FI124592B - Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi - Google Patents
Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI124592B FI124592B FI20135682A FI20135682A FI124592B FI 124592 B FI124592 B FI 124592B FI 20135682 A FI20135682 A FI 20135682A FI 20135682 A FI20135682 A FI 20135682A FI 124592 B FI124592 B FI 124592B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- elevator
- current
- axis
- electric motor
- motor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
- B66B1/304—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor with starting torque control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/32—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on braking devices, e.g. acting on electrically controlled brakes
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
Description
MENETELMÄ JA LAITTEISTO HISSIN SÄHKÖMOOTTORIN OHJAAMISEKSI
Keksinnön ala 5 Keksintö liittyy menetelmiin j a laitteisiin hissin sähkömoottorin ohj aarni seksi.
Keksinnön tausta
Hissikoria ajetaan hissikuilussa sähkömoottorilla vasteellisena annetuille hissikutsuille. Liikkeelle lähtevän hissikorin nopeus kiihdytetään tasaisesti maksiminopeuteen, ja nopeus hidastetaan uudelleen tasaisesti nollaan hissikorin saapuessa pysähtymiskerrok-10 seen.
Hissikorin nopeus mitataan tavallisesti sähkömoottorin roottorin akselin päästä enkoo-derilla, ja mitattu nopeus säädetään halutuksi asettelemalla taajuusmuuttajalla sähkö-moottorin virtaa.
Mikäli enkooderi vikaantuu tai mikäli enkooderin toiminta keskeytyy esimerkiksi säh-15 kökatkoksen aikana, myös hissin toiminta keskeytyy. Hissin asennusaikainen käyttö taas edellyttää enkooderin tai vastaavan liikeanturin asentamista sähkömoottoriin.
Keksinnön tarkoitus
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin ratkaisu hissin ajamiseksi ilman enkooderia tai o vastaavaa liikeanturia. Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnössä tuodaan esiin
Ovi co 20 patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi sekä i c\j patenttivaatimuksen 11 mukainen hissin ohjauslaitteisto. Keksinnön edullisia suoritus- x muotoja on kuvattu epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnöllisiä suoritusmuoto- cc ja sekä eri suoritusmuotojen keksinnöllisiä yhdistelmiä on esillä myös hakemuksen seli-
C\J
oo tysosassa ja piirustuksissa.
LO
CO
i- 25 Keksinnön yhteenveto o
CvJ
Keksinnön mukaisessa menetelmässä hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi määritetään sähkömoottorin roottorin alkukulma signaali-injektiomenetelmällä, kun jarrulaite on 2 kytketty jarruttamaan sähkömoottorin roottoria; esitetään ortogonaalinen d, q -koordinaatisto määritetyn alkukulman avulla siten, että d -akseli on roottorin magneet-tiakselin suuntainen; valitaan hissikorin ajosuunta sekä määritetään hissin kuorma ennen ajon alkua; muodostetaan q -akselin suuntaisen virran ohjearvo hissin ajosuunnan pe-5 rusteella ja verrannollisena hissin kuormaan; muodostetaan lisäksi d -akselin suuntaisen virran ohjearvo vastustamaan hissin epätasapainon äkillisestä kasvusta aiheutuvaa na-pakulman muutosta; sekä avataan sähkömoottorin roottoria jarruttava jarrulaite ja ajetaan hissikoria ohjaamalla sähkömoottoriin ohjearvon mukainen virta. Täten hissin ajo voi jarrulaitteen avautuessa käynnistyä tasaisesti ja ryntäämättä, vaikkei hissin ohjauk-10 sella olisikaan käytettävissä enkooderilta tai vastaavalta saatavaa liike- ja kulmatietoa sähkömoottorin roottorista.
Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa hissin epätasapainolla tarkoitetaan vetoköysis-sä vetopyörän eri puolilla vaikuttavien vastakkaissuuntaisten voimien resultanttia, joka voimaero siis pyrkii kääntämään vetopyörää.
15 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa d -akselin suuntaisen virran ohjearvo käsittää murto-osan q -akselin suuntaisen virran ohjearvosta. Tällöin d -akselin suuntaisen virran roottorin liikettä vakauttava vaikutus kasvaa q -akselin suuntaisen virran ja täten nostettavan kuorman kasvaessa, mikä stabiloi nostettavan kuorman liikkeen tehokkaasti.
Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sähkömoottori on kestomagneettitahtimoottori.
^ 20 Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa d -akselin suuntaisen virran ohjearvo o ^ sisältää lisäksi erillisen vakiotermin. Vakiotermi stabiloi roottorin pyörimistä varsinkin co 9* pienillä q -akselin suuntaisen virran arvoilla.
c\j
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa muodostetaan nopeusohje, jolle vas-cc teellisenä hissikoria ajetaan hissikuilussa; muodostetaan virran ohjearvon taajuus nope- oo 25 usohjeen avulla; sekä ajetaan hissikoria ohjaamalla sähkömoottoriin ohjearvon mukai- co nen virta. Tämä tarkoittaa sitä, että hissikoria voidaan ajaa tasaisesti ja luotettavasti vir-^ ran ohjearvon ja täten nopeusohjeen mukaisella taajuudella, vaikkei hissin ohjauksella olisikaan käytettävissä enkooderilta tai vastaavalta saatavaa liike- ja kulmatietoa sähkömoottorin roottorista.
3
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa muodostetaan sähkömoottorin roottorin pyörimisnopeudelle kuvaus perustuen sähkömoottorin syöttöjännitteeseen, virtaan sekä induktanssiin; mitataan roottorin pyörimisnopeutta muodostetun kuvauksen avulla; sekä käynnistetään säätösilmukka roottorin mitatun pyörimisnopeuden säätämiseksi 5 kohti nopeusohjetta, kun roottorin mitattu pyörimisnopeus ylittää asetetun kynnysarvon.
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa keskeytetään mainittu säätösilmukka, kun roottorin mitattu pyörimisnopeus alittaa asetetun kynnysarvon.
Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa, ennen säätösilmukan käynnistämistä asetetaan säätösilmukan alkuarvot vastaamaan moottoriin syötettävän virran ohjearvoa.
10 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa hissin ajosekvenssi on kaksi- tai useampivai-heinen. Eräissä suoritusmuodoissa ajosekvenssin eri vaiheet on eroteltu hissikorin liiketilan perusteella toisistaan, jolloin ajosekvenssi voi käsittää seuraavat vaiheet: liikkeelle lähtö, tasaisesti kasvava kiihtyvyys (jerkki 1), tasainen kiihtyvyys, tasaisesti pienentyvä kiihtyvyys (jerkki 2), tasainen nopeus, tasaisesti kasvava hidastuvuus (jerkki 3), tasai-15 nen hidastuvuus, tasaisesti pienenevä hidastuvuus (jerkki 4), tasolle pysähtyminen. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa asetellaan q -akselin suuntaisen virran ohjearvoa nopeusohjeen siirtyessä vaiheesta toiseen.
Kuvauksen mukaisen menetelmän toteuttava hissin ohjauslaitteisto voi käsittää sähkö- moottorin, jolla hissikoria ajetaan hissikuilussa vasteellisena hissikutsuille; moottorisil- q 20 lan, joka käsittää ohjattavia kytkimiä sähkövirran syöttämiseksi sähkömoottoriin; virta- c\j ^ anturin sähkömoottorissa kulkevan sähkövirran mittaamiseksi; mekaanisen jarrutuslait- o ^ teen sähkömoottorin jarruttamiseksi; jarrunohjaimen mekaanisen jarrutuslaitteen oh jaamiseksi; hissin kuorman määrittimen; sekä prosessorin, jossa on signaalirajapinta, cr joka on liitetty moottorisiltaan, virta-anturiin, jarrunohjaimeen sekä hissin kuorman oo 25 määrittimeen, ja joka prosessori on konfiguroitu suorittamaan kuvauksen mukainen
CD
menetelmä sähkömoottorin ohjaamiseksi, o
Edeltävä yhteenveto, kuten myös jäljempänä esitettävät keksinnön lisäpiirteet ja -edut tulevat paremmin ymmärretyiksi seuraavan keksinnön sovellusalaa rajoittamattoman suoritusmuotojen kuvauksen avulla.
4
Kuvioiden selitys lyhyesti kuvio 1 esittää lohkokaaviona erästä suoritusmuodon mukaista hissiä kuviot 2a, 2b, 2c, 2d esittävät vektoridiagrammeina erästä suoritusmuodon mukaista sähkömoottorin ohjausta.
5 Keksinnön edullisten suoritusmuotojen tarkempi kuvaus
Kuvio 1 esittää hissiä, jossa hissikoria 7 ajetaan hissikuilussa 10 sähkömoottorilla 6, tarkemmin kestomagneettitahtimoottorilla. Sähkömoottori 6 voi olla sijoitettu erilliseen konehuoneeseen, tai konehuoneettoman hissin tapauksessa sähkömoottori voi olla sijoitettu hissikuilun yläosaan, hissikuilun alaosaan tai hissikorin liikeradan varrelle. Säh-10 kömoottorin 6 akseliin on kiinnitetty vetopyörä. Vetopyörän käysiurissa kulkevat veto-köydet kytkeytyvät hissikoriin, ja hissikoria 7 ajetaan vetämällä vetoköysiä / hissikoria vetopyörällä. Hissikorin 7 nopeutta asetellaan taajuusmuuttajalla 1. Taajuusmuuttajassa 1 olevan moottorisillan igbt -transistoreita kytkemällä sähkömoottoriin 6 syötettävää virtaa / sähkötehoa voidaan säätää halutulla tavalla portaattomasti. Hissikorin nopeutta 15 ohjataan vasteellisena prosessoriohjauksen 11 laskemalle nopeusohjeelle v*. Nopeus-ohje v* muodostetaan siten, että hissikorilla 7 voidaan siirtää matkustajia pehmeästi kerroksesta 9 toiseen hissimatkustajien antamien hissikutsujen perusteella. Sähkömoottoriin 6 kuuluu myös yleensä kaksi mekaanista jarrua 3A, 3B joilla vetopyörää ja täten hissikoria 7 jarrutetaan. Jarruja 3A, 3B ohjataan syöttämällä jarrunohjaimella 4 välinen 20 naisesti virtaa jarruj en sähkömagneetteihin.
