RU2789908C2

RU2789908C2 - Method for controlling an elevator electric drive

Info

Publication number: RU2789908C2
Application number: RU2020134870A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Original assignee: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: controlling.

SUBSTANCE: control configuration of the elevator electric drive is formed, used to monitor and adjust the current parameters of the electric engine. The speed setting V = 0 m/s is formed, wherein the starting current signal is generated and the torque of the electric engine is created, sufficient for retaining the elevator cabin after releasing the brake. The load level of the elevator cabin is therein taken into account. At each subsequent start of the electric engine after the elevator cabin is stopped, non-zero initial values of the starting current are set, wherein the current parameters of the electric engines received at the time of stopping of the elevator cabin are taken into account, and the time of achieving a non-zero initial value of the starting current after releasing the brake is set.

EFFECT: increase in the smoothness of movement of the elevator cabin and protection of the electric engine from significant current surges are achieved.

3 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области управления электротехническим оборудованием, в частности к системам и способам управления, частотно регулируемым приводом для электродвигателей лифтового оборудования.The claimed invention relates to the field of control of electrical equipment, in particular to systems and methods of control, frequency-controlled drive for electric motors of elevator equipment.

Современный лифтовый электропривод должен соответствовать всем требованиям эксплуатирующих организаций, обеспечивая высокую точность управления, плавность движения, а также безопасность и удобство эксплуатации.A modern elevator electric drive must meet all the requirements of operating organizations, providing high control accuracy, smooth movement, as well as safety and ease of use.

Известно, что после остановки кабины лифта, ее фиксирую тормозным устройством, при этом загруженность кабины может существенно изменится, перед очередным стартом. Далее, в момент отпуска тормоза и запуска электродвигателя лебедки лифта, происходит откат кабины, из-за времени задержки системы управления, необходимого для формирования момента на валу электродвигателя, достаточного для отработки задания нулевой скорости в момент отпуска тормоза. В зависимости от построения системы управления, метода определения и формирования необходимого момента электродвигателя, время задержки может достигать нескольких миллисекунд, чего вполне достаточно, для снижения уровня комфорта и безопасности эксплуатации лифта. It is known that after stopping the elevator car, I fix it with a braking device, while the load on the car can change significantly before the next start. Further, at the moment of release of the brake and the start of the electric motor of the elevator winch, the cab rolls back due to the delay time of the control system necessary to generate a torque on the motor shaft sufficient to work out the zero speed setting at the moment the brake is released. Depending on the construction of the control system, the method of determining and generating the required moment of the electric motor, the delay time can reach several milliseconds, which is quite enough to reduce the level of comfort and safety of the elevator operation.

Из уровня техники известно изобретение CN 1385353 A от 21.11.2001 «Метод управления запуском двигателя для лифта», согласно которому при старте кабины лифта предварительно раскручивают двигатель и определяют момент вращения, при отпускании тормоза определяют изменение момента и формируют команду с заданием выходного крутящего момента согласно нагрузке.The invention CN 1385353 A dated November 21, 2001 "Method of controlling the start of an elevator engine" is known from the prior art, according to which, when the elevator car is started, the engine is preliminarily spun and the torque is determined, when the brake is released, the torque change is determined and a command is formed with setting the output torque according to load.

К недостаткам такого метода можно отнести зависимость от скорости вычислений системы управления частотно регулируемого привода. The disadvantages of this method include the dependence on the calculation speed of the control system of the variable frequency drive.

Также из патента на изобретение EP 1885640 B1 от 09.05.2005 известен Способ управления устройством привода лифта, содержащий этапы формирования схемы управления электропривода лифта и подачи сигнала предварительного крутящего момента. В схему управления, где сигнал предварительного крутящего момента адаптирован в качестве управляющего сигнала для удержания кабины лифта после отпускания тормоза для удержания кабины. Определяют сигнал ошибки отслеживания, полученный из разницы между сигналом команды управления скоростью и сигналом обнаруженной скорости приводного устройства лифта, кроме того, учитывают сигнал веса нагрузки связанной с загрузкой кабины лифта.Also from the patent for invention EP 1885640 B1 dated 05/09/2005, a Method for controlling an elevator drive device is known, containing the steps of generating an elevator drive control circuit and supplying a preliminary torque signal. To a control circuit where the pre-torque signal is adopted as a control signal for holding the elevator car after releasing the brake for holding the car. The tracking error signal obtained from the difference between the speed control command signal and the detected speed signal of the elevator driving device is determined, in addition, the load weight signal associated with the loading of the elevator car is taken into account.

К недостаткам такого метода можно отнести необходимость использования дополнительных средств определения загруженности кабины лифта, а также зависимость от скорости вычислений системы управления частотно регулируемого привода.The disadvantages of this method include the need to use additional means for determining the load of the elevator car, as well as the dependence on the calculation speed of the control system of the variable frequency drive.

В качестве ближайшего аналога принято решения известное из патента на изобретение CN 110803600 A «Метод компенсации пускового момента без датчика веса, специально для лифта», согласно которому, двигатель лифта использует синусоидальный и косинусный энкодер для измерения скорости и положения ротора. Известный метод включает в себя следующие этапы.As the closest analogue, the solution known from the invention patent CN 110803600 A "Starting torque compensation method without a load sensor, especially for an elevator" was adopted, according to which the elevator motor uses a sinusoidal and cosine encoder to measure the speed and position of the rotor. The known method includes the following steps.

1. После остановки лифта фиксируют измеренные значения энкодера с текущим положением лифта.1. After the elevator stops, the measured values of the encoder are fixed with the current position of the elevator.

2. После открывания двери лифта система управления активирует алгоритм компенсации запуска без взвешивания. В это время система управления формирует задание скорости V=0 м/с. Предустановленные параметры PI используются в качестве параметров настройки контура скорости двигателя. 2. After opening the elevator door, the control system activates the start compensation algorithm without weighing. At this time, the control system generates a speed reference V=0 m/s. The PI preset parameters are used as motor speed loop tuning parameters.

Предварительно установленные параметры PI, превышающие нормальные рабочие параметры, принимаются в качестве параметров регулировки контура скорости двигателя, и когда лифт скользит из-за неуравновешенной силы, фиксируется начальное направление смещения; устанавливаются порог смещения и порог скорости, и когда амплитуда смещения лифта превышает порог смещения или порог скорости, неуравновешенный крутящий момент компенсируется в направлении, противоположном направлению движения лифта, чтобы предотвратить движение лифта. В процессе перезапуска без взвешивания, когда лифт движется в направлении, противоположном начальному движению, значение тока запуска, соответственно уменьшается, чтобы уменьшить вероятность вибрации.The preset PI parameters exceeding the normal operating parameters are taken as motor speed loop adjustment parameters, and when the elevator slides due to the unbalanced force, the initial displacement direction is fixed; the displacement threshold and the speed threshold are set, and when the displacement amplitude of the elevator exceeds the displacement threshold or the speed threshold, the unbalanced torque is compensated in the direction opposite to the direction of movement of the elevator to prevent the elevator from moving. During the non-weighing restart process, when the elevator moves in the opposite direction of the initial movement, the starting current value is reduced accordingly to reduce the possibility of vibration.

К недостаткам такого метода можно отнести зависимость работы системы от точности настройки (фазировки) энкодера, также может возникнуть необходимость в проведении отдельного этапа пусконаладочных работ, что в целом снижает удобство эксплуатации. The disadvantages of this method include the dependence of the system operation on the accuracy of tuning (phasing) of the encoder, it may also be necessary to carry out a separate stage of commissioning, which generally reduces ease of use.

Удержание кабины лифта в неподвижном положении в момент пуска электродвигателя и плавный старт без отката кабины, является одной из технических задач, на решение которой направлено заявленное изобретение.Holding the elevator car in a stationary position at the moment of starting the electric motor and a smooth start without rolling back the car is one of the technical problems to be solved by the claimed invention.

Технический результат, достигнутый от реализации заявленного способа, заключается в повышении плавности движения кабины лифта и защите электродвигателя от существенных бросков тока.The technical result achieved from the implementation of the claimed method is to increase the smoothness of the movement of the elevator car and protect the electric motor from significant current surges.

Сущность заявленного изобретения заключается в обеспечении способа управления лифтового электропривода, согласно которому формируют схему управления, посредством которой обеспечивают контроль и регулирование, по меньшей мере, параметров тока электродвигателя, формируют задание скорости V=0 м/с, при этом формируют сигнал пускового тока и создают крутящий момент электродвигателя достаточный для удержания кабины лифта после отпускания тормоза, при этом учитывают загруженность кабины лифта. При каждом следующем, после остановки кабины лифта, запуске электродвигателя задают ненулевые начальные значения пускового тока, при этом учитывают параметры тока электродвигателя, полученные в момент остановки кабины лифта, и задают время достижения задания ненулевого начального значения пускового тока, после снятия тормоза.The essence of the claimed invention lies in providing a method for controlling an elevator electric drive, according to which a control circuit is formed, by means of which they provide control and regulation of at least the parameters of the electric motor current, form a speed reference V=0 m/s, while forming a starting current signal and creating the torque of the electric motor is sufficient to hold the elevator car after the brake is released, while taking into account the workload of the elevator car. At each subsequent start of the electric motor after stopping the elevator car, non-zero initial values of the starting current are set, while taking into account the parameters of the electric motor current obtained at the moment of stopping the elevator car, and setting the time to reach the setting of a non-zero initial value of the starting current after the brake is released.

Согласно преимущественному варианту реализации изобретения, время достижения задания ненулевого начального значения пускового тока электродвигателя устанавливают с учетом мощности управляемого электродвигателя. Также заданное ненулевое начальное значение пускового тока электродвигателя получают постепенным увеличением пускового тока электродвигателя по линейному закону.According to an advantageous embodiment of the invention, the time to reach a non-zero initial value of the starting current of the electric motor is set taking into account the power of the controlled electric motor. Also, a given non-zero initial value of the starting current of the electric motor is obtained by a gradual increase in the starting current of the electric motor according to a linear law.

Сущность заявленного изобретения поясняется, но не ограничивается приведенными графическими материалами:The essence of the claimed invention is explained, but not limited to the following graphics:

фиг.1 – принципиальная схема лифтовой установки;figure 1 - a schematic diagram of the elevator installation;

фиг.2 – блок-схема системы управления лифтового электропривода.figure 2 is a block diagram of the control system of the elevator drive.

Согласно заявляемому изобретению формируют схему управления лифтового электропривода, которая обеспечивает управление лифтовой установкой 1 (фиг.1). В одном из возможных вариантов реализации изобретения, лифтовая установка 1 содержит кабину лифта 2, установленную в лифтовой шахте 3. Кабина лифта 2 приводится в движение лебедкой 4 оснащенной электродвигателем 5, где система управления лебедкой реализована на базе частотно регулируемого лифтового электропривода (ЧРЛП) 6. Система управления лифтового электропривода обеспечивает высокую точность регулирования скорости и тока электродвигателя, что позволяет обеспечить высокий уровень комфорта и безопасность эксплуатации. Преимущественно систему управления реализуют на базе микропроцессорного модуля 7, указанного ЧРЛП 6.According to the claimed invention, an elevator drive control circuit is formed, which provides control of the elevator installation 1 (figure 1). In one of the possible embodiments of the invention, the elevator installation 1 contains an elevator cabin 2 installed in the elevator shaft 3. The elevator cabin 2 is driven by a winch 4 equipped with an electric motor 5, where the winch control system is implemented on the basis of a frequency-controlled elevator electric drive (CRLP) 6. The control system of the elevator electric drive provides high accuracy of regulation of the speed and current of the electric motor, which ensures a high level of comfort and safety of operation. Preferably, the control system is implemented on the basis of a microprocessor module 7, indicated by CHRLP 6.

Посредством системы управления обеспечивают контроль и регулирование, по меньшей мере, параметров тока электродвигателя 5 с целью отработки задания скорости V=0 м/с. By means of the control system, control and regulation of at least the current parameters of the electric motor 5 is provided in order to work out the speed reference V=0 m/s.

В регуляторе скорости 8 реализованном на базе микропроцессорного модуля 7, формируют сигнал пускового тока Iп электродвигателя, посредством которого создают крутящий момент, достаточный для удержания кабины лифта 2 после отпускания тормоза, при этом учитывают загруженность кабины лифта (нагрузки) «m». In the speed controller 8 implemented on the basis of the microprocessor module 7, a signal of the starting current Iп of the electric motor is generated, by means of which a torque is created sufficient to hold the elevator car 2 after the brake is released, while taking into account the workload of the elevator car (load) "m".

На первом этапе 9 (фиг.2) реализации способа, система управления лифтового привода фиксирует загруженность кабины лифта 2 в момент остановки. Согласно преимущественному варианту реализации изобретения на этапе 9, в момент 10 наложения тормоза, запоминают текущую нагрузку 11 от кабины лифта, которую приводят к величине активного тока электродвигателя 5. Полученное на этапе 11, значение активного тока используют, на следующем этапе, при очередном запуске электродвигателя 5, в частности, на этапе 12, формируют задание пускового тока Iп, согласно которому, до момента снятия тормоза, значение пускового тока электродвигателя приводят к значению активного тока до момента остановки, полученного на этапе 11. Ненулевое значение пускового тока электродвигателя, позволяет создать предварительный момент на валу электродвигателя 5 для удержания кабины лифта в статическом положении в момент снятия тормоза.At the first stage 9 (figure 2) of the implementation of the method, the elevator drive control system captures the workload of the elevator car 2 at the moment of stopping. According to an advantageous embodiment of the invention, at step 9, at the moment 10 of applying the brake, the current load 11 from the elevator car is stored, which leads to the value of the active current of the electric motor 5. The value of the active current obtained at step 11 is used, at the next step, at the next start of the electric motor 5, in particular, at step 12, the setting of the starting current Ip is formed, according to which, until the moment the brake is released, the value of the starting current of the electric motor leads to the value of the active current until the moment of stopping, obtained at step 11. A non-zero value of the starting current of the electric motor, allows you to create a preliminary moment on the shaft of the electric motor 5 to hold the elevator car in a static position at the moment the brake is released.

В ходе формирования задания 12 пускового тока Iп, на этапе 13, после снятия тормоза, система управления посредством регулятора скорости 8, определяет разницу между необходимым значением активного тока и текущим для выполнения задания по скорости V=0 м/с, после чего, на этапе 14 подачи пускового тока Iп, снижают или повышают значение активного тока электродвигателя, исходя из полученной разницы значений, обеспечивая высокую эффективность и быстродействие регулятора скорости, также на этапе 14 значение активного тока, может остаться неизменным, например, в том случае, когда загрузка кабины лифта осталась неизменной на этапах 9, 12. Таким образом, регулятор скорости 8 обеспечивает необходимое значение активного тока для отработки задания скорости в момент снятия тормоза V=0 м/с. During the formation of the task 12 of the starting current Ip, at step 13, after the brake is released, the control system, by means of the speed controller 8, determines the difference between the required value of the active current and the current one to complete the task at speed V=0 m/s, after which, at the step 14 supply of starting current Ip, reduce or increase the value of the active current of the electric motor, based on the obtained difference of values, ensuring high efficiency and speed of the speed controller, also at step 14 the value of the active current may remain unchanged, for example, in the case when the load of the elevator car remained unchanged at stages 9, 12. Thus, the speed controller 8 provides the necessary value of the active current to work out the speed reference at the moment the brake is released V = 0 m/s.

С целью реализации безударного пуска электродвигателя, на этапе 14 подачи пускового тока, обеспечивают сглаживание 15 обратной ЭДС в обмотках электродвигателя путем формирования задания времени достижения ненулевого начального значения пускового тока, после снятия тормоза. Задание времени достижения ненулевого начального значения пускового тока электродвигателя, устанавливают с учетом мощности управляемого электродвигателя. Задание времени реализуют за счет постепенного увеличения пускового тока электродвигателя по линейному закону. Далее, на этапе 16 ЧРЛП выходит на рабочий режим, обеспечивая питание электродвигателя 5 лебедки, до момента очередной остановки кабины лифта 2.In order to implement a shockless start of the electric motor, at the stage 14 of supplying the starting current, smoothing 15 of the back EMF in the windings of the electric motor is provided by setting the time to reach a non-zero initial value of the starting current after the brake is released. Setting the time to reach a non-zero initial value of the starting current of the electric motor is set taking into account the power of the controlled electric motor. The time setting is implemented by gradually increasing the starting current of the electric motor according to a linear law. Further, at stage 16, the CHRLP enters the operating mode, providing power to the electric motor 5 of the winch, until the next stop of the elevator car 2.

Реализация заявленного изобретения обеспечивает достижение указанного технического результата, повышая плавности движения кабины лифта и обеспечивая защиту электродвигателя от существенных бросков тока.The implementation of the claimed invention ensures the achievement of the specified technical result, increasing the smoothness of the movement of the elevator car and providing protection of the electric motor from significant current surges.

Claims

1. A method for controlling an elevator drive, according to which a control circuit for an elevator drive is formed, by means of which they provide control and regulation of at least the current parameters of the electric motor, form a speed reference V=0 m/s, while generating a starting current signal and creating a torque of the electric motor sufficient to hold the elevator car after the brake is released, while taking into account the load of the elevator car, characterized in that at each next start of the electric motor after the elevator car stops, non-zero initial values of the starting current are set, while taking into account the parameters of the electric motor current obtained at the moment stops the elevator car, and set the time to reach the setting of a non-zero initial value of the starting current after the brake is released.

2. The method of controlling the elevator drive according to claim 1, characterized in that the time to reach a non-zero initial value of the starting current of the electric motor is set taking into account the power of the controlled electric motor.

3. The method of controlling the elevator drive according to claim 1, characterized in that the specified non-zero initial value of the starting current of the electric motor is obtained by a gradual increase in the starting current of the electric motor according to a linear law.