专利名称：过加速和过速检测与处理系统的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及用于电梯的电子式过加速和过速保护系统。
背景技术：
电梯包括安全系统，以阻止电梯响应于电梯构件断裂或以别的方式变得不起作用而以过高的速度行进。在传统上，电梯安全系统包括典型地称为调速器的机械式速度感测装置和安装到电梯轿厢构架上以选择性地夹紧电梯导轨的安全设备或夹持机构。如果提升绳断裂或其它电梯运行构件故障，从而导致电梯轿厢以过高的速度行进，则调速器会触发安全设备，以减慢或停止轿厢。安全设备包括安装成与调速器绳一起运动的制动垫，以及安装成与电梯轿厢一起运动的制动器壳体。制动器壳体为楔形形状，使得在制动垫沿与制动器壳体相反的方向运动时，迫使制动垫与导轨有摩擦接触。最终制动垫变成楔入导轨和制动器壳体之间，使得在电梯轿厢和导轨之间没有相对运动。为了使安全系统复位，在同时释放调速器绳时，制动器壳体(即电梯轿厢)必须向上运动。关于这个传统安全系统的一个缺点是，包括调速器绳轮和张紧绳轮与调速器绳的调速器的安装是非常费时的。另一个缺点是需要大量的构件来有效地运行该系统。调速器绳轮组件、调速器绳和张紧绳轮组件是成本高的且会在电梯井道、检修坑和机器间内占用大量的空间。而且，调速器绳和绳轮组件的运行会产生大量的噪音，这是不合乎需要的。另外，大量的构件和运动部件会增加维护成本。最后，除了不方便之外，以手动的方式使调速器和安全设备复位可为费时且成本高的。这些缺点对现代高速电梯有甚至更大的影响。
发明内容
一种电梯安全系统包括用于监测电梯系统质量体的速度的速度检测器和用于监测该质量体的加速度的加速度检测器。控制器接收来自速度检测器的质量体的感测速度和来自加速度传感器的质量体的感测加速度。控制器作为感测速度和感测加速度的函数来计算质量体的经滤波速度，并且比较经滤波速度与阈值速度，以确定质量体是否已经到达过速状况，在过速状况下控制器必须采取行动。控制器所采取的行动可包括例如在控制器确定质量体已经到达过速状况时激活传动绳轮制动器，以及当控制器在传动绳轮制动器已经被激活之后确定质量体仍然处于过速状况时使电梯安全设备被接合。
图1显示了采用机械式调速器的现有技术电梯系统。图2是根据本发明的、包括电子式过速和过加速保护系统的电梯系统的示意图。图3A-3C显示了适于用于图2中显示的电子式过速和过加速保护系统中的转速计。图4A和4B是在电梯系统中采用的电磁式安全设备触发器的示意图。
图5是显示了安装在电梯轿厢上的电磁式安全设备触发器的一种实现的剖视平面图。图6是根据本发明的、用于检测和处理电梯系统质量体的过加速和过速状况的方法的流程图。图7是作为电梯质量体的经滤波速度和最初以信号表示过速状况的阈值速度之间的差异的函数而绘出的过速时间段的曲线图。
具体实施例方式图1显示了现有技术电梯系统10，其包括缆索12、轿厢构架14、轿厢16、滚子导向件18、导轨20、调速器22、安全设备M、联结件沈、操纵杆28和提升杆30。调速器22包括调速器绳轮32、绳环34和张紧绳轮36。缆索12在电梯井道的内部连接到轿厢构架14和配重(未在图1中显示)上。通过通常位于电梯井道的顶部处的机器间中的电梯驱动器(未显示)通过缆索12对轿厢构架14传递的力，使附连到轿厢构架14上的轿厢16沿电梯井道上下运动。滚子导向件18附连到轿厢构架14上，并且沿着导轨20引导轿厢构架14和轿厢16沿电梯井道上下运动。调速器绳轮32安装在电梯井道的上端处。绳环34部分地缠绕在调速器绳轮32的周围且部分地缠绕在张紧绳轮36(在此实施例中位于电梯井道的底端处)的周围。绳环34还在操纵杆观处连接到电梯轿厢16上，从而确保调速器绳轮32 的角速度与电梯轿厢16的速度直接相关。在图1中显示的电梯系统10中，在轿厢16当其在电梯井道的内部行进时超过设定速度的情况下，调速器22、位于机器间中的机电式制动器(未显示)和安全设备M起作用来停止电梯轿厢16。如果轿厢16到达过速状况，则最初触发调速器22以接合开关，开关又切断通向电梯驱动器的功率且落下制动器以阻止传动绳轮的运动以及因此阻止轿厢16 的运动。但是如果缆索12断裂或轿厢16以别的方式经历不受制动器影响的自由落体状况， 则调速器22可起作用来触发安全设备24，以阻止轿厢16的运动。除了接合开关以落下制动器之外，调速器22还释放夹紧调速器绳34的攫紧装置。调速器绳34通过机械式联结件沈、操纵杆观和提升杆30连接到安全设备M上。在轿厢16继续它的不受制动器的影响的下降时，现在被经促动的调速器22阻止运动的调速器绳34会拉操作操纵杆观。操作操纵杆观通过使连接到提升杆30上的联结件沈运动来“设置”安全设备M，该提升杆30使安全设备M接合导轨20，以使轿厢16停止。如上面所描述的那样，对于包括机械式调速器的传统的电梯安全系统存在许多缺点。本发明的实施例因此包括这样的电子系统当检测到特定的轿厢过速和/或过加速状况时，该电子系统能够触发机器间制动器以及释放具有低滞后且具有最小功率需求的电磁式安全设备触发器以接合安全设备。电磁式触发器可自动地复位且在复位过程期间可被释放以接合安全设备。过速和过加速检测和处理系统构造成以便减少响应时间以及减少与乘客安全无关的状况-例如乘客在电梯轿厢的内部跳动-所导致的错误触发的出现。电梯过加速和过速保护系统图2是根据本发明的电梯系统40的示意图，电梯系统40包括轿厢16、速度检测器42、加速度检测器44、电磁式安全设备触发器46和控制器48。速度检测器42是机电式装置，其构造成在电梯系统40的运行期间在轿厢16在电梯井道的内部行进时测量轿厢16的速度，以及以电子的方式与控制器48通讯。例如，速度检测器42可为转速计，其还可称为发生器。大体而言，转速计是以例如转每分钟(RPM)为单位测量旋转构件的速度的装置。 在本发明的实施例中，转速计将或者以电子的方式测量机械旋转或者将把机械测量结果转换成电子信号，以由控制器48判读。加速度检测器44可为构造成测量轿厢16的加速度的电子装置。加速度检测器44 可为例如加速计。可使用的一种类型的加速计是小型微机电系统(MEMS)，其通常由具有验证质量体(也称为测震质量体)的悬臂梁构成。在加速度的影响下，验证质量体会相对于其中性位置偏转。可通过模拟或数字的方法来测量验证质量体的偏转。例如，可测量一组固定梁和附连到验证质量体上的一组梁之间的电容的变化。控制器48可为例如包括微处理器48A、输入/输出(I/O)接口 48B、指示器48C (其可为例如发光二极管)和安全链开关48D的电路板。控制器48由电源50与备用电池52
提供功率。如图2中所示，速度检测器42、加速度检测器44、电磁式安全设备触发器46和控制器48均连接到轿厢16上。在图2中，速度检测器42安装到轿厢16的顶部上，而加速度检测器44可安装在控制器48的电路板上。在备选实施例中，速度检测器42和加速度检测器44可在适于进行速度/加速度测量的各种位置安装到轿厢16上。控制器48构造成接收和判读来自速度检测器42和加速度检测器44的信号，以及控制电磁式安全设备触发器 46。在其中速度检测器42为转速计的实施例中，转速计可安装到轿厢16的顶部上的惰轮上。惰轮将以与轿厢16的速度相关的速度旋转。转速计可因此构造成间接地通过测量惰轮旋转的速度来测量轿厢的速度。在采用转速计的一个备选实施例中，例如在具有在轿厢上不包括惰轮的1 1绕绳(roping)布置的电梯系统中，静态绳可悬挂在电梯井道中、邻近轿厢16，并且转速计可连接到该绳上。例如图3A-3C显示了转速计M包括安装支架56、发电机58、传动绳轮60和张紧绳轮62。图3A是转速计M的平面图。图和3C分别是转速计讨的正面正视图和侧面正视图。转速计M可通过安装支架56连接到轿厢16 上。发电机58、传动绳轮60和张紧绳轮62均连接到安装支架56上。传动绳轮60可旋转地连接到发电机58上。悬挂在电梯井道中的静态绳可从电梯井道的底部向上延伸且部分地缠绕在张紧绳轮62的顶部的上面、在传动绳轮60的下面以及向上朝向电梯井道的顶部。 在轿厢16沿电梯井道上下运动时，在转速计M上的静态绳的动作将旋转传动绳轮60，这又将驱动发电机58。发电机的输出为发电机被驱动的速度的函数，并且可测量该输出，以提供轿厢16的速度的指示。在又一个实施例中，可通过接合固定式导轨来驱动转速计，轿厢16 沿着该固定式导轨沿电梯井道被上下引导。控制器48接收来自速度检测器42和加速度检测器44的输入，并且提供输出给电磁式安全设备触发器46。控制器48还包括形成电梯系统40的安全链64的一部分的安全链开关48D。安全链64是分布在电梯井道的内部且连接到机器间中的电梯驱动器和制动器上的一系列的机电装置。电磁式安全设备触发器46布置在轿厢16上，以连接到轿厢安全设备上，为了清楚，该轿厢安全设备未在图2中显示，但是其可类似于参照图1所描述的安全设备M那样布置和起作用。图1显示了朝向轿厢16的底部布置的安全设备M，并且电磁式安全设备触
7发器46还可安装在轿厢16的底部上。备选实施例可包括具有朝向轿厢的顶部布置的安全设备和电磁式安全设备触发器46的电梯系统。在电梯系统40的运行期间，速度检测器42和加速度检测器44感测在电梯井道的内部行进的轿厢16的速度和加速度。控制器48接收来自速度检测器42和加速度检测器 44的信号，并且判读该信息，以确定是否已经发生不安全的过速和/或过加速状况。在轿厢 16经历不安全的过速和/或过加速状况的情况下，控制器48首先打开电梯系统40的安全链64的安全链开关48D。打开开关48D会断开安全链64，以中断通向电梯驱动器66 (典型地位于电梯井道的上端处的机器间中)的功率以及激活或落下电梯驱动器66的传动绳轮上的制动器68。在轿厢16的运动不受落下机器间制动器68的影响(例如，连接到轿厢16 上的缆索12故障)的情况下，会继续感测到过速或过加速状况，并且控制器48会释放电磁式安全设备触发器46。释放安全设备触发器46导致电梯安全设备(包括例如图1中显示的安全设备24)被接合，以减慢或停止轿厢16。现将更详细地显示和描述根据本发明的电磁式安全设备触发器与过速和过加速检测和处理系统的实施例。电磁式电梯安全设备触发器图4A和4B是根据本发明的、在包括安全设备70A和70B的电梯系统中采用的电磁式安全设备触发器46的示意图。安全设备触发器46包括联结件72、线性促动器74、电磁体76和弹簧78。图4A显示了处于就绪状态、等待被释放以接合安全设备70A、70B的触发器46。图4B显示了被释放以接合安全设备70A、70B的触发器46。为了简单，没有在图 4A和4B中显示电梯系统的所有构件。但是，如上面所述，大体而言，触发器46和安全设备 70A、70B的构件将安装到电梯系统质量体(包括例如轿厢或配重)上，它们抵靠在电梯系统质量体上而防护不安全状况。安全设备70A、70B可在布置和构造方面类似于图1中显示的安全设备M，或可为能够被触发器46以机械的方式接合以及在不安全的过速和/或过加速状况下减慢或停止电梯系统质量体的任何其它安全装置。在图4A和4B中，联结件72分别通过枢转点80A、80B和安全设备提升杆82A、82B 以在运动上连接到安全设备70A、70B上。在备选实施例中，联结件72可通过更简单或更复杂的运动机构连接到安全设备70A、70B上，该运动机构呈在联结件72运动时导致安全设备 70A、70B被接合的任何布置。另外，可存在电梯系统中采用的不止一个电磁式安全设备触发器46。例如，不是一个触发器46如图4A和4B中所示的那样接合安全设备70A、70B两者， 备选实施例可包括用于各个安全设备70的触发器46。线性促动器74连接到电梯轿厢16 的一侧上。电磁体76连接到线性促动器74上且以磁的方式连接到联结件72上。弹簧78 连接在联结件72和轿厢16之间。在电梯运行期间，在对轿厢16检测到不安全的过速或过加速状况的情况下，电磁式安全设备触发器46可操作来接合安全设备70、70B。如图4B所示出的那样，触发器46构造成在发生过速或过加速状况时，通过促动电磁体76来断开电磁体76和联结件72之间的磁连接。当电磁体76被促动时，允许联结件72运动而远离电磁体76，这会释放存储在被压缩的弹簧78中的能量而使弹簧78解压缩。使弹簧78解压缩又会使联结件72运动而升高提升杆82A、82B以及因此接合安全设备70A、70B以减慢或停止轿厢16。在已经解决轿厢16的安全状况之后，触发器46可自动地复位。线性促动器74构造成伸出而将电磁体76定位成在联结件72已经运动而接合安全设备70、70B之后抓紧联结件72，即重新建立磁连接。线性促动器74然后可缩回电磁体76，电磁体76以磁的方式连接到联结件72上，以压缩弹簧78以及断开安全设备70、70B。最后，触发器46可在复位操作期间通过在线性促动器74缩回时使电磁体76释放联结件72来接合安全设备70、70B。图5是显示了根据本发明的、安装成朝向电梯轿厢16的底部、邻近安全设备提升杆90的电磁式安全设备触发器86的一种实现的剖视平面图。触发器86包括联结件92、线性促动器94、电磁体96和螺旋弹簧98。在图5中，联结件92的一端连接到提升杆90上。 联结件92的相对端连接到螺旋弹簧98上且以磁的方式连接到电磁体96上。在两端之间， 联结件92在枢转点100处枢转地连接到轿厢88上。线性促动器94连接到电磁体96上。 螺旋弹簧98连接到轿厢88上。显示了触发器86处于就绪状态，螺旋弹簧98被完全压缩， 并且电磁体96以磁的方式连接到联结件92上。电磁体96构造成在处于断电状态时被磁化而在处于通电状态时被消磁。因此，在轿厢88的正常的安全运行期间，电磁体96保持联结件92和经压缩的螺旋弹簧98，而不需要持续地供应电。当检测到不安全的过速或过加速状况时，可通过这样来释放触发器86以接合连接到提升杆90上的安全设备对电磁体96发送电脉冲以消除对联结件92的磁连接，从而释放存储在经压缩的弹簧98中的能量，以使弹簧98解压缩。使弹簧98解压缩又会使联结件92运动而使提升杆90运动以及因此接合安全设备，以减慢或停止轿厢88。线性促动器94是包括可操作地连接到传动轴94b上的电动马达9 的电促动器。 马达9 可采用例如滚珠螺杆或蜗杆传动系统，以将马达94a的旋转运动转换成轴94b的直线运动。在任何情况下，马达9 可为非可反向驱动的，以使触发器86更能量高效以及不那么复杂。非可反向驱动的促动器可设置到特定位置上，例如轴94b的伸出或缩回位置， 并且在不对促动器供应持续的电力供应的情况下保持在那里。传动轴94b将仅在复位操作期间运动，首先连接到电磁体96上，并且然后使安全机构运动回到其复位位置。虽然在图5中显示的触发器86采用了螺旋弹簧98，但是备选实施例可包括不同的机械弹簧或其它弹性部件。例如，触发器86可采用在枢转点100处连接到联结件92上的扭转弹簧。扭转弹簧可设置成当促动器94缩回且电磁体96以磁的方式连接到联结件92 上时保持处于压缩。过加速和过速检测和处理系统大体而言，电梯系统设计成在失控和自由落体状况下检测和接合电梯安全设备。 失控状况是电梯机器间制动器在轿厢沿任一方向行进时不能保持轿厢从而产生阈值最大加速度的时候。自由落体状况是电梯以Ig向下行进。安全设备的激活通常意味着断开驱动系统和落下机器间制动器已经失败或预期不能防止电梯轿厢以不安全的速度和/或加速度行进。电梯法规规定了这样的最大速度在该最大速度处，需要安全设备来对电梯施加停止力。一些管辖区域还规定了两个速度设置，一个用以落下制动器和断开驱动系统，而一个用以应用安全设备。电梯中的乘客可在短的时间段里产生干扰，这将使系统看起来在过速和/或过加速。电梯安全装置不应当对这些干扰作出反应。不产生不安全的状况的乘客干扰的实例包括在轿厢中跳动或导致轿厢振荡的跳跃。乘客可导致有例如具有0.4m/s(1.3ft/s)的幅度的2赫兹至4赫兹的振荡。也不应当在紧急制动或缓冲器撞击的情况下错误地接合安全设备。速度信号通常通过一些形式的牵引编码器或变送器来获得，包括例如上面描述的转速计布置。这些装置会由于牵引力损失而经历瞬时错误读数。根据本发明的过加速和过速检测和处理系统的实施例通过区别由与乘客安全无关的状况导致的过加速和过速与不安全状况所导致的过加速和过速，来检测电梯系统失控和自由落体状况。在检测到实际的失控和/或自由落体状况之后，系统以电子的方式激活机器间制动器，并且在适当的时候触发安全设备。过加速和过速检测和处理系统包括机电式速度检测器和加速度检测器，它们连接到参照图2所描述且在图2中显示的控制器上且构造成对该控制器发送信号。控制器可包括微处理器和相关联的电路。包括在系统中的速度和加速度检测和处理算法(一个或多个)可实现在植入的软件中或可存储在存储器中以由微处理器使用。机载存储器可包括例如闪存。图6是根据本发明的用于检测和处理电梯系统质量体(例如轿厢或配重)的过加速和过速状况的方法120的流程图。如上面所描述的那样，方法120可实现为由控制器执行的一个或多个基于软件或硬件的算法。方法120包括接收来自速度检测器的质量体的感测速度(步骤12 以及接收来自加速度检测器的质量体的感测加速度(步骤124)。作为感测速度和感测加速度的函数来计算质量体的经滤波速度(步骤126)。比较经滤波速度与阈值速度，以确定质量体是否已经到达过速状况(步骤128)。速度检测器捕捉到的原始速度信号可受各种各样的误差的影响，最典型的是例如用作速度检测器的转速计的打滑。为了减少这样的误差对系统的影响，可以产生具有总的较小误差的组合(经滤波)速度的方式结合感测速度与感测加速度。可使用例如比例加积分(PI)滤波器来计算经滤波速度(步骤126)，实测加速度供给到回路中以针对误差状况 (包括例如速度检测器的打滑)进行调节。可通过最初使速度误差乘以增益以确定比例速度误差而作为感测速度和感测加速度的函数来计算经滤波速度(步骤126)。还对速度误差进行积分，并且使积分速度误差乘以增益，以确定积分比例速度误差。比例速度误差、积分比例速度误差和实测加速度被相加，以确定经滤波加速度。对经滤波加速度进行积分，以确定经滤波速度。经滤波速度的计算可在连续的回路中实现，其中，速度误差等于感测速度减去控制器在前面的循环中通过回路计算的经滤波速度。PI滤波的效果是使加速度信息在较高频率处占优势，在较高频率处，加速度检测器比速度检测器呈现更高的精度；以及使速度信息在较低频率处占优势， 在较低频率处，速度检测器比加速度检测器呈现更高的精度。在一些实施例中，可在正常的电梯运行期间监测加速度误差和速度误差，以检测速度检测器或加速度检测器中的故障。可使加速度误差和速度误差通过低通滤波器，并且如果加速度误差或速度误差超过阈值误差水平，则可宣布检测器出错。除了计算经滤波速度(步骤126)之外，方法120还包括比较经滤波速度与阈值速度，以确定质量体是否已经到达过速状况(步骤128)。初始过速检测点典型地发生在电梯质量体的速度超过过速阈值时，过速阈值通常由工业法规权威机构规定。当超过阈值过速时，使驱动器和制动系统断电。但是，如果检测到过速状况而没有额外的状况，则系统对于各种各样的干扰将是敏感的，包括例如人在轿厢中跳动。为了减轻这些干扰，可使用各种各样的处理技术，包括例如仅在质量体的速度超过阈值速度达连续的时间段(“过速时间段”)时以信号表示过速状况。过速时间段可为固定值，包括例如1秒。备选地，可作为经滤波速度超过阈值速度的量的函数来计算过速时间段。例如，图7是作为电梯质量体的经滤波速度和开始以信号表示可能的过速状况的阈值速度之间的差异的函数的过速时间段的曲线图。图7中的曲线130表示用以在以信号表示电梯质量体为过速状况之前实现过速时间的额外的状况的一种方式。如图7中所显示，过速时间与经滤波速度超过阈值速度的量按指数规律反比地 (exponentially inversely)相关。因此，在电梯质量体的经滤波速度以不断增加的量超过阈值速度时，过速时间(即质量体在以信号表示过速状况之前必须在超过阈值的速度处停留的时间)按指数规律下降。在比较经滤波速度与阈值速度以确定质量体是否已经到达过速状况(步骤128)(这可包括确定质量体的经滤波速度是否大于阈值达过速时间)之后， 方法120还可包括落下传动绳轮机械式制动器。如上面所描述，在某些情形下，落下传动绳轮制动器将不能停止电梯质量体，从而以信号表示失控状况。方法120因此可包括这样的步骤当质量体在传动绳轮机械式制动器已经落下之后停留在过速状况中时，释放机电式安全设备触发器，以接合电梯安全设备。 以信号表示失控状况所处的跳脱(trip)点可为速度Vt的函数，在速度Vt处，以设定的速率A加速的质量体将花费设定量的时间Ts来到达法规要求的速度V。，以施加安全设备的停止力。作为实例，以0. ^g的加速度加速的1米/秒(m/sec)的电梯可在145毫秒中从 1. 057m/s的初始过速阈值行进到1. 43m/s的法规要求的速度V。。激活和接合安全设备需要25毫秒。因此，跳脱速度Vt = 1. 35m/s，其是从1. 057m/s起在120毫秒(145-2 处的速度。此跳脱速度允许在到达法规要求的速度之前有必要的时间(25毫秒)来激活安全设备。除了失控状况之外，在电梯安全系统中必须考虑称为自由落体的单独的不安全状况。顾名思义，自由落体的电梯系统质量体不受任何制动器或安全设备激活的阻止而下落。 在数学上，自由落体状况发生在质量体以Ig向下行进时。因为，自由落体的质量体不受制动器或安全设备的阻碍，所以它将从初始过速阈值行进到这样的点与失控相比，在该点处，安全设备必须在更短的时间段中开始施加停止力。例如，处于自由落体的1米/秒的电梯可在45毫秒中从1. 057米/秒的过速阈值行进到法规要求的跳脱点。如果电梯安全系统只使用质量体的速度，则安全设备的促动将必须在较低的速度处开始，从而与非安全状况相关(即并非与安全状况相关)的干扰会导致更多的错误跳脱。因此由速度限定的经滤波加速度可用来去除干扰以及允许有较快的反应时间。方法120因此还可包括以下步骤比较经滤波加速度与阈值加速度，以及测量质量体已经处于过速状况多长时间。作为计算质量体的经滤波速度(步骤126)的一部分来计算经滤波加速度，并且该经滤波加速度等于比例速度误差、积分比例速度误差和实测加速度的和。在经滤波加速度和过速时间超过设定的阈值的情况下，方法120还可包括落下传动绳轮制动器以及同时接合电梯安全设备。例如，如果经滤波加速度超过0. 5g且电梯质量体以大于过速阈值的速度持续地向下行进10毫秒，则可促动机器间制动器和安全设备。 在速度阈值上需要较小的持续时间段避免了在冲击状况(例如人在跳动时冲击平台)下的跳脱。用速度信息来限定加速度防止了在其它事件(包括例如紧急停止和缓冲器撞击)期间的跳脱。
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方法120还可包括以一个或多个频率对原始加速度测量结果进行滤波，以便减少外部干扰的影响。对实测加速度进行滤波可包括在电梯井道共振的范围中通过低通滤波器和带阻滤波器中的一个或多个来对实测加速度进行滤波。例如，可使实测加速度首先前进通过低通滤波器，以去除高频干扰。接下来，可使加速度前进通过带阻滤波器，以去除来自与非安全状况相关的震荡的影响，包括例如人在轿厢中跳动和在紧急停止期间的系统激励。带阻滤波器的目标是减少电梯井道共振的影响，其可包括例如在2. 5Hz至6Hz的频率处减少IOdb。虽然已经参照特定实施例来描述本发明，但是本领域中的技术人员将认识到，可在形式和细节方面作出改变，而不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于检测和处理过加速和过速状况的系统，所述系统包括 构造成监测电梯系统质量体的速度的速度检测器；构造成监测所述电梯系统质量体的加速度的加速度检测器；以及电连接到所述速度检测器和所述加速度检测器上的控制器，所述控制器构造成 接收来自所述速度检测器的所述电梯系统质量体的感测速度； 接收来自所述加速度检测器的所述电梯系统质量体的感测加速度； 作为所述感测速度和所述感测加速度的函数来计算所述电梯系统质量体的经滤波速度；以及比较所述经滤波速度与阈值速度，以确定所述电梯系统质量体是否已经到达过速状况。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在其确定所述质量体已经到达所述过速状况时激活传动绳轮制动器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在其在所述传动绳轮制动器已经被激活之后确定所述质量体仍然处于所述过速状况时，释放机电式安全设备触发器，以接合电梯安全设备。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成 使速度误差乘以增益，以确定比例速度误差；对所述速度误差进行积分，并且使积分速度误差乘以所述增益，以确定积分比例速度误差；对所述比例速度误差、所述积分比例速度误差和实测加速度求和，以确定经滤波加速度；以及对所述经滤波加速度进行积分，以确定所述经滤波速度。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述速度误差等于在第一时间处的所述感测速度减去所述控制器在第二时间处计算的所述经滤波速度，所述第二时间发生在所述第一时间之前。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成作为所述感测加速度和所述经滤波加速度的函数来计算加速度误差。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述加速度误差等于所述感测加速度减去所述控制器计算的所述经滤波加速度。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成 比较所述经滤波加速度与阈值加速度；以及测量所述电梯系统质量体在所述过速状况中保持多久。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在其确定所述经滤波加速度超过所述阈值加速度且所述电梯系统质量体已经处于所述过速状况长于自由落体时间段的情况下，激活传动绳轮制动器且同时接合电梯安全设备。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成确定所述电梯系统质量体是否处于所述过速状况达过速时间段。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在其确定所述电梯系统质量体处于所述过速状况长于所述过速时间段时激活传动绳轮制动器。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述过速时间段是所述经滤波速度超过所述阈值速度的量的函数。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述过速时间段与所述经滤波速度超过所述阈值速度的所述量成反比。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述过速时间段和所述经滤波速度超过所述阈值速度的所述量之间的所述反比关系是指数关系。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在其在所述传动绳轮制动器已经被激活之后确定所述质量体到达大于所述阈值速度的失控速度时，释放机电式安全设备触发器，以接合电梯安全设备。
16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在一个或多个频率处对所述感测加速度进行滤波。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成在电梯井道共振的范围中通过低通滤波器和带阻滤波器中的一个或多个来对所述感测加速度进行滤波。
18.一种检测和处理电梯系统质量体的过加速和过速状况的方法，所述方法包括 感测所述电梯系统质量体的速度；感测所述电梯系统质量体的加速度；作为所述感测速度和所述感测加速度的函数来计算所述电梯系统质量体的经滤波速度；以及比较所述经滤波速度与阈值速度，以确定所述电梯系统质量体是否已经到达过速状况。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在确定所述电梯系统质量体已经到达所述过速状况的情况下激活传动绳轮制动器。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述传动绳轮制动器已经被激活之后确定所述电梯系统质量体仍然处于所述过速状况的情况下，释放机电式安全设备触发器，以接合电梯安全设备。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，计算所述质量体的经滤波速度包括 使速度误差乘以增益，以确定比例速度误差；对所述速度误差进行积分，并且使积分速度误差乘以所述增益，以确定积分比例速度误差；对所述比例速度误差、所述积分比例速度误差和所述感测加速度求和，以确定经滤波加速度；以及对所述经滤波加速度进行积分，以确定所述经滤波速度。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述速度误差等于在第一时间处的所述感测速度减去在第二时间处计算的所述经滤波速度，所述第二时间发生在所述第一时间> . 、r -
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括作为所述感测加速度和所述经滤波加速度的函数来计算加速度误差。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述加速度误差等于所述感测加速度减去所述经滤波加速度。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括比较所述经滤波加速度与阈值加速度；以及确定所述电梯系统质量体在所述过速状况中保持多久。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在确定所述经滤波加速度超过所述阈值加速度且所述电梯系统质量体已经处于所述过速状况长于自由落体时间段的情况下，激活传动绳轮制动器且同时接合电梯安全设备。
27.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括确定所述电梯系统质量体是否处于所述过速状况达过速时间段。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在确定所述电梯系统质量体处于所述过速状况长于所述过速时间段的情况下激活传动绳轮制动器。
29.根据权利要求观所述的方法，其特征在于，所述过速时间段是所述经滤波速度超过所述阈值速度的量的函数。
30.根据权利要求四所述的方法，其特征在于，所述过速时间段与所述经滤波速度超过所述阈值速度的所述量具有反比关系。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述过速时间段和所述经滤波速度超过所述阈值速度的所述量之间的所述反比关系是指数关系。
32.根据权利要求观所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述传动绳轮制动器已经被激活之后确定所述电梯系统质量体到达大于所述阈值速度的失控速度的情况下，释放机电式安全设备触发器，以接合电梯安全设备。
33.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在一个或多个频率处对所述实测加速度进行滤波。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在一个或多个频率处对所述感测加速度进行滤波包括在电梯井道共振的范围中通过低通滤波器和带阻滤波器中的一个或多个来对所述感测加速度进行滤波。
全文摘要
一种电梯系统40包括能够在检测到过速或过加速状况时触发机器间制动器和安全设备触发器的过加速和过速保护系统。该系统包括速度检测器42和加速度检测器44。基于感测速度和感测加速度，控制器48计算诸如电梯轿厢16或配重的电梯质量体的经滤波速度，并且比较经滤波速度与阈值速度，以确定是否已经到达过速状况。控制器48在存在过速状况时激活机器间制动器，并且在其在机器间制动器已经被激活之后确定电梯质量体仍然处于过速状况时接合电梯安全设备70A、70B。
文档编号B66B5/06GK102348625SQ200980158014
公开日2012年2月8日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者A·库尼, D·J·马文, G·A·谢恩德, H·特里, J·M·卡巴洛, J·M·德拉珀 申请人:奥的斯电梯公司