对重与轿厢自动平衡节能电梯的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电梯，尤其是带有对重的电梯。
【背景技术】
[0002]目前，公知的带有对重的电梯均有一个轿厢和对重，在电梯运行中，对重位置变化只与轿厢位置变化有关系，在轿厢垂直移动时，对重垂直移动相等的距离，轿厢和对重的位置关系是:在轿厢位置变化时，对重位置相应变化，当轿厢在最低位置时，对重位置是固定的一一在最高位置，当轿厢在最高位置时，对重位置是固定的一一在最低位置，对重与轿厢的位置关系为——对应关系。一般情况下，曳引机牵引最大重量T=P+Q2-W=Q2-?Q ;曳引机正常工作牵引重量T1=P+Q1-W=Q1-?Q;曳引机正常工作牵引重量的负载转矩M= (Q1-?Q2)XR。式中P为轿厢空载重量，Q2为电梯最大载重量(各国各地安全标准不一样，一般不超过额定载重量10%)，W为对重的重量，Φ为平衡系数，Q为额定载重量，Ql为轿厢实际载重重量，R为曳引机的曳引轮节圆半径。只有当Ql-OQ=O时，曳引机牵引重量的负载转矩为零，轿厢上行，当Ql-OQ为正值时，曳引机为牵引重量作正功，当Ql-OQ为负值时，曳引机为牵引重量作负功；轿厢下行，当Ql-OQ为正值时，曳引机为牵引重量作负功，当Ql-OQ为负值时，曳引机为牵引重量作正功。01-? Q=O或Ql-OQ接近零的情况在电梯实际使用中很少出现，因此，目前公知带有对重的电梯，曳引机经常为牵引重量作正功及负功，不节能省电。
【发明内容】
[0003]为了减少曳引机经常为牵引重量作正功及负功，达到节能省电的目的，本发明电梯技术方案采用了对重与轿厢自动平衡的技术方案，设计一个轿厢与对重的相对运动系统，在一定范围内，让对重的位置变化与轿厢位置变化及轿厢(载重)的实际重量同时关联，使得对重的总势能变化等于轿厢的总势能变化，可以是WXHl=Pl XH2，指绝对值相等，正负相反，式中W为对重的实际重量，可以是轿厢重量的数倍，Hl为对重位置垂直变化的距离，Pl为轿厢包括载重的实际重量，H2为轿厢位置垂直变化的距离。计算得出，对重位置垂直变化距离与轿厢位置垂直变化距离的关系为H1=P1/WXH2。其构造可以是:包括轿厢、曳引机、对重、传动装置和可编程逻辑控制器(也可以包括扭矩传感器，在下面实施方式中详述)，所述轿厢和曳引机连接，所述曳引机和对重通过传动装置连接，所述传动装置指无级或有级(跳挡)调整传动比的传动装置，所述传动比指对重牵引滑轮与曳引机曳引轮角速度的比值，为了便于理解技术方案，设对重牵引的滑轮内置于传动装置中且滑轮的节轮半径与曳引机曳引轮的节轮半径相等，可编程逻辑控制器与轿厢、曳引机、传动装置连接。在一定范围内，轿厢负载发生变化后，由可编程逻辑控制器把轿厢称量装置的重量信号整理计算后向传动装置发出改变传动比的命令，传动装置的执行机构动作改变传动比，设轿厢包括载重的实际重量为Pl ;对重实际重量为W，则改变传动比为P1/W，这样，轿厢在曳引机曳引轮节轮半径上的拉力为P1，对曳引轮轴(电动机轴)的作用转矩为P1XR，R为曳引轮节轮半径，因为对重牵引的滑轮内置于传动装置中且滑轮的节轮半径与曳引机曳引轮的节轮半径相等，对重通过传动装置后对曳引机电动机或曳引轮轴的作用转矩为WXP1/WXR=P1XR(忽略传动装置的传动损耗)。一正一负两个相等的作用转矩作用于电动机轴或曳引轮轴，使得曳引机电动机牵引对重及轿厢重量的负载转矩为零，本发明的电梯减少曳引机经常为牵引重量做正功及负功，达到节能省电的目的。在对重与轿厢自动平衡的基础上，还可以引入影响曳引机电动机工作转矩的全部因素，包括轿厢、载重、曳引机、对重、配重、滑轮、传动装置、曳引绳、补偿绳、随行电缆等及相关正负加速度，由可编程逻辑控制器精确计算，求得理想的传动比，精确调整传动装置传动比，最大程度降低曳引机电动机做功用电，以达到节能省电的最佳状态。
【附图说明】
[0004]图1是带一个对重的电梯剖面图图2是带两个对重的电梯剖面图图3是带多个对重的电梯剖面图图4是带一个对重的技术方案系统方框图图5是带两个对重的技术方案系统方框图图6是第一种带多个对重的技术方案系统方框图图7是第二种带多个对重的技术方案系统方框图图8是带一个对重且有扭矩传感器的电梯剖面图图9是带两个对重且有扭矩传感器的电梯剖面图图10是带多个对重且有扭矩传感器的电梯剖面图图11是带一个对重且有扭矩传感器的技术方案系统方框图图12是带两个对重且有扭矩传感器的技术方案系统方框图图13是第一种带多个对重且有扭矩传感器的技术方案系统方框图图14是第二种带多个对重且有扭矩传感器的技术方案系统方框图图中:1.电梯可编程逻辑控制器2.其它电梯机电设备3.轿厢4.曳引机5.传动装置6.对重7.对重位置传感器8.配重9.电梯井道10.补偿绳11.上部对重限行区域线12.下部对重限行区域线13.导向轮一 14.导向轮二 15.对重一 16.对重二17.对重三18.传动装置二 19.对重三牵引滑轮20.扭矩传感器101.轿厢平层时曳引机制动器抱闸102.—般情况下(指除以下两种特殊情况)103.特殊情况一:对重位置在上部对重限行区而且轿厢为上行信号 104.特殊情况二:对重位置在下部对重限行区而且轿厢为下行信号105.控制传动装置按轿厢载重情况调整传动比为Pl/W，P1为轿厢包括载重的实际重量，W为对重的实际重量106.控制传动装置按轿厢载重情况调整传动比为P2/W，P2为轿厢达到最大载重量时的总重量，W为对重的实际重量107.传动装置调整动作完成后，信号回馈给电梯可编程逻辑控制器，轿厢按电梯可编程逻辑控制器指令运行203.特殊情况一:对重二位置在上部对重二限行区而且轿厢为上行信号204.特殊情况二:对重二位置在下部对重二限行区而且轿厢为下行信号 205.控制传动装置按轿厢载重情况调整传动比为Ql/W，Q1为轿厢的载重重量，W为对重的实际重量206.控制传动装置按轿厢载重情况调整传动比为Q2/W，Q2为轿厢的最大载重重量，W为对重的实际重量303.特殊情况一:对重二或对重三位置在上部对重二和对重三限行区而且轿厢为上行信号304.特殊情况二:对重二或对重三位置在下部对重二和对重三限行区而且轿厢为下行信号305.控制传动装置按轿厢载重情况调整处于不利位置对重连接的传动装置的传动比为Q1/W，Q1为轿厢的载重重量，W为对重的实际重量306.控制传动装置按轿厢载重情况调整处于不利位置对重连接的传动装置的传动比为Q2/W，Q2为轿厢的最大载重重量，W为对重的实际重量403..特殊情况一:对重二和对重三位置在上部对重二和对重三限行区而且轿厢为上行信号404.特殊情况二:对重二和对重三位置在下部对重二和对重三限行区而且轿厢为下行信号405.控制传动装置和传动装置二均按轿厢的实际载重重量调整传动比为Q1/2W，Ql为轿厢的载重重量，W为对重的实际重量406.控制传动装置和传动装置二均按轿厢的实际载重重量调整传动比为Q2/2W，Q2为轿厢的最大载重重量，W为对重的实际重量505.控制传动装置调整传动比为Y3 506.控制传动装置调整传动比为Yl 605.控制传动装置及传动装置二调整传动比一个为Y3，另一个为零606.控制传动装置及传动装置二调整传动比一个为Y1，另一个为零 705.控制传动装置及传动装置二调整传动比均为Y3/2 706.控制传动装置及传动装置二调整传动比均为Y1/2。
【具体实施方式】
[0005]实施方式一:在图1中，轿厢(3)以钢丝绳和曳引机(4)的曳引轮连接，曳引机(4)的电动机轴或曳引轮轴和传动装置(5)输出轴同轴连接(传动连接也可以得到基本相同的效果，包括摩擦传动连接和啮合传动连接)，对重(6)牵引滑轮内置于传动装置(5)中(外置也可以得到基本相同的效果)，对重(6)牵引滑轮轴与传动装置(5)输入轴同轴连接，传动装置(5)内置的对重(6)牵引滑轮以钢丝绳和对重(6)连接【如果对重(6)牵引滑轮外置于传动装置(5)，则传动装置(5)输入轴与对重(6)牵引滑轮传动连接(包括摩擦传动连接及啮合传动连接)，对重(6)牵引滑轮以钢丝绳与对重(6)连接】，为了便于理解技术方案，设对重(6)牵引滑轮的节轮半径与曳引机(4)曳引轮的节轮半径相等，对重(6)和对重位置传感器(7)连接，传动装置(5)使用无级变速器(Continuously VariableTransmiss1n)的现有无级传动技术调整传动比(如果使用跳挡有级传动也可以得到近似的效果)，所述传动比指对重(6)牵引的滑轮与曳引机(4)曳引轮角速度的比值，电梯可编程逻辑控制器(I)与轿厢(3)、曳引机(4)、传动装置(5)及其它电梯机电设备(2)有线连接、与对重位置传感器(7)无线连接，配重(8)是为了使牵引轿厢或对重的钢丝绳与其复绕滑轮的摩擦力能够达到安全指标而设置，分别以钢丝绳与轿厢(3)及对重(6)连接，其重量根据绳槽形状及绳槽材料按各国各地的相关安全标准由公知的计算方式求得，上部对重限行区域线(11)指该线以上为上部对重(6)限行区，该线由计算求得其位置，它位于对重(6)允许最高点往下h处，h=hlXP2/WX Θ，式中hi为轿厢(3)允许最低点至允许最高点的距离，P2为轿厢(3)达到最大载重量时的总重量，它等于轿厢(3)的重量加上最大载重量减去配重(8)的重量，W为对重(6)的实际重量，它等于对重(6)的重量减去配重(8)的重量(下同)，Θ为误差安全系数，按各国各地的相关安全标准取值，为了便于理解技术方案可以取1.05，下部对重限行区域线(12)指该线以下为下部对重(6)限行区，该线由计算求得其位置，它位于对重(6)允许最低点往上h处，h同上。图1及图4中:轿厢(3)平层时，曳引机(4)的制动器抱闸，每次轿厢门开启后在闭合时，由电梯可编程逻辑控制器(I)按轿厢称量装置的重量信号整理计算后向传动装置(5)发出改变传动比的命令，传动装置的执行机构动作改变传动比，具体为:一般情况下(指除以下两种特殊情况)，控制传动装置(5)按轿厢(3)包括载重的实际重量调整传动比为Pl/W，P1为轿厢(3)包括载重的实际重量，由轿厢(3)的称量装置提供数据给电梯可编程逻辑控制器(1)计算得出，W是一个固定值，把它预设给电梯可编程逻辑控制器(1)的数据库。此时轿厢运行，对重(6)势能与轿厢包括载重势能变化绝对值相等，因为对重牵引的滑轮节轮半径与曳引机曳引轮节轮半径相等，它们节轮半径处的线速度比等于传动比H1/H2=P1/W，式中H1为对重位置垂直变化的距离，H2为轿厢位置垂直变化的距离，P1与W同上，对重位置垂直变化距离与轿厢位置垂直变化距离的关系为H1=P1/WXH2。上述两种特殊情况为:特殊情况一:对重(6)位置在上部对重(6)限行区，而且轿厢(3)为上行信号；特殊情况二:对重(6)位置在下部对重