专利名称：用于优化直线感应电动机激励电流的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电梯控制系统，尤其涉及操作电梯轿厢门的直线感应电动机的控制系统。
在常规的电梯系统中，电梯轿厢门通过旋转电机驱动机械装置进行选择地开关，机械装置包括多个运动部件，例如齿轮箱，一组驱动臂，和连接装置。现有的电梯轿厢门控制系统的主要缺点是其对于未校准的敏感性，因此需要经常调整从而导致高的维护成本。此外，未校准还会使系统的性能变差，例如使门的开关动作不平滑。
直线电动机通过取消机械连接可以取代常规的门操作系统并消除和机械连接有关的问题。直线电机一般包括电机的一次侧单元和电机的二次侧单元。电机的二次侧和电机的一次侧彼此相对运动，从而使电梯门开关。一般直线电机具有比常规的旋转电机大得多的电机部件之间的磁气隙。为了补偿大的气隙，直线电机必须比常规电机在大得多的电流下操作。较大的电流产生大的热量，可能引起电机过热。在电梯门系统中的直线电机的过热问题是严重的，因为直线电机处于有限的空间环境中，热量不容易散出。过热是极其不希望发生的，因为会引起效率损失并产生短路。因此，必须控制直线电机中的温升。
本发明的目的是改善操作电梯轿厢门的直线感应电机的性能。
本发明的另一个目的是减少操作电梯轿厢门的直线感应电动机的温升。
本发明的再一个目的是减少直线感应电动机中的能量损失。
按照本发明，对于在电梯系统中的电梯轿厢门的每种操作方式，直线感应电动机中的激励电流被最佳化。某些操作方式，例如保持关闭或保持打开，比开关操作方式需要较小的推力。较小的推力可以用较小的激励电流达到。在要求低的推力的操作方式期间使激励磁电流减少可以减少电机一次侧的温升。此外，激磁电流的最佳化可以减少电机一次侧的能量损失。
本发明的一个优点是减少电力消耗。
本发明的另一个优点是增加所用晶体管的寿命。
本发明的上述的和其它的优点通过结合附图进行的对其实施例的详细说明可以看得更加清楚，其中
图1是在电梯中操作电梯轿厢门系统的透视示意图；图2是沿图1的线2-2取的操作电梯轿厢门的系统的示意性截面图；以及图3是按照本发明的图1的电梯轿厢门系统中使用的激磁电流最佳化的逻辑流程图。
参见图1，用于开关从一对门悬挂装置14上悬挂的一对电梯轿厢门12的电梯轿厢操作系统10包括和一对门悬挂装置14固定地连接的一对运动的电机一次侧16和连接到固定在电梯轿厢(未示出)的司机室仪表板22上的横梁托架20上的电机二次侧18。
参见图2，每个运动的电机一次侧16包括一次绕组24和由几个电机垫板28与一次绕组24隔开的后铁心26。一次绕组24包括其上绕着绕组32的一次铁心装置30。在一次绕组24和后铁心26之间限定一个磁气隙34。每个运动的电机一次侧16借助于通过后铁心26和电机整板28的几个螺栓36被固定地连接在门悬挂装置14上。
电机二次侧18延伸过电梯轿厢的长度，并当电机一次侧16横向行过时被配合在后铁心30和一次绕组28之间，使电梯轿厢的门12打开和关闭。电机二次侧18由导电金属制成。
如图1所示，电机二次侧18被可运动地连接在横梁托架的两侧。电机二次侧18被固定在横梁托架20的固定器40上，从而允许后铁心26在横梁托架20和电机二次侧18之间行进。
第一定位系统42被固定地连接在横梁托架20上，并且包括直接和编码器滚筒46相连的编码器44。惰轮滚筒48被设置在横梁托架20的相对端。联系电缆50延伸过编码器滚筒和惰轮滚筒，被连接在每个电梯轿厢门12上。
第二定位系统54包括几个检测器56，被设置在横梁托架20上，和形成在门悬挂装置14上的几个开孔对准。
门控制器盒60被设置在电梯轿厢(未示出)的顶上，并通过电缆61和被固定在横梁托架20顶部上的端子盒62联系。一对柔性电缆64从端子盒62开始，并连接端子盒62和每个电机一次侧16。通过第一电缆68由第一定位系统42向门控制器60发生信号。第二电缆70把信号从第二定位系统54送到门控制器60。第一第二定位系统42、54确定电梯轿厢门12的速度和方向。
门控制器60包括处理器单元，例如微处理器。处理器单元包括CPU，ROM，RAM，总线和输入/输出端口，其连接关系是本领域技术人员熟知的。按照本发明的最佳实施例，图3的程序被合适地编码并被存储在ROM、RAM中，当需要时由CPU取出并执行。
在操作时，当电压通过柔生电缆64加于电机一次侧16时，总电流产生磁通和推力。像本领域中熟知的那样，使用为控制常规的旋转感应电动机而提出的算法，产生磁通的总电流部分是激磁电流(Id)，产生推力的总电流部分是推力电流(Iq)。总电流是推力电流和激励电流的矢量和。激磁电流的值的一个范围可以产生给定的推力。较低的推力值可以通过设置低的、中等的或高的激磁电流来产生。不过，如果高的激磁电流设置产生低的推力，则在电机一次侧产生较多的热量，因而可能产生过热。此外，对于高的推力，需要大的激磁电流。
电梯轿厢门一般具有四种方式。头两种方式是打开和关闭，表示响应选择的指令得到的最终事件。其它两种方式是作为过渡事件的打开和关闭。电梯轿厢门的每种方式需要不同的推力。打开操作是非常费力的，要求电机输出最大的推力。正常关门的力被限制在不许超过133牛顿(133N)，由电梯编码设置。保持打开和保持关闭的操作需要要相当小的推力。不过，如果这两种方式中任何一个有任何干扰，例如在保持打开方式期间门被拉向关闭或在保持关闭方式期间门被拉向打开，则推力值就必须增加到能够克服这种相反作用的一个值。
参见图3，其中的流程图控制按照本发明最佳实施例的控制器的逻辑。四种操作方式，关闭后76，打开78，打开后80和关闭82在图中被示出了，并在方块中标明了如下述设置的激磁电流。这样，对于保持闭合76和保持打开80的方式，设置低的激磁电流。对于打开操作方式78，设置低的激磁电流。对于打开操作方式78，设置高的激磁电流。对于关门操作82，设置中等的激磁电流。不可预料的事件84-88在椭圆中示出了。
一旦门处于完全关闭的位置76，如同由软件通过反馈系统从第一定位系统提供信号所确定的，激励电流的值便被设置为低。在电梯门被强迫打开的事件84中，当第一定位系统检测到这种事件并把信息通过第一电缆68送到控制器60时，激磁电流的值被增加到高。大的激磁电流值被保持直到两个事件之一发生。第一个事件是经过一段时间，这里设置为五秒钟(5sec)，此时将触发使激磁电流发生变化，经过五秒(5sec)种之后，系统返回低激磁电流设置76。如果系统检测到门再次被强制打开84，则激磁电流值被再次变大。另一个改变激磁电流状态的事件是开门指令。一旦控制器收到来自操作控制器74的表示开门指令已收到的信号，不管系统是处于强制开门方式84还是处于关门方式76，激磁电流值都被设为高，以便使门打开78。高值的激磁电流相应于为这一操作所需的最高的推力。
当门控制器60收到来自第一定位系统42的表示电梯轿厢门已达到全开位置80的信号，激磁电流便被减小到低的设置。如果门控制器60通过第一定位系统检测到门正在被拉向关闭85，86，则激磁电流被增加到能够反拉拉力的值。根据施加的把门拉向关闭的力量，激磁电流或者被增加到高值85或中值86的设置。
当门控制器60收到关闭电梯轿厢门的指令时，激磁电流的值改变到中值。当门还在关闭时82，需要中指的推力，因而激磁电流被没置为中值。
可能发生另外两个非预料事件。第一，在关门制作期间，门被阻止关闭。如果门被阻止关闭一个预置的时间量，在最好的方式实施例中设置为15秒，则电流被减少到低设置87。直到门达到全关闭位置76并且控制器得到第一定位通知之后或直到控制器接收开门指令并且门进入开门方式78，激磁电流将保持在这个低的设置87。
第二个非预料事件是如果在开门期间78，门被阻止完全打开。如果在竖井中门的路径受阻，则可能发生这种情况。如果在15秒内门不能达到完全打开位置，则激磁电流被设置为低值88。激磁电流的低值设置88将保持到或者直到门达到完全打开位置80，此时被第一定位系统检测到，或者直到控制器接收关门指令并且门开始关闭82为止。
在最好的实施方式中，高的激磁电流设置范围为6至8安培；中值的范围为3.5至5安培；低值的范围为2至2.5安培。
对于电梯门操作的每种方式使激磁电流最佳化会大大减少电机一次侧的温升。对于例如需要小的推力的保持打开80和保持关闭76，设置一个低的激磁电流便能是以产生所需的推力。如果对这种方式设置一个高值激磁电流，则电机一次侧会过热。多余的热量不易散出，因为电机一次侧处于有限的空间环境中。过热不仅会引起短路，而且是一个限制推力输出和门的速度的因素。因而，对于特定的门负载，通过减少所需的激磁电流的数量，本发明便把电机一次侧的过热减到最小，借以不仅改善门系统的可靠性，而且提高了效率。
本发明的一个优点是减少了电力消耗。
本发明的另一个优点是增加了系统中使用的晶体管的寿命。因为激磁电流被减小了，对于给定的推力便导致频率增加。频率的增加便晶体管的温度波动变小，因而增加所用晶体管的寿命。
虽然本发明已经结合具体的实施例进行了说明，但本领域的技术人员应当理解，不脱离本发明的范围和构思可以作出各种改型。
权利要求
1.一种电机控制系统，包括直线电机；以及和所述直线电机相连的控制器，所述控制器包括用于根据所述电机上的负载改变所述电机的激磁电流。
2.一种用于控制电梯轿厢门的系统，包括具有打开位置和关闭位置的门；和所述门连接的用于使所述门移动到所述打开和所述关闭位置的直线电机；以及和所述直线电机相连的用于控制所述电机的激磁电流的控制器，所述控制器包括用于在所述门处于打开和关闭位置时改变激磁电流为低值的软件。
3.如权利要求2所述的用于控制电梯轿厢门的系统，其中所述门还具有开门和关门方式，并且其中控制器包括当所述门处于开门方式时把激磁电流改变为高值，当所述门处于关门方式时把激磁电流改变为中值的软件。
4.如权利要求3所述的用于控制电梯厢门的系统，其中所述激磁电流的高值范围为6至8安培，中值范围为3.5至5安培，低值范围为2至2.5安培。
全文摘要
在驱动电梯轿厢门的直线感应电动机中产生的激磁电流被最佳化。对于需要低的推力的门操作方式,例如门保持打开和保持关闭,激磁电流被设为低值,对于需要较大推力的门操作方式,例如开门或关门操作,激磁电流被增加。在直线感应电机中激磁电流的最佳化能减小过热并提高能量效率。
文档编号B66B13/08GK1183670SQ9712620
公开日1998年6月3日 申请日期1997年11月6日 优先权日1996年11月7日
发明者K·N·雷迪, B·J·阿门德, D·F·科米内尔埃, R·N·法戈, 小·J·P·托韦, W·F·布鲁克斯 申请人:奥蒂斯电梯公司