机械式制动器6的制动力矩和电动机5的电制动力矩，所以与以往技术的只依靠电动机或者制动器时的制动力相比，能够获得更大的制动力，对于额定速度高于缓冲器14、15最大额定速度的电梯来说，能够确保在与缓冲器14、15发生碰撞以前，使电梯轿厢安全停止，并且缩短制动距离。

(第二实施例)

图5是本发明所涉及的电梯控制装置的第二实施例中的电动机控制电路的结构方块图。

本实施例中使用的电动机5是具有使输入线发生短路，在转子旋转时向旋转停止方向产生力矩的电气特性的永磁同步电动机等的电动机。

电动机控制装置200包括电动机驱动电路202和短路机构201。短路机构201通过来自末端层减速控制装置100的短路控制信号201a进行开关驱动，使从电动机驱动电路202连接至电动机5的电动机输入线5b、5c、5d短路。

在本第二实施例中，当电梯轿厢速度达到或超过了过速度水平21时，在输出制动信号6a的同时，停止图4的控制指令5a，停止来自电动机驱动电路202的电动机驱动(电力供应)，并且短路机构201使电动机输入线5b、5c、5d短路，从而得到电动机的电气特性所产生的制动力矩。

在本第二实施例中，由于将机械式制动器的制动力矩和由电动机的电气特性产生的制动力矩合起来作为制动力使用，所以与以往技术的只依靠电动机或者制动器时的制动力相比，能够获得更大的制动力，能够缩短制动距离。

而且，由于在电动机控制(电力供应)停止的状态下也能够利用电制动力矩，所以即使发生控制机械故障等需要紧急停止的紧急情况等时也能适用。因此，将电制动力矩以及机械制动力矩合起来作为紧急停止时的制动力使用后，就不需要像以往技术那样将机械式制动器的制动力矩设定得非常大。

(第三实施例)

在第三实施例中，第二实施例的短路机构201内的开关元件由IGBT等构成，在电梯轿厢停止在末端层之前，该开关元件进行多次开关动作，而像汽车的防抱死制动系统那样动作。

在第三实施例中，在电梯轿厢停止在末端层之前，使短路机构201内的开关元件多次开关，间歇地利用电动机的制动力矩，所以能够防止机械式制动器动作开始时的制动力急剧增加，能够进一步缓和给乘客造成的冲击。

Claims (5)

1.一种电梯控制装置，具有：检测电梯升降通道的上下末端距离电梯轿厢的位置的位置检测装置、判断规定位置处的电梯轿厢速度是否小于或者等于与距离末端的距离对应的过速度的过速度检测装置、以及在达到或超过了过速度时强制使电梯轿厢减速并停止的减速停止装置，其特征在于，

所述过速度包括第一过速度以及第二过速度，

所述减速停止装置具有：比较器和电动机控制器，该比较器将第二过速度与电梯轿厢速度进行比较，当达到第二过速度时，向机械式制动器发送制动信号，该电动机控制器在达到第一过速度时，将与第一过速度和电梯轿厢速度之间的差值相对应的控制指令发送给卷扬机的电动机，在达到第二过速度时，将与第二过速度和电梯轿厢速度之间的差值相对应的控制指令发送给所述电动机。

2.一种电梯控制装置，具有：检测电梯升降通道的上下末端距离电梯轿厢的位置的位置检测装置、判断规定位置处的电梯轿厢速度是否小于或者等于与距离末端的距离对应的过速度的过速度检测装置以及在达到或超过了过速度时强制使电梯轿厢减速并停止的减速停止装置，其特征在于，

所述过速度包括第一过速度以及第二过速度，

所述减速停止装置具有：比较器、机械制动力矩推算器、加法器和电动机控制器，该比较器将第二过速度与电梯轿厢速度进行比较，当达到第二过速度时，向机械式制动器发送制动信号，该机械制动力矩推算器在对制动信号输出后的所述机械式制动器所特有的制动动作迟延以及制动力矩曲线等的制动器特性加以考虑的基础上输出制动力矩推算值，该加法器在达到第二过速度时，从与第二过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令中减去所述制动力矩推算值，并且输出到所述电动机控制器中，该电动机控制器在达到第一过速度时，将与第一过速度和电梯轿厢速度之间的差值相应的控制指令发送给卷扬机的电动机，在达到第二过速度时，将与所述加法器的输出相应的控制指令发送给所述电动机。

3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述电动机是向停止使输入线发生短路且转子旋转时的旋转的方向产生力矩的电动机，

在电动机驱动电路和所述电动机之间具有短路机构，该短路机构在达到所述第二过速度时，根据来自所述减速停止装置的短路控制信号而被开关驱动，以使所述输入线短路。

4.根据权利要求3所述的电梯控制装置，其特征在于，

所述短路机构包括IGBT等开关元件，该开关元件在短路开始至电梯轿厢停止在末端层为止的期间内进行多次开关。

5.一种电梯系统，其特征在于，具备权利要求1至4中任一项所述的电梯控制装置。

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