i o Perinteisissä ratkaisuissa moottorin akselilla on enkooderi, jolla hissikorin nopeutta sekä ^ napakulmaa mitataan, ja mitattua hissikorin nopeutta säädetään nopeussäätäjällä. Mikäli enkooderi vikaantuu tai mikäli enkooderin toiminta keskeytyy esimerkiksi sähkökat-
CL
koksen aikana, keskeytyy myös hissin toiminta. Myös hissin asennusaikainen käyttö on oo cd 25 edellyttänyt enkooderin asentamista moottoriin. Enkooderin mittaussignaalin tarkkuus oo ^ taas vaikuttaa hissin ajomukavuuteen, joten esimerkiksi enkooderin mittauskaapeliin ^ kytkeytyvät häiriöt saattavat aiheuttaa hissikorissa tuntuvaa tärinää. Enkooderi vaatii 5 myös tilaa varsinkin moottorin aksiaalisuunnassa, mikä saattaa olla haitta esimerkiksi konehuoneettomissa hisseissä, joissa vaaditaan mahdollisimman suurta tilatehokkuutta.
Kuvion 1 hissi on varustettu anturittomalla ohjauksella, jossa sähkömoottoria 6 voidaan käyttää ilman enkooderia tai vastaavaa sähkömoottorin 6 akselille asennettavaa, pyöri-5 misnopeutta / napakulmaa mittaavaa anturia. Samalla voidaan myös välttää enkooderin käytöstä aiheutuvia ongelmia. Anturiton ohjaus on toteutettu prosessoriohjauksena 11, joka on tallennettu taajuusmuuttajan 1 ohjelmistoon. Seuraavassa ohjausmenetelmä esitetään tarkemmin ja viitaten lisäksi kuvioihin 2a - 2d, jotka esittävät antuiittoman ohjauksen vektoridiagrammeja hissillä ajon aikana.
10 Ennen hissikorin 7 liikkeellelähtöä, kun mekaaniset jarrut 3A, 3B ovat kytkeytyneenä pitämään sähkömoottorin 6 akselia / vetopyörää paikallaan hissikuilussa, sähkömoottorin 6 alkukulma θο määritetään signaali-injektiomenetelmällä prosessorilla 11. Alku-kulmalla θο tarkoitetaan tietoa roottorin pyörivän magnetointiakselin Ψ asemasta ennen ajon alkua. Magnetointiakseli Ψ sijaitsee roottorissa kestomagneettien keskipisteessä.
15 Signaali-injektiomenetelmässä taajuusmuuttajalla 1 syötetään staattorikäämeihin jänni-tevektori staattorin sähkökulman a funktiona siten, että jännitevektori kiertää tasaisella kulmanopeudella moottorin 6 napajaon ylitse, jolloin sähkökulma a saa arvot väliltä 0 .. 2π. Samaan aikaan staattorivirtaa mitataan virta-antureilla 2 ja mitattua virtaa näytteiste-tään prosessorin 11 A/ D -muuntimella. Sähkömoottorin alkukulman määritys perustuu 20 kestomagneettien aiheuttamaan moottorin magneettipiirin kyllästymiseen, ja alkukulma o cm θο voidaan määrittää virtanäytteistä havaittavasta virran vaihtelusta. Signaali-
CO
o injektiomenetelmää on kuvattu myös kansainvälisessä patenttihakemuksessa no. WO
2 2009/130363.
X
£ Kuvioissa 2a ja 2c prosessoriohjauksen 11 käyttämä ortogonaalinen d, q -koordinaatisto ^ 25 esitetään määritetyn alkukulman θο avulla siten, että d -akseli on roottorin magneettiak- co ^ selin Ψ suuntainen. Kolmivaiheiset staattorivirrat Ir, Is, It ja vastaavat staattorijännitteet ° Ur, Us, Ut esitetään d, q -koordinaatistossa tasasähkösuureina Id, Iq, Ud, Uq alkukulman θο funktiona, d, q -koordinaatistoesitys on tehty käyttäen ensin darken muunnosta: 6 XI |2Γ 1 -1/2 -1/2 Ί Ir
Ip\ V 3[o V3/2 -V3/2J
J-1 _ ja sitten Parkin muunnosta: /rf]rcos0o sin0oT/„
Iq -sin#0 cos#0 Ιβ
Kuviot 2a ja 2c esittävät d, q -koordinaatiston asemaa ajon alkaessa, d -akselin suunta 5 on valittu samaksi kuin magnetointiakselin Ψ suunta, jolloin d -akseliin kohtisuorassa sijaitseva q -akseli on kestomagneettitahtimoottorin momenttiakselin T suuntainen (momenttiakseli T sijaitsee kohtisuorassa magnetointiakseliin Ψ nähden).
Kuviot 2a ja 2b kuvaavat tilannetta, jossa hissi ajaa raskaaseen suuntaan, jolloin hissin epätasapaino, ts. vetoköysissä vetopyörän vastakkaisilla puolilla vaikuttavien voimien 10 resultantti on vastakkaissuuntainen hissikorin liikesuuntaan nähden. Kuviot 2c ja 2d taas kuvaavat kevyeen suuntaan ajoa, jolloin em. hissin epätasapaino on hissikorin liikkeen suuntainen.
Seuraavassa kuvauksessa oletetaan, että taajuusmuuttajalla 1 syötettävät moottorivirrat vastaavat tunnuksella merkittyjä virran ohjearvoja hissillä ajon aikana.
15 Kuvioihin 2a ja 2c merkitty q -akselin suuntaisen staattorivirran ohjearvo /* määrite-o tään hissin kuorman perusteella. Kuvioissa 2a ja 2c momenttiakselin T suunta on sama g kuin q -akselin suunta, joten virta 1 q aikaansaa moottorin ajomomentin. Hissin epäta- ^ sapaino määritetään mittaamalla hissikoriin lastattu kuorma kuorma-anturilla 12. Epäta- sapainon määrityksessä otetaan huomioon myös hissikorin ja vastapainon paino, samoin
CL
cvj 20 hissiköysien ja mahdollisten kompensaatioköysien paino. Lisäksi / virran määrityk- co co LO sessä otetaan huomioon hissikorin kiihtyvyys sekä liikuteltavat kuormat. Vaihtoehtoi- o sesti huoltomies voisi syöttää hissikorin kuorman arvon manuaalisesta käyttöliittymästä 13, jolloin kuorma-anturia 12 ei välttämättä tarvita. Virran ohjearvo /* määritetään siten, että virran aikaansaama moottorin momentti riittää vastustamaan määritettyä hissin 7 epätasapainoa ja täten ajamaan hissikoria 7. Virran ohjearvoa /* muutetaan hissillä ajon aikana esimerkiksi nopeusohjeen v* siirtyessä hissikorin kiihdytysvaiheesta tasaisen nopeuden vaiheeseen sekä edelleen hidastusvaiheeseen, jolloin momentintarve muuttuu.
Lisäksi muodostetaan virtaohje d -akselin suuntaiselle staattorivirralle I*d. Virran oh-5 jearvon Id suuruus ja suunta valitaan vastustamaan hissin epätasapainon äkillisen kasvun aiheuttamaa napakulman muutosta θ’. Napakulman muutos θ’ on merkitty kuvioihin 2b ja 2d ja se tarkoittaa kulmaeroa, joka syntyy kun magnetointiakseli Ψ kääntyy d, q -koordinaatistoon nähden.
Virran ohjearvo l*d käsittää murto-osan Kt (<1) virran ohjearvosta /* sekä lisäksi eril-10 lisen vakiotermin (/ *):
Vd=Kj'q+l'e
Eräässä edullisessa suoritusmuodossa virran ohjearvon l‘d parametrit saavat arvot: Äj = 0,75 /:=2 a 15 Staattorivirran ohjearvo / muodostuu d ja q -virtaohjeiden vektorisummana: 5 CM ’ oo _» 9* Kuvioihin 2a - 2d on nuolella merkitty virta vektorin Iq pyörimissuunta, joka on vasta-
CM
päivään. Roottorin pyörimissuunta on sama kuin virtavektorin lq pyörimissuunta, ja cc roottori pyörii keskimäärin taajuudella, joka on sähköinen kulmataajuus f jaettuna moot-
CM
§ 20 torin napaparien lukumäärällä. Tällöin nopeusohje v* vetopyörän säde r ja sähköisen
LO
9 kulmataajuuden ohjearvo /* ovat toisiinsa sidoksissa yhtälöllä:
CM
f _v P f 2 Jtr' 8
Ohjearvo /* muodostetaan nopeusohjeen v* avulla käyttäen yllä olevaa yhtälöä. Tällöin vetopyörä pyörii nopeusohjeen ν’ mukaisella taajuudella, kun virtavektoria Iq pyöritetään taajuudella /*. Samalla hissikori liikkuu tasaisesti kerroksesta toiseen nopeusohjeen v* mukaisella liikkeellä.
5 Prosessori 11 käynnistää hissillä ajon syöttämällä taajuusmuuttajalla 1 sähkömoottoriin 6 virran ohjearvon mukainen virtavektori I sekä ohjaamalla mekaaniset jarrut 3A, 3B auki jarrunohjauslaitteella 4.
Kuvoissa 2b on havainnollistettu staattorivirran I*d vaikutusta ajovakauteen. Kuvion 2a tilanteesta siirrytään kuvion 2b tilanteeseen, kun raskaaseen suuntaan ajavan hissin epä-10 tasapaino, ts. voimaero vetopyörän vastakkaisilla puolilla kasvaa äkillisesti. Näin voi tapahtua, mikäli esimerkiksi hissikorin ja johteiden välinen kitka kasvaa askelmaisesti tai hissikorissa oleva kuorma liikahtaa äkillisesti. Tällöin roottori ja samalla magneet-tiakseli Ψ pääsee äkillisesti kääntymään prosessoriohjauksen 11 hallitsemaan d, q -koordinaatistoon nähden, koska prosessoriohjauksella ei ole suoraa mittaustakaisinkyt-15 kentää roottorin liikkeestä. Tällöin moottorin napakulma muuttuu. Napakulman muutos Θ’ on merkitty kuvioon 2b; samoin magneettiakselin Ψ uusi asema on merkitty kuvioon 2b.
Magneettiakselin Ψ kääntyessä myös momenttiakselin T suunta vaihtuu kuviossa 2b esitettävällä tavalla. Kuviosta 2b nähdään, että magneettiakselin kääntyessä virtavekto- i oo -* cp 20 rin I momenttiakselille T projisoitu, moottorissa momenttia luova staattorivirran
OJ
^ komponentti 1*T kasvaa virran Id vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa sitä, että magneettiak- x selin Ψ kääntyessä moottorin ajomomentti kasvaa virran Id vaikutuksesta. Ajomomen-c\j § tin nopea kasvu pysäyttää magneettiakselin kiertymisen, joten virran ld avulla voidaan m co ..... ...
^ tehokkaasti estää äkillisestä hissin epätasapainon kasvusta aiheutuva heilunta ja mootto- ^ 25 rin tahdista putoaminen. Hissin ajovakautta voidaankin kasvattaa anturittoman ajon yh teydessä merkittävästi käyttäen kuvauksen mukaista menetelmää.
9
Kuvioissa 2c ja 2d on kuvattu hissin epätasapainon äkillisestä kasvusta aiheutuvaa mag- neettiakselin Ψ kiertymistä, kun hissikori ajaa kevyeen suuntaan. Kuviossa 2c staattori-— * virran I q suunta on vastakkaissuuntainen kuin kuviossa 2a raskaaseen suuntaa ajettaessa. Epätasapainon äkillinen kasvu kevyeen suuntaan ajettaessa pyrkii kääntämään mag-5 netointiakselia Ψ eri suuntaan kuin raskaaseen suuntaan ajettaessa, ks. kuvio 2d. Tästä seuraa, että kuviossa 2c staattori virran Id suunta on sama kuin kuviossa 2a, vaikka virran Iq suunta on vaihtunut, d -akselin suuntaisen staattorivirran Id suunta (ts. ohjearvon I*d polariteetti) kuitenkin vaihtuu hissikorin 7 ajosuunnan vaihtuessa. Ajosuunnan vaihtuminen tarkoittaa kuvioissa 2a - 2d sitä, että virtavektorin Iq pyörimissuunta vaih-10 tuu myötäpäivään.
Eräässä suoritusmuodossa ajovakautta on edelleen kasvatettu mittaamalla taajuusmuuttajan 1 moottorisillalla sähkömoottorin 6 pätötehoa staattorijännitteistä ja -virroista, q -akselin suuntaisen virran ohjearvoa (/*) asetellaan siten, että sähkömoottorin pätötehon heilahtelun vaimenee. Tällöin pätötehon hetkellisesti pienentyessä virran ohjearvoa (/*) 15 ja täten staattorivirran q -akselin suuntaista komponenttia kasvatetaan, ja pätötehon hetkellisesti kasvaessa virran ohjearvoa (/*) / staattorivirran q -akselin suuntaista komponenttia pienennetään. Pätetehon heilahtelun vaimentaminen pienentää myös napa- ί kulman Θ heilahtelua ja parantaa näin hissin ajovakautta.
o
CM
οό Eräässä suoritusmuodossa kestomagneettitahtimoottorin 6 roottorin pyörimisnopeudelle o ^ 20 v muodostetaan kuvaus perustuen moottorin syöttöjännitteisiin Ud, Uq, mitattuihin vir toihin Id, Iq sekä induktanssiin L. Pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen kestomag-cc neettien staattorikäämeihin indusoimaan lähdejännitteeseen E ja se noudattaa likimain co yhtälöä:
CD
m
CM
25 Tällöin roottorin pyörimisnopeutta mitataan moottorin virroista ja jännitteistä, käyttäen em. kuvausta. Roottorin pyörimisnopeuden ja täten lähdejännitteen kasvaessa lähdejän- 10 nitteen mittaustarkkuus paranee. Kun roottorin pyörimisnopeus ylittää määrätyn kynnysarvon, lähdejänniteen mittaus on riittävän tarkka käytettäväksi moottorin nopeussää-dössä. Tällöin prosessorin 11 ohjelma käynnistää nopeudensäätösilmukan, jossa lähde-jännitteen avulla mitattua roottorin pyörimisnopeutta säädetään kohti nopeusohjetta v*, 5 jolloin roottorin liikettä vakauttavaa staattorivirran komponenttia Vd ei enää tarvita ja moottorin virrankulutus pienenee. Vastaavasti em. säätösilmukka keskeytetään, kun roottorin mitattu pyörimisnopeus v jälleen alittaa em. kynnysarvon hissikorin 7 hidastaessa pysähtymiskerrokseen.
Vaihdettaessa säätötavasta toiseen prosessori 11 säätösilmukan alkuarvot sekä toisaalta 10 moottoriin syötettävän virran ohjearvot Γ vastaavaan toisiaan siten, ettei moottorin virrassa / momentissa tapahdu äkillistä muutosta.
Keksintöä on edellä kuvattu muutaman sovellusesimerkin avulla. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei rajoitu pelkästään edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan monet muut sovellukset ovat mahdollisia patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen 15 aj atuksen puitteissa.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön mukainen hissi voi olla vastapainolli-nen tai vastapainoton.
δ
(M
ώ cp C\l x
DC
CL
CM
CO
CO
LO
CO
O
CM
Claims (11)
1. Menetelmä hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi, jossa menetelmässä: määritetään sähkömoottorin (6) roottorin alkukulma (θο) signaali-injektiomenetelmällä, kunjarmlaite (3 A, 3B) on kytketty jarruttamaan 5 sähkömoottorin (6) roottoria esitetään d, q -koordinaatisto määritetyn alkukulman (θο) avulla siten, että d-akseli on roottorin magneettiakselin (Ψ) suuntainen valitaan hissikorin (7) ajosuunta sekä määritetään hissin kuorma ennen ajon alkua 10. muodostetaan q -akselin suuntaisen virran ohjearvo (/*) hissin ajo suunnan perusteella ja verrannollisena hissin kuormaan avataan sähkömoottorin roottoria jarruttava jarrulaite (3A, 3B) ja ajetaan hissikoria (7) ohjaamalla sähkömoottoriin (6) ohjearvon (/ ) mukainen virta 15 tunnettu siitä, että: muodostetaan lisäksi d -akselin suuntaisen virran ohjearvo (/J) vas-tustamaan hissin epätasapainon äkillisestä kasvusta aiheutuvaa napa-o kulman muutosta (θ’). cp
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: c\j 20. valitaan d -akselin suuntaisen virran ohjearvon (Γά ) polariteetti hissin x X ajosuunnan perusteella. CM oo cd
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että d -akselin Ln co * T- suuntaisen virran ohjearvo (Id) käsittää murto-osan (Kl) q -akselin suuntaisen vir- CM ran (/*) ohjearvosta. 12
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että d -akselin suuntaisen virran ohjearvo (I*d) käsittää vakiotermin (fc).
5. Tonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: 5. muodostetaan nopeusohje (ν'), jolle vasteellisena hissikoria (7) aje taan hissikuilussa (10) muodostetaan virran ohjearvon (/*) taajuus (/ ) nopeusohjeen (v ) avulla
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: 10. muodostetaan sähkömoottorin (6) roottorin pyörimisnopeudelle kuva us perustuen sähkömoottorin syöttöjännitteeseen (Ud, Uq), virtaan (Id, Iq) sekä induktanssiin (L) mitataan roottorin pyörimisnopeutta (v) muodostetun kuvauksen avulla 15. käynnistetään säätösilmukka roottorin pyörimisnopeuden (v) säätämi seksi kohti nopeusohjetta (v*), kun roottorin mitattu pyörimisnopeus (v) ylittää kynnysarvon.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että: CM oo - keskeytetään mainittu säätösilmukka, kun roottorin mitattu pyörimis- cm 20 nopeus (v) alittaa kynnysarvon.
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: Q. cm - ennen säätösilmukan käynnistämistä asetetaan säätösilmukan alkuar- co * ^ vot vastaamaan moottoriin syötettävän virran ohjearvoa (/ ). o
9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hissin 1 ajosekvenssi on kaksi- tai useampivaiheinen, ja että menetelmässä: 13 asetellaan q -akselin suuntaisen virran ohjearvoa (/*) nopeusohjeen (v*) siirtyessä vaiheesta toiseen.
10. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: 5. mitataan sähkömoottorin (6) pätötehoa asetellaan q -akselin suuntaisen virran ohjearvoa (/*) sähkömoottorin pätötehon heilahtelun vaimentamiseksi.
11. Hissin ohjauslaitteisto, käsittäen: sähkömoottorin (6), jolla hissikoria (7) ajetaan hissikuilussa (10) vasteellisena hissi-10 kutsuille; moottorisillan (1), joka käsittää ohjattavia kytkimiä sähkövirran syöttämiseksi sähkömoottoriin (6); virta-anturin (2) sähkömoottorissa (6) kulkevan sähkövirran mittaamiseksi; mekaanisen jarrutuslaitteen (3A, 3B) sähkömoottorin (6) roottorin jarruttamiseksi; 15 jammohjaimen (4) mekaanisen jarrutuslaitteen (3 A, 3B) ohjaamiseksi; hissin kuorman määrittimen (12, 13); ^ tunnettu siitä, että hissin ohjauslaitteisto käsittää prosessorin (11), jossa on sig- o ^ naalirajapinta, joka on liitetty moottorisiltaan (1), virta-anturiin (2), jarrunohjaimeen ώ ? (4) sekä hissin kuorman määrittimeen (12, 13); C\l 20 ja että prosessori (11) on konfiguroitu suorittamaan jonkin patenttivaatimuksen 1 - £ 10 mukainen menetelmä sähkömoottorin (6) ohjaamiseksi. CM co CD m co o CM 14
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20135682A FI124592B (fi) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi |
| US14/296,623 US9731935B2 (en) | 2013-06-20 | 2014-06-05 | Method and apparatus for controlling an electric motor of an elevator without an encoder |
| EP14172932.7A EP2819296B1 (en) | 2013-06-20 | 2014-06-18 | Method and apparatus for controlling an electric motor of an elevator |
| CN201410276384.XA CN104242773B (zh) | 2013-06-20 | 2014-06-19 | 用于控制电梯的电动机的方法和设备 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20135682 | 2013-06-20 | ||
| FI20135682A FI124592B (fi) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI124592B true FI124592B (fi) | 2014-10-31 |
| FI20135682A FI20135682A (fi) | 2014-10-31 |
Family
ID=50979565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20135682A FI124592B (fi) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9731935B2 (fi) |
| EP (1) | EP2819296B1 (fi) |
| CN (1) | CN104242773B (fi) |
| FI (1) | FI124592B (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI126171B (fi) * | 2014-06-19 | 2016-07-29 | Kone Corp | Järjestelmä, koneistojarru ja menetelmä koneistojarrun ohjaamiseksi |
| CN106389025A (zh) * | 2015-07-27 | 2017-02-15 | 天津丰宁机电制品有限公司 | 一种智能双速椅式升降机 |
| ES2659789T3 (es) * | 2015-10-08 | 2018-03-19 | Kone Corporation | Método para controlar un ascensor |
| EP3219655B1 (en) * | 2016-03-14 | 2019-10-16 | Kone Corporation | Method for determining speed of an electric motor, an elevator control unit utilizing the method thereof and a computer program product |
| KR102352605B1 (ko) * | 2017-10-11 | 2022-01-19 | 한화디펜스 주식회사 | 전자석을 이용하여 조종반력을 생성하는 원격 조종장치 |
| CN112631167B (zh) * | 2020-12-08 | 2021-09-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种伺服电机抱闸状态的监控方法及装置 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042068A (en) | 1975-06-25 | 1977-08-16 | Westinghouse Electric Corporation | Elevator system |
| JPH0742056B2 (ja) * | 1989-06-15 | 1995-05-10 | 三菱電機株式会社 | 流体圧エレベータ制御装置 |
| US5325036A (en) * | 1992-06-15 | 1994-06-28 | Otis Elevator Company | Elevator speed sensorless variable voltage variable frequency induction motor drive |
| US5476158A (en) * | 1993-03-31 | 1995-12-19 | Otis Elevator Company | Rotor time constant adaptation for induction motor in vector controlled elevator drive |
| JP3381408B2 (ja) * | 1993-10-26 | 2003-02-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電気角検出装置およびこれを用いた同期モータの駆動装置 |
| FI112735B (fi) * | 1997-12-03 | 2003-12-31 | Kone Corp | Menetelmä synkronisen kestomagneettimoottorin ohjaamiseksi |
| US5929400A (en) | 1997-12-22 | 1999-07-27 | Otis Elevator Company | Self commissioning controller for field-oriented elevator motor/drive system |
| US5909018A (en) * | 1997-12-22 | 1999-06-01 | Otis Elevator Company | Automatic fine-tuning of rotor time constant and magnetizing current in field-oriented elevator motor drive |
| JP3735836B2 (ja) | 2000-01-02 | 2006-01-18 | 有限会社シー・アンド・エス国際研究所 | 永久磁石同期電動機のベクトル制御方法 |
| US6492788B1 (en) | 2000-11-10 | 2002-12-10 | Otis Elevator Company | Method and apparatus for encoderless operation of a permanent magnet synchronous motor in an elevator |
| US6401875B1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-06-11 | Otis Elevator Company | Absolute position sensing method and apparatus for synchronous elevator machines by detection stator iron saturation |
| US7034497B2 (en) | 2004-09-22 | 2006-04-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Carrier injection sensorless control of aircraft variable frequency wound field synchronous starter/generators |
| JP5037135B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2012-09-26 | 三菱電機株式会社 | エレベータ用回転機の制御装置 |
| US7268514B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-09-11 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Motor control for stopping a load and detecting mechanical brake slippage |
| JP2006288076A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toshiba Elevator Co Ltd | 制御装置 |
| EP2023479B1 (de) | 2007-08-06 | 2014-04-16 | Baumüller Nürnberg Gmbh | System zur nahtlosen Geschwindigkeits- und/oder Lageermittlung einschließlich Stillstand bei einem Permanentmagnet-Läufer einer elektrischen Maschine |
| FI120070B (fi) * | 2007-10-01 | 2009-06-15 | Kone Corp | Sähkökäytön annon rajoittaminen sekä hissin suojaus |
| FI121616B (fi) * | 2008-04-24 | 2011-01-31 | Kone Corp | Sähkökoneen roottorin asennon määritys |
| FI120986B (fi) * | 2008-11-03 | 2010-05-31 | Kone Corp | Järjestely ja menetelmä jarrun toiminnan valvomiseksi ja hissijärjestelmä |
| EP2293430A1 (de) | 2009-09-07 | 2011-03-09 | Technische Universität Darmstadt | Vorrichtung und Verfahren zur Rotorpositionsermittlung bei geringer Drehzahl oder bei Stillstand |
| JP5328940B2 (ja) * | 2010-02-04 | 2013-10-30 | 三菱電機株式会社 | エレベータ制御装置 |
| KR101562418B1 (ko) * | 2011-07-05 | 2015-10-22 | 엘에스산전 주식회사 | 매입형 영구자석 동기 전동기의 구동장치 |
-
2013
- 2013-06-20 FI FI20135682A patent/FI124592B/fi active IP Right Grant
-
2014
- 2014-06-05 US US14/296,623 patent/US9731935B2/en active Active
- 2014-06-18 EP EP14172932.7A patent/EP2819296B1/en active Active
- 2014-06-19 CN CN201410276384.XA patent/CN104242773B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2819296A3 (en) | 2015-06-10 |
| CN104242773B (zh) | 2018-11-30 |
| EP2819296B1 (en) | 2021-11-17 |
| FI20135682A (fi) | 2014-10-31 |
| US9731935B2 (en) | 2017-08-15 |
| CN104242773A (zh) | 2014-12-24 |
| US20140374194A1 (en) | 2014-12-25 |
| EP2819296A2 (en) | 2014-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI124592B (fi) | Menetelmä ja laitteisto hissin sähkömoottorin ohjaamiseksi | |
| FI122598B (fi) | Menetelmä hissijärjestelmän toimintakunnon valvomiseksi | |
| AU2008306797B2 (en) | Restriction of output of electrical drive and protection of an elevator | |
| FI120193B (fi) | Hissijärjestelmän liikkeenohjaus | |
| KR101115918B1 (ko) | 엘리베이터 장치 | |
| JP5328940B2 (ja) | エレベータ制御装置 | |
| JP6878029B2 (ja) | 荷重検出装置及びそれを備えるクレーンの巻上装置 | |
| AU2014287474B2 (en) | Method and apparatus for determining position for a permanent magnet elevator motor | |
| FI121879B (fi) | Hissijärjestelmä | |
| US8757328B2 (en) | Method and device for the startup of an electric drive of an elevator | |
| FI122125B (fi) | Säätölaite ja hissin sähkökäyttö | |
| JP6008048B2 (ja) | エレベーターの制御装置 | |
| WO2017221682A1 (ja) | 荷重検出装置及びそれを備えるクレーンの巻上装置 | |
| CN110114293B (zh) | 电梯 | |
| CN109476444B (zh) | 电梯系统及其控制方法 | |
| WO2024009657A1 (ja) | モータ制御装置、モータ制御方法及びエレベーター装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 124592 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |