专利名称:电梯的控制装置的制作方法
本发明是关于控制电梯梯笼速度的控制装置，特别是能够经常把梯笼的速度控制在安全速度的控制装置。
为了使电梯的梯笼乘坐舒服，停车准确地运行，必须精确地控制电动机使之运转平稳。最近，由于微电子学和功率电子学技术的发展，这些技术已逐步应用于电梯技术上。
图5为示出这种电梯控制装置的组成图，图中，(5)为梯笼，(6)为钢缆，(7)为滑轮，(8)为配重，(9)为三相异步电动机，(10)为脉冲发生器，它产生的脉冲数与电动机的转速对应，(11)为计数电路，对10输出的脉冲进行计数，(12)是微型计算机，包括为了输入从计数电路出来的信号而形成接口的输入通道(121)、中央处理装置(以下称为CPU)(122)、ROM(123)、RAM(124)，为了输出到电力变换电路(13)的信号而形成接口的输出通道(125)及总线(126)，(13)为电力变换电路，(14)为三相交流电源。
还有，图6为示出利用上述微机(12)进行反馈控制的功能方块图，(1)是基于速度基准信号VP与梯笼速度信号VT的偏差ε作为输入，进行相位及增益补偿，而后输出VC的补偿器，该补偿器具有传递函数GC(S)，S为拉普拉斯算子。(4)是变换器，该变换器以计数电路(11)的输出(11的输出通过输入通道121而输入到12)为基础，得到三相异步电动机(9)的旋转角频率ωr，再把ωr变换为梯笼速度信号VT(VT＝KT·ωr，这里KT是系数)，(130)示出运算装置，它把补偿器(1)的输出VC换算为送给电力变换电路(13)的指令值(131)。
具有上述组成的控制装置中，对应于三相异步电动机(9)的转速的脉冲，由脉冲发生器(10)产生，计数电路(11)对此脉冲进行计数，这个计数值被送到微机(12)，而后，微机(12)将该计数值换算成梯笼速度，计算出梯笼速度信号VT。并且，基于预先给定的速度基准信号VP与梯笼速度信号VT的偏差，进行反馈控制，输出送给电力变换电路的指令值。把由该指令值控制的电力送给三相异步电动机(9)，控制电梯梯笼(5)的速度。也即图5、图6的组成就是根据速度基准信号VP与梯笼速度信号VT进行反馈控制，以期精确平稳地来控制梯笼的速度。
然而，上述组成，由于脉冲发生器(10)，计数电路(11)，输入通道(121)等的故障，如果出现梯笼速度信号VT比实际梯笼速度Vcar低的情况，偏差ε(＝VP-VT)变大，使梯笼(5)失控，梯笼内的乘客将处于危险状态。这一点示于图7(a)，(b)。同图(a)还表示了梯笼(5)从停止开始，梯笼速度VT呈现为零的故障情况，还有(b)所呈现的情况，即梯笼(5)从停止开始，梯笼速度VT被限制在VS的故障情况，Vcar是实际的梯笼速度，故障时VT≠Vcar。如图7(a)、(b)所示的那样，在发生梯笼速度信号VT比实际的梯笼速度Vcar低的故障情况下，Vcar继续加速，最终，防止过速的安全装置调速器(图未示出)工作，使梯笼急速停止，笼内乘客成为罐封状态(关闭在笼内的状态)。这是非常危险的，这种情况的起因是由于在先有技术的构成中根据速度基准信号VP与梯笼速度VT的偏差ε进行的反馈控制，以及对三相异步电动机(9)进行转矩控制的缘故。为了防止这种故障，可以考虑例如把梯笼速度信号的产生装置也即脉冲发生器、计数电路作成两套，以便校验从这两套检出的梯笼信号的合理性，但是这使系统变得价格非常高而且相当复杂。本发明是试图消除上述问题，即使梯笼速度信号检出装置的输出信号比实际速度低，仍能经常地把梯笼的速度限制在安全速度，本发明以提供这样一种电梯控制装置为目的。
有关本发明的电梯控制装置是在三相异步电动机的电力变换电路中引入变压变频控制，对速度基准信号与梯笼速度信号偏差相对应的差频加以限制，此差频与三相异步电动机的旋转角频率的和值作为送给三相异步电动机的电流频率指令值。
本发明设置了差频的上限，压低了三相异步电动机的频率指令值，所以由此检出的梯笼速度即使比实际的速度低，也能把梯笼的实际速度限制在安全的低值。
下面基于功能方块图(图1)说明本发明的一个实施例，图1对应于先有技术例图6的组成。还有，图1中用与图6同一的符号来表示同一的部分，其说明这里省略。图1中，(2)是限制器，(3)表示根据限制器输出的ωS计算的电流指令值iu、iv、iw的幅值与相位的电流指令发生装置，ωO表示送给三相异步电动机(9)的电流指令值iu、iv、iw的频率，ωS表示差频(＝ωO-ωr)。还有，接受上述电流指令值的图5中的电力变换器(13)，在本发明中是把三相交流电源变成直流电源的整流器电路以及把上述直流变换成交流逆变器电路。又，信号(131)表示电流指令值iu、iv、iw，根据此信号来控制逆变器电路。
然而，为了对三相异步电动机进行速度控制，整流器电路与逆变器电路最近才被用起来。实际上关于送给变换电路的电流指令值控制，就是矢量控制等理论，是广为人知的(例如，参看内野、黑沢、大西“异步电机的矢量控制”《计测と制御》，356/362，NO.2，VO1.22(1978))在这个实施例中，有关电流指令发生装置(3)的电流指令值iuiviw如下式iu＝i1Cos(ωOt+θ01)iv＝i1Cos(ωOt+θ01- (2π)/3 )iw＝i1Cos(ωOt+θ01- (4π)/3 )式中ωO＝ωS+ωr，i1……电流指令值的幅值θ01……根据ωS求出产生转矩的电流与产生磁通的电流之比值的反正切。
图2是用程序来实现图1中限制器(2)的一个流程图。这个程序存储于图5微机(12)内的ROM(123)中。并且，图1的功能方块图，通过全部按照所定程序来操作的微机(12)加以实现。
图2程序中，程序(51)把补偿器(1)的输出VC与限制值Vco进行比较，如果是┌Y┘的话，进入程序(52)，如是┌N┘则进入程序(53)。又，在程序(52)中把VC代入差频ωS，程序(53)把限制值VCO代入差频ωS。例如，上述程序可每10毫秒执行一次。总之，此程序在补偿器(1)的输出设置限制值VCO，不输出比VCO大的差频值。再有，把上述限制值VCO选为在通常电梯运行时VC达不到的值为好。
按上述组成的话，如图3(a)、(b)所示明那样，可以确认从图1限制器(2)所获得的效果。还有，图3(a)、(b)与先有技术例图7(a)、(b)是一一对应的。也就是，在图3(a)上表现的，是梯笼(5)从停止开始梯笼速度信号VT呈现为零的故障情况，图(b)示出的是梯笼(5)从停止开始，梯笼速度VT被限制在VS的故障情况，还有，Vco＊是由于限制器(2)的作用，被限制在最大值VCO情况下的梯笼速度换算值。(a)、(b)都表明，发生故障时梯笼速度信号VT低于实际的梯笼速度Vcar，例如脉冲发生器(10)、计数电路(11)、输入通道(12)发生故障，可以设想发生(a)图上VT＝0，(b)图上VT＜VS的故障。(a)上随着电梯的起动，速度基准信号VP上升，不久即达到额定速度。但是，由于梯笼的速度VT总是零，图1的偏差ε增大，其结果是补偿器(1)的输出YC也将增大。但是由于限制器(2)是按照图2流程图的样子构成的，所以差频ωS被限制在最大值VCO，因而电流指令值iu、iv、iw的指令频率是ωO＝VCO。这是因为发生了故障，所以ωr＝0的原故。因此，三相异步电动机以转速VCO旋转，实际的梯笼速度Vcar被限制在VCO的梯笼速度换算值Vco＊。
还有，(b)图上随着速度基准信号VP的上升，梯笼的速度信号VT也正常地上升，但VT达到其限制值VS以后，VT＝VS。因此VT＝VS以后，图1中补偿器(1)的输出VC也变成非常大的值。为此，限制器(2)动作，使实际的梯笼速度Vcar＝VT+VCO＊，则可限制梯笼速度。
还有，限制器(2)的限制值VCO，设定为额定速度的百分之几，就足够了。这是因为如果在电梯的额定速度下差频ωS为100%，则在通常情况下，把ωS控制在百分之几即可。
还有，图4是根据本发明的另一个实施例。在图4中，在VC＜VCO的条件下(即┌Y┘)，从程序(61)进入程序(62);为┌N┘时，则进入程序(64)。程序(62)中，把用于对VC超过限制值VCO的时间进行计数的T置O。并且在程序(63)中把VC代入ωS，在程序(64)中使计时T的计数值增加1，程序(65)中如果计时T未满规定值T。则进入程序(66)，如果T＞TO的话，则进入程序(67)，进一步进入(66)。再进一步，在程序(66)中把VCO(限制值)代入差频ωS，程序(67)中使电梯的急停指令ESTOP变成执行(ON)状态，电梯在指令ESTOP下立即停止。也即在图4实施例中，把差频ωS的上限值设定为VCO，在最坏的情况下，也限制为ωS≤VCO。而且对VC≥VCO的时间进行计测，只要这个计测时间T超过规定值To，则判断为梯笼速度信号VT的检出装置发生了故障，把急停指令输出给电梯。因此电梯的梯笼速度不仅能限制在安全的速度内，同时，此实施例也提供了能够发现故障的很好方式。
如上所述，按此发明，在可变电压可变频率控制的异步电动机驱动的电梯中，把送给逆变器电路的电流指令值的频率ωO用ωO＝ωS+ωr的条件式求出时，设置了限制ωS的最大值的限制器，即使梯笼的速度检测装置发生了故障，也能把实际的电梯梯笼速度限制在安全的低值速度。而且，其组成不仅不需要象先有技术那样考虑设置两套梯笼速度的检出装置，而且能够对实际的梯笼速度进行强制的限制，是一种可以廉价实现的安全装置。
图1是表示本发明一个实施例的功能方块图，图2是说明图1功能的流程图，图3(a)、(b)是说明实施例效果的特性图，图4是表示对于图2另一个实施例的流程图，图5是表示电梯控制装置的硬件组成图，图6是对应于图1先有技术例的功能方块图，图7(a)、(b)是与图3(a)、(b)对应的先有技术例的特性图。
权利要求
1.利用逆变器的可变电压可变频率来控制驱动电梯的异步电动机，用脉冲发生器检出该异步电动机的转速，与此同时，将此脉冲发生器的输出换算为速度，得到速度信号，基于此速度信号与速度基准信号的偏差，将电流频率的指令值送给所述逆变器，从而控制异步电动机的速度；在这种控制异步电动机速度的电梯控制装置中，具有a)补偿器它的输入为表示所述偏差的信号，补偿器根据此输入信号产生补偿信号；b)限制器限制器的输入是从补偿装置来的信号，根据此输入信号，输出差频指令信号，与此同时，将差频指令信号与预定的基准值进行比较，输出不超过基准值的差频指令信号；c)电流指令发生装置基于所述限制器的输出和电动机的转速信号，输出对于所述电动机的电流频率指令信号；
2.根据权利要求
1的电梯控制装置，其特征在于所述限制器根据所述补偿信号产生差频指令信号，当所述补偿信号不超过所述基准值时，则把指令信号不加改变地输出，当它超过所述基准值时，则输出与基准值大小相同的指令信号;
3.根据权利要求
2的电梯控制装置，其特征在于所述限制器具有计测装置，测定所述生成的差频指令信号超过基准值的时间;时间比较装置，把所述计测装置的输出与预定的基准时间进行比较，当计测输出超过基准时间值时输出则动作;停止信号发生装置，对于所述时间比较装置的输出动作进行应答，产生使电梯停止的信号。
4.根据权利要求
1的电梯控制装置，其特征在于所述电流指令发生装置把从所述限制器来的差频指令信号输入，与此同时，还把所述电动机的转速信号与所述差频指令信号相加所得的信号输入，根据这两个输入，产生和输出所述电流频率指令信号。
专利摘要
在变压变频控制的异步电动机驱动的电梯上，用ω
文档编号B66B1/28GK87101734SQ87101734
公开日1987年9月16日 申请日期1987年3月7日
发明者岩田茂实 申请人:三菱电机株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan