专利名称：电梯的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备三相交流电动机(motor)的电梯的控制装置，尤其涉及检测三相 交流电动机的缺相异常的电梯的控制装置。
背景技术：
通常，在电梯中，具备三相交流电动机作为轿厢(elevator car)的驱动单元。该 三相交流电动机具有三相绕组，并且该三相交流电动机通过按顺序对三相绕组进行励磁而 旋转。但是，若因振动等某些原因，即使三相之中的一相发生缺相，则也无法以预定的速度 进行旋转控制。因此，轿厢会以异常的速度行驶，从而处于危险的状态。图8是表示以往的电梯的控制装置的结构例的图。另外，图中的DE11 13表示 减法器，AD11表示加法器。另外，图中的“SPC”为速度控制指令，“WTC”为载荷平衡转矩 (torque)电流指令。这些指令，从相当于主控制装置的未图示的行驶控制部输出。该电梯控制装置，具有三相交流电动机31作为电动机，设置有包括逆变器 (inverter) 34在内的各控制设备作为电动机驱动单元。三相交流电动机31具有U相、V相 和W相这三相绕组，并且三相交流电动机31通过按顺序对这三相绕组进行励磁而进行旋 转。另外，在图8的例子中，示出U相发生了缺相的状态。在该三相交流电动机31的旋转轴上旋转自由地安装有滑轮(sheave) 31a，并且以 对连接该滑轮31a和三相交流电动机31的旋转轴进行制动的方式配设有电磁制动器31b。 在该滑轮31a上卷挂有缆绳(rope) 31c，在该缆绳31c的一端连结有轿厢32，在另一端连结 有平衡配重(counter weight) 33。若三相交流电动机31被驱动，则滑轮31a旋转，与此相伴，轿厢32和平衡配重33 经由缆绳31c以吊桶方式进行升降工作。另外，此时，电磁制动器31b处于从滑轮31a分离 开的状态。另外，在三相交流电动机31的旋转轴上安装有旋转相位检测器35。该旋转相位检 测器35，检测三相交流电动机31的转子的相位(下面称为旋转相位0 0)。通过该旋转相 位检测器35检测出的旋转相位0 0，通过微分器36被微分，并作为表示当前速度的速度信 号V被反馈(feedback)至速度控制系统。速度控制器38，基于从微分器36输出的速度信号V和从速度指令运算器37输出 的目标速度即速度指令“圹”的、由减法器DE11生成的差值信号，计算用于使三相交流电动 机31的旋转速度追随于目标速度的转矩电流，并将其作为转矩电流指令“Iq*”输出至电流 控制器39。电流控制器39，输出电压指令“VcT，该电压指令“VcT用于将与由速度控制器 38计算出的转矩电流相对应的电压提供给三相交流电动机31。另一方面，在构成三相交流电动机31的U相、V相、W相之中的任意两相(在此为 U相和W相)上设置有电流检测器40a、40b。电流检测器40a设置于U相侧，电流检测器 40b设置于W相侧。如果通过逆变器34的电压供给而驱动三相交流电动机31，则在U相上 流动的电流“ Iu”通过电流检测器40a检测出，在W相上流动的电流“ Iw"通过电流检测器40b检测出。另外，三相交流电动机31具有如果对三相的电流值进行合计则为零这样的特性。 因此，关于V相的电流“IV”，能够按照下述的式(10)进行计算。
Iv = -Iu-Iw …式(10)3轴/2轴转换器41，基于通过电流检测器40a、40b分别检测出的电流“Iu”、“Iw” 和在三相交流电动机31的各相上流动的电流的相位(下面称为电流相位θ )，将针对于U 相、V相、W相的三轴电流转换为2轴电流，该2轴电流包括转矩电流“Iq”和作为其正交轴 电流的磁通电流“Id”。以使该转换而成的2轴电流之中的“Id”追随于d轴电流的指令值Icf( = 0)、使 “Iq”追随于来自速度控制器38的上述的转矩电流指令“Iq*”的方式，通过电流控制器39 分别计算出2轴电压指令“Vcr”、“VcT。在本实施方式中，作为来自速度控制器38的输出的转矩电流和来自一阶滞后低 通滤波器45的转矩电流指令“Ibl*”被输入到加法器AD11，由该加法器ADll生成的运算结 果作为转矩电流指令K”被输出至减法器DE13。并且，通过减法器DE13计算来自3轴Λ轴转换器41的转矩电流“ Iq”相对于来 自加法器ADll的转矩电流指令“Iq*”的差值，该计算结果被输出至电流控制器39。另外，通过减法器DE12计算来自3轴Λ轴转换器41的转矩电流“Id”相对于d 轴电流的上述的指令值“IcT’的差值，该计算结果被输出至电流控制器39。另外，2轴/3轴转换器42，将来自电流控制器39的上述的2轴电压指令“Vcf”、 “Vq*”转换为3轴电压指令111*”、1/”、“^”，并输出至逆变器34。逆变器34使用例如PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)等方法，对三 相交流电动机31供给所需要的电压。另外，在轿厢32的下部，设置有用于检测轿厢内的载重的载荷检测器43。由该载 荷检测器43检测出的载荷信号Wt，被提供给重量比较器44。重量比较器44，基于该载荷信 号Wt计算轿厢32与平衡配重33的重量差。如果载荷平衡转矩电流指令“WTC”成为有效， 则与所述重量差相应的不平衡转矩通过一阶滞后低通滤波器(low-pass filter)45作为平 衡转矩电流指令“ Ibl*"被输出至加法器ADl 1。在本实施方式的电梯控制装置中，作为用于检测三相交流电动机31的缺相异常 的构成要素，具备速度异常检测器46。如果在三相交流电动机31中存在缺相，则三轴电压Vu、Vv、Vw不会如由速度控制 器38生成的转矩电流指令“Iq*”那样从逆变器34输出。在速度异常检测器46判断为速 度指令运算器37的速度指令V*的值与表示旋转速度的速度信号V的值之差超过一定值、 无法通过速度控制使三相交流电动机31的旋转速度V追随于速度指令“V*”的情况下，通 过由速度控制器38生成的转矩电流指令“Iq*”输出出错(error)信号“SP_ERR”，执行轿厢 32的行驶的紧急停止。这样，以往，在轿厢的行驶中检测到预定值以上的异常速度的情况下，判定为三相 交流电动机发生缺相，从而使轿厢紧急停止。另外，作为在轿厢的行驶开始之前进行异常检测的技术，已知有例如日本专利第 2501109号公报。在该公报中，对设置于电力供给系统中的转换器(converter)的输出电压进行监视，在该输出电压成为预定水平以上的情况下，判定为三相交流电源发生了缺相。在上述那样的在轿厢的行驶中检测三相交流电动机的缺相异常的方法中，由于在 检测出异常时紧急停止，轿厢内的乘客有可能会摔倒，伴有危险。另外，虽然有如上述的公 报那样在轿厢的行驶开始之前检测异常的方法，但是该方法是检测三相交流电源的缺相异 常的方法，而并不是以三相交流电动机为对象的
发明内容
本发明的目的在于提供能够在行驶开始之前可靠地检测三相交流电动机的缺相 异常而进行安全且可靠性高的运行控制的电梯的控制装置。本发明应用于电梯的控制装置，该电梯的控制装置通过三相交流电动机的驱动使 轿厢进行升降工作，具备2轴/3轴转换器，其在所述轿厢的行驶开始之前，对所述三相交 流电动机的各相供给用于使缺相确认用的电流流动的电压；缺相异常检测单元，其伴随着 由所述2轴/3轴转换器进行的电压供给工作，基于所述三相交流电动机的各相的电压值， 检测所述三相交流电动机的缺相异常；以及行驶控制单元，其在由所述缺相异常检测单元 检测到缺相异常的情况下，立即禁止所述轿厢的行驶开始工作。
图1是表示本发明的实施方式的电梯的控制装置的结构的图；图2是用于说明本发明的实施方式中的电梯行驶时的处理的流程的流程(flow chart)图；图3是用于说明本发明的实施方式的电梯的缺相确认处理的流程的流程图；图4是本发明的实施方式的电梯的三相交流电动机未发生缺相的情况下的轿箱 行驶时的各信号的时序图；图5是本发明的实施方式的电梯的三相交流电动机未发生缺相的情况下的缺相 确认时的各信号的时序图；图6是本发明的实施方式的电梯的三相交流电动机发生了缺相的情况下的轿箱 行驶时的各信号的时序图；图7是本发明的实施方式的电梯的三相交流电动机发生了缺相的情况下的缺相 确认时的各信号的时序图；图8是表示以往的电梯的控制装置的结构例的图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式的电梯的控制装置的结构例的图。另外，图中的 DEl 3表示减法器，ADl 2表示加法器。另外，“SPC”为速度控制指令，“WTC”为载荷平 衡转矩电流指令，“CHK”为电流检查指令。这些指令，从相当于主控制装置的行驶控制部30 输出。本实施方式的电梯的控制装置，具有三相交流电动机1作为电动机，作为该三相 交流电动机1的电动机驱动单元，设置有包括逆变器4的各控制设备。三相交流电动机1，具有U相、V相、W相这三相绕组，并且三相交流电动机1通过按顺序对这三相绕组进行励磁 而进行旋转。另外，在图1的例子中，示出U相发生了缺相的状态。这里，设定三相交流电 动机1是具备永久磁体的同步电动机。在该三相交流电动机1的旋转轴上旋转自由地安装有滑轮la，并且以对连接该滑 轮la和三相交流电动机1的旋转轴进行制动的方式配设有电磁制动器lb。在该滑轮la上 卷挂有缆绳lc，在该缆绳lc的一端连结有轿厢2，在另一端连结有平衡配重3。若三相交流电动机1被驱动，则滑轮la旋转，与此相伴，轿厢2和平衡配重3经由 缆绳lc以吊桶方式进行升降工作。另外，此时，电磁制动器lb处于从滑轮la分离开的状 态。另外，在三相交流电动机1的旋转轴上安装有旋转相位检测器5。该旋转相位检测 器5，检测三相交流电动机1的旋转相位e 0。通过该旋转相位检测器5检测出的旋转相位 e 0，通过微分器6被微分，并作为表示当前速度的速度信号v被反馈至速度控制系统。速度控制器8，基于从微分器6输出的速度信号V和从速度指令运算器7输出的 目标速度即速度指令“圹”的、由减法器DE1生成的差值信号，计算用于使三相交流电动机 1的旋转速度追随于目标速度的转矩电流。速度控制器8将该转矩电流作为转矩电流指令 “Iq*”输出至电流控制器9。电流控制器9，输出电压指令“VcT’，该电压指令“VcT’用于将 与由速度控制器8计算出的转矩电流相对应的电压提供给三相交流电动机1。另一方面，在构成三相交流电动机1的U相、V相、W相之中的任意两相(在此为U 相和W相)上设置有电流检测器10a、10b。电流检测器10a设置于U相侧，电流检测器10b 设置于W相侧。如果通过逆变器4的电压供给而驱动三相交流电动机1，则在U相上流动的 电流“ Iu”通过电流检测器10a检测出，在W相上流动的电流“ Iw"通过电流检测器10b检 测出。另外，在三相交流电动机1中，具有如果对三相的电流值进行合计则为零这样的 特性。因此，关于V相的电流“IV”，能够按照下述的式(1)进行计算。Iv = -Iu-Iw …式(1)3轴/2轴转换器11，基于通过电流检测器10a、10b分别检测出的电流“Iu”、“Iw” 和三相交流电动机1的各相的电流相位0，将针对于u相、V相、W相的三轴电流转换为2 轴电流，该2轴电流包括转矩电流“Iq”和其正交轴电流“Id”。将此时的转换式表示为下述 的式⑵。
Id2sin(沒-普苽)-sin^"'IuM.cos(汐 龙)-cos沒Iw
.式⑵电流控制器9，以使该转换而成的2轴电流之中的一个电流“Id”追随于d轴电流 的指令值IcT( = 0)、使另一个电流“Iq”追随于来自速度控制器8的上述的转矩电流指令 "Iq*"的方式，分别计算出2轴电压指令“Vcr”、“VcT’。在本实施方式中，作为来自速度控制器8的输出的转矩电流和来自一阶滞后低通 滤波器15的转矩电流指令“Ibr”被输入到加法器AD1，由该加法器AD1生成的运算结果作 为转矩电流指令“Iq*”被输出至减法器DE3。对于一阶滞后低通滤波器15的工作，后面进 行描述。
并且，通过减法器DE3计算来自3轴/2轴转换器11的转矩电流“ Iq”相对于来自 加法器AD1的上述的转矩电流指令“Iq*”的差值，该计算结果被输出至电流控制器9。另外，通过减法器DE2计算来自3轴/2轴转换器11的转矩电流“Id”相对于d轴 电流的上述的指令值“IcT’的差值，该计算结果被输出至电流控制器9。 另外，2轴/3轴转换器12，将由电流控制器9计算出的上述的2轴电压指令“Vcf”、 “Vq*”转换为3轴电压指令“Vu*”、“V/”、“Vw”，并输出至逆变器4。即，2轴/3轴转换器12 是在轿厢2的行驶开始之前，对三相交流电动机1的各相供给用于使缺相确认用的电流流 动的电压的电压供给单元。将此时的转换式表示为下述的式(3)。
权利要求
1.一种电梯的控制装置，其通过三相交流电动机(1)的驱动使轿厢(2)进行升降工作， 其特征在于，具备2轴/3轴转换器(12)，其在所述轿厢的行驶开始之前，对所述三相交流电动机的各相 供给用于使缺相确认用的电流流动的电压；缺相异常检测器(23)，其伴随着由所述2轴/3轴转换器进行的电压供给工作，基于所 述三相交流电动机的各相的电压值，检测所述三相交流电动机的缺相异常；以及行驶控制部(30)，其在由所述缺相异常检测器检测到缺相异常的情况下，立即禁止所 述轿厢的行驶开始工作。
2.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其特征在于所述缺相异常检测器(23)，检查由电压检测单元检测的各相的电压值，并在至少1相 的电压值超过预先设定的基准值的情况下，判定为所述三相交流电动机发生了缺相。
3.根据权利要求1或2所述的电梯的控制装置，其特征在于所述缺相异常检测器(23)，在从由所述2轴/3轴转换器进行的电压供给工作开始经过 了 一定时间之后，检查由电压检测单元检测的各相的电压值。
4.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其特征在于所述三相交流电动机是感应电动机。
5.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其特征在于随着由所述2轴/3轴转换器进行的电压的供给而在所述三相交流电动机的各相上流 动的缺相确认用的电流，是用于使所述三相交流电动机的旋转速度追随于目标速度的转矩 电流的正交轴电流。
6.根据权利要求1所述的电梯的控制装置，其特征在于所述三相交流电动机是具备永久磁体的同步电动机。
7.根据权利要求6所述的电梯的控制装置，其特征在于，还具备低通滤波器(15)；其中，通过使在所述三相交流电动机的各相上流动的缺相确认的电流的相位通过所述 低通滤波器而延迟，抑制产生于所述永久磁体的转矩。
全文摘要
本发明提供一种电梯的控制装置，其通过三相交流电动机(1)的驱动使轿厢(2)进行升降工作，具备2轴/3轴转换器(12)，其在所述轿厢的行驶开始之前，对所述三相交流电动机的各相供给用于使缺相确认用的电流流动的电压；缺相异常检测器(23)，其伴随着由所述2轴/3轴转换器进行的电压供给工作，基于所述三相交流电动机的各相的电压值，检测所述三相交流电动机的缺相异常；以及行驶控制部(30)，其在由所述缺相异常检测器检测到缺相异常的情况下，立即禁止所述轿厢的行驶开始工作。
文档编号B66B1/06GK102001561SQ201010260130
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月31日
发明者嶋根一夫, 秋月博光 申请人:东芝电梯株式会社