专利名称：电梯的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电梯的控制装置，特别是涉及电梯控制装置的速度控制。
近年来，由于功率电子学和微电子学的发展，功率半导体器件及微计算机等的价格便宜起来并被广泛应用于电梯的控制装置。
参照图5及图6说明现有技术的电梯控制装置的结构。
图5为现有技术的电梯控制装置的方框图。
图5中的电梯控制装置由微计算机(1)、三相交流电源(2)、与微计算机(1)和三相交流电源(2)相连接的电源转换装置(3)、与该电源转换装置(3)相连接的三相感应电动机(4)、与该三相感应电动机(4)相连接的轿厢速度检测器(5)所构成。
微计算机(1)是由基准速度指令信号发生装置(11)、运算装置(12)、全电压施加指令装置(13)所构成。其中，运算装置(12)的输入端与基准速度指令信号发生装置(11)及轿箱速度检测器(5)相连接，其输出端与电源转换装置(3)相连接。全电压施加指令装置(13)的输入端与基准速度指令信号发生装置(11)相连接，其输出端与电源转换装置(3)相连接。
图6为现有技术的电梯控制装置中电源转换装置的电路图。
图6中电源转换装置(3)由接在三相交流电源(2)的R、ST端子与三相感应电动机(4)的U、V、W端子之间的10个晶闸管TH1、TH2、TH3、TH4、TH5、TH6、TH7、TH8、TH9及TH10所构成。
下面参照图7及图8说明上述现有技术实例的工作原理。
图7和图8是表示现有技术电梯控制装置工作特性的曲线图。
通常，运算装置(12)根据来自基准速度指令信号发生装置(11)的基准速度指令信号VP与来自轿箱速度检测器(5)的轿箱速度信号VT的偏差值，按下式Kc·(1+T2S)/(1+T1S)(式中Kc增益，T1、T2时间常数，S拉普拉斯算子)计算对应的转矩指令值T，对增益和相位进行补偿。
电源转换装置(3)在转矩指令值T≥0时对三相感应电动机(4)作动力运行的转矩控制，在转矩指令值T＜0时则作制动的转矩控制，从而使三相感应电动机(4)顺利地运转。
即、电源转换装置(3)在上行动力运行控制时使用晶闸管TH1、TH2、TH3、TH4、TH5及TH6，在下行动力运行控制时使用晶闸管TH7、TH8、TH9、TH10、TH5及TH6。而在上行制动控制时使用晶闸管TH2、(TH3)、TH7、(TH10)，在下行制动控制时使用晶闸管(TH8)、TH9、(TH1)、TH4。括号内的晶闸管为全导通状态即作为二极管使用。
实际上电源转换装置的前面有一个图中未示出的点燃电路，该点燃电路在动力运行控制中进行三相控制，在制动控制中进行直流制动控制。即当T＊＞0时，控制动力运行一方的晶闸管的点燃角，而当T＊＜0时，控制制动一方的晶闸管的点燃角。从而由三相感应电动机(4)驱动的电梯轿箱能够平滑地加速、减速且能使停靠的精度良好。
全电压施加指令装置(13)用来使电源转换装置(3)动力运行一方的晶闸管全部导通(全点燃)。全电压施加指令装置(13)的指令仅在电梯全速运行时才发出(加速、减速或低于全速运行时均不发出)，它是为将三相交流电源(2)的额定电压、额定频率施加在三相感应电动机(4)上而发出的。由此可以减低三相感应电动机(4)的发热量。
当电梯从全速运行(动力运行用晶闸管全导通)进入减速状态时，例如无负载上行、重负载下行时，电梯在减速过程之后将立即转为直流制动控制状态。
这时，电梯轿箱速度比基准速度指令信号要高，就是说即使施加三相交流电源(2)的额定电压、额定频率，三相感应电动机(4)将仍然以高于额定频率的频率转动。
通常，电梯控制装置在由动力运行→制动或制动→动力运行转换时，要将晶闸管关断一定时间TOFF，这是防止电源短路的措施。
若这一时间太短，三相感应电动机(4)次级(转子侧)的剩余电压将不能充分衰减。如图7所示，在该剩余电压的作用下制动一方的晶闸管和三相感应电动机(4)的初级侧(定子侧)将流过较大的过渡电流，电动机转矩发生突变，导致乘坐舒适感恶化。如果这一时间过长，虽然不会流过大的过渡电流，但如图8所示，三相感应电动机(4)被负载所牵引将导致轿箱速度增大、也会使乘坐舒适感恶化。
图7为从动力运行转换为制动状态时晶闸管的关断时间TOFF较短的情况下，三相感应电动机(4)中一相的电流IM、轿箱速度信号VT以及基准速度指令信号VP随时间变化的特性曲线。
图8为从动力运行转换为制动状态时晶闸管的关断时间TOFF较长时三相感应电动机(4)中一相的电流IM、轿箱速度信号VT以及基准速度指令信号VP随时间变化的特性曲线。
因此，如果将晶闸管的关断时间选为无负载上行时的最佳值，则由于即使将晶闸管一直关断到过渡电流充分衰减时为止，其间轿箱的速度增加也很小，所以，可将此时间选得较长。而如果选其为重负载下行的最佳值，并仍将晶闸管一直关断到过渡电流充分衰减为止，则由于在此关断时间内轿箱增速较大会导致乘坐舒适感恶化，因此这一时间应选得短为好。
如上所述，现有技术的电梯控制装置中从全速运行进入减速状态时，由于转换为直流制动控制状态的时间是固定的，因此由于轿箱内负载及运行方向的不同，在上述状态下转换时会产生较大的冲击。这是现有技术电梯控制装置存在的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的。其目的是根据电梯轿厢的负载及运行方向最优地选择晶闸管的关断时间，从而获得能改善乘坐舒适感的电梯控制装置。
本发明的电梯控制装置包括以下装置。
(1)检测电梯轿箱负载及运行方向的检测装置。
(2)根据基准速度指令信号与轿箱速度信号之差计算转矩指令值的运算装置。
(3)根据上述转矩指令值从电源向电动机传送电力的电源转换装置。
(4)关断控制装置，用于在上述转矩指令值由正转换为负时，若轿箱为轻负载上行，则将上述电源转换装置关断某个给定时间;若轿箱为重负载下行，则将上述电源转换装置关断的时间比上述给定时间短。
在本发明的电梯控制装置中用检测装置检测轿箱的负载状况及运行方向。
运算装置根据基准速度指令信号与轿箱速度信号的偏差计算出转矩指令值。
电源转换装置根据上述转矩指令值由电源向电动机供电。
当上述转矩指令值由正转换为负时，若上述轿箱为轻负载上行，关断控制装置将上述电源转换装置关断一给定时间，若上述轿箱为重负载下行，关断控制装置把上述电源转换装置关断的时间比上述给定时间要短。
下面参照
本发明。
图1示出本发明一实施例的方框图。图2及图3为本发明一实施例的工作特性曲线图。图4为本发明另一实施例的方框图。图5为以往电梯控制装置的方框图。图6为以往电梯控制装置中电力变换装置的电路图。图7及图8为现有技术的电梯控制装置的工作特性曲线图。
如图1所示，三相交流电源(2)～轿箱速度检测器(5)与现有技术的控制装置完全相同。
图1中本发明的一实施例由与上述现有技术的装置完全相同的部件以及其输入端与轿箱速度检测器(5)相接、输出端与电源转换装置(3)相接的微计算机(1A)所构成。
微计算机(1A)由基准速度指令信号发生装置(11)、输入端与该基准速度指令信号发生装置(11)及轿箱速度检测器(5)相接而输出端与电源转换装置(3)相接的运算装置(12)、输入端与基准速度指令信号发生装置(11)相接而输出端与电源转换装置(3)相接的全电压施加指令装置(13)、运行方向指令信号发生装置(14)，以及输入端与运算装置(12)及运行方向指令信号发生装置(14)相接而输出端与电源转换装置(3)相接的关断控制装置(15)所构成。
本发明的检测装置在上述实施例中是由运算装置(12)及运行方向指令信号发生装置(14)构成的。
下面参照图2及图3说明上述实施例的工作原理。
图2及图3为本发明一实施例在上行及下行时的工作特性图。
图2及图3中，横轴表示转矩指令值T，纵轴表示与三相感应电动机(4)从全电压施加状态进入减速、转换为直流制动控制状态时与乘坐舒适感最佳对应的晶闸管关断时间。例如与三相感应电动机(4)的额定功率为11KW、交流电源(2)的频率为60HZ、轿箱的全速运行速度为60米/分条件下的晶闸管关断时间。
图2表示，当转矩指令值T为正时即负载从横轴右端的额定负载(定员负荷)到横轴中心处的平衡负载(半定员负载)的这一段区域内，关断时间为60毫秒，而当转矩指令值T为负时即负载从平衡负载到横轴左端的无负载(无乘客)这一段区域内，关断时间为240毫秒。
图3表示，当转矩指令值T为正时即负载从横轴右端的无负载到平衡负载的这一段区间关断时间为60毫秒，而与转矩指令值为负时即负载从平衡负载到75%负载(75%定员的负载)这一段区间关断时间为240毫秒，从75%负载到额定负载的区间关断时间为135毫秒。
关断控制装置(15)用于将电源转换装置(3)中晶闸管的关断时间控制为最佳值。该关断控制装置(15)产生输出的期间，图6所示的全部晶闸管将关断。
如图2所示，无负载上行时晶闸管的关断时间较长为好。
这是因为决定电梯乘坐舒适感的是轿箱的加速度，该加速度由三相感应电动机(4)的转矩除以轿箱惯性而得。在无负载上行时由于轿箱的惯性小，所以必须使电动机转矩(与流过电动机的电流的平方成正比)尽可能减小，而为了使直流制动电流充分衰减，晶闸管的关断时间较长为好。关断时间太短，直流制动电流不能充分衰减，由于轿箱惯性很小，即使有较小的直流制动电流流过，由这个转矩引起的加速度仍较大，从而对轿箱的运行产生较大的冲击。
如图3所示，在重负载下降运行时晶闸管的关断时间较短为好。
这是因为尽管此时有较大的直流制动电流流过，但因为轿箱的惯性大，所以由该转矩引起的加速度仍很小，对轿箱运行的冲击就小。转矩指令值T是进行增益及相位补偿运算的运算装置(12)的输出，它在电源转换装置(3)处于全电压施加状态时与(VP-VT)成正比，也就是说运算装置(12)可以起检测负载状况的作用。
此外，所谓轻负载是从无负载到平衡负载这一区间的状态，所谓重负载是从平衡负载到额定负载之间的状态。
关断控制装置(15)是将图2及图3的关系程序化以便在微计算机(1A)中运行的控制软件。它根据来自运行方向指令信号发生装置(14)的运行方向指令信号和来自运算装置(12)的转矩指令值T最佳地选择晶闸管的关断时间。
本发明的这一实施例由于具备上述关断控制装置，当电梯从全速运行进入减速状态时，把无负载上行时的晶闸管关断时间约控制为重负载下行时的两倍，从而使转换为直流制动控制状态时的冲击较小，获得以廉价的方法提供具有良好乘坐舒适感的电梯的效果。
上述实施例中是通过运行方向指令信号来检测运行方向的，但即使检测电梯的实际运行方向也可以进行同样的操作。
图4示出本发明另一实施例的方框图。
前面的实施例是通过与转矩指令值的关系来设定晶闸管的关断时间的，在此另一实施例中则是用与轿箱速度信号的关系来设定关断时间。即检测出三相感应电动机处于全电压施加状态下的轿箱速度信号，根据该轿箱速度信号来转换晶闸管的关断时间。这是因为在全电压施加状态下轿箱的速度与电梯轿箱的负载重量是成比例的，而且还可以同时检出轿箱的运行方向。
如上所说明的，本发明由于具备有检测电梯轿箱的负载状况及运行方向的检测装置;
根据基准速度指令信号与轿箱速度信号的偏差值计算转矩指令值的运算装置;
根据上述转矩指令值从电源向电动机传送电力的电源转换装置;
关断控制装置，用于当上述转矩指令值从正转换为负值时，若上述轿箱为轻负载上行则将上述电源转换装置关断一给定时间，若上述轿箱为重负载下行则将上述电源转换装置关断的时间比上述给定时间要短;
因此根据轿箱的负载状况及运行方向可以最佳地选择晶闸管的关断时间，从而获得改善乘坐舒适感的效果。
权利要求
1.一种电梯控制装置，其特征在于包括检测装置，用于检测电梯轿箱的负载状况及运行方向；运算装置，用于根据基准速度指令信号与轿箱速度信号的偏差值计算转矩指令值；电源转换装置，根据上述转矩指令值从电源向电动机供电；关断控制装置，用于在上述转矩指令值从正转换为负值时，若上述轿箱以轻负载上行则将上述电源转换装置关断一给定时间，若上述轿箱以重负载下行时则将上述电源转换装置关断的时间比上述给定时间短。
全文摘要
一种电梯控制装置，包括检测电梯轿箱的负载状况及运行方向的检测装置，根据基准速度指令信号与轿箱速度指令信号的偏差值计算转矩指令值的运算装置，根据转矩指令值由电源向电动机供电的电源转换装置，以及关断控制装置，用于在转矩指令值由正转为负值时，若轿箱以轻负载上行则将电源转换装置关断一给定时间，若轿箱以重负载下行时则将电源转换装置关断的时间比上述给定时间要短。
文档编号B66B1/30GK1050009SQ9010754
公开日1991年3月20日 申请日期1990年9月7日 优先权日1989年9月8日
发明者岩田茂富, 奥村雅英 申请人:三菱电机株式会社