CN1902116A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

在电梯控制装置中，根据轿厢内的载重量，来改变轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度。在电梯控制装置中设有限制条件设定部。限制条件设定部限制轿厢的速度和加减速度中的至少一方，以防止电梯的构成组件过载。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及一种电梯控制装置，其使轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度可变。

背景技术

例如，在日本专利公报特开2003-238037号所公开的现有的电梯控制装置中，根据由轿厢内的载重量所产生的负载(以下称为“轿厢负载”)，在电动机以及驱动该电动机的电气设备的驱动范围内，使轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度发生变化。由此，电动机的富余动力被利用，从而提高了轿厢的运行效率。

然而，在现有的电梯控制装置中，其仅将电动机以及驱动电动机的电气设备的驱动极限作为限制条件，而没有考虑除此之外的构成要素的驱动极限，因此，作为限制条件来说，未必完善，所以要求进一步提高运行效率。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种电梯控制装置，其能够在容许负载范围内使用所有的构成组件，并同时实现运行效率的进一步提高。

本发明所涉及的电梯控制装置，用于根据轿厢内的载重量，来使轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度发生变化，所述电梯控制装置包括限制条件设定部，所述限制条件设定部限制轿厢的速度和加减速度中的至少一方，以防止电梯的构成组件过载。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电梯装置的结构图；

图2是表示图1中的速度图形生成部的具体结构示例的方框图；

图3是表示多个构成组件的、轿厢负载与加速度上限值之间的关系的曲线图；

图4是表示多个构成组件的、轿厢负载与减速度上限值之间的关系的曲线图；

图5是表示多个构成组件的、轿厢负载与匀速行驶时的轿厢速度之间的关系的曲线图；

图6是表示轿厢负载与不超过曳引能力的加减速度的上限值之间的关系的曲线图；

图7是表示轿厢负载与不超过电源设备容量的轿厢速度和加减速度之间的关系的曲线图；

图8是表示电动机部的可输出转矩与速度的范围之间的关系的曲线图；

图9是表示本发明实施方式6的电梯装置的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的电梯装置的结构图。在图中，在井道的上部设置有驱动装置(曳引机)1。曳引机1具有电动机部2和通过电动机部2进行旋转的驱动绳轮3。在电动机部2中还设有对驱动绳轮3的旋转进行制动的制动器部(未图示)。

另外，在井道的上部还设有可旋转的偏导轮4。在驱动绳轮3和偏导轮4上卷绕有多根(图中只示出一根)主绳索5。在主绳索5的一端部悬吊有轿厢6。在主绳索5的另一端部设置有对重7。

对重7的重量设定为：在轿厢6的载重量为最大载重量(满载)的大致一半(半载)时，该对重7与轿厢6平衡。

用于控制电动机部2的运转的电梯控制装置具有：轿厢负载检测部8、速度图形生成部9以及电动机控制部10。

轿厢负载检测部8检测轿厢6内的载重量(轿厢负载)，并将检测结果发送给速度图形生成部9。另外，作为轿厢负载检测部8，能够使用已知的秤量装置。此外，轿厢负载检测部8也可以是通过换算电动机部2的电流值等来求出轿厢负载的装置。

电动机控制部10按照由速度图形生成部9所生成的速度图形，来控制电动机部2的驱动。另外，电动机控制部10具有逆变器等控制部主体，以及用于执行控制程序的单元。

速度图形生成部9包括：图形生成部主体11，其用于计算轿厢6(或者电动机部2)的速度图形；以及限制条件设定部12，其将与对轿厢6的速度和加减速度的限制相关的信息发送给图形生成部主体11。来自轿厢负载检测部8的信号被分别输入到图形生成部主体11以及限制条件设定部12中。

图形生成部主体11根据轿厢6内的载重量，来生成在最短时间内到达目的楼层的速度图形。速度图形的计算方法可以使用例如在日本专利公报特开2003-238037号中公开的方法。另外，生成速度图形时所使用的轿厢6的速度和加减速度，可以是通过限制条件设定部12所求得的速度和加减速度的上限值。

限制条件设定部12限制轿厢6的速度和加减速度，以防止电梯的构成组件过载。在构成组件中，例如包括：电动机部2、电动机控制部10、主绳索5、电源变压器或断路器等电源设备、再生设备、制动装置、安全装置以及蓄电池等。限制条件设定部12根据轿厢6内的载重量，将与对轿厢6的速度和加减速度的限制相关的信息发送给图形生成部主体11。

图2是表示图1中的速度图形生成部9的具体结构示例的方框图。在速度图形生成部9中，设有输入输出部13、CPU(处理部)14以及存储部15，它们兼用作图形生成部主体11和限制条件设定部12。

来自轿厢负载检测部8的检测信号通过输入输出部13输入至CPU14中。另外，从输入输出部13输出发送给电动机控制部10的指令信号。存储部15包括：ROM，其存储有用于生成速度图形的程序以及用于设定限制条件的程序；以及用于临时存储在CPU14中进行运算时使用的数据的RAM等。CPU14根据保存在存储部15中的程序来执行运算处理。

在此，在该实施方式中，根据轿厢负载，轿厢匀速行驶时的速度和加减速行驶时的加减速度是可变的。即，通过利用电动机部2和电动机控制部10的逆变器的富余动力，根据轿厢负载使速度图形可变。并且，在该实施方式中，考虑受到轿厢6的速度和加减速度影响的各种构成组件的驱动极限，来对速度图形进行限制。

所谓构成组件的驱动极限，是指即使该组件连续使用或使用预定时间也不会达到过载状态的最大容许负载。如果负载小于等于最大容许负载，该组件的正常动作就能得到保障，而不会产生故障或损坏。在该实施方式中，由限制条件设定部12根据轿厢负载来设定轿厢6匀速行驶时的速度的上限值和加减速行驶时的加减速度的上限值。

接下来对限制条件设定部12设定上限值的方法进行说明。图3是表示多个(多种)构成组件的、轿厢负载与加速度上限值之间的关系的曲线图；图4是表示多个构成组件的、轿厢负载与减速度上限值之间的关系的曲线图；图5是表示多个构成组件的、轿厢负载与匀速行驶时的轿厢速度之间的关系的曲线图。

在图3～图5中，当轿厢负载为L1时，加速度的上限值的最小取值为αm。从而，作为上限值确认对象的所有构成组件在驱动极限内的加速度的上限值为αm。这样，通过在所有构成组件中选择上限值最小的组件，能够推导出不超过所有构成组件的驱动极限的上限值。

同样地，减速度、匀速行驶时的轿厢速度的上限值分别成为βn、vj。

这样，限制条件设定部12根据轿厢6内的载重量，针对预先确定的多个构成组件求出轿厢6的速度和加减速度各自的容许值(上限值)，并将最低的容许值作为与限制相关的信息发送到图形生成部主体11。

另外，在图3～图5中所示的上限值的信息，可以作为表格值预先存储在限制条件设定部12中，也可以每次根据计算公式来求出。

在如上所述的电梯控制装置中，考虑了各种构成组件的驱动极限，来设定轿厢6匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值，并在该范围内使用最大限度的轿厢速度和加减速度，或者在最短时间内到达目的楼层这样的轿厢速度和加减速度，来生成速度图形，因此，能够在避免构成组件过载的范围内使运行效率进一步提高。

此外，除轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度孩之外，还可以设定用于限制加加速度(jerk)(加减速度的变化率)的上限值。

另外，在上述的例子中，对轿厢匀速行驶的速度以及加减速行驶时的加减速度两者都进行了限制，然而也可以仅限制任一方。

实施方式2

下面，对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，根据由电梯构成组件驱动绳轮3与主绳索5之间的曳引能力限制的条件，来设定轿厢6的加减速度的上限值。这里所说的曳引能力，是指主绳索5不会在驱动绳轮3上打滑(驱动绳轮3不空转)、能够使轿厢6升降的能力。另外，曳引能力例如由驱动绳轮3与主绳索5之间的摩擦系数、主绳索5在驱动绳轮3上的卷绕角度等确定。

当作用于主绳索5的在驱动绳轮3与轿厢6之间的部分上的张力，与作用于主绳索5的在驱动绳轮3与对重7之间的部分上的张力的比，超过了由曳引能力确定的值时，主绳索5发生打滑。产生上述张力的主要原因是：轿厢6侧的重量，对重7的重量，以及电动机部2产生的转矩。

另外，如果轿厢6侧的重量和对重7的重量确定，则由电动机部2所产生的转矩来确定轿厢6的加减速度；因此相反地，如果轿厢6侧的重量、对重7的重量以及轿厢6的加减速度确定，则可求出与其对应的电动机部2的产生转矩。

从而，如果轿厢6侧的重量、对重7的重量以及轿厢6的加减速度确定，则能够求出上述的张力比，由此就能够求出不超过曳引能力的加减速度的上限值。

图6是表示轿厢负载与不超过曳引能力的加减速度的上限值之间的关系的曲线图，其表示轿厢6上升时的轿厢负载与此时加减速度上限值的一个示例。省略了轿厢6下降时的图，但是其能够使用与上升时相同的思路。即，下文虽然是对轿厢6上升的情况进行说明，但是轿厢6下降的情况也是相同的。

在实施方式2中，根据轿厢负载检测部8检测到的轿厢负载，通过限制条件设定部12来设定加减速度的上限值。这时，例如在检测出轿厢负载为L1的情况下，从图6中选出加速度的上限值α1和减速度的上限值α2。然后，通过图形生成部主体11，在不超过上限值的范围内，运用与实施方式1中所述的方法相同的方法生成速度图形，从而使轿厢6行驶。

这样，在实施方式2中，在曳引能力的范围内，根据轿厢负载来设定轿厢6的加减速度的上限值，因此，能够在主绳索5不会相对于驱动绳轮3发生打滑的范围内调整加减速度，能够实现运行效率的提高。

此外，如图6中所示的上限值的信息，可以作为表格值预先存储在限制条件设定部11中，也可以每次通过计算公式来求出。

实施方式3

下面对本发明的实施方式3进行说明。在实施方式3中，在行驶中的电梯的消耗电力不超过作为电梯构成组件的电源设备的容量的限制条件下，通过限制条件设定部12来设定匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值。由此，在电梯的消耗电力不超过电源设备的容量的范围内，生成在短时间内到达目的楼层的速度图形。

限制条件设定部12根据轿厢负载，来设定满足限制条件的匀速行驶时的速度上限值和加减速行驶时的加减速度上限值。图形生成部主体11根据限制条件设定部12所设定的上限值与轿厢负载来生成速度图形。

图7是表示轿厢负载与不超过电源设备的容量的轿厢速度和加减速度之间的关系的曲线图。图7中的关系使用下述公式进行计算。

电源设备容量≤电梯的消耗电力×k

k表示某个定值，例如是将电梯的消耗电力转换成电源设备供给的电力的系数。另外，电梯的消耗电力，例如能够通过电动机部2产生的转矩与此时的旋转速度的积来求出。

现在当轿厢负载为L1时，限制条件设定部12将匀速行驶时的速度、加速度以及减速度各自的上限值分别设定为vm、α2、α1。由此，可防止因超过电源设备容量的运转而导致电源系统陷入过载状态或导致电源系统被切断。

在此，电源设备容量例如可以是，提供给逆变器的电源的容量，或该电源断路器的容量等。另外，电源设备容量也可以为：轿厢6的载重量为额定载重量、并且轿厢6以某固定速度行驶时所消耗的电力。此外，电源设备容量也可以是：轿厢6的载重量为额定载重量、并且轿厢6以某加减速度行驶时的最大消耗电力。

另外，在通过蓄电池向电梯提供电力的情况下，也可以使电源设备容量为蓄电池的电池容量。在实施方式3中，在停电时等将电源的供给源切换到蓄电池的情况下，匀速行驶时的速度与减速行驶时的加减速度被设定成：能够在不超过蓄电池的电源容量的范围内，在更短的时间内到达目的楼层。

一般来说，由于蓄电池的电力供给能力小于通常的电源，因此不能使轿厢高速行驶，或者使轿厢以较大的加减速度进行加减速，但是，轿厢6以这样的方式行驶：能够在蓄电池的电力供给范围内，以更短的时间到达目的楼层，因此，能够将服务品质的降低抑制在最小限度。

另外，如图7中所示的上限值的信息，可以作为表格值预先存储在限制条件设定部12中，也可以每次通过计算公式来求出。

实施方式4

下面对本发明的实施方式4进行说明。在实施方式4中，设定匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值，以使不超过再生运转时在电源再生的电力的处理能力。再生处理能力是指作为电梯构成组件的再生设备可再生的电力。具体来说，就是通过作为再生设备的再生电阻所能够消耗的电力，或者作为再生设备的再生变换器的再生容量。

与电梯的消耗电力一样，轿厢6侧的重量与对重7的重量的差的越大，或者轿厢6的行驶速度或加减速度越大，再生电力就越大。另外，由于再生电力能够通过电动机部2产生的转矩与此时的旋转速度的积计算出来，因此能够使用与实施方式3相同的方法。从而，能够使用与图7相同的图(省略)，根据轿厢负载，在不超过再生处理能力的条件下，通过限制条件设定部12分别设定匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值。然后，图形生成部主体11根据限制条件设定部12所设定的上限值与轿厢负载，生成速度图形。

从而，在实施方式4中，能够防止因超过再生处理能力的运转而导致再生设备陷入过载状态。另外，由此能够抑制再生设备的发热。进而，还能够避免由过载状态而导致的电梯停运等，能够防止发生服务品质降低的情况。此外，能够在再生处理能力范围内改变速度图形，以使运转效率提高。

实施方式5

下面对本发明的实施方式5进行说明。在实施方式5中，电动机控制部10中含有磁场削弱控制部(未图示)。磁场削弱控制是适用于永磁电动机的电动机控制方法，其通过使负电流沿磁场磁通方向(d轴方向)流动来获得减磁效果。由此，能够抑制电动机的端子电压，从而可以更高的转速驱动电动机。

图8是表示电动机部2的可输出转矩与速度范围之间的关系的曲线图。在图中，(a)表示不进行磁场削弱控制时的可输出范围，(b)表示进行了磁场削弱控制时的可输出范围。如图所示，通过进行磁场削弱控制，可以将电动机部2的驱动范围扩大到高速侧。另外，此时并不需要改变逆变器等电气设备的容量。

从而，通过使用磁场削弱控制，不改变电气设备就能够将匀速运动时的速度上限值设定得更高。特别是轿厢6侧的重量与对重7的重量的差越小，该效果越能得到发挥。其原因在于，第一，当重量差很小时，所需要的电动机转矩很小，因此电梯的消耗电力和再生电力也很小，结果是不容易受到电源设备容量的限制和再生容量的限制条件等的影响；第二，根据磁场削弱控制的性质，产生转矩越小，能够使电动机的旋转速度越高。

如上所述，在实施方式5中，通过在电动机控制部10中设置磁场削弱控制部，能够在不增大逆变器或电源设备等的容量的情况下，提高匀速行驶时的轿厢速度的上限值，从而能够实现运转效率的提高。

实施方式6

下面，图9是表示本发明实施方式6的电梯装置的结构图。在图中，在速度图形生成部9中设有检测值修正部16。由轿厢负载检测部8检测到的轿厢6内的载重量的信息被输入到检测值修正部16中。检测值修正部16将预先设定的修正值与载重量相加，并输出至图形生成部主体11和限制条件设定部12中。

在检测值修正部16中使用的修正值，用于在轿厢负载检测部8检测到的轿厢6内的载重量含有误差的情况下，修正该误差。例如，当加上校正值以增大轿厢6侧整体的重量与对重的重量之差时(因此，有时加上负的修正值)，针对与所加上的修正值相当的误差量(轿厢6内的载重量与该检测值的误差量)，设定不会超过构成组件的驱动极限的匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值。

例如，将轿厢的重量设为a，轿厢内的载重量的真值设为b，由轿厢负载检测部8检测出的轿厢6内的载重量的检测值设为b1，对重的重量设为c，修正值设为d(d＞0)，轿厢6侧整体的重量与对重的重量的差设为Δm，此时，Δm＝a+b-c。然而，由于用于生成速度图形而使用的轿厢6内的载重量的值为b1，因此在b＞b1时，存在|Δm|比实际值小b-b1的情况。从而，针对比|Δm|小上述误差量的值生成速度图形。

通常，由于|Δm|越小，电动机部2等组件的富余就越大，因此就会生成具有更大的速度或加速度的速度图形。从而，针对某个|Δm|设定的速度图形(匀速行驶时的速度的上限值以及加减速行驶时的加减速度的上限值)，相对于大于|Δm|的重量差，通常无法收敛在构成组件的驱动极限内。

在实施方式6中，生成在这样的情况下也不会超出构成组件的驱动极限的速度图形。即，检测值修正部16将修正量d＞|b1-b|与轿厢负载检测值b1相加，将修正后的轿厢负载检测值b1+d输出至图形生成部主体11和限制条件设定部12。与使用|Δm|相比，使用修正后的值时上述的重量差变大，因此通过限制条件设定部12设定的匀速行驶时的速度的上限值和加减速行驶时的加减速度的上限值，以及通过图形生成部主体11运算得到的速度图形就不会超出构成组件的驱动极限。

这样，即使在轿厢负载检测部8的输出值含有误差的情况下，也能够通过检测值修正部16来修正输出值，由此能够在不超过电梯的构成组件的驱动极限的范围内，将匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度设定为最大限度的值。由此能够实现电梯运行效率的提高。

此外，修正值d例如可以设定为相当于轿厢负载检测部8的检测精度的值。

Claims (9)

1.一种电梯控制装置，根据轿厢内的载重量，来使上述轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度发生变化，所述电梯控制装置包括：

限制条件设定部，其限制上述轿厢的速度和加减速度中的至少一方，以防止电梯的构成组件过载。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

还具有图形生成部主体，其根据上述轿厢内的载重量来生成上述轿厢的速度图形；

上述限制条件设定部根据上述轿厢内的载重量，将与对上述轿厢的速度和加减速度的限制相关的信息发送给上述图形生成部主体。

3.根据权利要求2所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述限制条件设定部根据上述轿厢内的载重量，针对预先确定的多个构成组件，求出上述轿厢的速度和加减速度中的至少一方的容许值，并将最低的容许值作为与限制相关的信息。

4.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述构成组件是悬吊上述轿厢的主绳索，以及通过上述主绳索使上述轿厢升降的驱动装置；

上述限制条件设定部限制上述轿厢的加减速度，以防止超出上述主绳索与上述驱动装置之间的曳引能力。

5.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述构成组件为电源设备，

上述限制条件设定部限制上述轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度，以防止超出上述电源设备的电力供给能力。

6.根据权利要求5所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述电源设备为蓄电池。

7.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

上述构成组件是用于处理在再生运转时再生的电力的再生设备；

上述限制条件设定部限制上述轿厢匀速行驶时的速度以及加减速行驶时的加减速度，以防止超出上述再生设备的再生处理能力。

8.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

还具备电动机控制部，其用于控制使上述轿厢升降的驱动装置的电动机部；

上述电动机控制部中包括磁场削弱控制部，上述磁场削弱控制部用于执行使负电量沿磁场磁通方向流动的磁场削弱控制。

9.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，

还具备检测值修正部，其用于对上述轿厢内的载重量的检测值的误差进行修正。

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