专利名称:升降机速度控制装置的制作方法
本发明涉及一种升降机速度控制装置，更确切地讲，本发明涉及一种这样类型的升降机速度控制装置，在其中，为了控制起重感应电动机的速度，使用了一个逆变器，而且该逆变器是由微计算机这类处理装置控制的。
至今为止，如图1所示的升降机速度控制装置一直被推荐采用着，在这种类型的速度控制装置中使用了逆变器作为起重感应电动机的速度控制器，而且该逆变器是由处理装置来控制的(在下文中将以微计算机为例来说明该处理装置)。在图1中，编号1表示一个三相交流电源;编号2是一个整流器，用来把三相交流电流转换成直流电流;编号三为一个滤波电容器，该电容器接在整流器的直流输出端并对该直流电流起滤波作用;编号4是一个逆变器，该逆变器跨接在滤波电容器3的两端，并且根据脉冲宽度调制系统把直流电流逆变为电压可变和频率可变的交变电流，(在下文中该脉冲宽度调制系统缩写为“PWM”)，该逆变器是由晶体三极管和二极管构成的。编号5代表一个电流探测器，用于探测逆变器4的输出电流;编号6是一个三相感应电动机，该电动机由逆变器4输出的交流电流驱动并且直接联结着一个速度探测器(例如一个转速计发生器7)和一个滑轮8。编号9是一根绕在滑轮8上的牵引绳，在该牵引绳的一端，连接着升降机室10，另一端则连接着一个配重块11。
编号12表示一个方式发生器，用来产生升降机的速度方式;编号13是一个微计算机，该微计算机在一个预先确定的时间间隔接受速度探测器7的输出信号7a，并且将该输出信号与速度方式发生器12的输出信号12a相比较，然后用工作输出信号控制逆变器4。这个微计算机13是由一个中央处理单元(CPU)16、接口电路14和15、一个随机存取存贮器(RAM)形式的存贮器件17和一个只读存贮器(ROM)形式的存贮器件18以及接口电路19和20组成，其中接口电路14和15分别用来将速度方式发生器12和速度探测器7的输出送入中央处理单元16;存贮器件17和18用来与中央处理单元16交换数据;接口电路19和20用来给电流命令产生电路21发送经中央处理单元16处理后的数据等。另外，编号22代表一个脉冲宽度调制电路(在下文中用“PWM电路”表示)，该电路将电流命令产生电路21的输出信号与电流探测器5的输出信号作比较并且进行脉冲宽度调制;编号23是一个基极驱动电路，该电路将PWM电路22的输出信号放大，以便向逆变器4的晶体三极管提供基极信号。
图2是一个方框图，详细地表示了图1所示的电流命令产生电路21。这个电路包括一个数-模转换器24，该数-模转换器把微计算机13通过接口电路19送来的数字量电流命令值19a转换成模拟量、一个振荡器25，该振荡器把微计算机13通过接口电路20送来的一个频率命令转换成一系列脉冲、一个计数器26，用来对振荡器25的输出脉冲计数，以及存贮电路27、28和29上述存贮电路根据计数器26的计数值分别提供不同相位的，对应于相位U，V，W的正弦波数据。存贮电路27，28和29各自的输出数据送至相应的数-模转换器30，31和32。各个数-模转换器30，31和32以数-模转换器24的电流命令值为参考值，把存贮电路27，28和29的输出数据转换成模拟量，从而送出U，V和W相位的电流命令值。
图3是一个功能方框图，表示了一个属于微计算机13的速度控制计算单元。减法器131把速度探测器7的输出信号7a与速度方式产器12的方式信号12a相减，由一个PI控制计算部份132对其差值输出信号进行PI控制操作，以便提供一个力矩命令(TL)132a电流计算部份133根据下面将叙述的公式(1)并基于力矩命令132a计算出电流命令值I，通过接口电路19，该电流命令I按照符号19a所示被输出(如图1所示)。
I＝I01 + ( KTTL)2]]>(1)式中I0是激励电流;KT为力矩电流系数，该系数取决于电动机。
差频计算部份134根据下述公式(2)并基于力矩命令TL计算出差频WSWS＝KS·TL(2)式中KS为差频系数，该系数取决于电动机。
在加法器135中，通过差频计算部份134的计算而获得的输出信号与速度探测器7的输出信号7a相加，其结果作为频率命令20a被输出。
图4(a)和4(b)说明了在感应电动机加速期间感应电动机的速度与差频之间的关系。图4(a)中的实线40代表感应电动机的实际旋转频率，虚线41代表速度探测器7的输出信号，该信号在一个固定周期内通过接口电路15装入微计算机13，点划线42代表频率命令值20a的输出状态。
同时，当如图3所示的速度控制计算单元以一个固定周期执行操作时，由于感应电动机的旋转频率的变化，实际差频会与计算值不符，图4(b)表示了这种情况。
在图4(b)中，实线43代表差频计算部份134的输出状态，点划线44代表实际差频。从图4(b)中可以明显看出，实际差频(平均值)比差频计算部份134的输出小，这便使感应电动机产生过电压现象。在再生制动状态中，实际差频相反地比差频计算部分134的输出大，结果导致了感应电动机电流的增加。
为了解决上述问题而完成了本发明。为达到其目的，本发明必须提供一个升降机速度控制装置，该装置对决定感应电动机旋转速度变化的量值进行校正，完成这一校正的期间是从速度探测器7的输出信号馈入到微计算机的时刻起一直到给逆变器施加控制信号为止，从而使实际差频与计算值相一致，防止过电压和失力矩(torque-off)的现像发生。
下面简要叙述附图图1是一个示意方框图，表述了先有技术中和根据本发明的升降机速度控制装置;
图2是一个方框图，详细表述了图1中所示的电流命令产生电路;
图3是一个先有技术中的速度控制计算单元的功能方框图。
图4(a)和4(b)是说明性波形图，表示了先有技术中的差频和电动机速度之间的关系;
图5是一个根据本发明的速度控制计算单元的功能方框图;
图6(a)至6(c)是说明性波形图，表示了本发明中的差频和电动机速度之间的关系。
下面将参照本发明的一个实施方案。
本发明的升降机速度控制装置的总的配置与图1和图2所示的配置相似。如图5所示，为了校正由采样控制引起的速度探测滞后，本发明特别设置了具有微分计算部份的速度控制计算单元，从而使实际差频与计算值相一致。图5是与图3相对应的。
图5与图3中的相同部份使用了相同的符号，并且省略了叙述。与图3不同的部份将加以强调说明。
通过把图5与图3相比较可以看出，图5中由编号131-135所指示的部份与图3的这些部份一样，编号136和137所指示的部份是本发明新加的部份，这些部份构成了本实施方案的特征。更具体地讲，编号136代表一个微分计算部份，该微分计算部份对速度探测器7的输出信号7a进行微分运算，微分输出信号136a送入加法器137。加法器137得出微分输出信号136a与速度探测器7的输出信号7a的和。由加法器137获得的信号之和送入加法器135，并与差频计算部份134的输出信号相加，最后得到了频率命令20的输出。
通过以此种方式重新设置的微分计算部份136和加法器137，在速度探测器7的输出信号馈入微计算机之后直至变化频率的控制信号施加到逆变器4之时，对使感应电动机的旋转速度发生变化的量值进行校正，由此控制信号被施加给逆变器4。
图6(a)至图6(c)根据本发明说明了在电动机加速期间差频与速度的关系。图6(a)中的实线40代表电动机的实际旋转频率;虚线41代表了速度探测器7的输出信号，该速度探测器输出信号由微计算机13采样;点划线45代表了频率命令值20。
图6(b)表示了来自差频计算部份134的差频Ws(实线43)与实际差频(点划线44)之间的关系，图6(c)则表示了微分计算部份136的输出信号136a。
从图6(b)可以看出，当微分计算部份136的输出信号136a与速度探测信号7a相加时，差频计算部份134的输出信号(计算值)与实际差频(平均值)相一致，由于采样控制而产生的速度探测的滞后可得到修正，并可避免电动机的过电压和失力矩(torque-off)。此外，当处于再生制动(减速)的状态时，现有技术存在的诸如实际差频变大或电动机电流增加等问题可得到解决。
如前面所述，根据本发明在速度探测器的输出信号馈入计算机之后直至一个控制信号施加给逆变器之时对使感应电动机的旋转速度发生变化的量值进行校正，由此向逆变器发出一个速度控制信号。如此，由于采样控制而引起的速度探测滞后便得到校正，在加速和减速期间便得到了使实际差频与计算值相一致的一个预先确定的差频，并且可以防止电动机的过电压和失力矩(torque-off)现像的发生。
权利要求
1.升降机速度控制装置，具有一个把交流电流转换为直流电流的转换器，一个为了控制起重感应电动机的速度而把转换器的直流输出转换为交变电流的逆变器，一个用来探测感应电动机的旋转速度的速度探测器，一个控制逆变器的交流输出的处理装置，在该升降机速度控制装置中，速度探测器的输出信号在一个预先确定的期间馈入处理装置，并且由处理装置的计算而获得的输出信号被施加到逆变器，从而执行感应电动机的差频控制；升降机速度控制装置的特征在于它包括用于校正一个量值的装置，该量值在所述速度探测器的输出信号馈入所述处理装置之后直至控制信号施加给所述逆变器之时，使感应电动机的旋转速度产生变化。
2.如权项1所定义的升降机速度控制装置，其中校正装置接收在预先确定的间隔所馈入的速度探测器输出信号，对其进行微分运算，以产生一个微分信号，并将该微分信号作为修正信号输出。
3.如权项2所定义的升降机速度控制装置，其中所述的处理装置包括差频输出装置，该差频输出装置产生并输出一个用于差频控制的差频，将其作为一个信号，所述校正装置的输出信号与所述差频输出装置的输出信号相加，其结果信号用来执行校正操作。
4.如权项3所定义的升降机速度控制装置，其中速度探测器输出信号与所述差频输出装置的输出信号相加，其结果信号作为一个频率命令输出，并且所述校正装置的输出信号与速度探测器的输出信号相加，其结果信号与所述差频输出装置的输出信号相加。
5.如权项4所定义的升降机速度控制装置，其中所述的处理装置包括第一相加装置，用来将速度探测器输出信号与所述校正装置输出信号相加;及第二相加装置，用来将所述差频输出装置的输出信号与来自第一相加装置的输出信号相加。
专利摘要
一个升降机速度控制装置，其中，速度探测器的输出信号在预先确定的间隔被采样，经处理装置处理之后获得的输出信号施加一个逆变器以便执行感应电动机的差频控制；所配备的校正装置接收在预定间隔采样的速度探测器输出信号，对其进行微分、产生微分信号并将其作为校正信号而输出，从而在速度探测器输出信号馈入微计算机之后直至控制信号加到逆变器之时，对使感应电动机转速发生改变的量值进行校正，由此速度控制信号被传送给逆变器，以校正由于采样控制而产生的速度探测滞后。
文档编号B66B1/28GK85101176SQ85101176
公开日1986年9月24日 申请日期1985年4月1日
发明者棚桥徹 申请人:三菱电机株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan