专利名称:电梯速度控制装置的制作方法
这是一项关于电梯速度控制装置的发明。该装置通过一个由可控硅元件组成的电力整流器(以下称作整流器)和一个由三极管和二极管组成的电力逆变器(以下称作逆变器)控制一个交流电动机来控制电梯车厢速度。
对现有技术的说明
图1是常规电梯速度控制装置的方框图。该装置已经公开，如日本专利文件Laid-Open 162978/1981。图中号数分别表示1、三相交流电源;2、由可控硅元件组成的整流器，将交流电源转换为直流;3、对整流器输出起滤波作用的电容器;4、由三极管和二极管组成的逆变器，将经过电容器3滤波的直流电压转换为电压可变、频率可变的交流电流;5、三相感应电动机(以下简称为电动机);6、相当于测速发电机一类的速度检测器，直接与电动机5配合;7、由电动机5带动的滑轮;8、绕在滑轮上的绳索;9、与绳索一端连接的电梯车厢;10、与绳索另一端连接的平衡锤;11、速度指示发生器，产生速度指示信号11a;12、速度控制操作电路，将速度指示信号11a同速度检测器6的速度信号6a进行比较，产生一个输出指示信号12a送到整流器2和一个转差频率指示信号12b送到逆变器4;13、电压检测器，用来检测电容器3两端的电压;14、电压控制操作电路，将输出指示信号12a同电压检测器13的电压信号13a进行比较，产生出一个电压指示信号;15、相位电路，根据电压指示信号产生门脉冲，控制组成整流器2的可控硅元件;16、电压指示发生器电路，根据速度信号6a和转差频率指示信号12b，产生出一个正弦波的电压指示信号;17、电压检测电路，检测逆变器4的输出电压;18、脉冲宽度调制比较器，对电压指示发生器电路16产生的电压指示信号同电压检测电路17产生的电压信号进行比较，产生出脉冲宽度调制指示信号;19、基本驱动电路，根据脉冲宽度调制指示信号产生门信号，用以控制组成逆变器4的三极管。
按上述电路制造出的电梯速度控制装置，其三相交流电压经过整流器2和电容器3进行整流和滤波。这时，经逆变器4调制脉冲宽度的交流电压供给电动机5，使电梯车厢9开始运行。
这时，速度检测器6检测电动机5的转动速度，并将电梯车厢9的速度信号6a送到速度控制操作电路12，该电路对速度信号6a同速度指示信号11a进行比较，产生出输出指示信号12a和转差频率指示信号12b，分别送到电压控制操作电路14和电压指示发生器电路16。
如果有输出指示信号12a作为给定值，且电压检测器13的速度信号作为反馈值，则电压控制操作电路14就会产生电压指示信号，使两个信号值的差变为零。然后由相位电路15接收这个电压指示信号，控制整流器2的可控硅元件。
根据转差频率指示信号12b和速度信号6a，电压指示发生器电路16产生出一个正弦波的电压指示信号送到脉冲宽度调制比较器18。如果有电压指示信号作为给定值和电压检测器电路的电压信号作为反馈值，脉冲调制比较器18就会产生出一个脉冲宽度指示信号，使两个信号数值之差变为零。然后将脉冲宽度调制指示信号送到基本驱动电路19，用以控制逆变器4的基极电流。
这样，送到电动机5的电压和频率都得到控制，电梯车厢9的速度也由速度指示发生器11产生的速度指示信号11a精确地控制。
图2是上面提到的电压控制操作电路14的详细电路图，图中电阻器20和21的一端分别与速度控制操作电路12和电压检测器13相接;操作放大器24的反向输入端(一)与两个电阻器的另一端联接，输出端与相位电路15联接;电阻器22和电容器23接在操作放大器24的反向输入端(一)和该放大器输出端之间;比较器25的一个输入端与操作放大器24的输出端联接，另一个输入端与基准电压Vref′相联，输出端接相位电路15。
在图2中，当电压指示信号12a通过电阻器20和电压信号13a通过电阻器21输入后，与两个输入信号差值相当的电压信号24a送到相位电路15。比较器25测定电压信号24a的数值大小。若该值超过预定值，则送给相位电路15一个信号，以便产生反馈给电源的电功率，即整流器2的分组开关信号25a送到相位电路15。
这种类型的速度控制装置，若电源电压为Vac，且不考虑可控硅的压降时整流器2的最大输出电压为ED，则ED＝1.35Vac〔V〕。
如果由于某些原因电源电压Vac下降，那么整流器2的输出电压也随之下降，这时，操作放大器24提高输出电压作为电压降的补偿。然而当电压下降比较大时，操作放大器24的输出电压信号24a在t1-t2的时间段里处于饱和状态，如图3所示。而电压指示信号12a往往大于电压信号13a，换句话说，电压指示信号12a与输出信号不可能总是相等。在这种情况下，假如逆变器4从送电运行状态转为回送状态，那么，由于操作放大器24的饱和会使比较器25的操作延迟，电容器3两端的电压就会上升。因此，电源电压较低时，很难控制回送方向的电流，即过电流会流入回送方向可控硅元件组中。
目前这项发明克服了上述的缺点。作为一个控制电梯速度的装置，它装有电压检测器用来检测交流电源电压，并装有最小值选择电路用来对电压检测器的电压信号同整流器控制速度用的输出指示信号进行比较，产生一个与较低值信号电平相同的信号作为校正后的输出指示信号，送到比较器电压控制电路，以防止前面讲过的过电流进入回送方向整流器可控硅组中的现象。
图1，常规的电梯速度控制装置结构方框图;
图2，速度控制装置主要部件的详细电路图;
图3，说明速度控制装置功能的波形图;
图4，按本发明具体装置所绘的电梯速度控制装置结构方框图;
图5，说明上述装置功能的波形图;
图6，上述装置主要部件的详细电路图。
图4为按照本发明具体装置所绘的电梯速度控制装置结构的方框图。图中那些与图1中相同的号数代表同样的部件。与图1装置所不同的是增加了一个用以检测交流电源电压的电压检测器26和一个最小值选择电路27，用来接收电压检测器26的电压信号26a和速度控制操作电路12的输出指示信号12a，并加以比较，产生出一个较低电位的信号作为校正后的输出指示信号，送到电压控制操作电路14。
图6是电压检测器26和最小值选择电路27的详细结构电路图。首先，电压检测器26带有一个三相变压器28(下面简称为变压器)，该变压器初级端接交流电源，次级端接一个整流电路，整流电路包括6个桥式联接的二极管(29-34)，还包括电阻器35和电容器36，它们对整流后的输出起滤波作用。最小值选择电路27带有一个操作放大器37，该放大器的正向输入端(+)接收电压检测器26的电压信号26a，其反向输入端(-)经过一个输入电阻器38，接收速度控制操作电路12的输出指示信号12a。最小值选择电路27还带有二极管39，它与操作放大器37的输出端相接，这样，操作放大器37就能够在电压信号26a小于输出指示信号12a时有效地工作。上述选择电路还带缓冲放大器40，它接收操作放大器37的输出，并产生校正后的输出指示信号27a，同时使信号27a低于电压信号26a的电位。
下面所讲的对新发明的电梯速度控制装置功能的说明，主要侧重于该装置与图1装置不同的特性。
首先，电压检测器26检测交流电源1的电压，产生出与输出指示信号12a相同的电压信号26a，送到最小值选择电路27中的操作放大器37。假如电压信号26a大于输出指示信号12a，操作放大器37的输出则由于二极管39的作用而无效，使输出指示信号12a同缓冲放大器40的输出相等，进而使输出指示信号27a同输出指示信号12a也相等。
其次，当电压信号26a由于交流电源电压下降变得小于输出指示信号12a时，操作放大器37发生作用，输出指示信号27a被限制在电压检测器26的电压信号26a的电位上。
这样，最小值选择电路27接收电压检测器26的输出电压信号26a作为第一个输入，接收速度控制操作电路12的输出指示信号12a作为第二个输入，比较两个输入，产生出一个与较低的输入一致的信号。
图5所示为上述两者以及电压控制操作电路14中操作放大器24的输出状态之间的关系。只要电压信号26a保持低于输出指示信号12a，输出指示信号12a就被限制，输出指示信号27a就会送到电压控制操作电路14。因此，操作放大器24不会饱和，而且通过电压信号13a可以明显地看出电容器3两端保持着低电压，从而防止了过电流进入整流器。
当整流器2的输出电压降低时，逆变器4的输出电压也会相应降低，从逆变器输出的正弦波有些变形，接近方形波。然而这对控制特性没有任何实质性的影响。
从上述说明中可以看出，目前这一发明可以检测电源电压，可以把输出指示限制在较低数值上。因此，在回送运行中，可以很可靠地防止过电流进入组成整流器的可控硅元件组中。
权利要求
1、一个电梯速度控制装置包括
一个由可控硅元件组成的电力整流器，将交流电源电压转换成直流；
一个电容器，对上述电力整流器输出的直流电流起滤波作用；
一个由三极管和二极管组成的逆变器，将经过上述电容器滤波后的直流电压转换为电压可变和频率可变的交流电流，供给一个交流电动机用来驱动电梯车厢；
一个控制电路，用以比较上述电梯车厢速度指示信号和经过检测的速度，产生出一个输出指示信号送到上述电力整流器，和一个转差频率指示信号送到上述电力逆变器；根据输出指示信号而控制电力整流器的相位，根据转差频率信号而控制电力逆变器的脉冲宽度调制。
前面提到过控制电路带有一个电压检测器检测交流电源电压，还有一个最小值选择电路接收电压检测器的输出信号作为第一个输入，接收上述输出指示信号作为第二个输入，对两者进行比较，产生一个与其中较低者相同电平的信号，控制电路将该最小值选择电路的输出信号，作为校正后的输出指示信号加到电力整流器以控制其相位。
2、按照权项1的电梯速度控制装置，其中，控制电路还包括
一个速度控制电路。它对上述车厢速度指示信号和检测过的速度进行比较，产生一个输出指示信号送到电力整流器，和一个转差频乘指示信号加到电力逆变器。
一个电压控制电路。它接收上述速度控制电路的输出指示信号和代表电力整流器输出电压的电压信号，将两者加以比较，产生一个电压信号控制该电力整流器。
前面提到的最小值选择电路接在上述速度控制电路和上述电压控制电路之间，该最小值选择电路的输出信号送到电压控制电路。
3、按照权项1的电梯速度控制装置，其中，当电动机处于供电运行状态时，上述电力整流器将交流电源转换为直流电流送到上述逆变器;当电动机处于回送运行状态时，该电力逆变器将直流转换为交流电流回送给交流电源。电动机的供电和回送运行通过一个可控硅组来实现。
4、根据权项3的电梯速度控制装置，其中，上述电压控制电路包括
一个操作放大器，接收由上述输出指示信号和上述电力整流器的输出电压信号组成的信号，送给相位电路一个输出信号用来产生门脉冲，控制上述电力整流器;
一个比较器，通过它的一个输入端接收上述操作放大器的输出信号，并接收预定的参考电压，对这两个输入信号进行比较，产生一个输出信号送到相位电路，这样上述电力整流器不管在供电还是回送电流这两个方向，其可控硅组都处于导通状态。
5、根据权项1的电梯速度控制装置，其中，所述电压检测器包括
一个变压器，其初级接上述电源;
一个整流电路，接上述变压器的次级;
一个滤波电路，滤平上述整流电路的输出，产生一个作为经过检测的电压输出信号。
6、根据权项1的电梯速度控制装置，其中，所述最小值选择电路包括
一个操作放大器，接收上述输出指示信号和上述电压检测器的电压信号;
一个输出放大器，产生上述放大器的输出，作为校正后的输出指示信号。
7、根据权项6的电梯速度控制装置，其中，所述操作放大器的正向输入端接收上述电压信号，反向输入端接收输出指示信号，操作放大器的输出端接在一个二极管的负极上，该二极管的正极与上述输出放大器相接。
专利摘要
本发明涉及一种电梯速度装置，该装置通过一个由可控硅元件组成的整流器和一个由三极管及二极管组成的逆变器控制一个交流电动机，带动电梯车厢。该装置具有一个电压检测器，用于检测交流电源电压，还具有一个最小值选择电路，用于对电压检测器的电压信号和整流器的输出指示进行比较，以控制速度，并将一个较低电平信号具有相同电平加到整流器的电压控制电路，作为校正后的输出信号。
文档编号B66B1/28GK85101195SQ85101195
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