CN85103091A

CN85103091A - 升降机速度控制装置

Info

Publication number: CN85103091A
Application number: CN85103091.2A
Authority: CN
Inventors: 棚桥徹; 石井敏昭; 三井修三
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1987-07-08
Also published as: CN1006215B

Abstract

本发明涉及一种升降机的速度控制装置，在该种装置中设置了一个用于检测感应电动机环境温度的温度检测器，还设置了一个采用微型电子计算机的运算装置，该运算装置不但能计算出转子的温度升高量同时还能通过运用这个温度升高量和温度检测器的温度检测信号来获得转子的电阻值，通过运用温度补偿电阻值去计算最佳瞬时电流目标值，从而可以消除感应电动机的过压和转矩过小的问题。

Description

本发明涉及一种升降机速度控制装置，它的机箱是通过供给感应电动机一个经过脉冲宽度调制的交变电流来驱动的。

图5是一个方框图，以例表示了在日本专利申请官方公报上公开的56-123795号申请-一个先有的升降机速度控制装置及其机箱驱动系统的结构。由图看到，整流器2把三相交流电源1整流，通过电容器3把其整流输出平滑，随后通过变换器4把经过脉冲宽度调制的交变电流加到感应电动机5上。速度检测器6（如转速表传感器）和升降机构的绞缆輪7都被直接地连接感应电动机5。机箱9连结到绕在绞缆輪7上的主绞缆8的一端，而把配重块10连结到绞缆的另一端。此外，把作为驱动机箱的适宜速度标准的速度目标值产生器11的速度目标值S11和速度检测器6的速度检测信号S6输入到微型计算机20，在微型计算机中，为了感应电动机5的向量控制计算出转差频率目标值和初级电流目标值，同时，计算出感应电动机5的瞬时电流目标值S20。把这个瞬时电流目标值S20和电流检测器12的电流检测信号S12一起送到脉冲宽度调制电路13（以后称为“PWM电路”），电流检测器12用于检测变换器4的输出电流。PWM电路13计算出瞬时电流S20与电流检测信号S12之差，产生一个使这个差值变为零的脉冲宽度调制信号，并把它加到基极驱动电路14上，基极驱动电路14根据脉冲宽度调制信号给出变换器4中晶体管的基极信号，以便控制晶体管的开启次数。

微型计算机20的组成有：分别用于接收速度目标值S11和速度检检测信号S6的接口电路21和22;微处理器23;用于存贮数据和微处理器程序的ROM24和RAM25;用于把数字信号转换为模拟信号并把其后者输出的数模转换器（D/A）。

因为，图5所示的控制电路中，感应电动机5是在转差频率的控制之下的，微型计算机20需要进行下式的计算：

I₁＝I_M

\sqrt{1+(\frac{L_{2}}{R_{2}} {·W}_{S})^{2}} ……(1)

这里，

I₁：初级电流值;

I_M：次级的激励电流;

L₂：次级电感;

R₂：次级电阻，

Ws：转差频率目标值。

在这里，根据感应电动机的环境温度和它的转子的温度，次级电阻R₂应该是不同的，它们之间的变化关系以下式为例表示：

R₂＝R₂₀· (234.5+t)/(234.5+t_O) ……（2）

这里，

R₂：在温度t时的次级电阻。

R₂₀：在温度t₀的次级电阻。

然而，在图5所示这类先有速度控制装置中一直是采用一个固定的值作为次级电阻。由于转子温度的升高而使次级电阻值变大时，这种固定次生电阻的方案会导致出感应电动机过压的缺点;反之，由于温度低次级电阻值很小时，感应电动机电压的降低将导致转动力矩的不足。

本发明的目的正是为了消除上述的缺点，提出了一种升降机的速度控制装置，其中包含有：一个用于检测感应电动机环境温度的温度检测器;应用微型计算机的一个运算装置，具有计算转子温度升高量的功能以及通过这个温度升高量和温度检测器的温度检测信号的运用来获得转子电阻值的功能，通过运用温度补偿电阻值计算出最佳瞬时电流目标值，使之能够避免感应电动机的过压和转矩的不足。

图1是一个方框图，表示本发明的一个实施方案的结构;

图2是一个说明本实施方案如何工作的流程图;

图3是说明在本实施方案中的运算装置整个工作的功能方框图;

图4是解释另一个实施方案的流程图;

图5是表示一个先有的实施方案的方框图。

在图1的方框图中表示了本发明的一种实施方案的结构，在这里所用的与图5同样的符号分别代表了相同的部件。

在硬件方面，本实施方案与图5的实施方案的配置不同点在于附加设置了温度检测器15，该温度检测器用于检测感应电动机5的环境温度，例如，机房的温度，本方案还附设了接口27，用于接受要送到微处理器23的温度检测器15的温度检测信号。

下面将通过参考图2的流程图和图3的功能方框图，以新的组成为中心来描述上述实施方案的工作。

现在让我们以I₂表示根据初级电流计算出的次级电流，即转子电流，则转子产生的热量通过下式计算：

P_W＝mrI² ₂……（3）

这里m：为初级电流的相数。

r：根据初级计算出的次级电阻。

因此，当通过T表示转子的温度时间常数，通过R_C表示它的辐射电阻时，转子的温度升高可以通过下式求得：

△Qr＝R_C∫^t ₀（1-

）P_Wdt……（4）

此外，考虑到机房的温度变化是比较适中的情况，则转子的温度可由下式计算：

Qr＝∫^t ₀（1-

）dt+Qa……（5）

这里，Qa代表机房的温度。

图2表示在微型计算机20a中计算转子电阻值的处理步骤。首先，执行式（3）的计算以便获得转子的热产生量P_W（S101）。随后，从对方程式（4）微分计算出转子的温度升高（S102）。通过执行式（5）的计算得出转子的温度以后，运用式（2）求出转子的电阻值R₂（S103，S104）。这个电阻值R₂正是一个通过补偿温度升高量而获得的值，这个温度升高量是由于电动机的环境温度变化和感应电动机内的电流所产生的。

图3一个通过运用电阻值R₂来计算感应电动机瞬时电流目标值的功能方框图。

参看这个图，由PI（比例加积分）计算方框31，对速度检测器6的速度检测信号S6与速度目标值产生器的速度目标值S11之差进行PI控制计算，从而计算出一个转矩电流目标值S31，该目标值用于产生一个与所需转矩相应的转矩电流I_T。接着，根据这个转矩电流目标值S31，在初级电流方框32中执行下式的计算，以便计算出初级电流目标值S32：

I₁＝

\sqrt{I^{2}_{M} + T^{2}_{T}}

……（6）

这里I_M表示激励电流分量。此外，转差频率方框33，根据下式计算出转差频率目标值S33，而该式是基于转矩电流目标值S31和对于图2所述的转子电阻值R₂来计算的：

W_S＝ (R₂)/(L₂I_M) ·I_T……（7）

接着，把转差频率目标值S33与速度检测器6的速度检测信号S6相加，通过积分方框34，计算出输出频率的相角目标值S34。随后，相角目标值S34经过正弦波计算方框35的正弦波计算后，通过乘法方框36把该正弦波目标值S35与上述的初始电流目标值S32相乘，并由图1所示的微型计算机20a，通过D/A转换器26把瞬时电流S20输出。

由于转子电阻值的校正，计算出最佳瞬时电流目标值，并且消除了感应电动机5的过电压和转矩不足的问题。

图4表示本发明的另一个实施方案。处理步骤S203到S206与图2所示的对应步骤S101到S104完全相同，而计算辐射电阻Rc和温度时间常数T的步骤是在上述这些步骤之前。

这是符合下面的事实的，当使用自通风类感应电动机时，辐射电阻Rc和温度常数T是随着转数而变化的。更具体地说，对于每次起动时运行速度都有所变化的升降机系统中，如果运用通过平均运行模式所得到的值来计算温度就会造成很大的误差。在自通风类感应电动机的情况下下，转数为N时，辐射电阻Rc通过下式计算：

Rc＝Rc·（ (Rc)/(N) ）^0.4至0.5……（8）

据此，可通过下式计算出温度时间常数T：

T＝T₀× (Rc)/(Rco) ……（9）

从而，计算出了更高精度的转子温度。

于是，与图1到图3所述的实施方案相比。我们获得了更高精度的瞬时电流目标值。

虽然，在上述实施方案的每一个中，一直是运用微型计算机来计算瞬时电流目标值，但是也可以使用一些执行与上述相似的计算工作的装置。即：一个计算初级电流目标值和转差频率目标值并把它们相乘的电流目标值计算部分，从而得出瞬时电流目标值;一个电阻值计算部分，它不但能通过运用瞬时电流目标值计算出转子温度升高分量，而且还能通过运用计算出的温度升高分量和温度检测信号计算出转子的电阻值。

从上述看出，按照本发明，升降机的速度控制装置包含有：用于检测感应电动机的环境温度的温度检测器;通过运用温度检测器的温度检测信号和瞬时电流目标值来计算转子电阻值的电阻值计算部分。使之将感应电动机周围的温度变化量和转子的温度升高分量两个因素都考虑在内来实现最佳温度补偿，从而可靠地消除了感应电动机的过压和转矩过小的问题。

Claims

1、一种升降机的速度控制装置，其中含有：一个为驱动升降机机箱而对感应电动机供给交变电流的变换器；一个电流目标值计算部分，它运用速度目标值、感应电动机的速度检测信号和感应电动机转子的电阻值信号来计算感应电动机的瞬时电流目标值；一个脉冲宽度调制电路，它使得这个变换器受制于脉冲宽度，而脉冲宽度是通过运用电流目标值计算部分的瞬时电流目标值和变换器的输出电流检测信号来控制的；一种升降机的速度控制装置包括：一个检测感应电动机环境温度的温度检测器；一个电阻值计算部分，通过运用上述温度检测器的温度检测信号计算出转子的电阻值，并把这计算出的电阻值加到上述的电流目标值计算部分，以便计算出瞬时电流目标值。

2、根据权项1的升降机速度控制装置，其中所述的温度检测器检测出电动机所在的机房温度。

3、根据权项1的升降机速度控制装置，其中所述的电流目标值计算部分根据速度目标值和感应电动机的速度检测信号计算出初级电流目标值和对应于感应电动机所要求转矩的转矩电流目标值;通过运用转矩电流流目标值和感应电动机转子的电阻值信号计算出转差频率目标值;通过运用转差频率目标值、速度检测信号和初始电流目标值计算出感应电动机的瞬时电流目标值。

4、根据权项1的升降机速度控制装置，其中所述的电阻值计算部分计算出电动机转子产生的热量;根据这个热量计算出转子的温度升高;并通过运用这个温度升高值和温度检测信号计算出转子的电阻值。

5、根据权项4的升降机速度控制装置，其中所述的电阻计算部分根据流经转子的电流计算出转子产生的热量。

6、根据权项4的升降机速度控制装置，其中所述的电阻值计算部分把转子的温度升高值和温度检测信号所表示的温度值相加，从而计算出转子的温度，并通过运用计算出的温度计算出转子的电阻值。

7、根据权项1的升降机速度控制装置，其中的感应电动机是自通风类的，所述的电阻值计算部分根据用转数校正的辐射电阻和温度时间常数计算出转子的电阻值。

8、根据权项7的升降机速度控制装置，其中所述的电阻值计算部分通过运用校正了的辐射电阻值和温度时间常数计算出温度升高值。